JPS5924846A - ホトレジストの乾式現像法 - Google Patents

ホトレジストの乾式現像法

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JPS5924846A
JPS5924846A JP12356383A JP12356383A JPS5924846A JP S5924846 A JPS5924846 A JP S5924846A JP 12356383 A JP12356383 A JP 12356383A JP 12356383 A JP12356383 A JP 12356383A JP S5924846 A JPS5924846 A JP S5924846A
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JP
Japan
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photoresist
gas
plasma
maintained
development
Prior art date
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Pending
Application number
JP12356383A
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English (en)
Inventor
アラン・ア−ル・ラインバ−グ
ジヨ−ジ・エヌ・スタインバ−グ
チヤ−ルズ・ビ−・ザロウイン
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Applied Biosystems Inc
Original Assignee
Perkin Elmer Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/36Imagewise removal not covered by groups G03F7/30 - G03F7/34, e.g. using gas streams, using plasma

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
集積回路ネ゛ノ造の1つの重要工程はシリコンウェハー
4二に形成したホトレノスト層の現像である。このよう
な現r象
【二よりホトレノストは、そのマスクを介して
光源に対しあらかじめ露光することによってホトレジス
ト層に形成されたノミターンに応じてウェハから除去さ
れる。周知のように現像工8はウェハの各チップサイズ
面積に回路を完全に形成するまひに数回必要である。 1つの現像法によれば適当な手段によって現像終了まで
ホトレ・シストと反応させる現像液の使用が必要である
。この方法は時間を要し、液体を作用1させるための高
価な装置および薬品排液処理のため複雑な装置を必要と
する。 ホトレノストの湿式化学的現像に伴う問題を考慮して、
乾式薬品を使用する現像法が業界↑研兜されている。こ
の方法によればプラズマエツチング系に使用されるもの
と同様の技術が使用される。この方法の場合プラズマ発
生装置内に発生した反応性粒子(5pecieS ) 
P、rホトレジストと化学的に反応して現像が行われる
。 乾式現像の1つの公知法によれば多数のウェハをプラズ
マの活性粒子が導入される円筒内に配置するバレルプラ
ズマ反応器技術が1吏用される。この方法により湿式化
学的現像に伴う多くの問題が解決されるけれど、なお欠
点が残る。 たとえばこの方法はパッチ法であり、すなわち多くのウ
ェハを同時に現像するので、現像の均一性がウェハごと
に変化する。それは各ウェハが異なり、たとえばホトレ
ジスト被覆の量および分布がウェハごとに異なり、活性
粒子の分布も不均一であることによる。さらにこのよう
なバレル系のプラズマ励起が不均一なためウエノ・ごと
の不均一性が生ずる。 別法としてパッチ式平面的反応器を使用するこさができ
る。しかしこの場合ウエノ・は高エネルギーイオン衝撃
にさらされ、露光部と未露光部の間の選択的現像が制限
される。 1時点1個の平面的反応器を使用するこ吉もできるけれ
ど、か々りのイオン衝撃がそのイ」加的生成物とともに
発生する。 本発明の方法によりイオン衝撃のない下流化学酌交1.
t:器内の1時点1個のウエノ・現像によって前記欠点
が避けられる。各ウニ・・は個々に処理されるので、現
像の均一性が優れている。さらにウェハの熱吸いこみは
1時点で1個のウェハが現像室を占めている限り容易に
達成される。この現像室はただ1つのウエノ・を収容す
るために十分な大きさに形成することだけが必要である
。本発明によればウエノ・の処理は前記パッチ処理法よ
り高速である。 本発明はホトレジストの乾式現像法に関する。本発明の
方法を実施する場合プラズマは遠い位置に発生し、ガス
は現像すべきウェハへ送られ、活性粒子を現像児了1で
ウェハ上のホトレジストと化学的に1叉応させる。本発
明の方法はプラズマが実際の反応位置から離れた位置に
発生する下流エツチングの概念を使用するすべての代表
的プラズマエツチング系で実施することができる。この
方法によればプラズマ発生領域〒生ずるイオン衝撃のな
い純乾式化学反応である現像が可能である。イオン衝撃
(は露光および未露光ホトレ、)ストをほぼ同速度で除
去するので、本発明の方法により現像速度比が改善され
る。 詳細(二は本発明の方法は下流系のプラズマ発生領域を
