JP2002500441A - 有機反射防止膜のエッチングプロセス - Google Patents
有機反射防止膜のエッチングプロセスInfo
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Abstract
(57)【要約】
１つ以上のフッ素含有化合物、塩素、任意の不活性ガスを用いる酸素フリープラズマを用いる半導体ＩＣの製造法における反射防止膜（ＡＲＣ）（１８）を選択的に除去するプロセス。本プロセスは、前もって、エッチングされたフォトレジスト（１２）の寸法制御を維持しながら反射防止膜の有効なエッチングを可能にする。
Description
【０００１】 発明の分野 本発明は、集積回路（ＩＣ）の製造法において、有機反射防止膜をエッチング
するための改善された方法に関する。
するための改善された方法に関する。
【０００２】 発明の背景 例えばコンピュータマイクロプロセッサのような電子回路固体マイクロチップ
は、それぞれがトランジスタ、抵抗、コンデンサのような何千もの個々の電子コ
ンポーネントから作られている何千もの個々のシステムで構成されている。固体
電子素子の製造は、要求された機能に応じた電子コンポーネントおよびシステム
を生み出すために選択的にエッチングされた精密なパターンと均一な厚さを有す
る半導体、導体あるいは絶縁材料からなる集合層に依存している。このコンポー
ネントとシステムは、すべて１つのチップまたは基板の中に作られて連結されて
いるため、これらの回路は、”集積回路（ＩＣ）”と呼ばれている。
は、それぞれがトランジスタ、抵抗、コンデンサのような何千もの個々の電子コ
ンポーネントから作られている何千もの個々のシステムで構成されている。固体
電子素子の製造は、要求された機能に応じた電子コンポーネントおよびシステム
を生み出すために選択的にエッチングされた精密なパターンと均一な厚さを有す
る半導体、導体あるいは絶縁材料からなる集合層に依存している。このコンポー
ネントとシステムは、すべて１つのチップまたは基板の中に作られて連結されて
いるため、これらの回路は、”集積回路（ＩＣ）”と呼ばれている。
【０００３】 ＩＣの製造は、非常に競争が激しい。それゆえ、製造工程の効率に関する改善
は、競争上利点となる。典型的には、ＩＣを製造するためには、システムを形成
するためコンポーネントを連結し、回路を形成するためにシステムを連結する１
つ以上の導線によるネットワークを製造する必要がある。重要な製造工程は、フ
ォトリソグラフィーとエッチング（総合してこれらの処理は”パターニング”と
呼ばれる）を用いる半導体基板上での導線のネットワークの形成 すなわちネッ トワークの連結である。これは、典型的には、光感光膜、すなわち、フォトレジ
スト膜（”フォトレジスト”）を用いて、導体の金属層を被覆することによって
行われる。フォトレジストは、続いて、ネットワークを連結する導体を要求され
たパターンに一致するパターン中で光をさえぎるマスクを通して、光化学作用を
もつ光によって露光される。
は、競争上利点となる。典型的には、ＩＣを製造するためには、システムを形成
するためコンポーネントを連結し、回路を形成するためにシステムを連結する１
つ以上の導線によるネットワークを製造する必要がある。重要な製造工程は、フ
ォトリソグラフィーとエッチング（総合してこれらの処理は”パターニング”と
呼ばれる）を用いる半導体基板上での導線のネットワークの形成 すなわちネッ トワークの連結である。これは、典型的には、光感光膜、すなわち、フォトレジ
スト膜（”フォトレジスト”）を用いて、導体の金属層を被覆することによって
行われる。フォトレジストは、続いて、ネットワークを連結する導体を要求され
たパターンに一致するパターン中で光をさえぎるマスクを通して、光化学作用を
もつ光によって露光される。
【０００４】 フォトレジスト膜は、続いて”現像”される、すなわち、光化学作用をもつ光
によって露光されたフォトレジスト膜の部分は、選択的に除去され、それによっ
てマスク中の開口部に対応するパターンが下の導体表面に露出する。通常、露光
された金属層は、望み通りの連結ネットワークを残しながらプラズマエッチング
によって除去されるが、湿式の化学エッチングによっても同様に除去可能である
。
によって露光されたフォトレジスト膜の部分は、選択的に除去され、それによっ
てマスク中の開口部に対応するパターンが下の導体表面に露出する。通常、露光
された金属層は、望み通りの連結ネットワークを残しながらプラズマエッチング
