Способ плазмохимического удаления пленок фоторезиста

Способ плазмохимического удаления пленок фоторезиста

Реферат

 

Способ относится к области плазменной обработки в микроэлектронике и может быть использован в фотолитографии. Цель изобретения повышение выхода годной продукции путем сокращения числа пробоев в тонких диэлектрических слоях обрабатываемых образцов. В способе плазмохимического удаления фоторезиста проводят непрерывный напуск рабочего газа и откачку продуктов реакции, активацию потока рабочего газа ВЧ-разрядом, отделение зоны активации газа от зоны обработки образца, размещение образца в зоне обработки в потоке активированного разрядом газа и декструкцию полимерной фоторезистивной пленки под действием химически активных частиц. При этом в процессе удаления фоторезиста контролируют потенциал плазмы, измеряя плавающий потенциал V_p электрода, дополнительно размещенного в зоне обработки, проводят процесс удаления фоторезистивной пленки при условии, что величина плавающего потенциала V_p электрода напряжения V_* для диэлектрических слоев образца, включают ВЧ-разряд и корректируют параметры режима обработки, если V_p V_*. Способ позволяет устранить пробои тонких диэлектрических слоев. 1 ил.

Способ относится к области плазменной обработки в микроэлектронике и может быть использован в фотолитографии. Цель изобретения повышение выхода годной продукции путем сокращения числа пробоев в тонких диэлектрических слоях обрабатываемых изделий. На чертеже показано устройство для осуществления способа. Способ осуществляют следующим образом. Производят непрерывно напуск рабочего газа и откачку продуктов реакции при рабочем давлении газа в объеме реактора. При помощи ВЧ-разряда, возбуждаемого в зоне активации, активируют газовый поток, направляемый из зоны активации в зону обработки на поверхность пластины. Под воздействием потока химически активных частиц, попадающих с газовой струей на поверхность пластины, происходит деструкция фоторезистивной пленки с последующей откачкой продуктов реакции. Благодаря разделению зоны ВЧ-разряда и 4оны обработки создается возможность устранить контакт между плазмой, находящейся под потенциалом, и поверхностью пластины. Измеряют в процессе обработки плавающий потенциал электрода, дополнительно расположенного в зоне обработки, и по его величине определяют наличие плазмы в этой зоне. В случае, если плавающий потенциал V_р электрода ниже пробойного напряжения V_* диэлектрических слоев пластины, проводят процесс удаления фоторезиста. В случае, если V_р V_* выключают ВЧ-разряд во избежание пробоя образца и в отсутствии пластины в камере осуществляют эмпирическую коррекцию параметров режима обработки, обеспечивающую отсутствие плазмы в зоне обработки, т. е. выполнение соотношения V_p < V_*. Устройство содержит патрубки 1 и 2 соответственно для напуска газа и откачки продуктов реакции, кварцевую трубу ВЧ-разрядной камеры 3, в которой активируют газовый поток ВЧ-разрядом, возбуждаемым от ВЧ-генератора при помощи индуктора 4, металлическую реакционную камеру 5 с размещенными в ней подложкодержателем 6 и дополнительным кольцевым электродом 7, изолированным от стенок камеры при помощи диэлектрической кольцевой шайбы 8. Измерения плавающего потенциала электрода 7 производятся измерительным прибором 9. Образец размещают на подложкодержателе 6, камеры 5 и 3 откачивают вакуумным насосом через патрубок 2. Через патрубок 1 напускают рабочий газ (кислород) до рабочего давления 800 Па при непрерывной откачке. От ВЧ-генератора через индуктор 4 возбуждают в камере 3 ВЧ-разряд, активирующий газовый поток, протекающий через нее. Из зоны активации химически активные частицы (атомы кислорода) с газовым потоком доставляются в зону обработки в камеру 5, в которой расположена пластина, и попадают на ее поверхность. Под действием потока химически активных радикалов