介して特定速変で混合ガスを流し、プラズマ発生のため
系を適邑な出力および周波数に維持し、プラズマの活性
粒子をホトレ、シスト現像のためホトレジストと反応す
る現像領域へ輸送する過程からなる。各過程の・ξラメ
ータはこの方法を実施するために使用する系のそれぞれ
のタイプにより異なる。 次に図面により本発明の方法を実施しうる誘導結合系を
説明する。 図面には管構造lOが示される。管構造10は石英もし
くは同様の非伝導性ガラス、セラミックまたは耐熱性プ
ラスチック材料から製造することができる。賀構造はガ
ス人口11およびガス出口12を備える。 ガス人口11は通常現像ガス源(図示せず)に接続され
、ガス出口12はポンプまたは真空源に接続される。他
の装置(図示せず)により通常ガスの流入速度および排
ガスの流出速度が制御され、管構造内の圧力が所望の値
に維持される。このような流速および圧力制御装置は本
出願人によるMo1ar Gas −Flow Con
troller”の名称による米国特願第223175
号に記載される。 慣構造IOは4つの脚13,14.15および16を有
し、これらの脚により孔17を包囲する連続的閉鎖通路
が形成される。管構造はトロイr形である。主要特徴は
ガス放雷電流通路が1次および2次磁束を結合する中心
孔を包囲する完全なループ〒あることにある。 フェライトまたは同様の透磁性材料からなるトランスコ
ア18は管構造の孔17を貫通し、脚15を包囲するよ
うに配置される。 1つまたは多数の巻回からなる1次コイル19はコア1
8を中心にループを形成する。コア18を中心に管構造
1oによって形成される連続的通路は2次コイルとして
作用し、それによってトランス2oが完成される。 1次コイル19はスイッチ21aを介して交流電源21
に接続するので、スイッチ21aを閉じると、2次電流
は脚13,14.15および16からなる連続的ループ
を流れる。この電流によりループ内にガスからプラズマ
が発生シ、たとえばシリコンウェハ上の膜のエツチング
を実施することが1きる。 以上は電源がプラズマ発生装置に誘導結合する系の説明
である。 容量結合したRF放電またはマイクロ波励起放電のよう
な他の発生法も可能である。 図面の一実施例は主として発生したプラズマの反応性粒
子がプラズマ室から下流の離れたエツチングまたはスト
リッピング室へ輸送される下流エツチング捷たは現像用
に設定されている。 本発明の要旨は現像を完全にイオン衝撃なしに実施する
ことにある。イオン衝撃はレノストの惇光部および未霧
光部の間の化学的選択性を著しく低下する物理的ス・ξ
ツタリングを発生する。それゆえこの2つの部分の間の
大きい選択性を達成することができる。 図示の実施例によれば室22の内部空間23は出口12
を介して管構造10のプラズマ室27と連絡する。室2
2の内部空間23は通路26を介してガスを排出するた
め通路24を介してポンプ25に接続され、空間23お
よびプラズマ室27内の圧力は現像に適する値に維持さ
れる。ポンプ25はホトレジスト現像を実施する空間2
3へ空間27内に発生した活性粒子を輸送するためにも
役立つ。室22内にはホトレジストを現像するウェハ2
9を支持する支持台28が配置される。支持台28はウ
ェハ29の熱吸いこみを形成するアルミニウムのような
熱伝導材料から製造することができる。これは現像速度
が湿質に依存するので重要である。それゆえウェハの均
−温変が望ましい。 前記装置は本出願人による米国特願5N298416号
に記載される。前記装置は本発明の方法を実施するため
にもつとも適するけれど、他の下流系も使用される。た
とえばプラズマ発生のためヘリカル共振器を使用する下
流エツチング系を1−1用することもできる。このよう
な系は本出願人による米国特願5N290270号に記
載される。 本発明の方法は特定のネガチブホトレノストたとえばW
ilmington、 +)elawareのHerc
ulesCorporationから入手されるMER
−D−47およびMEFt −D −50形ホトレクス
トの現像法として研究された。 図示の誘導系の場合47ツ化炭素CF4と酸素0゜の混
合物が1次コイル19へRFル源を接続することによっ
てプラズマが発生するプラズマ室27へ入口】lを介し
て導入される。ガスの反応性粒子はポンプ25の作用に
より室23へ送られ、通路26を介して排出される。宰
23内の圧力な室23へ入るガスの量と室から去るガス
の量によって制御される。 ホトレジスト現像の代表的作業・ξラメータの例によれ
ば系を1市る02  およびCF4の流速はそれぞれ1
55および33 cm” / 馴である。室23内の作
業圧は400 kHzにおける誘導放電への入力300
ワツトで0.35 )ルに維持される。 このような例により400/hr  以1−.のウエノ
・を1ウニ・・当り30秒の平均現像時間f現像するこ
とが〒きる。 前記にはCF4をホトレジスト現像に使用するガスの1
つとして示したけれど、フッ素を発生するC、AFyグ
ループの任意のガスを使用しうることが指摘される。た
とえばC2F6をCF2O)[(りに使用することがで
きる。 前記例では代表的作業パラメータを示したけれど、系は
・Pラメータが次の範囲にある場合洩好な結果を与える
。ガスの流れ(do2 Ion〜1000 cm3/調
、 CF、 I O〜500 CF37 minの範囲
が効果的である。現像室内の圧力・d(1,1〜1トル
の範囲内である。RFQ生]1、力はRFの周波数lO
〜27kH2で1oO〜1oooワツトにわたる。CF
