DE112007003616T5

DE112007003616T5 - Veraschungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112007003616T5
Application number: DE112007003616T
Authority: DE
Inventors: Masahisa Susono Ueda; Takashi Susono Kurimoto; Michio Susono Ishikawa; Koukou Susono Suu; Toshiya Kasugai Yogo
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2007-08-16
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2010-07-15
Anticipated expiration: 2027-12-27
Also published as: DE112007003616B4; JP4160104B1; CN101689496A; CN101689496B; US9059105B2; TWI398923B; TW200910448A; US20100089533A1; JP2009065106A; WO2009022440A1

Abstract

Veraschungsvorrichtung, um einen organischen Stoff auf einem Substrat, das ein freigelegtes Metall umfasst, in einer Bearbeitungskammer zu veraschen, wobei die Veraschungsvorrichtung aufweist:
einen Objektträger, der das Substrat haltert;
eine dem Objektträger zugewandte Streuplatte, die aktive Spezies streut, die der Bearbeitungskammer zugeführt werden, und erste Durchgangsöffnungen umfasst, durch welche die aktiven Spezies hindurchgehen; und
eine poröse Platte, die zwischen dem Objektträger und der Streuplatte angeordnet ist, wobei die poröse Platte eine erste Schicht, die dem Substrat zugewandt und aus demselben Metall gebildet ist wie das freigelegte Metall des Substrats, und zweite Durchgangsöffnungen umfasst, durch welche die aktiven Spezies hindurchgehen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Veraschungsvorrichtung, um eine Veraschung (Inzineration) zur Beseitigung organischer Stoffe aus einem Substrat durchzuführen.
STAND DER TECHNIK
Um im Stand der Technik eine integrierte Schaltung auf einem Halbleitersubstrat auszubilden, wird eine Resist- oder Schutzabdeckungsschicht, auf der ein Leiterbild ausgebildet ist, auf der Oberfläche eines Halbleitersubstrats angeordnet. Dann werden Schichten unter der Schutzabdeckungsschicht, wie etwa eine Isolierschicht, eine Halbleiterschicht oder eine Metallschicht, durch die Schutzabdeckungsschicht hindurch geätzt. Nach Beendigung des Ätzprozesses wird die Schutzabdeckungsschicht von der Substratoberfläche entfernt. Bei einem Beispiel eines Verfahrens zum Entfernen der Schutzabdeckungsschicht handelt es sich um ein Trockenbearbeitungsverfahren zur Veraschung (Inzineration) der Schutzabdeckungsschicht, das sich des Plasmas eines reaktiven Gases, hauptsächlich eines Sauerstoffplasmas, bedient.
Das Trockenbearbeitungsverfahren bewirkt, dass eine Reaktion aktiver Spezies (Radikale), hauptsächlich Sauerstoffradikale, die im Plasma des reaktiven Gases entstehen, in der auf das Substrat aufgetragenen Schutzabdeckungsschicht die Schutzabdeckungsschicht zur Beseitigung zersetzen und zu CO₂ und H₂O verdampfen. Patentschrift 1 offenbart ein Beispiel einer Plasmaveraschungsvorrichtung zur Beseitigung einer Schutzabdeckungsschicht durch das Trockenbearbeitungsverfahren. Diese Veraschungsvorrichtung wird mit Bezug auf 7 beschrieben.
Wie in 7 gezeigt ist, umfasst eine Veraschungsvorrichtung eine Kammer (Bearbeitungskammer) 1, deren Oberteil mit einem Beschickungsrohr 2 verbunden ist. Das Beschickungsrohr 2 ist an eine (nicht gezeigte) Plasmakammer angeschlossen, die Plasma erzeugt. Eine Verströmungsplatte 3, die eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen umfasst, ist am unteren Ende des Beschickungsrohrs 2, einem Substrat-Objektträger 4 zugewandt angeordnet. Eine zylindrische Streuungsverhütungswand 5 ist an einer oberen Innenfläche der Bearbeitungskammer 1 so angebracht, dass sie sich um die Verströmungsplatte 3 herum erstreckt. Eine Hochfrequenz-Stromversorgung 6 ist an den Substrat-Objektträger 4 angeschlossen. Eine Lüftungsöffnung 7 ist am Boden der Kammer 1 ausgebildet.
Nun wird der Veraschungsprozess beschrieben, der durch die Veraschungsvorrichtung von 7 durchgeführt wird. Zuerst wird ein in der Kammer 1 angeordnetes Substrat (Wafer) W an einer Oberseite des Substrat-Objektträgers 4 angebracht. Im Inneren der Kammer 1 wird Druck abgebaut, und Hochfrequenzspannung wird an den Substrat-Objektträger 4 angelegt. Dann wird Gas, das Sauerstoffradikale enthält, durch das Beschickungsrohr 2 in die Kammer 1 eingeleitet. Das Sauerstoffradikale enthaltende Gas strömt durch die Durchgangsöffnungen der Verströmungsplatte 3 und erreicht das Substrat W. Das von der Verströmungsplatte 3 nach außen strömende Gas wird durch die Streuungsverhütungswand 5 zum Substrat W hin gelenkt. Eine (nicht gezeigte) Schutzabdeckungsschicht, die auf der Oberfläche des Substrats W ausgebildet ist, wird durch die im Gas enthaltenen Sauerstoffradikale zersetzt und verdampft, und wird dann aus der Lüftungsöffnung 7 ausgeleitet.
In der integrierten Schaltung auf dem Halbleitersubstrat sind Schaltungselemente wie etwa Transistoren durch eine Metallverdrahtung aus Aluminium (Al), Kupfer (Cu), o. dgl. verbunden. Einige integrierte Schaltungen verfügen über Anschlussflächen, deren Oberflächen mit Gold (Au) o. dgl. bedeckt sind, oder über Anschlusspunkte, die aus Lötmetall hergestellt sind. So kann, wenn das Halbleitersubstrat gefertigt wird, die Metallverdrahtung während der Veraschung der Schutzabdeckungsschicht freigelegt und Gold oder Lötmetall auf die Oberfläche aufgetragen werden. In einem solchen Fall wird das freigelegte Metallmaterial durch chemische oder physikalische Reaktionen zerstäubt. Dadurch werden Metallatome zerstreut, und diese sammeln sich an den Innenwänden der Kammer 1, das heißt, an der Unterseite der Verströmungsplatte 3 und der Innenumfangsfläche der Streuungsverhütungswand 5 an. Wenn der Veraschungsprozess in einem solchen Zustand fortgesetzt wird, gehen die Metalle, die sich an den Innenwänden der Kammer 1 angesammelt haben, mit den Sauerstoffradikalen, die zum Substrat W geleitet werden sollten, eine Bindung ein. Dadurch oxidiert die Metalloberfläche und die Menge an inaktivierten Sauerstoffradikalen wird erhöht. Mit anderen Worten erhöht das Metall, das sich an der Innenwand der Kammer 1 angesammelt hat, die Menge an inaktivierten Sauerstoffradikalen. Im Ergebnis nimmt die Menge an Sauerstoffradikalen ab, die das Substrat W erreichen, und die Tiefe (das Veraschungsverhältnis) der Schutzabdeckungsschicht, die während derselben Zeit bearbeitet werden kann, nimmt ab. Darüber hinaus sammeln sich die Metallatome, die vom Substrat W aus zerstreut werden, ungleichmäßig an den Innenwänden der Kammer 1 an. Dies senkt die Gleichmäßigkeit des Veraschungsverhältnisses in der Oberfläche des Substrats W. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben durch Versuchsergebnisse, die nachstehend beschrieben werden, bestätigt, dass die vom Substrat W aus zerstreuten Metalle das Veraschungsverhältnis senken und die oberflächeninterne Gleichmäßigkeit herabsetzen.
