DE3140237A1 - Plasma-aetzeinrichtung - Google Patents
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Description
3HU237
1A-3704
ME-594 ■
(F-2133)
(F-2133)
MITSUBISHI DENKI KABUSHIKI KAISHA Tokyo, Japan
Plasma-Ätzeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Plasmaätzen eines Werkstücks, wie eines Halbleitersubstrats.
Bei einer herkömmlichen Plasma-Ätzeinrichtung mit parallelen Plattenelektroden gemäß Fig. 1 enthält eine Kammer
1 eine obere Elektrode 2, welche, einer unteren Elektrode 3 gegenübersteht. Die untere Elektrode 3 weist
einen Probentisch auf, welcher mit einem Wasserkühlrohr 4 ausgerüstet ist. Die Kammer 1 wird auf einen Druck von
etwa 10 bis 10 Torr evakuiert. Sodann wird ein Atzgas,
z.B. CP^ + O2, durch einen Einlaß 5 eingespeist,
wobei ein vorbestimmter Druck aufrechterhalten wird. Sodann wird von einer Stromquelle 6 elektrische Hochfrequenzenergie
zwischen den Elektroden 2 und 3 eingespeist. Dabei wird ein Gasplasma gebildet. Mit diesem
3U0237
- TL -
Gasplasma wird die Oberfläche einer Probe 7, z„B. eines
Halbleitersubstrats, welches auf der unteren Elektrode 3
angeordnet ist, geätzt. Bei der herkömmlichen Plasma-Ätzeinrichtung haften die beim Ätzen gebildeten Reaktions
produkte an der Innenwandung der Kanuner 1. Wenn der Ätzvorgang
unter diesen Bedingungen wiederholt wird, so kommt es aufgrund des anhaftenden Reaktionsproduktes zu
einer Verschlechterung des Vakuums und somit zu einer Be einträchtigung der Reproduzierbarkeit. Ferner kommt ©s
nachteiligerweise zu einer Verfleckung der Probe 7 durch
das Reaktionsprodukt.
Es 1st Aufgabe der Erfindung, eine Plasma-Ätzeinrichtung
zu schaffen, deren Kammer bei wiederholtem Gebrauch während langer Zeit in vorbestimmtem Zustand gehalten werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ©ine Plasma-Ätzeinrichtung
gelöst, welche ©ine Kammer umfaßt sowie Elektroden und einen in der Kammer angeordneten Proben=-
tisch für die Anordnung einer Probe, z.B. ©Ines Halbleitersubstrats , für die Durchführung der Plasmaätzung, sowie jeweils eine Heizeinrichtung für die Beheizung der
Kammer, die Beheizung einer j©d®n der Elektroden und
für die Beheizung des Probentisches zur Dasorption der daran adsorbierten Reaktionsprodukte»
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen
näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer herköinmlichen
Plasma-Ätzeinrichtungj und
Fig. 2 eine Schnittdarstellung ©in©r Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Plasma-Ätz©inrichtunge
1I
Im folgenden soll unter Bezugnahme auf Fig. 2 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Plasma-Ätzeinrichtung
■beschrieben werden. Soweit in Fig. 2 die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, bezeichnen sie auch die gleichen
oder entsprechende Bauteile der Fig«, 1. Bei der Ausführungsform
gemäß Fig. 2 ist jeweils eine Beheizungseinrichtung 8 in der Kammer 1 angeordnet sowie in der oberen
Elektrode 2 und in der als Probentisch dienenden, unteren Elektrode 3·
Im folgenden soll die Arbeitsweise näher erläutert werden. Die Kammer 1, die obere Elektrode 2 und die untere
Elektrode 3, welche als Probentisch dient, werden durch die Heizeinrichtungen für die Probe 7 erhitzt, und die
Kammer 1 wird evakuiert. Hierdurch wird das an diesen Bauteilen adsorbierte Reaktionsprodukt desorbiert und
eliminiert. Hierdurch erzielt man einen Reinigungseffekt. Wenn man nun die Elektroden 2 und 3 mit einer elektrischen
Hochfrequenzenergie beaufschlagt, und zwar unter Einspeisung von Sauerstoffgas in die Kammer 1, so kommt
es zur Bildung eines Plasmas und der Reinigungseffekt
wird noch weiter verbessert. Nach Durchführung des Reinigungsvorgangs wird die Beheizung unterbrochen und die
untere. Elektrode 3 wird mit Hilfe des Wasserkühlrohrs 4 auf eine vorbestimmte Temperatur abgekühlt. Sodann wird
die Probe 7, die z.B. in einer Vakuum-Vorkammer angeordnet
war, auf den unteren Elektrodentisch 3 geschoben und der Ätzvorgang wird in herkömmlicher Weise unter üblichen
Bedingungen durchgeführt. Hierdurch werden die Nachteile der herkömmlichen Einrichtung überwunden.
