RU2318231C2

RU2318231C2 - Method for etching a photoresist layer

Info

Publication number: RU2318231C2
Application number: RU2005123526/28A
Authority: RU
Inventors: Тагир Абдурашидович Исмаилов (RU); Тагир Абдурашидович Исмаилов; Бийке Алиевна Шангереева (RU); Бийке Алиевна Шангереева; Айшат Расуловна Шахмаева (RU); Айшат Расуловна Шахмаева
Priority date: 2005-07-25
Filing date: 2005-07-25
Publication date: 2008-02-27

Abstract

FIELD: technology for manufacturing semiconductor devices, in particular, methods for removing a layer of photoresist from the surface of silicon substrates using plasma-chemical etching method.

SUBSTANCE: in the method for etching a layer of photoresist, which includes plasma-chemical etching of photoresist layer from silicon plates by processing with insulating gas and oxygen gas mixture, etching is performed with flow of insulating gas (SF₆) and oxygen (O₂), respectively, of 7 l/h and 0,8 l/h, with working pressure equal to 20±5 Pa, temperature of 30±5°C, power of 1±0,5 kWt, during 2±1 minutes, where the scatter of photoresist layer thickness amounts to 3,5÷4,0%.

EFFECT: production of even etched layer of photoresist across the whole surface of plates.

Description

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и ИС, в частности к способам удаления слоя фоторезиста с поверхности кремниевых подложек методом плазмохимического травления.The invention relates to the manufacturing technology of semiconductor devices and ICs, in particular to methods for removing a photoresist layer from the surface of silicon substrates by plasma-chemical etching.

Известны способы травления слоя фоторезиста, сущность которого состоит в травлении фоторезистивного материала в среде низкотемпературной плазмы активных газов [1,2].Known methods of etching a layer of photoresist, the essence of which is to etch a photoresist material in a low-temperature plasma of active gases [1,2].

Основным недостатком этого способа является неравномерное стравливание слоя фоторезиста.The main disadvantage of this method is the uneven etching of the photoresist layer.

Известен способ травления слоя фоторезиста, сущность которого состоит в плазмохимическом травлении, включающий малые расходы кислорода, при котором происходит объединение газовой среды активными радикалами в процессе травления, которое приводит к снижению скорости процесса [3].A known method of etching a layer of photoresist, the essence of which is plasma-chemical etching, including low oxygen consumption, in which the gas environment is joined by active radicals during etching, which leads to a decrease in the process speed [3].

Недостатком этого способа является то, что как при увеличении, так и при уменьшении расхода кислорода происходит увеличение разброса остаточной толщины по площади, обрабатываемой пластины.The disadvantage of this method is that both when increasing and decreasing oxygen consumption, there is an increase in the dispersion of the residual thickness over the area processed by the plate.

Целью изобретения является получение равномерного стравленного слоя фоторезиста по всей поверхности пластин.The aim of the invention is to obtain a uniform etched layer of photoresist over the entire surface of the plates.

Поставленная цель достигается тем, что плазмохимическое травление слоя фоторезиста с кремниевых пластин проводят обработкой газовой смесью элегаз (SF₆) и кислород (О₂), при расходе соответственно 7 и 0,8 л/ч и при рабочем давлении 20±5 Па, при температуре 30±5°С, мощности 1±0,5 кВт, в течение 2±1 минут.This goal is achieved by the fact that the plasma-chemical etching of the photoresist layer from silicon wafers is carried out by treatment with a gas mixture of SF6 (SF ₆ ) and oxygen (O ₂ ), at a flow rate of 7 and 0.8 l / h, respectively, and at a working pressure of 20 ± 5 Pa, at temperature 30 ± 5 ° C, power 1 ± 0.5 kW, for 2 ± 1 minutes.

Сущность способа заключается в том, что слой фоторезиста на кремниевой пластине удаляется за счет химического взаимодействия между ионами и радикалами активного газа и атомами обрабатываемой подложки с образованием летучих соединений.The essence of the method lies in the fact that the photoresist layer on the silicon wafer is removed due to chemical interaction between the ions and radicals of the active gas and the atoms of the processed substrate with the formation of volatile compounds.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что в качестве компонентов газовой фазы используют элегаз (SF₆) и кислород (O₂), при рабочем давлении, равном 20±5 Па, что приводит улучшению равномерности стравливания слоя фоторезиста по всей площади.The proposed method differs from the known one in that SF6 (SF ₆ ) and oxygen (O ₂ ) are used as components of the gas phase at an operating pressure of 20 ± 5 Pa, which improves the uniformity of etching of the photoresist layer over the entire area.

Время травления 2±1 мин.Etching time 2 ± 1 min.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.The invention is confirmed by the following examples.

ПРИМЕР 1. Процесс проводят в реакторе 08 ПХТ-100/10-006. Процесс травления слоя фоторезиста проводят плазмохимическим травлением поверхности кремниевых пластин при расходе элегаза (SF₆) и кислорода (О₂) соответственно 7 и 0,8 л/ч, при рабочем давлении 20±5 Па, при температуре 30±5°С, мощности 1±0,5 кВт, в течение 2±1 минут.EXAMPLE 1. The process is carried out in a reactor 08 PHT-100 / 10-006. The etching of the photoresist layer is carried out by plasma-chemical etching of the surface of silicon wafers at a flow rate of SF6 (SF ₆ ) and oxygen (O ₂ ) of 7 and 0.8 l / h, respectively, at an operating pressure of 20 ± 5 Pa, at a temperature of 30 ± 5 ° C, power 1 ± 0.5 kW, for 2 ± 1 minutes.

Разброс по толщине слоя фоторезиста составляет 6,5÷7,0%.The spread across the thickness of the photoresist layer is 6.5–7.0%.