атомарного кислорода происходят деструкция и удаление полимерной пленки фоторезиста с последующей откачкой продуктов реакции через откачной патрубок 2. Дополнительный электрод 7, утопленный в поверхность камеры 5 и изолированный от нее через диэлектрическую шайбу 8 позволяет измерять при помощи вольтметра 9 плавающий потенциал в зоне обработки. При проникновении плазмы в камеру 5 электрод 7 приобретает положительный потенциал, величина которого фиксируется вольтметром 9. При превышении плавающего потенциала электрода критического значения V_* в отсутствии образца в реакторе корректировкой параметров рабочего режима добиваются необходимого по величине уменьшения потенциала V_p. Процедура корректировки параметров режима эмпирический процесс, индивидуальный для различных по конструкции устройств. Для устройства, показанного на чертеже, корректировка может осуществляться уменьшением ВЧ-мощности в разряде; увеличением рабочего давления; удалением индуктора от зоны обработки. Во всех трех случаях одновременно со снижением потенциала V_p происходит уменьшение скорости удаления фоторезиста. Контроль наличия плазмы в зоне реакции по потенциалу дополнительного электрода позволяет устранить пробои пластины при минимально возможном снижении скорости удаления. При давлении кислорода в камере 800 Па, ВЧ-мощности в разряде 700 Вт и расходе рабочего газа 1000 см³/мин проводят процессы удаления фоторезиста марки ФР051МК толщиной 1,2 мкм на структуре Si^* (1 мкм) SiO₂ (1000) Si и Si^* (1 мкм) SiO₂ (400) Si на пластинах диаметром 100 мм. Расстояние от подложкодержателя 6 до индуктора 4 составляет 200 мм. В рабочем режиме потенциал зонда составляет 40 В, что ниже для слоя SiO₂ толщиной в 1000. Число пробоев для образцов с толщиной 1000 составляет примерно 2,5% от общего числа кристаллов на пластине. Удаление фоторезиста в том же режиме обработки с пластин, имеющих слой SiO₂ толщиной 400 приводит к образованию пробоев примерно у 15-20% кристаллов на пластине. Была проведена корректировка режима реактора, заключающаяся в увеличении расстояния между подложкодержателем и индуктором до 250 мм. Наблюдалось минимальное уменьшение скорости удаления примерно на 20% Потенциал электрода V_p в рабочем режиме снизился до +2В. Такое значение потенциала плазмы удовлетворяет соотношению V_p < V_*, необходимому для предотвращения пробоев образца в процессе удаления фоторезиста. Удаление фоторезиста в скорректированном режиме для пластин с SiO₂ толщиной 400 дало снижение числа поврежденных кристаллов с 15-20 до 2,5% т.е. в 6-7 раз. Остаточное число пробоев (2,5), по-видимому, связано с предшествующими стадиями обработки. Таким образом, предлагаемый способ позволяет устранить главную причину электростатических пробоев тонких диэлектрических слоев пластины контакт пластины с плазмой, находящейся под потенциалом, и свести к минимуму количества кристаллов, поврежденных на операции удаления фоторезиста.

Формула изобретения

СПОСОБ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО УДАЛЕНИЯ ПЛЕНОК ФОТОРЕЗИСТА с образцов, имеющих диэлектрические слои, включающий непрерывный напуск рабочего газа и откачку продуктов реакции, активацию потока рабочего газа плазмой ВЧ-разряда, отделение зоны активации газа от зоны обработки образца, размещение образца в зоне обработки в потоке активированного разрядом газа и удаление полимерной фоторезистивной пленки под действием химически активных частиц, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годной продукции путем сокращения числа электростатических пробоев тонких диэлектрических слоев обрабатываемых изделий, определяют напряжение пробоя диэлектрического слоя V_* и в процессе удаления фоторезиста контролируют потенциал плазмы в зоне обработки V_р, а процесс ведут при операционных параметрах, для которых V_pV_*.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000