CH686254A5

CH686254A5 - Verfahren zur Einstellung der Bearbeitungsratenverteilung sowie Aetz- oder Plasma-CVD-Anlage zu dessen Ausfuehrung.

Info

Publication number: CH686254A5
Application number: CH236092A
Authority: CH
Inventors: Marcel Dr Lardon; Rolf Zessack; Paul-Rene Dr Muralt
Original assignee: Balzers Hochvakuum
Priority date: 1992-07-27
Filing date: 1992-07-27
Publication date: 1996-02-15
Also published as: DE4325041B4; DE4325041A1; US5997686A

Description

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung der Bearbeitungsratenverteilung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Ätz- oder Plasma-CVD-Anlage zu dessen Ausführung nach dem Oberbegriff von Anspruch 9.

Plasmaunterstützte Verfahren, beispielsweise in der Halbleiterfertigung einzusetzen, um dünne Schichten abzulagern oder Werkstücke, insbesondere Halbleiterwafer, zu ätzen, sind bekannt. Hierzu kann beispielsweise auf S.M. Sze, VLSI Technology, McGraw-Hill, International Book Company, London, 1983, p. 120, 303, verwiesen werden.

Zum Ätzen schlecht oder nicht leitender Oberflächen ist es dabei üblich, ein durch AC-Energie erzeugtes Plasma einzusetzen, ebenso zum Beschichten leitender Substrate mit nicht leitenden Schichten bzw. von nicht leitenden Substraten. Bei solchen Plasmaverfahren ist weiter das Problem bekannt, dass durch lokale Unterschiede der Plasmadichte die Bearbeitungsratenverteilung am Werkstück unregelmässig wird. Dies sowohl beim erwähnten Plasmaätzen, reaktiv oder nicht reaktiv, wie auch beim Plasmabeschichten, insbesondere auch beim reaktiven Plasmabeschichten mit den erwähnten AC-erzeugten Plasmen. So ist es beispielsweise bekannt, dass die Beschichtung oder das Ätzen eines planen Wafers oft im Zentrum wesentlich intensiver ist als am Rand.

Grundsätzlich kann davon ausgegangen werden, dass die Plasmadichte in der Nähe von Oberflächen bezüglich derjenigen im übrigen Plasmavolumen sinkt, aufgrund von Absorption und Rekombinationserscheinungen im Oberflächenbereich, wodurch dem Plasma Ladungsträger entzogen werden. Zudem sind meistens an solchen Oberflächen prozessfremde Moleküle adsorbiert, welche durch die Plasmaentladung desorbiert und ionisiert werden. Die dabei entstehenden negativ geladenen Ionen rekombinieren mit positiven und entziehen dem Plasma wiederum positive Gasionen.

Aus diesem Grund wäre man bestrebt, die Abstandsverhältnisse zwischen einem derart plasmabearbeiteten Werkstück und Oberflächen möglichst gross auszubilden, um, im Werkstückbereich, eine Änderung der Plasmadichte durch die erwähnten Oberflächen zu vermeiden.

Um eine möglichst hohe Plasmadichte im Plasmaentladungsraum zu erreichen, müssen aber dessen Dimensionen im Vergleich zur freien Weglänge der ionisierten Gasatome gross sein. Dabei handelt es sich um Edelgasatome bei einem nicht reaktiven Ätzprozess, zusätzlich um Reaktivgasmoleküle bei einem reaktiven Ätzprozess bzw. einem plasmaunterstützten CVD-Beschichtungsprozess. Es beträgt beispielsweise die mittlere freie Weglänge von Argonatomen ca. 6,4 cm bei 10-3 mbar Argonpar-tialdruck.

Damit ist man gezwungen, die Bauhöhe eines Vakuumrezipienten, welcher das Plasmavolumen festlegt, über dem zu bearbeitenden Werkstück, unter Berücksichtigung der erwähnten freien Weglängen relativ gross auszubilden, verzichtet aber aus Gründen des gesamten bereitzustellenden Rezipientenvo-lumens, z.B. darauf seitlich, zwischen Werkstückträger und Rezipientenwandung, Abstände einzuhalten, die eine homogene Bearbeitung des Werkstückes erlaubten. Der seitliche Abstand zwischen Rezipientenwandung und Werkstückoberfläche bzw. Werkstückträger wird üblicherweise in der Grössenordnung der erwähnten freien Weglänge oder gar kleiner gewählt. Dadurch ergibt sich u.a. die intensivere Oberflächenbearbeitung im Zentrum der Werkstückoberfläche.

