DE69726308T2

DE69726308T2 - Anlage zum vermindern der polymer - abscheidung auf einem substratträger

Info

Publication number: DE69726308T2
Application number: DE69726308T
Authority: DE
Inventors: S. William KENNEDY; E. Thomas WICKER; A. Robert MARASCHIN; M. Joel COOK; M. Alan SCHOEPP
Original assignee: Lam Research Corp
Current assignee: Lam Research Corp
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2017-10-01
Also published as: WO1998014636A1; KR100469908B1; DE69726308D1; EP0938596B1; JP2001504160A; AU4741497A; KR20000048586A; US6306244B1; EP0938596A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Vermindern von Polymeraufbau in einer Plasmabehandlungskammer, und insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das Einleiten von Spaltgas in eine Lücke in einem Substrathalter, um einen Polymeraufbau/eine Polymerablagerung beziehungsweise -ausscheidung auf einer ausgesetzten Oberfläche des Substrathalters zu verhindern.
Hintergrund der Erfindung
Vakuumbehandlungskammern werden im allgemeinen für die Gasphasenabscheidung nach chemischen Verfahren (CVD: chemical vapor depositing) und zum Ätzen von Werkstoffen auf Substraten verwendet, durch Zuführen von Prozessgas in die Vakuumkammer und durch Anlegen eines HF-Feldes an das Gas. Beispiele von Parallelplatten-, induktiv gekoppelte Plasma-(TCP^TM, auch ICP genannt) und Elektron-Zyklotron-Resonanz-Reaktoren (ECR) sind in den US-Patenten mit den Nummern 4,340,462; 4,948,458 und 5,200,232, welche demselben Patentinhaber gehören, offenbart. Die Substrate werden an ihrem Platz innerhalb der Vakuumkammer während der Behandlung durch Substrathalter gehalten. Herkömmliche Substrathalter umfassen mechanische Klammern und elektrostatische Klammern (ESC: electrostatic clamps). Beispiele für Substrathalter mit mechanischen Klammern und ESC sind in dem US-Patent mit der Nummer 5,262,029 desselben Patentinhabers und der US-Patentanmeldung mit der Nummer 08/401,524, welche am 10. März 1995 eingereicht wurde, mit dem selben Patentinhaber als Anmelder, offenbart. Substrathalter in der Form einer Elektrode können Hochfrequenzleistung (HF-Leistung) in die Kammer zuführen, wie in dem US-Patent mit der Nummer 4,579,618 offenbart ist.
EP 0 668 607 A beschreibt eine Vakuumkammer zum Behandeln von Substraten, in welcher ein Substrat auf einem elektrostatischen Futter getragen wird, und Gaszufuhrmittel zum Einleiten eines nicht reaktiven Maskengases vorgesehen sind, um die Peripherie/die Außenfläche des Futters vor dem Prozessgas zu schützen.
Substrate, welche in einem Sauerstoff-Ätz-Verfahren geätzt werden, umfassen im allgemeinen eine Unterschicht, eine Oxidschicht, welche geätzt werden soll, und eine Photoresistschicht, welche oben auf der Oxidschicht ausgebildet ist. Die Oxidschicht kann eine aus SiO₂, BPSG, PSG oder anderen Oxidwerkstoffen sein. Die Unterschicht kann Si, TiN, Silicid oder andere Unterschichten oder der Substratwerkstoff sein. Während des Behandelns der Substrate kann eine ungewollte Polymerabscheidung auf den Oberflächen der Kammer auftreten. Zum Beispiel wenn die Kammer sich auf über 80 Grad Celsius während des Oxidätzens aufheizt, kann eine Reaktion auftreten, wobei CF₃ CF₂ und HF bildet. Die Bildung von CF₂ führt zu einer Vergrößerung der Polymerabscheidung auf Oberflächen innerhalb der Kammer. Diese Abscheidung kann zwischen der aufeinanderabfolgenden Behandlung von Wafern entfernt werden, um eine gleichbleibende Behandlung der Wafer zur Verfügung zu stellen.
