DE102008008077A1

DE102008008077A1 - Chuck-Aufbau und Plasmaanlage für hohe Dichte mit demselben

Info

Publication number: DE102008008077A1
Application number: DE102008008077A
Authority: DE
Inventors: Sang-Geun Lee; Min-Ho Hwaseong Choi; Sung-Uk Hwaseong Park; Jin-Sung Suwon Kim; Jong-Suk Park; Dae-Hyun Hwaseong Kim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2007-02-12
Filing date: 2008-01-29
Publication date: 2008-08-28
Also published as: CN101312144A; KR20080075369A; JP2008199017A; US20080190367A1; KR100854500B1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Chuck-Aufbau und auf eine Plasmaanlage für hohe Dichte mit einem Chuck-Aufbau. Ein Chuck-Aufbau gemäß der Erfindung beinhaltet einen Chuck (151) mit einer Oberseite (152b) und einer Mehrzahl von Stiftöffnungen (152a), die in einem äußeren peripheren Bereich ausgebildet sind, wobei die Chuckoberseite so konfiguriert ist, dass sie ein Halbleitersubstrat darauf aufnimmt, eine Substratführung (159), die auf einer Außenseite des Chucks angeordnet ist, wobei die Substratführung so konfiguriert ist, dass verhindert wird, dass ein auf der Oberseite des Chucks positioniertes Halbleitersubstrat von dem Chuck separiert wird, eine Befestigungsplatte (158), die an einem unteren Teil des Chucks angeordnet ist, eine Mehrzahl von Hubstiften (157), die an der Befestigungsplatte befestigt sind und sich von der Befestigungsplatte in einer Aufwärtsrichtung erstrecken, wobei jeder Hubstift in je eine der Stiftöffnungen eingesetzt ist und oben mit einer Oberseite endet, und eine Chuck-Hubvorrichtung (156), welche die Befestigungsplatte durchdringt und mit einem unteren Teil des Chucks in Eingriff ist, wobei die Chuck-Hubvorrichtung so konfiguriert ist, dass sie den Chuck nach oben und nach unten bewegt. Verwendung z. B. in Halbleiterbauelementfertigungsanlagen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Chuck-Aufbau und auf eine Plasmaanlage für hohe Dichte mit einem Chuck-Aufbau, insbesondere zur Verwendung in einer Vorrichtung zur Herstellung von Halbleiterbauelementen.
Im Allgemeinen beinhaltet ein Halbleiterbauelementfertigungsprozess einen Prozess zum Aufbringen eines Materialfilms, wie eines isolierenden Films, eines Halbleiterfilms und eines leitfähigen Films auf einem Halbleitersubstrat, und der Materialfilm wird unter Verwendung einer chemischen Gasphasenabscheidungsanlage gebildet.
Da Halbleiterbauelemente hochintegriert werden, werden zunehmend Technologien wie ein Grabenisolationsprozess verbreitet verwendet. Die wesentliche Technologie des Grabenisolationsprozesses beinhaltet das Bilden eines schmalen und tiefen Grabenbereichs durch Ätzen eines vorgegebenen Bereichs eines Halbleitersubstrats und Füllen des Grabenbereichs mit einem isolierenden Film mit einer ausgezeichneten Stufenbedeckung.
In den letzten Jahren wurde ein Oxidfilm aus einem Plasma hoher Dichte verbreitet als isolierender Film zum Füllen eines vertieften Bereichs verwendet, wie eines Grabenbereichs. Ein Prozess zum Bilden des Oxidfilms aus einem Plasma hoher Dichte wird durch abwechselndes und wiederholtes Durchführen eines Depositionsprozesses und eines Ätzprozesses ausgeführt. Als ein Ergebnis wird der Grabenbereich mit dem Oxidfilm aus einem Plasma hoher Dichte ohne einen Hohlraum gefüllt und isoliert Elemente von Halbleiterbauelementen mit ausgezeichneten Charakteristika.
Im Allgemeinen beinhaltet eine Plasmaanlage für hohe Dichte zur Bildung eines Oxidfilms aus einem Plasma hoher Dichte eine Kammer, eine Plasmaerzeugungseinheit zum Erzeugen eines Plasmas im Inneren der Kammer, Gaszufuhrleitungen zum sequentiellen Zuführen verschiedener Arten von Gasen in das Innere der Kammer, einen im Inneren der Kammer installierten Chuck zum Halten eines Halbleitersubstrats, eine Mehrzahl von Hubstiften, die jeweils im Inneren von in dem Chuck ausgebildeten Stiftöffnungen angeordnet sind, wobei sich die Hubstifte nach oben zu einem oberen Teil des Chucks bewegen und sich dann nach unten in das Innere des Chucks bewegen, um das von außen transferierte Halbleitersubstrat auf der Oberseite des Chucks zu positionieren.
