DE102009014067A1

DE102009014067A1 - Plasmabearbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102009014067A1
Application number: DE102009014067A
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Matsudo; Shinji Himori
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2008-03-21
Filing date: 2009-03-20
Publication date: 2009-10-08
Anticipated expiration: 2029-03-21
Also published as: US20090236043A1; US8651049B2; JP5264231B2; KR101124938B1; DE102009014067B4; CN101540277A; JP2009231439A; CN101540277B; TW200943413A; US20130075037A1; KR20090101129A; TWI494994B

Abstract

Eine Plasmabearbeitungsvorrichtung enthält eine Bearbeitungsgaszufuhreinheit zum Zuführen eines gewünschten Bearbeitungsgases zu einem Bearbeitungsraum zwischen einer oberen Elektrode und einer unteren Elektrode, die angeordnet sind, um einander in einer evakuierbaren Bearbeitungskammer zugewandt zu sein. Die Bearbeitungsvorrichtung enthält ferner eine Leistungszufuhreinheit einer Radiofrequenz (RF) zum Anlegen einer RF-Leistung an die untere oder die obere Elektrode, um ein Plasma des Bearbeitungsgases mittels einer RF-Entladung zu erzeugen, und ein elektrisch leitfähiges RF-Erdungselement, das einen Umfangsabschnitt der Elektrode abdeckt, an welche die RF-Leistung angelegt wird, um die RF-Leistung zu empfangen, die in radialen Richtungen von dem Umfangsabschnitt der Elektrode, an welche die RF-Leistung angelegt wird, nach außen ausgesendet wird, und die empfangene RF-Leistung an eine Erdungsleitung zu schicken.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technik zum Ausführen einer Plasmabearbeitung auf einem zu bearbeitenden Substrat, und im Besonderen eine kapazitiv gekoppelte Plasmabearbeitungsvorrichtung.
Hintergrund der Erfindung
Bei einem Herstellungsverfahren einer Halbleitereinrichtung oder eines FPD (flat panel display), wird häufig ein Plasma in der Bearbeitung, beispielsweise Ätzen, Ablagern, Oxidieren, Sputtern oder dergleichen, verwendet, um einem Bearbeitungsgas zu ermöglichen, bei einer vergleichsweise geringen Temperatur effektiv zu reagieren. Herkömmlich wird hauptsächlich eine kapazitiv gekoppelte Bearbeitungsvorrichtung verwendet, um ein Plasma einfach zu realisieren, das einen großen Durchmesser für eine Einzel-Wafer-Plasmabearbeitungsvorrichtung aufweist.
Im Allgemeinen sind in einer kapazitiv gekoppelten Plasmabearbeitungsvorrichtung eine obere Elektrode und eine untere Elektrode parallel zueinander in einer Vakuumbearbeitungskammer angeordnet, und ein Zielsubstrat (beispielsweise ein Halbleiterwafer, ein Glassubstrat oder dergleichen) ist auf der unteren Elektrode angebracht, während eine Leistung einer Radiofrequenz (RF) zwischen beide Elektroden angelegt wird. Anschließend werden die Elektronen an dem elektrischen RF-Feld, das zwischen den Elektroden angelegt ist, beschleunigt, Elektronen von den Elektroden emittiert, oder erhitzte Elektroden kollidieren mit Molekülen eines Bearbeitungsgases um diese zu ionisieren, um dadurch ein Plasma des Bearbeitungsgases zu erzeugen, und folglich wird eine gewünschte Mikrobearbeitung, beispielsweise Ätzen, auf der Substratoberfläche durch Radikale und Ionen in dem Plasma durchgeführt.
Hier dient die Elektrode, an welche die RF-Leistung angelegt wird, als eine Kathode (negativer Pol), der mit einer RF-Leistungszufuhr über eine Kapazität in einer Abgleicheinheit verbunden ist. Eine Art der Kathodenkopplung, in der die RF-Leistung an die untere Elektrode angelegt wird, worauf ein Substrat angebracht wird und die als eine Kathode dient, kann ein gut gerichtetes anisotropisches Ätzen mittels im Wesentlichen vertikal angezogener Ionen in dem Plasma zum Substrat durchgeführt werden, unter Verwendung einer Eigenvorspannung, die in der unteren Elektrode erzeugt wird.
Zusammen mit dem jüngsten Trend zur Miniaturisierung einer Gestaltungsregel der Herstellung einer Halbleitereinrichtung oder dergleichen wird eine sich ständig vergrößernde hohe Genauigkeit bezüglich der Abmessung speziell beim Plasmaätzen benötigt, und folglich muss eine Selektivität gegen eine Ätzmaske und einer zugrundeliegenden Schicht und/oder eine Gleichförmigkeit in der Ebene beim Ätzen verbessert werden. Folglich besteht eine Forderung sowohl nach einer Verringerung der Ionenenergie als auch eines Drucks in dem Bearbeitungsbereich in der Kammer. Aus diesem Grund wurde eine RF-Leistung von ungefähr 40 MHz oder mehr angelegt, die deutlich höher als die ist, die im herkömmlichen Fall angelegt wird.
Hier wird es schwierig, ein Plasma einer gleichförmigen Dichte in einem Bearbeitungsraum der Kammer (im Besonderen in der radialen Richtung) zu erzeugen. Mit anderen Worten, wenn die Frequenz der RF-Leistung für eine Plasmaerzeugung vergrößert wird, wird die Plasmadichte ungleichförmig, indem diese ein bergförmiges Profil aufweist, in dem die Plasmadichte im Wesentlichen oberhalb des mittleren Abschnitts bzw. des Zentrums eines Substrats maximal ist und im Wesentlichen oberhalb eines Randabschnitts des Substrats minimal ist, durch einen Wellenlängeneffekt, durch den eine stehende Welle in der Kammer erzeugt wird, und/oder einen Skineffekt, durch den die RF-Leistung an dem mittleren Abschnitt der Elektrodenoberfläche konzentriert wird. Wenn die Plasmadichte oberhalb des Substrats ungleichförmig ist, wird auch ein Plasmaprozess ungleichförmig, was zu einer verringerten Produktionsausbeute von Einrichtungen führt.