Auch andere Flächen, wie die Elektrodenflächen etc., beeinflussen die Bearbeitungsratenverteilung; generell treten Bearbeitungsraten-Inhomogenitäten aufgrund der nicht unendlich ausgedehnten beteiligten Flächen auf.

Zwar ist es bekannt, der inhomogenen Bearbeitungsratenverteilung dadurch entgegenzuwirken, dass das Gas, sei dies ein Edelgas bei einem nicht reaktiven Prozess oder ein Reaktivgas bei einem reaktiven Prozess, über dem Werkstück möglichst gleichmässig oder gar mit gewollt eingesetzter Verteilung eingedüst wird, um den erwähnten, z.B. wandbedingten Inhomogenitäten der Plasmaverteilung entgegenzuwirken.

Ein solches Vorgehen ist aber nur wirksam bei relativ grossen Drücken, also bei Drücken, bei welchen die freien Weglängen ohnehin relativ klein sind. Hierzu wird beispielsweise auf Wang, D.N.K., White et al., US-A 4 872 947, verwiesen.

Die vorliegende Erfindung setzt sich zum Ziel, ein Verfahren eingangs genannter Art zu schaffen, durch welches, unter Beibehaltung eines grossen Plasmaentladungsvolumens, die Bearbeitungsratenverteilung an der bearbeiteten Oberfläche einfach und flexibel eingestellt werden kann.

Zu diesem Zweck zeichnet sich das erfindungsgemässe Verfahren nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 aus.

Dadurch, dass gegenüber der bearbeiteten Oberfläche ein Körper mit einer Verteilungs-Einstellober-fläche vorgesehen wird, der im wesentlichen allseits vom Plasmaraum umgeben ist, wird dessen Grösse und damit die erzielte Plasmadichte im Plasmaraum nur unwesentlich beeinträchtigt. Es wird, der bearbeiteten Oberfläche gegenüberliegend, die Oberfläche des genannten Körpers vorgesehen, womit auch in zentralen Bereichen die gleichen Effekte, die vormals z.B. bezüglich der Rezipientenseitenwän-de besprochen wurden, zum Tragen kommen bzw. nun gezielt genutzt werden können, um damit über die ganze zu bearbeitende Oberfläche ein erwünschtes, meistens erwünscht homogenes Bearbeitungsratenprofil zu realisieren. Unter der Bearbeitungsrate wird hier, bei einem Ätzprozess mit Hilfe eines AC-Plasmas, die pro Zeit- und Flächeneinheit von der bearbeiteten Oberfläche abgeätzte Materialmen-

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ge verstanden, bei einem Plasma-CVD-Verfahren die pro Zeit- und Flächeneinheit auf die bearbeitete Fläche aufgetragene Materialmenge.

Durch Materialwahl und/oder Wahl der Oberflächenbeschaffenheit der erwähnten Körperoberfläche und/oder durch die Wahl ihrer Abstandsrelation bezüglich der bearbeiteten Oberfläche wird gezielt die erwähnte Verteilung eingestellt oder verstellt. Da die bearbeitete Oberfläche keinesfalls plan zu sein braucht, und zur Erzielung der erwähnten erwünschten Verteilung auch die Einstelloberfläche des genannten Körpers nicht, wird unter dem Begriff ««Abstandsrelation» allgemein die gegenseitige Lage von bearbeiteter und Einstelloberfläche verstanden, betrachtet entlang beider Flächen.

Grundsätzlich kann das erfindungsgemässe Verfahren bei allen plasmaunterstützten Ätz- oder Be-schichtungsverfahren eingesetzt werden, bei denen die Bearbeitungswirkung nicht gerichtet von einer Bearbeitungsquelle ausgeht, weil die bearbeitete Oberfläche durch die erfindungsgemäss vorgesehene Einstelloberfläche des Körpers mindestens teilweise abgedeckt wird.

