DE10296931T5 - Plasmabehandlungseinrichtung, Plasmabehandlungsverfahren, und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements - Google Patents

Plasmabehandlungseinrichtung, Plasmabehandlungsverfahren, und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements Download PDF

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Tetsuhiro Kasuga Iwai
Hiroshi Chikushino Haji
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Abstract

Plasmabehandlungseinrichtung, welche aufweist:
eine Behandlungskammer;
eine erste Elektrode, die einen Halteabschnitt zum Haltern eines Substrats auf Siliziumgrundlage in der Behandlungskammer aufweist;
eine zweite Elektrode, die an einem der ersten Elektrode gegenüberliegenden Ort angeordnet ist, und eine Gaszufuhröffnung zum Liefern eines Gases zur Plasmaerzeugung zur Behandlungskammer aufweist;
einen Drucksteuerabschnitt zur Verringerung des Drucks in der Behandlungskammer;
einen Gaszufuhrabschnitt zum Liefern einer Gasmischung, welche Fluor und Helium enthält, als das Gas zur Plasmaerzeugung an die Behandlungskammer über die Gaszufuhröffnung;
einen Hochfrequenzerzeugungsabschnitt zum Anlegen einer Hochfrequenzspannung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode; und
ein Elektrodenteil, das an einer vorderen Oberfläche der Gaszufuhröffnung angebracht werden soll, wobei das Elektrodenteil eine dreidimensionale Netzwerkanordnung aufweist, und ein Spalt der dreidimensionalen Netzwerkanordnung mehrere unregelmäßige Wege bildet, um das Gas zur Plasmaerzeugung zum Durchgang dort zu veranlassen.

Description

  • BESCHREIBUNG
  • PLASMABEHANDLUNGSEINRICHTUNG, PLASMABEHANDLUNGSVERFAHREN, UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES HALBLEITERBAUELEMENTS
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Plasmabehandlungseinrichtung zum Ätzen eines Substrats auf Siliziumgrundlage, beispielsweise eines Halbleiterwafers, durch ein Plasma.
  • Technischer Hintergrund
  • Bei einem Vorgang zur Herstellung eines Halbleiterwafers zum Einsatz als Halbleiterbauelement wird ein Verdünnungsvorgang durchgeführt, um mechanisch die rückwärtige Oberfläche einer Schaltungsausbildungsoberfläche zu polieren, und die Dicke eines Substrats zu verringern, damit die Dicke des Halbleiterbauelements verringert wird. Infolge des mechanischen Polier- oder Schleifvorgangs wird eine Spannungsschicht, die einen Mikroriss enthält, auf der Oberfläche des Halbleiterwafers erzeugt. Um zu verhindern, dass eine Verringerung der Festigkeit des Halbleiterwafers durch die Spannungsschicht hervorgerufen wird, wird eine Ätzbehandlung zum Entfernen der Spannungsschicht nach dem mechanischen Polieren oder Schleifen durchgeführt. Plasmaätzung wurde anstelle einer herkömmlichen Nassätzbehandlung untersucht, welche Chemikalien verwendet. Plasmaätzung schaltet die Gefahren aus, die mit der Verwendung von Chemikalien zusammenhängen, sowie die Erzeugung gewerblicher Abfälle.
  • Bei der Plasmaätzbehandlung, die für Silizium gedacht ist, ist es erforderlich, ein Plasma mit hoher Dichte zu erzeugen, um eine höhere Ätzrate zu erzielen. Daher wird ein Verfahren eingesetzt, bei welchem ein Gas zur Plasmaerzeugung ausgespritzt und geliefert wird, das einen relativ hohen Druck aufweist (und nachstehend als ein "Gas" bezeichnet wird), auf die Oberfläche eines Halbleiterwafers. Als derartiges Verfahren ist bislang ein Verfahren bekannt, bei welchem als Gaszufuhröffnung eine obere Elektrode verwendet wird, die gegenüberliegend einer unteren Elektrode angeordnet ist, die einen Halbleiterwafer haltert, und eine Entladungselektrodenplatte auch dazu veranlasst wird, als Gaseinlassplatte zu dienen. In diesem Fall ist die Entladungselektrodenplatte, auf welcher eine große Anzahl kleiner Gaszufuhrlöcher vorgesehen ist, an der oberen Elektrode angebracht, wodurch ein Gas gleichmäßig der Oberfläche des Halbleiterwafers zugeführt wird.
  • Falls die Entladungselektrodenplatte eingesetzt wird, treten allerdings folgende Probleme auf. Bei dem Verfahren des Ausspritzens und Lieferns eines Gases aus einem Gaszufuhrloch ist die gleichmäßige Verteilung des zu liefernden Gases eingeschränkt, und ist die Gasmenge, die auf die Oberfläche eines Halbleiterwafers ausgespritzt werden soll, nicht gleichmäßig zwischen einem Abschnitt, der unter dem Zufuhrloch angeordnet ist, und anderen Abschnitten.
  • Aus diesem Grund ist es möglich, dass eine anomale Entladung hervorgerufen wird, bei welcher ein Plasma zusammengedrückt in der Nähe des Zufuhrloches erzeugt wird, und werden verschiedene Nachteile durch die anomale Entladung hervorgerufen. Genauer gesagt, wird die Ätzung eingeschnürt in einem Abschnitt durchgeführt, in welchem die anomale Entladung hervorgerufen wird. Daher tritt der Nachteil auf, dass beispielsweise eine verringerte Ätzqualität vorhanden ist, ein Halbleiterwafer beschädigt wird, oder das Ergebnis der Ätzung variiert. Weiterhin ist der Nachteil vorhanden, dass eine Entladungselektrodenplatte, die bei dem Gaszufuhrloch vorgesehen ist, infolge des Plasmas verschleißt, abhängig von dem Material der Entladungselektrodenplatte.
  • Darüber hinaus wird die geätzte Oberfläche eines Substrats auf Siliziumgrundlage nicht zu einer klaren, spiegelartig endbearbeiteten Oberfläche, und wird ein Abschnitt, der geringfügig trüb aussieht, mit einem Punktmuster erzeugt.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Bei der Plasmabehandlungseinrichtung und dem Plasmabehandlungsverfahren gemäß der Erfindung wird ein Elektrodenteil verwendet, das eine dreidimensionale Netzwerkstruktur aufweist, deren Spalt mehrere unregelmäßige Wege bildet, um das Gas zur Plasmaerzeugung zum Durchgang dadurch zu veranlassen, und zwar als das Elektrodenteil, das an der vorderen Oberfläche der Gaszufuhröffnung zum Zuführen eines Gases zur Plasmaerzeugung zu einem Siliziumsubstrat angebracht werden soll. Daher kann das zuzuführende Gas gleichmäßig verteilt werden, um eine anomale Entladung zu verhindern, wodurch eine gleichförmige Ätzung ohne Variation durchgeführt wird. Weiterhin kann das Erscheinungsbild des Substrats auf Siliziumgrundlage nach dem Ätzen eine spiegelartig endbearbeitete Oberfläche aufweisen, durch Verwendung einer Gasmischung aus einem Fluorgas und Helium als Gas zur Plasmaerzeugung.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements gemäß der Erfindung wird bei der Herstellung des Halbleiterbauelements, bei welchem ein Schaltungsmuster auf der Oberfläche eines Halbleiterelements erzeugt wird, die rückwärtige Oberfläche eines Halbleiterwafers, der durch mechanisches Polieren oder Schleifen verdünnt wurde, mit einer Flüssigkeit gewaschen, und wird Polierabfall, der in dem Polierschritt erzeugt wurde, entfernt, und wird mit der rückwärtigen Oberfläche des Halbleiterwafers, die in dem Waschschritt gewaschen wurde, eine Plasmaätzung durchgeführt, so dass eine beschädigte Schicht abgetragen wird, die durch das mechanische Polieren oder Schleifen erzeugt wurde. Hierdurch wird ermöglicht, die Umweltbelastungen zu verringern, im Vergleich zum herkömmlichen Nassätzen unter Einsatz von Chemikalien, und das Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements unter geringem Kostenaufwand zu implementieren.
    •
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Schnittansicht einer Plasmabehandlungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 2A ist eine Schnittansicht eines Elektrodenteils gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 2B ist eine vergrößerte Schnittansicht von 2A;
  • 3 ist ein Flußdiagramm zur Herstellung des Elektrodenteils gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 4 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung des Elektrodenteils gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 5 ist eine Ansicht, welche die Gasflussverteilung der Plasmabehandlungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 6 ist eine Perspektivansicht einer Halbleiterwaferbearbeitungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 7 ist eine Schnittansicht des Plasmabehandlungsabschnitts der Halbleiterwaferbearbeitungseinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 8 ist eine Schnittansicht des Elektrodenteils des Plasmabehandlungsabschnitts in der Halbleiterwaferbearbeitungseinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 9 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Halbleiterbauelements gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 10 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Vorgangs für das Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 11 ist eine Ansicht zur Erläuterung des Vorgangs für das Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 12 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung. eines Halbleiterbauelements gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
  • 13 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Vorgangs für das Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung; und
  • 14 ist eine Ansicht zur Erläuterung des Vorgangs für das Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung.