Daher wird das von außen transferierte Halbleitersubstrat durch die Mehrzahl von Hubstiften auf der Oberseite des Chucks positioniert. Dem Inneren der Kammer werden sequentiell verschiedene Arten von Gasen zugeführt, und im Inneren der Kammer wird ein Plasma erzeugt, um abwechselnd und wiederholt Depositions- und Ätzprozesse durchzuführen. Entsprechend wird ein Oxidfilm aus einem Plasma hoher Dichte auf dem Halbleitersubstrat gebildet.
Wenn der zuvor erwähnte Prozess durchgeführt wird, ist es möglich, dass das Plasma nicht nur auf der Oberseite des Halbleitersubstrats er zeugt wird, sondern auch an einem Kantenbereich der Rückseite des Halbleitersubstrats, der nicht in Kontakt mit dem Chuck ist, so dass ein Film auf der Rückseite des Halbleitersubstrats geschädigt werden kann. Da ein oberer Bereich des Hubstifts der herkömmlichen Plasmaanlage für hohe Dichte, d. h. ein Bereich der Stiftöffnung, die in dem Chuck ausgebildet ist, um den Hubstift nach oben zu bewegen, einen großen Zwischenraum zwischen der Oberseite des Chucks und der Oberseite des Hubstifts bildet und ein geöffneter Bereich des Kantenbereichs der Rückseite des Halbleitersubstrats im Vergleich zu den anderen Kantenbereichen der Rückseite des Halbleitersubstrats sehr breit ist, kann das Plasma insbesondere auch an einem oberen Bereich des Hubstifts erzeugt werden, so dass der Film der Rückseite des Halbleitersubstrats geschädigt werden kann.
Als ein Ergebnis kann es geschehen, dass der Film an dem Bereich des Halbleitersubstrats, der zuvor geschädigt wurde, weiter geschädigt wird, wenn ein Diffusionsprozess nach dem Prozess zur Bildung des Oxidfilms aus einem Plasma hoher Dichte kontinuierlich durchgeführt wird, wodurch ein Reisdefekt verursacht wird.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Chuck-Aufbaus, der in der Lage ist, eine Schädigung zu reduzieren, die auf einen Film der Rückseite eines Wafers aufgrund eines Plasmas während eines Prozesses mit einem Plasma hoher Dichte einwirkt, und einer Plasmaanlage für hohe Dichte zugrunde, die den Chuck-Aufbau verwendet.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Chuck-Aufbaus mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Plasmaanlage für hohe Dichte mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden beschrieben und sind in den Zeichnungen gezeigt, in denen:
1 eine Ansicht ist, die eine Plasmaanlage für hohe Dichte zeigt,
2 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Chuck-Aufbau zeigt, der zur Verwendung in der Plasmaanlage für hohe Dichte von 1 geeignet ist,
3 eine Querschnittansicht des Chuck-Aufbaus entlang einer Linie I-I' von 2 ist,
4 und 5 Querschnittansichten zur Erläuterung eines Verfahrens zum Laden eines Halbleitersubstrats unter Verwendung eines Chuck-Aufbaus sind,
6 eine vergrößerte Querschnittansicht ist, die einen Teil A von 5 zeigt,
7 eine Draufsicht auf den Chuck-Aufbau betrachtet aus einer Richtung B von 6 ist,
8 eine Seitenschnittansicht ist, die einen Hubstift zeigt, der zur Verwendung in einem Chuck-Aufbau geeignet ist,
9 eine Querschnittansicht ist, die einen weiteren Chuck-Aufbau zeigt,
10 eine vergrößerte Querschnittansicht eines Teils C von 9 ist und
11 eine Aufnahme ist, die eine Inspektion der Rückseite eines Halbleitersubstrats zeigt, nachdem ein Prozess mit einem Plasma hoher Dichte durch Regulieren des Zwischenraums zwischen einer Oberseite eines Chucks und Oberseiten von Hubstiften unter Verwendung einer Plasmaanlage für hohe Dichte durchgeführt wurde und dann ein darauf folgender Diffusionsprozess durchgeführt wurde.
In den Zeichnungen können die Abmessung und relativen Abmessungen von Schichten und Bereichen zwecks Klarheit übertrieben dargestellt sein. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich überall auf gleiche Elemente. Es versteht sich, dass wenn ein Element oder eine Schicht als "auf", "verbunden mit" oder "gekoppelt mit" einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet wird, dieses/diese direkt auf, verbunden mit oder gekoppelt mit dem anderen Element oder der anderen Schicht sein kann oder zwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein können. Im Gegensatz dazu sind keine zwischenliegenden Elemente oder Schichten vorhanden, wenn ein Element als "direkt auf", "direkt verbunden mit" oder "direkt gekoppelt mit" einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet wird.
