CN107078013A - 用于衬底的等离子体处理的方法和装置 - Google Patents

用于衬底的等离子体处理的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107078013A
CN107078013A CN201480078566.4A CN201480078566A CN107078013A CN 107078013 A CN107078013 A CN 107078013A CN 201480078566 A CN201480078566 A CN 201480078566A CN 107078013 A CN107078013 A CN 107078013A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
substrate
unit
electrode unit
plasma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201480078566.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107078013B (zh
Inventor
T.格林斯纳
C.弗勒特根
J.伯瑙尔
T.瓦根莱特纳
T.韦泽
F.施密德
T.普拉赫
R.安岑格鲁贝尔
A.诺内斯
U.克里比施
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EV Group E Thallner GmbH
Original Assignee
EV Group E Thallner GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EV Group E Thallner GmbH filed Critical EV Group E Thallner GmbH
Publication of CN107078013A publication Critical patent/CN107078013A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107078013B publication Critical patent/CN107078013B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32091—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32733—Means for moving the material to be treated
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support

Abstract

本发明涉及一种装置，其用于将至少一个衬底(7)施加以等离子体，该装置具有第一电极(1)和可与该第一电极相对布置的第二电极(12)，该电极构造成在该电极(1、12)之间产生该离子体，其特征在于，该电极(1、12)中的至少一个由至少两个电极单元(2、3)形成。此外，本发明涉及相应方法。

Description

用于衬底的等离子体处理的方法和装置
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的装置以及根据权利要求8的相应方法。
背景技术
许多半导体生产过程含有一个或多个等离子体处理步骤。该离子体可(例如)用于涂覆衬底、用于沉积半导体层、用于蚀刻衬底、用于等离子体活化或用于产生离子容器。在此情况中，气体(诸如，例如，硅烷(SiH4)、氦(He)、氩(Ar)、氢气(H2)和/或三氟化氮(NF3))导入该离子体腔室中。SiH4或H2用于(例如)半导体层的沉积中，且NF3用于半导体层的等离子体蚀刻中。如果使用由惰性气体和反应性气体组成的混合物，则该层组合物可通过该气体混合比例的调节而控制。因此，不仅可沉积金属，而且可沉积氧化物、氮化物和碳化物。工作气体和/或气体混合物的选择、气体流动和气压对经产生的该离子体具有影响。大气压等离子体、低气压等离子体或高气压等离子体是实际实例。与低气压等离子体或高气压等离子体不同，大气压等离子体不要求任何反应容器，该反应容器确保维持除大气压的外或偏离气体氛围的压力位准。可以脉冲方式或连续地操作等离子体腔室，例如，使用基于高频率放电、微波放电、直流放电以及直流磁控管溅镀和/或高频率磁控管溅镀的等离子体处理。
针对该离子体生产，存在很大程度上不同于能量耦合类型的非常不一样的方法。直流放电可通过应用直流电压产生、电容性耦合MHz放电(CCP：电容性耦合等离子体)用于等离子体蚀刻和等离子体涂覆。导电并且绝缘衬底可使用CCP等离子体处理。离子流动和等离子体密度可通过使用若干频率而彼此可单独地控制。在电感性耦合放电(ICP：电感性耦合等离子体)的情况中，由于该离子体充当变压器的次级绕组，所以等离子体密度仍进一步增加。该耦合经由介电电极完成，其具有该缺点，即此电极的金属涂覆会进一步妨碍耦合。