  • Beste Art und Weise zur Ausführung der Erfindung
  • Erste Ausführungsform
  • Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
  • Zuerst wird die Plasmabehandlungseinrichtung unter Bezugnahme auf 1 geschildert. In 1 ist das Innere einer Vakuumkammer 1 eine Behandlungskammer 2 zur Durchführung einer Plasmabehandlung. Eine untere Elektrode 3 (eine erste Elektrode) und eine obere Elektrode 4 (eine zweite Elektrode) liegen in Vertikalrichtung einander in der Behandlungskammer 22 gegenüber. Die untere Elektrode 3 weist einen Elektrodenkörper 5 auf, der an der Vakuumkammer 1 über einen Isolator 9 angebracht ist, der aus Polytetrafluorethylen besteht, über einen Halterungsabschnitt 5a, der sich nach unten erstreckt. Ein Halteabschnitt 6, der aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit besteht, beispielsweise Aluminium, Edelstahl oder einem anderen geeigneten Material, ist an der oberen Oberfläche des Elektrodenkörpers 5 angebracht, und ein Halbleiterwafer 7 (ein Substrat auf Siliziumgrundlage), der mit einem Schaltungsmuster versehen ist, ist auf der oberen Oberfläche des Halteabschnitts 6 angebracht. Die Vakuumkammer 1 und der Elektrodenkörper 5 bestehen aus Aluminium, Edelstahl, oder einem anderen, geeigneten Material. Der Halteabschnitt 6 wird so hergestellt, dass auf eine Oberfläche aus Aluminium, Edelstahl, oder einem anderen geeigneten Material eine Keramikbeschichtung aufgebracht wird.
  • Der Halbleiterwafer 7 wird in einen Zustand versetzt, der erhalten wird, unmittelbar nachdem die Rückseite einer Schaltungsmusterausbildungsoberfläche durch mechanisches Polieren oder Schleifen dünner ausgebildet wurde, und eine Beschädigungsschicht einschließlich eines Mikrorisses auf einer polierten Oberfläche erzeugt wurde. Ein schützendes Band 7a (siehe 5) wird auf die Schaltungsmusterausbildungsoberfläche des Siliziumwafers 7 aufgebracht, und wird in Berührung mit dem Halteabschnitt 6 angeordnet. Die polierte Oberfläche (die rückwärtige Seite der Schaltungsausbildungsoberfläche, die eine zu behandelnde Oberfläche darstellt, wird nach oben gedreht. Die beschädigte Schicht der polierten Oberfläche wird durch die Plasmabehandlung entfernt (geätzt).
  • Eine große Anzahl an Sauglöchern 6a, die zu einer oberen Oberfläche hin offen sind, ist in dem Halteabschnitt 6 vorgesehen, und steht mit einem Saugweg 5d in Verbindung, der sich durch den Halterungsabschnitt 5a des Elektrodenkörpers 5 erstreckt. Der Saugweg 5d ist an einen Vakuumsaugabschnitt 11 angeschlossen, und eine Vakuumabsaugung wird durch den Vakuumsaugabschnitt 11 durchgeführt, wobei der Halbleiterwafer 7 auf der oberen Oberfläche des Halteabschnitts 6 montiert ist, so dass der Halbleiterwafer 7 in dem Halteabschnitt 6 durch Vakuumansaugung gehalten wird.
  • Kühlmittelkanäle 6b und 6c zur Kühlung sind in dem Halteabschnitt 6 vorgesehen, und stehen in Verbindung mit Leitungen 5b und 5c, die sich durch den Halterungsabschnitt 5a erstrecken. Die Leitungen 5b und 5c sind an einen Kühlmittelumwälzabschnitt 10 angeschlossen. Durch Betreiben des Kühlmittelumwälzabschnitts 10 wird ein Kühlmittel wie beispielsweise Kühlwasser in den Kühlmittelkanälen 6b und 6c umgewälzt. Daher wird der durch während der Plasmabehandlung erzeugte Wärme erwärmte Halteabschnitt 6 gekühlt.
  • Der Elektrodenkörper 5 ist elektrisch an einen Hochfrequenzerzeugungsabschnitt 12 angeschlossen, und der Hochfrequenzerzeugungsabschnitt 12 legt eine Hochfrequenzspannung zwischen der unteren Elektrode 3 und der oberen Elektrode 4 an. Weiterhin ist die Behandlungskammer 2 in der Vakuumkammer 1 an einen Drucksteuerabschnitt 13 angeschlossen. Der Drucksteuerabschnitt 13 führt eine Druckverringerung in der Behandlungskammer 2 durch, und ein Öffnen zur Atmosphäre bei einem Zusammenbruch des Vakuums in der Behandlungskammer 2.
  • Die obere Elektrode 4 ist gegenüberliegend zur unteren Elektrode 3 angeordnet, und weist einen Elektrodenkörper 15 auf, der aus Aluminium, Edelstahl, oder einem anderen geeigneten Material besteht, an Masse gelegt durch einen Masseabschnitt 20. Der Elektrodenkörper 15 ist an der Vakuumkammer 1 über einen Isolator 16 angebracht, der aus Polytetrafluorethylen besteht, mit Hilfe einer sich nach oben erstreckenden Halterung 15a. Der Elektrodenkörper 15 ist eine Elektrode zur Plasmaerzeugung zum Liefern eines Gases zur Plasmaerzeugung an die Behandlungskammer 2, und weist eine untere Oberfläche auf, die mit einer Gaszufuhröffnung 15b versehen ist, die mit einem Gaszufuhrweg 15c in Verbindung steht, der sich durch den Halterungsabschnitt 15a erstreckt. Der Gaszufuhrweg 15c ist an einen Gaszufuhrabschnitt 19 angeschlossen, der als Gas zur Plasmaerzeugung eine Gasmischung zuführt, die ein Gas auf Fluorgrundlage wie beispielsweise Kohlenstofftetrafluorid (CF4) oder Schwefelhexafluorid (SF6) sowie ein Trägergas (beispielsweise Helium (He)) enthält.
  • Ein Elektrodenteil 17 ist an der vorderen Oberfläche der Gaszufuhröffnung 15b angebracht. Das Elektrodenteil 17 ist ein scheibenförmiges Teil, das aus einer keramischen, porösen Substanz besteht. Wie in 2 gezeigt, weist die keramische, poröse Substanz eine dreidimensionale Netzwerkstruktur auf, bei welcher ein Rahmenabschnitt 18a aus Keramik kontinuierlich als ein dreidimensionales Netzwerk ausgebildet ist, und darin eine große Anzahl an Lochabschnitten 18b (Spalte) vorhanden ist. Die mittlere Größe der Lochabschnitte 18b beträgt etwa 100 μm bis 300 μm im Durchmesser. Der Lochabschnitt 18b, der die dreidimensionale Netzwerkstruktur aufweist, bildet zahlreiche unregelmäßige Wege aus, damit ein Gas durch das Elektrodenteil 17 von der Gaszufuhröffnung 15b hindurchgehen kann. Die Elektrode 17 weist eine Dicke von mehr als 5 mm auf.
  • Ein Verfahren zur Herstellung des Elektrodenteils 17 wird unter Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben. Das Elektrodenteil 17 wird dadurch hergestellt, dass Keramik an einem Polyurethanschaum als Basismaterial angebracht wird.
  • Zuerst wird ein plattenförmiger Urethanschaum 22 hergestellt (ST1), und in die vorbestimmte Form einer Scheibe geschnitten, um ein Basismaterial 23 wie in 4A gezeigt herzustellen (ST2). Der Urethanschaum 22 weist eine derartige Struktur auf, dass ein Kern 22a durchgehend wie das dreidimensionale Netzwerk vorgesehen ist, und darin ein Hohlraumabschnitt 22b mit hoher Porosität vorhanden ist.
  • Gleichzeitig wird Aluminiumoxidpulver als Keramikmaterial vorbereitet (ST3), und werden diesem Wasser und ein oberflächenaktives Mittel dem Aluminiumoxidpulver hinzugefügt, damit es fließfähig wird, wodurch eine Aufschlämmungslösung 24 gebildet wird (ST4).
