DE69211508T2 - Verfahren und Geräte zur Einschränkung des Plasma-Ätzgebietes zur Erlangung präziser Formgestaltung von Substratöberflächen - Google Patents

Verfahren und Geräte zur Einschränkung des Plasma-Ätzgebietes zur Erlangung präziser Formgestaltung von Substratöberflächen

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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, die ein durch Funkfrequenz (RF) angeregtes Plasma einschränken, insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, die ein durch Funkfrequenz angeregtes Plasma auf einen örtlich begrenzten, gut definierten Bereich einer ätzbaren Substanz einschränken, so daß Ungleichmäßigkeiten in der Substratoberfläche korrigiert werden können. Die vorliegende Erfindung sieht eine Einrichtung vor, die eine Substratoberfläche mit großer Genauigkeit formt. Diese ist zum Ausbilden von dünnen, gleichmäßigen Substratschichten besonders geeignet.
    • Beschreibung des Standes der Technik
  • Herkömmliche Prozesse zum Formen der Oberflächen von Substraten und insbesondere zum Dünnermachen und Gestalten von Oberflächen und Filmen, wie z. B. von Silizium auf einen Isolator (SOT), nutzen häufig solche Verfahren, wie das mechanische Polieren, Schleifen, Sputtern, Sandstrahlen und Ionenstrahl-Beschießen. Jeder von diesen Prozessen nach dem Stand der Technik hat gewöhnlich wesentliche Bearbeitungseinschränkungen. Chemomechanische Prozesse, wie das Dünnermachen, das Polieren und das Abflachen, sind Berührungsverfahren, die Verunreinigungen hinterlassen, die beim Substrat eine Beschädigung unterhalb der Oberfläche verursachen können. Plasmaunterstützte chemische Ätzverfahren sind gegenüber den Prozessen nach dem Stand der Technik, wie z. B. dem chemomechanischen Dünnermachen, verbessert, da die Plasmaprozesse berührungslos sind, wodurch das Potential der Beschädigung unterhalb der Oberfläche verringert wird. Ferner haben die chemomechanischen Prozesse eine begrenzte Fähigkeit darin, das Dickenprofil eines Filmes zu korrigieren, da die Fähigkeit zur Änderung des Filmprofils durch die Flachheit der darunterliegenden Fläche bestimmt wird. Die Plasmaprozesse der vorliegenden Erfindung können andererseits Material in Abhängigkeit von der gemessenen Filmdicke an dem Punkt ohne Berühren der Substrates örtlich entfernen. Somit verringert ein berührungsloses Ätzverfahren, wie das Plasmaätzen, das Potential der Substratbeschädigung unterhalb der Oberfläche.
  • Bei der optischen Gestaltung sind plasmaunterstützte chemische Ätzprozesse herkömmlichen mechanischen Verfahren überlegen, da asphärische Oberflächen so einfach wie sphärische Oberflächen gestaltet werden können, die Entfernraten können hoch sein, so daß die Gestalterzeugung sowie die Endgestaltfehlerkorrektur schnell erreicht werden kann, das Materialentfernen ist berührungslos und erzeugt keine Beschädigung unterhalb der Oberfläche und die Oberflächenrauhigkeit wird mit dem Materialentfernen geglättet. Methoden der Gestaltung durch plasmaunterstütztes chemisches Ätzen und insbesondere die optische Formgebung sind im US-Patent 4,668,366 offenbart. Dieses Patent offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gestalten einer Oberfläche durch plasmaunterstützen chemischen Transport mittels des Installierens der zu bearbeitenden Oberfläche an einer Elektrode eines durch Funkfrequenz getriebenen Parallelplattenreaktors. Bei dem offenbarten Verfahren wird ein reaktives Gas durch eine Kammer geführt, in der ein Funkfrequenzfeld vorliegt. Das Verfahren steuert die Entfernraten der unterschiedlichen Bereiche der Oberfläche, indem eine Elektrode mit relativ kleinem Oberflächenbereich über die zu bearbeitende Oberfläche bewegt wird. Die Zeit, in der die kleine Elektrode am jeweiligen Bereich verbleibt, beeinflußt das Ätzen der Oberfläche in diesem Bereich. Jedoch fehlt, wie es später gesehen wird, bei der Vorrichtung und im Verfahren dieser Erfindung eine Einrichtung, die das Profil oder die Form des Materialentferngebietes genau steuert. Eine solche Einrichtung ist notwendig, wenn die genaue Fehlerkorrektur der Oberflächen gewünscht wird. Die vorliegende Erfindung sieht eine Einrichtung vor, die das Profil des Materialentferngebietes steuert.