Die 9 und 10 sind grafische Darstellungen, welche die Messwerte der Veraschungstiefe im Substrat W zeigen. Mit Bezug auf 8 geben die Messwerte die Veraschungstiefen von der Oberfläche der Schutzabdeckungsschicht aus an neunundvierzig Messpunkten auf dem Substrat W an, die in einer Reihenfolge ausgehend von der Mitte des Substrats W in der Umfangsrichtung und der radialen Richtung angesetzt sind. In den 9 und 10 stellen die schwarzen Kreise die Messwerte dar, die erhalten wurden, als der Veraschungsprozess, nachdem die Kammer 1, die Verströmungsplatte 3 und die Streuungsverhütungswand 5 sämtlich gewaschen wurden, durchgeführt wurde. Die schwarzen Quadrate stellen die Messwerte dar, die erhalten wurden, als der Veraschungsprozess wieder unter Verwendung der benutzten Verströmungsplatte 3 und Streuungsverhütungswand 5 durchgeführt wurde. Die schwarzen Dreiecke stellen den Unterschied zwischen den Messwerten, die durch die schwarzen Kreise dargestellt sind, und den Messwerten dar, die durch die schwarzen Quadrate dargestellt sind.
9(a) ist eine grafische Darstellung, die die Messergebnisse zeigt, als eine benutzte Verströmungsplatte 3 und Streuungsverhütungswand 5, die während einer vorhergehenden Veraschung verwendet wurden, in eine neue Kammer 1 eingesetzt wurden und eine erneute Veraschung am Substrat W durchgeführt wurde, aus dem Kupfer unter einer ersten Veraschungsbedingung (Bearbeitungsbedingung A) freigesetzt wurde. 9(b) ist eine grafische Darstellung, die das Messergebnis zeigt, als derselbe Prozess wie in 9(a) unter einer zweiten Veraschungsbedingung (Bearbeitungsbedingung B) durchgeführt wurde, die sich von der ersten Veraschungsbedingung unterscheidet. 10(a) ist eine grafische Darstellung, welche die Messergebnisse zeigt, als eine benutzte Streuungsverhütungswand 5, die während einer vorhergehenden Veraschung verwendet wurde, in eine neue Kammer 1 eingesetzt und eine erneute Veraschung am Substrat W durchgeführt wurde, von dem Gold unter der Bearbeitungsbedingung A freigesetzt wurde. 10(b) ist eine grafische Darstellung, die das Messergebnis zeigt, als derselbe Prozess wie in 10(a) unter der Bearbeitungsbedingung B durchgeführt wurde. Die Bearbeitungszeit ist für jeden Fall dieselbe (30 Sekunden).
Wie aus den 9 und 10 ersichtlich ist, nehmen, wenn die Verströmungsplatte 3 und die Streuungsverhütungswand 5 der Veraschungsvorrichtung, die bereits ein Substrat bearbeitet haben, aus dem Metall (Kupfer, Gold) freigesetzt wurde, in eine Kammer 1 eingesetzt werden, die gewaschen wurde, und der Veraschungsprozess durch geführt wird (siehe schwarze Quadrate), die Veraschungstiefen alle im Vergleich dazu ab, als der Veraschungsprozess in der Veraschungsvorrichtung durchgeführt wurde, in der die Kammer 1, die Verströmungsplatte 3 und die Streuungsverhütungswand 5 sämtlich gewaschen wurden (siehe schwarze Kreise). Insbesondere sind in 9(a) die Veraschungstiefen der Messpunkte 1 bis 9 und der Messpunkte 26 bis 49 unter der durch die schwarzen Quadrate dargestellten Bedingung signifikant gesenkt, und in 10 nehmen die Veraschungstiefen der Messpunkte 26 bis 49 unter der durch die schwarzen Quadrate dargestellten Bedingung signifikant ab. Im Falle der durch die schwarzen Quadrate dargestellten Bedingung wird eine große Menge der Sauerstoffradikale, welche die Messpunkte 1 bis 9 und 26 bis 49 erreichen sollten, den Messpunkten über die Verströmungsplatte 3 oder die Streuungsverhütungswand 5, auf denen sich Metall ansammelt, zugeführt. Es wird somit davon ausgegangen, dass die Metalle, die sich an der Verströmungsplatte 3 und der Streuungsverhütungswand 5 angesammelt haben, eine große Menge von Sauerstoffradikalen inaktivieren, wodurch die Menge an Sauerstoffradikalen signifikant gesenkt wird, die die Messpunkte 1 bis 9 und 26 bis 49 erreichen, und die Veraschungstiefe an diesen Messpunkten signifikant abnimmt.
Dies zeigt auch, dass die Metallmenge, die sich auf dem Weg der Sauerstoffradikale (Verströmungsplatte 3, Streuungsverhütungswand 5, etc.) angesammelt hat, die Menge der Sauerstoffradikalen verändert, die jeden Messpunkt erreichen. Dies wiederum verändert die Veraschungstiefe an jedem Messpunkt. Und zwar verändert sich, wie aus den durch die schwarzen Quadrate in 9 und 10 gezeigten Ergebnissen ersichtlich wird, die Veraschungstiefe in der Oberfläche des Substrats W, wenn der Metallstreuungszustand auf Flächen, die dem Substrat W zugewandt sind, nicht gleichmäßig ist, wie etwa, wenn sich Metalle nicht in der Kammer 1, sondern auf der Verströmungsplatte 3 und der Streuungsverhütungswand 5 ansammeln.
Patentschrift 1: Japanische Patentveröffentlichung mit der Offenlegungsnummer 9-45495 .
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine Veraschungsvorrichtung bereit, die verhindert, dass die Bearbeitungseffizienz mit der Zeit abnimmt.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Veraschungsvorrichtung zur Veraschung organischen Stoffs auf einem Substrat in einer Bearbeitungskammer, das ein freigelegtes Metall umfasst. Die Veraschungsvorrichtung umfasst einen Objektträger, der das Substrat haltert. Eine Streuplatte ist dem Objektträger zugewandt, die in die Bearbeitungskammer eingeleitete aktive Spezies streut und erste Durchgangsöffnungen umfasst, durch welche die aktiven Spezies hindurchgehen. Eine poröse Platte ist zwischen dem Objektträger und der Streuplatte angeordnet. Die poröse Platte umfasst eine erste Schicht, die dem Substrat zugewandt und aus demselben Metall hergestellt ist wie das freigelegte Metall des Substrats, und zweite Durchgangsöffnungen, durch welche die aktiven Spezies hindurchgehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Veraschungsvorrichtung;
2 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Kammer von 1;
3(a) ist eine schematische Querschnittsansicht einer Metallschutzplatte der ersten Ausführungsform, 3(b) ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil der Metallschutzplatte von 3(a) zeigt, und 3(c) ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Abwandlung der Metallschutzplatte zeigt;
4 ist ein Diagramm, das Veränderungen des Veraschungsverhältnisses mit der Zeit zeigt;
die 5(a) und 5(b) sind Diagramme, welche die Messergebnisse des Veraschungsverhältnisses an mehreren Messpunkten auf dem Substrat zeigen;
6(a) ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine zweite Ausführungsform einer Metallschutzplatte zeigt, 6(b) ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Abwandlung der Metallschutzplatte zeigt, und 6(c) ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine weitere Abwandlung einer Metallschutzplatte zeigt;
7 ist eine schematische Darstellung einer Veraschungsvorrichtung aus dem Stand der Technik;
8 ist eine Draufsicht, die eine Vielzahl von Messpunkten auf einem Substrat zeigt;
die 9(a) und 9(b) sind Diagramme, welche die Messergebnisse der Veraschungstiefe an jedem Messpunkt von 8 zeigen; und
die 10(a) und 10(b) sind Diagramme, welche die Messergebnisse der Veraschungstiefe an jedem Messpunkt von 8 zeigen.