Verschiedene Studien an Elektrodenstrukturen wurden durchgeführt, um ein solches Problem zu lösen. Beispielsweise offenbart die japanische veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 2004-363552 (Entspricht der US Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2005/0276928 A1) eine Plasmabearbeitungsvorrichtung, in der ein dielektrisches Material an einer Hauptoberfläche einer Elektrode, welche einem Bearbeitungsraum zugewandt ist, eingebettet ist, und eine Impedanz der RF-Leistung, die von der Elektrodenhauptoberfläche zum Bearbeitungsraum abgegeben wird, an einem mittleren Abschnitt der Elektrode relativ groß vorgesehen ist und an einem Randabschnitt der Elektrode relativ klein vorgesehen ist, wodurch die Gleichförmigkeit der Plasmadichtenverteilung verbessert wird.
In einem bestimmten Frequenzbereich kann das Verfahren des Einbettens des dielektrischen Materials an der Elektrodenhauptoberfläche, wie es oben beschrieben ist, angewendet werden, um ein bergförmiges Profil der Plasmadichteverteilung auf einem betreffenden Substrat in ein flaches (gleichförmiges) Profil effektiv umzuwandeln, das dessen Peak an dem mittleren Abschnitt des Substrats aufweist und allmählich zu dem Randabschnitt des Substrats niedrig wird. Allerdings, wenn eine Frequenz der angewendeten RF-Leistung weiter vergrößert wird, wird eine Verteilung (Höhendifferenz in der bergförmigen Verteilung) im Verhältnis zur vergrößerten Frequenz größer, wodurch es schwierig wird, die Plasmadichteverteilung abzuflachen. Ferner ist eine Kathoden-gekoppelte Plasmabearbeitungsvorrichtung darin nachteilig, dass, wenn eine Frequenz der RF-Leistung ungefähr 80 MHz übersteigt, eine Plasmadichteverteilung, die von einer RF-Leistung eines bestimmten Leistungsniveaus erzeugt wird, sich ändert, um ein W-förmiges Profil aufzuweisen, bei dem die Plasmadichte oberhalb des mittleren Abschnitts und des Randabschnitts des Substrats hoch ist und oberhalb des Abschnitts dazwischen niedrig ist. Ein solches W-förmiges Profil kann nicht mit dem Verfahren des Abflachens des bergförmigen Profils bewältigt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Im Hinblick auf das Obige stellt die vorliegende Erfindung eine Bearbeitungsvorrichtung bereit, die imstande ist, eine Gleichförmigkeit eines Plasmaprozesses in der Ebene in großen RF-Frequenz- und Leistungsbereichen zu verbessern.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Plasmabearbeitungsvorrichtung bereitgestellt, die enthält: eine evakuierbare Bearbeitungskammer; eine untere Elektrode zum darauf Anbringen eines Substrats in der Bearbeitungskammer; eine obere Elektrode, welche der unteren Elektrode parallel in der Bearbeitungskammer zugewandt ist; eine Bearbeitungsgaszufuhreinheit zum Zuführen eines Bearbeitungsgases zu einem Bearbeitungsraum zwischen der oberen Elektrode und der unteren Elektrode; eine Leistungszufuhreinheit der Radiofrequenz (RF) zum Anlegen einer RF-Leistung an entweder die untere oder die obere Elektrode, um ein Plasma des Bearbeitungsgases mittels einer RF-Entladung zu erzeugen und ein elektrisch leitfähiges RF-Erdungselement, das einen Umfangsabschnitt der Elektrode abdeckt, an welche die RF-Leistung angelegt wird, um eine RF-Leistung zu empfangen, die in radialen Richtungen von dem Umfangsabschnitt der Elektrode, an welche die RF-Leistung angelegt wird, ausgesendet wird, und die empfangene RF-Leistung an eine Erdungsleitung zu schicken.
Die Elektrode, an welche die RF-Leistung angelegt wird, kann die untere Elektrode sein.
In diesem Aufbau, wenn die RF-Leistung von der Zufuhreinheit der RF-Leistung herum geht in die Elektrodenhauptoberfläche (obere Oberfläche) entlang einer Oberflächenschicht der unteren Elektrode, wird ein Teil der RF-Leistung von dem Umfangsabschnitt der oberen Oberfläche der Elektrode nach außen abgestrahlt. Da das RF-Erdungselement den Teil der RF-Leistung empfängt und diesen zu der Erdungsleitung schickt, trägt der Teil der RF-Leistung nicht zur Entladung des Bearbeitungsgases, d. h. zur Plasmaerzeugung, bei. Folglich ist ein Plasmaerzeugungsbereich in dem Bearbeitungsraum auf einen Bereich rechts oberhalb oder in der Nähe des zu bearbeitenden Substrats begrenzt und ein Profil der Plasmadichteverteilung auf dem Substrat kann stabilisiert werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Plasmabearbeitungsvorrichtung bereitgestellt, welche enthält: eine evakuierbare Bearbeitungskammer; eine untere Elektrode zum darauf Anbringen eines Substrats in der Bearbeitungskammer; eine obere Elektrode, welche der unteren Elektrode parallel in der Bearbeitungskammer zugewandt ist; eine Bearbeitungsgaszufuhreinheit zum Zuführen eines Bearbeitungsgases zum Bearbeitungsraum zwischen der oberen Elektrode und der unteren Elektrode; eine Leistungszufuhreinheit der Radiofrequenz (RF) zum Anlegen einer RF-Leistung an entweder die untere oder die obere Elektrode, um ein Plasma des Bearbeitungsgases mittels der RF-Entladung zu erzeugen; und ein geerdetes elektrisch leitfähiges RF-Erdungselement, das einen Umfangsabschnitt einer oberen oder unteren Oberfläche und eine Seitenoberfläche der Elektrode, an welche die RF-Leistung angelegt wird, abdeckt.
Die Elektrode, an welche die RF-Leistung angelegt wird, kann die untere Elektrode sein.
In diesem Aufbau, wenn die RF-Leistung von der RF-Leistungszufuhreinheit herum geht in die Elektrodenhauptoberfläche (obere Oberfläche) entlang einer Oberflächenschicht der unteren Elektrode, wird ein Teil der RF-Leistung aus dem Umfangsabschnitt der oberen Oberfläche und einer Seitenoberfläche der Elektrode nach außen abgegeben. Da das RF-Erdungselement den Teil der RF-Leistung empfängt und diesen zu der Erdungsleitung schickt, trägt der Teil der RF-Leistung nicht zur Entladung des Bearbeitungsgases, d. h. zur Plasmaerzeugung, bei. Folglich ist ein Plasmaerzeugungsbereich in dem Bearbeitungsraum auf einen Bereich rechts oberhalb oder in der Nähe des zu bearbeitenden Substrats begrenzt, und ein Profil der Plasmadichteverteilung auf dem Substrat kann stabilisiert werden.