Während des Ätzens von einem Substrat, wie zum Beispiel einer Halbleiterscheibe (Wafer), in einem Plasmareaktor, kann sich das Polymer auf den gekühlten, ausgesetzten Oberflächen der Kammer, beinhaltend die ausgesetzten Oberflächen eines Substratträgers, wie zum Beispiel einem elektrostatischem Futter, und anderen Oberflächen, wie zum Beispiel einer dielektrischen ringförmigen Kappe/einem Fokusring, welcher den Substratträger umschließt, aufbauen. Dieser Aufbau kann Probleme verursachen, wenn er abblättert und auf die obere Oberfläche des elektrostatischen Futters getragen wird. Diese Verunreinigungen auf der oberen Oberfläche des Futters können das Futter daran hindern, geeignet zu arbeiten, um den Wafer sicher zu halten. Zudem können die Verunreinigungen ermöglichen, dass Helium, welches unter den Wafer als ein Kühlmedium zugeführt wird, von unterhalb des Wafers ausläuft und die Kühlung des Wafers vermindert. Die Verunreinigungen können ebenso auf dem Wafer selbst abgelagert werden und auf diesen eine nachteilige Wirkung haben. Der Aufbau von Polymer kann durch einen Reinigungsschritt entfernt werden, welcher zwischen dem Behandeln von aufeinanderabfolgenden Wafern durchgeführt wird. Im allgemeinen kann eine Reinigung dadurch durchgeführt werden, dass Sauerstoff in die Kammer eingespritzt wird, welches ein Plasma zündet und den Sauerstoff mit dem abgelagerten Polymer reagiert, um eine aggressive Sauerstoffreinigung der Behandlungskammer zu erreichen.
Ein Bereich, in welchem die Ablagerungen von Polymer in einer Behandlungskammer auftreten können, ist eine schmale Lücke zwischen dem elektrostatischen Futter, auf welchem der Wafer getragen wird, und einem Fokusring, welcher das elektrostatische Futter umschließt. Diese Lücke lässt Unterschiede in den Herstellungstoleranzen und eine thermische Ausdehnung des Futters und des Fokusrings zu. Prozessgas und volatile Nebenprodukte in der Kammer können jedoch in diese Lücke eindringen und nicht wünschenswerte Polymerabscheidungen in diesem Bereich verursachen, welche abblättern und Verunreinigungen des Wafers und/oder der Kammer verursachen können.
Die aggressive Sauerstoffreinigung der Behandlungskammer ist nicht wünschenswert, weil sie sich auf die Wafer-Durchlaufzeit aufaddiert, was den Durchsatz des Systems vermindert. Zudem verkürzt die aggressive Sauerstoffreinigung die Lebensdauer der Elemente innerhalb der Behandlungskammer, umfassend die elektrostatische Klammer und den Fokusring, aufgrund eines Ionenbeschusses dieser Elemente. Daher würde es wünschenswert sein, wenn die Substratbehandlung ohne eine Notwendigkeit des aggressiven Sauerstoffreinigungsschrittes ausgeführt werden könnte, um dadurch die Durchlaufzeit zu verkürzen und die Lebenszeit der Kammerkomponenten zu verlängern.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung behandelt das Problem der Ablagerung/Abscheidung eines Polymers in einer Plasmabehandlungskammer durch Vorsehen eines Spaltgasstroms, welcher den Polymeraufbau auf dem Substratträger vermindert.
Gemäß eines Merkmals der vorliegenden Erfindung umfasst eine Plasmabehandlungsvorrichtung eine Behandlungskammer; eine Leistungsquelle, welche Prozessgas in einem Inneren der Behandlungskammer in einen Plasmazustand energetisiert; einen Substratträger, welcher ein Substrat innerhalb des Inneren der Behandlungskammer zum Behandeln durch das Prozessgas trägt, wobei der Substratträger eine äußere Oberfläche aufweist und das Substrat in einer überstehenden Beziehung relativ zu der äußeren Oberfläche des Trägers getragen wird; einen Fokusring, welcher den Substratträger umschließt, wobei der Fokusring eine innere Oberfläche aufweist, welche eine Lücke zwischen der äußeren Oberfläche des Substratträgers und dem Fokusring bildet, wobei die Lücke in einer Strömungsverbindung mit dem Inneren der Behandlungskammer steht, wobei sich das Substrat über wenigstens einen Teil des Fokusrings derart erstreckt, dass die innere Oberfläche des Fokusrings innerhalb eines äußeren Umfangs des Substrats angeordnet ist; und eine Spaltgas-Versorgung, welche in Strömungsverbindung mit der Lücke über eine Vielzahl von radialen Versorgungskanälen in dem Träger steht, welche Auslässe in der Lücke haben, wobei die Gasversorgung dazu dient, Spaltgas in die Lücke zuzuführen, um eine Migration (Austreten) von Prozessgas und flüchtigen Nebenprodukten desselben in die Lücke während der Behandlung des Substrats zu blockieren.