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, wie diese nachfolgend in Anspruch 1 spezifiziert ist, die eine Oberfläche gestaltet und dünner macht, indem ein durch Funkfrequenz (RF) angeregtes Plasma auf einen örtlich begrenzten, gut definierten Bereich eines Substrates genau eingeschränkt wird. Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung sieht eine Einrichtung vor, die das Plasma auf einen lokalen Bereich eines Substrates genau einschränkt, so daß durch die Plasmazuführeinrichtung kein physikalischer Kontakt mit dem Substrat auftritt, das Substratmaterial, das durch das Plasmaätzen entfernt wurde, mit hohen Raten auftreten kann, die Substratmaterial-Entfernraten und die Raumentfernform gut steuerbar und vorhersagbar sind und das eingeschränkte Plasma über die gesamte Oberfläche des Substrates bewegt werden kann.
  • Die genaue Einschränkung des durch Funkfrequenz angeregten Plasmas wird vorgenommen durch: das Begrenzen des Anlegbereiches des Feldes, das Begrenzen des Druckes des reaktiven Gases auf einen Bereich, in dem ein gegebenes Funkfrequenz-Spitzenfeld nur einen lokalen Plasmaausfall gestattet, das Aussuchen der Bestandteil/die Bestandteile des reaktiven Gases in einer solchen Weise, daß die Diffusion von Elektronen, die die Entladung unterstützen, lokal begrenzt ist, und/oder das Füllen des Bereiches, in dem keine Entladung gewünscht wird, mit einem festen Isolator.
  • Das Erzeugen wiederholbarer Ätzraten, von Raumverteilungen und anderer Ätzeigenschaften durch die genaue Einschränkung des durch Funkfrequenz angeregten Plasmas der vorliegenden Erfindung sehen ein nützliches Werkzeug zur berührungsfreien Materialentfernung vor, das als Werkzeug zur optischen Gestaltung, als Werkzeug zur Filmdickenprofilierung oder als Werkzeug zur genauen Abflachung und Ebnung verwendet werden kann. Die vorliegende Erfindung sieht eine Einrichtung vor, die optische Oberflächen mit hoher Qualität gestalten, einschließlich asphärischen Oberflächen, deren Herstellung durch herkömmliche Verfahren schwierig ist. Die vorliegende Erfindung sieht ebenfalls eine Einrichtung zum Herstellen von Wafern mit Silizium auf einem Isolator (SOI) und Strukturen von diesem sowie eine Einrichtung zum Erzeugen gleichmäßiger, flacher, glatter und beschädigungsfreier Substrate für die Herstellung von Halbleitervorrichtungen vor.
  • Weitere Aufgabe und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlich, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen und den Ansprüchen betrachtet wird.
    • Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Reaktorsystems, das zum Einschränken eines Plasma-Ätzbereiches auf einen örtlichen Bereich auf einem Substrat in der Lage ist.
  • Fig. 2a zeigt ein Ätzprofil für das Ätzen, das erzeugt wird, wenn die Lücke zwischen dem Substrat und der Plasmakammer größer als die Plasmahüllbreite ist.
  • Fig. 2b zeigt ein Ätzprofil für das Ätzen, das erzeugt wird, wenn die Lücke zwischen dem Substrat und der Plasmakammer ungefähr gleich der Plasmahüllbreite ist.
  • Fig. 2c zeigt ein Ätzprofil für das Ätzen, das erzeugt wird, wenn die Lücke zwischen dem Substrat und der Plasmakammer kleiner als die Plasmahüllbreite ist.