Ferner kann das RF-Erdungselement vorzugsweise im Wesentlichen einen gesamten Bereich der oberen Oberfläche der unteren Elektrode, welche in radialer Richtung von dem Substrat nach außen hervorsteht, abdecken.
Ein dielektrisches Material kann zwischen der unteren Elektrode und dem RF-Element angeordnet sein. Ferner ist eine Oberfläche des RF-Erdungselements von einem Isolierfilm abgedeckt.
Es ist vorzuziehen, dass ein ringförmiger Gasabsaugweg bzw. Gasauslassweg zum Verbinden des Bearbeitungsraums mit einem Gasabsauganschluss bzw. Gasauslassanschluss, der an einem Bodenabschnitt der Bearbeitungskammer vorgesehen ist, zwischen dem RF-Erdungselement und einer Innenwand der Bearbeitungskammer ausgebildet sein kann, und eine Mehrzahl von leitfähigen Lamellenelementen, die elektrisch geerdet sind und sich vertikal erstrecken, zum Unterstützen eines Tilgens eines Plasmas, das sich von dem Bearbeitungsraum ausbreitet, an einem oberen Bereich des Gasabsaugwegs vorgesehen ist. Diese Plasmatilgungsunterstützungsfunktion der Lamellenelemente kann Plasma verringern, das in der Nähe oder oberhalb des Eingangs des Gasabsaugwegs vorliegt, wodurch die Plasmadichte eines Bereichs rechts oberhalb des Wafers relativ vergrößert wird, während Höhendifferenzen in der Plasmadichteverteilung verringert werden.
Die Mehrzahl von Lamellenelementen kann als eine einzige Einheit nahtlos mit einem elektrisch leitfähigen Absaugring oder daran angebracht aufgeformt sein, der ringförmig an dem oberen Bereich des Gasabsaugwegs vorgesehen ist, und Oberflächen der Lamellenelemente sind mit Isolierfilmen bedeckt. Ferner sind die Lamellenelemente in gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung des Gasabsaugwegs radial angeordnet.
Ferner kann durch Bereitstellen des RF-Erdungselements eine Plasmadichteverteilung auf dem Substrat das bergähnliche Profil in einem großen RF-Leistungsbereich aufweisen. Um das Profil zu korrigieren, um dieses stärker abzuflachen, ist es vorzuziehen, dass ein dielektrisches Material, das eine Dickenverteilung aufweist, in der das dielektrische Material in dem mittleren Bereich der unteren oder der oberen Elektrode am dicksten ist und in einem Randbereich der unteren oder der oberen Elektrode am dünnsten ist, an einem oberen Oberflächenbereich der unteren Elektrode oder einem Bodenoberflächenbereich der oberen Elektrode bereitgestellt werden kann.
Die RF-Leistung kann eine Frequenz aufweisen, die gleich oder größer als 80 MHz ist. Mit einem solchen Aufbau ist es möglich, die Gleichförmigkeit in der Ebene einer Plasmadichte und eines Plasmaprozesses in großen RF-Leistungsbereichen zu verbessern. Ferner wird eine weitere RF-Leistung an die untere Elektrode, um Ionen in dem Plasma hauptsächlich zu dem Substrat anzuziehen, das auf der unteren Elektrode angeordnet ist, von einer weiteren RF-Leistungszufuhreinheit angelegt.
Gemäß der Plasmabearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung mit dem oben beschriebenen Aufbau und Betrieb ist es möglich, die Gleichförmigkeit in der Ebene eines Plasmaprozesses in großen RF-Frequenz- und Leistungsbereichen zu verbessern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Gegenstände und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen deutlich, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird, in denen:
1 eine vertikale Querschnittsansicht ist, die einen Aufbau einer kapazitiv gekoppelten Plasmaätzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht ist, die einen vergrößerten Aufbau eines Hauptteils in der kapazitiv gekoppelten Plasmaätzvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 eine Ansicht zum Erläutern eines Betriebs und einer Funktion eines RF-Erdungselements gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
4 eine perspektivische Ansicht ist, welche ein Beispiel eines Aufbaus eines Lamellenelements gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht eines vergleichenden Beispiels ist, das einen Hauptteil eines Aufbaus mit keinem RF-Erdungselement und keinem Lamellenelement in der Plasmaätzvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, zeigt;
6A bis 6C ein Beispiel einer Ätzratenverteilungscharakteristik zeigen, die von dem Aufbau der Vorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten wird;
7A bis 7C eine Ätzratenverteilungscharakteristik eines vergleichenden Beispiels zeigen, das von dem Aufbau der Vorrichtung, die in 5 gezeigt ist, erhalten wird;
8 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht ist, welche einen Aufbau eines Hauptteils einer Modifikation der Plasmaätzvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht ist, welche einen Aufbau eines Hauptteils einer weiteren Modifikation der Plasmaätzvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
10 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht ist, welche einen Aufbau eines Hauptteils noch einer weiteren Modifikation der Plasmaätzvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, die einen Teil davon bilden.
1 zeigt einen Aufbau einer Plasmaätzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Plasmabearbeitungsvorrichtung ist als eine kapazitiv gekoppelte Plasmaätzvorrichtung der Art einer Kathodenkopplung (eine Art der dualen Frequenzanwendung der unteren Elektrode) aufgebaut, in der Leistungen einer Dualradiofrequenz (RF) an eine untere Elektrode angelegt werden, und enthält eine zylindrische Kammer (Bearbeitungskammer) 10, die aus einem Metall, wie beispielsweise Aluminium, Edelstahl oder dergleichen, gefertigt ist. die Kammer 10 ist Rahmen-geerdet.
Eine kreisförmige plattenförmige untere Elektrode oder ein Suszeptor 12 zum darauf Anbringen eines zu bearbeitenden Substrats, beispielsweise ein Halbleiterwafer W, ist in der Kammer 10 installiert. Der Suszeptor 12 ist aus einem leitfähigen Material, wie beispielsweise Aluminium, gefertigt und wird von der unteren Wand der Kammer 10 durch eine zylindrische Unterstützung 14, die aus einem Isoliermaterial, wie beispielsweise Aluminiumoxid, gefertigt ist, unterstützt.