Gemäß eines weiteren Merkmals der Erfindung wird ein Substratträger für eine Plasmabehandlungsvorrichtung zur Verfügung gestellt, welche eine Behandlungskammer, eine Leistungsquelle, welche ein Prozessgas in einem Inneren der Behandlungskammer in einem Plasmazustand zum Behandeln eines Substrats energetisiert, und eine Spaltgas-Versorgung aufweist, wobei der Substratträger umfasst:
eine Substrattragoberfläche, welche ein Substrat innerhalb des Inneren der Behandlungskammer während der Verwendung trägt, wobei die Substrattragoberfläche durch eine äußere Oberfläche begrenzt wird und das Substrat in einer überstehenden Beziehung zu der Tragoberfläche derart getragen wird, dass es sich über die äußere Oberfläche hinaus erstreckt; einen Fokusring, welcher auf der Substrattragoberfläche getragen wird und diese umschließt, wobei der Fokusring eine innere Oberfläche aufweist, welche eine Lücke zwischen der äußeren Oberfläche des Substratträgers und dem Fokusring ausbildet, die Lücke steht in einer Strömungsverbindung mit dem Inneren der Behandlungskammer, wenn der Substratträger in der Behandlungskammer montiert ist, wobei sich das Substrat über wenigstens einen Teil des Fokusrings derart erstreckt, dass die innere Oberfläche des Fokusrings innerhalb eines äußeren Umfangs des Substrats positioniert ist; und ein Strömungsverbindungsmittel, umfassend eine Vielzahl von radialen Kanälen in dem Träger, welches Auslässe in der Lücke zum Herstellen einer Strömungsverbindung zwischen der Lücke und der Spaltgas-Versorgung aufweist, welche während der Verwendung dazu dient, Spaltgas in die Lücke mit einer Strömungsrate zuzuführen, welche ausreichend ist, um die Migration von Prozessgas und flüchtigen Nebenprodukten desselben in die Lücke während des Behandelns eines Substrats, welches auf der Substratträgeroberfläche getragen wird, zu blockieren.
Gemäß eines weiteren Merkmals der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren des Steuerns/Kontrollierens der Polymerablagerung innerhalb einer Plasmabehandlungskammer das Platzieren eines Substrats auf einem Substratträger innerhalb der Behandlungskammer; das Energetisieren von Prozessgas in einem Inneren der Behandlungskammer in einen Plasmazustand zum Behandeln des Substrats; und das Einleiten eines Spaltgases, welches durch eine Gasversorgung in eine Lücke zwischen dem Substrathalter und einem Fokusring, welcher durch den Substrathalter getragen wird und diesen umschließt, zugeführt wird, wobei sich das Substrat wenigstens über einen Teil des Fokusrings derart erstreckt, dass eine innere Oberfläche des Fokusrings, welche die Lücke ausbildet, innerhalb eines äußeren Umfangs des Substrats positioniert ist, das Spaltgas wird über radiale Kanäle in dem Träger zugeführt, welche zu Auslässen in der Lücke führen, mit einer Strömungsrate, welche ausreichend ist, um die Migration von Prozessgas und flüchtigen Nebenprodukten desselben in die Lücke zu minimieren.
Andere vorzuziehende Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird in einem größeren Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen dieselben Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind, und in welchen:
die 1 eine quergeschnittene Ansicht einer Vakuumbehandlungskammer ist;
2 eine vergrößerte quergeschnittene Ansicht eines Bereiches der 1 ist, welche den Raum zwischen dem elektrostatischen Futter und dem Fokusring zeigt; und
die 3 eine vergrößerte quergeschnittene Ansicht einer alternativen Ausführung der Erfindung ist.