该衬底固定至该反应腔室(优选地是等离子体腔室)中的固持装置。在此情况中，施加高频率电压至该(半导体)衬底的该固持装置以使该反应性离子自该离子体导引至待处理的该表面。通过该固持装置而施加该高频率电压至该衬底本身。
已有使用机械夹钳装置(诸如，3点安装件)，但会造成下垂衬底、磨损和较差热接触。使用位于该样品固持件中的接脚提高该衬底，使得特定设计成机器臂的机器抓持器(搅拌桨)可运行于该晶圆下方或旁边，且将通过该接脚的向前移动而移除该晶圆。其缺点在于会造成薄晶圆大大地弯曲，且因此也会发生该衬底在该接脚上的不精确定位。该静电固持是良好替代件。可通过该样品固持件电极之间的电压来固定该衬底。静电晶圆固持装置是该离子体腔室的部分且用作为下电极以产生等离子体。在此情况中，该电极通过该腔室壁而电绝缘。在其中使用内部圆形电极和若干外部环形电极的实施例中，该个别环形电极彼此互相绝缘。静电晶圆固持装置揭示于(例如)美国专利US 2002/0159216以及欧洲专利EP0473930 A1中。
在具有负载接脚的提升机构的固持装置中，晶圆固持装置必须容纳且放下晶圆于该固持装置上或抬离已自该固持装置放下的晶圆。提升机构整合于国际专利WO 03/038891A1中的该第二电极的部分中或整合于美国专利US 2012/0003836 A1中的衬底固持件中且可通过控制网络操作。
具有负载接脚的结构(如样品容纳装置)具有下列问题：由于该负载接脚，存在该离子体电场的不均质性，其导致该过程期间在该必要凹部处的电压峰值。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种方法和一种装置，其确保产生具有均匀分布的均质等离子体(尤其是)于该整个衬底表面上。
使用权利要求1和权利要求8的特征达成此目的。本发明的进一步有利改进方案指示于附属权利要求中。说明书、权利要求书和/或附图中所指示的至少两个特征的所有组合也落于本发明的范畴内。在所指示的值范围中，在上文提及的限制内的值也被揭示为边界值且可在任何组合中主张该值。
本发明的基本理念是将该两个相对电极的至少一个，尤其是该离子体腔室中的下部电极和/或用于容纳该衬底的电极，分别地设计成两个电极单元中的两个部分。
换句话说，本发明涉及用于等离子体腔室通过两部件式电极产生最优选电场均质性的单元和方法。尤其是，圆形衬底容器整合于该下电极中，由此该下电极具有外周界(外部电极单元)和内部区域(内部电极单元)。该内部电极可相对于该外部电极优选地移动且同时用于固持衬底在该等离子体腔室中。
根据所指示发明的优选实施例：
1)该内部电极用于样品容纳和样品移除(晶圆固持装置)，
2)可在无负载接脚的情况下进行装载和卸载，且
3)在装载之后，该内部电极单元陷入该外部电极单元的对应凹部中，由此尤其可产生(尤其是)具有等同电位的封闭、平坦和/或提供接触的表面。
尤其是，该可移动内部电极单元替换该负载接脚用于装载和卸载该衬底，使得根据本发明可省略该接脚。与具有负载接脚作为样品容纳装置的结构相比较，此设计可以产生更均质等离子体。由于该负载接脚会发生该离子体电场的不均质性，这导致过程期间在该对应凹部处的电压峰值。
由于该内部和外部电极单元的完整表面接触表面(其可根据本发明使用该表面的侧表面来产生)，该电场偏移不发生，且产生更均质性等离子体。
此外，省略该负载接脚的时耗调节，其在该外部电极单元中通过该内部电极单元的机械结构替换且与该常规设计相比较导致较小时耗量。
另外优点来自在处置薄衬底时的大面积安置，由于其弯曲，该薄衬底不可使用负载接脚设计来处理。该内部电极单元的尺寸可具有适应性且因此适用于不同类型的衬底。
据此，尤其是，本发明涉及用于具有最优选电场均质性的等离子体腔室的两部件式电极。在根据本发明的第一实施例中，该离子体腔室具有RF电极(第二电极，尤其是上电极)和用于容纳衬底的具有衬底固持件的相对电极(第一电极，尤其是两部件式电极)。尤其是，用于产生等离子体的高频率交流电场产生在该RF电极与该对置电极之间。在第二优选实施例中，尤其是，该离子体腔室具有RF电极(第二电极，尤其是上电极)和用于容纳衬底的具有衬底固持件的RF对置电极(第一电极，尤其是两部件式电极)。在此实施例中，该外壳是相反极性。该外壳优选接地的。
衬底(优选晶圆)定位在该第一电极与该第二电极之间。该第一电极和该第二电极经布置在该离子体腔室的相对侧上，且优选被称为下电极和上电极。在根据本发明的实施例中，该两个电极的一个(优选该下电极)是由两个组装件(尤其是，内部电极单元和外部电极单元) 组成。
该内部电极单元是用于针对待处理的该衬底(例如，晶圆、薄层衬底等等)的衬底容纳和衬底移除。
尤其是，以此方式建构该衬底固持件(第一电极)使得在以该衬底装载该第一电极时，该内部电极单元(尤其是设计为样品固持件)向上行进，且机器臂可将该衬底放在该内部电极单元上。尤其是，该机器臂(搅拌桨)具有用于容纳该衬底的对应凹部。