  • Wie in 4B gezeigt, wird dann das Basismaterial 23 in die Aufschlämmung 24 eingetaucht (ST5), und wird überschüssige Aufschlämmung von dem Basismaterial 23 nach dem Herausziehen entfernt (ST6). Danach wird das Basismaterial 23 getrocknet, um den Wasseranteil zu entfernen (ST7). Dann wird eine Erwärmung durchgeführt, um die Keramik auszuhärten, womit ein Elektrodenteil fertiggestellt ist, welches die keramische, poröse Substanz mit dem dreidimensionalen Netzwerkaufbau aufweist (ST8). Das Basismaterial 23 verschwindet als verbranntes Urethan in dem Brennschritt. Daher wird ein Elektrodenteil erhalten, welches nur das Keramikmaterial enthält. Die Schritte (ST5) bis (ST7) werden, falls erforderlich, mehrfach durchgeführt.
  • Das so hergestellte Elektrodenteil 17 weist folgende Eigenschaften auf. Erstens wird der Rahmenabschnitt 18a, der den Lochabschnitt 18b bildet, dadurch ausgeformt, dass Keramik an den Umfang des Kerns 22a aus dem Urethanschaum 22 haftend angebracht wird. Hierdurch wird ermöglicht, eine poröse Substanz zu erhalten, die eine gleichmäßige Porengröße und Verteilung des Lochabschnitts 18b aufweist. Die mittlere Porengröße beträgt vorzugsweise 800 μm oder weniger, um die Konzentration eines Plasmas (eine anomale Entladung) zu verhindern. Bevorzugter wird der Mittelwert der Porengröße auf 100 μm bis 300 μm eingestellt.
  • In dem Elektrodenteil 17, welches die keramische, poröse Substanz gemäß der Ausführungsform aufweist, wird die Porosität hauptsächlich durch die Dichte der regelmäßigen Anordnung des Kerns in dem Urethanschaum bestimmt, der als Basismaterial verwendet wird. Hierdurch wird ermöglicht, Keramik, die feine Kristallkörner aufweist, an dem Umfang des Kerns zu befestigen, und die Keramik bei hoher Temperatur zu sintern, wodurch der Rahmenabschnitt 18a hergestellt wird, der durch eine gesinterte Feinkeramiksubstanz gebildet wird, die hohe Festigkeit aufweist, Wärmebeständigkeit, und Wärmeschockbeständigkeit. Die Korngröße des Keramikpulvers, das bei der Erfindung eingesetzt wird, beträgt etwa 0,5 μm bis 2,0 μm.
  • Das Elektrodenteil 17, das eine derartig hergestellte keramische, poröse Substanz enthält, wird dadurch ausgebildet, dass kontinuierlich, wie das dreidimensionale Netzwerk, der Rahmenabschnitt 18a zur Verfügung gestellt wird, der einen solchen Aufbau aufweist, dass die feinen Kristalle aus Aluminiumoxid unter hoher Dichte verbunden sind. Daher sind die Wärmebeständigkeit und die Wärmeschockbeständigkeit hervorragend. Genauer gesagt wird, selbst wenn das Elektrodenteil 17 unter schweren Bedingungen eingesetzt wird, bei denen es direkt einem Plasma in der Plasmabehandlungseinrichtung ausgesetzt ist, ein Spalt oder Bruch nicht durch einen Wärmeschock hervorgerufen, da der Rahmenabschnitt 18a, bei dem die Kristallkörner gegenseitig stark verbunden sind, kontinuierlich mit einer dreidimensional isotropen Struktur ausgebildet ist. Daher kann eine ausreichende Lebensdauer auch an einem Ort erhalten werden, der direkt dem Plasma ausgesetzt ist.
  • Allgemein ist darüber hinaus Keramik mit hoher Festigkeit schwer zu bearbeiten, und lässt sich schwer zu einem Bauteil mit frei wählbarer Form ausformen. Das Elektrodenteil 17 allerdings kann sehr einfach in gewünschter Form ausgeformt werden, durch vorheriges Schneiden des Urethanschaums 22 in eine vorbestimmte Form.
  • Die Plasmabehandlungseinrichtung ist so wie voranstehend geschildert ausgebildet, und die Plasmabehandlung (Ätzung), die mit dem Halbleiterwafer 7 durchgeführt werden soll, wird nachstehend unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Zuerst wird der Halbleiterwafer 7 auf dem Halteabschnitt 6 so angebracht, dass das schützende Band 7a nach unten gedreht ist. Eine Druckverringerung wird in der Behandlungskammer 2 durch den Drucksteuerabschnitt 13 durchgeführt (1), und dann wird der Gaszufuhrabschnitt 19 in Betrieb gesetzt. Auf diese Weise wird ein Gas nach unten von dem Elektrodenteil 17 eingespritzt, das an der oberen Elektrode 4 angebracht ist.
  • Nunmehr erfolgt die Beschreibung der Gasflussverteilung. Das von dem Gaszufuhrabschnitt 19 gelieferte Gas kann dadurch gehindert werden, frei in die Gaszufuhröffnung 15b zu fließen, dass das Elektrodenteil 17 vorgesehen ist. Das Gas bleibt daher zeitweilig in der Gaszufuhröffnung 15b, so darin die Verteilung des Drucks des Gases annähernd gleichförmig wird.
  • Infolge des Drucks erreicht das Gas die untere Oberfläche des Elektrodenteils 17 von der Gaszufuhröffnung 15b aus durch die Lochabschnitte 18b (2) der keramischen, porösen Substanz, welche das Elektrodenteil 17 bildet, und wird zur Oberfläche des darunter angeordneten Halbleiterwafers 7 ausgesprüht. Hierbei ist eine große Anzahl an Lochabschnitten 18b in unregelmäßiger Anordnung in dem Elektrodenteil 17 vorgesehen. Die Verteilung des Gasflusses, der nach unten von der unteren Oberfläche des Elektrodenteils 17 ausgesprüht werden soll, wird daher ohne Abweichung über annähernd den gesamten Bereich der Gaszufuhröffnung 15b gleichförmig.
  • In diesem Zustand wird der Hochfrequenzerzeugungsabschnitt 12 in Betrieb genommen, um eine Hochfrequenzspannung an den Elektrodenkörper 5 der unteren Elektrode 3 anzulegen. Daher wird eine Plasmaentladung in einem Raum erzeugt, der zwischen der oberen Elektrode 4 und der unteren Elektrode 3 vorhanden ist. Eine Plasmaätzbehandlung wird über der oberen Oberfläche des Halbleiterwafers 7 durchgeführt, der auf dem Halteabschnitt 6 montiert ist, durch das Plasma, das durch die Plasmaentladung erzeugt wird. Bei dieser Ausführungsform kann, wenn eine beschädigte Schicht mit einem Mikroriss geätzt wird, eine Ätzrate von 2 μm/Minute erhalten werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Ätzrate erhalten, die höher ist als 1 μ/Minute.
  • Bei der Plasmaätzung reagiert das Fluorradial SF* (aktive Spezies) in einem Plasma mit Silizium (Si), so dass eine Verbindung (SFn) aus Fluor und Schwefel versucht, an der oberen Oberfläche (geätzten Oberfläche) des Halbleiterwafers 7 anzuhaften, die geätzt wird, als Reaktionsprodukt. Allerdings wird das Reaktionsprodukt von der geätzten Oberfläche durch das Trägergas entfernt.
  • Wenn das Reaktionsprodukt an der geätzten Oberfläche anhaftet, wird ein konkav-konvexer Abschnitt auf der geätzten Oberfläche während der Plasmaätzung ausgebildet, so dass das Erscheinungsbild der geätzten Oberfläche geringfügig opak wird. Durch Zumischen des Trägergases kann jedoch verhindert werden, dass die geätzte Oberfläche leicht opak wird, so dass sie zu einer spiegelartigen, endbearbeiteten Oberfläche wird. Helium (He) ist am geeignetsten als Trägergas, und hat die Funktion, die Entladung zu stabilisieren, um eine anomale Entladung zu verhindern.
  • Bei der Plasmaätzbehandlung wird die Verteilung des Flusses des Gases, das auf die Oberfläche des Halbleiterwafers 7 aufgesprüht werden soll, vergleichmäßigt über den gesamten Bereich mit Hilfe des Elektrodenteils 17, das die Aufgabe eines Rektifizierers hat. Die Aufgabe eines Rektifizierers bedeutet, dass das Gas, das zugeführt und durch die unregelmäßigen Wege hindurchgegangen ist, in Bezug auf seinen Einspritzdruck über die gesamte Oberfläche des Elektrodenteils vergleichmäßigt wird, während die Einspritzrichtungen in den unregelmäßigen Wegen beeinflusst werden, so dass ein gleichmäßiger Gasfluss über die gesamte Oberfläche des Elektrodenteils erhalten wird. Daher wird ermöglicht, die Erzeugung einer anomalen Entladung zu verhindern, infolge der Konzentration der Plasmaentladung über einen derartigen Bereich, in welchem das Gas partiell eine hohe Dichte aufweist.