BESTE ART UND WEISE ZUR UMSETZUNG DER ERFINDUNG
[Erste Ausführungsform]
Eine erste Ausführungsform einer Veraschungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 1 bis 5 erörtert.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Veraschungsvorrichtung eine Kammer (Bearbeitungskammer) 11, deren Oberteil durch ein Beschickungsrohr 12 mit einer Plasmakammer 13 verbunden ist. Die Plasmakammer 13 ist mittels eines Mikrowellen-Wellenleiters 14 an ein Magnetron 15 angeschlossen. Ein für Mikrowellen durchlässiges Fenster 13a, das aus Quarz o. dgl. hergestellt ist, trennt die Plasmakammer 13 und den Mikrowellen-Wellenleiter 14. Eine Mikrowellen-Stromversorgung 16 ist an das Magnetron 15 angeschlossen. Mikrowel len (μ-Wellen), die im Magnetron 15 erzeugt werden, werden durch den Mikrowellen-Wellenleiter 14 zur Plasmakammer 13 geleitet.
Die Plasmakammer 13 ist durch ein Gaseinlassrohr 17 an mehrere (drei in der Zeichnung) Mengendurchflussregler 18a bis 18c angeschlossen. Die Mengendurchflussregler 18a bis 18c sind jeweils an Gaszufuhrquellen 19a bis 19c angeschlossen. In der ersten Ausführungsform hält die Gaszufuhrquelle 19a Sauerstoff (O₂) vor, die Gaszufuhrquelle 19b hält Stickstoff (N₂) vor, und die Gaszufuhrquelle 19c hält Tetrafluorkohlenstoff (CF₄) vor. Die Mengendurchflussregler 18a bis 18c stellen die Durchflussrate des Gases ein, das in den entsprechenden Gaszufuhrquellen 19a bis 19c vorgehalten wird. Der Sauerstoff, Stickstoff und Tetrafluorkohlenstoff werden unter der vorbestimmten Durchflussrate gemischt, um ein reaktives Gas zu bilden, das durch das Gaseinlassrohr 17 zur Plasmakammer 13 geleitet wird.
Die Mikrowellen und das reaktive Gas erzeugen in der Plasmakammer 13 Plasma, das Sauerstoff enthält, und Sauerstoffradikale, die im Plasma als aktive Spezies dienen, werden durch das Beschickungsrohr 12 zur Kammer 11 geleitet. Ein Substrat-Objektträger 20 zum Haltern eines Substrats W ist in der Kammer 11 angeordnet. Eine Vakuumhilfskammer 22 ist durch einen Schieber 21 mit der Kammer 11 verbunden. Die Vakuumhilfskammer 22 wird dazu verwendet, zu verhindern, dass der Druck der Kammer 11 beim Einbringen und Entnehmen des Substrats W zu Atmosphärendruck wird.
Eine Lüftungsöffnung 23 ist im Boden der Kammer 11 ausgebildet. Die Lüftungsöffnung 23 ist durch ein Lüftungsrohr 24 an eine (nicht gezeigte) Lüftungspumpe angeschlossen. Die Lüftungspumpe senkt den Druck in der Kammer 11. Ein Druckregler 25 ist im Lüftungsrohr 24 angeordnet, um den Druck in der Kammer 11 durch Betreiben der Lüftungspumpe zu senken.
Die Mikrowellen-Stromversorgung 16, die Mengendurchflussregler 18a bis 18c und der Druckregler 25 sind an eine Steuereinheit 26 angeschlossen. Die Steuereinheit 26 umfasst einen (nicht gezeigten) Speicher. Im Speicher ist Information (Gebrauchsanweisungen) über die Bedingungen zur Bearbeitung verschiedener Arten von Substraten gespeichert. Wenn die Gebrauchsanweisung bestimmt wird, die mit dem in die Kammer 11 eingebrachten Substrat W übereinstimmt, steuert die Steuereinheit 26 die Mikrowellen-Stromversorgung 16, die Mengendurchflussregler 18a bis 18c und den Druckregler 25 auf Grundlage von Werten der bestimmten Gebrauchsanweisung.
Der Aufbau der Kammer 11 wird nun mit Bezug auf 2 erörtert.
Wie in 2 gezeigt ist, besitzt das Beschickungsrohr 12 ein unteres Ende, das mit dem Oberteil der Kammer 11 verbunden ist. Eine Verströmungsplatte (Streuplatte) 31 ist am unteren Ende angeordnet. Die Verströmungsplatte 31, die scheibenförmig ist und eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (erste Durchgangsöffnungen) umfasst, ist dem Substrat-Objektträger 20 zugewandt. Die Verströmungsplatte 31 ist durch ein Befestigungsteil 32 am Oberteil der Kammer 11 befestigt. Das Befestigungsteil 32 hält die Verströmungsplatte 31 um einen vorbestimmten Abstand von einer oberen Innenfläche 11a beabstandet. Der vorbestimmte Abstand, das heißt, der Abstand zwischen der oberen Innenfläche 11a der Kammer 11 und der Verströmungsplatte 31, ist so angesetzt, dass Sauerstoffradikale, die aus dem Beschickungsrohr 12 in die Kammer 11 geleitet werden, durch die in der Verströmungsplatte 31 ausgebildeten Durchgangsöffnungen hindurchgehen und durch den Zwischenraum hindurchgehen, der zwischen der Verströmungsplatte 31 und dem Oberteil der Kammer 11 besteht, um nach außen geleitet zu werden.
Eine zylindrische Streuungsverhütungswand 33 besitzt ein oberes Ende, das an der oberen Innenfläche 11a der Kammer 11 befestigt ist. Die Streuungsverhütungswand 33 erstreckt sich um die Verströ mungsplatte 31 herum. Die Streuungsverhütungswand 33 besitzt einen Innendurchmesser, der ein wenig größer angesetzt ist als der Außendurchmesser des am Substrat-Objektträger 20 gehalterten Substrats W. Eine scheibenförmige Metallschutzplatte 34, die als poröse Platte dient und eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (zweite Durchgangsöffnungen) umfasst, ist durch ein (nicht gezeigtes) Befestigungsteil wie etwa eine Schraube abnehmbar an einem unteren Ende der Streuungsverhütungswand 33 befestigt. Die Metallschutzplatte 34 besitzt einen Außendurchmesser, der im Wesentlichen gleich demjenigen der Streuungsverhütungswand 33 ist. Dementsprechend deckt die Metallschutzplatte 34 die Öffnung am unteren Ende der Streuungsverhütungswand 33 ab. Die in die Kammer 11 gesaugten Sauerstoffradikale gehen deshalb durch die Durchgangsöffnungen der Metallschutzplatte 34 hindurch und werden zum Substrat W auf dem Substrat-Objektträger 20 geleitet.
Die Metallschutzplatte 34 ist in einem Pufferbereich 35 angeordnet, der durch den Substrat-Objektträger 20, das Oberteil der Kammer 11 und die Streuungsverhütungswand 33 gebildet ist. Darüber hinaus ist die Metallschutzplatte 34 in einem Bereich angeordnet, der tiefer liegt als die Mitte des Pufferbereichs 35. Die Metallschutzplatte 34 ist auch von der Oberseite des Substrat-Objektträgers 20 beabstandet, so dass sie das Einbringen und Entnehmen des Substrats W nicht behindert.
Eine Substratführung 36 bedeckt das obere Umfangsteil des Substrat-Objektträgers 20. Ein Hebestift 37 besitzt ein distales Ende, das im Substrat-Objektträger 20 angeordnet und in der Auf- und Abwärtsrichtung beweglich gehaltert ist. Wenn sich der Hebestift 37 nach oben bewegt, kann das Substrat W zwischen dem Hebestift 37 und einer (nicht gezeigten) Fördervorrichtung übertragen werden. Wenn sich der Hebestift 37 nach unten bewegt, ist das vom Hebestift 37 abgestützte Substrat W auf dem Substrat-Objektträger 20 angeordnet.