1 stellt eine Ausführungsform einer Plasmaanlage 100 für hohe Dichte gemäß der Erfindung dar. Bezugnehmend auf 1 beinhaltet diese Anlage 100 für ein Plasma hoher Dichte eine Kammer 110, in der ein Plasma gebildet wird, um einen Prozess durchzuführen. Die Kammer 110 beinhaltet einen Kammerkörper 112 mit einem geöffneten oberen Teil, einen Kammerdeckel 120, der mit einem oberen Teil des Kammerkörpers 112 in Eingriff ist, um den Kammerkörper 112 zu schließen, sowie ein Verbindungselement 140, das zwischen den Kammerkörper 112 und den Kammerdeckel 120 eingefügt ist.
Ein Chuck-Aufbau 150, der so konfiguriert ist, dass er ein Halbleitersubstrat (nicht gezeigt) hält, wenn ein Prozess durchgeführt wird, ist in einem mittleren Teil des Kammerkörpers 112 installiert. Eine Vakuum-Pumpleitung 115, die so konfiguriert ist, dass sie Reaktionsnebenprodukte vom Inneren der Kammer 120 oder Gas nach außen pumpt, ist in einem peripheren Teil des Kammerkörpers 112 installiert. Eine Reinigungsgaszufuhrleitung 160, die so konfiguriert ist, dass sie Reinigungsgas ins Innere des Kammerkörpers 112 zuführt, ist in einem peripheren Teil des Kammerkörpers 112 installiert.
Der Kammerdeckel 120 ist domförmig und weist einen Plasmabildungsraum auf, in dem Plasma in dessen Innerem gebildet wird. Des Weiteren ist eine Spule 122 zur Erzeugung eines Plasmas an dem Kammerdeckel 120 in einem äußeren Teil des Kammerdeckels 120 installiert. Die Spule 122 ist mit einer Plasmaleistungsquelle 124 verbunden, die so konfiguriert ist, dass sie eine vorgegebene elektrische Leistung an die Spule 122 anlegt, um ein Plasma zu erzeugen. Eine Kammerabdeckung 130 ist an der Außenseite des Kammerdeckels 120 installiert. Die Kammerabdeckung 130 bedeckt die an einem äußeren Teil des Kammerdeckels 120 installierte Spule 122, um die Spule 122 zu schützen.
Das Verbindungselement 140 ist zwischen den Kammerkörper 112 und den Kammerdeckel 120 eingefügt, um den Kammerkörper 112 und den Kammerdeckel 120 zu verbinden. Das Verbindungselement 140 kann ein isolierender Körper sein, der so konfiguriert ist, dass der Kammerkörper 112 und der Kammerdeckel 120 isoliert sind. Gaszufuhrleitungen 170 und 180, die so konfiguriert sind, dass sie dem Kammerkörper 112 verschiedene Prozessgase zuführen, können in dem Verbindungselement 140 installiert sein, wie dargestellt.
Die 2 und 3 zeigen einen Chuck-Aufbau, der zur Verwendung in der Apparatur für ein Plasma hoher Dichte von 1 geeignet ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die 4 bis 8 stellen ein Verfahren zum Laden eines Halbleitersubstrats unter Verwendung eines Chuck-Aufbaus gemäß Ausführungsformen der Erfindung dar.
Bezugnehmend auf die 1 bis 8 beinhaltet der Chuck-Aufbau 150 gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung einen Chuck 151, der im Inneren des Kammerkörpers 112 angeordnet ist, in dem ein Halbleitersubstrat 90 (4) auf der Oberseite desselben positioniert ist. Eine Mehrzahl von Stiftöffnungen 152a ist in einem äußeren peripheren Bereich einer Positionierungsplatte 152 ausgebildet. Eine Substratführung 159 ist auf der Außenseite des Chucks 151 angeordnet. Eine Fixierplatte 158 ist an einem unteren Teil des Chucks 151 angeordnet. Hubstifte 157 sind an der Fixierplatte 158 befestigt und sind in der Aufwärtsrichtung der Fixierplatte 158 installiert, so dass jeder der Hubstifte 157 in eine entsprechende Stiftöffnung 152a eingesetzt werden kann. Eine Chuck-Hubvorrichtung 156 tritt durch den Kammerkörper 112 und die Fixierplatte 158 hindurch und wirkt mit einem unteren Teil des Chucks 151 zusammen.
Der Chuck 151 kann ein elektrostatischer Chuck sein, der ein auf dem Chuck 151 positioniertes Halbleitersubstrat 90 durch eine elektrostatische Anziehung hält. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet der Chuck 151 eine scheibenförmige Positionierungsplatte 152 mit einer elektrostatischen Elektrode 153, die im Inneren derselben installiert ist, und einer Abkühlplatte 155, scheibenförmig wie die Positionierungsplatte 152 ist und an einem unteren Teil der Positionierungsplatte 152 positioniert ist. Der Durchmesser der Abkühlplatte 155 kann einiges größer als jener der Positionierungsplatte 152 sein. In diesem Fall kann die Abkühlungsplatte 155 in Eingriff mit der Substratführung 159 sein, die später beschrieben wird, und die Positionierungsplatte 152 kann um ein vorgegebenes Intervall von der Substratführung 159 separiert sein.
