JPH02260423A - Dry etching of organic film - Google Patents
Dry etching of organic filmInfo
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- JPH02260423A JPH02260423A JP7821089A JP7821089A JPH02260423A JP H02260423 A JPH02260423 A JP H02260423A JP 7821089 A JP7821089 A JP 7821089A JP 7821089 A JP7821089 A JP 7821089A JP H02260423 A JPH02260423 A JP H02260423A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
本発明はバタン形成された有機膜のドライエツチング方
法に係り、バタンのアスペクト比に関係なく有機膜のエ
ツチング速度を等しくするのに有効なエツチング方法に
関する。The present invention relates to a method for dry etching an organic film formed with a batten, and more particularly to an etching method that is effective in making the etching rate of the organic film equal regardless of the aspect ratio of the batten.
従来の多層レジストのレジスト膜のエツチング法として
例えば第35回応用物理学関係連合講演会講演予行集、
第2分冊、28a−G−4、p496に記載のように、
レジスト膜のドライエツチング時に生じるサイドエツチ
ングを防止するため、基板温度を一100℃に冷却して
エツチングする方法が知られている。As a conventional method for etching a resist film of a multilayer resist, for example, the 35th Applied Physics Association Lecture Preliminary Collection,
As stated in Volume 2, 28a-G-4, p496,
In order to prevent side etching that occurs during dry etching of a resist film, a method is known in which the substrate temperature is cooled to -100° C. before etching.
上記従来の多層レジストのレジスト膜のエツチング法は
、サイドエツチングの防止効果は得られているが、レジ
スト膜のエツチング時に生じるエツチング速度のアスペ
クト比依存性については配慮されていない。
本発明の目的は基板の温度を制御することにより、有機
レジスト膜のエツチング速度が、アスペクト比等のバタ
ン寸法に依存しないバタン形成方法を提供することにあ
る。
(課題を解決するための手段1
上記目的は有機膜を塗布した基板の温度を一1oO℃以
下−135℃以上の範囲とし、酸素を含むプラズマによ
り有機膜をドライエツチングすることによ、って達成さ
れる。The above-mentioned conventional method for etching a resist film of a multilayer resist has the effect of preventing side etching, but does not take into account the dependence of the etching rate on the aspect ratio that occurs when etching a resist film. An object of the present invention is to provide a batten forming method in which the etching rate of an organic resist film does not depend on batten dimensions such as aspect ratio by controlling the temperature of the substrate. (Means for solving the problem 1) The above purpose is achieved by dry etching the organic film with oxygen-containing plasma while keeping the temperature of the substrate coated with the organic film in the range of -110°C or lower -135°C or higher. achieved.
【作用1
有機膜のドライエツチングにおいて、基板温度を一10
0℃以下−135℃以上の範囲に制御することにより、
有機膜のドライエツチング時に生じる反応生成物を堆積
させる。この堆積膜の付着により従来問題となっていた
有機膜のエツチング速度のアスペクト比依存性低減する
ことができる。
(実施例]
以下、本発明を実施例により説明する。
本実施例は第2図に示すように2μm厚さの有機レジス
ト膜(主成分二ノボラック系樹脂、インデンビスアジド
)1、を半導体基板上2、に塗布し、200℃以上の温
度で熱処理した後に、5jO7膜3、を0.1μm形成
した上に、再度有機レジスト膜4を1μm塗布し、上記
有機レジスト膜4を、露光、現像してパターニングし、
上層の有機レジスト4、をマスクとして、中間のSiO
2膜3、をエツチングする。そして上層の有機レジスト
膜4、および中間の5in2膜3、をマスクとして、下
層の2μm有機レジスト膜1、をドライエツチングして
レジストマスクを形成する。この下層有機レジスト膜1
、のドライエツチングにおいて、酸素を含むエツチング
ガスを用いてエツチングを行う。
エツチング装置は放電電極に13.56MHzの高周波
電力の印加が可能であるものを用い、液体窒素タンクを