Eine Isolierplatte 38 ist zwischen dem Substrat-Objektträger 20 und dem unteren Teil der Kammer 11 angeordnet. Eine Hochfrequenz-Stromversorgung 39 ist über einen Kondensator C an den Substrat-Objektträger 20 angeschlossen. Die Hochfrequenz-Stromversorgung 39 liefert dem Substrat-Objektträger 20 eine Hochfrequenz-Vorspannung (HF-Vorspannung). Darüber hinaus ist ein Rohr 40 mit dem Substrat-Objektträger 20 verbunden. Das Rohr 40 führt einem (nicht gezeigten) Kühlmittelkanal, der im Substrat-Objektträger 20 ausgebildet ist, Kühlmittel zu. Dadurch wird die Temperatur des Substrat-Objektträgers 20 eingestellt.
Wie in 3(a) gezeigt ist, umfasst die Metallschutzplatte 34 mehrere (zwei, wie in 3(a) gezeigt ist) Schichten 34a und 34b. Die obere, erste Schicht 34a, die als Sauerstoffradikaleneintrittsseite dient, ist durch eine Schicht Metalloxide wie etwa Aluminiumoxid und Yttriumoxid (Y₂O₃) gebildet. Die zweite Schicht 34b, die sich auf der dem Substrat W zugewandten Seite befindet (der Unterseite, wie in 3 zu sehen ist), ist aus demselben Metall gebildet wie dasjenige, das aus dem in der Kammer 11 bearbeiteten Substrat W freigesetzt wird. Falls zum Beispiel Kupfer aus dem Substrat W freigesetzt wird, wird die zweite Schicht 34b der in der Kammer 11 angeordneten Metallschutzplatte 34 aus Kupfer hergestellt. Mit anderen Worten wird das Metall, das hauptsächlich aus dem Substrat W freigesetzt wird, für die zweite Schicht 34b der Metallschutzplatte 34 verwendet. Deshalb kann die zweite Schicht 34b, zusätzlich zu Kupfer (Cu), auch Gold (Au), Lötmetall, Platin (Pt) und Iridium (Ir) verwenden. Die Metallschutzplatte 34 kann zum Beispiel dadurch ausgebildet werden, dass eine Metalloxidschicht, die als erste Schicht 34a dient, auf eine Fläche einer Metallplatte aufgetragen wird, die als die zweite Schicht 34b dient.
Die zweite Schicht 34b der Metallschutzplatte 34 ist durch das Befestigungsteil, das vorstehend beschrieben ist, elektrisch an die Streuungsverhütungswand 33, die aus Aluminium o. dgl. gebildet ist, angeschlossen. Die Streuungsverhütungswand 33 ist elektrisch an die Kammer 11, die auch aus Aluminium o. dgl. gebildet ist, angeschlossen, und die Kammer 11 ist an Masse gelegt. Deshalb fungiert die Metallschutzplatte 34 (speziell die zweite Schicht 34b, die aus einem Metall gebildet ist) als eine elektrisch entgegengesetzt gerichtete Elektrode des Substrat-Objektträgers 20, an den die Hochfrequenz-Vorspannung aus der Hochfrequenz-Stromversorgung 39 angelegt wird. Die zweite Schicht 34b und die Streuungsverhütungswand 33 können dadurch elektrisch verbunden werden, dass die erste Schicht 34a vom Umfangsabschnitt der zweiten Schicht 34b beseitigt wird, und dann dieser Abschnitt der zweiten Schicht 34b an das untere Ende der Streuungsverhütungswand 33 angeschlossen wird.
3(b) ist eine perspektivische Querschnittsansicht, die einen Teil der Metallschutzplatte 34 zeigt. Wie in 3(b) gezeigt ist, umfasst die Metallschutzplatte 34 mehrere Durchgangsöffnungen 41 (zweite Durchgangsöffnungen). Jede der Durchgangsöffnungen 41 besitzt einen Lochdurchmesser D, der so angesetzt ist, dass Metallatome, die ausgehend vom freigelegten Metall des Substrats W zerstreut werden, daran gehindert werden, in den Pufferbereich 35 einzutreten. Im Spezielleren ist ein Aspektverhältnis (H/D), welches das Verhältnis der Plattendicke H der Metallschutzplatte 34 und des Lochdurchmessers D der Durchgangsöffnung 41 darstellt, größer als oder gleich 0,5 und kleiner als oder gleich 2 angesetzt. Dies verhindert, dass Metallatome, mit Ausnahme derjenigen, die unmittelbar unter den Durchgangsöffnungen 41 in der vertikalen Richtung ausgehend vom Substrat W zerstreut werden, durch die Durchgangsöffnungen 41 hindurchgehen. Mit anderen Worten werden, selbst wenn ausgehend vom Substrat W zerstreute Metallatome in die Durchgangsöffnungen 41 eintreten, solche Metallatome effizient an den Innenflächen der Durchgangsöffnungen 41 aufgefangen.
In 3(a) kann, anstatt diee Metallplatte zu verwenden, eine Metallschicht auf der dem Substrat W zugewandten Oberfläche der Metallschutzwand 34 gebildet werden, indem ein Aufstäubungs-, Galvanisierungs-, Sprüh- oder Dampfabscheidungsvorgang durchgeführt wird.
In diesem Fall kann zum Beispiel eine Aluminiumplatte als Plattenmaterial (Metallbasisplatte) verwendet werden, die als die Basis dient. Wie in 3(c) gezeigt ist, kann die Metallschutzplatte 34 drei Schichten 42a bis 42c umfassen. Die erste Schicht 42a ist auf dieselbe Weise gebildet wie die erste Schicht 34a. Bei der zweiten Schicht 42b handelt es sich um eine Aluminiumplatte, und die dritte Schicht 42c ist eine Metallschicht, die auf eine Oberfläche der zweiten Schicht 42b aufgetragen ist. Genauso wie vorstehend beschrieben, können Kupfer (Cu), Gold (Au), Lötmetall, Platin (Pt) und Iridium (Ir) für die Metallschichten verwendet werden.
Ein Veraschungsprozess wird nun beschrieben, der mit der Veraschungsvorrichtung von 1 durchgeführt wird.
Zuerst wird das Substrat W auf dem Substrat-Objektträger 20 in der Kammer 11 angeordnet, wobei die Oberfläche (Bearbeitungsfläche) nach oben gewandt ist, auf der sich eine zu entfernende Schutzabdeckungsschicht (organischer Stoff) befindet. Sauerstoffradikale, die in einem in der Plasmakammer 13 erzeugten Plasma enthalten sind, werden in die Kammer 11 eingeleitet. Die Sauerstoffradikale breiten sich im Pufferbereich 35 aus, indem sie durch die Durchgangsöffnungen der Verströmungsplatte 31 und den Zwischenraum zwischen der Verströmungsplatte 31 und der oberen Innenfläche 11a der Kammer 11 hindurchgehen. Die durch den Zwischenraum zwischen der Verströmungsplatte 31 und der oberen Innenfläche 11a der Kammer 11 hindurchgehenden Sauerstoffradikale sinken zwischen der Verströmungsplatte 31 und der Streuungsverhütungswand 33 ab. Die Streuungsverhütungswand 33 schränkt eine Bewegung der Sauerstoffradikale in der radialen Richtung, das heißt, eine unnötige Ausbreitung der Sauerstoffradikale ein. Die Sauerstoffradikale im Pufferbereich 35 gehen dann durch die Durchgangsöffnungen 41 der Metallschutzplatte 34 hindurch und erreichen das Substrat W, um mit der Schutzabdeckungsschicht des Substrats W zu reagieren und diese zu entfernen.