Des Weiteren ist die elektrostatische Elektrode 153 mit einer elektrostatischen Leistungsversorgung 154 (1) verbunden, die so konfiguriert ist, dass ein vorgegebenes Maß an elektrischer Leistung an die elektrostatische Elektrode 153 angelegt wird, um eine elektrostatische Anziehung zwischen der Positionierungsplatte 152 und einem Halbleitersubstrat 90 bereitzustellen. Die Positionierungsplatte 152 ist aus einem dielektrischen Material gebildet, um so eine elektrostatische Anziehung zwischen der Positionierungsplatte 152 und einem Halbleitersubstrat 90 zu erzeugen, wenn eine vorgegebene elektrische Leistung an die elektrostatische Elektrode 153 angelegt wird. Die Positionierungsplatte 152 kann zum Beispiel aus Al₂O₃ gebildet sein. Die Abkühlungsplatte 155 kühlt ein auf der Positionierungsplatte 152 positioniertes Halbleitersubstrat 90 ab und ist aus einem Material mit einer ausgezeichneten thermischen Leitfähigkeit gebildet. Die Abkühlungsplatte 155 kann zum Beispiel aus Kupfer (Cu) gebildet sein.
Die Substratführung 159 ist auf der Außenseite des Chucks 151 so angeordnet, dass sie den Chuck 151 am Umfang umgibt, wie dargestellt, und verhindert, dass ein auf der Oberseite des Chucks 151 positioniertes Halbleitersubstrat 90 von dem Chuck 151 separiert wird. Die Substratführung 159 kann eine Form aufweisen, die in der Lage ist, den Chuck 151 zu umgeben, d. h. eine Ringform. Des Weiteren weist die dargestellte Substratführung 159 eine erste Oberseite 159a auf, die sich an einer Position befindet, die etwas höher als die Oberseite 152b des Chucks 151 ist. Die Substratführung 159 weist außerdem eine zweite Oberseite 159c auf, die auf der Innenseite der ersten Oberseite 159a angeordnet ist und sich an einer Position befindet, die niedriger als die Oberseite 152b des Chucks 151 ist, so dass sie gestuft ist. Dabei kann die zweite Oberseite 159c an einer Position ausgebildet sein, die um etwa 0,15 mm bis 0,45 mm niedriger als die Oberseite 152b des Chucks 151 ist.
Andererseits können die Stiftöffnungen 152a, die an einem äußeren peripheren Bereich des Chucks 151 ausgebildet sind, zwischen der Substratführung 159 und dem Chuck 151 ausgebildet sein und können um einen gleichmäßigen Abstand radial vom Mittelpunkt des Chucks 151 separiert sein. Das heißt, die Stiftöffnungen 152a können im gleichen radialen Abstand (Umfang) vom Mittelpunkt des Chucks 151 ausgebildet sein.
Die Befestigungsplatte 158 ist auf der unteren Seite des Chucks 151 angeordnet und ist an dem Kammerkörper 112 befestigt. Die Befestigungsplatte 158 kann eine Scheibenform aufweisen.
Jeder Hubstift 157 ist an der Befestigungsplatte 158 befestigt und erstreckt sich von der Befestigungsplatte 158 aus in einer Richtung nach oben, wie dargestellt. Die Oberseite 157d jedes Hubstifts 157 erstreckt sich zu einer Position benachbart zu der Oberseite 152b des Chucks 151, d. h. einer Position sehr nah an der Oberseite 152b des Chucks 151 und niedriger als die Oberseite 152b des Chucks 151. In einer entsprechenden Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die Oberseite 157d des Hubstifts 157 zu einer Position gleich oder höher als die zweite Oberseite 159c der Substratführung 159, d. h. einer Position, in welcher der Zwischenraum oder Spalt H (6) zwischen der Oberseite 157d des Hubstifts 157 und der Oberseite 152b des Chucks 151 ungefähr 0,2 mm bis 0,5 mm ist.
Des Weiteren kann jeder Hubstift 157 mehrstufig sein, wie in 8 dargestellt. Das heißt, jeder Hubstift 157 kann einen Substratträgerabschnitt 157b, der so konfiguriert ist, dass er ein Halbleitersubstrat 90 trägt, einen Plattenbefestigungsabschnitt 157a, der an einem unteren Teil des Halbleiterträgerabschnitts 157b angeordnet und an der Befestigungsplatte 158 befestigt ist, und einen Verbindungsabschnitt 157c beinhalten, der den Substratträgerabschnitt 157b und den Plattenbefestigungsabschnitt 157a verbindet. Der Durchmesser jedes Hubstifts 157 kann graduell kleiner werden, wie in 8 dargestellt. Zum Beispiel können der Durchmesser D2 des Substratträgerabschnitts 157b, der Durchmesser D3 des Verbindungsabschnitts 157c, der an einem unteren Teil des Substratträgerabschnitts 157b angeordnet ist, und der Durchmesser D4 des Plattenbefestigungsabschnitts 157a, der an einem unteren Teil des Verbindungsabschnitts 157c angeordnet ist, jeweils graduell kleiner werden (d. h. D2 > D3 > D4).