4:02 の神々の比を使用することができる。この実
施例の場合0.、 : CF4の比4.5〜1がとくに
有効なことが明らかになった。 前記米国特願5N290270に記載のヘリカル共振器
系の場合、ホトレジスト現像の代表的作業・♀ラメータ
1dCF  および02  の流速それぞれ15および
155 CF37 winである。系内の作業圧は13
.56 MHzにおける共振器放電への入力300ワツ
トで0.35 )ルに維持される。 下流法の独特の特徴は現像の間ビームさホトレジストの
反応により光を放出することである。 現像過程の終了は除去すべきホトレ、レストと反応する
ガスの活性粒子の副生成物として生ずる光線放出の停止
により決定される。光線放出が停止したとき、活性粒子
が反応するホトレノストが除去されたので、現像完了子
ある。ホトレジスト現像の間に放出される光のスぽクト
ルに感する光検知器を、現像過程終了を検出するため適
当なフィルタとともに使用することができる。光検知器
は、方法の終了を指示し、系から使用したガスを排出さ
せ、現像したウエノ・を新たな未現像ウエノ・と置替え
た後方法を開始させる他の装置と関連して使用するとさ
ができる。 本発明の油の変化は前記説明を参照すれば可能であり、
前記説明は特許請求の範囲を超えて本発明を制限するも
のではない。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の方法を実施する装置の略示図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 フッ素発生ガスおよび酸素または酸素含有ガスをプ
    ラズマ発生領域に導入し、 このプラズマ発生領域内にガスのプラズマを発生させ、 このガスをプラズマ発生領域から離れたホトレジスト現
    像領域へ輸送し、 ホトレジスト被覆したウエノ・をホトレジスト現像領域
    に配置し、ここでガスがこのウェハからホトレジストの
    選択した部分を化学的(二除去し、 ホトレノストに対するガスの化学反応の終了を検知し、 現像領域内の1モカを所定範囲内に維持することを特徴
    とするホトレノストの乾式現像法。 2、  RF軍源をプラズマ発生領域へ誘導結合する特
    許請求の範囲第1項記載の方法。 3、 誘導結合するRF主電源周波数がl Ok)(z
    〜I MHzである特許請求の範囲第2項記載の方法。 4、 プラズマ発生領域へ適用する電力が100〜10
    00ワツトである特許請求の範囲第3項記載の方法。 5 フッ素発生ガスが47ツ化炭素である特許請求の範
    囲第1項記載の方法。 647ツ化炭素の流速がl O〜500 rryr3/
    mln、1峻素の流速が100〜1000r1n3/罷
    で、bるギr許請求の範囲第5項記載の方法。 7 酸素と4フツ化炭素の流量比が4.5である特許請
    求の範囲第6項記載の方法。 8、 現像領域の圧力を0.35 )ルに維持し、RF
    大入力周波数を4θQ kHzに維持し、プラズマ発生
    領域に適用する入力を300ワツトに維持し7、酸素お
    よび4フツ化炭素の流速をそれぞれ155 cm3/ 
    mtnおよび33 tyn3/ m= (二維持する特
    許請求の範囲第2項記載の方法。 9、RF’眠源をプラズマ発生領域へヘリカル共振器に
    よって結合する特許請求の範囲第1項記載の方法。 10  現像領域の圧力をo、35トルに維持し、RF
    大入力周波数を13.56 MHzに維持し、プラズマ
    発+4=領域へ適用する入力を3007ツトζ二維持し
    、 4フツ化炭素および酸素の流速をl 5crn”%#お
    よび155 rm/ manに維持する特許請求の範囲
    第9項記載の方法。
JP12356383A 1982-07-26 1983-07-08 ホトレジストの乾式現像法 Pending JPS5924846A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US40324282A 1982-07-26 1982-07-26
US403242 1982-07-26

Publications (1)

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JPS5924846A true JPS5924846A (ja) 1984-02-08

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ID=23595048

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JP12356383A Pending JPS5924846A (ja) 1982-07-26 1983-07-08 ホトレジストの乾式現像法

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EP (1) EP0100079A3 (ja)
JP (1) JPS5924846A (ja)

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EP0100079A2 (en) 1984-02-08
EP0100079A3 (en) 1984-12-19

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