によって除去されるが、湿式の化学エッチングによっても同様に除去可能である
。
【０００５】 ＩＣの超小型化に対する最近の要求によって、回路密度は増加をもたらし、フ
ォトレジストを露光するために、より短い波長の光、例えば、深紫外線（ｄｅｅ
ｐ ＵＶ）のようなより短い波長が要求されている。短波長光は、理論的には、 高解像度の露光をもたらすはずであるが、不幸にして、その光は、フォトレジス
ト層を通過して後方の金属層で反射する傾向がある。この反射は、入射光と干渉
し解像度を低下させる。この現象の解説は、「ＶＬＳＩ時代のシリコン処理」（
S.Wolf et al."プロセス技術"第１巻 Lattice Press, Sunset Beach CA(1987)）
で見いだすことができる。この問題を解決するために、反射防止膜（ＡＲＣ）は
、典型的には不必要な反射とそれに伴う解像度の低下を低減するためにフォトレ
ジスト層の前の金属層の上に堆積される。ＩＣ工業界において広く用いられてい
るＡＲＣは、ポリイミド類であるが、他の有機反射防止膜材料も使用することが
できる。
ォトレジストを露光するために、より短い波長の光、例えば、深紫外線（ｄｅｅ
ｐ ＵＶ）のようなより短い波長が要求されている。短波長光は、理論的には、 高解像度の露光をもたらすはずであるが、不幸にして、その光は、フォトレジス
ト層を通過して後方の金属層で反射する傾向がある。この反射は、入射光と干渉
し解像度を低下させる。この現象の解説は、「ＶＬＳＩ時代のシリコン処理」（
S.Wolf et al."プロセス技術"第１巻 Lattice Press, Sunset Beach CA(1987)）
で見いだすことができる。この問題を解決するために、反射防止膜（ＡＲＣ）は
、典型的には不必要な反射とそれに伴う解像度の低下を低減するためにフォトレ
ジスト層の前の金属層の上に堆積される。ＩＣ工業界において広く用いられてい
るＡＲＣは、ポリイミド類であるが、他の有機反射防止膜材料も使用することが
できる。
【０００６】 フォトレジストは、ＵＶによって露光され、現像されてから、ＡＲＣは、下層
の導体の金属層や金属膜を露出させるためにエッチングによって除去されなけれ
ばならない。先行技術は、これがプラズマエッチングによってなされることを教
えている。しかしながら、ＡＲＣを効率よくエッチング除去するがフォトレジス
トを相対的に無傷のまま残すようなエッチング剤システムと条件が使用されなけ
ればならない。
の導体の金属層や金属膜を露出させるためにエッチングによって除去されなけれ
ばならない。先行技術は、これがプラズマエッチングによってなされることを教
えている。しかしながら、ＡＲＣを効率よくエッチング除去するがフォトレジス
トを相対的に無傷のまま残すようなエッチング剤システムと条件が使用されなけ
ればならない。
【０００７】 参考文献として組み入れられる米国特許第5,655,110号,"Krivokapic et al." は、大量生産される半導体ウェーハにおけるエッチング処理中の臨界寸法の維持
の重要性を解説している。米国特許第5,126,289号,"Ziger"は、エッチング剤と してイオン化したＣＣｌ４を用いて一度の処理で、フォトレジスト層と下層のア
ルミニウム層をエッチングする方法を教えている。しかしながら、Zigerは、フ ォトレジストの浸食（degradation）に関しては解説していない。
の重要性を解説している。米国特許第5,126,289号,"Ziger"は、エッチング剤と してイオン化したＣＣｌ４を用いて一度の処理で、フォトレジスト層と下層のア
ルミニウム層をエッチングする方法を教えている。しかしながら、Zigerは、フ ォトレジストの浸食（degradation）に関しては解説していない。
【０００８】 参考文献として組み入れられるThuy B.Taの米国特許第5,308,742号("Ta"と称 す）は、ＣＨＦ３、必須の酸素（Ｏ２）およびキャリアガスとしてアルゴンを用
いるポリイミドＡＲＣをエッチングするプラズマ工程を有するＩＣ製造方法の権
利を主張している。この特許は、アルゴンがＣＨＦ３によって形成されたポリマ
ーを除去するスパッタ成分として作用する一方で、ＣＨＦ３がポリマー形成を促
進すると断言している。スパッタ成分は、主に垂直方向に移動する。従って、フ
ォトレジストを通ってエッチングされた連結ネットワークの側壁上のポリマー材
料が除去されないため、これは、酸素による横の攻撃からフォトレジストの側壁
を保護する。ＡＲＣに対して選択的であるために、この方法は、いわゆる臨界寸
法制御を提供する。