Ein RF-Erdungselement 18 erstreckt sich vertikal von einer unteren Wand der Kammer 10. Das RF-Erdungselement 18 deck eine Seitenoberfläche, vorzugsweise die gesamte Seitenoberfläche, und einen Umfangsabschnitt (Randabschnitt) einer oberen Oberfläche (im Folgenden als ”oberer Umfangsabschnitt” bezeichnet) des Suszeptors 12 ab, wobei ein dielektrisches Material 16 dazwischen angeordnet ist. Das dielektrische Material 16 ist beispielsweise aus Quartz gefertigt. Ein unterer Abschnitt des dielektrischen Materials 16 ist mit einem oberen Abschnitt der zylindrischen Isolierunterstützung 14 verbunden, während ein oberer Abschnitt davon so zur Mitte des Suszeptors 12 ungefähr um einen rechten Winkel gebogen ist, um den oberen Umfangsabschnitt des Suszeptors 12 abzudecken. Das RF-Erdungselement 18 ist aus Aluminium gefertigt, dessen Oberfläche von einem anodischen Oxidfilm oder einem Isolierfilm 19 (vergleiche 2, die Darstellung des Isolierfilms 19 wird in den anderen Figuren ausgelassen), wie beispielsweise Y₂O₃ oder dergleichen, abgedeckt. Ein unterer Abschnitt des RF-Erdungselements 18 ist mit der unteren Wand der Kammer 10 verbunden und ein oberer Abschnitt des RF-Erdungselements 18 ist so zur Mittel des Suszeptors 12 ungefähr um einen rechten Winkel gebogen, um den oberen Umfangsabschnitt des Suszeptors 12 über das dielektrische Material 16 abzudecken.
Ein Gasabsaugweg 20 ist ringförmig zwischen dem RF-Erdungselement 18 und der Innenwand der Kammer 10 ausgebildet. Ferner ist ein Absaugring (Ablenkplatte) 22 einer konischen Gestalt ringförmig in der Nähe des Eingangs oder an einem oberen Abschnitt des Gasabsaugwegs 20 angebracht, und ein Gasabsaugabschnitt 24 bzw. Gasauslassabschnitt ist an einem Bodenabschnitt des Gasabsaugwegs 20 vorgesehen. Ferner ist eine Gasabsaugeinheit 28 mit einem Gasabsauganschluss 24 über eine Gasabsaugröhre 26 verbunden. Die Gasabsaugeinheit 28 weist eine Vakuumpumpe auf, sodass der Druck in einem Bearbeitungsraum in der Kammer 10 auf ein gewünschtes Vakuumniveau verringert werden kann. An einer äußeren Seitenwand der Kammer 10 ist ein Torventil 30 zum Öffnen und Schließen eines Lade-/Entladeanschlusses für den Halbleiterwafer W angebracht.
Eine erste RF-Leistungszufuhr 32 für eine RF-Entladung ist mit dem Suszeptor 12 über eine erste Abgleicheinheit 34 und einen Leistungszufuhrstab 36 elektrisch verbunden. Die erste RF-Leistungszufuhr 32 legt eine erste RF-Leistung, die eine relativ hohe Frequenz aufweist, die für eine Plasmaerzeugung geeignet ist, beispielsweise 100 MHz, an die untere Elektrode, d. h. den Suszeptor 12, an. Ein Schauerkopf 28, der später zu beschreiben ist, der als eine obere Elektrode eines Erdungspotentials dient, ist in einem Deckenabschnitt der Kammer 10 vorgesehen. Mit diesem Aufbau wird die erste RF-Leistung von der ersten RF-Leistungszufuhr 32 kapazitiv zwischen dmn Suszeptor 12 und dem Schauerkopf 38 angelegt.
Ferner ist eine zweite RF-Leistungszufuhr 70 mit dem Suszeptor 12 über eine zweite Abgleicheinheit 72 und den Leistungszufuhrstab 36 elektrisch verbunden. Die zweite RF-Leistungszufuhr 70 gibt eine zweite RF-Leistung aus, die eine relativ geringe Frequenz aufweist, die für eine Ionenanziehung geeignet ist, beispielsweise 3,2 MHz.
Eine elektrostatische Haltevorrichtung 40 zum Anziehen und Halten des Halbleiterwafers W mittels einer elektrostatisch anziehenden Kraft ist auf der oberen Oberfläche des Suszeptors 12 vorgesehen. Die elektrostatische Haltevorrichtung 40 ist durch Einbetten einer Elektrode, die aus einer Lage oder einem netzförmigen leitfähigen Material gefertigt ist, in einem Isolierfilm ausgebildet. Diese Elektrode ist mit der DC-Leistungszufuhr 42 über einen Schalter 43 und einen elektrischen Draht verbunden. Mittels einer Coulomb-Kraft, die durch eine DC-Spannung von der DC-Leistungszufuhr 42 erzeugt wird, kann der Halbleiterwafer W angezogen werden, um von der elektrostatischen Haltevorrichtung 14 gehalten zu werden.
In dem Suszeptor 12 ist eine Kühlkammer 44 installiert, die sich beispielsweise in einer Umfangsrichtung erstreckt. In der Kühlkammer 44 wird ein Kühlmittel mit einer vorbestimmten Temperatur, beispielsweise Kühlwasser, von einer Kälteeinheit 46 über Leitungen 48 und 50 in Umlauf gebracht. Eine Bearbeitungstemperatur des Halbleiterwafers W auf der elektrostatischen Haltevorrichtung 40 kann basierend auf der Temperatur des Kühlmittels gesteuert werden. Ferner wird ein Wärmeübertragungsgas, beispielsweise He-Gas, von der Wärmübertragungsgaszufuhreinheit 52 zwischen der oberen Oberfläche der elektrostatischen Haltevorrichtung 40 und der Rückseite des Halbleiterwafers W über eine Gaszufuhrleitung 54 zugeführt.
Der Schauerkopf 38 auf dem Deckenabschnitt enthält eine Elektrodenplatte 56, die eine Mehrzahl von Gaseinbringöffnungen 56a in der Bodenoberfläche aufweist, und eine Elektrodenunterstützung 58 zum lösbaren Unterstützen der Elektrodenplatte 56. Eine Pufferkammer 60 ist in der Elektrodenunterstützung 58 vorgesehen, und eine Gaszufuhrleitung 64, die sich von einer Bearbeitungsgaszufuhreinheit 62 erstreckt, ist mit einem Gaseinlassanschluss 60a der Pufferkammer 60 verbunden.