  • Weiterhin weist das Elektrodenteil 17 gemäß der Ausführungsform den Rahmenabschnitt auf, bei dem Kristallkörner miteinander stark verbunden sind, und welcher durchgehend die dreidimensional isotrope Struktur (die dreidimensionale Netzwerkstruktur) aufweist. Selbst wenn das Elektrodenteil 17 an einem problematischen Ort eingesetzt wird, wo es direkt dem Plasma ausgesetzt ist, wird ein Spalt oder ein Bruch durch einen Wärmeschock nicht hervorgerufen. Wenn eine Rektifiziererplatte zur Vergleichmäßigung der Verteilung des Gasflusses in der Gaszufuhröffnung vorgesehen werden soll, ist es herkömmlich erforderlich, die Rektifiziererplatte getrennt von der Entladungselektrodenplatte vorzusehen, die dem Plasma ausgesetzt ist. Bei der Ausführungsform kann jedoch dasselbe Elektrodenteil 17 die Funktionen der Entladungselektrodenplatte und der Rektifiziererplatte übernehmen.
  • Bei der Ausführungsform der Erfindung, wie sie voranstehend beschrieben wurde, ist es möglich, verschiedene Änderungen durchzuführen. So wurde beispielsweise zwar das Aluminiumoxid als Beispiel für das Material des Elektrodenteils 17 genommen, jedoch ist es ebenfalls möglich, Keramiken auf Aluminiumoxidgrundlage und Keramiken auf Aluminiumgrundlage zu verwenden, zusätzlich zu dem Aluminiumoxid. In diesem Fall ist es wesentlich, ein Material auszuwählen, das kaum mit einem zu verwendenden Gas für das Plasma reagiert, also Keramiken mit hoher Korrosionsfestigkeit. Weiterhin kann Borosilikatglas, das ein Alkali-Seltenerdmetall darstellt, auch als Material für das Elektrodenteil verwendet werden. Wenn ein Fluorgas bei der Ausführungsform eingesetzt werden soll, ist es vorzuziehen, ein Metallfluorid einzusetzen, das einen hohen Siedepunkt und einen niedrigen Dampfdruck im Vakuum aufweist, was durch Oxide, Nitride und Karbide repräsentiert wird, welche ein Erdalkalimetall enthalten, zusätzlich zu dem Gas auf Aluminiumoxidgrundlage.
  • Weiterhin wurde zwar das Beispiel beschrieben, bei dem eine Urethanschaumanordnung bei der dreidimensionalen Netzwerkstruktur eingesetzt wird, jedoch kann auch die dreidimensionale Netzwerkstruktur (die dreidimensionale Netzwerkstruktur) eines Stoffes, einer lineare Faser oder eines Metalls anstelle des Urethanschaums verwendet werden.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung des Elektrodenteils 17, welches die dreidimensionale Netzwerkstruktur aufweist, ist es darüber hinaus möglich, ein Verfahren zu verwenden, bei welchem feine Teilchen aus Keramik und Harzteilchen in Form kleiner Kugeln gemischt und gesintert werden. In diesem Fall werden die Harzteilchen durch Wärmeeinwirkung während des Sinterns verbrannt, und wird ein durch die Verbrennung entstehender Raum ein unregelmäßiger Weg, und wird die restliche Struktur zu dem Rahmenabschnitt, der die dreidimensionale Netzwerkstruktur bildet.
  • Zwar wurde bei der Ausführungsform ein Beispiel beschrieben, bei welchem der Halbleiterwafer für das Halbleiterbauelement, das ein Substrat auf Siliziumgrundlage aufweist, für die Plasmabehandlung gedacht ist, jedoch ist die Erfindung nicht auf einen Halbleiterwafer beschränkt. So kann beispielsweise eine Quarzplatte, die bei einem Quarzoszillator eingesetzt werden soll, der für ein Material gedacht ist, welches Silizium enthält, auch bei der Erfindung eingesetzt werden.
  • Als nächstes wird ein Beispiel, bei welcher die Plasmabehandlungseinrichtung gemäß der Erfindung bei einer Halbleiterherstellungseinrichtung eingesetzt wird, anhand einer zweiten und dritten Ausführungsform beschrieben.
  • Zweite Ausführungsform
  • Zuerst wird unter Bezugnahme auf 6 eine Halbleiterwaferbearbeitungseinrichtung 90 beschrieben. In 6 sind ein Wafergehäuseabschnitt 32, ein erstes Plasmabehandlungsabschnitt 34A, ein zweiter Plasmabehandlungsabschnitt 34B, ein Vor-Zentrumsabschnitt 35, und ein Waschabschnitt 40 in Radialrichtung auf der oberen Oberfläche eines Basisabschnitts 31 um einen Waferlieferabschnitt 33 herum vorgesehen, der einen Roboterarm aufweist, und ist ein Polierabschnitt 36 neben dem Vor-Zentrumsabschnitt 35 angeordnet.
  • Der Wafergehäuseabschnitt 32 weist zwei Magazine 32A und 32B zur Aufnahme von Wafern auf, und nimmt einen Halbleiterwafer vor und nach einer Bearbeitung auf. Der erste Plasmabehandlungsabschnitt 34A und der zweite Plasmabehandlungsabschnitt 35B führen eine Trockenätzung über der Oberfläche eines Halbleiterwafers durch, durch die Ätzwirkung eines Plasmas, das in einer Atmosphäre mit verringertem Druck erzeugt wird. Der Vor-Zentrumsabschnitt 35 führt eine Vor-Zentrumsoperation zum Ausrichten des Halbleiterwafers durch, der zu dem Polierabschnitt 36 transportiert werden soll. Der Waschabschnitt 40 wäscht den Halbleiterwafer, der durch den Polierabschnitt 36 poliert wurde, mit einer Waschlösung.
  • Der Polierabschnitt 36 weist einen Wandabschnitt 36a auf, der auf der oberen Oberfläche des Basisabschnitts 31 steht, und es sind eine erste Poliereinheit 38A und eine zweite Poliereinheit 38B auf der vorderen Seitenoberfläche des Wandabschnitts 36a vorgesehen. Die erste Poliereinheit 38A und die zweite Poliereinheit 38B führen eine Grobpolierung bzw. Feinpolierung eines Halbleiterwafers 41 durch. Ein Drehteller 37 ist von einer Plattform 36b unter der ersten Poliereinheit 38A und der zweiten Poliereinheit 38B umgeben. Der Drehteller 37 weist Waferhalteabschnitte 37a auf, und wird schrittweise so gedreht, dass der Halbleiterwafer 41 in einem der Waferhalteabschnitte 37a gehaltert wird, wodurch der zu polierende Halbleiterwafer 41 in Bezug auf die erste Poliereinheit 38A und die zweite Poliereinheit 38B positioniert wird.
  • Ein Waferzufuhrabschnitt 39A und ein Waferabfuhrabschnitt 39B, die jeweils Transportarme aufweisen, sind an der Seite des Polierabschnitts 36 gegenüberliegend dem Wandabschnitt 36a vorgesehen. Der Waferzufuhrabschnitt 39A bringt in den Polierabschnitt 36 den Halbleiterwafer ein, der durch den Vor-Zentrumsabschnitt 35 ausgerichtet wurde. Der Waferabfuhrabschnitt 39B führt den mechanischen polierten Halbleiterwafer von dem Polierabschnitt 36 ab. Der Wafertransportabschnitt 33, der Waferzufuhrabschnitt 39A, und der Waferabfuhrabschnitt 39B stellen daher Waferhandhabungsvorrichtungen zum Transport des Halbleiterwafers 41 zu und von dem Polierabschnitt 36, dem Waschabschnitt 40, dem ersten Plasmabehandlungsabschnitt 34A oder dem zweiten Plasmabehandlungsabschnitt 34B dar, liefern den Halbleiterwafer 41 zum Polierabschnitt 36, und entnehmen den Halbleiterwafer 41, mit welchem die Trockenätzung durchgeführt wurde, aus dem ersten Plasmabehandlungsabschnitt 34A oder dem zweiten Plasmabehandlungsabschnitt 34B.
  • Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die 7 und 8 eine Beschreibung der Plasmabehandlungsabschnitte 34A und 34B vorgenommen. Die Plasmabehandlungsabschnitte 34A und 34B haben dieselbe Struktur wie bei der Plasmabehandlungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. In 7 dient das Innere einer Vakuumkammer 51 als Behandlungskammer 52 zur Durchführung einer Plasmabehandlung, und sind eine untere Elektrode 53 (eine erste Elektrode) und eine obere Elektrode 54 (eine zweite Elektrode) in Vertikalrichtung in der Behandlungskammer 52 vorgesehen. Die untere Elektrode 53 weist einen Elektrodenkörper 55 auf, der an der Vakuumkammer 51 über einen Isolator 59 angebracht ist, der aus Polytetrafluorethylen besteht, mit Hilfe eines Halterungsabschnitts 55a, der sich nach unten erstreckt. Ein Halteabschnitt 56, der aus einem Material mit hohem Wärmeleitvermögen, beispielsweise Aluminium, Edelstahl, oder einem anderen geeigneten Material besteht, ist an der oberen Oberfläche des Elektrodenkörpers 55 angebracht, und der mit einem Schaltungsmuster versehene Halbleiterwafer 41 wird auf der Halteoberfläche 56d der oberen Oberfläche des Halteabschnitts 56 montiert. Die Vakuumkammer 51 und der Elektrodenkörper 55 bestehen aus Aluminium, Edelstahl, oder einem anderen, geeigneten Material. Der Halteabschnitt 56 ist so ausgebildet, dass eine Keramikbeschichtung auf einer Oberfläche aus Aluminium, Edelstahl, oder einem anderen geeigneten Material angeordnet ist.
  • Der Halbleiterwafer 41 wird in einem Zustand aufgesetzt, der erhalten wird, unmittelbar nach dem die Rückseite einer Schaltungsmusterausbildungsoberfläche durch mechanisches Polieren oder Schleifen dünner ausgebildet wurde, und sich eine beschädigte Schicht mit einem Mikroriss auf der polierten Oberfläche ausgebildet hat. Ein schützendes Band 43 wird auf die Oberfläche des Halbleiterwafers 41 aufgebracht, auf welcher das Schaltungsmuster 42 hergestellt werden soll, und wird fest an der Halteoberfläche 56d angebracht. Die polierte Oberfläche (die Rückseite der Schaltungsausbildungsoberfläche), die behandelt werden soll, wird daher nach oben gedreht. Die beschädigte Schicht der polierten Oberfläche wird durch die Plasmabehandlung entfernt (geätzt).
  • Eine große Anzahl an Sauglöchern 56a, die zu einer oberen Oberfläche hin freiliegen, ist in dem Halteabschnitt 56 vorgesehen, und steht mit einem Saugweg 55d in Verbindung, der sich durch den Halterungsabschnitt 55a des Elektrodenkörpers 55 erstreckt. Der Saugweg 55d ist über einen Vakuumsaugabschnitt 61 angeschlossen, und eine Evakuierung wird über den Vakuumsaugabschnitt 61 so durchgeführt, dass der Halbleiterwafer 41 auf der Halteoberfläche 56d der oberen Oberfläche des Halteabschnitts 56 angebracht ist, so dass der Halbleiterwafer 41 in dem Halteabschnitt 56 durch Vakuumansaugung gehaltert wird.
  • Kühlmittelkanäle 56b und 56c zum Zwecke der Kühlung sind in dem Halteabschnitt 56 vorgesehen, und stehen in Verbindung mit Leitungen 55b und 55c, die sich durch den Halterungsabschnitt 55a erstrecken. Die Leitungen 55b und 55c sind mit einem Kühlmittelumwälzabschnitt 60 verbunden. Im Betrieb des Kühlmittelumwälzabschnitts 60 wird ein Kühlmittel wie beispielsweise Kühlwasser in den Kühlmittelkanälen 56b und 56c umgewälzt. Der durch die während der Plasmabehandlung erzeugten Wärme erwärmte Halteabschnitt 56 wird daher gekühlt, wodurch eine Beschädigung infolge von Wärmeeinwirkung des schützenden Bandes 43 verhindert wird, das fest an der Halteoberfläche 56d angebracht ist.
  • Der Elektrodenkörper 55 ist elektrisch Hochfrequenzerzeugungsabschnitt 62 verbunden, und der Hochfrequenzerzeugungsabschnitt 62 legt eine Hochfrequenzspannung zwischen der unteren Elektrode 53 und der oberen Elektrode 54 an. Weiterhin ist die Behandlungskammer 52 in der Vakuumkammer 51 mit einem Drucksteuerabschnitt 63 verbunden. Der Drucksteuerabschnitt 63 führt eine Druckverringerung in der Behandlungskammer 52 durch, sowie eine Belüftung mit Atmosphärenluft beim Abschalten des Vakuums in der Behandlungskammer 52.
  • Die obere Elektrode 54 ist in einer zur unteren Elektrode 53 entgegengesetzten Position angeordnet, und weist einen Elektrodenkörper 65 auf, der aus Aluminium, Edelstahl, oder einem anderen, geeigneten Material hergestellt ist, sowie ein Elektrodenteil 67, das eine gegenüberliegende Oberfläche aufweist, die parallel zur Halteoberfläche 56d verläuft. Der Elektrodenkörper 65 ist an der Vakuumkammer 51 über einen Isolator 66 angebracht, der aus Polytetrafluorethylen besteht, mit Hilfe eines Halterungsabschnitts 65a, der sich nach oben erstreckt, und über einen Erdungsabschnitt 70 an Masse gelegt ist. Weiterhin stellt der Elektrodenkörper 65 eine Elektrode zur Plasmaerzeugung und zum Liefern eines Gases für die Plasmaerzeugung an die Behandlungskammer 52 dar, und weist eine der Halteoberfläche 56d gegenüberliegende Oberfläche auf, die mit einer Gaszufuhröffnung 65b versehen ist, die mit einem Gaszufuhrweg 65c in Verbindung steht, der sich durch den Halterungsabschnitt 56a erstreckt. Der Gaszufuhrweg 65c ist mit einem Gaszufuhrabschnitt. 69 verbunden, und der Gaszufuhrabschnitt 69 liefert als Gas zur Plasmaerzeugung eine Gasmischung, die ein Gas auf Fluorgrundlage enthält, beispielsweise Kohlenstofftetrafluorid (CF4) oder Schwefelhexafluorid (SF6) sowie ein Edelgas wie beispielsweise Helium (He).
  • Ein Elektrodenteil 67 ist an der vorderen Oberfläche der Gaszufuhröffnung 65b angebracht. Das Elektrodenteil 67 ist ein scheibenförmiges Teil, das eine keramische, poröse Substanz aufweist. Wie in 8 gezeigt, weist die keramische, poröse Substanz eine dreidimensionale Netzwerkanordnung auf, bei welcher ein Rahmenabschnitt 68a aus Keramik durchgehend als dreidimensionales Netzwerk ausgebildet ist, und in sich eine große Anzahl an Hohlraumabschnitten 68b (Spalten) aufweist. Die mittlere Größe jedes Hohlraumabschnitts 68b beträgt etwa 100 μm bis 300 μm im Durchmesser. Der Hohlraumabschnitt 68b, der den dreidimensionalen Netzwerkaufbau aufweist, bildet mehrere irreguläre Wege aus, die ein Gas zum Durchgang durch das Elektrodenteil 67 von der Gaszufuhröffnung 65b aus veranlassen. Das Elektrodenteil 67 weist eine Dicke auf, die größer ist als 5 mm.
  • Als nächstes erfolgt unter den 9 bis 11 die Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, bei dem ein Schaltungsmuster auf der Oberfläche eines Halbleiterelements vorgesehen ist. In den 10A und 10B bezeichnet das Bezugszeichen 41 einen Halbleiterwafer, und es wird ein Schaltungsmuster 42 aus mehreren Halbleiterelementen auf der oberen Oberfläche des Halbleiterwafers 41 erzeugt (in einem Schaltungsmustererzeugungsschritt) (ST11). Wie in 10C gezeigt, wird dann ein schützendes Band 43 an der Oberfläche des Halbleiterwafers 41 angebracht, auf welcher das Schaltungsmuster 42 hergestellt wurde (Schritt zum Ankleben eines schützenden Bandes) (ST12).
  • In diesem Zustand wird der Halbleiterwafer 41 in einem Magazin 32A, 32B aufgenommen, und wird der Halbleiterwafebearbeiteitungseinrichtung zugeführt, die in 6 gezeigt ist. Die Magazine 32A, 32B sind an dem Wafergehäuseabschnitt 32 angebracht. Die rückwärtige Oberfläche des Halbleiterwafers 41, der aus dem Wafergehäuseabschnitt 32 mit Hilfe eines Roboterarms des Waferzufuhrabschnitts 33 entnommen wurde, wird mechanisch poliert und dünner ausgebildet durch den Polierabschnitt 36 (ein Polierschritt (ST13). Im einzelnen wird der so herausgenommene Halbleiterwafer 41 in dem Vor- Zentrumsabschnitt 35 ausgerichtet, und wird dann auf dem Waferhalteabschnitt 37a des Drehtellers 37 durch den Waferzufuhrabschnitt 39A so angebracht, dass seine rückwärtige Oberfläche nach oben gedreht ist, und dann wird die rückwärtige Oberfläche mechanisch durch die erste Poliereinheit 38A und die zweite Poliereinheit 38B poliert, wie in 10D gezeigt. Daher wird, wie in 10E gezeigt, der Halbleiterwafer 41 dünner ausgebildet, damit er dann eine vorbestimmte Dicke t aufweist.