いるポリイミドＡＲＣをエッチングするプラズマ工程を有するＩＣ製造方法の権
利を主張している。この特許は、アルゴンがＣＨＦ３によって形成されたポリマ
ーを除去するスパッタ成分として作用する一方で、ＣＨＦ３がポリマー形成を促
進すると断言している。スパッタ成分は、主に垂直方向に移動する。従って、フ
ォトレジストを通ってエッチングされた連結ネットワークの側壁上のポリマー材
料が除去されないため、これは、酸素による横の攻撃からフォトレジストの側壁
を保護する。ＡＲＣに対して選択的であるために、この方法は、いわゆる臨界寸
法制御を提供する。
【０００９】 "Ta"では、酸素は、実際のエッチング剤のようにみえる。酸素は、攻撃的な酸
化剤であり、いくつかの固体の構成成分に対して特異性がなくかつ有害である傾
向にある。より穏やかな酸化剤は、ＡＲＣとフォトレジストとの間の選択性をよ
り高くし、それゆえ、"Ta"のプロセスを超えた改善法を提供する。選択性は重要
である。なぜなら、アルゴンスパッタリングがフォトレジスト表面に堆積したＣ
ＨＦ３を除去する場合には、ＣＨＦ３は垂直方向の保護とならないからである。
過剰の浸食は、ＡＲＣおよび／または下層の導体膜エッチング時のフォトレジス
トのマスキング特性を損なう。
化剤であり、いくつかの固体の構成成分に対して特異性がなくかつ有害である傾
向にある。より穏やかな酸化剤は、ＡＲＣとフォトレジストとの間の選択性をよ
り高くし、それゆえ、"Ta"のプロセスを超えた改善法を提供する。選択性は重要
である。なぜなら、アルゴンスパッタリングがフォトレジスト表面に堆積したＣ
ＨＦ３を除去する場合には、ＣＨＦ３は垂直方向の保護とならないからである。
過剰の浸食は、ＡＲＣおよび／または下層の導体膜エッチング時のフォトレジス
トのマスキング特性を損なう。
【００１０】 我々は、 酸素を用いずに、それゆえフォトレジストの浸食（degradation）を
低減し、ＡＲＣを選択的にしかも効率的に除去する改善されたプロセスを見いだ
した。
低減し、ＡＲＣを選択的にしかも効率的に除去する改善されたプロセスを見いだ
した。
【００１１】 発明の要約 本発明の第１の特徴は、金属層の上にある有機ＡＲＣを除去するプロセスであ
って、プラズマ発生装置の反応チャンバー中で、前記ＡＲＣをイオン化した状態
の酸素フリーエッチング剤システム中に曝す工程を有し、前記エッチング剤シス
テムは、１つ以上のフッ素含有成分、塩素、任意の不活性キャリアガスを有する
プロセスである。このプロセスは、ＩＣ製造時における有機ＡＲＣの露光領域を
除去する際に、フォトレジストの臨界寸法を維持するために特に有用である。
って、プラズマ発生装置の反応チャンバー中で、前記ＡＲＣをイオン化した状態
の酸素フリーエッチング剤システム中に曝す工程を有し、前記エッチング剤シス
テムは、１つ以上のフッ素含有成分、塩素、任意の不活性キャリアガスを有する
プロセスである。このプロセスは、ＩＣ製造時における有機ＡＲＣの露光領域を
除去する際に、フォトレジストの臨界寸法を維持するために特に有用である。
【００１２】 第２の特徴は、第１の特徴のプロセスで用いられる１つ以上のフッ素含有成分
、不活性なキャリアガスおよび塩素を明確にしたことである。１つの実施例では
、前記フッ素含有成分は、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、ＣＨ２Ｆ２、ＳＦ６ま
たはＣｎＦｎ＋４からなるグループから選択されることを明確にした。特別の実
施例においては、フッ素含有成分はＣＨＦ３であり、不活性キャリアガスはアル
ゴンである。
、不活性なキャリアガスおよび塩素を明確にしたことである。１つの実施例では
、前記フッ素含有成分は、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、ＣＨ２Ｆ２、ＳＦ６ま
たはＣｎＦｎ＋４からなるグループから選択されることを明確にした。特別の実
施例においては、フッ素含有成分はＣＨＦ３であり、不活性キャリアガスはアル
ゴンである。
【００１３】 好適な実施の形態の詳細な説明 図１ａにおいて、フォトレジスト１２が露光され、現像された後の製造中の半
導体複合チップ１０の拡大された部分の斜視図は、回路パターン１５を形成する
連結ネットワークを示している。すなわち、フォトレジストが露光されていない
部分に対応する導体膜１６の領域は、コンポーネントやシステムを連結する導線
のネットワークとなる。導体膜や層は、半導体基板１７を被覆する。図１ｂは、