In einigen Ausführungsformen sind die Durchmesser D2 und D3 der jeweiligen Bereiche der Hubstifte 157, die in die Stiftöffnungen 152a eingesetzt werden, derart gewählt, dass die Außenseiten der Hubstifte 157 benachbart zu den Innenseiten der entsprechenden Stiftöffnungen 152a sind, wenn sich die Mitten der Hubstifte 157 in den Mitten der Stiftöffnungen 152a befinden. Wenn die Apparatur 100 für ein Plasma hoher Dichte ein Halbleitersubstrat 90 mit einem Durchmesser von 200 mm bearbeitet, d. h. einen Wafer mit einem Durchmesser von 200 mm, und der Durchmesser D1 jeder Stiftöffnung 152a ungefähr 4,8 mm beträgt, können die Durchmesser D2 und D3 der Bereiche jedes Hubstifts 157, die in die Stiftöffnung 152a eingesetzt werden, in einer entsprechenden Ausführungsform der Erfindung ungefähr 3,79 mm bis 4,0 mm betragen.
Wenn die Apparatur 100 für ein Plasma hoher Dichte in entsprechenden Ausführungsformen eine Apparatur ist, die ein Halbleitersubstrat 90 mit einem Durchmesser von 200 mm bearbeitet, d. h. einen Wafer mit einem Durchmesser von 200 mm, kann die Länge L2 (8) des Substratträgerabschnitts 157b ungefähr 16 mm bis 18 mm, die Länge L3 (8) des Verbindungsabschnitts 157c ungefähr 48 mm bis 52 mm und die Länge L4 (8) des Plattenbefestigungsabschnitts 157 ungefähr 17,5 mm bis 19,5 mm betragen. Das heißt, die gesamte Länge jedes Hubstifts 157 kann ungefähr 83,5 mm bis 87,5 mm betragen.
Die Chuck-Hubvorrichtung 156 durchdringt den Kammerkörper 112 und die Befestigungsplatte 158 und ist in Eingriff mit einem unteren Teil des Chucks 151. Die Chuck-Hubvorrichtung 156 bewegt den Chuck 151 nach oben und nach unten. Da der Hubstift 157 an der Befestigungsplatte 158 befestigt ist, ragt in diesem Fall ein oberer Endbereich des Hubstifts 157 zu der Oberseite des Chucks 151 vor, wenn sich der Chuck 151 durch die Chuck-Hubvorrichtung 156 nach unten bewegt. Wenn der Chuck 151 durch die Chuck-Hubvorrichtung 156 nach oben bewegt wird, tritt im Gegensatz dazu ein oberer Endbereich des Hubstifts 157 ins Innere der in dem Chuck 151 ausgebildeten Stiftöffnung 152a ein, wenn der Chuck 151 nach oben bewegt wird.
In den 9 und 10 ist eine weitere Ausführungsform eines Chuck-Aufbaus 250 gemäß der Erfindung gezeigt. Bezugnehmend auf die 9 und 10 ist der dargestellte Chuck-Aufbau 250 ähnlich dem in den 1 bis 8 dargestellten Chuck-Aufbau 150. Daher werden im Folgenden hauptsächlich Teile, die sich von dem Chuck-Aufbau 150 gemäß der ersten erwähnten Ausführungsform unterscheiden, in Erläuterung des Chuck-Aufbaus 250 gemäß dieser anderen Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Wie in den 9 und 10 gezeigt, beinhaltet der dargestellte Chuck-Aufbau 250 einen Chuck 151, der im Inneren des Kammerkörpers 112 angeordnet ist, in dem ein Halbleitersubstrat 90 auf der Oberseite desselben positioniert ist. An einem äußeren peripheren Bereich desselben ist eine Mehrzahl von Stiftöffnungen 152a ausgebildet. Eine Substratführung 259 ist auf der Außenseite des Chucks 151 angeordnet. An einem unteren Teil des Chucks 151 ist eine Befestigungsplatte 158 angeordnet. An der Befestigungsplatte 158 sind Hubstifte 257 befestigt und sind in der Aufwärtsrichtung der Befestigungsplatte 158 installiert, wie dargestellt, so dass jeder der Hubstifte 157 in eine entsprechende Stiftöffnung 152a eingesetzt werden kann. Eine Chuck-Hubvorrichtung 156 durchdringt den Kammerkörper 112 und die Befestigungsplatte 158 und ist in Eingriff mit einem unteren Teil des Chucks 151.
