DD295196A5

DD295196A5 - ARRANGEMENT FOR HOMOGENIZING THE LOCAL STABILITY OF LAYERING OR LAYERING

Info

Publication number: DD295196A5
Application number: DD34169190A
Authority: DD
Inventors: Rainer Moeller; Siegfried Menzel; Jens-Peter Moench; Joerg Weber
Original assignee: Veb Elektroamt Dresden,De; Tu Dresden,De
Priority date: 1990-06-15
Filing date: 1990-06-15
Publication date: 1991-10-24

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}The invention relates to an arrangement for homogenizing the process rate or the layer formation or removal of a layer in the case of plasma-assisted surface treatment of workpieces, in particular during plasma-deposited deposition or etching of thin layers on or from semiconductor substrates in reaction spaces. The task to improve the homogeneity of the layer formation is achieved thereby, that the a semiconductor substrate within a Wirkraumes opposite surface of a high frequency electrode kreisringfoermig arranged recesses or at least one kreisringfoermige groove, wherein the hole or Nutkreisdurchmesser annaehernd in the peripheral region of the Elektrodenkoerpers or his Semiconductor substrate facing surface extends. The advantage of this arrangement is that the burning of hollow cathode discharges in the recesses or the groove during a machining process can purposefully influence the improvement of the layer formation. The field of application of the invention extends to the semiconductor technology, other areas are possible. {Plasma; hollow cathode discharge; Substrate processing; CVD; Etching; Layering; Homogeneity of the layer; Semiconductor substrate}

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.Due to the arrangement of the recesses or at least one annular groove on the substrate surface to be machined electrode surface burn during a plasma-assisted processing operation in the recesses or the annular Hohlkatodenentladungen achieved by the targeted influencing the process rate and inhomogeneities of the film formation or Schichtabtrages be compensated with appropriate dimensioning can.

embodiment

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.The invention will be explained in more detail with reference to a drawing and an exemplary embodiment. In the drawing executed as a schematic diagram, a grounded substrate support 2 is provided within the effective space 1 of a reaction space, not shown, of a system for plasma-assisted machining of disk-shaped workpieces, on which a semiconductor substrate 3 is arranged concentrically. The substrate support 2 with the substrate 3 at a distance opposite a high-frequency electrode 4 is provided, which is electrically connected to a high-frequency generator 6 and shielded from the wall of the active space 1 by means of an insulator 7. At the semiconductor substrate 3 facing bottom / surface 4.1 of the electrode 4 is a concentric annular groove 5 ^! n introduced the electrode body whose depth is 5 mm and has a width of 2 mm. The mean ring diameter is chosen so that it is provided in the peripheral region of the body of the electrode 4 and the surface 4.1 with its outer dimensions.

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.An advantage of the arrangement of recesses or at least one annular groove in the surface of the electrode relative to the semiconductor substrate is to be noted that at the locations of Hohlkatodenentladungen in the active space an increase in the process rate is recorded, whereby inhomogeneities in the layer on the semiconductor substrate can be compensated locally ,

Claims

1. Arrangement for homogenizing the location dependence of the process rate in the plasma-assisted surface processing of workpieces, in particular plasma-deposited deposition or etching of thin layers on or of semiconductor substrates in reaction chambers, wherein oine plasma discharge between an electrically conductive semiconductor substrate and a generally adapted to the semiconductor substrate size, parallel arranged and designed as Prpzeßgaszu- and / or removal, predominantly planar electrode, is provided during a machining process, characterized in that the electrode (4) in the semiconductor substrate (3) facing surfaces (4.1) a number of annularly arranged recesses or at least a concentric annular groove (5), wherein its hole or Nutkreisdurchmesser corresponds approximately to the peripheral region of the electrode diameter.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the recesses or the annular groove (5) are connected to the means for supplying and / or discharge of the process gas or the exhaust gas.

For this 1 page drawing

Field of application of the invention

The invention relates to an arrangement for homogenizing the local dependence of the layer formation or the Schichtabtrages in the plasma-assisted Oberflächenbearbietung of workpieces, especially in the plasma-assisted deposition or etching of thin layers, or of substrates in reaction chambers.

Characteristics of the well-known state of Tbuhnlk

The achievement of a uniform process rate in the plasma-assisted machining of a given surface of a workpiece is a central problem (when using appropriate technologies). In particular, in the processing of disc-shaped semiconductor substrates with ever-increasing diameters in single-wafer reactors, the achievement of a homogeneous process rate is of great importance.

Common methods for locally influencing the process rate in the plasma-assisted processing are the use of shielding rings both in the vicinity of the substrate electrode and the counter electrode, the use of magnetic fields or the formation of so-called focused plasmas by selectively covering a counter electrode with dielectric material of different thickness.

Furthermore, it is known to arrange a curved counterelectrode with respect to a planar substrate electrode in order to achieve different plasma conditions as a function of the location and thus to locally influence the process rate with the aim of homogenization over a predetermined area. None of the listed funds has proved to be optimal, so that there is a need to find further possibilities.

Object of the invention

The aim of the invention is to process large-area substrates uniformly and in high quality.

Explanation of the essence of the invention

The invention has for its object to provide an arrangement which makes it possible to influence large-area substrates within a reaction chamber under plasma action such that on the one hand uniform film formation over the entire surface of the substrate during deposition (CVD) and on the other hand, a uniform removal of a on the Substrate surface located layer (etching) is possible.

According to the invention, the object is achieved in that the substrate on a disposed within a reaction space substrate support surface of the electrode for the generation of a plasma and the supply and / or discharge of a process gas or reaction gas mixture having a number of annularly arranged recesses or at least one concentric annular groove , The recesses or the annular groove are arranged so that their hole or Nutkreisdurchmesser is approximately in the peripheral region of the diameter or the outer dimension of the electrode. The recesses are evenly distributed on the bolt circle and are preferably the same size. In one embodiment of the invention, an annular groove is provided whose width is 2 mm and whose depth is S mm; as Ringnutdurchmesser about two-thirds of the outer dimension of the electrode are provided. In a woiteren embodiment of the invention, the recesses or the annular groove correspond to the means for gas supply and / or discharge of the reaction gas mixture.