図１ａに対応する断面図であり、フォトレジストが現像された後にＡＲＣ１８の
一部が連結ネットワークの底部を覆っていることをより明確に示している。ＡＲ
Ｃのこの部分は、下層の導体膜１６がエッチングによって除去される前に除去さ
れなければならない。
導体複合チップ１０の拡大された部分の斜視図は、回路パターン１５を形成する
連結ネットワークを示している。すなわち、フォトレジストが露光されていない
部分に対応する導体膜１６の領域は、コンポーネントやシステムを連結する導線
のネットワークとなる。導体膜や層は、半導体基板１７を被覆する。図１ｂは、
図１ａに対応する断面図であり、フォトレジストが現像された後にＡＲＣ１８の
一部が連結ネットワークの底部を覆っていることをより明確に示している。ＡＲ
Ｃのこの部分は、下層の導体膜１６がエッチングによって除去される前に除去さ
れなければならない。
【００１４】 図１ａと図１ｂは、フォトレジスト１２の露光と現像によって形成された連結
ネットワーク１４は、精密であることを留意されたい。しかしながら、連結ネッ
トワーク１４の底部において、ＡＲＣを除去するために使用される剤システムが
フォトレジスト１２のエッチングされていない部分を攻撃する場合は、連結ネッ
トワーク１４の精密さは非常に低減される。
ネットワーク１４は、精密であることを留意されたい。しかしながら、連結ネッ
トワーク１４の底部において、ＡＲＣを除去するために使用される剤システムが
フォトレジスト１２のエッチングされていない部分を攻撃する場合は、連結ネッ
トワーク１４の精密さは非常に低減される。
【００１５】 前世代のＩＣにおいては、導体膜をエッチングすることによって形成された導
線は、ある程度良く分離されていたので、フォトレジストの浸食（degradation ）は一般的に許容することができた。しかしながら、現世代のＩＣにおいては、
導線はしばしば互いに非常に接近しているので、たとえ小量の浸食（degradatio
n）であっても危険である。更に、深ＵＶ（ｄｅｅｐＵＶ）フォトレジストによ る露光と現像において高解像度を達成するために、フォトレジストの厚さは、１
２０００Åのあたりから７０００〜８０００Åのあたりまで薄くされる。これに
よって、ＡＲＣのエッチング時に下層膜を保護するフォトレジストが少なくなる
。
線は、ある程度良く分離されていたので、フォトレジストの浸食（degradation ）は一般的に許容することができた。しかしながら、現世代のＩＣにおいては、
導線はしばしば互いに非常に接近しているので、たとえ小量の浸食（degradatio
n）であっても危険である。更に、深ＵＶ（ｄｅｅｐＵＶ）フォトレジストによ る露光と現像において高解像度を達成するために、フォトレジストの厚さは、１
２０００Åのあたりから７０００〜８０００Åのあたりまで薄くされる。これに
よって、ＡＲＣのエッチング時に下層膜を保護するフォトレジストが少なくなる
。
【００１６】 図２は、プラズマ発生機中にイオン化されたＯ２を含む剤システムによって、
ＡＲＣを除去した結果の概要図である。例えば、Ｏ２とＮ２の混合ガスを用いた
システムである。このＯ２を含む剤システムは、効率的にＡＲＣを除去する時に
フォトレジスト１２も同様に攻撃して一般的に薄膜化と、図２における２０の点
で示したような浸食（degradation）を起こす。図２に示したように、浸食（deg
radation）は、連結ネットワーク１４の精密さを低減し、他の位置で下層の好ま
しくない露出を引き起こす。薄くなり浸食（degradation）された導体膜からエ ッチング除去された連結ネットワーク１４は、導線中にボイドまたはＩＣ機能に
おける不良をもたらす接続不良を生じさせる。
ＡＲＣを除去した結果の概要図である。例えば、Ｏ２とＮ２の混合ガスを用いた
システムである。このＯ２を含む剤システムは、効率的にＡＲＣを除去する時に
フォトレジスト１２も同様に攻撃して一般的に薄膜化と、図２における２０の点
で示したような浸食（degradation）を起こす。図２に示したように、浸食（deg
radation）は、連結ネットワーク１４の精密さを低減し、他の位置で下層の好ま
しくない露出を引き起こす。薄くなり浸食（degradation）された導体膜からエ ッチング除去された連結ネットワーク１４は、導線中にボイドまたはＩＣ機能に
おける不良をもたらす接続不良を生じさせる。
【００１７】 図３は、本発明の剤システムを用いたＡＲＣ除去結果の概要図である。フォト
レジスト１２は、最小限の影響を受けるに過ぎず、精密なパターンは残されてい