Wie vorstehend beschrieben, umfasst die Metallschutzplatte 34 eine Metalloxidschicht (erste Schicht 34a), die als eine Passivierungsschicht auf der wie in 2 bildlich dargestellten oberen Fläche, das heißt, auf der Fläche an der Seite, der Sauerstoffradikale zugeführt werden, dient. Dementsprechend ist es unwahrscheinlich, dass die erste Schicht 34a mit den Sauerstoffradikalen eine Bindung eingeht, weil die erste Schicht 34, oder der Weg, den die Sauerstoffradikale durchlaufen, bereits oxidiert wurde. Dies verhindert, dass die Sauerstoffradikale durch die Metallschutzplatte 34 (erste Schicht 34a), die hinzugekommen ist, inaktiviert werden.
Wenn der Veraschungsprozess am Substrat W durchgeführt wird, aus dem ein Metallmaterial freigesetzt wird, werden Metallatome ausgehend vom Substrat W zerstreut, wenn auf der Substratoberfläche chemische oder physikalische Reaktionen stattfinden. In diesem Fall fungiert die Metallschutzplatte 34, welche die Oberseite des Substrats W bedeckt, als eine Gegenelektrode für die Hochfrequenz-Vorspannung in der Veraschungsvorrichtung der ersten Ausführungsform. Dementsprechend werden zerstreute Metallatome auf der Unterseite der Metallschutzplatte 34 (zweite Schicht 34b) aufgefangen und abgeschieden. Die Unterseite, auf der die Metallatome aufgefangen werden, ist in einer zur Zufuhrrichtung (Vorschubrichtung) der Sauerstoffradikale, die das Substrat W erreichen, entgegengesetzten Richtung angeordnet. So ist die Menge an Sauerstoffradikalen gering, die durch die an der Unterseite der Metallschutzplatte 34 angesammelten Metallatome inaktiviert werden. Die zerstreuten Metallatome bewegen sich auch in die in der Metallschutzplatte 34 ausgebildeten Durchgangsöffnungen 41 weiter. Da jedoch die Durchgangsöffnungen 41 so ausgebildet sind, dass sie ein vorbestimmtes Aspektverhältnis haben, werden die Metallatome an den Innenflächen der Durchgangsöffnungen 41 aufgefangen und gehen nur geringfügig durch diese hindurch. Darüber hinaus handelt es sich bei dem Metall, das aus den Innenflächen der Durchgangsöffnungen 41 in der zweiten Schicht 34b der Metallschutzplatte 34, das heißt, der Metallplatte, freigesetzt wird, um dasselbe wie bei den Metallen, die an den Innenflächen auf gefangen werden. Selbst wenn Metallatome, die ausgehend vom Substrat W zerstreut werden, an den Innenflächen der Durchgangsöffnungen 41 in der zweiten Schicht 34b aufgefangen werden, verändert sich dementsprechend der Bereich des aus den Durchgangsöffnungen 41 freigesetzten Metalls nur geringfügig. Somit ist, selbst wenn Metallatome an den Innenflächen der Durchgangsöffnungen aufgefangen werden, die Menge an Sauerstoffradikalen, die inaktiviert werden, dieselbe als wenn die Metallatome nicht aufgefangen würden. Aus diesem Grund ist die Veränderung bei der Menge inaktivierter Sauerstoffradikale ungeachtet der Ansammlung der Metallatome, das heißt, der Veraschungsprozess des Substrats W, extrem gering. Mit anderen Worten verändert sich, selbst wenn der Veraschungsprozess an einer großen Anzahl von Substraten W durchgeführt wird, die Menge an Sauerstoffradikalen, die das Substrat W erreichen, nur geringfügig. Deshalb ändert sich das Veraschungsverhältnis mit der Zeit nur geringfügig, das heißt, es wird verhindert, dass die Bearbeitungseffizienz abnimmt.
Die meisten der Metallatome, die ausgehend vom Substrat W zerstreut werden, werden auf der Unterseite der Metallschutzplatte 34 aufgefangen. Dies verhindert, dass sich die zerstreuten Atome in dem Weg ansammeln, den die Sauerstoffradikale durchlaufen (z. B. an der oberen Innenfläche 11a der Kammer 11, der Unterseite der Verströmungsplatte 3 und der Streuungsverhütungswand 5). Dies hält eine Gleichmäßigkeit bei der Streuung der Metallatome auf dem Weg aufrecht. Selbst wenn die Metallatome, die ausgehend vom Substrat W zerstreut werden, ungleichmäßig auf der Unterseite der zweiten Schicht 34b der Metallschutzplatte 34 aufgefangen werden, verändert sich der Bereich, in dem die Metallatome aus der Unterseite der zweiten Schicht 34b freigesetzt werden, nur geringfügig, weil die zweite Schicht 34b aus demselben Metall gebildet ist wie die ausgehend vom Substrat W zerstreuten Metallatome. Mit anderen Worten wird die Gleichmäßigkeit der Metallstreuung in der Flächenrichtung der Unterseite der zweiten Schicht 34b ungeachtet der Ansammlung der Metallatome aufrechterhalten. Somit ist, selbst wenn der Veraschungsprozess an einer großen Anzahl von Substraten W durchgeführt wird, die Menge an Sauerstoffradikalen, die das Substrat W erreichen, in der Flächenrichtung gleichmäßig. Auf diese Weise wird verhindert, dass die oberflächeninterne Gleichmäßigkeit des Substrats W für das Veraschungsverhältnis gesenkt wird.
4 ist eine grafische Darstellung, die Veränderungen im Veraschungsverhältnis in Bezug auf die bearbeitete Anzahl von Substraten W zeigt, aus denen Kupfer freigesetzt wurde. In 4 stellen die schwarzen Quadrate die Messergebnisse für den Fall dar, bei dem der Veraschungsprozess durch die Veraschungsvorrichtung der ersten Ausführungsform durchgeführt wurde. Die schwarzen Kreise stellen die Messergebnisse für den Fall dar, bei dem der Veraschungsprozess mit der in 7 gezeigten Veraschungsvorrichtung aus dem Stand der Technik durchgeführt wurde. Die Bedingungen zum Bearbeiten des Substrats W wurden so eingestellt, dass die Durchflussraten für Sauerstoff, Stickstoff und Tetrafluorkohlenstoff 1750 Normkubikzentimeter pro Minute, 250 Normkubikzentimeter pro Minute bzw. 500 Normkubikzentimeter pro Minute betrugen, der Druck der Kammer 100 Pa, die Leistung der Mikrowellen 2500 W, die HF-Vorspannung 300 W und die Bearbeitungszeit 60 Sekunden betrug. Hier entspricht das Veraschungsverhältnis dem mittleren Wert der an den Messpunkten (siehe 8) eines einzelnen Substrats ermittelten Veraschungsverhältnisse.
Wie aus 4 ersichtlich ist, ist, nachdem die Kammer u. dgl. gewaschen wurde, das Veraschungsverhältnis beim ersten Substrat W, das als erstes dem Veraschungsprozess unterzogen wurde, bei der Veraschungsvorrichtung der ersten Ausführungsform und der Veraschungsvorrichtung aus dem Stand der Technik im Wesentlichen dasselbe. Bei der Veraschungsvorrichtung aus dem Stand der Technik (siehe schwarze Kreise) nimmt das Metall, das sich an den Innenwänden der Kammer 1 angesammelt und abgesetzt hat, mit der bearbeiteten Anzahl zu. Dies senkt das Veraschungsverhältnis drastisch. Bei der Veraschungsvorrichtung aus dem Stand der Technik wurde das Veraschungsverhältnis für zwanzig Substrate W gemessen. Aus den Ergebnissen dieses Ver suchs lässt sich klar ableiten, dass das Veraschungsverhältnis bei der Veraschungsvorrichtung aus dem Stand der Technik mit der Zeit drastisch abnimmt. Bei der Veraschungsvorrichtung aus dem Stand der Technik ist das Veraschungsverhältnis des zwanzigsten Substrats gegenüber demjenigen des ersten Substrats um ca. 30% gesenkt.