Die Substratführung 259 ist auf der Außenseite des Chucks 151 so angeordnet, dass sie den Chuck 151 umgibt, und verhindert, dass ein auf der Oberseite des Chucks 151 positioniertes Halbleitersubstrat 90 von dem Chuck 151 separiert wird. Die Substratführung 259 kann eine Form aufweisen, die in der Lage ist, den Chuck 151 zu umgeben, d. h. eine Ringform. Des Weiteren weist die Substratführung 259 eine erste Oberseite 259a, die sich in einer Position befindet, die höher als die Oberseite 152b des Chucks 151 ist, und eine zweite Oberseite 259c auf, die auf der Innenseite der ersten Oberseite 259a angeordnet ist und sich in einer Position befindet, die niedriger als die Oberseite 152b des Chucks 151 ist, so dass sie gestuft ist. Die zweite Oberseite 259c kann in einer Position ausgebildet sein, die um ungefähr 0,15 mm bis 0,45 mm niedriger als die Oberseite 152b des Chucks 151 ist. Das Bezugszeichen 259b bezieht sich auf eine erste Innenseite, welche die erste Oberseite 259a und die zweite Oberseite 259c verbindet, und das Bezugszeichen 259d bezieht sich auf eine zweite Innenseite, die mit der zweiten Oberseite 259c verbunden ist.
Jeder Hubstift 257 ist an der Befestigungsplatte 158 befestigt und ist in der Aufwärtsrichtung der Befestigungsplatte 158 installiert, um so in eine entsprechende Stiftöffnung 152a eingesetzt zu werden. Die Oberseite 257d jedes Hubstifts 257 befindet sich an einer Position benachbart zu der Oberseite 152b des Chucks 151, d. h. zwischen der Oberseite 152b des Chucks 151 und der zweiten Oberseite 259c der Substratführung 259. Die Oberseite 257d jedes Hubstifts 257 kann sich bis zu einer Position erstrecken, in welcher der Zwischenraum oder Spalt H' (10) zwischen der Oberseite 257d des Hubstifts 257 und der Oberseite 152b des Chucks 151 ungefähr 0,2 mm bis 0,5 mm beträgt.
Wie in den 9 und 10 gezeigt, kann des Weiteren jeder Hubstift 257 mehrstufig sein. Das heißt, jeder Hubstift 257 kann einen Substratträgerabschnitt 257b, der so konfiguriert ist, dass er das Halbleitersubstrat 90 trägt, einen Plattenbefestigungsabschnitt 257a, der an einem unteren Teil des Halbleiterträgerabschnitts 257b angeordnet und an der Befestigungsplatte 158 befestigt ist, und einen Verbindungsabschnitt 257c beinhalten, der den Substratträgerabschnitt 257b und den Plattenbefestigungsabschnitt 257a verbindet. Der Durchmesser jedes Hubstifts 257 kann von der Oberseite zu der Unterseite hin graduell kleiner werden. Mit anderen Worten können der Durchmesser des Substratträgerabschnitts 257b, der Durchmesser des Verbindungsabschnitts 257c, der an einem unteren Teil des Substratträgerabschnitts 257b angeordnet ist, beziehungsweise der Durchmesser des Plattenbefestigungsabschnitts 257a, der an einem unteren Teil des Verbindungsabschnitts 257c angeordnet ist, graduell kleiner werden.
Der Substratträgerabschnitt 257b jedes Hubstifts 257 kann zwischen der ersten Innenseite 259b einer Stiftöffnung 152a und dem Chuck 151 angeordnet sein, und der Verbindungsabschnitt 257c jedes Hubstifts 257 kann zwischen der zweiten Innenseite 259d einer Stiftöffnung 152a und dem Chuck 151 angeordnet sein. Die Durchmesser des Substratträgerabschnitts 257b und des Verbindungsabschnitts 257c können derart festgelegt sein, dass die Außenseite eines Hubstifts 257 benachbart zu der Innenseite einer entsprechenden Stiftöffnung 152a ist, wenn sich die Mitte des Hubstifts 257 in der Mitte der Stiftöffnung 152a befindet.
Im Folgenden werden der Betrieb und der Effekt der Apparatur 100 für ein Plasma hoher Dichte gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 beschrieben. Wenn ein Halbleitersubstrat 90 von außen durch eine Substrattransfervorrichtung (nicht gezeigt) transferiert wird, bewegt als erstes die Chuck-Hubvorrichtung 156 den von der Chuck- Hubvorrichtung 156 getragenen Chuck 151 um eine vorgegebene Distanz nach unten. Da die Hubstifte 157 im Inneren der in dem Chuck 151 vorgesehenen Stiftöffnungen 152a angeordnet sind und sich die Oberseiten der Hubstifte 157 benachbart zu der Oberseite 152b des Chucks 151 befinden, ragen dann die Hubstifte 157 um eine vorgegebene Höhe zu der Oberseite des Chucks 151 vor, wenn der Chuck 151 nach unten bewegt wird.