  • Fig. 3 zeigt den Vergleich von Ätzprofilen, wenn unterschiedliche Plasmaätzeigenschaften bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
    • Detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung sieht ein Werkzeug zum berührungsfreien Entfernen von ätzbaren Material zum Gestalten der Oberfläche eines ätzbaren Substrates vor. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 weist eine Vorrichtung zum Einschränken eines Plasmaätzbereiches über einem Substrat einen Reaktor 10 auf, der für den Transport eines reaktiven Gases in einen Bereich über der Oberfläche eines Substrates gestaltet ist, an den ein Funkfrequenzfeld angelegt ist. Um das gewünschte Resultat zu erreichen, hat der Reaktor 10 eine Plasmakammer 14 mit Wänden 15, die durch einen ersten dielektrischen Isolator 16 definiert sind, und eine Decke 18, die durch einen Diffusor 20 von reaktiven Gas definiert ist. Die Plasmakammer 14 ist der Mittelpunkt des Ätzreaktionsvermögens; somit muß das erste Dielektrikum ein nicht verunreinigendes Material sein. Oberhalb der Kammer 14 ist eine durch Funkfrequenz getriebene Elektrode 22 zwischen dem Diffusor 20 und dem ersten Isolator 16 befestigt. Ein Zuführrohr 24 von reaktiven Gas, das zentral durch den ersten dielektrischen Isolator 16 läuft, führt dem Diffusor 20 in der Plasmakammer 14 während des Ätzvorgangs reaktives Gas zu. Ein Funkfrequenzeinlaßleiter 26 verbindet die durch Funkfrequenz getriebene Elektrode 22 mit einer Funkfrequenzfeld-Energiequelle. Ein zweiter dielektrischer Isolator 28 umgibt den ersten Isolator 16 und hat ausreichende Abmessungen, um im wesentlichen das Substrat 12 zu bedekken, damit die Plasinaausbildung außerhalb der Kammer 14 verhindert wird. Die Komponenten des Reaktors 10 sind in einem Vakuumgehäuse 30 eingeschlossen, das eine erste Gruppe von Wänden 32, die sich von einem Grundelement 34 zu einer mittleren Decke 36 erstrecken, und eine zweite Gruppe von Wänden 38 aufweist, die sich zum Flansch 40 der oberen Decke erstrecken.
  • Während des Betriebes wird durch einen Vakuumauslaß 42 an die Unterseite des Vakuumgehäuses 30 ein Vakuum angelegt. Das ätzbare Substrat 12, das sich während des Ätzens benachbart unterhalb der Plasmakammer 14 befindet, wird durch eine Substrathalteeinrichtung 44 gestützt, die ebenfalls als zweite Elektrode arbeitet, deren Potential vorzugsweise elektrisch geerdet ist.
  • Die Substrathalteeinrichtung 44 ist an einem X-Y-Positioniertisch 46 installiert, der eine genaue Anordnung der örtlich begrenzten Ätzreaktion auf der Oberfläche des Substrates 12 gestattet. Der Reaktor 10 hat eine Einrichtung 48, die den Abstand zwischen der Plasmakammer 14 und der Oberfläche des Substrates 12 einstellt. Der Reaktor hat ebenfalls eine Einrichtung 50, die den Winkel des abschließenden Endes 52 der Plasmakammer bezüglich der Oberfläche des Substrates 12 einstellt. Während das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel eine Einrichtung zum Positionieren der Plasmakammer 14 bezüglich der Oberfläche des Substrates 12 vorsieht, können andere Anpassungen, wie z. B. das ständige Fixieren der Plasmakammerbaugruppe und das Vorsehen von Mehrdimensionspositionierung des Substrates, schnell ersetzt werden.