Zwei Ringmagnete 66a und 66b, die sich ringförmig oder konzentrisch erstrecken, sind um die Kammer 10 angeordnet, und magnetische Felder werden an einem Umfangsbereich eines Bearbeitungsraums PS zwischen dem Suszeptor 12 und der oberen Elektrode 38 erzeugt. Diese Ringmagneten 66a und 66b sind angeordnet, um von einem Drehmechanismus (nicht gezeigt) gedreht zu werden.
Eine Steuereinheit 68 ist vorgesehen, um einen Betrieb von jeder Einheit in der Plasmaätzvorrichtung zu steuern, wie beispielsweise die Gasabsaugeinheit 28, die erste RF-Leistungszufuhr 32, die erste Abgleicheinheit 34, den Schalter 43 für die elektrostatische Haltevorrichtung, die Kälteeinheit 46, die Wärmeübertragungsgaszufuhreinheit 52, die Bearbeitungsgaszufuhreinheit 62, die zweite RF-Leistungszufuhr 70, die zweite Abgleicheinheit 72 und dergleichen. Ferner ist die Steuereinheit 68 mit einem Host-Computer (nicht gezeigt) und dergleichen verbunden.
Um einen Ätzprozess in der Plasmaätzvorrichtung durchzuführen, wird zunächst das Torventil 30 geöffnet. Als nächstes wird der zu bearbeitende Halbleiterwafer W in die Kammer 10 geladen bzw. eingebracht, um an der elektrostatischen Halteeinrichtung 40 angebracht zu werden. Danach wird ein Ätzgas (im Allgemeinen eine gasförmige Mischung) mit einer vorbestimmten Durchflussrate von der Bearbeitungsgaszufuhreinheit 62 in die Kammer 10 eingebracht, und der interne Druck der Kammer 10 wird durch die Gasabsaugeinheit 28 auf einen vorbestimmten Wert eingestellt. Ferner wird die RF-Leistung mit einer vorbestimmten Leistung von der ersten RF-Leistungszufuhr 32 zum Suszeptor 12 zugeführt, während die zweite RF-Leistung mit einer vorbestimmten Leistung von der zweiten RF-Leistungszufuhr 70 zum Suszeptor 12 zugeführt wird. Ferner wird eine DC-Spannung von der DC-Leistungszufuhr 42 an die Elektrode der elektrostatischen Haltevorrichtung 40 angelegt, wodurch der Halbleiterwafer W auf die elektrostatische Halteeinrichtung 40 angezogen und darauf gehalten wird. Das Ätzgas, das durch den Schauerkopf 38 eingebracht wird, wird zwischen beiden Elektroden 12 und 38 durch eine erste RF-Entladung in ein Plasma umgewandelt, und die Hauptoberfläche des Halbleiterwafers W wird bezüglich eines gewünschten Musters mittels Radikale oder Ionen, die durch das Plasma erzeugt werden, geätzt.
In der Plasmaätzvorrichtung kann durch Anlegen der ersten RF-Leistung, welche eine Radiofrequenz (vorzugsweise 80 MHz oder höher) aufweist, die deutlich höher als die ist, die in den herkömmlichen Techniken angelegt wird, von der ersten RF-Leistungszufuhr 32 an den Suszeptor (untere Elektrode) 12 ein Plasma einer hohen Dichte in einem gewünschten dissoziierten Zustand erzeugt werden, selbst bei einem geringen Druck. Gleichzeitig kann durch Anlegen der zweiten RF-Leistung, die eine vergleichsweise geringe Frequenz aufweist (beispielsweise 3,2 MHz), die für das Anziehen von Ionen zum Suszeptor 12 angemessen ist, ein anisotropisches Ätzen mit einer hohen Selektivität für einen Film, der zu bearbeiten ist, auf einem Halbleiterwafer W durchgeführt werden. Während die erste RF-Leistung für eine Plasmaerzeugung immer in allen Plasmaprozessen verwendet wird, kann die zweite RF-Leistung für das Anziehen von Ionen in Abhängigkeit eines Prozesses verwendet werden oder nicht.
Das Hauptmerkmal dieser kapazitiv gekoppelten Plasmaätzvorrichtung liegt in dem Aufbau, dass das elektrisch leitfähige RF-Erdungselement 18 die Seitenoberfläche und den oberen Umfangsabschnitt des Suszeptors 12 über das dielektrische Material 16, wie es in einer vergrößerten Teilansicht in 2 gezeigt ist, abdeckt.
Im Folgenden werden der Betrieb und die Funktion des RF-Erdungselements 18 mit Bezug auf 3 beschrieben. Die Anziehung von Ionen durch die zweite RF-Leistung weist keine bestimmte Beziehung zum Betrieb des RF-Erdungselements 18 auf, und folglich ist die zweite RF-Leistungszufuhr 70 in 3 nicht gezeigt.
In 3 wird eine erste RF-Leistung, die von der ersten RF-Leistungszufuhr 32 ausgegeben wird, zur Bodenmitte des Suszeptors 12 durch eine Oberflächenschicht der Umfangsoberfläche des Leistungszufuhrstabs 36 übertragen, um sich in radialer Richtung entlang einer Oberflächenschicht der Bodenoberfläche des Suszeptors davon nach außen fortzupflanzen, und erreicht die obere Oberfläche des Suszeptors durch Fließen durch die Außenumfangsoberfläche (Seitenoberfläche) des Suszeptors. An der oberen Oberfläche des Suszeptors 12 tritt die erste RF-Leistung aus dem Halbleiterwafer W heraus und wird in den Bearbeitungsraum PS abgestrahlt, während sich diese nach innen in entgegengesetzten radialen Richtungen von dem oberen Umfangsabschnitt zum mittleren Abschnitt der oberen Oberfläche (im Folgenden als ”oberer mittlere Abschnitt” bezeichnet) des Suszeptors fortpflanzt. Die erste RF-Leistung, die in den Bearbeitungsraum PS emittiert bzw. ausgesendet wird, kollidiert mit Molekülen des Bearbeitungsgases, wodurch die Gasmoleküle ionisiert oder dissoziiert werden. Hier, wenn die Frequenz der ersten RF- Leistung ungefähr 80 MHz übersteigt, wird ein Anteil der ersten RF-Leistung, die durch die Außenumfangsoberfläche (Seitenoberfläche) oder die obere Umfangsoberfläche des Suszeptors 12 entkommt, bevor die erste RF-Leistung den Abschnitt unterhalb des Halbleiterwafers W erreicht, d. h. die obere Oberfläche des Suszeptors 12, messbar vergrößert.