  • Dann wird der Halbleiterwafer 41 von dem Polierabschnitt 36 zu dem Waschabschnitt 40 mit Hilfe des Waferabfuhrabschnitts 39B transportiert. Dort wird die rückwärtige Oberfläche des mechanisch polierten Halbleiterwafers 41 mit einer Flüssigkeit gewaschen, um Staub zu erzeugen, der in dem Polierschritt erzeugt wurde (ein Waschschritt) (ST14). Im einzelnen weist, wie in 10F gezeigt, der Halbleiterwafer 41 das schützende Band 43 auf, wird in dem Waferhalteabschnitt 40a des Waschabschnitts 40 gehaltert, und es wird eine Waschlösung auf die rückwärtige Oberfläche des Halbleiterwafers 41 aufgespritzt (die mechanische Oberfläche), mit Hilfe einer Waschdüse 40b in diesem Zustand. Nach dem Aussprühen der Waschlösung wird die Oberfläche des Halbleiterwafers 41 von überschüssiger Flüssigkeit befreit und getrocknet.
  • Dann wird der gewaschene Halbleiterwafer 41 entweder dem ersten Plasmabehandlungsabschnitt 34A oder dem zweiten Plasmabehandlungsabschnitt 34B mit Hilfe des Wafertransportabschnitts 33 zugeführt. Bei der gewaschenen, rückwärtigen Oberfläche des Halbleiterwafers 41 wird eine Plasmaätzung durchgeführt, wodurch eine beschädigte Schicht entfernt wird, die durch das mechanische Polieren oder Schleifen erzeugt wurde (ein Schritt zum Entfernen der beschädigten Schicht) (ST15). Im einzelnen wird das schützende Band 43 des Halbleiterwafers 41 fest mit der Halteoberfläche 46d verbunden, damit der Halbleiterwafer 41 an der unteren Elektrode 53 in solcher Ausrichtung gehaltert wird, dass die mechanisch polierte Oberfläche nach oben weist. Mit der mechanisch polierten Oberfläche wird eine Plasmaätzung mit Hilfe eines Plasmas durchgeführt, das dadurch erzeugt wird, dass ein Gas von dem Elektrodenteil 67 auf der der oberen Elektrode 54 gegenüberliegenden Oberfläche zugeführt wird, die parallel zur Halteoberfläche 56d verläuft, und eine Hochfrequenzspannung zwischen der unteren Elektrode 53 und der oberen Elektrode 54 angelegt wird, durch den Hochfrequenzerzeugungsabschnitt 62.
  • Das Gas zur Plasmaerzeugung bei der Plasmaätzung wird durch das Elektrodenteil 67 geliefert, das den dreidimensionalen Netzwerkaufbau aufweist, und das Gas zur Plasmaerzeugung wird gleichmäßig aus einem unregelmäßigen Weg ausgestoßen, der durch die Spalte der dreidimensionalen Netzwerkanordnung gebildet wird, zum Halbleiterwafer 41 hin. Hierdurch wird ermöglicht, eine gleichmäßige Plasmabehandlung ohne Variationen durchzuführen.
  • Darüber hinaus wird vor der Plasmaätzung die Oberfläche des Halbleiterwafers 41 gewaschen, um Fremdkörper wie etwa Polierstaub zu entfernen. Hierdurch wird ermöglicht, eine geätzte Oberfläche mit einem hervorragenden Erscheinungsbild zu erhalten, ohne einen derartigen Nachteil hervorzurufen, dass die Oberfläche des Halbleiterwafers 41 ein geringfügig lichtundurchlässiges Erscheinungsbild nach der Plasmaätzung aufweist. Darüber hinaus wird der Halteabschnitt 56 der unteren Elektrode 53 durch ein Kühlmittel gekühlt. Hierdurch kann verhindert werden, dass das schützende Band 43 durch vom Plasma erzeugte Wärme beschädigt wird.
  • Nachdem die Plasmaätzung auf die geschilderte Art und Weise durchgeführt wurde, wird der Halbleiterwafer 41 durch den Wafertransportabschnitt 33 zurück in eines der Magazine 32A und 32B gebracht, und wird aus der Halbleiterwaferbearbeitungseinrichtung 90 entnommen. Das schützende Band 43 wird von dem Halbleiterwafer 41 abgeschält, der entnommen wurde, und es wird ein Chipzerschneideband an der rückwärtigen Oberfläche des Halbleiterwafers 41 angebracht (Schritt zum Ankleben eines Chipzerschneidebands) (ST16). Im einzelnen wird, wie in 11A gezeigt, an dem Halbleiterwafer 41, der dünner ausgebildet wurde, und an welchem das schützende Band 43 anhaftet, an einem Chipzerschneideband 45 angebracht (einem Klebeband), das so an einem Waferring 44 angebracht ist, dass das schützende Band 43 nach oben gedreht ist. Das schützende Band 43 wird abgeschält, so dass das Schaltungsmuster 42 zu einer oberen Oberfläche hin freiliegt, wie dies in 11B gezeigt ist.
  • Der Halbleiterwafer 41 wird einer Chipzerschneidevorrichtung in diesem Zustand zugeführt, und dann wird der Halbleiterwafer 41 mit dem daran anhaftenden Chipzerschneideband 45 geschnitten und in Einheiten von Halbleiterelementen aufgeteilt (ein Chipzerschneideschritt) (ST17). Im einzelnen wird, wie in 11 gezeigt, eine Schnittnut 47 entlang einer Schnittlinie mit Hilfe einer Schneideklinge 46 ausgebildet, so dass eine stückförmige Halbleitervorrichtung 41', die auf dem Chipzerschneideband 45 anhaftet, fertiggestellt ist, wie dies in 11D gezeigt ist.
  • Dritte Ausführungsform
  • Bei der dritten Ausführungsform wird in einem Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, bei dem ein Schaltungsmuster auf der Rückseite eines Halbleiterelements ebenso wie bei der zweiten Ausführungsform erzeugt wird, ein Halbleiterwafer 41 vor einem Polierschritt zum Verdünnen, der sich von der zweiten Ausführungsform unterscheidet, in zwei Teile geschnitten.
  • In den 13A und 13B bezeichnet das Bezugszeichen 41 denselben Halbleiterwafer wie bei der zweiten Ausführungsform, und wird ein Schaltungsmuster 42 aus mehreren Halbleiterelementen auf der oberen Oberfläche des Halbleiterwafers 41 ausgebildet (ein Schaltungsmustererzeugungsschritt) (ST21). Wie in 13C gezeigt, wird dann ein Chipzerschneideband 45 an der rückwärtigen Oberfläche des Halbleiterwafers 41 angebracht, auf welcher das Schaltungsmuster 42 erzeugt wurde (ein Chipzerschneideband-Anbringungsschritt) (ST22). Im einzelne wird der Halbleiterwafer 41 an dem Chipzerschneideband 45, das bei einem Waferring 44 vorgesehen ist, in solche Ausrichtung angebracht, dass das Schaltungsmuster 42 nach oben weist.
  • Dann wird der Halbleiterwafer 41 einer Chipzerschneidevorrichtung zugeführt, und wird eine Nut 48 zum Aufteilen des Halbleiterwafers 41 in Einheiten aus Halbleiterelementen aus der Oberfläche des Halbleiterwafers 41 hergestellt (einer Schaltungsmusterausbildungsoberfläche), der an dem Chipzerschneideband 45 anhaftet, wie in 13D gezeigt (Schritt des Schneidens in zwei Hälften) (ST23). Hierbei ist die Tiefe der Nut 48 größer gewählt als die Dicke des Halbleiterelement, das nach Fertigstellung eines Erzeugnisses erhalten wird. Nach dem Schritt des Schneidens in zwei Hälften wird, wie in 13E gezeigt, das schützende Band 43 an der Oberfläche des Halbleiterwafers 41 angebracht, bei welcher die Nut 48 vorhanden ist (Schritt des Anklebens eines schützenden Bandes) (ST24).
  • Dann wird der Halbleiterwafer 41 in einem Magazin 32A (32B) aufgenommen, und der in 6 gezeigten Halbleiterwaferbearbeitungseinrichtung 90 zugeführt, und wird das Magazin 32A (32B) an einem Wafergehäuseabschnitt 32 angebracht. Die rückwärtige Oberfläche des Halbleiterwafers 41, der aus dem Wafergehäuseabschnitt 32 durch den Roboterarm eines Wafertransportabschnitts 33 entnommen wurde, wird mechanisch poliert und dünner ausgebildet, so dass er eine derartige Dicke aufweist, dass die Nut 48 erreicht wird, so dass der Halbleiterwafer 41 in die Einheiten aus den Halbleiterelementen unterteilt wird (ein Polierschritt) (ST25).
