DD295196A5 - Anordnung zur homogenisierung der ortsabhaengigkeit der schichtbildung oder des schichtabtrages - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Homogenisierung der Prozeszrate beziehungsweise der Schichtbildung oder Abtragung einer Schicht bei der plasmagestuetzten Oberflaechenbearbeitung von Werkstuecken, insbesondere beim plasmagestuetzen Abscheiden oder AEtzen duenner Schichten auf beziehungsweise von Halbleitersubstraten in Reaktionsraeumen. Dabei wird die Aufgabenstellung zur Verbesserung der Homogenitaet der Schichtbildung dadurch geloest, dasz die einem Halbleitersubstrat innerhalb eines Wirkraumes gegenueberliegende Flaeche einer Hochfrequenzelektrode kreisringfoermig angeordnete Ausnehmnungen oder wenigstens eine kreisringfoermige Nut aufweist, wobei der Loch- oder Nutkreisdurchmesser annaehernd in den peripheren Bereich des Elektrodenkoerpers beziehungsweise seiner dem Halbleitersubstrat zugewendeten Flaeche reicht. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dasz durch das Brennen von Hohlkatodenentladungen in den Ausnehmungen oder der Nut waehrend eines Bearbeitungsprozesses gezielt Einflusz auf eine Verbesserung der Schichtbildung genommen werden kann. Das Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich auf die Halbleitertechnik, wobei andere Bereiche moeglich sind.{Plasma; Hohlkatodenentladung; Substratbearbeitung; CVD; AEtzen; Schichtbildung; Homogenitaet der Schicht; Halbleitersubstrat}

Description

Durch die Anordnung der Ausnehmungen oder wenigstens einer Ringnut an der dem zu bearbeitenden Substrat gegenüberliegenden Elektrodenfläche brennen während eines plasmagestützten Bearbeitungsvorganges in den Ausnehmungen oder der Ringnut Hohlkatodenentladungen, durch die eine gezielte Beeinflussung der Prozeßrate erreicht und Inhomogenitäten der Schichtbildung oder des Schichtabtrages bei entsprechender Dimensionierung ausgeglichen werden können.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung und anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der als Prinzipskizze ausgeführten Zeichnung ist innerhalb des Wirkraumes 1 eines nicht dargestellten Reaktionsraumes einer Anlage zum plasmagestützten Bearbeiten scheibenförmiger Werkstücke eine geerdete Substratauflage 2 vorgesehen, auf der ein Halbleitersubstrat 3 konzentrisch angeordnet ist. Der Substratauflage 2 mit dem Substrat 3 in einem Abstand gegenüberliegend ist eine Hochfrequenzelektrode 4 vorgesehen, die elektrisch leitend mit einem Hochfrequenzgenerator 6 verbunden und gegenüber der Wandung des Wirkraumes 1 mittels eines Isolators 7 abgeschirmt ist. An der dem Halbleitersubstrat 3 zugewandten Unterseite/Fläche 4.1 der Elektrode 4 ist eine konzentrische Ringnut 5 ^!n dem Elektrodenkörper eingebracht, deren Tiefe 5 mm beträgt und eine Breite von 2 mm aufweist. Der mittlere Ringdurchmesser ist so gewählt, daß dieser im peripheren Bereich des Körpers der Elektrode 4 beziehungsweise deren Fläche 4.1 mit seinen äußeren Abmaßen vorgesehen ist.

Als Vorteil der Anordnung von Ausnehmungen oder wenigstens einer Ringnut in der Fläche der Elektrode gegenüber dem Halbleitersubstrat ist zu verzeichnen, daß an den Stellen der Hohlkatodenentladungen im Wirkraum eine Erhöhung der Prozeßrate zu verzeichnen ist, wodurch Inhomogenitäten in der Schicht auf dem Halbleitersubstrat lokal ausgeglichen werden können.