  • Ein Wellrohr 54, das zwischen dem Deckenflansch 40 des Vakuumgehäuses 30 und dem zweiten dielektrischen Isolator 28 befestigt ist, sieht eine Einrichtung vor, die den Reaktor 10 vakuumversiegelt, während gestattet wird, daß sich die Plasmakammerbaugruppe im Reaktor relativ bewegt. Eine Vielzahl von Sichtfeldern 56 ist zur Beobachtung der Reaktion vorgesehen.
  • Der grundlegende Ätzvorgang eines Reaktors 10 für das plasmaunterstützte chemische Ätzen wurde in Zarowin, US-Patent Nr. 4,668,366 beschrieben. Das Patent offenbart jedoch eine Einrichtung, um ein Plasma auf die Oberfläche des Substrates örtlich einzuschränken, so daß das Profil der Materialentfernung gesteuert werden kann.
  • Die Einschränkung des Plasmaätzens auf einen lokalen Bereich durch die vorliegende Erfindung kann vorgenommen werden, indem der Bereich des Anlegens der elektrischen Funkfrequenzfelder begrenzt wird, der Druck des reaktiven Gases in einem Bereich, in dem ein gegebenes Funkfrequenz- Spitzenfeld nur einen örtlichen Plasmaausfall gestattet, begrenzt wird, der Bestandteil/die Bestandteile des reaktiven Gases so ausgesucht werden, daß die Diffusion von Elektronen, die die Entladung unterstützen, örtlich begrenzt wird, und indem das Reaktorvolumen mit einem festen Isolator dort gefüllt wird, wo keine Entladung gewünscht wird. Der in Fig. 1 gezeigte Reaktor 10 ist so gestaltet, daß dieser daran angepaßt werden kann, eines oder mehrere dieser unterschiedlichen Einschränkungsverfahren zu verwenden.
  • Die Einschränkung des Plasmaätzbereiches durch die Begrenzung des elektrischen Funkfrequenzfeldes wird vorgenommen, indem die Funkfrequenzenergie in einen Bereich geführt wird, der von einer Isolationsumhüllung ausreichend gut umgeben ist. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist die Isolationsumhüllung eine Plasmakammer 14, die so gestaltet ist, daß diese bei Positionierung nahe der Ätzoberflächenkurve eine Öffnung mit der Größe des Werkzeugs zum Entfernen des eingeschränkten Plasmas hat, die benötigt wird, um die erforderlichen "Fehler"-Korrekturen am Substrat 12 auszuführen. Um ein Plasma zu erzeugen, muß die Tiefe der Plasmakammer 14 wesentlich größer als eine Debye-Länge sein. Die Plasmabetriebsbedingung, die mit der vorliegenden Erfindung untersucht wird, hat eine Debye-Länge in der Größenordnung von einem mm. Während des Ätzvorgangs wird eine Lücke zwischen dem abschließenden Ende 52 der Plasmakammer und dem Substrat 12 aufrechterhalten. Das abschließende Ende 52 der Plasmakammer 14 berührt niemals das Substrat 12. In der Praxis kann die Lücke zwischen 0,25 und 10 mm verändert werden.
  • Weitere Begrenzungen des elektrischen Funkfrequenzfeldes können vorgenommen werden, indem die Größe der durch Funkfrequenz angetriebenen Elektrode 22 und des durch Funkfrequenz getriebenen Diffusors 20 geeignet begrenzt wird. Die Verwendung einer kleinen Elektrode mit einem Durchmesser, der ungefähr gleich dem Durchmesser der Plasmakammer 14 ist, erzielt effektiv ein eingeschränktes und starkes örtliches Plasma an der Oberfläche, wo das Plasmaätzen vorzunehmen ist. Es ist wichtig, die Größe der Elektrode 22 oder einer beliebigen elektrisch leitenden Erweiterung von dieser zu begrenzen, so daß sich diese nicht über die Plasmakammerwände 15 hinaus erstreckt. Der durch Funkfrequenz getriebene Gasdiffusor 20, der sich unterhalb der Elektrode 22 benachbart befindet, ist ebenfalls in der Größe beschränkt, so daß sich dieser nicht über die Wände 15 hinaus erstrecken kann, da der Diffusor aus einem Material gefertigt ist, das leitfähig und porös ist, und ist somit Teil der Funkfrequenzschaltung. Der Diffusor hat zwei Funktionen: Als erstes arbeitet dieser, um das reaktive Gas in die Plasmakammer zu diffundieren, und als zweites arbeitet dieser als Erweiterung der Funkfrequenzelektrode, um das Funkfrequenzerregungsfeld an das Innere der Plasmakammer 14 anzulegen. Unter anderem wurden poröse Siliziumkarbid- und Graphitelektroden erfolgreich als Diffusionsmaterialien eingesetzt.