In der vorliegenden Ausführungsform tritt der RF', der Teil der ersten RF-Leistung, welcher durch die äußere Umfangsoberfläche (Seitenoberfläche) oder den oberen Umfangsabschnitt des Suszeptors 12 entkommt, in das RF-Erdungselement 18 unmittelbar nach dem Entkommen von dem dielektrischen Material 16 ein, pflanzt sich zur Bodenwand der Kammer 10 entlang einer Oberflächenschicht der Innenseite des RF-Erdungselements 18 fort und fließt anschließend in eine Erdungsleitung davon.
Folglich trägt unter der ersten RF-Leistung, die zum Suszeptor 12 zugeführt wird, lediglich die Leistung, welche von der oberen Oberfläche des Suszeptors 12 in den Bearbeitungsraum PS durch den Halbleiterwafer W abgestrahlt bzw. emittiert wird, effektiv zur Ionisation oder Dissoziation des Bearbeitungsgases, d. h. zur Plasmaerzeugung, bei, und ein Bereich zur Plasmaerzeugung in dem Bearbeitungsraum PS ist idealerweise auf einen Bereich rechts oberhalb des Halbleiterwafers W beschränkt. Mit anderen Worten ist eine Plasmaerzeugung in einem Bereich an einer Außenseite in der radialen Richtung, die sich von dem Bereich rechts oberhalb des Halbleiterwafers W in dem Bearbeitungsraum PS unterscheidet, äußerst begrenzt, und irgendein Einfluss von benachbarten Bereichen auf die Plasmadichteverteilung des Bereichs rechts oberhalb des Wafers wird unterdrückt. Folglich kann die Plasmadichteverteilung auf dem Halbleiterwafer W, der auf dem Suszeptor 12 aufgebracht ist, kaum ein W-förmiges Profil aufweisen, in dem die Plasmadichteverteilung an dessen Randabschnitt als auch an dessen mittleren Abschnitt vergrößert ist und an dem Abschnitt dazwischen gesenkt ist.
Ferner betrifft ein weiteres Merkmal der kapazitiv gekoppelten Plasmaätzvorrichtung, um eine Plasmadichteverteilungscharakteristik zu verbessern, eine Mehrzahl von plattenförmigen Lamellenelementen 25, wobei jedes vertikale flache Oberflächen aufweist. Die Lamellenelemente 25 sind nahtlos als eine einzelne Einheit mit einer Ablenkplatte 22 oder daran angebracht ausgeformt, die in der Nähe des Eingangs des Gasabsaugwegs 20 angeordnet ist. Wie es in 4 gezeigt ist, sind die Lamellenelemente 25 radial in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung der Ablenkplatte 22 angeordnet. Ferner sind Entlüftungsöffnungen 22a in der Bodenwand der Ablenkplatte 22 ausgebildet. Jedes der Lamellenelemente 25 und die Ablenkplatte 22 sind aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise Aluminium, dessen Oberfläche mittels eines anodischen Oxidfilms oder eines Isolierfilms 23 (vergleiche 2, wobei die Darstellung des Isolierfilms 23 in den anderen Figuren ausgelassen ist), wie beispielsweise Y₂O₃, abgedeckt ist, und über die Kammer 10 oder das RF-Erdungselement 18 elektrisch geerdet ist.
Die Lamellenelemente 25 weisen keine Wirkung bezüglich inhärenter Funktionen (Vakuumabsaugstabilisierungsfunktion und Bearbeitungsraum-Drucksteuerfunktion) der Ablenkplatte 22 auf und weisen eine Funktion auf, um eine Tilgung des Plasmas zu fördern, das von dem Bearbeitungsraum PS zum Gasabsaugweg 20 diffundiert bzw. sich verteilt. Diese Plasmatilgungsförderungsfunktion der Lamellenelemente 25 kann den Betrag des Plasmas reduzieren, das in der Nähe oder oberhalb des Eingangs des Gasabsaugwegs 20 vorliegt, wodurch die Plasmadichte eines Bereichs rechts oberhalb des Werfers relativ vergrößert wird, während die Höhendifferenzen in dem bergförmigen Profil verringert werden.
6A bis 6C zeigen ein Beispiel einer Verteilungscharakteristik einer Ätzrate in der Ebene, die in dem Ätzprozess unter Verwendung der Plasmaätzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die in 1 gezeigt ist, erhalten wird. Die Hauptätzbedingungen sind wie folgt:
Waferdurchmesser: 300 mm
Zu ätzender Film: Fotolack (Deckfilm)
Bearbeitungsgas: O₂ 100 sccm
Interner Kammerdruck: 5 mTorr
RF-Leistung: 100 MHz/3,2 MHz = 500 bis 2.000/0 W
Temperatur: obere Elektrode/Seitenwand der Kammer/untere
Elektrode = 60/60/20°C
Wärmeübertragungsgas (He-Gas) Zufuhrdruck: mittlerer
Abschnitt/Randabschnitt = 10/50 Torr
7A bis 7C zeigen ein vergleichendes Beispiel einer Verteilungscharakteristik einer Ätzrate in der Ebene unter denselben Ätzbedingungen wie die obigen für einen Aufbau, der weder ein RF-Erdungselement 18 noch Lamellenelemente 25 in der Plasmaätzvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, aufweist, d. h. der Aufbau des Umgebens des Suszeptors 12, wie es in 5 gezeigt ist.
In 5 deckt ein dielektrisches Material 16' den oberen Umfangsabschnitt des Suszeptors 12 ab und ist freigelegt, um gegenüberliegend der oberen Elektrode 38, der Decke oder der Innenwand der Kammer 10 zugewandt zu sein. Ein Fokusring 80, der beispielsweise aus Si, SiC oder dergleichen gefertigt ist, ist auf dem dielektrischen Material 16' so angebracht, um einen Waferanbringbereich der oberen Oberfläche des Suszeptors 12 zu umgeben. Ein geerdeter zylindrischer Leiter 82, der eine Seitenoberfläche des dielektrischen Materials 16' abdeckt, bildet eine Wand des Gasabsaugwegs 20, deckt aber die Oberseite des Suszeptors 12 und das dielektrische Material 16' nicht ab.