Detaillierte Beschreibung der vorzuziehenden Ausführungen
Eine Vakuumbehandlungskammer gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist in der 1 dargestellt. Die Vakuumbehandlungskammer 10 umfasst einen Substrathalter 12, umfassend eine Elektrode, welche eine HF-Vorspannung für ein Substrat, welches darauf getragen wird, zur Verfügung stellt. Der Substrathalter 12 umfasst eine elektrostatische Klemme 14 zum Klemmen/Festklammern des Substrats. Das Substrat, welches auf der elektrostatischen Klemme platziert ist, wird vorzugsweise durch eine Helium-Rückkühlung (nicht gezeigt) gekühlt, welche zwischen dem Substrat und der elektrostatischen Klemme vorgesehen ist. Ein Keramik-Fokusring 16 umschließt die elektrostatische Klemme 14.
Die Vakuumbehandlungskammer umfasst eine Energiequelle zum Aufrechterhalten eines Plasmas hoher Dichte (zum Beispiel 10¹¹–10¹² Ionen/cm³) in der Kammer, wie zum Beispiel eine Antenne 18 (wie zum Beispiel eine ebene spiralförmige Spule oder eine andere geeignete Ausführung), welche über der Kammer positioniert ist und durch eine geeignete HF-Quelle mit Leistung versorgt wird. Eine geeignete HF- Impedanz-Abgleichungsschaltung koppelt HF-Energie in die Kammer 10 induktiv ein, so dass ein Plasma hoher Dichte zur Verfügung gestellt wird. Die Kammer 10 umfasst ferner eine geeignete Vakuumpumpenvorrichtung zum Aufrechterhalten des Inneren der Kammer auf einem gewünschten Druck (zum Beispiel unterhalb von 50 mTorr, typischerweise 1–20 mTorr). Ein dielektrisches Fenster 20 (wie zum Bespiel eine gleichförmig dicke und ebene Lage aus Quarz, Aluminium, Sliziumnitrid, etc.), ist zwischen der Antenne 18 und dem Inneren der Behandlungskammer 10 vorgesehen und bildet die Vakuumkammerwand am oberen Ende der Behandlungskammer 10. Eine dielektrische Gasverteilungsplatte, im allgemeinen Brausekopf 22 genannt, kann unterhalb des Fensters vorgesehen sein und umfasst eine Vielzahl von Öffnungen, wie zum Beispiel kreisförmige Bohrungen (nicht gezeigt) zum Liefern von Prozessgas, welches durch eine Gasversorgung zugeführt wird, in die Behandlungskammer 10. Die Gasverteilungsplatte 22 kann jedoch eingespart werden und Prozessgas kann durch andere Anordnungen, wie zum Beispiel Gasringe, etc. in die Kammer zugeführt werden.
Die 2 ist eine vergrößerte quergeschnittene Ansicht eines äußeren Bereichs des elektrostatischen Futters 14 und des Fokusrings 16 und umfasst einen engen Raum 30 (zum Beispiel weniger als 6,4 Millimeter (1/4 inch)), welcher zwischen den beiden Elementen vorgesehen ist. Der ringförmige Raum 30 stellt einen Spalt zwischen einer inneren Oberfläche 46 des Fokusrings und einer äußeren Oberfläche 48 des elektrostatischen Futters 14 zur Verfügung, um Herstellungstoleranzen und die unterschiedliche thermische Expansion der Elemente zuzulassen. Ein Substrat in der Form eines Halbleiter-Wafers 32 ist auf dem elektrostatischen Futter 14 positioniert und wird an seinem Ort durch eine geeignete elektrostatische Klemmkraft gehalten. Ein kleiner vertikaler Spaltraum 34 ist zwischen einer überstehenden Ecke des Wafers 32 und einer Kerbe 36, welche in der Kante des Fokusrings 16 vorgesehen ist, ausgebildet. Dieser vertikale Spaltraum 34 ist derart ausgelegt, dass er verhindert, dass die überstehende Kante des Wafers 32 angehoben wird, und vermeidet dadurch eine Verminderung der Klemmkraft, welche durch das elektrostatische Futter aufgebracht wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Strömung eines Spaltgases, wie zum Beispiel Heliumgas, aus einer Spaltgas-Versorgung 50 in den ringförmigen Raum 30 vorgesehen, um den Eintritt von Prozessgas und von flüchtigen Nebenprodukten desselben durch den vertikalen Spaltraum 34 in den ringförmigen Raum 30 zu verhindern. Die Strömung des Spaltgases minimiert die Ablagerung von Polymer innerhalb des ringförmigen Raumes 30, welche abblättern könnte und auf die obere Oberfläche des Futters oder auf das Substrat während der Behandlung getragen werden könnte. Gemäß der Erfindung wird die Strömung von Spaltgas durch eine Reihe von sich radial erstreckenden Kanälen 38 in dem elektrostatischen Futter 14 zur Verfügung gestellt. Die Kanäle 38 weisen Öffnungen 40 auf, welche um den Umfang des elektrostatischen Futters 14 mit Abstand zueinander angeordnet sind und Spaltgas zu dem ringförmigen Raum 30 zur Verfügung stellen. Wie in der 1 gezeigt ist, können die Kanäle 38 durch einen sich axial erstreckenden zentralen Durchgang 54 verbunden sein, durch welchen das Spaltgas geliefert wird.