Vergleichsweise verändert sich bei der Veraschungsvorrichtung der ersten Ausführungsform (siehe schwarze Quadrate), auch wenn die bearbeitete Anzahl zunimmt, das Veraschungsverhältnis nur wenig und das Veraschungsverhältnis bleibt hoch. Im Spezielleren war das Veraschungsverhältnis, als 1000 Substrate mit der Veraschungsvorrichtung der ersten Ausführungsform bearbeitet wurden, höher als bei einer Bearbeitung von 10 Substraten mit der Veraschungsvorrichtung aus dem Stand der Technik. Und zwar deswegen, weil die Metallschutzplatte 34 in der ersten Ausführungsform verhindert, dass das Veraschungsverhältnis mit der Zeit abnimmt. Das heißt, die Metallschutzplatte 34 verhindert, dass sich die Bearbeitungseffizienz mit der Zeit verändert.
5 zeigt die Messergebnisse des Veraschungsverhältnisses an jedem Messpunkt (siehe 8) im Substrat W, aus dem Kupfer freigesetzt wird. In 5 stellen die schwarzen Kreise die Messergebnisse für ein Substrat W dar, das als erstes durch die Veraschungsvorrichtung aus dem Stand der Technik einer Veraschung unterzogen wurde, nachdem die Veraschungsvorrichtung gewaschen worden war. Die schwarzen Quadrate stellen die Messergebnisse für mehrere Ordinalzahlen (z. B. jedes Zehnte) von Substraten W dar, die durch die Veraschungsvorrichtung der ersten Ausführungsform einer Veraschung unterzogen wurden. 5(a) zeigt die Messergebnisse für einen Fall, bei dem der Veraschungsprozess am Substrat W unter Bearbeitungsbedingungen A durchgeführt wurde. Die Bearbeitungsbedingungen A waren so angesetzt, dass die Durchflussraten für Sauerstoff, Stickstoff und Tetrafluorkohlenstoff 2400 Normkubikzentimeter pro Minute, 320 Normkubikzentimeter pro Minute bzw. 480 Normkubikzentimeter pro Minute betrugen, der Druck in der Kammer 11 125 Pa, die Leistung der Mikrowellen 2000 W, die HF-Vorspannung 500 W und die Bearbeitungszeit 30 Sekunden betrug. 5(b) zeigt die Messergebnisse für einen Fall, bei dem der Veraschungsprozess am Substrat W unter Bearbeitungsbedingungen B durchgeführt wurde. Die Bearbeitungsbedingungen B waren so angesetzt, dass die Durchflussraten für Sauerstoff und Tetrafluorkohlenstoff 1700 Normkubikzentimeter pro Minute bzw. 300 Normkubikzentimeter pro Minute betrugen, der Druck in der Kammer 11 85 Pa, die Leistung der Mikrowellen 1750 W, die HF-Vorspannung 0 W und die Bearbeitungszeit 30 Sekunden betrug.
Wie aus den 5(a) und (b) hervorgeht, veränderte sich bei den Messergebnissen für das zehnte Substrat W, die mit der Veraschungsvorrichtung der ersten Ausführungsform erhalten wurden, und den Messergebnissen für das erste Substrat, die mit der Veraschungsvorrichtung aus dem Stand der Technik erhalten wurden, die Veraschungsverhältnisse an jedem Messpunkt unter beiden Bearbeitungsbedingungen A und B nur geringfügig. Mit anderen Worten erzielt die Veraschungsvorrichtung der ersten Ausführungsform, auch wenn der Veraschungsprozess an mehreren Substraten W durchgeführt wird, dasselbe Veraschungsverhältnis an jedem Messpunkt wie mit einem ersten Substrat erzielt würde. Dies zeigt, dass die Metallschutzschicht 34 (zweite Schicht 34b) verhindert, dass die flächeninterne Gleichmäßigkeit des Veraschungsverhältnisses beim Substrat W durch die vom Substrat W aus zerstreuten Metallatome herabgesetzt wird.
Die Veraschungsvorrichtung der ersten Ausführungsform hat die nachstehend beschriebenen Vorteile.

(1) Die Metallschutzplatte 34, die als poröse Platte dient, ist zwischen der Verströmungsplatte 31 zum Verteilen von Sauerstoffradikalen und dem Substrat-Objektträger 20 zum Haltern des Substrats W angeordnet. Die Metallschutzplatte 34 umfasst die erste Schicht 34a, die aus einer Metalloxidschicht gebildet und auf der Sauerstoffradikaleneintrittsseite angeordnet ist, und die zweite Schicht 34b, die auf der dem Substrat W zugewandten Seite angeordnet und aus demselben Metall gebildet ist, das aus dem Substrat W, das in der Kammer 11 dem Veraschungsprozess unterzogen wird, freigesetzt wird. Die Metallschutzplatte 34 umfasst die Durchgangsöffnungen 41, die sich durch die erste Schicht 34a und die zweite Schicht 34b erstrecken. Die Metalle, die durch Oberflächenreaktionen vom Substrat W aus zerstreut werden, sammeln sich an der Metallschutzplatte 34 und geraten nicht auf die Seite der Metallschutzplatte 34, von der aus Sauerstoffradikale zugeführt werden. Dies verhindert, dass die Sauerstoffradikale inaktiviert werden, die durch die Metallschutzplatte 34 hindurchgehen. Die zweite Schicht 34b der Metallschutzplatte 34, die dem Substrat W zugewandt ist, ist aus Metall gebildet. Somit verändert sich die Menge an inaktivierten Sauerstoffradikalen in der Metallschutzplatte 34 nur geringfügig, auch wenn sich die vom Substrat W aus zerstreuten Metalle an der Metallschutzplatte 34 ansammeln. Deshalb wird verhindert, dass sich die Menge an Sauerstoffradikalen, die das Substrat W erreichen, mit der Zeit verändert. Mit anderen Worten wird verhindert, dass sich die Bearbeitungseffizienz, wenn eine Schutzabdeckungsschicht mit Sauerstoffradikalen bearbeitet wird, mit der Zeit abnimmt. Darüber hinaus ist die Unterseite der Metallschutzplatte 34 aus demselben Metall gebildet wie die Metallatome, die vom Substrat W aus zerstreut werden. Selbst wenn die Metallatome, die vom Substrat W aus zerstreut werden, auf der Metallschutzplatte 34 ungleichmäßig aufgefangen werden, ist es somit unwahrscheinlich, dass die Metallstreuung an der Unterseite der Metallschutzplatte 34 ungleichmäßig wird. Dies verhindert, dass die oberflächeninterne Gleichmäßigkeit des Veraschungsverhältnisses für das Substrat W abnimmt.
(2) Die Kammer 11 umfasst die zylindrische Streuungsverhütungswand 33, welche die Verströmungsplatte 31 umschließt, um eine unnötige Streuung der Sauerstoffradikale zu hemmen. Die Metallschutzplatte 34 ist abnehmbar angebracht, um die Öffnung am unteren Ende der Streuungsverhütungswand 33 abzudecken. Deshalb wird die unnötige Streuung der Sauerstoffradikale, die durch die Verströ mungsplatte 31 zum Umfang verteilt werden, durch die Streuungsverhütungswand 33 gehemmt, und die Sauerstoffradikale werden dem Substrat W wirkungsvoll zugeleitet.
(3) Die Metallschutzplatte 34 ist so angeordnet, dass sie tiefer liegt als das mittlere Teil zwischen der oberen Innenfläche 11a der Kammer 11 und der Oberseite des Substrat-Objektträgers 20. Deshalb sammeln sich die Metalle, die vom Substrat W aus zerstreut werden, ohne Weiteres auf der dem Substrat W zugewandten Oberfläche der Metallschutzplatte 34 an.