Wenn das RF-Erdungselement 18 und die Lamellenelemente 25 nicht vorgesehen sind, wie es in den 7A bis 7C gezeigt ist, wird die Gleichförmigkeit einer Ätzrate deutlich entsprechend von ±28,8% bis ±39,6% und ±46,5% verschlechtert, indem die erste RF-Leistung (100 MHz) für eine Plasmaerzeugung von 500 W bis 1.000 W und 2.000 W vergrößert wird. Auf der anderen Seite wird eine Ätzratenverteilung für ein unteres Leistungsniveau von 500 W sowohl in einem Randabschnitt als auch einem mittleren Abschnitt auf dem Substrat so vergrößert, dass die Ätzratenverteilung in einem Mittelabschnitt zwischen dem Rand und dem mittleren Abschnitt gesenkt ist. Folglich wird ein W-förmiges Profil erzeugt.
Demgegenüber ist in der vorliegenden Ausführungsform, wie es in den 6A bis 6C gezeigt ist, selbst wenn die erste RF-Leistung (100 MHz) von 500 W auf 1.000 W und 2.000 W erhöht wird, die Gleichförmigkeit in der Ebene der Ätzrate stabil, ohne deutliche Änderung, die sich von ±5,8% bis ±20,7% und ±20,1% entsprechend ändert. Ferner wird fortwährend ein bergförmiges Profil in einem beliebeigen Leistungsniveau erzeugt, obwohl jedes eine unterschiedliche Höhe aufweist, und ein W-förmiges Profil wird nicht erzeugt.
Da die Ätzrate des Fotolacks im Allgemeinen von der Elektronendichte abhängt, kann die Ätzratenverteilungscharakteristik, die in den 6A bis 6C und den 7A bis 7C gezeigt ist, durch Substituierung dieser mit elektronendichten Verteilungscharakteristiken ausgewertet werden.
Wie es oben beschrieben ist, gemäß der vorliegenden Erfindung, selbst wenn die RF-Leistung für eine Plasmaerzeugung eine im Wesentlichen hohe Frequenz (80 MHz oder mehr) aufweist, ist es möglich, die Gleichförmigkeit in der Ebene der Elektronendichtenverteilung in einem weiten RF-Leistungsbereich zu stabilisieren, während eine irreguläre Änderung eines elektronendichten Verteilungsprofils vermieden wird (im Besonderen eine Erzeugung eines W-förmigen Elektronendichtenverteilungsprofils). Folglich kann die Gleichförmigkeit in der Ebene des Plasmaätzens verbessert werden.
Ferner, da die Elektronendichtenverteilung das bergförmige Profil in irgendeinem RF-Leistungsniveau in der Plasmaätzvorrichtung der oben beschriebenen Ausführungsform aufweist, kann vorzugsweise ein Aufbau, in dem ein dielektrisches Material 84 an der oberen Oberfläche des Suszeptors 13 eingebettet ist, wie es in 8 gezeigt ist, verwendet werden, um das bergförmige Profil abzuflachen. In diesem Fall kann das dielektrische Material 84 so vorgesehen sein, dass dieses die größte Dicke an der Mitte des Suszeptors 12 auffeist und allmählich von der Mitte (oder von einem Punkt abseits der Mitte) zu einem Randabschnitt des Suszeptors 12 dünner wird.
Zu demselben Zweck kann ein dielektrisches Material 86 an dem Boden der oberen Elektrode, wie es in 9 gezeigt ist, eingebettet sein. In diesem Fall kann gleichermaßen das dielektrische Material 86 so vorgesehen sein, dass dieses die größte Dicke an der Mitte des Suszeptors 12 aufweist und sich allmählich von der Mitte (oder von einem Punkt abseits der Mitte) zu einem Randabschnitt des Suszeptors 12 verringert.
Obwohl die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben dargestellt wurde, ist die Erfindung auf die obige Ausführungsform nicht beschränkt, und kann verschieden modifiziert werden. Im Besonderen können verschiedene Selektionen und Modifikationen für das RF-Erdungselement 18 und die Lamellenelemente 25 durchgeführt werden, sodass diese mit anderen Mechanismen in der Vorrichtung optimal kombiniert werden.
Beispielsweise, wie es in 9 gezeigt ist, kann eine geeignete Lücke zwischen einem Randabschnitt des Halbleiterwafers W und dem RF-Erdungselement 18 auf der oberen Oberfläche des Suszeptors 12 vorgesehen sein, und eine Abdeckung 88, die aus einem geeigneten Material (beispielsweise Si, SiC oder dergleichen) gefertigt ist, ist in der Lücke in einem elektrischen Fließzustand vorgesehen. In diesem Fall wird die RF-Leistung von der oberen Oberfläche des Suszeptors 12 in den Bearbeitungsraum PS durch das dielektrische Material 16 und die Abdeckung 88 ausgesendet, und es wird auch Plasma in einem Bereich oberhalb der Abdeckung 88 erzeugt. Ferner kann die Ablenkplatte 22 aufgebaut sein, um eine andere Gestalt als die konische Gestalt aufzuweisen, beispielsweise eine flache ringförmige Gestalt, bei der eine Hauptoberfläche horizontal orientiert ist, und die oberen Oberflächen der Lamellenelemente 25 können aufgebaut sein, um geneigt zu sein, wie es in 9 gezeigt ist. Ferner, obwohl es nicht gezeigt ist, können die Lamellenelemente 25 aufgebaut sein, um von der Ablenkplatte 22 getrennt zu sein.
Ferner, wie es in 10 gezeigt ist, kann die obere Oberfläche des RF-Erdungselements 18 von einer Abdeckung 90 abgedeckt sein.
Ferner kann, wie es in 10 gezeigt ist, die obere Oberfläche des RF-Erdungselements 18 von einer Abdeckung 90 abgedeckt sein.
Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Art der dualen Frequenzanwendung einer unteren Elektrode wie in der obigen Ausführungsform beschränkt, sondern kann beispielsweise für eine einzige Frequenzanwendungsart einer unteren Elektrode, wenn eine einzige RF-Leistung an den Suszeptor angelegt wird (untere Elektrode), oder eine Art angewendet werden, in der eine RF-Leistung für eine Plasmaerzeugung an die obere Elektrode angelegt wird.