Als ein Beispiel kann Spaltgas für den ringförmigen Raum 30 durch acht sich radial erstreckende Kanäle 38 zur Verfügung gestellt werden. Es kann jedoch jede Anzahl von Kanälen in dem elektrostatischen Futter 14 ebenso verwendet werden, um das Spaltgas in den ringförmigen Raum 30 zu liefern. Ferner können ein oder mehrere Spaltgas-Lieferkanäle in dem Fokusring ausgebildet sein, zum Liefern von Spaltgas in den ringförmigen Raum 30, oder Helium kann in den Raum 30 durch Zufuhrdurchlässe in dem Futter 14 und dem Ring 16 zugeführt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Spaltgas-Strömungsrate verwendet, welche ausreichend groß ist, um das Eindringen von Prozessgas und flüchtigen Nebenprodukten desselben in den ringförmigen Raum 30 aus der Prozesskammer zu blockieren. In dem Fall von Plasmaätzen ist es jedoch vorzuziehen, dass die Gasströmungsrate nicht so groß sein darf, dass sie nachteilig die Kantenätzleistung (Edge Etch Performance) durch das Auftreten eines Gasexpansionsfahne (gas expansion plume) an der Kante des Substrats beeinflusst. Ein Beispiel für eine geeignete Strömungsrate von Heliumgas während des Oxidätzens sind 40 bis 120 Standardkubikzentimeter pro Minute (SCCM: standard cubic centimeters per minute), vorzugsweise 60 bis 100 SCCM und noch vorzugsweiser rund 75 bis 85 SCCM, und wird von den besonderen Abmaßen und Anwendungen einer einzelnen Behandlungskammer abhängen. In einer getesteten Konfiguration einer Behandlungskammer zum Oxidätzen von 200 cm Wafern wurde festgestellt, dass 80 SCCM an Heliumgas die geforderte Ausscheidung an Prozessgas leistet, welche noch nicht die Behandlung des Wafers stört.
Gemäß der Ausführung der Erfindung, welche in der 2 gezeigt ist, wird die Strömung an Prozessgas durch eine Spaltgas-Zufuhr 50 mit festgesetztem Druck zur Verfügung gestellt. Die Gasströmungsrate kann hiermit so durch das Einfügen von hohlen Schrauben 42 in die Öffnungen 40 gesteuert werden. Zum Beispiel können die hohlen Schrauben mit einer Lochsteinplatte 44 (jewel orifice plate) vorgesehen werden, welche eine Öffnung mit einem gewünschten Durchmesser aufweist, um die gewünschte Gasströmungsrate in den ringförmigen Raum zu erreichen. Der Durchmesser der Öffnung in der Lochplatte, welcher ausgewählt wird, um die gewünschte Strömungsrate zu erreichen, wird von verschiedenen Prozessbedingungen, wie zum Beispiel dem Prozesstyp, welcher ausgeführt wird (Ätzen, Abscheidung, Photoresist-Strippen, etc.) abhängen, dem Druck der Spaltgas-Versorgung, der Größe des ringförmigen Raumes und der Anzahl der Kanäle 38, etc.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung, wie in der 3 gezeigt ist, ist eine Massenfluss-Steuereinrichtung 52 an die Spaltgas-Versorgung 50 angeschlossen, zum Variieren der Gasströmungsrate in die Kanäle 38. In dieser Ausführung können die hohlen Schrauben 42 mit den Lochsteinplatten 44 eingespart werden, weil die Strömungsrate leicht entweder manuell oder automatisch durch die Massenfluss-Steuereinrichtung gesteuert werden kann. In dieser Ausführung weisen die Öffnungen 40 einen konstanten Durchmesser auf.