  • Außerdem kann zur geeigneten Dimensionierung der Kammer 14 und zur Begrenzung der Größe der Funkfrequenzelektrode 22 des Diffusors 20 das Funkfrequenzfeld durch die Verwendung von zusätzlichen dielektrischen Materialien begrenzt werden. Zusätzlich zum ersten dielektrischen Isolator 16, der als Wände 15 der Plasmakammer 14 verwendet wird, ist der zweite dielektrische Isolator 28 im Reaktor 10 positioniert, so daß dieser den ersten Isolator 16 umgibt und im wesentlichen die gesamte Oberfläche des Substrates 12 bedeckt. Der zweite dielektrische Isolator 28 füllt in erster Linie das Reaktorvolumen in den Bereichen, in denen kein Plasmaentladen gewünscht wird, mit einem festen Isolator. Dieses Volumenfüllen im Reaktor durch den zweiten Isolator 28 hat zwei Wirkungen: Als erstes schließt der Isolator das reaktive Gas aus dem Bereich aus, in dem keine Plasmaentladung gewünscht wird, und zwar in dem Bereich benachbart zum Gebiet des örtlichen Plasmaätzbereiches, und als zweites sieht der Isolator einen Pfad mit sehr hohem Scheinwiderstand zu allen elektrisch leitenden Oberflächen bezüglich dem Ätzpfad vor (der Pfad zwischen der durch Hochfrequenz getriebenen Elektrode 22, dem Substrat 12 am örtlichen Plasmabereich und der Substrathalteelektrode 44), somit wird der Bereich des Anlegens des Funkfrequenzfeldes und des Plasmas darauf begrenzt, wo Ätzen gewünscht wird. Diese örtliche Plasmaerzeugung sichert ab, daß das Entfernwerkzeuggebiet genau ist.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat die Plasmakammer einen Durchmesser von 1,27 cm (1/2 Zoll). Der Durchmesser der Kammer kann jedoch geändert werden, um eine Gebietsgröße des Entfernwerkzeuges unterzubringen, die benötigt wird, um die gewünschte Fehlerkorrektur auszuführen.
  • Der Plasmaätzbereich kann ebenfalls örtlich eingeschränkt werden, indem der Druck des reaktiven Gases auf ein Gebiet zu begrenzt wird, in dem das Funkfrequenzfeld nur den örtlichen Plasmaausfall gestattet. Das kann ausgeführt werden, indem das reaktive Gas in das Zuführrohr 24 des reaktiven Gases gefördert wird, das das reaktive Gas über den Diffusor 20 direkt in das Innere der Plasmakammer 14 führt. Das reaktive Gas verläßt die Plasmakammer und den Ätzort durch einen Bereich mit höherem Strömungsscheinwiderstand, der durch die Öffnung zwischen dem abschließenden Ende 52 der Plasmakammer und der Substratoberfläche definiert ist, zu einem Bereich 58 mit niedrigem Strömungsscheinwiderstand. Der Bereich 58 mit niedrigem Strömungsscheinwiderstand wird durch eine Vakuumpumpe (nicht gezeigt) ausgepumpt, so daß der Druck außerhalb der Plasmakammer 14 wesentlich niedriger als der Druck in der Kammer ist. Nach dem Auslösen der Funkfrequenzentladung sieht der Plasmabereich einen Pfad mit niedrigerem Scheinwiderstand vor und verhindert somit die Ätzreaktion außerhalb des Gebietsabschnitts.