尤其是，在Z方向上移动该内部电极单元，其中以在0毫米与50毫米之间向上优选，以在2毫米与25毫米之间向上更优选，且以在2毫米与10毫米之间向上最优选。Z方向上的零点是等离子体施加点，其中该内部电极单元和该外部电极单元的该支撑表面在相同高度处对准，也即形成尤其是完全封闭且优选具有恒定电位的支撑平面E。
该衬底固持件优选经建立使得在该装载之后，该内部电极陷入该外部电极的部分中，由此形成尤其是具有等同电位的封闭、平坦和/或提供接触的表面。
该电极单元优选经设计为样品固持件/衬底固持件。该衬底固持件和/或该样品固持件可具有用于固定该衬底的固定组件。该固定组件可是机械夹钳和/或黏着(尤其是，可切换)表面和/或真空条和/或电极，而作为静电装置和/或磁性装置(尤其是，永磁体或电磁体)的部分。如果衬底固持件和样品固持件具有固定组件，则该固定组件可彼此独立地切换。因此，根据本发明，使衬底与该衬底固持件分离成为可能，同时该置中地安装的内部样品固持件可移动，且在此情况中同时维持该衬底的固定。
在卸载过程期间，该内部电极单元经相应地提升，使得在该离子体处理之后，可使用该自动机器抓持器移除该衬底。
根据本发明，作为衬底，尤其是，使用产品衬底(优选地，半导体晶圆)。该衬底可具有任何形状，但优选地为圆形。该半导体衬底的该直径优选地对应于2英寸、4英寸、6英寸、8英寸、12英寸或18英寸的直径(其是半导体工业中的标准)，但是根据需要，其也可偏离该标准。衬底优选地由材料和/或合金(诸如，硅(Si)、二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、铝(Al)、钨(W)和钛(Ti))组成。原则上，根据本发明的实施例可处理任何衬底，尤其与其直径无关。
尤其是，根据本发明的独立方面尤其存在于：同时使用该内部电极单元作为衬底容器且可移动，且因此可在无负载接脚的情况下来进行该样品的样品装载和卸载。该衬底容器用于容纳大面积衬底或衬底堆栈或大量电子组件群组(尤其是晶圆)。
尤其是，根据本发明的另一独立方面存在于：布置或对准该内部电极和该外部电极的该支撑表面于相同高度处且因此在该离子体施加点处形成均质第一电极。尤其是，该衬底位于该内部电极单元和该外部电极单元的整个表面上且通过重力的作用和通过该第一电极(尤其是，下电极)上的聚焦环而固持。使用真空或低压完成固定衬底至该样品固持件的另外或额外可行性。由于该内部电极和该外部电极的完整表面接触表面，不会发生电场偏移，且产生更均质等离子体。
尤其是，经设计为等离子体电极的该第二电极尤其具有载体部分或由材料(诸如，陶瓷、玻璃、硅或矿物质陶瓷合成材料)组成的外部部分，以及由传导材料组成的电极头。
该第一(尤其是两部件式)电极优选地是由由钨(W)、铜(Cu)、铝(Al)、铂(Pt)、铬(Cr)、镍(Ni)、金(Au)、钛(Ti)和/或纯钢组成的材料和/或合金组成。
该装置的其它组件优选地由石墨或碳化硅组成。由于所使用的该材料的电性质可对该放电产生影响，所以根据需要，使用不同载体材料和/或电极材料。在该电极的涂覆的情况中，取决于该电极材料，该层厚度可对该放电产生影响。该层厚度优选地在0.1微米与300微米之间，更优选地在0.1微米与200微米之间，且最优选地在0.1微米与100微米之间。取决于该应用，与所使用的金属类型无关，该电极也可由由(例如)氧化铝(Al2O3)陶瓷组成的介电保护层涂覆。
用于操作和/或触发LF(低频率)、RF(无线电频率)和MW(微波)的电极的发生器优选地使用下列频率来使用：LF发生器使用20千赫(KHz)与800千赫之间的频率，优选地使用40千赫与400千赫之间的频率，且使用1瓦特与100000瓦特之间的功率，优选地使用20瓦特与2500瓦特之间的功率；RF发生器使用3兆赫兹(MHz)与300兆赫兹之间的频率，优选地使用3兆赫兹与30兆赫兹之间的频率，且使用1瓦特与100000瓦特之间的功率，优选地使用20瓦特与1000瓦特之间的功率；MW发生器使用300兆赫兹与300千兆赫(GHz)之间的频率，优选地使用300兆赫兹与3千兆赫之间的频率，且使用10瓦特与1200瓦特或更高之间的功率。40千赫的频率仅可由条件地适用于半导体前端过程，但优选地适用于后端过程。13.56兆赫兹的频率适用于前端过程且适用于后端过程。在40千赫的低频率情况中，该离子体密度相对较低且因此所产生的原子团比例也较低，其导致较低移除速率(例如，在干蚀刻期间)。根据需要，两个频率范围可用于两个电极。各电极优选地连接至单独电源，该电源是采用于该第一电极的发生器和用于尤其可单独地控制(在这点上)的该第二电极的第二发生器的形式。通过选择外部电参数(诸如，电压、电流和频率)，该离子体放电可取决于需要和应用而控制。因此，可通过个别匹配操作条件而增加等离子体化学过程的选择性。
尤其是，该介电聚焦环优选地由与该衬底相同的材料组成。优选介电材料是二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氧化铝(Al2O3)、碳化硅(SiC)和碳氮化硅(SiCN)。尤其是，该聚焦环应用于该外部电极的顶部上(即，在该支撑平面上)。根据本发明，以此方式选择材料的选择和该第一电极上的定位：电位差尽可能小或无电位差发生于该聚焦环与该衬底之间。在这点上，该衬底的边缘处的均质性是受到正向的影响。