Obwohl die Erfindung derart beschrieben worden ist, dass sie Heliumgas verwendet, um zu verhindern, dass Prozessgas in den ringförmigen Raum 30 eintritt, soll es verständlich sein, dass das Heliumgas nur im Wege eines Beispiels verwendet worden ist. Andere Gase können ebenso verwendet werden, vorausgesetzt, dass sie nicht den Wafer-Behandlungsablauf, welcher innerhalb der Kammer ausgeführt wird, beeinflussen.
Während die Erfindung im Detail mit Bezug auf eine vorzuziehende Ausführung derselben beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann naheliegend, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können und Äquivalente verwendet werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie er durch die Ansprüche beschrieben ist.

Claims

Eine Plasmabehandlungsvorrichtung, umfassend: eine Behandlungskammer (10); eine Leistungsquelle, welche Prozessgas in einem Inneren der Behandlungskammer in einen Plasmazustand energetisiert; einen Substratträger (14, 12), welcher ein Substrat (32) innerhalb des Inneren der Behandlungskammer zum Behandeln durch das Prozessgas trägt, wobei der Substratträger eine äußere Oberfläche aufweist, und das Substrat in einer überstehenden Beziehung relativ zu der äußeren Oberfläche des Trägers getragen wird; einen Fokusring (16), welcher den Substratträger umschließt, wobei der Fokusring eine innere Oberfläche aufweist, welche eine Lücke (30) zwischen der äußeren Oberfläche des Substratträgers und des Fokusrings bildet, die Lücke (30) steht in einer Strömungsverbindung mit dem Inneren der Prozesskammer, wobei sich das Substrat über wenigstens einen Teil des Fokusrings derart erstreckt, dass die innere Oberfläche des Fokusrings innerhalb eines äußeren Umfangs des Substrats angeordnet ist; und eine Spaltgas-Versorgung (50), welche in Strömungsverbindung mit der Lücke über eine Vielzahl von radialen Versorgungskanälen (38) in dem Träger steht, welche Auslässe in der Lücke haben, wobei die Gasversorgung dazu dient, Spaltgas in die Lücke zuzuführen, um ein Austreten von Prozessgas und von flüchtigen Nebenprodukten desselben in die Lücke während der Behandlung des Substrates zu blockieren.
Eine Plasmabehandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Leistungsquelle eine Spule (18) umfasst, welche induktiv eine HF-Leistung durch ein dielektrisches Fenster (20) einkoppelt, um ein Plasma mit hoher Dichte in der Behandlungskammer auszubilden.
Eine Plasmabehandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Spaltgas-Versorgung Helium in die Lücke zuführt.
Eine Plasmabehandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Spaltgas-Versorgung das Spaltgas mit einer Strömungsrate von 60 bis 100 sccm zuführt.
Eine Plasmabehandlungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Lücke ringförmig ist und es acht radiale Versorgungskanäle gibt.
Eine Plasmabehandlungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Versorgungskanäle (38) mit Strömungsbeschränkungsbereichen (40, 41, 42) versehen sind, zum Steuern der Strömungsrate des Spaltgases.
Eine Plasmabehandlungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Träger aus einem Halter (12) und einer elektrostatischen Klemme (14) zusammengesetzt ist und die Kanäle (38) in der Klemme ausgebildet sind.
Eine Plasmabehandlungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Fokusring aus Keramik hergestellt ist und die Lücke weniger als 6,4 Millimeter (1/4 inch) zwischen den inneren und äußeren Oberflächen beträgt.