  • Durch das sorgfältige Auswählen des Bestandteils/der Bestandteile der reaktiven Gase, so daß die Diffusion von Elektronen, die die Entladung unterstützen, örtlich begrenzt ist, kann der Ätzbereich weiter eingeschränkt werden. Ein Gas mit großer Elektronegativität lagert freie Elektronen schneller als ein Gas mit geringerer Elektronegativität an. Die Verwendung eines Gases mit größerer Elektronegativität verringert die Anzahl und die Mobilität der freien Elektronen, die für das Ätzen zur Verfügung stehen, wodurch ihre mittlere Energie verringert wird; somit wird das Potential der Reaktion außerhalb der Plasmakammer 14 verringert.
  • Gemäß Vorbeschreibung kann die Lücke zwischen der Plasmakammer 14 und dem Substrat 12 durch zahlreiche Einrichtungen geändert werden. Für viele Anwendungen ist es nicht möglich, eine Lücke aufrechtzuerhalten, die kleiner als eine Plasma-Debye-Länge ist, eine Länge, die verhindert, daß das Plasma aus dem Kammerbereich herausdiffundiert. Somit kann durch die Verwendung eines reaktiven Gases mit hoher Elektronegativität das Plasma für hohe Ätzraten und Lücken, die größer als eine Debye-Länge (ungefähr 2 mm) sind, eingeschränkt werden. In einigen Anwendungen kann eine kleine Prozentzahl an elektronegativem Gas (ungefähr 5%) ausreichend sein, um ein gut eingeschränktes Plasma vorzusehen. Schwefelhexafluorid und Stickstofftrifluorid sind bekannte elektronegative Gase, die eine ausreichende Elektronegativität aufweisen, und sind somit zum Begrenzen des Plasmaätzbereiches nützlich.
  • Somit kann durch das Anwenden der vorstehenden Prinzipien zum Einschränken des Plasmaätzbereiches das gesteuerte örtliche Ätzen verwendet werden, um programmierte Korrekturen an einer Substratoberfläche durch das örtliche Plasmamaterialentfernen vorzunehmen. Programmierte Korrekturen werden vorgenommen, indem die Position des zu korrigierenden Substratbereiches unter die Plasmakammer 14 bewegt wird. Die Bewegung des Substrates 12 in orthogonale Richtungen bezüglich der Plasmakammer wird vorgenommen, indem der X-Y-Positioniertisch 46 dementsprechend bewegt wird. Unter Bezugnahme auf die Fig. 2a, 2b und 2c kann das Plasmaätzmaterialentfernprofil verändert werden, indem die Lücke zwischen der Kammer 14 und dem Substrat geändert wird. Wenn die Lücke klein ist, wie z. B. 0,5 mm, tendieren die Profile dazu, Kanten zu haben, die sich vertikal in einen Boden erstrecken. Der Krümmungsradius des Profils an den Punkt, an dem die Kanten mit dem Boden verbunden sind, kann durch die physikalischen Begrenzungen des Plasmas nicht kleiner als die Größenordnung der Debye-Länge sein. Wenn die Lücke groß ist, wie z. B. 3 mm, kann ein stärker gaussähnliches Profil aufrechterhalten werden. Unter Bezugnahme auf Fig. 3 kann für eine gegebene Gruppe an Plasmaparametern (reaktive Funkfrequenz, Funkfrequenzenergie, Druck und Bestandteile des reaktiven Gases) und eine gegebene Lücke das Materialentfernprofil gesteuert werden und kann gut wiederholt werden.
  • Somit kann eingeschätzt werden, daß die vorliegende Erfindung eine Einrichtung zum genauen Formen eines Substrates vorsieht. Diese Erfindung ist ideal an asphärischen Oberflächen angepaßt, deren Herstellung durch herkömmliche Verfahren schwierig ist. Die Erfindung sieht ferner eine neue Einrichtung zur Herstellung von SOI-Wafern und -Strukturen und zur Herstellung beliebiger oder aller folgenden gleichmäßigen dünnen, flachen, glatten und beschädigungsfreien Kristallinsubstrate für unterschiedliche Typen von Halbleitervorrichtungs-Herstellung vor.