Danach lädt die Substrattransfervorrichtung das Halbleitersubstrat 90 auf die Oberseiten 157d der Hubstifte 157, die um eine vorgegebene Höhe an der Oberseite des Chucks 151 vorstehen.
Als nächstes bewegt die Chuck-Hubvorrichtung 156 den von der Chuck-Hubvorrichtung 156 getragenen Chuck 151 um eine vorgegebene Höhe nach oben. Daher treten die Hubstifte 157, die an der Oberseite des Chucks 151 um eine vorgegebene Höhe vorstehen, ins Innere der in dem Chuck 151 vorgesehenen Stiftöffnungen 152a ein, wenn der Chuck 151 nach oben bewegt wird, und kehren in eine ursprüngliche Installationsposition zurück. Das heißt, die Oberseiten 157d der Hubstifte 157 kehren in die Position benachbart zu der Oberseite 152b des Chucks 151 zurück. Des Weiteren wird das auf die Oberseite 157d des Hubstifts 157 geladene Halbleitersubstrat 90 nach einem Positionieren auf der Oberseite des Chucks 151 durch eine elektrostatische Anziehung des Chucks 151 auf der Oberseite des Chucks 151 gehalten.
Wenn das Halbleitersubstrat 90 auf der Oberseite des Chucks 151 gehalten wird, werden dem Inneren der Kammer 110 danach sequentiell verschiedene Prozessgase zugeführt, und ein Plasma wird erzeugt. Dann werden Depositions- und Ätzprozesse wiederholt und abwechselnd durchgeführt. So wird eine Oxidschicht aus einem Plasma hoher Dichte auf dem Halbleitersubstrat 90 gebildet.
Wenn Depositions- und Ätzprozesse durchgeführt werden, sind obere Teile der Hubstifte 157 in der Apparatur 100 für ein Plasma hoher Dichte, d. h. Teile der in dem Chuck 151 ausgebildeten Stiftöffnungen 152a, um die Hubstifte 157 nach oben und nach unten zu bewegen, derart ausgebildet, dass ein sehr schmaler Zwischenraum H (6) zwischen der Oberseite 152b des Chucks 151 und den Oberseiten 157d der Hubstifte 157 ausgebildet sein kann. Wenn daher die zuvor erwähnten Prozesse durchgeführt werden, ist die auf einen Film der Rückseite des Halbleitersubstrats 90 durch das Plasma einwirkende Schädigung reduziert, da das an einem Kantenbereich der Rückseite des Halbleitersubstrats 90 erzeugte Plasma von geringer Quantität ist. Als ein Ergebnis ist ein Reisdefekt auf der Rückseite des Halbleitersubstrat 90 reduziert oder wird überhaupt nicht erzeugt, selbst wenn nach einem Prozess zur Bildung einer Oxidschicht aus einem Plasma hoher Dichte ein Diffusionsprozess kontinuierlich durchgeführt wird.
11 ist eine Aufnahme einer Inspektion der Rückseite eines Halbleitersubstrats nach der Durchführung eines Plasmaprozesses hoher Dichte durch Regulieren des Zwischenraums zwischen der Oberseite eines Chucks 141 und den Oberseiten 157d der Hubstifte 157 unter Verwendung der Apparatur für ein Plasma hoher Dichte gemäß der Erfindung und einer anschließenden Durchführung eines darauffolgenden Diffusionsprozesses.
Bezugnehmend auf 11 ist ersichtlich, dass bei der Durchführung eines Depositions- und Ätzprozesses unter Verwendung der Apparatur für ein Plasma hoher Dichte der Reisdefekt in dem Film auf der Rückseite des Halbleitersubstrats reduziert ist oder überhaupt nicht erzeugt wird, wenn der Spalt H zwischen der Oberseite des Chucks 151 und den Oberseiten 157d der Hubstifte 157 ungefähr 0,2 mm bis 0,5 mm beträgt. Wenn ein Depositions- und Ätzprozess unter Verwendung der Apparatur für ein Plasma hoher Dichte der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, in der die Oberseite des Chucks 151 und die Oberseiten 157d der Hubstifte 157 um den Spalt von ungefähr 0,2 mm bis 0,5 mm voneinander separiert sind, kann demzufolge die Schädigung, die auf den Film auf der Rückseite eines Halbleitersubstrats einwirkt, im Voraus verhindert werden.