Dem Wortlaut von Anspruch 2 folgend, wird die Abstandsrelation und damit, je nach Form der bearbeiteten Oberfläche, auch die Form der Einstelloberfläche des Körpers so gewählt, dass die bearbeitete Oberfläche im wesentlichen überall unter gleichem Einfluss von Oberflächen steht.

Bevorzugterweise wird weiter die Gesetzmässigkeit nach dem Wortlaut von Anspruch 3 eingehalten.

Die Plasmaerzeugung kann dabei, gemäss Wortlaut von Anspruch 4, durch Mikrowelleneinkopplung erfolgen oder kann durch eine HF-Entladung zwischen Elektroden, üblicherweise kapazitiv genannt, erzeugt werden und wird, mindestens heute, in bevorzugter Ausführungsvariante durch eine kapazitive HF-Entladung zwischen Elektroden sowie induktive Feldeinkopplung erzeugt, letzteres vorzugsweise mittels eines Mittelfrequenzfeldes.

Beispielsweise aus B.A. Probyn, Vacuum, 18 (5), 253 (1968), «Sputtering of Insulators in an RF-Discharge», sowie aus der EP-A 0 467 046 der Anmelderin sind Vorgehen bzw. Anlagen der letzterwähnten Art bekannt.

Bevorzugte weitere Ausführungsvarianten des erfindungsgemässen Verfahrens sind in den Ansprüchen 5 bis 8 spezifiziert.

Zur Lösung der erfindungsgemäss gestellten Aufgabe, nämlich, wie erwähnt, gezielt über der Flächenausdehnung der bearbeiteten Fläche die Ladungsträgerkonzentration zu beeinflussen, gleich, wie sie bei herkömmlichen Anlagen z.B. durch die Seitenwandbereiche der Rezipienten reduziert wird, wird eine Ätz- oder Plasma-CVD-Anlage vorgeschlagen, welche sich nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 9 auszeichnet.

Bevorzugte Ausführungsvarianten dieser Anlage sind in den Ansprüchen 10 bis 18 spezifiziert.

Die Erfindung wird anschliessend anhand von Figuren und Beispielen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 rein schematisch, einen Vakuumrezipienten, welcher einen AC-Plasmaentladungsraum festlegt, mit einem schematisch dargestellten, zu behandelnden Werkstück beliebiger Form und erfindungsge-mässer Einstelloberfläche eines Körpers zur Erläuterung des prinzipiellen Vorgehens gemäss vorliegender Erfindung;

Fig. 2 schematisch, eine heute bevorzugte Ausführungsvariante einer erfindungsgemässen Ätz- oder Plasma-CVD-Anlage;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäss vorgesehenen Einstellfläche des Körpers;

Fig. 4 eine weitere Variante der vorgesehenen erfindungsgemässen Einstelloberfläche;

Fig. 5 bis 8 verschiedene Ätzratenverteilungen bei nicht reaktivem Ätzen einer planen Werkstückoberfläche bzw. (Fig. 8) die Abhängigkeit der Atzratenverteilung vom Abstand zwischen geätzter Oberfläche und erfindungsgemäss vorgesehener Einstelloberfläche des Körpers.

In Fig. 1 ist ein Vakuumrezipient 1 dargestellt, worin ein Plasmaentladungsraum PL definiert ist. Die Quellen zur Anregung des Plasmas im Plasmaentladungsraum PL sind in Fig. 1 nicht dargestellt. Es kann sich um einen Mikrowellengenerator handeln, um einen Hochfrequenzgenerator, welcher ein Paar beabstandeter Elektroden speist, und/oder um eine Spulenanordnung, üblicherweise ausserhalb des Vakuumrezipienten angeordnet und vorzugsweise an einen Mittelfrequenzgenerator angeschlossen, mit deren Hilfe, induktiv, das Plasma angeregt wird. Vorzugsweise wird die letzterwähnte Anregungsform mit Anregungsfrequenzen im kHz- bis MHz-Bereich, vorzugsweise von 200 kHz bis 1 MHz, mit derjenigen der kapazitiven Hochfrequenzanregung mittels zweier Elektroden, angeregt üblicherweise bei 13,56 MHz, kombiniert.