Claims (5)

1. Materialentfernwerkzeug zum Ausführen von durch eingeschränktes Plasma unterstützen, chemischen Ätzreaktionen auf der Oberfläche eines Substrates, das einen Reaktor hat, der aufweist:
ein Gehäuse,
einen ersten dielektrischen Isolator, der sich im Gehäuse befindet und eine Plasmakammer definiert, die einen Hohlraum zum Ausführen einer lokalen Plasmaätzreaktion um ein örtlich begrenztes Gebiet eines Substrats herum hat,
eine Einrichtung, die der Plasmakammer eine Strömung aus reaktivem Gas zuführt,
eine Einrichtung, die das reaktive Gas in der Plasmakammer mit Funkfrequenz-Energie versieht, um in dieser ein Plasma zu erzeugen,
einen zweiten dielektrischen Isolator, der sich im Gehäuse und um den ersten dielektrischen Isolator herum befindet, wobei sich der zweite dielektrische Isolator vom ersten dielektrischen Isolator nach außen erstreckt, um leitfähige und naheliegende Flächen zu isolieren, und dadurch das Auslöschen von jeglichem Plasma außerhalb des Plasmakammerhohlraums erleichtert,
eine Einrichtung zum Stützen des Substrats und
eine Einrichtung zum Einstellen der Position der Plasmakammer bezüglich der Substratoberfläche.
2. Materialentfernwerkzeug nach Anspruch 1, bei dem die Einrichtung zum Zuführen von Funkfrequenzenergie eine erste Elektrode, die sich im Plasmakammerhohlraum befindet, einen elektrisch leitfähigen Funkfrequenz-Gasdiffusor und eine zweite Elektrode aufweist, die sich außerhalb des Plasmakammerhohlraums befindet, so daß sich das Substrat zwischen der ersten und der zweiten Elektrode befindet, damit eine elektrische Schaltung vervollständigt wird, die dem reaktiven Gas im Plasmakammerhohlraum Funkfrequenzenergie zuführt.
3. Materialentfernwerkzeug nach Anspruch 2, bei dem die erste Elektrode, die eine obere und eine untere Fläche hat, so positioniert ist, daß die obere Fläche mit der Deckenfläche des Plasmakammerhohlraums in Berührung steht, und der Funkfrequenz-Gasdiffusor, der eine obere und eine untere Fläche hat, so positioniert ist, daß seine obere Fläche mit der unteren Fläche der ersten Elektrode in Berührung steht.
4. Materialentfernwerkzeug nach Anspruch 3, bei dem die Bereiche der oberen und der unteren Fläche der ersten Elektrode ungefähr den gleichen Bereich und ungefähr die gleiche planare Geometrie wie die Fläche der Decke des Plasmakammerhohlraums haben.
5. Materialentfernwerkzeug nach Anspruch 1, bei dem
die Gehäuseeinrichtung eine Einrichtung zum Steuern der Temperatur und des Drucks der Umgebung im Gehäuse aufweist, sich der zweite dielektrische Isolator zur Substratfläche hin über eine Entfernung, die kürzer als der erste dielektrische Isolator ist, abwärts erstreckt, damit gestattet wird, daß der erste dielektrische Isolator einen Bereich mit hohem Scheinwiderstand bezüglich Plasma und Reaktivströmung schafft, der in Umfangsrichtung zu einer Stelle benachbart ist, an der Plasmaätzen auftritt, so daß das Plasma außerhalb des Bereiches ausgelöscht ist, und
die Einrichtung zum Einstellen einen X-Y-Positioniertisch aufweist, der die Position der Substratoberfläche bezüglich der Plasmakammer in eine orthogonale Richtung einstellt.
DE69211508T 1991-12-13 1992-12-10 Verfahren und Geräte zur Einschränkung des Plasma-Ätzgebietes zur Erlangung präziser Formgestaltung von Substratöberflächen Expired - Fee Related DE69211508T2 (de)

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