根据本发明的实施例优选地发现在封闭地密封腔室中，该密封腔室(最优选地在等离子体腔室中)通过提升盖子而可进入的尤其是可抽空的。除纯钢腔室的外，可使用石英玻璃腔室。
该离子体腔室可抽空以用于等离子体施加，尤其是小于1巴、优选地小于1毫巴、更优选地小于0.1毫巴、最优选地小于0.01毫巴且极优选地小于0.0001毫巴的气压。该离子体腔室也可优选地经受过压。在此情况中，该最大气压(尤其是)大于1巴、优选地大于1.5巴、更加地大于2巴、最优选地大于5巴且极优选地大于10巴。
离子流测量传感器可整合于该离子体腔室中用于处理控制。该两部件式电极可用于该离子体腔室的不同操作类型，诸如(例如)PE (等离子体蚀刻)操作或RIE (反应离子蚀刻)操作。在半导体技术中，由于该经导向等离子体以垂直方式打击该衬底，所以RIE操作可用于在晶圆中产生结构。
取决于所使用的等离子体气体和所提供的能量，在等离子体喷射中达到400 K至50,000 K的温度。基于该离子体腔室中的该过程，可观温度增加可发生，其导致该衬底的加热。经由热耦合至该衬底容器而完成该衬底的冷却或加热，该衬底容器尤其具有冷却和/或加热组件。为确保衬底与衬底容器之间的均匀热耦合，可在该离子体处理期间产生根据本发明的位于该整个表面上的该衬底与该衬底容器(第一电极)的充分热接触。冷却剂(例如，液氦)可流通于该晶圆的底部上以冷却该晶圆，代替冷却管线，也可提供其它冷却组件(诸如，例如，珀尔贴(Peltier)组件)。该衬底尤其可通过加热系统加热，该加热系统以整体方式布置于尤其是该第一两部件式电极中。
在与温度有关的反应的情况中，该离子体(尤其是)用于蚀刻衬底。在这点上，维持该衬底的待蚀刻的该表面上的均质恒定温度是重要的，因为该蚀刻反应是与温度有关。有利地，温度探针或热电偶或温度传感器整合在该衬底固持装置中。在另一实施例中，该衬底固持装置或该两部件式电极含有气体吸入管线或开口或出口管线或开口。
附图说明
本发明的额外优点、特征和细节可自优选实施例以及基于附图的以上描述来获得了解。该优选实施例展示：
图1a是根据本发明的装置的实施例的概观，
图1b是根据图1a的实施例的横截面图，
图1c是在根据本发明的第一过程步骤中的根据图1a的实施例的横截面图，
图1d是在根据本发明的第二过程步骤中的根据图1a的实施例的横截面图，
图1e是在根据本发明的第三过程步骤中的根据图1a的实施例的横截面图，
图2a是具有机器抓持器的根据图1a的实施例的概观，
图2b是具有替代机器抓持器的根据图1a的实施例的概观，
图2c是根据本发明的装置的另实施例的概观，和
图3是根据本发明的装置的另实施例的详细横截面图。
在附图中，相同组件和具有相同功能的组件由相同附图标记标示。
具体实施方式
图1a展示等离子体腔室6中的(尤其是)下部第一电极1的俯视图，其尤其是具有根据本发明的实施例的整体衬底固持装置。尤其是，通过真空条和/或通过聚焦环4、4’完成衬底7的固持。第一电极1具有经设计为环形电极的外部电极单元2和内部电极单元3。内部电极单元3是由外部电极单元2横向受限且封闭。通过包围(尤其是封闭)衬底7的聚焦环4、4’使衬底7固持于外部上。
图1b展示通过第一电极1和等离子体腔室6的横截面。形成于两个部分中或自内部电极单元3和外部电极单元2形成的第一电极1是用作为用于衬底7的固持装置，尤其是具有外部电极单元2的平坦表面2o。内部电极单元3用于装载且卸载衬底7，尤其是具有优选具有真空条的平坦表面3o。
在根据图1b的等离子体施加位置中，表面2o、3o形成共同(尤其是)提供接触和/或封闭支撑平面E。
图1b至图1e展示根据本发明的方法流程的根据本发明的实施例。图1c展示：与外部电极单元2相比较，在Z方向(提升机构9，也参见图3)上提升或自支撑平面E (装载位置)抽出内部电极单元3。该衬底固持装置包括提升机构，该提升机构经连接至内部电极单元3。提升机构9的径向地安装的驱动轴(尤其是，经设计为样品固持件)在垂直于电极表面3o的Z方向上提升内部电极单元3。该提升机构可由控制网络(未展示)操作。
衬底7通过处理器或机器抓持器定位，尤其是内部电极单元3上的机器臂8(图2a)、8’ (图2b),、8’’ (图2c)，其(尤其是)经设计为样品固持件且在该离子体处理之后再次移除。该机器抓持器固定的或移动的且执行预程序化界定任务。图2a、图2b和图2c展示根据本发明的机器臂8、8’、8”的三个实施例。机器臂8、8’、8”运行通过等离子体腔室6的相应形成的开口5 (参见图1b)用于装载或卸载衬底7。机器臂8、8’、8”具有凹部8a、8a’、8a”用于容纳对应于该衬底尺寸的衬底7，如根据本发明的图2a、图2b和图2c中的实施例中所展示。在根据图2c的机器臂8”的实施例中，衬底7的外部轮廓通过夹钳组件包围。通过机器臂8、8’、8”，衬底7定位于内部电极单元3上(参见图1d)。衬底7位于(尤其是)该整个表面上、在内部电极单元3和外部电极单元2上(图2b)或仅在内部电极单元3上，其可与该衬底(图2a和图2c)的尺寸匹配。