ることを銘記すべきである。それゆえ、精密なパターンは、露出した導体膜１６
がエッチング除去されたときに次の工程における導線の形成に反映される。
レジスト１２は、最小限の影響を受けるに過ぎず、精密なパターンは残されてい
ることを銘記すべきである。それゆえ、精密なパターンは、露出した導体膜１６
がエッチング除去されたときに次の工程における導線の形成に反映される。
【００１８】 本プロセスに対し、キャリアガスは、不活性ガス、希ガスであり、好ましくは
、アルゴンであるが、他の希ガス、例えば、ヘリウム、ネオン、クリプトン、ゼ
ノンやそれらの混合ガスを使用することができる。塩素源は、好ましくは、化学
的に純粋な単一の塩素（Ｃｌ２）である。その代わりに、ＨＣｌ、ＢＣｌ３のよ
うな塩素含有ガスを用いることも可能である。同様に、ＣＨＦ３は、好ましいフ
ッ素源であるが、他のフッ化炭素やそれらのガスを合わせて使うことも可能であ
る。
、アルゴンであるが、他の希ガス、例えば、ヘリウム、ネオン、クリプトン、ゼ
ノンやそれらの混合ガスを使用することができる。塩素源は、好ましくは、化学
的に純粋な単一の塩素（Ｃｌ２）である。その代わりに、ＨＣｌ、ＢＣｌ３のよ
うな塩素含有ガスを用いることも可能である。同様に、ＣＨＦ３は、好ましいフ
ッ素源であるが、他のフッ化炭素やそれらのガスを合わせて使うことも可能であ
る。
【００１９】 図４は、高密度プラズマを用いて基板を処理することができるＥＣＲ反応器１
００を示している。その反応器は、反応チャンバー１０２を有しており、その中
で、プラズマガスによって基板が処理される。高密度のプラズマを発生するため
に、反応器は、プラズマ発生チャンバー１０３を有しており、その中で、マイク
ロ波ガイド１０４を通過してきたマイクロ波エネルギーと電磁コイル１０５によ
って発生された磁気エネルギーとの結合によって高密度プラズマが発生する。高
密度プラズマは、適当なガスまたは混合ガスによって発生し、イオンビームは、
オリフィス１０３ａを通してプラズマチャンバーから引き出される。好ましくは
、オリフィス１０３ａは、チャンバー１０３と同じ直径を有する。基板１０６は
、その中に基板温度を制御する機構を有する静電チャックのような基板保持台１
０７上に保持される。
００を示している。その反応器は、反応チャンバー１０２を有しており、その中
で、プラズマガスによって基板が処理される。高密度のプラズマを発生するため
に、反応器は、プラズマ発生チャンバー１０３を有しており、その中で、マイク
ロ波ガイド１０４を通過してきたマイクロ波エネルギーと電磁コイル１０５によ
って発生された磁気エネルギーとの結合によって高密度プラズマが発生する。高
密度プラズマは、適当なガスまたは混合ガスによって発生し、イオンビームは、
オリフィス１０３ａを通してプラズマチャンバーから引き出される。好ましくは
、オリフィス１０３ａは、チャンバー１０３と同じ直径を有する。基板１０６は
、その中に基板温度を制御する機構を有する静電チャックのような基板保持台１
０７上に保持される。
【００２０】 チャンバー１０３中で発生した高密度プラズマは、電磁コイル１１８によって
ホルン（角状物）１０８の内部に閉じこめられ、ＲＦバイアスをＲＦ源１０９お
よびインピーダンスマッチングなどの関連電気回路１１０によって基材に加える
ことにより、基板１０６方向に向けられる。反応チャンバー１０２は、一般的に
排気口１１１によって示されるような適当な真空装置によって真空排気される。
高密度プラズマ中にエッチング用反応物を導入するために、ホルン１１８は内部
表面上にガス散布環のような１つ以上のガス注入装置を有し、それによってＦや
Ｃｌのような反応物を高密度プラズマ中に導入させられる。１つあるいは複数の
反応物は、一般的に１１２で示される１つ以上の通路を通って供給される。プラ
ズマ発生チャンバー１０３中でプラズマを発生するために、アルゴンが一般的に
１１３で示される１つ以上の通路を用いてプラズマ発生チャンバー１０３中に導
入される。
ホルン（角状物）１０８の内部に閉じこめられ、ＲＦバイアスをＲＦ源１０９お
よびインピーダンスマッチングなどの関連電気回路１１０によって基材に加える
ことにより、基板１０６方向に向けられる。反応チャンバー１０２は、一般的に
排気口１１１によって示されるような適当な真空装置によって真空排気される。
高密度プラズマ中にエッチング用反応物を導入するために、ホルン１１８は内部
表面上にガス散布環のような１つ以上のガス注入装置を有し、それによってＦや
Ｃｌのような反応物を高密度プラズマ中に導入させられる。１つあるいは複数の