(4) Die Metalloxidschicht (erste Schicht 34a) ist auf der Fläche der Metallschutzplatte 34 ausgebildet, die auf der Sauerstoffradikaleneintrittsseite (der Oberseite, wie in 3 bildlich dargestellt) angeordnet ist. Mit anderen Worten wurde die erste Schicht 34a, bei der es sich um den Weg handelt, den die Sauerstoffradikale durchlaufen, in der Metallschutzplatte 34 vorab oxidiert. Somit ist es unwahrscheinlich, dass die Sauerstoffradikale mit der ersten Schicht 34a eine Bindung eingehen. Dementsprechend verhindert die erste Schicht 34a optimal, dass die Menge an inaktivierten Sauerstoffradikalen durch die Metallschutzplatte 34, die hinzugekommen ist, erhöht wird.
(5) Die Metalloxidschicht ist aus Aluminiumoxiden oder Yttriumoxid gebildet. Dies erleichtert die Ausbildung der Metalloxidschicht auf der Metallschutzplatte 34.
(6) Das Aspektverhältnis des Lochdurchmessers der in der Metallschutzplatte 34 ausgebildeten Durchgangsöffnung 41 ist größer als oder gleich 0,5 und kleiner als oder gleich 2 angesetzt. Dementsprechend werden die Metalle daran gehindert, durch die Durchgangsöffnungen 41 hindurchzugehen und auf der Seite zerstreut zu werden, auf der die Sauerstoffradikale zugeführt werden.
(7) Der Substrat-Objektträger 20 ist an die Hochfrequenz-Stromversorgung 39 angeschlossen, um eine Hochfrequenz-Vorspannung anzulegen, und die Metallschutzplatte 34 ist mit der Kammer 11 (im Speziellen der Streuungsverhütungswand 33) verbunden, um als eine Gegenelektrode für den Substrat-Objektträger 20 zu dienen. Dies stellt weiter sicher, dass Metallatome, die vom Substrat W aus zerstreut werden, auf der Metallschutzplatte 34 aufgefangen werden.
(8) Die Metallschutzplatte 34 wird dadurch ausgebildet, dass auf eine vorbestimmte Metallplatte eine dünne Schicht des Metalls aufgetragen wird, das aus dem Substrat W freigesetzt wird. Dies erleichtert die Ausbildung der Metallschutzplatte 34.
(9) Die Metallschutzplatte 34 wird dadurch ausgebildet, dass eine Metalloxidschicht über eine Platte gelegt wird, die aus dem Metall gebildet ist, das aus dem Substrat W freigesetzt wird. Dies erleichtert die Ausbildung der Metallschutzplatte 34.

[Zweite Ausführungsform]
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf 6 erörtert. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform im Aufbau der Metallschutzplatte 34. Hauptsächlich werden nachstehend die Unterschiede zur ersten Ausführungsform erörtert. Die Veraschungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform besitzt im Wesentlichen denselben Aufbau wie die in 1 und 2 gezeigte erste Ausführungsform.
Wie in 6(a) gezeigt ist, umfasst die Metallschutzplatte 34 der zweiten Ausführungsform drei Schichten 43a, 43b und 43c. Genauso wie bei der zweiten Schicht 34b der ersten Ausführungsform, handelt es sich bei der dritten Schicht 43b (der Unterseite, wie in 6 bildlich dargestellt), die dem Substrat W zugewandt ist, um eine Metallplatte, die aus demselben Metall gebildet ist, wie das Metall, das aus dem Substrat W freigesetzt wird, das einem Veraschungsprozess in der Kammer 11 unterzogen wird. Die zweite Schicht 43a ist eine Metalloxidschicht, die auf einer der Sauerstoffradikaleneintrittsseite entsprechenden Fläche der dritten Schicht 43b ausgebildet ist. Die erste Schicht 43c ist auf der der Sauerstoffradikaleneintrittsseite entsprechenden Fläche der zweiten Schicht 43a ausgebildet und besteht aus einer Fluoridschicht (einem Fluoridüberzug). Bei der ersten Schicht 43c handelt es sich um einen Überzug, der dadurch ausgebildet wird, dass eine Fluorierungsbehandlung auf der Oberseite der zweiten Schicht 43a durchgeführt wird. Die Fluorierungsbehandlung kann zum Beispiel dadurch vorgenommen werden, dass die Temperatur eines in Frage kommenden Teils (zweite Schicht 34a und dritte Schicht 34b) erhöht und Gas zugeleitet wird, das Fluoratome enthält. Als weiteres Beispiel kann Fluorplasma unter Verwendung von Fluoratome enthaltenden Gases erzeugt und das in Frage kommende Teil in einer solchen Plasma-Atmosphäre angeordnet werden. Das Gas, das verwendet wird, kann CF4, C2F6, C3F8, NF3 und/oder SF6 enthalten.
Die Metallschutzplatte 34, welche die drei Schichten 43a, 43b und 43c umfasst, besitzt genauso wie in der ersten Ausführungsform mehrere Durchgangsöffnungen. Die Metallschutzplatte 34 ist durch ein Befestigungsteil, wie etwa eine Schraube, abnehmbar am unteren Ende der Streuungsverhütungswand 33 angebracht.
Zusätzlich zu den Vorteilen (1) bis (9) der ersten Ausführungsform hat die Veraschungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform die nachstehend beschriebenen Vorteile.

(10) Die Fluoridschicht (erste Schicht 43c) ist auf der Oberfläche der Metallschutzplatte 34 ausgebildet, die sich auf der Sauerstoffradikaleneintrittsseite befindet. Die Fluoridschicht fungiert als Passivierungsschicht. Somit ist es im Vergleich dazu, dass die Metalloxidschicht der zweiten Schicht 43a freigelegt wird, weniger wahrscheinlich, dass die Oberseite der Metallschutzplatte 34 oxidiert. Somit ist es weniger wahrscheinlich, dass die Sauerstoffradikale eine Bindung mit der Fluoridschicht der ersten Schicht 43c eingehen. Dies verhindert wirkungsvoll, dass die Menge an inaktivierten Sauerstoffradikalen durch die Metallschutzplatte 34, die hinzugekommen ist, erhöht wird. Im Ergebnis ist das Gesamtveraschungsverhältnis verbessert.

Die vorstehenden Ausführungsformen können wie nachstehend beschrieben abgewandelt werden.
In der ersten Ausführungsform können die ersten Schichten 34a und 42a, die aus einer Metalloxidschicht gebildet und in 3(a) und 3(c) gezeigt sind, weggelassen werden. In einem solchen Fall wird durch die Metallplatte (zweite Schicht 34b) oder den Metallüberzug (dritte Schicht 42c), der auf der Aluminiumplatte (42b) ausgebildet ist, verhindert, dass die Menge an Sauerstoffradikalen, die das Substrat W erreichen, sich mit der Zeit verändert. Das heißt, es wird verhindert, dass die Bearbeitungseffizienz zum Veraschen der Schutzabdeckungsschicht mit Sauerstoffradikalen mit der Zeit abnimmt.
In der zweiten Ausführungsform wird die erste Schicht 43c in einer Vorrichtung ausgebildet (Fluorierungsbehandlung), die sich von der Veraschungsvorrichtung unterscheidet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht dergestalt eingeschränkt, und es kann eine Fluorierungsbehandlung unter Verwendung eines fluorhaltigen Plasmas an der Metallschutzplatte 34 in der Veraschungsvorrichtung durchgeführt werden, nachdem die Metallschutzplatte 34, welche die zweite Schicht 43a und die dritte Schicht 43b umfasst, an der Veraschungsvorrichtung angebracht wurde.
Die Metallschutzplatte 34 ist in der zweiten Ausführungsform nicht auf einen dreischichtigen Aufbau beschränkt. Wie in 6(b) gezeigt ist, kann eine Metallplatte 44a aus demselben Metall wie dem Metall, das aus dem Substrat W freigesetzt wird, ausgebildet werden, und eine Fluoridschicht 44b kann auf der Oberseite der Metallplatte 44a (der Sauerstoffradikaleneintrittsseite, d. h. der Fläche, die der Streuplatte zugewandt ist) ausgebildet werden.