Es ist bei dieser Ausführungsform nicht notwendig, den Ätz- und Reinigungsvorgang zu wiederholen. Es ist möglich,
die Reinigung nach der Abscheidung des Reaktions-
3U0237
Produktes durchzuführen, und zwar jeweils in dem MaBe9
welches für die Eliminierung des Reaktionsproduktes erforderlich ist.
Als Heizmechanismus kann ein in die jeweiligen Bauteile eingebettetes Heizelement dienen oder aber auch ein hohler
Mantel, in den ein Heizmaterial eingeführt wird, zoBo
heißes Äthylenglykol. Die Temperatur beträgt bei der Beheizung vorzugsweise bis z\x 1500C. Die elektrisch© Hochfrequenz zwischen den Elektroden hat ©inen herkömmlichen
Wert, z.B. 13,56 MHz, 4000 KHz und 380 KHz. Beim Abkühlen liegt die Temperatur vorzugsweise im Bereich von 10 bis
350C. Die eingespeiste elektrisch® Leitung liegt Vorzugs=
weise im Bereich von 0,1 bis 1,0 Watt/cm .
Wie bereits erläutert» werden die Kammer, die oberen El©k°
trode und die untere Elektrode, welche als Probentisch ^
dient, mit Heizeinrichtungen ausgerüstet s und zwar zur ;,
Durchführung einer Reinigung im Wege der Eliminierung
des Reaktionsprodukts, welches an diesen Bauteilen anhaftet.
Diese Reinigung wird vor der nachfolgenden Ätzung durchgeführt. Auf diese Weise kann die Reproduzierbarkeit
der Ätzung der Probe wesentlich verbessert w®rd©no Dar=
überhinaus werden baim Ätzen ®in©s Halbleitersubstrats
Verfleckungen desselben durch das Reaktionsprodukt wirksam
verhindert. Der Aufbau der erfindungsgesaäß®n Einrichtung ist einfach und auch das Plasmaätzen der Probe gestaltet sich einfach,
Die Heizeinrichtung wird vorzugsweise in allan Wandungen der Kammer eingebettet sowie in dan Ob©rfläch®nplattQn
der oberen Elektrode und In der Oberfläch© d©r unt©r@n *
Elektrode» Das Wasserkühlrohr wird vorzugsweise üb©r d©r
Heizeinrichtung in der unteren Elektrode» w©lch© als Pro-
bentisch dient, angeordnet. Die Heizeinrichtung kann ein elektrischer Widerstand sein, welcher elektrisch beheizt
wird. Die Wand selbst kann als elektrischer Widerstand dienen. Vorzugsweise handelt es sich bei der Wand jedoch
um eine korrosionsfeste Platte. Die Temperatur bei der Beheizung der Heizeinrichtung wird vorzugsweise je nach
der Temperatur der Plasmaätzung, welche durch die elektrische Hochfrequenzleistung bewirkt wird, ausgewählt.
Die Beheizungseinrichtung sollte mindestens in denjenigen Teilen eingebettet sein, an denen die Abscheidung
des Reaktionsproduktes verhindert werden soll, und zwar speziell im Bereich des Einlasses und des Auslasses für
das Plasmagas und im Probentisch.
Claims (4)
1.) Einrichtung zum Plasmaätzen einer Probe, insbesondere
eines Halbleitersubstrats, auf einem als Elektrode ausgebildeten Probentisch, welcher in einer Kammer gegenüber
einer Gegenelektrode angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer, In der Gegenelektrode
und in dem Probentisch eine Heizeinrichtung zur Desorption des an den Oberflächen dieser Bauteile adsorbierten
Reaktionsproduktes angeordnet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1„ dadurch gekennzsich*=
net, daß die Heizeinrichtung in dem Probentisch unterhalb
eines Kühltisches angeordnet 1st»
3· Einrichtung nach ©inem der Anspruch® 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung @in elektrischer Widerstand ist, welcher in dem Probentisch und
in den Wandungen in der Nähe des Auslasses und des Einlasses des Plasmagases eingebettet 1st.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß di® Heizeinrichtung in den
Wandungen der Kammer eingebettet ist„
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8331 | Complete revocation |