Im Plasmaentladungsraum PL ist, in Fig. 1 schematisch auf einem nicht dargestellten Werkstückträger, ein zu behandelndes Werkstück 3 angeordnet, vorerst beliebiger Oberflächenform. Bei der Behandlung der dem Plasmaraum PL zugewandten Oberfläche 30 kann es sich um reaktives oder nicht reaktives Ätzen handeln oder um ein plasmaunterstütztes chemisches Schichtabscheidungsverfahren (PECVD). Entsprechend wird durch schematisch dargestellte Gaseinlässe 5 ein Arbeitsgas eingelassen, welches bei nicht reaktivem Ätzen beispielsweise Helium oder Argon ist, bei einem reaktiven Sputter-oder Beschichtungsprozess ein im Plasma chemisch reagierendes Gas.

Erfindungsgemäss ist, der zu behandelnden Oberfläche 30 gegenüberliegend und wie mit der elek-

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trisch isolierenden Aufhängung 7 dargestellt, von übrigen Anlageteilen elektrisch isoliert, ein Körper mit einer Behandlungsraten-Einstelloberfläche 90 vorgesehen. Mit dem Einstellkörper 9 wird das Volumen des Plasmaentladungsraumes PL nur unwesentlich geschmälert. Der Körper 9 ist im wesentlichen allseits vom Plasmaentladungsraum PL umgeben.

Wie in Fig. 1 dargestellt, wird die Oberfläche 90 so angeordnet, dass sich, wie mit Doppelpfeilen angedeutet, die Plasmadichte-vermindernden Oberflächeneffekte z.B. der Rezipientenwand und der erwähnten Oberfläche 90 entlang der zu bearbeitenden 30 in gewolltem Masse auf die Bearbeitungsratenverteilung auswirken. Die Wirkung der Oberfläche 90 wird durch Wahl ihres Materials, ihrer Oberflächenstruktur, ihrer Form und Dimensionierung, d.h. ihre Abstandsverhältnisse zur Oberfläche 30 so eingestellt, dass entlang der Oberfläche 30 das erwünschte Bearbeitungsratenprofil entsteht.

Die Oberfläche 90 kann aus einem Metall, einem Halbleiter oder einem isolierenden Material bestehen, wobei der sie bildende Einstellkörper 9 entsprechend aus dem erwähnten Material gebildet oder die erwünschte Oberfläche 90 durch Beschichten eines aus einem anderen Material bestehenden Körpers gebildet wird.

Um flexibel die Wirkung der Einstelloberfläche 90 verändern zu können, sei dies von Bearbeitungs-prozess zu Bearbeitungsprozess oder in gewissen Fällen gar während eines Bearbeitungsprozesses, kann der Einstellkörper 9, wie bei A dargestellt ist, falls erwünscht, lateral oder bezüglich seiner Abstandsverhältnisse zur Oberfläche 30 verstellt werden, und/oder es kann seine Form, wie mit B dargestellt, gezielt eingestellt werden.

Heute wird das erfindungsgemässe Vorgehen bevorzugterweise für nicht reaktive Ätzprozesse in einem Argonionen-Plasma eingesetzt, wobei das Plasma zwischen zwei Elektroden kapazitiv mit Hochfrequenz erzeugt wird und zudem induktiv mittels einer Spulenanordnung bei ca. 300 kHz bis 500 kHz verdichtet wird.

Eine heute hierzu bevorzugterweise eingesetzte Anlage ist schematisch in Fig. 2 dargestellt, welche, wie der Fachmann ohne weiteres erkennt, ebenso für reaktives Ätzen bzw. plasmaunterstütztes CVD eingesetzt werden kann. Obwohl in Fig. 2 Verstellmöglichkeiten für die Position der erfindungsgemäss vorgesehenen Einstelloberfläche 90 vorgesehen sind, ist diese Möglichkeit bei den heute erprobten Anlagen noch nicht vorgesehen.