Ein Substrathalter für eine Plasmabehandlungsvorrichtung, welche eine Behandlungskammer (10) aufweist, ferner eine Leistungsquelle, welche das Prozessgas in einem Inneren der Behandlungskammer in einen Plasmazustand zum Behandeln eines Substrats energetisiert, und ferner eine Spaltgas-Versorgung (50), wobei der Substratträger umfasst: eine Substrattragoberfläche, welche ein Substrat (32) innerhalb des Inneren der Behandlungskammer während der Verwendung trägt, wobei die Substrattragoberfläche abgegrenzt ist durch eine äußere Oberfläche und das Substrat in einer überstehenden Beziehung zu der Substratoberfläche getragen wird, um sich über die äußere Oberfläche hinaus zu erstrecken; einen Fokusring (16), welcher auf der Substrattragoberfläche getragen wird und diese umschließt, wobei der Fokusring eine innere Oberfläche aufweist, welche eine Lücke zwischen der äußeren Oberfläche des Substratträgers und dem Fokusring ausbildet, und die Lücke in Strömungsverbindung mit dem Inneren der Behandlungskammer steht, wenn der Substratträger in der Prozesskammer montiert ist, wobei sich das Substrat über wenigstens einen Teil des Fokusrings derart erstreckt, dass die innere Oberfläche des Fokusrings innerhalb eines äußeren Umfangs des Substrats positioniert ist; und ein Strömungsverbindungsmittel, umfassend eine Vielzahl von radialen Kanälen (38) in dem Träger, welche Auslässe in der Lücke aufweisen, zum Herstellen einer Strömungsverbindung zwischen der Lücke und der Spaltgas-Versorgung, welches während der Verwendung dazu dient, Spaltgas in die Lücke mit einer Strömungsrate zuzuführen, welche ausreichend ist, um das Austreten von Prozessgas und flüchtigen Nebenprodukten desselben in die Lücke während des Behandeln eines Substrats, welches auf der Substrattragoberfläche getragen wird, zu blockieren.
Ein Substratträger gemäß Anspruch 9, wobei die Substrattragoberfläche durch ein elektrostatisches Futter (14) hergestellt wird und der Fokusring aus Keramik ausgebildet ist.
Ein Substratträger gemäß Anspruch 9, wobei die Lücke (30) kreisförmig ist und es acht radiale Kanäle in dem Futter mit Auslässen in der Lücke gibt.
Ein Substratträger gemäß Anspruch 11, wobei die Spaltgas-Kanäle mit Strömungseinschränkungsbereichen (40, 41, 42) versehen sind, zum Steuern der Strömungsrate des Spaltgases.
Ein Verfahren des Steuerns der Polymerabscheidung innerhalb einer Plasmabehandlungskammer (10), umfassend: das Positionieren eines Substrats (32) auf einem Substrathalter (14, 12) innerhalb der Behandlungskammer (10); das Energetisieren von Prozessgas in einem Inneren der Behandlungskammer in einen Plasmazustand zum Behandeln des Substrats; und das Einführen eines Spaltgases, welches durch eine Gasversorgung (50) zugeführt wird, in eine Lücke (30) zwischen dem Substrathalter und einem Fokusring (16), welcher durch den Substratträger getragen wird und diesen umschließt, wobei das Substrat sich über wenigstens einen Teil des Fokusrings derart erstreckt, dass eine innere Oberfläche des Fokusrings, welche die Lücke bildet, innerhalb eines äußeren Umfangs des Substrats positioniert ist, das Spaltgas wird über radiale Kanäle (38) in den Träger, welche zu Auslässen in der Lücke führen, mit einer Strömungsrate zugeführt, welche ausreichend ist, um das Austreten von Prozessgas und flüchtigen Nebenprodukten desselben in die Lücke zu minimieren.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei der Träger aus einem Halter (12) und einem elektrostatischen Futter (14) zusammengesetzt ist, das Substrat an seinem Platz innerhalb der Behandlungskammer durch das elektrostatische Futter gehalten wird und das Prozessgas in den Plasmazustand durch eine Leistungsquelle energetisiert wird, welche HF-Leistung zu einer Spule zuführt, welche induktiv die HF-Leistung durch ein dielektrisches Fenster einkoppelt, um einen Plasmazustand mit hoher Dichte in der Behandlungskammer auszubilden.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 13 oder 14, wobei das Spaltgas, welches in die Lücke eingeführt wird, Helium umfasst.
Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei das Spaltgas in die Lücke mit einer Strömungsrate von 60 bis 100 sccm eingeleitet wird.
Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei das Substrat durch das Prozessgas geätzt wird und das Spaltgas mit einer Strömungsrate zugeführt wird, welche die Ätzleistung nicht nachteilig beeinflusst.