反応物は、一般的に１１２で示される１つ以上の通路を通って供給される。プラ
ズマ発生チャンバー１０３中でプラズマを発生するために、アルゴンが一般的に
１１３で示される１つ以上の通路を用いてプラズマ発生チャンバー１０３中に導
入される。
【００２１】 １１４の矢印で示されるマイクロ波エネルギーは、絶縁窓１１５を通って進行
し、水供給用導管１１７で壁が水冷されているプラズマ発生チャンバー１０３中
に入る。基板ホルダー１０７の下の電磁コイル１１８は、基板１０６に近接して
磁場を作るために使われ得る。直流電源１１９は、静電的に基板１０６を固定す
るための電力を基板ホルダー１０７に供給する。
し、水供給用導管１１７で壁が水冷されているプラズマ発生チャンバー１０３中
に入る。基板ホルダー１０７の下の電磁コイル１１８は、基板１０６に近接して
磁場を作るために使われ得る。直流電源１１９は、静電的に基板１０６を固定す
るための電力を基板ホルダー１０７に供給する。
【００２２】 図５は、高密度プラズマで基板を処理することのできるＴＣＰ（登録商標）反
応器１２０を示している。反応器は、プロセスチャンバー１２１を有し、その中
で、基材１２３に近接してプラズマ１２２が発生される。基板は、水冷式の基板
保持台１２４上に保持されており、基板の温度制御は、基板と基板支持台の間の
空間に導管１２５を通して供給されるヘリウムガスによって行われる。基板支持
台は、アルミニウム製の電極またはその中に電極が埋め込まれたセラミックス材
料を有しており、その電極は、ＲＦ電源１２６およびＲＦマッチングなどを行う
結合回路１２７によって、電力が供給される。処理中の基板温度は、温度計１２
９に取り付けられた温度計測装置１２８によって、計測される。同様の温度計測
装置もまた、図４に示されたＥＣＲ反応器中で利用することができる。
応器１２０を示している。反応器は、プロセスチャンバー１２１を有し、その中
で、基材１２３に近接してプラズマ１２２が発生される。基板は、水冷式の基板
保持台１２４上に保持されており、基板の温度制御は、基板と基板支持台の間の
空間に導管１２５を通して供給されるヘリウムガスによって行われる。基板支持
台は、アルミニウム製の電極またはその中に電極が埋め込まれたセラミックス材
料を有しており、その電極は、ＲＦ電源１２６およびＲＦマッチングなどを行う
結合回路１２７によって、電力が供給される。処理中の基板温度は、温度計１２
９に取り付けられた温度計測装置１２８によって、計測される。同様の温度計測
装置もまた、図４に示されたＥＣＲ反応器中で利用することができる。
【００２３】 チャンバー１２１中に真空を供給するために、ターボポンプが出口１３０に接
続されており、要求された真空を維持するために使用される。Ｆ，Ｃｌや任意の
不活性ガス、例えばＡｒを含む処理ガスは、絶縁窓１３３の下部の周りに広がっ
ているガス散布環に反応ガスを供給する導管１３１，１３２によってチャンバー
内に供給される。上記の代わりに、処理ガスは、絶縁性のシャワーヘッド窓また
は他の適当なガス分配システムを通して供給されることも可能である。らせん状
ＴＣＰ（登録商標）コイル１３４のアンテナのような電磁誘導エネルギー源は、
ＲＦ源１３５およびおよびインピーダンスマッチングなどを行う結合回路１３６
によって、ＲＦ電力が供給される。基板がチャンバー中で処理されるときに、Ｒ
Ｆ源１３５はＴＣＰ（登録商標）コイル１３４に１３．６ＭＨｚのＲＦ電流を供
給し、ＲＦ源１２６は、低い電極に４００ｋＨｚのＲＦ電流を供給する。
続されており、要求された真空を維持するために使用される。Ｆ，Ｃｌや任意の
不活性ガス、例えばＡｒを含む処理ガスは、絶縁窓１３３の下部の周りに広がっ
ているガス散布環に反応ガスを供給する導管１３１，１３２によってチャンバー
内に供給される。上記の代わりに、処理ガスは、絶縁性のシャワーヘッド窓また
は他の適当なガス分配システムを通して供給されることも可能である。らせん状
ＴＣＰ（登録商標）コイル１３４のアンテナのような電磁誘導エネルギー源は、
ＲＦ源１３５およびおよびインピーダンスマッチングなどを行う結合回路１３６
によって、ＲＦ電力が供給される。基板がチャンバー中で処理されるときに、Ｒ
Ｆ源１３５はＴＣＰ（登録商標）コイル１３４に１３．６ＭＨｚのＲＦ電流を供
給し、ＲＦ源１２６は、低い電極に４００ｋＨｚのＲＦ電流を供給する。
【００２４】 本発明のプロセスは、上記のＥＣＲまたはＴＣＰ（登録商標）反応器あるいは
、プラズマ発生機の適当な反応チャンバーの中において遂行される。ＡＲＣは、
