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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Veraschungsvorrichtung,
um eine Veraschung (Inzineration) zur Beseitigung organischer Stoffe
aus einem Substrat durchzuführen.
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STAND DER TECHNIK
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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 .
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Veraschungsvorrichtung bereit,
die verhindert, dass die Bearbeitungseffizienz mit der Zeit abnimmt.
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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.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform
einer Veraschungsvorrichtung;
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2 ist
eine schematische Querschnittsansicht einer Kammer von 1;
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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;
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4 ist
ein Diagramm, das Veränderungen des Veraschungsverhältnisses
mit der Zeit zeigt;
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die 5(a) und 5(b) sind
Diagramme, welche die Messergebnisse des Veraschungsverhältnisses
an mehreren Messpunkten auf dem Substrat zeigen;
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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;
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7 ist
eine schematische Darstellung einer Veraschungsvorrichtung aus dem
Stand der Technik;
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8 ist
eine Draufsicht, die eine Vielzahl von Messpunkten auf einem Substrat
zeigt;
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die 9(a) und 9(b) sind
Diagramme, welche die Messergebnisse der Veraschungstiefe an jedem
Messpunkt von 8 zeigen; und
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die 10(a) und 10(b) sind
Diagramme, welche die Messergebnisse der Veraschungstiefe an jedem
Messpunkt von 8 zeigen.
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BESTE ART UND WEISE ZUR UMSETZUNG
DER ERFINDUNG
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[Erste Ausführungsform]
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Eine
erste Ausführungsform einer Veraschungsvorrichtung nach
der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 1 bis 5 erörtert.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Der
Aufbau der Kammer 11 wird nun mit Bezug auf 2 erörtert.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Ein
Veraschungsprozess wird nun beschrieben, der mit der Veraschungsvorrichtung
von 1 durchgeführt wird.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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[Zweite Ausführungsform]
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
vorstehenden Ausführungsformen können wie nachstehend
beschrieben abgewandelt werden.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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In
jeder der vorstehenden Ausführungsformen kann die Veraschungsvorrichtung,
anstatt Sauerstoffplasma zu verwenden, auch ein anderes Plasma (z.
B. Wasserstoffplasma) verwenden.
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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.
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In
jeder der vorstehenden Ausführungsformen können
die Arten von Gasen, die der Veraschungsvorrichtung zugeführt
werden, vermehrt werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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