在图1e中所展示的过程步骤中，内部电极单元3在装载衬底7之后返回至等离子体施加位置中。通过聚焦环4、4’和重力的作用而固持衬底7。因此，可固持衬底7的所有类型，尤其是由低阻抗材料(硅)或高阻抗材料组成的类型。
图1b和图3展示根据本发明的聚焦环4、4’的两个不同实施例。
由于内部电极单元3和外部电极单元2产生(尤其是)用于等离子体处理的相同电位，所以内部电极与外部电极之间的绝缘并非必要的。通过等同电位和消除破坏因素(诸如，例如，负载接脚)而达成分布在待处理的衬底表面上的均匀电位。因此，两部件式第一电极1不存在任何电场峰值。该均匀电位分布导致沿整合衬底7的均匀等离子体。
如图1e中所展示，第二电极12布置成与第一电极1相对以形成电极1、12之间的等离子体。为此，等离子体腔室6关闭以能够设定该离子体所需的条件。
在优选实施例中，高频率电压(尤其是，电容)经由高频率连接11耦合至第一电极1，尤其是，至外部电极单元2。在此情况中，该电容器优选地整合在调适单元中。因此，产生欧姆耦合，由此至发生器的电线(高频率连接11)经由耦合电容器连接至该电极。该耦合电容器(其在电极与发生器之间切换)尤其用作为高通滤波器以滤除该对应直流分量，使得该交流电压分量可专用于电极。尤其是，该经高通滤波的电压分量可迭加纯直流电压分量。
图3展示两部件式电极1的实施例的详细横截面。此处展示经由高频率连接(Rf连接) 11使电耦合与用于桥接内部电极单元3的电接触组件10接触。在衬底装载至内部电极单元3上之后，当内部电极单元3进入外部电极单元2同时达到该离子体施加位置时，弹簧接触组件10接触。
通过重力的作用和通过聚焦环4、4’而固持衬底7。通过弹簧接触组件10而连接内部电极单元3和外部电极单元2的对应接触点，使得外部电极单元2和内部电极单元3产生相同电位。
两部件式电极1 (尤其是)具有至少两个弹簧接触组件10，优选地两个以上，更优选地三个以上，仍更优选地四个以上且最优选地六个或六个以上的弹簧接触组件10。在优选实施例中，使用恰好6个弹簧接触组件10。
在根据本发明的替代实施例中，通过无线连接而电连接内部电极单元2和外部电极单元3的该接触点。在衬底7装载至内部电极单元3上之后，当该内部电极单元进入时，该打开接触点接触。此导致电极单元2、3之间的非常好的传导性。优选地，金属条导体或电线连接布置于内部电极单元3与外部电极单元2之间。各电极单元2、3优选地具有(尤其是)分布于该外周边上的若干接触区域。在各情况中，该内部和外部电极单元电连接至该接触区域。
两部件式第一电极1 (尤其是)具有至少两个接触区域，优选地两个以上，更优选地三个以上，甚至更优选地四个以上且最优选地六个或六个以上接触区域。
为达成高频率连接11至该离子体腔室的有效耦合，该调适单元经优选地设定使得该离子体腔室的阻抗等于高频率连接11中的RF共轴线的阻抗。耦合连接(例如，直流电压连接)和电容器开关(即，电容耦合网络)整合至该调适单元中且因此(尤其是)非为两部件式第一电极1的组件。
附图标记列表
1 第一电极
2 外部电极单元
2o 外部电极单元的表面
3 内部电极单元
3o 内部电极单元的表面
4、4’ 聚焦环
5 开口
6 等离子体腔室
7 衬底
8, 8’, 8” 机器臂
8a, 8a’, 8a” 凹部
9 提升机构
10 弹簧接触组件
11 高频率连接
12 第二电极
E 支撑平面
Z Z方向

Claims (12)

1.一种装置，其用于将至少一个衬底(7)施加以等离子体，所述装置具有第一电极(1)和可与所述第一电极相对布置的第二电极(12)，所述电极构造成在所述电极(1、12)之间共同产生所述离子体，其特征在于，所述电极(1、12)中的至少一个由至少两个电极单元(2、3)形成。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述两个电极单元(2、3)可被单独地控制。
3.如上述权利要求之一所述的装置，其中所述至少两个电极单元(2、3)具有内部电极单元(3)和外部电极单元(2)，所述外部电极单元(2)容纳和/或包围，尤其是封围，尤其是所述内部电极单元(3)。
4.如上述权利要求之一所述的装置，其中可在Z方向上移动所述电极单元(2、3)的至少一个-尤其是所述内部电极单元(3)-，尤其是相对于所述电极单元(2、3)的另一个-优选相对于所述外部电极单元(2)-而移动。
5.如上述权利要求之一所述的装置，其中所述至少两个电极单元(2、3)，尤其是所述内部单元(3)和所述外部单元(2)，可经布置以形成共同支撑平面(E)。
6.如权利要求5所述的装置，其中所述共同支撑平面可应用为封闭和/或提供接触的表面，尤其具有等同电位。
7.如上述权利要求之一所述的装置，其中所述电极单元(2、3)中的至少一个-尤其是所述内部电极单元-经设计为样品固持件，以用于容纳和/或固定所述一个或多个衬底。