半導体ウェーハのような半導体基板、平板のディスプレイなどの上に存在できる
。上記プロセスは、以下の範囲内で行うことができる。
、プラズマ発生機の適当な反応チャンバーの中において遂行される。ＡＲＣは、
半導体ウェーハのような半導体基板、平板のディスプレイなどの上に存在できる
。上記プロセスは、以下の範囲内で行うことができる。
【００２５】 圧力 約１〜約５００ミリtorr 温度 約０〜約１００℃ Ｃｌ２流量 約２．５〜２００ｓｃｃｍ 不活性ガス流量 約０〜２００ｓｃｃｍ フッ素含有成分の流量 約５〜２００ｓｃｃｍ より好ましいのは、以下の範囲内で行うことができる。
【００２６】 圧力 約１〜約１０ミリtorr 温度 約３０〜約８０℃ Ｃｌ２流量 約５〜６０ｓｃｃｍ Ａｒ流量 約５〜８０ｓｃｃｍ ＣＨＦ３流量 約５〜８０ｓｃｃｍ。
【００２７】 プロセスの時間は、組成、反応物および、より重要な有機ＡＲＣの厚さによっ
て変化する。処理の終了点、すなわち、被覆されたＡＲＣの全てが除去される点
は、標準のマイクロチップ製造装置を用いる本技術の標準方法によって決定され
ることが可能である。例えば、光学的な信号またはフッ素濃度を計測する。
て変化する。処理の終了点、すなわち、被覆されたＡＲＣの全てが除去される点
は、標準のマイクロチップ製造装置を用いる本技術の標準方法によって決定され
ることが可能である。例えば、光学的な信号またはフッ素濃度を計測する。
【００２８】 本発明は、特定の実施例に関して例示されたが、ＩＣ製造における当業者が通
常なし得る本実施例の変形は、本発明の範囲内に含まれる。
常なし得る本実施例の変形は、本発明の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１（ａ）】 フォトレジスト膜がエッチングされているがＡＲＣが除去される前の半導体複
合チップの一部の概要を示す斜視図である。
合チップの一部の概要を示す斜視図である。
【図１（ｂ）】 図１（ａ）で示されたチップの一部の概要を示す断面図である。
【図２】 Ｏ２を使用するプロセスによってＡＲＣが除去された後の図１（ａ）に似た図
である。
である。
【図３】 本発明のプロセスによってＡＲＣが除去された後の図１（ａ）に似た図である
。
。
【図４】 本発明に一致したプロセスを実施するために利用することができる高密度プラ
ズマＥＣＲ反応器の概要図である。
ズマＥＣＲ反応器の概要図である。
【図５】 本発明に一致したプロセスを実施するために利用することができる高密度プラ
ズマＴＣＰ（登録商標）反応器の概要図である。
ズマＴＣＰ（登録商標）反応器の概要図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リー， ブライアン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95070， サラトガ， プロスペクト ロ ード 20904 Ｆターム(参考） 5F004 AA05 BA16 BA20 CA02 CA04 DA04 DA16 DA23 DB23 EA22
Claims (15)
- 【請求項１】 金属層の上にある有機ＡＲＣを除去するプロセスであって、 プラズマ発生装置の反応チャンバー中で、前記ＡＲＣをイオン化した状態の酸
素フリーエッチング剤システム中に曝す工程を有し、 前記エッチング剤システムは、１つ以上のフッ素含有成分、塩素、任意の不活
性キャリアガスを有するプロセス。 - 【請求項２】 前記１つ以上のフッ素含有成分は、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２ Ｆ６、ＣＨ２Ｆ２、ＳＦ６またはＣｎＦｎ＋４からなるグループから選択される
ことを特徴とする請求項１に記載のプロセス。 - 【請求項３】 前記ＡＲＣは、前記ＡＲＣを被覆するフォトレジスト中で前
もってエッチングされた連結ネットワークを形成している溝によって露出してい
ることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。 - 【請求項４】 前記エッチング剤システムは、ＣＨＦ３、ＡｒおよびＣｌ２ を主成分とすることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
- 【請求項５】 圧力が約１ミリtorrから１００ミリtorr、温度が約３０℃か
ら約８０℃、Ｃｌ２流量が約５sccmから約６０sccm、Ａｒ流量が約５sccmから約
８０sccm、ＣＨＦ３流量が約５sccmから約８０sccm、の範囲内になるように制御