接続して冷却を行うもようにしたものである。
第2図に示した試料をドライエツチングする際、半導体
基板2、を−100℃以下−135°C以上の範囲の基
板温度でドライエツチングすることにより、有機レジス
ト膜のエツチング速度のアスペクト比依存性を抑制する
ことができる。第1図は基板温度を変化させたときのエ
ツチング速度である。エツチング圧力は5 mTorr
、高周波電力は60vである。10μmスペース5、と
0.5μIスペース6、のエツチング速度の差は20℃
では32%である。このときのエツチング速度は10μ
mスペースで0.8μs/win、 0.5μ■スペー
スで0゜54μm/minであった。エツチング速度の
差が最も小さくなる温度は一120℃で17%である。
このときのエツチング速度は1oμmスペースで0.7
57zw/min、 0.5 μmスペース0.62μ
m/minであった。第3図にこのときの加工形状を示
す。
高周波電力を901i1とした場合の有機レジスト膜の
エツチング速度を第4図に示した。10μmスペースと
0.5μmスペースのエツチング速度の差の最小は13
%であり、このときのエツチング速度は10 μmスペ
ースで0.88 μm/min、 0 、5μmスペー
スで0.76μm/min、であった。エツチング速度
の差が小さくなる温度は高周波電力60111の時より
高温側にシフトして一115℃である。
基板温度−100℃、−135℃での有機レジストマス
ク形成の途中の形状をそれぞれ第5図(a)、(b)に
示した。エツチング圧力は5mTorr、高周波電力は
60Wである。
(a)は基板温度−100’Cであり、アスペクト比の
小さい】0μmスペースのエツチング速度が0.78μ
m/l1in大きく、アスペクト比の大きい0.5μm
スペースのエツチング速度は0.58μm/n+inと
小さい。
(b)は基板温度−13,5℃であり、上記(a)とは
逆に、アスペクト比の大きい0.5μmスペースのエツ
チング速度が0.74μm/minと大きく、アスペク
ト比の小さい10μmスペースのエツチング速度は0.
56μm/winと小さい。なお、この温度では堆積膜
によりパターンが順テーパに形成され、元の上層パター
ンよりも狭いスペース形成を行うことも可能である。
有機レジスト膜のドライエツチングにおいて(a)、(
b)2種類のエツチング条件で30秒ずつドライエツチ
ングしたときのエツチング途中の加工形状を第6図に示
した。(a)、(b)2種類のエツチング条件を組合せ
ることにより10μmスペースと0.5μmスペースの
エツチング速度の差を5%以内にすることができる。
本発明によれば、第2図に示した試料において、被エツ
チング膜の有機レジスト1の膜厚を、lpmとした場合
、5pI11スペースと0.2511II11スペース
で上記有機レジスト1の膜厚が2μmの実施例と同様の
結果が得られることが確認できた。
また、本発明において、有機レジスト膜1のエツチング
時の基板温度は、広いスペースのエツチング速度が落ち
はじめてパターン寸法によるエツチング速度の差が小さ
くなりはじめる一100℃以下であって、低温のために
エツチング速度が低下しても常温時のエツチング速度の
30%以上が得られ、通常の加工に支障が生じない範囲
とすることが好ましい。具体的には0 、5 J+m/
min以上のエツチング速度が確保される温度範囲とし
て、−135℃以上とすることが好ましい。
基板温度が一100’Cより高い場合には、有機レジス
ト膜1の加工時にサイドエツチングが生じ、−高精度の
加工が出来ない、ちなみに基板温度が一90℃のときの
寸法シフト量は、0.1pmである。
また、基板温度が一135℃より低い場合には、十分な
エツチング速度が得られない。例えば、基板温度を一1
40℃としたときのエツチング速度は、0.2μmとな
り、実用的な速度が得られない。
また、本発明によれば、エツチング速度のバタン寸法依
存性を抑制することによって、従来のような長時間のオ
ーバーエツチングを必要としなくなるので、オーバーエ
ツチングによる上層パターンからの寸法シフトな小さく
でき、有機レジスト膜を高精度に加工できる。
また、上記の実施例はマイクロ波プラズマエツチング装
置を用いたものであるが、13.56M七のRIE (
平行平板電極型反応性スパッタエツチング)など他の放
電方式のエツチング装置を用いても同様の効果が得られ
る6またエツチング材料として、ノボラック系のほか、
ポリイミド系、アクリル系、スチレン系、環化ゴム系な
ど他の有機膜についても同様の効果が得られた。
【発明の効果1
本発明によれば有機膜のドライエツチング時に生じるエ
ツチング速度のバタン寸法依存性を、基板の冷却温度の
制御によっ、て極めて効果的に低減できる。[Effect 1] In dry etching of organic films, the substrate temperature is
By controlling the temperature within the range of 0°C or below - 135°C or above,
Deposit reaction products generated during dry etching of organic films. Due to the attachment of this deposited film, it is possible to reduce the aspect ratio dependence of the etching rate of the organic film, which has been a problem in the past. (Example) The present invention will be explained below with reference to Examples. In this example, as shown in FIG. After coating the top 2 and heat-treating at a temperature of 200° C. or higher, a 5jO7 film 3 of 0.1 μm was formed, and then an organic resist film 4 of 1 μm was coated again, and the organic resist film 4 was exposed and developed. and pattern it.
