DE102013111860A1

DE102013111860A1 - Prozesswerkzeuge und Verfahren zur Bildung von Vorrichtungen unter Verwendung von Prozesswerkzeugen

Info

Publication number: DE102013111860A1
Application number: DE102013111860.7A
Authority: DE
Inventors: Manfred Engelhardt
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2014-05-22
Also published as: US10043640B2; US20140134829A1; US8993422B2; US20150179413A1

Abstract

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ein Prozesswerkzeug (10) ein Spannfutter (20), das zum Halten eines Substrats gestaltet ist. Das Spannfutter (20) ist in einer Kammer angeordnet. Das Prozesswerkzeug (10) enthält ferner eine Abschirmeinheit (40) mit einer zentralen Öffnung. Die Abschirmeinheit (40) ist in der Kammer über dem Spannfutter (20) angeordnet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen die Herstellung und insbesondere Prozesswerkzeuge und Verfahren zur Bildung von Vorrichtungen unter Verwendung von Prozesswerkzeugen.
Halbleitervorrichtungen werden in vielen elektronischen und anderen Anwendungen verwendet. Halbleitervorrichtungen weisen integrierte Schaltungen auf, die auf Halbleiterwafern gebildet werden, indem viele Arten von Dünnfilmmaterialien über den Halbleiterwafern abgeschieden werden und die Dünnfilmmaterialien zur Bildung der integrierten Schaltungen strukturiert werden.
Der Erfolg der Halbleiterindustrie hängt von einer höheren Leistung bei geringeren Kosten ab. Daher ist das Begrenzen von Produktionskosten auf vernünftige Werte eine der wesentlichen Aufgaben in der Halbleiterherstellung.
Eine weitere Aufgabe in der Herstellung von Halbleitervorrichtungen ist die Verbesserung der Produktqualität. Zum Beispiel müssen Prozesswerkzeuge eine Gleichförmigkeit über einen Wafer und innerhalb eines Wafers trotz zunehmender Wafergrößen aufrechterhalten. Da Elementgrößen kontinuierlich mit der Wafergröße skaliert werden, besteht ein anhaltender Bedarf an einer Verbesserung des Prozessflusses und der Werkzeuge.
Somit müssen Prozesswerkzeuge Produktionskosten senken, zum Beispiel die Bearbeitungszeit verringern (oder den Durchsatz erhöhen) und die Stillstandzeit (oder Wartungszeit) verkürzen, aber gleichzeitig die Produktqualität verbessern. Ein anhaltender Erfolg der Halbleiterindustrie hängt von einer Überwindung dieser und anderer Einschränkungen ab.
Diese und andere Probleme werden durch veranschaulichende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung allgemein gelöst oder umgangen und technische Vorteile werden durch diese erzielt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein Prozesswerkzeug ein Spannfutter auf, das zum Halten eines Substrats gestaltet ist. Das Spannfutter ist in einer Kammer angeordnet. Das Prozesswerkzeug enthält ferner eine Abschirmeinheit mit einer zentralen Öffnung. Die Abschirmeinheit ist in der Kammer über dem Spannfutter angeordnet.
In einer Ausgestaltung kann die Abschirmeinheit zum Variieren eines Durchmessers der zentralen Öffnung gestaltet sein. In noch einer Ausgestaltung kann in einer ersten Position der dielektrischen Einheit ein Durchmesser der zentralen Öffnung kleiner sein als ein Durchmesser des Spannfutters. In noch einer Ausgestaltung kann die Abschirmeinheit mehrere Platten enthalten. In noch einer Ausgestaltung können die mehreren Platten zum Rotieren gestaltet sein, so dass ein Durchmesser der zentralen Öffnung variiert wird. In noch einer Ausgestaltung kann die mehreren Platten zum Zurückziehen gestaltet sein, so dass ein Durchmesser der zentralen Öffnung variiert wird. In noch einer Ausgestaltung kann die Abschirmungseinheit ein keramisches Substrat aufweisen. In noch einer Ausgestaltung kann das keramische Substrat mit einer leitenden Schicht überzogen sein. In noch einer Ausgestaltung kann die Abschirmungseinheit ein Metallsubstrat aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine obere Elektrode vorgesehen, ein Spannfutter ist unter der oberen Elektrode angeordnet und eine Abschirmung ist zwischen dem Spannfutter und der oberen Elektrode angeordnet. Die Abschirmung ist zum Überlappen mit einem peripheren Bereich des Spannfutters gestaltet.
In einer Ausgestaltung kann die Abschirmung zum Arbeiten an einer ersten Position mit einer ersten zentralen Öffnung und einer zweiten Position mit einer zweiten zentralen Öffnung, die sich von der ersten zentralen Öffnung unterscheidet, gestaltet sein. In noch einer Ausgestaltung kann die Abschirmung nicht zum Überlappen mit dem Spannfutter in der zweiten Position gestaltet sein. In noch einer Ausgestaltung kann die Abschirmung zum Überlappen mit einem peripheren Bereich des Spannfutters in der ersten Position gestaltet sein. In noch einer Ausgestaltung kann das Prozesswerkzeug ein Ätzwerkzeug sein. In noch einer Ausgestaltung kann das Prozesswerkzeug ein Abscheidungswerkzeug sein. In noch einer Ausgestaltung kann die Abschirmung eine erste zurückziehbare Platte aufweisen, die zum Einstellen in eine erste Position und eine zweite Position gestaltet ist. In noch einer Ausgestaltung kann die Abschirmung ferner eine zweite zurückziehbare Platte aufweisen, wobei, in der ersten Position, die erste zurückziehbare Platte nahe der zweiten zurückziehbaren Platte liegt. In noch einer Ausgestaltung kann in der ersten Position ein Abschnitt der ersten zurückziehbaren Platte einen Abschnitt der zweiten zurückziehbaren Platte überlappen. In noch einer Ausgestaltung kann in der ersten Position die Abschirmung einen Auslass haben, der dem Spannfutter zugewandt ist, wobei der Auslass nicht mit dem Spannfutter überlappt. In noch einer Ausgestaltung kann die Abschirmung ein keramisches Material aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ein Verfahren zur Bildung einer Vorrichtung das Anordnen eines Substrats über einem Spannfutter einer Kammer und das Positionieren einer Abschirmung zwischen einer Plasmaquelle und dem Spannfutter. Die Abschirmung bedeckt einen peripheren Bereich des Spannfutters. Das Substrat wird einem Plasma von der Plasmaquelle ausgesetzt.
In einer Ausgestaltung kann das Verfahren des Weiteren aufweisen: Entfernen des ersten Substrats von über dem Spannfutter; Zurückziehen der Abschirmung zum Freilegen des ersten peripheren Bereichs des Spannfutters; Anordnen eines zweiten Substrats über dem Spannfutter; und Aussetzen des zweiten Substrats einem zweiten Plasma aus der Plasmaquelle. In noch einer Ausgestaltung können das erste Substrat und das zweite Substrat einen anderen Durchmesser haben. In noch einer Ausgestaltung kann das erste Substrat ein Wafer mit einem Durchmesser von 6 Inch oder weniger sein und das zweite Substrat kann ein Wafer mit einem Durchmesser von 8 Inch oder mehr sein. In noch einer Ausgestaltung kann das Verfahren des Weiteren aufweisen: Entfernen des ersten Substrats von über dem Spannfutter; Anordnen eines zweiten Substrats über dem Spannfutter der Kammer; Positionieren der Abschirmung zum Abdecken eines zweiten peripheren Bereichs des Spannfutters, wobei sich der zweite periphere Bereich vom ersten peripheren Bereich des Spannfutters unterscheidet; und Aussetzen des zweiten Substrats einem zweiten Plasma aus der Plasmaquelle. In noch einer Ausgestaltung kann das Aussetzen des ersten Substrats das Ätzen einer Schicht des ersten Substrats aufweisen. In noch einer Ausgestaltung kann das Aussetzen des ersten Substrats das Abscheiden einer Schicht über dem ersten Substrat aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zur Bildung einer Vorrichtung das Anordnen eines ersten Substrats mit einem ersten Durchmesser über einem Spannfutter einer Kammer, das Positionieren einer Abschirmung über dem Spannfutter in einer ersten Position auf. Die Abschirmung bedeckt einen ersten peripheren Bereich des Spannfutters. Das erste Substrat wird aus der Kammer entfernt. Ein zweites Substrat mit einem zweiten Durchmesser wird über dem Spannfutter der Kammer angeordnet. Die Abschirmung wird über dem Spannfutter in einer zweiten Position angeordnet. Die Abschirmung bedeckt einen zweiten peripheren Bereich des Spannfutters. Der erste periphere Bereich unterscheidet sich vom zweiten peripheren Bereich.
In einer Ausgestaltung kann das Verfahren des Weiteren aufweisen: vor dem Entfernen des ersten Substrats, Aussetzen des ersten Substrats einem ersten Plasma in der Kammer; und nach dem Anordnen des zweiten Substrats über dem Spannfutter, Aussetzen des zweiten Substrats einem zweiten Plasma in der Kammer. In noch einer Ausgestaltung kann das Aussetzen des ersten Substrats das Ätzen einer Schicht des ersten Substrats aufweisen. In noch einer Ausgestaltung kann das Aussetzen des ersten Substrats das Abscheiden einer Schicht über dem ersten Substrat aufweisen.
Zuvor wurden die Merkmale einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sehr allgemein dargestellt, damit die folgende ausführliche Beschreibung der Erfindung besser verständlich wird. In der Folge werden zusätzliche Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, die Gegenstand der Ansprüche der Erfindung sind. Für einen Fachmann sollte klar sein, dass das Konzept und die spezifischen offenbarten Ausführungsformen leicht als Grundlage für eine Modifizierung oder Gestaltung anderer Strukturen oder Prozesse verwendet werden können, um dieselben Zwecke der vorliegenden Erfindung auszuführen. Ein Fachmann sollte erkennen, dass solche äquivalenten Konstruktionen nicht vom Wesen und Umfang der Erfindung abweichen, die in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt ist.
Für ein umfassendes Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile wird nun auf die folgenden Beschreibungen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, von welchen:
1, die 1A und 1B enthält, ein Plasmawerkzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei 1A eine Draufsicht und 1B eine Querschnittsansicht einer Plasmakammer des Plasmawerkzeugs ist;
2, die 2A und 2B enthält, das Plasmawerkzeug zeigt, das in 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist, wobei 2A eine Draufsicht und 2B eine Querschnittsansicht einer Plasmakammer des Plasmawerkzeugs ist;
3, die 3A–3D enthält, einen Wafer mit einer ersten Größe in verschiedenen Bearbeitungsstufen in einem Plasmaätzwerkzeug gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt;
4, die 4A–4D enthält, einen Wafer mit einer zweiten Größe in verschiedenen Bearbeitungsstufen in einem Plasmaätzwerkzeug gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt;
5, die 5A–5D enthält, eine Querschnittsansicht der Plasmaabschirmung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, wobei 5A–5D Querschnittsansichten der Plasmaabschirmung sind, wie durch die Linie 5-5 in 1A gezeigt;
6, die 6A–6C enthält, eine weitere alternative Ausführungsform der Plasmaabschirmung zeigt;
7, die 7A–7C enthält, eine weitere alternative Ausführungsform der Plasmaabschirmung zeigt, die für mehrere Wafergrößen gestaltet ist;
8, die 8A–8B enthält, eine Draufsicht einer Plasmaabschirmung mit Winkelplatten gemäß alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt; und
9, die 9A–9C enthält, eine Draufsicht einer Plasmaabschirmung mit Winkelplatten gemäß alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt.
Entsprechende Bezugszeichen und Symbole in den verschiedenen Figuren beziehen sich allgemein auf entsprechende Teile, falls nicht anders angegeben. Die Figuren sind für eine klare Darstellung der relevanten Aspekte der Ausführungsformen gezeichnet und nicht unbedingt maßstabgetreu.
Die Herstellung und Verwendung verschiedener Ausführungsformen werden in der Folge ausführlich besprochen. Es sollte jedoch klar sein, dass die vorliegende Erfindung viele anwendbare erfinderische Konzepte vorsieht, die in einer Vielzahl spezifischer Zusammenhänge verkörpert sein können. Die spezifischen, besprochenen Ausführungsformen dienen nur der Veranschaulichung spezifischer Möglichkeiten zur Ausführung und Verwendung der Erfindung und schränken den Umfang der Erfindung nicht ein.
Die Halbleiterskalierung hat unter anderen zu einer Skalierung von Wafergrößen geführt. Wafergrößen haben alle paar Technologiestufen zugenommen, um eine parallele Herstellung einer höheren Anzahl von Chips zu ermöglichen und die Kosten pro Chip zu senken. Zum Beispiel hat die Wafergröße von 6 Inch auf 8 Inch und nun auf 12 Inch zugenommen. Ferner wird erwartet, dass in zukünftigen Technologiestufen 18-Inch-Wafer eingeführt werden. Häufig werden in vielen Herstellungsanlangen viele Technologiestufen gleichzeitig bearbeitet. Herkömmliche Plasmawerkzeuge wie Plasmaätzwerkzeuge und/oder Flasmadampfabscheidungssysteme sind jedoch nur mit einer einzigen Wafergröße kompatibel. In solchen Fällen müssen verschiedene Werkzeuge bereitgehalten werden, was wertvolle Stellfläche einnimmt, wodurch die Produktionskosten erhöht werden. Ausführungsformen der Erfindung lösen diese Probleme und andere durch Verwendung eines einzigen Werkzeugs zum Handhaben von Wafern unterschiedlicher Größen.
Eine Ausführungsform eines Prozesswerkzeugs wird anhand von 1 und 2 beschrieben. Ein Verfahren zum Bearbeiten von Wafern unter Verwendung des Prozesswerkzeuges wird anhand von 3 und 4 beschrieben. Alternative Ausführungsformen des Prozesswerkzeuges werden anhand von 5, 6–7, und 8, 9 beschrieben.
1, die 1A und 1B enthält, zeigt ein Plasmawerkzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1A ist eine Draufsicht und 1B ist eine Querschnittsansicht einer Plasmakammer des Plasmawerkzeugs.
Unter Bezugnahme auf 1A enthält das Plasmawerkzeug eine Plasmakammer 10. Die Plasmakammer 10 kann eine geeignete Kammer sein und kann mit einem inerten Material wie Quarz ausgekleidet sein. Die Plasmakammer 10 ist so gestaltet, dass sie eine saubere Umgebung zur Bearbeitung von Wafern vorsieht, ohne zusätzliche Rückstände aufgrund einer Reaktion mit den Komponenten der Plasmakammer 10 zu erzeugen. Die Plasmakammer 10 kann einen Einlass und Auslass für Gase enthalten, die das Plasma erzeugen. Wie zum Beispiel in 1B dargestellt, enthält die Plasmakammer 10 einen Gaseinlass 11 und einen Gasauslass 12.
Ein Plasmaätzsystem ist eine Art von Ätzung, in der das Plasma verwendet wird, um eine gerichtete Ätzung zu erhalten. In einem Plasmaätzsystem wird ein hohes Elektrodenfeld über die Plasmakammer 10 angelegt. In der Plasmakammer 10 wird ein Reaktionsgas verwendet, das ein Ätzmittel aufweist Das hochelektrische Feld ionisiert die Atome des Reaktionsgases, wodurch positive Ionen und freie Elektronen erzeugt werden, wodurch ein Plasma innerhalb der Plasmakammer 10 erzeugt wird.
Unter Bezugnahme auf 1B wird die Energie für das Plasma über einen HF-Generator zugeleitet, der für gewöhnlich bei 13,56 MHz arbeitet, zum Beispiel durch Anlegen einer HF-Spannung am ersten Spannungsknoten V1 an der oberen Elektrode 25 oder am zweiten Spannungsknoten V2 am Spannfutter 20. Die Hochenergieelektronen aus dem Plasma können zahlreiche Reaktionen mit den Reaktionsgasen verursachen. Infolgedessen kann das Plasma freie Elektronen, ionisierte Moleküle, freie Radikale und/oder neutrale Moleküle enthalten. Das Reaktionsgas in der Plasmakammer 10 kann durch den Gaseinlass 11 eingeleitet werden und kann bei geringem Druck (z. B. 10 mTorr bis etwa 100 mTorr) gehalten werden, um Ionenkollisionen während des Durchgangs der Ionen zu minimieren, zum Beispiel zur Verbesserung der Richtwirkung des Ätzprozesses. In Plasmaätzsystemen werden die ionisierten Ätzmittelgasatome zum Substrat hin beschleunigt, das über dem Spannfutter 20 positioniert ist. Die gerichtete Bewegung der ionisierten Ätzmittelgasatome führt zu einem anisotropen Ätzen des freiliegenden Substrats (Wafers). Es wird jedoch jeder Abschnitt des Spannfutters 20, der nicht vom Substrat bedeckt ist, ebenso den hochkorrosiven ionisierten Ätzmittelgasatomen ausgesetzt. Eine wiederholte Einwirkung der ionisierten Ätzmittelgasatome über einen Zeitraum kann zu einer permanenten Beschädigung des Spannfutters 20 führen. Ein Austausch des Spannfutters 20 ist teuer und kann sehr zeitaufwändig sein, bevor das Plasmaätzsystem wieder funktionsfähig wird. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beheben diese und andere Einschränkungen durch die Verwendung der Plasmaabschirmung 40.
Ebenso wird in einem Plasmadampfabscheidungssystem ein inertes Gas wie Argon in die Plasmakammer 10 bei geringen Drücken geleitet. Es wird eine Spannung über die Plasmakammer 10 angelegt, wodurch ein Plasma erzeugt wird, das ionisierte inerte Gasatome enthält, indem zum Beispiel ein erster Spannungsknoten V1 an der oberen Elektrode 25 und ein zweiter Spannungsknoten V2 am Spannfutter 20 angelegt wird. Diese ionisierten inerten Atome werden durch das elektrische Feld in der Kammer angezogen oder beschleunigt, um auf eine Zielelektrode, z. B. die obere Elektrode 25 zu treffen. Die Zielatome werden physikalisch aus ihrem Wirtsgitter gelöst und in die Plasmakammer 10 geschleudert. Die freien Zielatome bewegen sich durch die Plasmakammer 10. Einige dieser freien Zielatome treffen auf ein Substrat (einen Wafer) über dem Spannfutter 20. Die Abscheidungsrate des Films auf dem Wafer hängt von der Anzahl einfallender Ionen, der Sputterausbeute (Anzahl von Zielatomen, die pro einfallendem Ion gelöst werden) und geometrischen Faktoren ab (zum Beispiel dem Verhältnis von Ziel relativ zum Wafer). Eine große Fraktion der freien Zielatome trifft jedoch auf andere Oberflächen wie jede freiliegende Oberfläche des Spannfutters 20 (Oberfläche des Spannfutters 20, die nicht vom Substrat bedeckt ist). Wenn das Spannfutter 20 auf diese Weise freiliegt, könnte ein Austausch des Spannfutters 20 wegen der abgeschiedenen Zielatome an der Peripherie des Spannfutters 20 innerhalb einer gewissen Anzahl von Zyklen notwendig sein. Ein Austausch des Spannfutters 20 ist teuer und kann zu einer signifikanten Stillstandzeit für das Werkzeug führen, wodurch Produktionskosten weiter erhöht werden. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beheben diese und andere Einschränkungen durch die Verwendung der Plasmaabschirmung 40.
In verschiedenen Ausführungsformen enthält die Plasmakammer 10 eine Plasmaabschirmung 40, die eine erste zurückziehbare Platte 50 und die zweite zurückziehbare Platte 60 aufweist. In verschiedenen Ausführungsformen können mehrere zurückziehbare Platten verwendet werden. In verschiedenen Ausführungsformen weist die Plasmaabschirmung 40 ein Material auf, das gegen die Plasmachemie beständig ist. In einer oder mehreren Ausführungsformen weist die Plasmaabschirmung 40 ein keramisches Material auf. Zum Beispiel bleibt die Plasmaabschirmung 40 unbeeinträchtigt, selbst wenn sie ionisierten Ätzmittelatomen im Plasmaätzsystem ausgesetzt wird. Alternativ kann die Plasmaabschirmung 40 leicht und weniger teuer getauscht werden als bei einem Austausch des Spannfutters 20.
Wie in der oberen Ansicht dargestellt, hat die Plasmaabschirmung 40 in der vollständig geschlossenen Position eine kreisförmige Öffnung. In der Darstellung hat das Spannfutter 20 einen ersten Durchmesser d1. In verschiedenen Ausführungsformen hat die kreisförmige Öffnung einen zweiten Durchmesser d2, der ungefähr derselbe wie der Durchmesser des bearbeiteten Substrats ist. Zum Beispiel ist zum Bearbeiten eines 6-Inch-Wafers die kreisförmige Öffnung (der zweite Durchmesser d2) 6 Inch.
In verschiedenen Ausführungsformen wird die Plasmaabschirmung 40 zwischen der Plasmaquelle und dem Spannfutter 20 angeordnet. Somit ist in verschiedenen Ausführungsformen der periphere Bereich des Spannfutters 20 (Bereich des Spannfutters 20, der nicht mit der zentralen Öffnung der Plasmaabschirmung 40 überlappt) den ionisierten Ätzmittelgasatomen nicht ausgesetzt. Daher wird der periphere Bereich des Spannfutters 20 nicht von den reaktionsfähigen ionisierten Ätzmittelgasatomen bombardiert, wodurch das Spannfutter 20 geschützt wird.
Somit ermöglichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bearbeitung von Wafern unterschiedlicher Größen durch Ändern der relativen Größe der zentralen Öffnung der Plasmaabschirmung 40.
2, die 2A und 2B enthält, zeigt das in 1 dargestellte Plasmawerkzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2A ist eine Draufsicht und 2B ist eine Querschnittsansicht einer Plasmakammer des Plasmawerkzeugs.
Das Plasmawerkzeug, das in 1 dargestellt ist, kann so gestaltbar sein, dass mehrere Wafergrößen aufgenommen werden können. 1 zeigt eine erste Position der Plasmaabschirmung 40, in der ein Substrat verwendet werden kann, das kleiner als das Spannfutter 40 ist, ohne den peripheren Bereich des Spannfutters 40 dem Plasma auszusetzen. In Gegensatz dazu wird in 2 die Plasmaabschirmung 40 in eine zweite Position zurückgezogen. In dieser Ausführungsform schützt die Plasmaabschirmung 40 das Spannfutter 40 nicht, da sie aus der Bahn zwischen der Plasmaquelle und dem Spannfutter 20 gezogen wird. Diese Position kann verwendet werden, wenn der Wafer dieselbe Größe wie das Spannfutter 20 hat, d. h., die Größe des Spannfutters 20 ist etwa dieselbe wie die Wafergröße. In 2A wird der zweite Durchmesser d2 (aus 1) überlagert, um die relative Änderung in der zentralen Öffnung von 1 zu zeigen.
3, die 3A–3D enthält, zeigt eine Vorrichtung in verschiedenen Bearbeitungsstufen in einem Plasmaätzwerkzeug gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In verschiedenen Ausführungsformen können 3A–3D eine Halbleitervorrichtung während der Herstellung zeigen.
3A zeigt ein erstes Substrat 30 vor der Bearbeitung im Plasmaätzwerkzeug. Das erste Substrat 30 kann ein Wafer mit einem ersten Durchmesser d1 in einer oder mehreren Ausführungsformen sein. Das erste Substrat 30 kann ein Halbleitermaterial in verschiedenen Ausführungsformen aufweisen. Das erste Substrat 30 kann in einer Ausführungsform einen Bulk-Siliziumwafer aufweisen, zum Beispiel mit einer (100) ebenen Oberfläche. In einer anderen Ausführungsform kann das erste Substrat 30 einen Silizium-auf-Isolator-Wafer aufweisen. In weiteren Ausführungsformen kann das erste Substrat 30 andere Halbleitermaterialien wie ein Germanium, Siliziumgermanium, Siliziumcarbid, Galliumnitrid, Galliumarsenid, Indiumphosphid, Indiumarsenid und andere (oder Schichten daraus) aufweisen. Das erste Substrat 30 kann eine oder mehrere Epitaxialschichten aufweisen.
Das erste Substrat 30 kann eine Schicht 210 enthalten, die zu strukturieren ist. Die Schicht 210 kann in einer Ausführungsform eine dielektrische Schicht aufweisen. In einer Ausführungsform weist die Schicht 210 ein Oxid, Tetraethyloxysilan (TEOS), fluoriertes TEOS (FTEOS), dotiertes Glas (Borphosphosilicatglas (BPSG), Phosphosilicatglas (PSG), Borsilicatglas (BSG)) auf. In einer anderen Ausführungsform weist die Schicht 210 ein Nitrid, ein Material mit höherer Dielektrizitätszahl (”high-k”) wie hafniumbasiertes Oxid wie Hafniumoxid, Hafniumsiliziumoxid, Hafniumsiliziumoxynitrid (HfSiON), Aluminiumoxid und Kombinationen davon auf In einer anderen Ausführungsform weist die Schicht 210 ein Material mit niedrigerer Dielektrizitätszahl (”low-k”) wie Organosilicatglas (OSG), fluoriertes Silicatglas (FSG) oder Spin-on-Glas (SOG), kohlenstoffdotierte Oxide (CDO), dichtes SiCOH oder poröse Dielektrika auf.
In einer anderen Ausführungsform kann die Schicht 210 ein leitendes Material wie ein Metall aufweisen. Zum Beispiel kann die Schicht 210 Aluminium, Kupfer, Titan, Tantal, Wolfram, Gold, Metalloxide, Metallsilicide, Metallnitride aufweisen. In einer weiteren Ausführungsform kann die Schicht 210 eine Halbleitermaterialschicht wie eine polykristalline Halbleiterschicht aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Schicht 210 mehrere Schichten aufweisen.
Über der Schicht 210 kann ein strukturierter Stopplack 220 gebildet sein. Der strukturierte Stopplack 220 kann in einer oder mehreren Ausführungsformen einen Fotolack aufweisen. Der strukturierte Stopplack 220 kann in einer oder mehreren Ausführungsformen unter Verwendung eines herkömmlichen Lithographieprozesses gebildet werden. Zum Beispiel kann der Stopplack 220 abgeschieden und nach einem lithographischen Belichtungsprozess entwickelt werden.
3B zeigt die Bearbeitung des ersten Substrats 30 im Plasmaätzwerkzeug. Das Plasmaätzsystem weist eine Zielelektrode 25 (oder Kathode) auf, die an einen Spannungsknoten angeschlossen ist, eine Anode oder ein Spannfutter 20, das durch eine HF-Vorspannung gespeist wird, auf der das erste Substrat 30 angeordnet ist. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Plasmaätzwerkzeug ein Parallelplatten-Plasmaätzsystem, ein Plasmaätzsystem hoher Dichte, ein Sputterätzsystem oder andere Arten von Plasmaätzsystemen sein. In einem Plasmaätzsystem hoher Dichte kann das Plasma unter Verwendung einer Elektron-Cyclatron-Resonanz und induktiv gekoppeltem Plasma erzeugt werden. In Plasmaätzsystemen hoher Dichte ist die Plasmadichte sehr hoch, zum Beispiel größer als etwa 10¹¹/cm^–3. In einigen Ausführungsformen kann das Plasmaätzsystem ein Sputterätzen enthalten, das ein physikalisches Bombardement der Schicht 210 mit chemisch inerten Ionen ist. Zum Beispiel können beim Sputterätzen ionisierte Argonatome auf die Schicht 210 bombardiert werden.
Abhängig von der Chemie des Ätzprozesses werden Gase durch den Gaseinlass 11 eingeleitet und durch den Gasauslass 12 entfernt. In verschiedenen Ausführungsformen können die Gase Argon, auf Fluor basierte Chemikalien, wie SiF₄, Fluorkohlenstoffe wie CF₄, CHF₃, C₂F₆, C₃F₅, C₄F₈, CH₂F₂, Sauerstoff, Wasserstoff, NF₃, CO, auf Chlor basierte Chemikalien wie Cl₂, CHCl₃, und Kombinationen davon enthalten.
Aufgrund der Potentialdifferenz zwischen dem Spannfutter 20 und der oberen Elektrode 25 werden die ionisierten Ätzmittelgasatome 230 zum Spannfutter 20 hin beschleunigt. Wie dargestellt, werden die ionisierten Ätzmittelgasatome 230 vom Plasma zum ersten Substrat 30 hin gelenkt. Somit hängt die Richtwirkung des Ätzprozesses unter anderem vom Potentialabfall und dem Ätzmittelgas ab. Reaktionsfähigere Spezies führen zu einem selektiven Ätzen, während ein inertes Gas wie Argon für ein gerichtetes Ätzen ohne Selektivität sorgt. Somit strukturiert in verschiedenen Ausführungsformen der anisotrope Ätzprozess die freiliegende Schicht 210.
Wie anschließend in 3C dargestellt, wird das erste Substrat 30 aus der Plasmakammer 10 entfernt. Jeder verbleibende strukturierte Stopplack 220 kann zum Beispiel mit einem Nassätzprozess zur Bildung einer strukturierten Schicht 240 (3D) entfernt werden.
4, die 4A–4D enthält, zeigt eine Vorrichtung in verschiedenen Bearbeitungsstufen im Plasmaätzwerkzeug gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In verschiedenen Ausführungsformen können 4A–4D eine Halbleitervorrichtung während der Herstellung zeigen.
4A zeigt ein zweites Substrat 130 vor der Bearbeitung im Plasmaätzwerkzeug. Das zweite Substrat 130 kann in einer oder mehreren Ausführungsformen ein Wafer mit einem zweiten Durchmesser d2 sein. Das zweite Substrat 130 kann in verschiedenen Ausführungsformen ein Halbleitermaterial aufweisen. Der zweite Durchmesser d2 ist kleiner als der erste Durchmesser d1. Das zweite Substrat 130 kann in einer Ausführungsform einen Bulk-Siliziumwafer aufweisen, zum Beispiel mit einer (100) ebenen Oberfläche. In einer anderen Ausführungsform kann das zweite Substrat 130 einen Silizium-auf-Isolator-Wafer aufweisen. In weiteren Ausführungsformen kann das zweite Substrat 130 andere Halbleitermaterialein wie ein Germanium, Siliziumgermanium, Siliziumcarbid, Galliumnitrid, Galliumarsenid, Indiumphosphid, Indiumarsenid und andere (oder Schichten daraus) aufweisen. Das zweite Substrat 130 kann eine oder mehrere Epitaxialschichten aufweisen.
Ähnlich 3 enthält das zweite Substrat 130 eine Schicht 210, die zu strukturieren ist. Wie zuvor beschrieben, kann die Schicht 210 ein dielektrisches Material, ein leitendes Material oder ein Halbleiter sein.
Unter Bezugnahme auf 4B wird das zweite Substrat 130 in der Plasmakammer 10 des Plasmaätzwerkzeuges angeordnet. Das zweite Substrat 130 wird über dem Spannfutter 20 positioniert.
In dieser Ausführungsform hat das zweite Substrat 130 einen zweiten Durchmesser d2, der kleiner ist als das Spannfutter 20. Wie in 4B dargestellt, bedeckt somit das zweite Substrat 130 das Spannfutter 20 nicht vollständig. Vielmehr ist nur ein zentraler Abschnitt des Spannfutters 20 mit dem zweiten Substrat 130 bedeckt. Der verbleibende periphere Bereich des Spannfutters 20 liegt frei und kann beschädigt werden, wenn er kontinuierlich den korrosiven ionisierten Gasatomen 230 des Plasmas ausgesetzt ist. Daher wird in verschiedenen Ausführungsformen die Plasmaabschirmung 40 zum Schutz des Spannfutters 20 verwendet. Unter Verwendung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden die peripheren Bereiche des Spannfutters 20 durch die Plasmaabschirmung 40 geschützt. Somit wird das Spannfutter 20 selbst in Plasmaätzsystemen hoher Dichte nicht beschädigt, die einen sehr hohen Ionenfluss haben, der zum Spannfutter 20 hin gerichtet ist.
Unter Bezugnahme auf 4B wird die Plasmaabschirmung 40 eingesetzt, indem die zurückziehbaren Platten näher gebracht werden. Zum Beispiel werden im Fall der Ausführungsform, in der die Plasmaabschirmung 40 eine erste zurückziehbare Platte 50 und eine zweite zurückziehbare Platte 60 enthält, die erste und die zweite zurückziehbare Platte 50 und 60 näher in eine Position zur Bildung einer zentralen Öffnung mit einem zweiten Durchmesser d2 gebracht (siehe z. B. auch 1A). Somit schützen die erste und die zweite zurückziehbare Platte 50 und 60 die peripheren Bereiche des Spannfutters 20, die nicht von dem zweiten Substrat 130 bedeckt sind, vor den ionisierten Gasatomen 230.
In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist die Plasmaabschirmung 40 nicht an ein Potential gekoppelt und ändert daher den Prozess an sich nicht. Das Einführen eines Potentials an der Plasmaabschirmung 40 kann eine negative Auswirkung einführen, da einige der ionisierten Gasatome 230 gebeugt werden können, was die Richtwirkung, Gleichförmigkeit und/oder die Fähigkeit, die peripheren Bereiche des Spannfutters 20 zu schützen, beeinträchtigen könnte.
In verschiedenen Ausführungsformen weist die Plasmaabschirmung 40 ein Material auf, das eine minimale Auswirkung auf die elektrischen Feldlinien innerhalb der Plasmakammer 10 hat. Der Grund dafür ist, dass eine signifikante Änderung in den elektrischen Feldlinien die Richtwirkung der ionisierten Gasatome 230 verringern kann, während auch der Fluss ionisierter Gasatome 230 erhöht wird, die auf die Plasmaabschirmung 40 treffen. Mit anderen Worten, die Kapazität der Plasmaabschirmung 40 ist etwa dieselbe wie die Kapazität des entsprechenden Raums der Plasmakammer 10. Daher weist die Plasmaabschirmung 40 in einer Ausführungsform ein Material mit niedrigerer Dielektrizitätszahl (”low-k”) auf. Alternativ oder zusätzlich wird in verschiedenen Ausführungsformen die Dicke der Plasmaabschirmung 40 minimiert, während die mechanische Stabilität aufrechterhalten wird. In einer oder mehreren Ausführungsformen hat die Plasmaabschirmung 40 eine Dicke, gemessen entlang der z-Richtung, von weniger als 10 mm. In verschiedenen Ausführungsformen hat die Plasmaabschirmung 40 eine Dicke zwischen etwa 1 mm bis etwa 10 mm.
In verschiedenen Ausführungsformen weist die Plasmaabschirmung 40 ein keramisches Material auf und kann eine metallische Schicht enthalten, die ein keramisches Substrat überzieht. In verschiedenen Ausführungsformen weist das keramische Material Quarz, Glas und andere Materialien auf.
In verschiedenen Ausführungsformen weist die Plasmaabschirmung 40 ein leitendes Substrat auf, das zum Beispiel ein Metall aufweist. Zum Beispiel kann die Plasmaabschirmung 40 ein Edelstahlsubstrat, ein Kupfersubstrat, ein Bleisubstrat, ein Wolframsubstrat als Beispiele aufweisen. Das Metall kann in einer Legierungsform, einer intermetallischen Form und/oder als Verbindungen vorliegen. Zum Beispiel kann in verschiedenen Ausführungsformen ein Metall, das gegenüber ionisierten Gasatomen 230 des Plasmas inert ist, verwendet werden. Alternativ weist in einer anderen Ausführungsform die Plasmaabschirmung 40 ein Metallsubstrat auf, das mit einem dielektrischen Material überzogen ist. In einer anderen Ausführungsform weist die Plasmaabschirmung 40 eine Keramik auf, die mit einem Metall überzogen ist. Zum Beispiel kann das keramische Material mit TiN oder TaN überzogen sein.
Nach dem Ätzen der freiliegenden Schicht 210 auf dem zweiten Substrat 130 ist der Ätzprozess beendet. Das zweite Substrat 130 wird aus der Plasmakammer 10 entfernt, wie in 4C dargestellt, und jeder verbleibende Stopplack wird zur Bildung einer strukturierten Schicht 240 entfernt (4D).
In verschiedenen Ausführungsformen kann der in 3 beschriebene Prozess vor oder nach der Ausführung des Prozesses, der in 4 beschrieben ist, ausgeführt werden. Zum Beispiel kann ein erstes Lot von Wafern, das Wafer des ersten Durchmessers (z. B. 12 Inch) enthält, wie in 3 dargestellt verarbeitet werden. Dann kann ein zweites Lot von Wafern, das Wafer des zweiten Durchmessers (z. B. 6 Inch) enthält, wie in 4 dargestellt verarbeitet werden. Somit können verschiedene Lots von Wafer mit unterschiedlichen Wafergrößen in demselben Prozesswerkzeug verarbeitet werden.
5, die 5A–5D enthält, zeigt eine Querschnittsansicht der Plasmaabschirmung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 5 ist eine Querschnittsansicht der Plasmaabschirmung, wie durch die Linie 5-5 in 1A dargestellt.
Wie in 5A dargestellt, ist in einer Ausführungsform die erste zurückziehbare Platte 50 nahe der zweiten zurückziehbaren Platte 60 angeordnet. Die erste zurückziehbare Platte 50 ist jedoch von der zweiten zurückziehbaren Platte 60 mit einem ersten Spalt g1 beabstandet. Der erste Spalt g1 ist mindestens einige Millimeter groß und in verschiedenen Ausführungsformen etwa 5 mm bis etwa 50 mm. In einer Ausführungsform ist der erste Spalt g1 etwa 10 mm bis etwa 20 mm. In einer oder mehreren Ausführungsformen ist der erste Spalt g1 etwa 0,5 mm bis etwa 2 mm. In einer oder mehreren Ausführungsformen ist der erste Spalt g1 etwa 1 mm oder weniger. Der erste Spalt g1 garantiert, dass die erste zurückziehbare Platte 50 nicht an der zweiten zurückziehbaren Platte 60 reibt oder mit dieser kollidiert. Eine solche Gestaltung kann die Erzeugung unerwünschter Partikel verhindern, die den bearbeiteten Wafer kontaminieren könnten. Somit verhindern Ausführungsformen der Erfindung eine Erhöhung der Defektdichte, indem sie ein Reiben der Platten der Plasmaabschirmung 40 verhindern.
5B zeigt eine alternative Ausführungsform der Plasmaabschirmung 40. In dieser Ausführungsform wird verhindert, dass das ionisierte Plasma das Spannfutter durch den Spalt erreicht. In der Ausführungsform von 5A ist ein kleiner Abschnitt des Spannfutters 20 unter dem ersten Spalt g1 nicht vor den ionisierten Gasatomen des Plasmas geschützt. In dieser Ausführungsform wird eine verriegelnde Gestaltung für die Plasmaabschirmung 40 verwendet, so dass alle Bereiche des Spannfutters 20 vor einem direkten Bombardement durch die ionisierten Gasatome geschützt sind. Somit ist auch der Abschnitt des Spannfutters 20 unter dem zweiten Spalt g2 vor den ionisierten Gasatomen aufgrund der überlappenden Gestaltung der zweiten zurückziehbaren Platte 60 geschützt.
Ferner ermöglicht die verriegelnde Gestaltung die Verwendung mehrerer Zwischenräume zwischen der ersten zurückziehbaren Platte 50 und der zweiten zurückziehbaren Platte 60. Somit kann diese Ausführungsform zum Verarbeiten von Wafern mehrerer Größen verwendet werden.
5C zeigt eine alternative Ausführungsform der Plasmaabschirmung 40, in der die erste zurückziehbare Platte 50 und die zweite zurückziehbare Platte 60 eine Seitenwand haben, die in einem Winkel relativ zur oberen Oberfläche geneigt ist. Insbesondere sind die Seitenwände der ersten zurückziehbaren Platte 50 und der zweiten zurückziehbaren Platte 60 nicht senkrecht, wodurch sie das darunterliegende Spannfutter 20 schützen.
5D zeigt eine alternative Ausführungsform der Plasmaabschirmung 40, in der die Plasmaabschirmung ein inneres Kernmaterial und eine äußere Beschichtung enthält. In einer oder mehreren Ausführungsformen weist die Plasmaabschirmung 40 einen Kernbereich 41 und eine Beschichtung 42 auf, die eine äußere Schicht über dem Kernbereich 41 bildet. Der Kernbereich 41 kann in einer Ausführungsform ein Metallsubstrat sein. In einer anderen Ausführungsform weist der Kernbereich 41 ein keramisches Substrat auf. Die Beschichtung 42 kann eine konforme Schicht sein, die auf allen Oberflächen des Kernbereichs 41 in verschiedenen Ausführungsformen abgeschieden ist. In einigen Ausführungsformen jedoch kann die Beschichtung 42 nur auf der Hauptfläche gebildet sein, die den Plasmaionen zugewandt ist.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Beschichtung 42 mehr als eine Schicht aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Beschichtung 42 ein Metall oder eine dielektrische Schicht aufweisen.
6, die 6A–6C enthält, zeigt eine weitere alternative Ausführungsform der Plasmaabschirmung. 6B ist eine Querschnittsansicht der Plasmaabschirmung, wie durch die Linie 6B-6B von 6A dargestellt. 6C ist eine Querschnittsansicht der Plasmaabschirmung, wie durch die Linie 6C-6C von 6A dargestellt.
In einer anderen Ausführungsform enthält die Plasmaabschirmung 40 eine verriegelte Gestaltung mit einer oberen Öffnung 51 und einer gegenüberliegenden unteren Öffnung 52 (6A). Die untere Öffnung 52 wird zur Peripherie der Plasmaabschirmung 40 bewegt. Infolgedessen wird die Ätzchemikalie, die durch die obere Öffnung 51 fällt, durch die Plasmaabschirmung 40 transportiert und tritt aus der Plasmaabschirmung 40 an einer Stelle aus, die möglicherweise nicht mit dem Spannfutter 20 überlappt (6B). Somit ist das Spannfutter 20 auch vor der chemischen Wirkung des Ätzmittels geschützt. In der früheren Ausführungsform, die in 5B dargestellt ist, ist das Spannfutter 20 vor dem physikalischen Bombardement geschützt, kann aber der chemischen Wirkung unterliegen, da das Ätzmittel über das Spannfutter 20 fallen kann.
7, die 7A–7C enthält, zeigt eine weitere alternative Ausführungsform der Plasmaabschirmung, die für mehrere Wafergrößen gestaltet ist. 7A ist eine Draufsicht der Plasmaabschirmung. 7B ist eine Querschnittsansicht der Plasmaabschirmung wie durch die Linie 7B-7B von 7A dargestellt. 7C ist eine Querschnittsansicht der Plasmaabschirmung, wie durch die Linie 7C-7C von 7A dargestellt.
7 zeigt die Plasmaabschirmung, die zuvor in 6 dargestellt war, die so positioniert ist, dass sie zu einem Wafer mit einem dritten Durchmesser d3 passt, der sich von dem zweiten Waferdurchmesser d2 in 6 unterscheidet. Somit sind die erste und die zweite zurückziehbare Platte 50 und 60 der Plasmaabschirmung 40 durch einen dritten Spalt g3 (7B) voneinander beabstandet, der größer ist als der zweite Spalt g2, der in 6B dargestellt ist.
8, die 8A–8B enthält, zeigt eine Draufsicht einer Plasmaabschirmung mit Winkelplatten gemäß alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Plasmaabschirmung 40 Platten unterschiedlicher Formen und Größen haben. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform, die in 8A dargestellt ist, die Plasmaabschirmung 40 halbkreisförmige Platten enthalten. In dieser Ausführungsform sind sowohl die erste wie auch die zweite zurückziehbare Platte 50 bzw. 60 halbkreisförmig.
8B zeigt eine alternative Ausführungsform, die mehrere vierteilkreisförmige zurückziehbare Platten zeigt. Somit kann diese Ausführungsform zum Gestalten der Plasmaabschirmung 40 verwendet werden, um die inneren Öffnungen so einzustellen, dass verschiedene Wafergrößen aufgenommen werden können. Daher enthält die Plasmaabschirmung 40 eine erste Platte 51, eine zweite Platte 52, eine dritte Platte 53, eine vierte Platte 54, eine fünfte Platte 55, eine sechste Platte 56, eine siebente Platte 57 und eine achte Platte 58. In verschiedenen Ausführungsformen können mehr oder weniger Platten verwendet werden.
9, die 9A–9C enthält, zeigt eine Draufsicht einer Plasmaabschirmung mit Winkelplatten gemäß alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
9A zeigt eine alternative Anordnung der Platten der Plasmaabschirmung. In verschiedenen Ausführungsformen können die Platten der Plasmaabschirmung 40 unterschiedlich angeordnet sein, um eine Variation in Wafergrößen leicht zu machen. Daher kann in einer oder mehreren Ausführungsformen die Plasmaabschirmung 40 irisartige Formen enthalten. Zum Beispiel sind in der dargestellten Ausführungsform eine erste Platte 51, eine zweite Platte 52, eine dritte Platte 53, eine vierte Platte 54 und eine fünfte Platte 55 zur Bildung einer zentralen Öffnung, eines Pentagons, positioniert. Die Platten können um einen zentralen Punkt (CP) rotiert werden, was die Größe der zentralen Öffnung abhängig von der Anordnung erhöht oder verringert. Zum Beispiel verringert in 9A eine Drehung im Uhrzeigersinn den Durchmesser der zentralen Öffnung.
In verschiedenen Ausführungsformen können mehr Platten hinzugefügt werden. Zum Beispiel können in verschiedenen Ausführungsformen neun, zehn oder vierzehn oder zwanzig Platten verwendet werden. Fünf Platten sind nur als Veranschaulichung dargestellt. Die Erhöhung der Anzahl von Platten führt zur Bildung eines stärker kreisförmig geformten Vielecks. Als weitere Darstellung, wenn zehn Platten verwendet werden, wie in 9B dargestellt, hat die zentrale Öffnung der Plasmaabschirmung 40 eine Form eines Zehnecks. 9C zeigt eine weitere Darstellung einer Plasmaabschirmung 40 mit 32 Platten (der Deutlichkeit wegen ist nicht jede der Platten dargestellt).
Diese Erfindung wurde zwar unter Bezugnahme auf veranschaulichende Ausführungsformen beschrieben, aber diese Beschreibung soll nicht im einschränkenden Sinn verstanden werden. Verschiedene Modifizierungen und Kombinationen der veranschaulichenden Ausführungsformen, wie auch andere Ausführungsformen der Erfindung, sind für den Fachmann unter Bezugnahme auf die Beschreibung offensichtlich. Als Beispiel können die in 1–9 beschriebenen Ausführungsformen miteinander in verschiedenen Ausführungsformen kombiniert werden. Es ist daher beabsichtigt, dass die beiliegenden Ansprüche sämtliche derartige Modifizierungen oder Ausführungsformen enthalten.
Obwohl die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile ausführlich beschrieben wurden, sollte klar sein, dass verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen, wie durch die beiliegenden Ansprüche definiert. Zum Beispiel ist für einen Fachmann leicht verständlich, dass viele der hierin beschriebenen Merkmale, Funktionen, Prozesse und Materialien variiert werden können, während sie weiterhin im Umfang der vorliegenden Erfindung liegen.
Ferner soll der Umfang der vorliegenden Anmeldung nicht auf die besonderen Ausführungsformen des Prozesses, der Maschine, Herstellung, Zusammensetzung, der Mittel, Verfahren und Schritte beschränkt sein, die in der Beschreibung beschrieben sind. Wie für einen Fachmann sofort aus der Offenbarung der vorliegenden Erfindung offensichtlich ist, können Prozesse, Maschinen, Herstellung, Substanzzusammensetzungen, Mittel, Verfahren oder Schritte, die gegenwärtig existieren oder später entwickelt werden, die im Wesentlichen dieselbe Funktion ausführen oder im Wesentlichen dasselbe Ergebnis erzielen, wie die entsprechenden Ausführungsformen, die hierin beschrieben sind, gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Daher sollen die beiliegenden Ansprüche in ihrem Umfang solche Prozesse, Maschinen, Herstellung, Substanzzusammensetzungen, Mittel, Verfahren oder Schritte enthalten.