されていることを特徴とする請求項４に記載のプロセス。 - 【請求項６】 前記金属層の上にある前記ＡＲＣは、フォトエッチング処理
中に、光化学作用をもつ光がフォトレジストを完全に通過して後方の前記金属層
から反射されることを防ぐために使われることを特徴とする請求項３に記載のプ
ロセス。 - 【請求項７】 前記プラズマ発生装置は、前記エッチング剤によって前記Ａ
ＲＣをエッチングする間、１００ミリtorr以下の圧力に排気されていることを特
徴とする請求項１に記載のプロセス。 - 【請求項８】 前記プラズマ発生装置は、ＥＣＲ反応器と半導体基板上にあ
る前記ＡＲＣとを有すことを特徴とする請求項１に記載のプロセス。 - 【請求項９】 前記ＡＲＣは、半導体ウェーハの上にあることを特徴とする
請求項１に記載のプロセス。 - 【請求項１０】 前記プラズマ発生装置は、前記反応チャンバー中に電磁結
合のＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）エネルギーによってプラズマを形
成するアンテナを有することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。 - 【請求項１１】 ＩＣ（集積回路）の製造中の有機ＡＲＣの露光領域を除去
する際のフォトレジストを十分に維持する方法であって、 プラズマ発生装置の反応チャンバー中で、前記ＡＲＣをイオン化した状態のエ
ッチング剤システム中に曝す工程を有し、 前記エッチング剤システムは、１つ以上のフッ素含有成分、不活性キャリアガ
ス、塩素を有するエッチング剤システムを有することを特徴とする方法。 - 【請求項１２】 前記１つ以上のフッ素を含む構成成分はトリフルオルメタ
ンであり、不活性なキャリアガスはアルゴンであることを特徴とする請求項１１
に記載の方法。 - 【請求項１３】 圧力が、約１ミリtorrから約１００ミリtorr、温度が、約
３０℃から約８０℃、Ｃｌ２流量が、約５sccmから約６０sccm、Ａｒ流量が、約
５sccmから約８０sccm、ＣＨＦ３流量が、約５sccmから約８０sccm、の範囲内に
なるように制御されていることを特徴とする請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１４】 １つ以上のフッ素含有成分、任意の不活性キャリアガス、
塩素、を有することを特徴とする金属層の上にある有機ＡＲＣを除去するための
酸素フリープラズマエッチングガス剤。 - 【請求項１５】 前記１つ以上のフッ素を含む構成成分はＣＨＦ３であり、
不活性なキャリアガスはアルゴンであることを特徴とする請求項１４に記載のガ
ス剤。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/002,007 | 1997-12-31 | ||
| US09/002,007 US6391786B1 (en) | 1997-12-31 | 1997-12-31 | Etching process for organic anti-reflective coating |
| PCT/US1998/026226 WO1999034425A1 (en) | 1997-12-31 | 1998-12-21 | Etching process for organic anti-reflective coating |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=21698819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000526964A Expired - Fee Related JP4335441B2 (ja) | 1997-12-31 | 1998-12-21 | 有機反射防止膜のエッチングプロセス |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6391786B1 (ja) |
| EP (1) | EP1042798A1 (ja) |
| JP (1) | JP4335441B2 (ja) |
| KR (1) | KR100562399B1 (ja) |
| TW (1) | TW434454B (ja) |
| WO (1) | WO1999034425A1 (ja) |
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