8.一种方法，其用于对至少一个衬底施加以由第一电极(1)和与所述第一电极(1)相对布置的第二电极(12)所产生的等离子体中，其特征在于，所述电极(1、12)中的至少一个具有至少两个电极单元(2、3)。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述两个电极单元(2、3)被单独地控制。
10.如权利要求8或9所述的方法，其中可在Z方向上尤其是相对于所述外部电极单元而移动所述电极单元(2、3)中的至少一个-尤其是所述内部电极单元-，以容纳和/或固定所述一个或多个衬底。
11.如权利要求8-10所述的方法，其中所述至少两个电极单元(2、3)-尤其是所述内部单元和所述外部单元-经布置用于施加以共同支撑平面中的所述离子体。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述共同支撑平面可应用为封闭和/或提供接触的表面，其尤其具有等同电位。
CN201480078566.4A 2014-05-09 2014-05-09 用于衬底的等离子体处理的方法和装置 Active CN107078013B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2014/059524 WO2015169385A1 (de) 2014-05-09 2014-05-09 Verfahren und vorrichtung zur plasmabehandlung von substraten

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107078013A true CN107078013A (zh) 2017-08-18
CN107078013B CN107078013B (zh) 2019-06-21

Family

ID=50693671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480078566.4A Active CN107078013B (zh) 2014-05-09 2014-05-09 用于衬底的等离子体处理的方法和装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10707059B2 (zh)
EP (1) EP3140850B1 (zh)
JP (1) JP6470313B2 (zh)
KR (1) KR102161873B1 (zh)
CN (1) CN107078013B (zh)
SG (1) SG11201608771WA (zh)
TW (1) TWI677006B (zh)
WO (1) WO2015169385A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111801784A (zh) * 2018-02-13 2020-10-20 韩国基础科学支援研究院 利用环形沿面放电等离子装置的点状蚀刻模块以及点状蚀刻模块的蚀刻轮廓的控制方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6966402B2 (ja) * 2018-09-11 2021-11-17 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、半導体装置の製造方法および基板処理装置の電極
DE102020209801A1 (de) 2020-08-04 2022-02-10 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Regelung der Temperatur eines Substrats oder eines Bauteils, insbesondere einer zu beschichtenden Oberfläche des Substrats oder des Bauteils
DE102020124022A1 (de) 2020-09-15 2022-03-17 centrotherm international AG Werkstückträger, System und Betriebsverfahren für PECVD

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04317325A (ja) * 1991-04-17 1992-11-09 Nec Corp 半導体装置の製造装置
JP2002009043A (ja) * 2000-06-23 2002-01-11 Hitachi Ltd エッチング装置及びそれを用いた半導体装置の製造方法
JP2007184476A (ja) * 2006-01-10 2007-07-19 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
CN101198207A (zh) * 2006-12-08 2008-06-11 Tes股份有限公司 等离子体处理设备
