180861. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szilíciumoxid, szilíciumnitrid és szilícium plazmamarási végpontjának, valamint plazmás fotoreziszt eltávolítási végpontjának jelzésére

MAGYAR

NÉPKÖZTÁRSASÁG

SZABADALMI

LEÍRÁS

SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY

180861

Nemzetközi osztályozás:

||M

Bejelentés napja: 1979. XII. 29. (MA-3264)

NSZO3

H 01 L 21/31

G 01 N 21/68

Közzététel napja: 1982. VIII. 30.

//" J' - * V;

(/ O'- vA-* -■

ORSZÁGOS

v, * :,s ..

TALÁLMÁNYI

HIVATAL

Megjelent: 1985. VIII. 31.

Feltalálók:

Gyimesi Jenő fizikus, (15%), Budapest, Gyulai József fizikus, (15%), Budapest, Schiller Róbertné vegyész, (15%), Budapest, Szabó Imre fizikus, (15%), Budapest,

Vályi Géza vegyészmérnök, (40%), Budapest.

Szabadalmas:

MTA Központi Fizikai Kutató Intézete, Budapest

Eljárás és berendezés szilíciumoxid, szilíciumnitrid és szilícium plazmamarási végpontjának, valamint plazmás fotoreziszt eltávolítási végpontjának jelzésére

í

A találmány tárgya eljárás és berendezés szilíciumoxid, szilíciumnitrid és szilícium plazmamarási végpontjának, valamint plazmás fotoreziszt eltávolítási végpontjának jelzésére. Ez azon alapul, hogy minden egyes szilíciumtartalmú réteghez tartozik egy meghatározott marási sebesség, ennek pedig egy meghatározott szénmonoxid mennyiség felel meg. Új réteg elérésekor a marási sebesség általában megváltozik, ami a szénmonoxid detektált jelének ugrásszerű változását okozza.

Mint ismeretes, a félvezető eszközök (tranzisztorok és integrált áramkörök) előállítása során a megfelelő áramköri alakzatokat úgy hozzák létre, hogy az egymás felett elhelyezkedő különféle (félvezető, szigetelő vagy fém) rétegekbe — a marandó felületek előzetes, lakkal történő maszkolása után — ablakokat nyitnak. Ez hagyományosan nedves kémiai módszerrel (savas, ritkábban lúgos oldatokkal) történik. Ez nagy mennyiségben igényel drága, félvezető tisztaságú vegyszereket. Az eljárás egyes esetekben balesetveszélyes,, rosszul kézbentartható és környezetvédelmi problémákat vet fel. Mindezen problémák kiküszöbölésére alkalmazható a plazmamaratás. Lényege, hogy a szeleteket olyan reakciókamrába helyezik, amelyben nagyfrekvenciás elektromos kisülést hoznak létre 10—500 Pa körüli nyomáson.

Az alkalmazott ún. marógáz fő komponense minden esetben halogéntartalmú vegyület, általában fluorozott szénhidrogén, elsősorban széntetrafluorid. A marógázok ezen kívül mindig tartalmaznak oxigént és — hígítás céljából — nemesgázokat is. Az oxigén szerepe az, hogy elősegitse a marást, lényegében a végrehajtó fluor atomok képződését. Tömeg-2

spektrometriás mérések alapján a maró reakciók feltehetően a következők:

Si + 4F ->

SiF4

0)

Si02 + 4F -»

SíF4 + 02

(2)

Si3N4+ 12F -*

3SiF4 + 2N2

(3)

A plazmamaratás alkalmas a nem maratandó felületeket védő lakkrétegnek a maratást követő eltávolítására is. Ez a folyamat ugyanabban a készülékben, hasonló körülmények között hajtható végre, de az alkalmazott gáz fő komponense az oxigén. Az így keletkezett plazma a lakkréteget (szerves vegyületet) széndioxiddá, szénmonoxiddá és vízzé égeti el.

A Si-tartalmú rétegek maratásának hátrányos tulajdonsága — a kémiai maratással szemben — a rossz szelektivitás. Ugyanis, mivel a maró részecske minden esetben azonos (lásd az 1—3. egyenleteket), nyilvánvaló, hogy elvileg lehetetlen azt megvalósítani, hogy ha a fenti rétegek közül kettő egymás fölött helyezkedik el, csak az egyik maródjék. Erre a célra olyan mérési eljárást kell alkalmazni, amely egy réteg maratásának befejezését jelzi és ezáltal a maratás a berendezés kikapcsolásával vagy más gázokra történő átkapcsolásával a határfelületen megállítható.

Erre a célra on-line kapcsolt tömegspektrométer vagy optikai emissziós spektroszkópia alkalmazható.

Az optikai emissziós spektroszkópia felhasználásával eddig a következő yégpontjelzési megoldások ismeretesek: m- Si-tartalmú rétegek maratási végpontjának jelzésére a fluorhoz rendelhető emissziós vonalak alkalmasak, például a 704 nm-es vonal. Mint az 1—3. egyenletek alapján

5

10

15

20

25

30

180861