Claims (2)

1. Anordnung zur Homogenisierung der Ortsabhängigkeit der Prozeßrate bei der plasmagestützten Oberflächenbearbeitung von Werkstücken, insbesondere beim plasmagostützten Abscheiden oder Ätzen dünner Schichten auf beziehungsweise von Halbleitersubstraten in Reaktionsräumen, wobei oine Plasmaentladung zwischen einem elektrisch leitend angeordneten Halbleitersubstrat und einer in der Regel der Halbleitersubstratgröße angepaßten, parallel angeordneten und als Prpzeßgaszu- und/oder -abführung ausgebildeten, überwiegend flächenförmigen Elektrode, während eines Bearbeitungsprozesses vorgesehen ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Elektrode (4) in der dem Halbleitersubstrat (3) zugewandten Flächen (4.1) eine Anzahl ringförmig angeordneter Ausnehmungen oder wenigstens eine konzentrische Ringnut (5) aufweist, wobei deren Loch- oder Nutkreisdurchmesser annähernd dem peripheren Bereich des Elektrodendurchmessers entspricht.

2. Anordnung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Ausnehmungen oder die Ringnut (5) mit den Mitteln zur Zu- und/oder Abführung des Prozeßgases beziehungsweise des Abgases verbunden sind.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Homogenisierung der Ortssbhängigkeit der Schichtbildung oder des Schichtabtrages bei der plasmagestützten Oberflächenbearbietung von Werkstücken, insbesondere beim plasmagestützten Abscheiden oder Ätzen dünner Schichten auf, beziehungsweise von Substraten in Reaktionsräumen.

Charakteristik des bekannten Standes der Tbuhnlk

Die Erzielung einer gleichmäßigen Prozeßrate bei der plasmagestützten Bearbeitung einer vorgegebenen Oberfläche eines Werkstückes ist ein zentrales Problem (bei der Anwendung entsprechender Technologien). Insbesondere bei der Bearbeitung von scheibenförmigen Halbleitersubstraten mit immer größer werdenden Durchmessern in Einzelscheibenreaktoren kommt der Erzielung einer homogenen Prozeßrate eine große Bedeutung zu.

Übliche Methoden zur lokalen Beeinflussung der Prozeßrate bei der plasmagestützten Bearbeitung sind die Verwendung von Abschirmringen sowohl in der Nähe der Substratelektrode als auch der Gegenelektrode, der Einsatz von Magnetfeldern oder die Ausbildung sogenannter fokussierter Plasmen durch selektive Abdeckung einer Gegenelektrode mit dielektrischem Material unterschiedlicher Dicke.

Weiter ist es bekannt, gegenüber einer ebenen Substratelektrode eine gekrümmte Gegenelektrode anzuordnen, um unterschiedliche Plasmabedingungen als Funktion des Ortes zu erzielen und so die Prozeßrate mit dem Ziel der Homogenisierung über eine vorgegebene Fläche lokal zu beeinflussen. Als optimal hat sich keines der aufgeführten Mittel erwiesen, so daß die Notwendigkeit besteht, weitere Möglichkeiten zu finden.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, großflächige Substrate gleichmäßig und in hoher Qualität zu bearbeiten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, die es ermöglicht, großflächige Substrate innerhalb eines Reaktionsraumes unter Plasmaeinwirkung derart zu beeinflussen, daß einerseits eine gleichmäßige Schichtbildung über der Gesamtfläche des Substrates bei Abscheidevorgängen (CVD) und andererseits ein gleichmäßiger Abtrag einer auf der Substratoberfläche befindlichen Schicht (Ätzen) möglich ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die dem Substrat auf einer innerhalb eines Reaktionsraumes angeordneten Substratauflage zugewandten Fläche der Elektrode für die Erzeugung eines Plasmas sowie der Zu- und/oder Abführung eines Prozeßgases beziehungsweise Reaktionsgasgemisches eine Anzahl ringförmig angeordneter Ausnehmungen oder wenigstens eine konzentrische Ringnut aufweist. Die Ausnehmungen oder die Ringnut sind dazu derart angeordnet, daß deren Loch- oder Nutkreisdurchmesser annähernd im peripheren Bereich des Durchmessers oder der Außenabmessung der Elektrode liegt. Die Ausnehmungen sind gleichmäßig auf dem Lochkreis verteilt und sind vorzugsweise gleicher Abmessung. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Ringnut vorgesehen, deren Breite 2 mm und deren Tiefe S mm beträgt; als Ringnutdurch messer sind etwa zwei Drittel der Außenabmessung der Elektrode vorgesehen. In einer woiteren Ausgestaltung der Erfindung korrespondieren die Ausnehmungen oder die Ringnut mit den Mitteln zur Gaszuführung und/oder Ableitung des Reaktionsgasgemisches.