  • Im einzelnen wird der Halbleiterwafer 41 in einem Vor-Zentrumsabschnitt 35 auf dieselbe Art und Weise wie bei der zweiten Ausführungsform ausgerichtet, und wird dann auf einem Waferhalteabschnitt 37a eines Drehtellers 37 durch einen Waferzufuhrabschnitt 39A in solche Ausrichtung angebracht, dass die rückwärtige Oberfläche des Halbleiterwafers 41 nach oben weist, und dann wird die rückwärtige Oberfläche mechanisch durch die erste Poliereinheit 38A und die zweite Poliereinheit 38B poliert, wie in 14A gezeigt ist. Wie aus 14B hervorgeht, wird daher der Halbleiterwafer 41 so dünner ausgebildet, dass er eine vorbestimmte Dicke t aufweist, und wird in Einheiten aus stückförmigen Halbleiterbauelementen 41' auf dem schützenden Band 43 mit Hilfe der Nut 48 aufgeteilt, die durch das Schneiden bis auf die Hälfte erzeugt wurde.
  • Dann werden die Halbleiterbauelemente 41', die durch das schützende Band 43 verbunden sind, durch der Waferabfuhrabschnitt 39B von einem Polierabschnitt 36 einem Waschabschnitt 40 zugeführt. Dort wird die rückwärtige Oberfläche des Halbleiterwafers, der durch das mechanische Polieren oder Schleifen unterteilt wurde, mit einer Flüssigkeit gewaschen, um Polierstaub zu entfernen, der in dem Polierschritt erzeugt wurde (ein Waschschritt) (ST26). Im einzelnen wird, wie in 14C gezeigt, das schützende Band 43 in einem Waferhalteabschnitt 40a des Waschabschnitts 40 gehalten, und wird eine Waschlösung auf die rückwärtige Oberfläche (die mechanisch polierte Oberfläche) mit Hilfe einer Waschdüse 40b in diesem Zustand aufgesprüht.
  • Dann wird der gewaschene Halbleiterwafer 41 entweder einem ersten Plasmabehandlungsabschnitt 34A oder einem zweiten Plasmabehandlungsabschnitt 34B durch den Wafertransportabschnitt 33 zugeführt, um eine beschädigte Schicht an der mechanisch polierten oder geschliffenen Oberfläche durch Plasmaätzung der rückwärtigen Oberfläche des Halbleiterwafers 41 zu entfernen, die in dem Waschschritt gewaschen wurde (Schicht zum Entfernen einer beschädigten Schicht) (ST27). Die beschädigte Schicht wird auf dieselbe Art und Weise wie bei der zweiten Ausführungsform entfernt (ST15).
  • Wie voranstehend geschildert ist es bei den Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements gemäß der zweiten und dritten Ausführungsform nicht erforderlich, eine Sicherheitsausrüstung zur Verfügung zu stellen, um Gefahren für einen Arbeiter zu verhindern, was bei einer herkömmlichen Nassätzungsbehandlung erforderlich ist, die Chemikalien wie beispielsweise Fluorschwefelsäure verwendet, oder eine Flüssigkeitsbehandlungseinrichtung zum Behandeln abgezogener Flüssigkeit nach dem Gebrauch vorzusehen. Daher können die Kosten für die Ausrüstung und die Betriebskosten wesentlich verringert werden, und kann eine Ätzbehandlung wirksam kostengünstig durchgeführt werden. Hierdurch wird ermöglicht, ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements mit geringem Kostenaufwand zu verwirklichen.
  • Es sollte deutlich geworden sein, dass die vorliegende Beschreibung als beispielhaft zu verstehen ist, und dass verschiedene Änderungen durch Hinzufügen, Abändern oder Weglassen von Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Lehre abzuweichen, die aus dieser Beschreibung hervorgeht. Die Erfindung ist daher nicht auf spezielle Einzelheiten dieser Beschreibung beschränkt, da sich Wesen und Umfang der Erfindung aus der Gesamtheit der Anmeldeunterlagen ergeben und von den folgenden Patentansprüchen umfasst sein sollen.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Bei der Einrichtung und dem Verfahren zur Plasmabehandlung gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Elektrodenteil, das die dreidimensionale Netzwerkanordnung aufweist, bei welcher Spalte unregelmäßige Wege bilden, um ein Gas zur Plasmaerzeugung zum Durchgang zu veranlassen, als das Elektrodenteil verwendet, das an der vorderen Oberfläche der Gaszufuhröffnung der Elektrode zur Plasmaerzeugung angebracht werden soll. Daher kann die Verteilung des zugeführten Gases gleichmäßig ausgebildet werden, um eine anomale Entladung zu verhindern, und kann eine gleichmäßige Ätzung ohne Variationen durchgeführt werden. Weiterhin kann die dreidimensionale Netzwerkanordnung eine ausreichende Lebensdauer selbst an einem Ort sicherstellen, an welchem sie direkt dem Plasma ausgesetzt ist. Da die Gasmischung aus einem Gas auf Fluorgrundlage und Helium zur Durchführung der Ätzung verwendet wird, kann darüber hinaus die geätzte Oberfläche als spiegelartig endbearbeitete Oberfläche ausgebildet werden.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements gemäß der Erfindung wird bei der Herstellung des Halbleiterbauelements, bei dem ein Schaltungsmuster auf der Rückseite eines Halbleiterelements erzeugt wird, die rückwärtige Oberfläche eines Halbleiterwafers, der durch mechanisches Polieren oder Schleifen dünner ausgebildet wurde, mit einer Flüssigkeit gewaschen, und wird im Polierschritt erzeugter Polierstaub entfernt, und dann wird bei der gewaschenen, rückwärtigen Oberfläche des Halbleiterwafers eine Plasmaätzung durchgeführt, so dass eine beschädigte Schicht entfernt wird, die durch das mechanische Polieren oder Schleifen hervorgerufen wird. Daher kann die Umweltbelastung verringert werden, verglichen mit der herkömmlichen Nassätzung, welche Chemikalien einsetzt, und kann ein Halbleiterbauelement kostengünstig hergestellt werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Bei einer Plasmabehandlungseinrichtung wird eine keramische, poröse Substanz, die eine dreidimensionale Netzwerkanordnung aufweist, bei welcher ein Rahmenabschnitt (18a), der aus Keramik besteht, welche Aluminiumoxid enthält, durchgehend wie ein dreidimensionales Netzwerk vorgesehen ist, als das Material eines Elektrodenteils (17) für die Plasmabehandlungseinrichtung verwendet, das an der vorderen Oberfläche einer Gaszufuhröffnung einer Elektrode zur Plasmaerzeugung angebracht werden soll, und wird ein Gas zur Plasmaerzeugung dazu veranlasst, durch einen Lochabschnitt (18b) hindurchzugehen, der unregelmäßig in der dreidimensionalen Netzwerkanordnung vorhanden ist. Die Verteilung des zu liefernden Gases wird daher vergleichmäßigt, so dass eine anomale Entladung verhindert wird, und so eine gleichmäßige Ätzung ohne Variationen durchgeführt werden kann.

Claims (15)

  1. Plasmabehandlungseinrichtung, welche aufweist: eine Behandlungskammer; eine erste Elektrode, die einen Halteabschnitt zum Haltern eines Substrats auf Siliziumgrundlage in der Behandlungskammer aufweist; eine zweite Elektrode, die an einem der ersten Elektrode gegenüberliegenden Ort angeordnet ist, und eine Gaszufuhröffnung zum Liefern eines Gases zur Plasmaerzeugung zur Behandlungskammer aufweist; einen Drucksteuerabschnitt zur Verringerung des Drucks in der Behandlungskammer; einen Gaszufuhrabschnitt zum Liefern einer Gasmischung, welche Fluor und Helium enthält, als das Gas zur Plasmaerzeugung an die Behandlungskammer über die Gaszufuhröffnung; einen Hochfrequenzerzeugungsabschnitt zum Anlegen einer Hochfrequenzspannung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode; und ein Elektrodenteil, das an einer vorderen Oberfläche der Gaszufuhröffnung angebracht werden soll, wobei das Elektrodenteil eine dreidimensionale Netzwerkanordnung aufweist, und ein Spalt der dreidimensionalen Netzwerkanordnung mehrere unregelmäßige Wege bildet, um das Gas zur Plasmaerzeugung zum Durchgang dort zu veranlassen.
  2. Plasmabehandlungseinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Material, welches die dreidimensionale Netzwerkanordnung bildet, Aluminiumoxid enthält.
  3. Plasmabehandlungseinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Werkstück ein Substrat auf Siliziumgrundlage ist, auf welchem durch mechanisches Polieren oder Schleifen eine beschädigte Schicht erzeugt wird, und die beschädigte Schicht durch Plasmaätzung entfernt wird.
