JP2005523587A - フォトレジストおよびエッチング残渣の除去方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】方法は、プラズマアッシングに対し先行する誘電層のプラズマエッチングの間形成されたフォトレジスト残り及びエッチング残渣を取り除くことを提供する。アッシング方法は、酸素含有ガスを含み、基板からフォトレジスト残りとエッチング残渣のかなりの量を除去するため低バイアスもしくはゼロバイアスを基板に印加する第1のクリーニングステップと、加えてチャンバ表面からの不利益なフルオロカーボン残渣をエッチングし除去する2ステッププラズマを使用する。増加されたバイアスは、フォトレジストの残りと、エッチング残渣を基板から除去するために第2のクリーニングステップにおいて基板に印加される。2ステッププロセスは、従来の1ステップアッシングプロセスに共通に観察されるメモリー効果を減らす。終点検出の方法は、アッシングプロセスをモニタするのに使用できる。
Description
半導体製造において、従来の1ステップアッシングプロセスは、内部チャンバ表面(基板がアッシングされる)が、先の誘電体のエッチングプロセスから堆積するフルオロカーボンベースのポリマーを含み得るプロセスチャンバ内でしばしば実行される。あるいは、1ステップアッシングプロセスは、先のエッチングプロセスからのポリマー堆積物からきれいにされたプロセスチャンバ内で実行され得る。
2)誘電体の形態の上部での、その誘電体のファセッティング/浸食の最少化及びエッチング後/臨界精度(CD:クリティカルディメンション)バイアスの低減化
3)アッシング後残渣のを最少化
4)その場アッシングの間、低誘電率膜へ導入されたダメージ(k値の低下)の最少化
5)自動チャンバドライ(乾式)クリーニングの提供、チャンバクリーニング間の平均時間の増加。
a)ポリマー堆積物を有するチャンバ内の2ステップアッシング(第1のステップのゼロバイアス、第2のステップの増加されたバイアス);
b)きれいなチャンバの従来の1ステップアッシング;そして
c)ポリマー堆積物を有するチャンバ内の従来の1ステップアッシング。
b)チャンバ圧=50mTorr、RFバイアス=150W、酸素流量200sccm;そして
c)チャンバ圧=50mTorr、RFバイアス=150W、酸素流量200sccm.
1ステッププロセスb)とc) と比較した時、減少されたキャップ層ロス120は、上記の2ステップアッシングプロセス(a)で観察される。たとえば、表1に示すように、キャップ層ロスは、c)>b)>a)の順序で減少する。その結果、2ステッププロセスは、キャップ層ロスを最小にするアッシング方法を提供する。
チャンバ圧力=20mTorr、RFバイアス=0W、酸素流量500sccm;
第2のアッシングステップ:
チャンバ圧力=20mTorr、RFバイアス=150W、酸素流量20sccm、Ar/酸素流量=200/20sccm.
プラズマアッシングされた基板は、0.5%HFソリューションに5秒から30秒の間、さらされた。HFの30秒さらされた側壁ロスのSEM分析は、アッシングプロセスa)〜d)に対して、表2で示される。まとめとして、誘電側壁ロス(したがって、アッシングプロセスの間の側壁ダメージ)は、2ステッププロセスa)より2ステップアッシングプロセスd)(チャンバ圧力とより高い酸素流量が利用されるところ)より少ない。それに加えて、きれいなチャンバで実行されたプロセスb)が、ポリマー堆積物を有するチャンバで両方とも実行された1ステップc)と2ステッププロセスa)より少ない誘電側壁ロスを示す。
Claims (34)
- 酸素含有ガスを含むプロセスガスを導入することと、
プラズマプロセスチャンバ内にプラズマを生成することと、
基板ホルダ上に載置した基板を前記プラズマにさらすことと、
前記基板ホルダに、第1のバイアスを印加することにより第1のアッシングステップを行うことと、
前記基板ホルダに、前記第1のバイアスより大きい第2のバイアスを印加することにより第2のアッシングステップを行うこと、を具備するその場アッシングの方法。 - 前記酸素含有ガスは酸素(O2)を含む請求項1の方法。
- 前記プロセスガスは、さらに不活性ガスを有する請求項1の方法。