Ferner, obwohl es nicht gezeigt ist, kann in der Vorrichtung, in der die RF-Leistung für eine Plasmaerzeugung an die obere Elektrode angelegt wird, ein RF-Erdungselement, das denselben Aufbau und dieselbe Funktion wie das RF-Erdungselement 18, das in der obigen Ausführungsform beschrieben ist, aufweist, in dem Umfangsbereich der oberen Elektrode vorgesehen sein. Durch Bereitstellen des RF-Erdungselements, das eine Seitenoberfläche und eine Umfangsoberfläche einer Bodenoberfläche der oberen Elektrode abdeckt, selbst wenn ein Teil der RF-Leistung, die an die obere Elektrode angelegt wird, emittiert wird oder nach außen in radialen Richtungen an der Seitenoberfläche und dem Umfangsabschnitt der Bodenoberfläche der oberen Elektrode entweicht, kann das RF-Erdungselement die entwichene RF-Leistung empfangen und diese zur Erdungsleitung schicken, sodass ein Plasmaerzeugungsbereich in dem Bearbeitungsraum auf einen Bereich rechts oberhalb und in der Nähe des zu bearbeitenden Substrats eingeschränkt werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine Plasmaätzvorrichtung beschränkt, sondern kann für andere Bearbeitungsvorrichtungen zum Ausführen einer Plasma-CVD, Plasmaoxidation, Plasmaaufstickung (plasma nitridation), Sputtering und dergleichen angewendet werden. Ferner ist das zu bearbeitende Substrat in der vorliegenden Erfindung nicht auf den Halbleiterwafer beschränkt, sondern kann verschiedene Substrate für flache Paneldisplays, Fotomasken, CD-Substrate, gedruckte Substrate usw. umfassen.
Während die Erfindung bezüglich der Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, wird der Fachmann verstehen, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne sich vom Gegenstand der Erfindung, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist, zu entfernen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2004-363552 [0007]

Claims

Plasmabearbeitungsvorrichtung, die umfasst: eine evakuierbare Bearbeitungskammer; eine untere Elektrode zum darauf Anbringen des Substrats in der Bearbeitungskammer; eine obere Elektrode, die der unteren Elektrode parallel in der Bearbeitungskammer zugewandt ist; eine Bearbeitungsgaszufuhreinheit zum Zuführen eines Bearbeitungsgases zu einem Bearbeitungsraum zwischen der oberen Elektrode und der unteren Elektrode; eine Leistungszufuhreinheit einer Radiofrequenz (RF) zum Zuführen einer RF-Leistung an entweder die untere oder die obere Elektrode, um ein Plasma des Bearbeitungsgases durch eine RF-Entladung zu erzeugen; und ein elektrisch leitfähiges RF-Erdungselement, das einen Umfangsabschnitt der Elektrode abdeckt, an die die RF-Leistung angelegt wird, um eine RF-Leistung zu empfangen, die in radialen Richtungen von dem Umfangsabschnitt der Elektrode, an welche die RF-Leistung angelegt wird, nach außen ausgesendet wird, und die empfangene RF-Leistung an eine Erdungsleitung zu schicken.
Plasmabearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Elektrode, an welche die RF-Leistung angelegt wird, die untere Elektrode ist.
Plasmabearbeitungsvorrichtung, die umfasst: eine evakuierbare Bearbeitungskammer; eine untere Elektrode zum darauf Anbringen eines Substrats in der Bearbeitungskammer; eine obere Elektrode, die der unteren Elektrode parallel in der Bearbeitungskammer zugewandt ist; eine Bearbeitungsgaszufuhreinheit zum Zuführen eines Bearbeitungsgases zu einem Bearbeitungsraum zwischen der oberen Elektrode und der unteren Elektrode; eine Leistungszufuhreinheit einer Radiofrequenz (RF) zum Anlegen einer RF-Leistung an entweder die untere oder die obere Elektrode, um ein Plasma des Bearbeitungsgases durch eine RF-Entladung zu erzeugen; und ein geerdetes elektrisch leitfähiges RF-Erdungselement, das einen Umfangsabschnitt einer oberen oder einer unteren Oberfläche und eine Seitenoberfläche der Elektrode, an welche die RF-Leistung angelegt wird, abzudecken.
Plasmabearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Elektrode, an welcher die RF-Leistung angelegt wird, die untere Elektrode ist.
Plasmabearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der das RF-Erdungselement im Wesentlichen den gesamten Bereich der oberen Oberfläche der unteren Elektrode abdeckt, die in radialen Richtungen von dem Substrat nach außen hervorsteht.
Plasmabearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der ein dielektrisches Material zwischen der unteren Elektrode und dem RF-Erdungselement angeordnet ist.
Plasmabearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der eine Oberfläche des RF-Erdungselements mittels eines Isolierfilms abgedeckt ist.
Plasmabearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der ein ringförmiger Gasabsaugweg zum Verbinden des Bearbeitungsraums mit einem Gasabsauganschluss, der an einem Bodenabschnitt der Bearbeitungskammer vorgesehen ist, zwischen dem RF-Erdungselement und einer Innenwand der Bearbeitungskammer ausgebildet ist, und bei der eine Mehrzahl von leitfähigen Lamellenelementen, die elektrisch geerdet sind und sich vertikal erstrecken, zum Fördern einer Tilgung eines Plasmas, das sich von dem Bearbeitungsraum verteilt, an einem oberen Bereich des Gasabsaugwegs vorgesehen ist.
Plasmabearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Mehrzahl der Lamellenelemente nahtlos als eine einzige Einheit mit einem elektrisch leitfähigen Absaugring oder daran befestigt ausgeformt ist, der ringförmig an dem oberen Bereich des Gasabsaugwegs vorgesehen ist.
Plasmabearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 9, bei der Oberflächen der Lamellenelemente durch Isolierfilme abgedeckt sind.
Plasmabearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der die Lamellenelemente radial in gleichmäßigen Abständen in einer Umfangsrichtung des Gasabsaugwegs angeordnet sind.
Plasmabearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei der ein dielektrisches Material, die eine Dickenverteilung aufweist, wobei das dielektrische Material in dem mittleren Abschnitt der unteren oder der oberen Elektrode am dicksten ist und an einem Randabschnitt der unteren oder der oberen Elektrode am dünnsten ist, an dem oberen Oberflächenbereich der unteren Elektrode oder an einem Bodenoberflächenbereich der oberen Elektrode vorgesehen ist.