US20080277064A1 (en) * 2006-12-08 2008-11-13 Tes Co., Ltd. Plasma processing apparatus
CN103069550A (zh) * 2010-12-22 2013-04-24 诺发系统公司 半导体衬底的密度可变等离子体处理

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6012734A (ja) 1983-07-01 1985-01-23 Hitachi Ltd プラズマ処理装置
JPS62130277A (ja) * 1985-08-09 1987-06-12 Toa Nenryo Kogyo Kk アモルフアスシリコン薄膜製造方法および装置
JPS63188943A (ja) * 1987-01-30 1988-08-04 Nec Corp プラズマｃｖｄ装置
US4885074A (en) * 1987-02-24 1989-12-05 International Business Machines Corporation Plasma reactor having segmented electrodes
JPH01108382A (ja) * 1987-10-21 1989-04-25 Nec Corp プラズマ気相成長装置
US5055964A (en) 1990-09-07 1991-10-08 International Business Machines Corporation Electrostatic chuck having tapered electrodes
AU2003195A (en) * 1994-06-21 1996-01-04 Boc Group, Inc., The Improved power distribution for multiple electrode plasma systems using quarter wavelength transmission lines
KR100252210B1 (ko) * 1996-12-24 2000-04-15 윤종용 반도체장치 제조용 건식식각장치
JPH10289881A (ja) * 1997-04-15 1998-10-27 Kokusai Electric Co Ltd プラズマｃｖｄ装置
KR100271767B1 (ko) * 1998-06-09 2001-02-01 윤종용 플라즈마를 이용하는 반도체장치 제조설비
US6741446B2 (en) 2001-03-30 2004-05-25 Lam Research Corporation Vacuum plasma processor and method of operating same
DE10152101A1 (de) 2001-10-23 2003-05-22 Infineon Technologies Ag Elektrostatische Wafer-Haltevorrichtung
US20060278339A1 (en) * 2005-06-13 2006-12-14 Lam Research Corporation, A Delaware Corporation Etch rate uniformity using the independent movement of electrode pieces
KR100978754B1 (ko) * 2008-04-03 2010-08-30 주식회사 테스 플라즈마 처리 장치
KR100823302B1 (ko) * 2006-12-08 2008-04-17 주식회사 테스 플라즈마 처리 장치
US20080202689A1 (en) * 2006-12-08 2008-08-28 Tes Co., Ltd. Plasma processing apparatus
US8485128B2 (en) 2010-06-30 2013-07-16 Lam Research Corporation Movable ground ring for a plasma processing chamber
JP6120527B2 (ja) * 2012-11-05 2017-04-26 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法
WO2015113591A1 (de) * 2014-01-28 2015-08-06 Ev Group E. Thallner Gmbh Vorrichtung und verfahren zum lösen eines ersten substrats

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04317325A (ja) * 1991-04-17 1992-11-09 Nec Corp 半導体装置の製造装置