  4. Plasmabehandlungseinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Werkstück ein Halbleiterwafer ist, bei dem auf der Seite einer Oberfläche ein Schaltungsmuster ausgebildet wird, und eine beschädigt Schicht, die auf einer rückwärtigen Seite des Halbleiterwafers vorhanden ist, durch Plasmaätzung entfernt wird.
  5. Plasmabehandlungsverfahren in einer Plasmabehandlungseinrichtung, die eine Behandlungskammer aufweist, eine erste Elektrode, die mit einem Halteabschnitt zum Haltern eines Substrats auf Siliziumgrundlage in der Behandlungskammer versehen ist, eine zweite Elektrode, die an einem der ersten Elektrode gegenüberliegenden Ort vorgesehen ist, und eine Gaszufuhröffnung zum Liefern eines Gases zur Plasmaerzeugung an die Behandlungskammer aufweist, und ein Elektrodenteil, das eine dreidimensionale Netzwerkanordnung aufweist, und an einer vorderen Oberfläche der zweiten Elektrode angebracht ist, einen Drucksteuerabschnitt zur Verringerung des Drucks in der Behandlungskammer, einen Gaszufuhrabschnitt zum Liefern einer Gasmischung, welche Fluor und Helium enthält, als Gas zur Plasmaerzeugung an die Behandlungskammer über die Gaszufuhröffnung, und einen Hochfrequenzerzeugungsabschnitt zum Anlegen einer Hochfrequenzspannung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Anlegen einer Hochfrequenzspannung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, während das Gas zur Plasmaerzeugung aus einem unregelmäßigen Weg ausgeblasen wird, der durch einen Spalt der dreidimensionalen Netzwerkanordnung gebildet wird, wodurch ein Plasma erzeugt wird; und Ätzen eines Halbleiterwafers, der an der ersten Elektrode gehaltert wird, durch das erzeugte Plasma.
  6. Plasmabehandlungsverfahren nach Anspruch 5, bei welchem das Werkstück ein Substrat auf Siliziumgrundlage ist, auf welchem eine beschädigte Schicht durch mechanisches Polieren oder Schleifen erzeugt wird, und die beschädigte Schicht durch Plasmaätzung entfernt wird.
  7. Plasmabehandlungsverfahren nach Anspruch 5, bei welchem das Werkstück ein Halbleiterwafer ist, bei dem ein Schaltungsmuster auf der Seite einer Oberfläche vorgesehen ist, und eine beschädigte Schicht, die auf einer rückwärtigen Oberfläche des Halbleiterwafers vorhanden ist, durch Plasmaätzung entfernt wird.
  8. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, bei dem ein Schaltungsmuster auf einer Oberfläche eines Halbleiterelements erzeugt wird, mit folgenden Schritten: einem Schritt zur Erzeugung eines Schaltungsmusters, in welchem ein Schaltungsmuster von mehreren Halbleiterelementen auf einer Oberfläche eines Halbleiterwafers erzeugt wird; einem Schritt zum Ankleben eines schützenden Bandes, in welchem ein schützendes Band auf die Oberfläche des Halbleiterwafers angeklebt wird, auf welcher das Schaltungsmuster vorhanden ist; einen Polierschritt, in welchem eine rückwärtige Oberfläche des Halbleiterwafers mechanisch poliert und dünner ausgebildet wird; einen Waschschritt, in welchem die rückwärtige Oberfläche des so mechanisch polierten Halbleiterwafers gewaschen wird, und im Polierschritt erzeugter Polierstaub entfernt wird; einen Schritt zum Entfernen einer beschädigten Schicht, in welchem die rückwärtige Oberfläche des Halbleiterwafers geätzt wird, die in dem Waschschritt gewaschen wird, wodurch eine beim mechanischen Polieren erzeugte, beschädigte Schicht entfernt wird; einen Schritt zum Ankleben eines Chipzerschneidebandes, in welchem das schützende Band abgeschält wird, und ein Chipzerschneideband auf der rückwärtigen Oberfläche des Halbleiterwafers angebracht wird; und einem Schritt zum Zerschneiden des Chips, in welchem der Halbleiterwafer, auf welchen das Chipzerschneideband aufgeklebt wurde, geschnitten und in Einheiten des Halbleiterelements unterteilt wird, wobei der Schritt der Entfernung der beschädigten Schicht eine Plasmabehandlungseinrichtung einsetzt, die eine erste Elektrode aufweist, die den Halbleiterwafer mit einer Halteoberfläche haltert, die fest an dem schützenden Band anhaftet, und eine zweite Elektrode, die parallel zur Halteoberfläche verläuft, und eine dreidimensionale Netzwerkanordnung an einem Ort gegenüberliegend der Halteoberfläche aufweist, wobei eine Plasmaätzung durch ein Plasma durchgeführt wird, das so erzeugt wird, dass eine Hochfrequenzspannung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angelegt wird, während ein Gas zur Plasmaerzeugung von einem unregelmäßigen Weg geliefert wird, der durch einen Spalt der dreidimensionalen Netzwerkanordnung gebildet wird.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements nach Anspruch 8, bei welchem die erste Elektrode gekühlt wird, so dass das schützende Band, das fest an der Halteoberfläche anhaftet, nicht durch die vom Plasma erzeugte Wärme thermisch beschädigt wird.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements nach Anspruch 8, bei welchem das Gas zur Plasmaerzeugung eine Gasmischung ist, welche ein Fluorgas und ein Trägergas enthält.
  11. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements nach Anspruch 10, bei welchem das Trägergas Helium ist.
  12. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, das ein auf einer Oberfläche eines Halbleiterelements erzeugtes Schaltungsmuster aufweist, mit folgenden Schritten: einem Schritt zur Erzeugung eines Schaltungsmusters, in welchem ein Schaltungsmuster aus mehreren Halbleiterelementen auf einer Oberfläche eines Halbleiterwafers erzeugt wird; einem Schritt des Anklebens eines Chipzerschneidebandes, in welchem ein Chipzerschneideband auf eine rückwärtige Oberfläche des Halbleiterwafers aufgeklebt wird, auf welcher das Schaltungsmuster vorhanden ist; einem Schritt zur Ausbildung einer Nut zum Unterteilen des Halbleiterwafers in Einheiten des Halbleiterelements auf der Oberfläche des Halbleiterwafers, der an dem Chipzerschneideband anhaftet; einem Schritt des Anklebens eines schützenden Bandes, in welchem ein schützendes Band an die Oberfläche des Halbleiterwafers angeklebt wird, welche die Nut aufweist; einem Polierschritt, in welchem die rückwärtige Oberfläche des Halbleiterwafers so mechanisch poliert und dünner ausgebildet wird, dass sie eine solche Dicke aufweist, dass die Nut erreicht wird, wodurch der Halbleiterwafer in die Einheiten aus den Halbleiterelementen unterteilt wird; einem Waschschritt, in welchem mit einer Flüssigkeit die rückwärtige Oberfläche des Halbleiterwafers gewaschen wird, der so durch das mechanische Polieren unterteilt wurde, und Polierstaub entfernt wird, der in dem Polierschritt erzeugt wurde; und einem Schritt zum Entfernen einer beschädigten Schicht, in welchem eine Plasmaätzung der rückwärtigen Oberfläche des Halbleiterwafers durchgeführt wird, der nach dem Waschschritt unterteilt wurde, wodurch eine beschädigte Schicht entfernt wird, die bei dem mechanischen Polieren erzeugt wurde, wobei der Schritt des Entfernens der beschädigten Schicht eine Plasmabehandlungseinrichtung verwendet, die eine erste Elektrode aufweist, welche den Halbleiterwafer mit einer Halteoberfläche haltert, die fest an dem schützenden Band anhaftet, und eine zweite Elektrode, die parallel zur Halteoberfläche verläuft, und eine dreidimensionalen Netzwerkanordnung an einem Ort gegenüberliegend der Halteoberfläche aufweist, und eine Plasmaätzung durch ein Plasma durchgeführt wird, das dadurch erzeugt wird, dass eine Hochfrequenzspannung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angelegt wird, während ein Gas zur Plasmaerzeugung aus einem unregelmäßigen Weg geliefert wird, der durch einen Spalt der dreidimensionalen Netzwerkanordnung gebildet wird.
  13. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements nach Anspruch 12, bei welchem die erste Elektrode gekühlt wird, so dass das schützende Band, das fest an der Halteoberfläche anhaftet, nicht durch die vom Plasma erzeugte Wärme thermisch beschädigt wird.
  14. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements nach Anspruch 12, bei welchem das Gas zur Plasmaerzeugung eine Gasmischung ist, die ein Fluorgas und ein Trägergas enthält.
  15. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements nach Anspruch 14, bei welchem das Trägergas Helium ist.
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