Da obere Teile der Hubstifte in der Apparatur für ein Plasma hoher Dichte gemäß der Erfindung, d. h. Teile der Stiftöffnungen, die in dem Chuck ausgebildet sind, um die Hubstifte nach oben und nach unten zu bewegen, derart ausgebildet sind, dass ein sehr schmaler Zwischenraum zwischen der Oberseite des Chucks 151 und den Oberseiten 157d der Hubstifte 157 gebildet werden kann, ist das an einem Kantenbereich der Rückseite eines Halbleitersubstrats 90 erzeugte Plasma von sehr geringer Quantität. Daher ist die Schädigung reduziert, die auf einen Film auf der Rückseite des Halbleitersubstrats 90 durch das Plasma einwirkt.

Claims

Chuck-Aufbau mit – einem Chuck (151) mit einer Oberseite (152b) und einer Mehrzahl von Stiftöffnungen (152a), die in einem äußeren peripheren Bereich ausgebildet sind, wobei die Chuckoberseite zum aufnehmen eine Halbleitersubstrats darauf konfiguriert ist, – einer Substratführung (159), die auf einer Außenseite des Chucks angeordnet ist, wobei die Substratführung so konfiguriert ist, dass sie eine Separation eines auf der Oberseite des Chucks positionierten Halbleitersubstrats von dem Chuck verhindert, – einer Befestigungsplatte (158), die an einem unteren Teil des Chucks angeordnet ist, – einer Mehrzahl von Hubstiften (157), die an der Befestigungsplatte befestigt sind und sich von der Befestigungsplatte aus in einer Aufwärtsrichtung erstrecken, wobei jeder Hubstift in je eine der Stiftöffnungen eingesetzt ist und oben mit einer Oberseite (157d) endet, und – einer Chuck-Hubvorrichtung (156), welche die Befestigungsplatte durchdringt und in Eingriff mit einem unteren Teil des Chucks ist, wobei die Chuck-Hubvorrichtung so konfiguriert ist, dass sie den Chuck nach oben und nach unten bewegt.
Chuck-Aufbau nach Anspruch 1, wobei die Substratführung den Chuck am Umfang umgibt.
Chuck-Aufbau nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stiftöffnungen zwischen der Substratführung und dem Chuck ausgebildet sind.
Chuck-Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Oberseite jedes Hubstifts benachbart zu der Oberseite des Chucks Chucks positioniert ist und/oder ein Spalt zwischen der Oberseite jedes Hubstifts und der Oberseite des Chucks 0,2 mm bis 0,5 mm beträgt.
Chuck-Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich eine Außenseite jedes Hubstifts benachbart zu einer Innenseite einer entsprechenden Stiftöffnung befindet, wenn sich die Mitte des Hubstifts in der Mitte der entsprechenden Stiftöffnung befindet.
Chuck-Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Durchmesser jeder Stiftöffnung 4,8 mm beträgt und ein Durchmesser des Teils jedes Hubstifts, der in die Stiftöffnung eingesetzt ist, 3,79 mm bis 4,0 mm beträgt.
Chuck-Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Oberseite des Chucks so konfiguriert ist, dass sie ein darauf positioniertes Halbleitersubstrat durch elektrostatische Anziehung hält.
Chuck-Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Chuck eine Positionierungsplatte (152) mit einer elektrostatischen Elektrode (153), die dort im Inneren installiert ist, und einer Abkühlplatte (155) beinhaltet, die an einem unteren Teil der Positionierungsplatte angeordnet ist, und wobei jeder Hubstift beinhaltet: – einen Substratträgerabschnitt (157b), der so konfiguriert ist, dass er ein Halbleitersubstrat (90) hält, – einen Plattenbefestigungsabschnitt (157a), der an der Befestigungsplatte befestigt ist, und – einen Verbindungsabschnitt (157c), der sich zwischen dem Substratträgerabschnitt und dem Plattenbefestigungsabschnitt erstreckt und diese verbindet.
Chuck-Aufbau nach Anspruch 8, wobei der Substratträgerabschnitt einen ersten Durchmesser aufweist, der Verbindungsabschnitt einen zweiten Durchmesser aufweist, der kleiner als der erste Durchmesser ist, und der Plattenbefestigungsabschnitt einen dritten Durchmesser aufweist, der kleiner als der zweite Durchmesser ist.
Chuck-Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei – die Substratführung eine erste Oberseite (159a), die sich an einer Position befindet, die höher als die Oberseite des Chucks ist, und eine zweite Oberseite (159c) aufweist, die auf einer Innenseite der ersten Oberseite angeordnet ist und sich an einer Position befindet, die niedriger als die Oberseite des Chucks ist, und – sich die Oberseite jedes Hubstifts zwischen der Oberseite des Chucks und der zweiten Oberseite der Substratführung befindet.
Plasmaanlage für hohe Dichte mit – einer Kammer, in der ein Plasma gebildet wird, und – einem Chuck-Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Chuck im Inneren der Kammer installiert ist, die Befestigungsplatte an der Kammer befestigt ist und die Chuck-Hubvorrichtung die Kammer durchdringt.