JP2002009043A (ja) * 2000-06-23 2002-01-11 Hitachi Ltd エッチング装置及びそれを用いた半導体装置の製造方法
JP2007184476A (ja) * 2006-01-10 2007-07-19 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
CN101198207A (zh) * 2006-12-08 2008-06-11 Tes股份有限公司 等离子体处理设备
US20080277064A1 (en) * 2006-12-08 2008-11-13 Tes Co., Ltd. Plasma processing apparatus
CN103069550A (zh) * 2010-12-22 2013-04-24 诺发系统公司 半导体衬底的密度可变等离子体处理

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111801784A (zh) * 2018-02-13 2020-10-20 韩国基础科学支援研究院 利用环形沿面放电等离子装置的点状蚀刻模块以及点状蚀刻模块的蚀刻轮廓的控制方法
CN111801784B (zh) * 2018-02-13 2024-04-02 韩国核融合能源研究院 利用环形沿面放电等离子装置的点状蚀刻模块以及点状蚀刻模块的蚀刻轮廓的控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017520080A (ja) 2017-07-20
KR20170002396A (ko) 2017-01-06
CN107078013B (zh) 2019-06-21
TW201543532A (zh) 2015-11-16
TWI677006B (zh) 2019-11-11
EP3140850B1 (de) 2019-10-16
WO2015169385A1 (de) 2015-11-12
SG11201608771WA (en) 2016-11-29
KR102161873B1 (ko) 2020-10-06
US10707059B2 (en) 2020-07-07
EP3140850A1 (de) 2017-03-15
US20170047203A1 (en) 2017-02-16
JP6470313B2 (ja) 2019-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI584699B (zh) Plasma processing device and plasma processing method
TW584905B (en) Method and apparatus for depositing films
US9779975B2 (en) Electrostatic carrier for thin substrate handling
TWI241868B (en) Plasma processing method and apparatus
TW201119519A (en) Inductively coupled plasma processing apparatus
KR20170134268A (ko) 높은 종횡비 피쳐들을 에칭하기 위한 다중 주파수 전력 변조
TWI290809B (en) Procedure and device for the production of a plasma
WO1990013909A1 (en) Reactive ion etching apparatus
KR101998943B1 (ko) 하이 애스펙스비의 피처를 에칭하기 위한 전력 변조
CN107078013B (zh) 用于衬底的等离子体处理的方法和装置
JP2005500684A (ja) 調整可能な２つの周波数電圧の分配を備えたプラズマリアクタ
CN107256822B (zh) 上电极组件及反应腔室
JP4961179B2 (ja) 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
CN107464764A (zh) 一种承载装置及预清洗腔室
KR101200743B1 (ko) 다중 유도결합 플라즈마 처리장치 및 방법
CN207338296U (zh) 上电极组件、反应腔室及半导体加工设备
US20220122817A1 (en) Semiconductor substrate support power transmission components
KR20110096464A (ko) 다중 가스공급장치 및 이를 구비한 플라즈마 처리장치
CN116472598A (zh) 使用静态磁场的等离子体均匀性控制
JP2003168678A (ja) プラズマ処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant