DE10203146A1

DE10203146A1 - Einspannfutteranordnung eines Ätzgerätes zum Verhindern von Nebenprodukten

Info

Publication number: DE10203146A1
Application number: DE10203146A
Authority: DE
Inventors: Chang-Won Choi; Tae-Ryong Kim; Jaung-Joo Kim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2001-07-25
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2022-01-29
Also published as: KR20030010111A; JP2003059913A; US20030019584A1; DE10203146B4; KR100397891B1

Abstract

Es ist eine Einspannfutteranordnung eines Ätzgerätes offenbart, welches die Fähigkeit hat, eine Ätzrate an einem Randabschnitt eines Wafers zu verbessern, indem verhindert wird, daß Nebenprodukte entlang dem Randabschnitt des Wafers gebildet werden. Die Einspannfutteranordnung umfaßt einen Einspannkörper mit einem gestuften Abschnitt an einem Randseitenabschnitt des Einspannkörpers, um einen zentralen Abschnitt eines Wafers zu haltern oder abzustützen; einen Randring, der in dem gestuften Abschnitt des Einspannkörpers aufgenommen ist, um einen Randabschnitt des Wafers zu haltern, wobei der Randring einen kleineren Widerstand als der Widerstand des Wafers aufweist, und umfaßt einen Isolierring, der an einem Umschließungsabschnitt des Einspannkörpers vorgesehen ist, um einen Bodenabschnitt des Randringes zu haltern, wobei der Bodenabschnitt des Randringes sich bis zur Außenseite des Einspannkörpers hin erstreckt.

Description

QUERVERWEIS ZU EINER IN BEZIEHUNG STEHENDEN ANMELDUNG

Diese Anmeldung basiert auf der Koreanischen Patentanmeldung Nr. 2001-44892, eingereicht am 25. Juli 2001.

HINTERGRUND

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ätzgerät für eine Halbleitervorrichtung, und spezieller ein Ätzgerät mit einer Einspannfutteranordnung, um zu verhindern, daß Nebenprodukten entlang einem Randabschnitt eines Wafers gebildet werden, um dadurch die Produktionsausbeute einer Halbleitervorrichtung zu verbessern.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Im allgemeinen ist ein Ätzprozeß für Halbleitervorrichtungen wie beispielsweise ein Plasma-Ätzprozeß so gestaltet, daß ein bestimmter Abschnitt eines Wafers geätzt wird, der durch einen Photoresist-Mustererzeugungsprozeß belichtet wurde. In typischer Weise umfaßt ein Plasma-Ätzprozeß das Zuführen eines Prozeßgases auf einen Wafer, der zwischen einer oberen und unteren Elektrode angeordnet ist und dann Anlegen einer Hochfrequenzenergie, um das Prozeßgas in einem Plasmazustand zu laden. Das Plasma reagiert dann mit dem Abschnitt des Wafers, der während eines Photoresist- Mustererzeugungsprozesses belichtet wurde. Es ist erforderlich, daß das Plasmazustandsgas einheitlich mit der gesamten Oberfläche des Wafers reagiert.

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Einspannfutteranordnung eines herkömmlichen Ätzgerätes, und Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht des Abschnitts II in Fig. 1. Gemäß Fig. 1 umfaßt eine Einspannfutteranordnung einen Hauptkörper 12 zur Halterung eines zentralen Abschnitts eines Wafers W, ausgenommen einem Randabschnitt des Wafers W. Ein Randring 14 ist an einem Randabschnitt des Einspannfutterhauptkörpers 12 vorgesehen. Der Randring 14 besitzt einen gestuften Abschnitt und ist aus einem ähnlichen Siliziummaterial wie der Wafer W hergestellt. Die Hochfrequenzenergie wird an einer oberen Elektrode 10 des Wafers W angelegt.

Ein Innenseitenabschnitt des Randringes 14 umfaßt, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, eine Stufengestalt mit einer vorbestimmten Dicke, um den Randabschnitt des Wafers W abzustützen, der durch den Stufenrandabschnitt des Einspannfutter- Hauptkörpers 12 freigelegt ist. Der Bodenabschnitt des Randringes 14 erstreckt sich zu dem Randabschnitt des Einspannfutterkörpers 12 hin und wird durch einen Isolierring 16 gehaltert, der an einer Seitenwand des Einspannfutterkörpers 112 befestigt ist.

Wenn ein Ätzprozeß mit dieser herkömmlichen Einspannfutteranordnung durchgeführt wird, dient der Randring 14 dazu das Plasmagas bis hin zu dem Randabschnitt des Wafers W im Ansprechen auf die Hochfrequenzenergie zu verteilen, die an die obere Elektrode 10 des Wafers W angelegt wird. Somit beeinflußt das Plasmagas die gesamte Oberfläche des Wafers W. Jedoch kann ein schräger Abschnitt B an dem Seitenrandabschnitt des Wafers W nicht zufriedenstellend auf eine gewünschte Dicke während des Ätzprozesses geätzt werden. Als ein Ergebnis verbleiben restliche Nebenprodukte einer Kegelgestalt an dem schrägen Abschnitt B des Wafers W zurück. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, bilden diese kegelförmig gestalteten Restprodukte ein strömungsmäßig gestaltetes Muster an einem flachen Abschnitt F an einem minderwertigen Wafer entlang dem Randabschnitt des Wafers W während eines Fließprozesses, wodurch eine Produktionsausbeute und Produktivität vermindert werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Um dieses Problem zu lösen besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Ätzgerät zu schaffen, welches eine Einspannfutteranordnung aufweist, die dafür befähigt ist, eine Ätzrate an dem Randabschnitt eines Wafers zu verbessern, um dadurch zu verhindern, das Nebenprodukte entlang dem Randabschnitt des Wafers gebildet werden.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Einspannfutteranordnung eines Ätzgerätes geschaffen. Die Einspannfutteranordnung umfaßt einen Einspannkörper mit einem gestuften Abschnitt an einem Randseitenabschnitt des Einspannkörpers, um einen zentralen Abschnitt eines Wafers abzustützen; einen Randring, der in dem gestuften Abschnitt des Einspannkörpers aufgenommen ist, um einen Randabschnitt des Wafers abzustützen, wobei der Randring einen geringeren Widerstand hat als der Widerstand des Wafers; und umfaßt einen Isolierring, der an einem Umschließungsabschnitt des Spannfutterkörpers vorgesehen ist, um einen Bodenabschnitt des Randringes zu halten, wobei der Bodenabschnitt des Randringes zur Außenseite des Spannkörpers hin erweitert ist.

Der Unterschied im Widerstand zwischen dem Randring und dem Wafer liegt in bevorzugter Weise bei 0,005 bis etwa 4,5 Ω. Beispielsweise beträgt der Widerstand des Randringes etwa 3,5 bis etwa 1,5 Ω. Der Randring umfaßt in bevorzugter Weise einen angeschrägten Stufenabschnitt, dessen Oberfläche einen Winkel von etwa 40 bis etwa 80 Grad relativ zu einer Normalen bzw. Senkrechten auf die Waferoberfläche bildet. Der abgeschrägte Stufenabschnitt des Randringes beginnt etwa 1,5 bis etwa 4,5 mm, bevorzugter etwa 1,5 bis etwa 2,5 mm von dem Randabschnitt des Wafers.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Einspannfutteranordnung für ein Halbleiterätzgerät geschaffen. Die Einspannfutteranordnung umfaßt einen Einspannkörper zum Haltern eines Halbleiterwafers; einen Randring, der auf dem Einspannkörper angeordnet ist, um einen Randabschnitt des Wafers abzustützen; einen Isolierring, der auf dem Außenseitenabschnitt des Spannkörpers angeordnet ist, um den Randring zu haltern; wobei der elektrische Widerstand des Randringes kleiner ist als der elektrische Widerstand des Wafers, um dadurch in einheitlicher Weise den Abschnitt des Wafers zu ätzen, der durch den Randring während eines Ätzprozesses gehaltert wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorangegangen erwähnten und auch weitere Ziele, Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnungen, in denen zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht, die eine Einspannfutteranordnung eines herkömmlichen Ätzgerätes darstellt;
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht des Abschnitts II der Einspannfutteranordnung von Fig. I;
Fig. 3 eine Draufsicht, die konisch gestaltete Rückstände veranschaulicht, die auf einem Wafer verbleiben bei Verwendung der Einspannfutteranordnung von Fig. 1, um den Wafer zu ätzen; und
Fig. 4 eine Teilschnittansicht, die eine Einspannfutteranordnung eines Ätzgerätes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung in Einzelheiten unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, daß ähnliche Bezugszeichen in den anhängenden Zeichnungen dazu verwendet werden, um ähnliche oder äquivalente Teile oder Abschnitte zu bezeichnen. Obwohl ferner Beispielsbeschreibungen bei der folgenden Erläuterung geliefert werden, um ein sorgfältiges Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen, sei für Fachleute darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung auch ohne solche Beschreibungen erreicht bzw. realisiert werden kann. Eine detaillierte Beschreibung der gut bekannten Funktionen und Strukturen ist der Klarheit der Erläuterung der vorliegenden Erfindung halber weggelassen.
Fig. 4 zeigt eine Teilschnittansicht, die eine Einspannfutteranordnung eines Ätzgerätes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In vorteilhafter Weise verbesserte eine Einspannfutteranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Genauigkeit des Ätzvorganges an einem Randabschnitt eines Wafers und ermöglicht, daß eine Hochfrequenz einheitlich über dem Wafer verteilt werden kann.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, umfaßt eine Einspannfutteranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Einspannkörper 12 für die Halterung eines zentralen Abschnitts eines Wafers W (ausgenommen einem Randabschnitt des Wafers W). Ein Randring 20, der mit einem gestuften Abschnitt in dem Randabschnitt des Einspannfutterkörpers 12 ausgebildet ist, haltert einen Randabschnitt des Wafers W. Ein Isolierring (s. 16 in Fig. 1) ist an einem Umschließungsabschnitt des Einspannkörpers 12 vorgesehen, um einen Bodenabschnitt des Randringes 20 abzustützen, der sich zur Außenseite des Einspannkörpers 12 hin erstreckt. Der Randring 20 wird durch den gestuften Abschnitt des Einspannkörpers 12 gehaltert, und der Randring 20 umfaßt einen gestuften Abschnitt an einem Innenseitenabschnitt desselben.
In bevorzugter Weise besitzt der Randring 20 einen geringeren elektrischen Widerstand als der elektrische Widerstand des Wafers W in solcher Weise, daß der Unterschied im Widerstand zwischen dem Randring 20 und dem Wafer W kleiner ist als etwa 0,005 bis etwa 4,5 Ω. Wenn beispielsweise der Randring 20 einen Widerstand von 1,5 bis etwa 3,5 Ω hat, besitzt der Wafer W in bevorzugter Weise einen Widerstand von etwa 5 Ω.
Da der Randring 20 in vorteilhafter Weise einen geringeren Widerstand als der Widerstand des Wafers W aufweist, wird die Hochfrequenzenergie an dem Randabschnitt des Wafers W gleichmäßig aktiviert (der auf den Randring 20 und den gestuften Abschnitt des Einspannkörpers 12 gesetzt ist), wodurch in effektiver Weise ein schräger Abschnitt geätzt wird (s. B in Fig. 2) und zwar an dem Randabschnitt des Wafers W und auch verhindert wird, daß konisch gestaltete Rückstände entlang dem Randabschnitt des Wafers W verbleiben.
Um auf Fig. 2 zurückzukommen, so ist eine Oberfläche "A" zwischen einem oberen Abschnitt P' und einem unteren Abschnitt P des Innenseitenabschnitts des Randringes 14 in einem Winkel (θ) von ca. 15 Grad in Bezug auf eine vertikale Linie angeschrägt (die, wie gezeigt ist, senkrecht zu einer Oberfläche des Wafers verläuft). Da mit anderen Worten der obere Abschnitt P' einen spitzen Winkel mit der Normalen oder Senkrechten bildet, d. h. eine scharfe Schneide bildet, dient der obere Abschnitt P' dazu, die Plasmawirkung der Hochfrequenzenergie auf unerwünschte Abschnitte zu konzentrieren, wodurch die Ätzrate an dem Randabschnitt des Wafers W reduziert wird.
Im Gegensatz dazu umfaßt eine Konstruktion des Randringes 20 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, eine Oberfläche "a" zwischen einem oberen Abschnitt p' und einem unteren Abschnitt p an einem inneren gestuften Abschnitt des Randringes 20. Die Oberfläche "a" ist leicht geneigt bzw. schräg und zwar zu einer Normalen in einem Winkel (6') von etwa 40 bis etwa 80 Grad und zwar relativ zur Normalen auf die Waferoberfläche.
Ferner besitzt ein unterer Abschnitt p des Randringes 20 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen größeren Abstand 1 von dem Randabschnitt des Wafers W als ein Abstand L des unteren Abschnitts P des Randringes 14, der in Fig. 2 gezeigt ist. Der Abstand 1 kann in einem Bereich von etwa 1,5 bis etwa 4,5 mm liegen, bevorzugter in einem Bereich von etwa 1,5 bis etwa 2,5 mm liegen.
Bei einer Einspannfutteranordnung eines Ätzgerätes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, verteilt die Hochfrequenzenergie, die auf einen Wafer während eines Ätzprozesses aufgebracht wird, effektiv und einheitlich ein Plasmagas über einen Wafer hinweg in solcher Weise, daß ein freiliegender Abschnitt des Wafers exakt und gleichmäßig durch das Plasmagas geätzt wird, wodurch die Ausbildung von kegelförmig gestalteten Rückständen entlang dem Randabschnitt des Wafers verhindert wird.
Obwohl die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, können Fachleute erkennen, daß die Erfindung auch mit Abwandlungen realisiert werden kann, ohne dabei den Rahmen der anhängenden Ansprüche zu verlassen.

Claims

1. Einspannfutteranordnung eines Ätzgerätes, welche Einspannfutteranordnung folgendes aufweist:
einen Einspannkörper mit einem gestuften Abschnitt an einem Randseitenabschnitt des Einspannkörpers, um einen zentralen Abschnitt eines Wafers zu haltern;
einen Randring, der in dem gestuften Abschnitt des Einspannkörpers aufgenommen ist, um einen Randabschnitt des Wafers zu haltern, wobei der Randring einen kleineren Widerstand als der Widerstand des Wafers aufweist; und
einen Isolierring, der an einem Umschließungsabschnitt des Einspannkörpers vorgesehen ist, um einen Bodenabschnitt des Randringes zu haltern, wobei der Bodenabschnitt des Randringes zur Außenseite des Einspannkörpers hin erweitert ist.

2. Einspannfutteranordnung nach Anspruch 1, bei der der Unterschied im Widerstand zwischen dem Randring und dem Wafer bei etwa 0,005 bis etwa 4,5 Ω liegt.

3. Einspannfutteranordnung nach Anspruch 1, bei der der Widerstand des Randringes etwa 3,5 bis etwa 1,5 Ω beträgt.

4. Einspannfutteranordnung nach Anspruch 1, bei der der Randring einen angeschrägten Stufenabschnitt aufweist, dessen Oberfläche einen Winkel von etwa 40 bis etwa 80 Grad relativ zu einer Normalen auf die Waferoberfläche bildet.

5. Einspannfutteranordnung nach Anspruch 4, bei der der angeschrägte Stufenabschnitt des Randringes bei etwa 1, 5 bis etwa 4,5 mm von dem Randabschnitt des Wafers beginnt.

6. Einspannfutteranordnung nach Anspruch 4, bei der angeschrägte Stufenabschnitt des Randringes bei etwa 1,5 bis etwa 2,5 mm von dem Randabschnitt des Wafers beginnt.

7. Einspannfutteranordnung für ein Halbleiterätzgerät, welche Einspannfutteranordnung folgendes aufweist:
einen Einspannkörper zur Halterung eines Halbleiterwafers;
einen Randring, der auf dem Einspannkörper angeordnet ist, um einen Randabschnitt des Wafers zu haltern;
einen Isolierring, der an dem Außenseitenabschnitt des Einspannkörpers angeordnet ist, um den Randring zu haltern;
wobei der elektrische Widerstand des Randringes kleiner ist als der elektrische Widerstand des Wafers, um dadurch in einheitlicher Weise den Abschnitt des Wafers zu ätzen, der durch den Randring während eines Ätzprozesses abgestützt wird.

8. Einspannfutteranordnung nach Anspruch 7, bei der der Unterschied in dem elektrischen Widerstand zwischen dem Randring und dem Wafer bei etwa 0,005 bis etwa 4,5 Ω liegt.

9. Einspannfutteranordnung nach Anspruch 7, bei der der elektrische Widerstand des Randringes etwa 3,5 bis etwa 1,5 Ω beträgt.

10. Einspannfutteranordnung nach Anspruch 7, bei der der Randring einen angeschrägten Stufenabschnitt aufweist, dessen Oberfläche einen Winkel von etwa 40 bis etwa 80 Grad relativ zu einer Senkrechten auf die Waferoberfläche bildet.

11. Einspannfutteranordnung nach Anspruch 10, bei der der angeschrägte Stufenabschnitt des Randringes bei etwa 1,5 bis etwa 4,5 mm von dem Randabschnitt des Wafers beginnt.

12. Einspannfutteranordnung nach Anspruch 10, bei der der angeschrägte Stufenabschnitt des Randringes bei etwa 1,5 bis etwa 2,5 mm von dem Randabschnitt des Wafers beginnt.