Darüber hinaus kann die Metallschutzplatte 34, wie in 6(c) gezeigt ist, durch vier Schichten 45a bis 45d ausgebildet werden. Um jede Schicht im Einzelnen zu beschreiben, ist die Schicht (dritte Schicht) 45a eine Aluminiumplatte, die als eine vorbestimmte Metallbasisplatte angeordnet ist. Die Schicht (vierte Schicht) 45b, die auf der Unterseite der dritten Schicht 45a (der dem Substrat W zugewandten Fläche) ausgebildet ist, ist ein Metallüberzug, der zum Beispiel durch Aufstäuben desselben Metalls wie dem Metall, das aus dem Substrat W freigesetzt wird, ausgebildet wird. Bei der Schicht (zweiten Schicht) 45c, die auf der Oberseite der dritten Schicht 45a (Sauerstoffradikaleneinlassseite) ausgebildet ist, handelt es sich um ein Metalloxid. Die erste Schicht 45d, die auf der Oberseite der zweiten Schicht 45c ausgebildet ist, ist eine Fluoridschicht, die dadurch ausgebildet wird, dass eine Fluorierungsbehandlung auf der Oberseite der zweiten Schicht 45c durchgeführt wird.
In jeder der vorstehenden Ausführungsformen kann die Veraschungsvorrichtung zusätzlich dazu, die Schutzabdeckungsschicht vom Halbleitersubstrat W zu entfernen, auch andere Überzüge und organische Stoffe entfernen, die sich durch Plasma oder Radikale entfernen lassen.
In jeder der vorstehenden Ausführungsformen kann die Veraschungsvorrichtung, anstatt Sauerstoffplasma zu verwenden, auch ein anderes Plasma (z. B. Wasserstoffplasma) verwenden.
In jeder der vorstehenden Ausführungsformen ist die Veraschungsvorrichtung nicht auf eine Plasmaveraschungsvorrichtung beschränkt, die Sauerstoffplasma verwendet, sondern kann auch eine Lichterregungsveraschungsvorrichtung sein, die Sauerstoffradikale erzeugt, indem ultraviolettes Licht auf Ozongas abgestrahlt wird.
In jeder der vorstehenden Ausführungsformen können die Arten von Gasen, die der Veraschungsvorrichtung zugeführt werden, vermehrt werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Veraschungsvorrichtung, die verhindert, dass die Bearbeitungseffizienz abnimmt. Eine Verströmungsplatte (31) ist einem Substrat-Objektträger (20) zugewandt, der ein Substrat (W) haltert, und verteilt Sauerstoffradikale, die einer Kammer (11) zugeführt werden. Eine Metallschutzplatte (34), die zwischen der Verströmungsplatte (31) und dem Substrat-Objektträger (20) angeordnet ist, umfasst Durchgangsöffnungen (41), durch welche Sauerstoffradikale hindurchgehen. Die Metallschutzplatte umfasst darüber hinaus auf einer dem Substrat (W) zugewandten Fläche eine erste Schicht (34b), die aus demselben Metall wie dem Metall gebildet ist, das aus dem Substrat (W) freigesetzt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 9-45495 [0010]

Claims

Veraschungsvorrichtung, um einen organischen Stoff auf einem Substrat, das ein freigelegtes Metall umfasst, in einer Bearbeitungskammer zu veraschen, wobei die Veraschungsvorrichtung aufweist: einen Objektträger, der das Substrat haltert; eine dem Objektträger zugewandte Streuplatte, die aktive Spezies streut, die der Bearbeitungskammer zugeführt werden, und erste Durchgangsöffnungen umfasst, durch welche die aktiven Spezies hindurchgehen; und eine poröse Platte, die zwischen dem Objektträger und der Streuplatte angeordnet ist, wobei die poröse Platte eine erste Schicht, die dem Substrat zugewandt und aus demselben Metall gebildet ist wie das freigelegte Metall des Substrats, und zweite Durchgangsöffnungen umfasst, durch welche die aktiven Spezies hindurchgehen.
Veraschungsvorrichtung nach Anspruch 1, darüber hinaus aufweisend: eine zylindrische Streuungsverhütungswand, die eine Öffnung am unteren Ende umfasst und sich um die Streuplatte herum erstreckt, um eine unnötige Streuung der aktiven Spezies zu verhindern; wobei die poröse Platte abnehmbar an der Streuungsverhütungswand angebracht ist, um die Öffnung am unteren Ende abzudecken.
Veraschungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei: die Bearbeitungskammer eine obere Innenfläche umfasst, an der die Streuplatte befestigt ist; und die poröse Platte sich an einer Position befindet, die tiefer liegt als eine mittlere Position zwischen der oberen Innenfläche der Bearbeitungskammer und dem Objektträger.
Veraschungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zweiten Durchgangsöffnungen der porösen Platte so ausgebildet sind, dass sie ein Aspektverhältnis haben, das größer als oder gleich 0,5 und kleiner als oder gleich 2 ist, wobei das Aspektverhältnis das Verhältnis einer Plattendicke der porösen Platte und eines Lochdurchmesser der zweiten Durchgangsöffnung darstellt.
Veraschungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: der Objektträger an eine Hochfrequenz-Stromversorgung angeschlossen ist, die eine Hochfrequenz-Vorspannung anlegt; und die poröse Platte mit der Bearbeitungskammer verbunden ist, um als eine Gegenelektrode für den Objektträger zu fungieren.
Veraschungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die poröse Platte darüber hinaus eine Passivierungsschicht umfasst, die der Streuplatte zugewandt ist.
Veraschungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die poröse Platte umfasst: eine Metallplatte, die aus demselben Metall gebildet ist wie das freigelegte Metall und als die erste Schicht fungiert, die dem Substrat zugewandt ist; und eine Fluoridschicht, die auf der Metallplatte ausgebildet ist und als die Passivierungsschicht fungiert, die der Streuplatte zugewandt ist.
Veraschungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die poröse Platte umfasst: eine Metallplatte, die aus demselben Metall gebildet ist wie das freigelegte Metall und als die erste Schicht fungiert, die dem Substrat zugewandt ist; eine Metalloxidschicht, die auf der Metallplatte ausgebildet ist; und eine Fluoridschicht, die auf der Metalloxidschicht ausgebildet ist und als die Passivierungsschicht fungiert, die der Streuplatte zugewandt ist.
Veraschungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die poröse Platte umfasst: eine Metallbasisplatte; einen Metallüberzug, der auf der Metallbasisplatte aus demselben Metall wie dem freigelegten Metall ausgebildet ist und als die erste Schicht fungiert, die dem Substrat zugewandt ist; und eine Fluoridschicht, die auf der Metallbasisplatte ausgebildet ist und als die Passivierungsschicht fungiert, die der Streuplatte zugewandt ist.
Veraschungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die poröse Platte umfasst: eine Metallbasisplatte; einen Metallüberzug, der auf der Metallbasisplatte aus demselben Metall wie dem freigelegten Metall ausgebildet ist und als die erste Schicht fungiert, die dem Substrat zugewandt ist; eine Metalloxidschicht, die auf der Metallbasisplatte ausgebildet ist; und eine Fluoridschicht, die auf der Metalloxidschicht ausgebildet ist, die als die Passivierungsschicht fungiert, die der Streuplatte zugewandt ist.
Veraschungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Passivierungsschicht eine Metalloxidschicht umfasst.
Veraschungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die poröse Platte umfasst: eine Metallbasisplatte; einen Metallüberzug, der auf der Metallbasisplatte aus demselben Metall wie dem freigelegten Metall ausgebildet ist und als die erste Schicht fungiert, die dem Substrat zugewandt ist; und eine Metalloxidschicht, die auf der Metallbasisplatte ausgebildet ist und als die Passivierungsschicht fungiert, die der Streuplatte zugewandt ist.
Veraschungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 und 10 bis 12, wobei die Metalloxidschicht aus einem Aluminiumoxid oder Yttriumoxid gebildet ist.