ПРИМЕР 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при расходе газовой смеси элегаза (SF₆) и кислорода (О₂) в соотношении компонентов:EXAMPLE 2. The method is carried out analogously to example 1. The process is carried out at a flow rate of a gas mixture of SF6 (SF ₆ ) and oxygen (O ₂ ) in the ratio of components:

SF₆:О₂=4 л/ч:0,5 л/ч.SF ₆ : O ₂ = 4 l / h: 0.5 l / h.

При рабочем давлении Р=20±5 Па, температура термостата равна 30±5°С, мощность 1±0,5 кВт, время травления 5±1 мин.At operating pressure P = 20 ± 5 Pa, the thermostat temperature is 30 ± 5 ° C, power 1 ± 0.5 kW, etching time 5 ± 1 min.

Разброс по толщине слоя фоторезиста составляет 5,5÷6,0%.The spread in the thickness of the photoresist layer is 5.5 ÷ 6.0%.

ПРИМЕР 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при газовой смеси элегаза (SF₆) и кислорода (О₂) в соотношении компонентов:EXAMPLE 3. The method is carried out analogously to example 1. The process is carried out with a gas mixture of SF6 (SF ₆ ) and oxygen (O ₂ ) in the ratio of components:

SF₆:O₂=5 л/ч:0,6 л/чSF ₆ : O ₂ = 5 l / h: 0.6 l / h

При рабочем давлении Р=20±5 Па, температура термостата равна 30±5°С, мощность 1±0,5 кВт, время травления 4±1 мин.At an operating pressure of P = 20 ± 5 Pa, the temperature of the thermostat is 30 ± 5 ° C, the power is 1 ± 0.5 kW, and the etching time is 4 ± 1 min.

Разброс по толщине слоя фоторезиста составляет 4,5÷5,0%.The spread in the thickness of the photoresist layer is 4.5–5.0%.

ПРИМЕР 4. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при соотношении элегаза (SF₆) и кислорода (O₂) в соотношении компонентов:EXAMPLE 4. The method is carried out analogously to example 1. The process is carried out at a ratio of SF6 (SF ₆ ) and oxygen (O ₂ ) in the ratio of components:

SF₆:О₂=6 л/ч:0,7 л/чSF ₆ : O ₂ = 6 l / h: 0.7 l / h

При рабочем давлении Р=20±5 Па, температура термостата равна 30±5°С, мощность 1±0,5 кВт, время травления 3±1 мин.At a working pressure of P = 20 ± 5 Pa, the temperature of the thermostat is 30 ± 5 ° C, the power is 1 ± 0.5 kW, and the etching time is 3 ± 1 min.

Разброс по толщине слоя фоторезиста составляет 3,5÷4,0%.The spread in the thickness of the photoresist layer is 3.5 ÷ 4.0%.

ПРИМЕР 5. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при соотношении элегаза (SF₆) и кислорода (О₂) в соотношении компонентов:EXAMPLE 5. The method is carried out analogously to example 1. The process is carried out at a ratio of SF6 (SF ₆ ) and oxygen (O ₂ ) in the ratio of components:

SF₆:O₂=7 л/ч:0,8 л/чSF ₆ : O ₂ = 7 l / h: 0.8 l / h

При рабочем давлении Р=20±5 Па, температура термостата равна 30±5°С, мощность 1±0,5 кВт, время травления 2±1 мин.At a working pressure of P = 20 ± 5 Pa, the temperature of the thermostat is 30 ± 5 ° C, power 1 ± 0.5 kW, etching time 2 ± 1 min.

Как следует из результатов опытов, наиболее приемлемыми компонентами газовой смеси при плазмохимическом травлении слоя фоторезиста являются элегаз (SF₆) и кислород (О₂), которое необходимо проводить при больших концентрациях SF₆=7 л/ч и малых концентрациях О₂=0,8 л/ч.As follows from the results of the experiments, the most acceptable components of the gas mixture during plasma-chemical etching of the photoresist layer are SF6 (SF ₆ ) and oxygen (O ₂ ), which must be carried out at high concentrations of SF ₆ = 7 l / h and low concentrations of O ₂ = 0, 8 l / h

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом обеспечивает равномерное стравливание слоя фоторезиста по всей поверхности подложек.Thus, the proposed method in comparison with the prototype provides uniform etching of the photoresist layer over the entire surface of the substrates.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Технология и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок. / Под редакцией Л.А.Коледова. - М.: Радио и связь, 1989, с.400.1. Technology and design of microcircuits, microprocessors and microassemblies. / Edited by L.A. Koledov. - M.: Radio and Communications, 1989, p. 400.

2. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. / Под редакцией А.И.Курносова, В.В.Юдина. - М.: Высшая школа, 1986, с.107.2. Technology for the production of semiconductor devices and integrated circuits. / Edited by A.I. Kurnosov, V.V. Yudin. - M.: Higher School, 1986, p. 107.

3. Микроэлектроника / Под редакцией Л.Г.Пономарева. - М.: Наука, 2002, с.395.3. Microelectronics / Edited by L. G. Ponomarev. - M .: Nauka, 2002, p. 395.

Claims

A method of etching a photoresist layer comprising plasma etching the photoresist layer with silicon wafers by treatment with a mixture of sulfur hexafluoride gas and oxygen, characterized in that the etching is carried out at a flow rate of sulfur hexafluoride (SF ₆₎ and oxygen (O _2), respectively, 7 l / h and 0.8 l / h, at a working pressure of 20 ± 5 Pa, temperature 30 ± 5 ° С, power 1 ± 0.5 kW, for 2 ± 1 min, while the spread in the thickness of the photoresist layer is 3.5 ÷ 4.0 %