Using the upper organic resist 4 as a mask, the intermediate SiO
2 film 3 is etched. Then, using the upper organic resist film 4 and the middle 5in2 film 3 as masks, the lower 2 μm organic resist film 1 is dry etched to form a resist mask. This lower organic resist film 1
In dry etching, etching is performed using an etching gas containing oxygen. The etching device used was one capable of applying high frequency power of 13.56 MHz to the discharge electrode, and was connected to a liquid nitrogen tank for cooling. When dry etching the sample shown in FIG. 2, the aspect ratio dependence of the etching rate of the organic resist film is can be suppressed. FIG. 1 shows the etching rate when changing the substrate temperature. Etching pressure is 5 mTorr
, the high frequency power is 60v. The difference in etching speed between 10 μm space 5 and 0.5 μI space 6 is 20°C.
It is 32%. The etching speed at this time is 10μ
The speed was 0.8 μs/win in the m space, and 0°54 μm/min in the 0.5 μm space. The temperature at which the difference in etching rate becomes the smallest is 17% at -120°C. The etching speed at this time is 0.7 in a 10 μm space.
57zw/min, 0.5μm space 0.62μ
m/min. Figure 3 shows the processed shape at this time. FIG. 4 shows the etching rate of the organic resist film when the high frequency power was 901i1. The minimum difference in etching speed between 10 μm space and 0.5 μm space is 13
%, and the etching rate at this time was 0.88 μm/min for a 10 μm space, and 0.76 μm/min for a 0.5 μm space. The temperature at which the difference in etching rate becomes smaller is -1115° C., which is shifted to a higher temperature side than when the high frequency power is 60111. Figures 5(a) and 5(b) show the intermediate shapes of the organic resist mask formed at substrate temperatures of -100°C and -135°C, respectively. The etching pressure was 5 mTorr and the high frequency power was 60W. In (a), the substrate temperature is -100'C, and the etching rate for a 0 μm space with a small aspect ratio is 0.78 μm.
0.5μm with large m/l1in and large aspect ratio
The space etching rate is as low as 0.58 μm/n+in. In (b), the substrate temperature is -13.5°C, and contrary to (a) above, the etching rate of the 0.5 μm space with a large aspect ratio is as high as 0.74 μm/min, and the etching rate of the 10 μm space with a small aspect ratio is as high as 0.74 μm/min. Etching speed is 0.
It is small at 56 μm/win. Note that at this temperature, the pattern is formed in a forward taper by the deposited film, and it is also possible to form a narrower space than the original upper layer pattern. In dry etching of organic resist film (a), (
b) Figure 6 shows the processed shape during etching when dry etching was performed for 30 seconds under two types of etching conditions. By combining the two types of etching conditions (a) and (b), the difference in etching speed between the 10 μm space and the 0.5 μm space can be kept within 5%. According to the present invention, in the sample shown in FIG. 2, when the film thickness of the organic resist 1 as the film to be etched is lpm, the film thickness of the organic resist 1 is 2 μm between the 5pI11 space and the 0.2511II11 space. It was confirmed that the same results as in the example were obtained. In addition, in the present invention, the substrate temperature during etching of the organic resist film 1 is below -100°C, at which point the etching rate in a wide space begins to drop and the difference in etching rate depending on pattern dimensions begins to decrease; Even if the etching speed decreases, it is preferable that 30% or more of the etching speed at room temperature can be obtained and the etching speed is within a range that does not cause problems in normal processing. Specifically, 0,5 J+m/
The temperature range in which an etching rate of min or higher is ensured is preferably -135°C or higher. If the substrate temperature is higher than 1100°C, side etching occurs during processing of the organic resist film 1, making it impossible to perform high-precision processing.Incidentally, when the substrate temperature is 190°C, the dimensional shift amount is 0. .1pm. Further, if the substrate temperature is lower than 1135° C., a sufficient etching rate cannot be obtained. For example, if the substrate temperature is
The etching speed at 40° C. is 0.2 μm, which is not a practical speed. Furthermore, according to the present invention, by suppressing the dependence of the etching rate on pattern size, there is no longer a need for long-time overetching as in the past, so that the size shift from the upper layer pattern due to overetching can be reduced and the pattern size can be reduced. Resist films can be processed with high precision. Furthermore, although the above embodiment uses a microwave plasma etching apparatus, a 13.56M7 RIE (
A similar effect can be obtained by using other discharge type etching equipment such as parallel plate electrode type reactive sputter etching.6 In addition to novolac type etching materials,
Similar effects were obtained with other organic films such as polyimide, acrylic, styrene, and cyclized rubber. Effect of the Invention 1 According to the present invention, the batten size dependence of the etching rate that occurs during dry etching of an organic film can be extremely effectively reduced by controlling the cooling temperature of the substrate.