Claims

Prozesswerkzeug (10), aufweisend: ein Spannfutter (20), das zum Halten eines Substrats gestaltet ist, wobei das Spannfutter (20) in einer Kammer angeordnet ist; und eine Abschirmeinheit (40) mit einer zentralen Öffnung, wobei die Abschirmeinheit (40) in der Kammer über dem Spannfutter (20) angeordnet ist.
Prozesswerkzeug (10) nach Anspruch 1, wobei die Abschirmeinheit (40) zum Variieren eines Durchmessers der zentralen Öffnung gestaltet ist.
Prozesswerkzeug (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei, in einer ersten Position der dielektrischen Einheit ein Durchmesser der zentralen Öffnung kleiner ist als ein Durchmesser des Spannfutters (20).
Prozesswerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Abschirmeinheit (40) mehrere Platten (50, 60) enthält; wobei vorzugsweise die mehreren Platten (50, 60) zum Rotieren gestaltet sind, so dass ein Durchmesser der zentralen Öffnung variiert wird; oder wobei vorzugsweise die mehreren Platten (50, 60) zum Zurückziehen gestaltet sind, so dass ein Durchmesser der zentralen Öffnung variiert wird.
Prozesswerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Abschirmungseinheit (40) ein keramisches Substrat aufweist; wobei vorzugsweise das keramische Substrat mit einer leitenden Schicht überzogen ist.
Prozesswerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Abschirmungseinheit (40) ein Metallsubstrat aufweist.
Prozesswerkzeug (10), aufweisend: eine obere Elektrode (25); ein Spannfutter (20), das unter der oberen Elektrode (25) angeordnet ist; und eine Abschirmung (40), die zwischen dem Spannfutter (20) und der oberen Elektrode (25) angeordnet ist, wobei die Abschirmung (40) zum Überlappen mit einem peripheren Bereich des Spannfutters (20) gestaltet ist.
Prozesswerkzeug (10) nach Anspruch 7, wobei die Abschirmung (40) zum Arbeiten an einer ersten Position mit einer ersten zentralen Öffnung und einer zweiten Position mit einer zweiten zentralen Öffnung, die sich von der ersten zentralen Öffnung unterscheidet, gestaltet ist; wobei vorzugsweise wobei die Abschirmung (40) nicht zum Überlappen mit dem Spannfutter (20) in der zweiten Position gestaltet ist; wobei weiter vorzugsweise die Abschirmung (40) zum Überlappen mit einem peripheren Bereich des Spannfutters (20) in der ersten Position gestaltet ist.
Prozesswerkzeug (10) nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Prozesswerkzeug (10) ein Ätzwerkzeug (10) ist.
Prozesswerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Prozesswerkzeug (10) ein Abscheidungswerkzeug (10) ist.
Prozesswerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Abschirmung (40) eine erste zurückziehbare Platte (50) aufweist, die zum Einstellen in eine erste Position und eine zweite Position gestaltet ist; wobei vorzugsweise die Abschirmung (40) ferner eine zweite zurückziehbare Platte (60) aufweist, wobei, in der ersten Position, die erste zurückziehbare Platte (50) nahe der zweiten zurückziehbaren Platte (60) liegt; wobei weiter vorzugsweise, in der ersten Position ein Abschnitt der ersten zurückziehbaren Platte (50) einen Abschnitt der zweiten zurückziehbaren Platte (60) überlappt; wobei weiter vorzugsweise, in der ersten Position, die Abschirmung (40) einen Auslass hat, der dem Spannfutter (20) zugewandt ist, wobei der Auslass nicht mit dem Spannfutter (20) überlappt.
Prozesswerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Abschirmung (40) ein keramisches Material aufweist.
Verfahren zur Bildung einer Vorrichtung, wobei das Verfahren aufweist: Anordnen eines ersten Substrats über einem Spannfutter (20) einer Kammer; Positionieren einer Abschirmung (40) zwischen einer Plasmaquelle und dem Spannfutter (20), wobei die Abschirmung (40) einen ersten peripheren Bereich des Spannfutters (20) bedeckt; und Aussetzen des ersten Substrats einem ersten Plasma aus der Plasmaquelle.
Verfahren nach Anspruch 13, des Weiteren aufweisend: Entfernen des ersten Substrats von über dem Spannfutter (20); Zurückziehen der Abschirmung (40) zum Freilegen des ersten peripheren Bereichs des Spannfutters (20); Anordnen eines zweiten Substrats über dem Spannfutter (20); und Aussetzen des zweiten Substrats einem zweiten Plasma aus der Plasmaquelle; wobei vorzugsweise das erste Substrat und das zweite Substrat einen anderen Durchmesser haben; und/oder wobei vorzugsweise das erste Substrat ein Wafer mit einem Durchmesser von 6 Inch oder weniger ist und wobei das zweite Substrat ein Wafer mit einem Durchmesser von 8 Inch oder mehr ist.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, des Weiteren aufweisend: Entfernen des ersten Substrats von über dem Spannfutter (20); Anordnen eines zweiten Substrats über dem Spannfutter (20) der Kammer; Positionieren der Abschirmung (40) zum Abdecken eines zweiten peripheren Bereichs des Spannfutters (20), wobei sich der zweite periphere Bereich vom ersten peripheren Bereich des Spannfutters (20) unterscheidet; und Aussetzen des zweiten Substrats einem zweiten Plasma aus der Plasmaquelle.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei das Aussetzen des ersten Substrats das Ätzen einer Schicht des ersten Substrats aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei das Aussetzen des ersten Substrats das Abscheiden einer Schicht über dem ersten Substrat aufweist.
Verfahren zur Bildung einer Vorrichtung, wobei das Verfahren aufweist: Anordnen eines ersten Substrats mit einem ersten Durchmesser über einem Spannfutter (20) einer Kammer; Positionieren einer Abschirmung (40) über dem Spannfutter (20) in einer ersten Position, wobei die Abschirmung (40) einen ersten peripheren Bereich des Spannfutters (20) bedeckt; Entfernen des ersten Substrats aus der Kammer; Anordnen eines zweiten Substrats mit einem zweiten Durchmesser über dem Spannfutter (20) der Kammer; und Positionieren der Abschirmung (40) über dem Spannfutter (20) in einer zweiten Position, wobei die Abschirmung (40) einen zweiten peripheren Bereich des Spannfutters (20) bedeckt, wobei sich der erste periphere Bereich vom ersten peripheren Bereich unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 18, des Weiteren aufweisend: vor dem Entfernen des ersten Substrats, Aussetzen des ersten Substrats einem ersten Plasma in der Kammer; und nach dem Anordnen des zweiten Substrats über dem Spannfutter (20), Aussetzen des zweiten Substrats einem zweiten Plasma in der Kammer.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei das Aussetzen des ersten Substrats das Ätzen einer Schicht des ersten Substrats aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei das Aussetzen des ersten Substrats das Abscheiden einer Schicht über dem ersten Substrat aufweist.