- 前記不活性ガスは、He,Ar、及びN2の少なくとも1つを有する請求項3の方法。
- 前記第1のバイアスは、ほぼ100Wより低く、前記第2のバイアスはほぼ100Wより高い請求項1の方法。
- 前記第1のバイアスは、ほぼ50Wより低い請求項1の方法。
- 前記第1のバイアスは、ほぼゼロに等しい請求項1の方法。
- 前記第2のバイアスは、120Wを越える請求項1の方法。
- 前記第2のアッシングステップは、前記第1のアッシングステップと異なるチャンバ圧力、及びプロセスガス流量の少なくとも1つを前記第2のアッシングステップで使用すること、をさらに具備する請求項1の方法。
- 前記第1のアッシングステップは、前記プラズマから放射された光を検出することと、
前記放射された光から前記第1のアッシングステップの前記状態を決定すること、をさらに具備する請求項1の方法。 - 前記放射された光の前記検出は、終点を確立するための方法を提供する請求項10の方法。
- 前記放射された光は、励起された種から生じ、そして前記第1のアッシングステップの前記状態の情報を表す請求項10の方法。
- 前記放射された光は、CO及びフッ素含有種の少なくとも1つから生じる請求項10の方法。
- 前記フッ素含有種は、フッ素である請求項13の方法。
- 前記第2のアッシングステップは、前記プラズマから放射された光を検出することと、
前記放射された光から前記第2のアッシングステップの前記状態を決定すること、をさらに具備する請求項1の方法。 - 前記放射された光は、励起された種から生じ、そして前記第2のアッシングステップの前記状態の情報を表す請求項15の方法。
- 前記放射された光は、CO、及びフッ素含有種の少なくとも1つから生じる請求項16の方法。
- 前記フッ素含有種は、フッ素である請求項17の方法。
- 前記プラズマから放射された光を検出することと、
前記放射された光から前記第1と第2のアッシングステップの状態を決定すること、をさらに具備する請求項1の方法。 - 前記放射された光は、励起された種から生じ、そして前記第1と第2とのアッシングステップの前記状態の情報を表す請求項19の方法。
- 前記放射された光は、CO、及びフッ素含有種の少なくとも1つから生じる請求項19の方法。
- 前記フッ素含有種は、フッ素である請求項21の方法。
- 前記第2のアッシングステップの前記長さは、前記第1のアッシングステップの前記長さの50%から300%の間である請求項1の方法。
- 前記プロセスガスの流量は、20sccmから1000sccmの間である請求項1の方法。
- 前記酸素含有ガスの流量は、20sccmから1000sccmの間である請求項1の方法。
- 酸素(O2)の流量は、20sccmから1000sccmの間である請求項2の方法。
- 前記第1のアッシングステップの前記プロセスガスの流量は、20sccmから1000sccmの間である請求項1の方法。
- 前記第2のアッシングステップの前記プロセスガスの前記流量は、20sccmから1000sccmの間である請求項1の方法。
- 前記プロセスガスの前記流量は、前記第1と前記第2とのアッシングステップの間で変化する請求項1の方法。
- 前記プロセスチャンバの圧力は、20mTorrから1000mTorrの間である請求項1の方法。
- 前記第1のアッシングステップの前記プロセスチャンバの圧力は、20mTorrから1000mTorrの間である請求項1の方法。
- 前記第2のアッシングステップの前記プロセスチャンバの前記圧力は、20mTorrから1000mTorrの間である請求項1の方法。
- 前記プロセスチャンバの前記圧力は、前記第1と第2とのアッシングステップの間で変化する請求項1の方法。
- 酸素含有ガスを有するプロセスガスを導入することと、
プラズマプロセスチャンバ内にプラズマを生成することと、
基板ホルダ上に載置した基板を前記プラズマにさらすことと、
前記基板ホルダに第1のバイアスを印加することにより、クリーニングステップを実行することと、
前記基板ホルダに、前記第1のバイアスより大きな第2のバイアスを印加することによりアッシングステップを実行すること、を具備するその場プロセスの方法。
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