第1図は高周波電力60wにおけるパターンサイズの違
いによる有機レジスト膜のエツチング速度と基板温度の
関係を示した図、第2図は本発明の実施例の多層レジス
ト膜のエツチング前の断面図2第3図は高周波電力60
wにおける多層レジストのエツチング部の断面図、第4
図は高周波電力9011におけるパターンサイズの違い
による有機レジスト膜のエツチング速度と基板温度の関
係を示したエツチング部断面図、第5図(a)は基板温
度−100℃における多層レジストのエツチング部の断
面図、(b)は基板温度−135℃における多層レジス
トのエツチング部の断面図、第6図は第5図(a)、(
b)の条件の組合せエツチングにおける多層レジストの
エツチング部の断面図である。
符号の説明
1・・・下層有機レジスト膜、2・・・半導体基板、3
・・・Sin、膜、4・・・有機レジストマスク、5・
・・10μ■スペース、6・・・0.5μmスペース、
t
ム
図
第
図
第
f
量、J、Ll、/i
(°すFIG. 1 is a diagram showing the relationship between the etching rate of an organic resist film and substrate temperature for different pattern sizes at a high frequency power of 60 W, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a multilayer resist film according to an embodiment of the present invention before etching Figure 3 shows high frequency power 60
Cross-sectional view of the etched portion of the multilayer resist at w, No. 4
The figure is a cross-sectional view of the etched part showing the relationship between the etching rate of the organic resist film and the substrate temperature due to the difference in pattern size with high-frequency power 9011. Figure 5 (a) is a cross-sectional view of the etched part of the multilayer resist at a substrate temperature of -100°C. Fig. 5(b) is a cross-sectional view of the etched part of the multilayer resist at a substrate temperature of -135°C, and Fig. 6 is a sectional view of Fig. 5(a), (
FIG. 4 is a cross-sectional view of the etched portion of the multilayer resist in the etching combination of conditions b). Explanation of symbols 1... Lower organic resist film, 2... Semiconductor substrate, 3
...Sin, film, 4...organic resist mask, 5.
...10μ■ space, 6...0.5μm space,
t M diagram f Quantity, J, Ll, /i (°S
Claims (1)
イエッチングする方法において、基板温度を−100℃
以下−135℃以上の範囲に制御してエッチングするこ
とを特徴とする有機膜のドライエッチング方法。 2、請求項1に記載の温度範囲において、基板温度を変
えて複数の温度で段階的にエッチングすることを特徴と
する有機膜のドライエッチング方法。 3、請求項1に記載の温度範囲において、基板温度を連
続的に変えてエッチングすることを特徴とする有機膜の
ドライエッチング方法。[Claims] 1. In a method of dry etching an organic film on a substrate using oxygen-containing plasma, the substrate temperature is -100°C.
A dry etching method for an organic film, characterized in that the etching is controlled to a temperature of -135° C. or higher. 2. A dry etching method for an organic film, comprising etching stepwise at a plurality of temperatures by changing the substrate temperature within the temperature range according to claim 1. 3. A dry etching method for an organic film, comprising etching by continuously changing the substrate temperature within the temperature range according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7821089A JPH02260423A (en) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | Dry etching of organic film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7821089A JPH02260423A (en) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | Dry etching of organic film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02260423A true JPH02260423A (en) | 1990-10-23 |
Family
ID=13655684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7821089A Pending JPH02260423A (en) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | Dry etching of organic film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02260423A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100183957A1 (en) * | 2009-01-21 | 2010-07-22 | Seagate Technology Llc | Method of Patterned Media Template Formation and Templates |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP7821089A patent/JPH02260423A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100183957A1 (en) * | 2009-01-21 | 2010-07-22 | Seagate Technology Llc | Method of Patterned Media Template Formation and Templates |
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