Bezüglich ähnlich aufgebauter, erfindungsgemäss einsetzbarer Anlagen sei auf die oben erwähnte EP-A 0 467 046 sowie auf den Artikel «Sputtering of Insulators in an RF-Discharge» verwiesen, welche bezüglich möglicher Anlagekonfigurationen als integrierter Bestandteil der vorliegenden Beschreibung betrachtet werden sollen.

Gemäss Fig. 2 besteht der Rezipient 10 aus zwei sich im wesentlichen gegenüberliegenden Elektrodenteilen 12 und 14, welche über hier nicht dargestellte, dem Fachmann ohne weiteres geläufige Anpassnetzwerke, von einem Hochfrequenzgenerator 16, üblicherweise auf 13,56 MHz arbeitend, zur kapazitiven Plasmaerzeugung im Plasmaentladungsraum PL betrieben werden. Getrennt sind die beiden Elektroden und Rezipientenwandung bildenden Teile 12 und 14 durch einen dielektrischen Mantelteil 17, welcher eine Spulenanordnung 18 vom Rezipienteninneren trennt.

Wie aus der EP-A 0 467 046 bekannt, werden Massnahmen getroffen, damit, je nach Arbeitsdruck im Rezipienteninneren, der dielektrische Mantelteil 17 die mechanische Druckbelastung ohne weiteres aufnehmen kann. Die Spulenanordnung 18 wird, gegebenenfalls wiederum über bekannte Anpassnetzwerke, von einem Mittelfrequenzgenerator 20 betrieben, arbeitend auf 200 kHz bis ca. 1 MHz, bevorzugterweise heute auf ca. 200 kHz bis 500 kHz eingesetzt.

An einer isolierenden Aufhängung 22 ist, potentialschwebend und zur Bearbeitung von planen Werkstücken 24 beispielsweise direkt auf dem Teil 14 angeordnet, eine plane Einstellplatte 9 vorgesehen, deren Material, Oberflächenbeschaffenheit, radiale Ausdehnung bzw. Abstand zur Oberfläche der Werkstücke 24 selektiv gewählt wird. In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsvariante kann der Abstand des plattenförmigen Einstellkörpers 9, wie mit P dargestellt, auch während des Bearbeitungsprozesses verändert werden, wozu die isolierende Aufhängung 22 beispielsweise über eine Balganordnung 26 aufgehängt ist.

In Fig. 3 ist beispielsweise dargestellt, wie ein erfindungsgemässer Einstellkörper formverändert werden kann. Hierzu ist er, wie dargestellt, als Balg 28 ausgebildet. Seine Form und seine Abstandsverhältnisse zum Werkstück 24 werden durch elektrisch isolierten Eingriff, beispielsweise mittels eines Stössels 30 in der isolierenden Aufhängung 22, verändert. Damit wird eine kegelförmige Einstellkörperform mit gerundeter Konusspitze bei 9b gemäss Fig. 4 realisiert und zusätzlich, gemäss Fig. 3, formveränderbar.

Bevorzugterweise wird insbesondere bei planen Werkstücken 24, wie bei Halbleiterwafern, welche mit ihrem Peripheriebereich relativ nahe an den seitlichen Rezipientenwandungsbereichen liegen, der kürzeste Abstand zwischen Einstellkörper und bearbeiteter Oberfläche an dessen Zentrumsbereich vorgesehen.

Bevorzugterweise wird der Minimalabstand zwischen bearbeiteter Werkstückoberfläche und Einstelloberfläche 90 nicht kleiner gewählt als eine mittlere freie Weglänge derjenigen Arbeitsgasatome bzw. -moleküle, die bei dem während der Bearbeitung herrschenden Partialdruck die grösste mittlere freie Weglänge der an der Bearbeitung beteiligten Arbeitsgaskomponenten aufweisen.

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Beispiel 1

Eine Anlage gemäss Fig. 2 wird wie folgt betrieben:

Prozess: nicht reaktiver Ätzprozess in einem Argonplasma

Druck: 2 • 10~3 mbar

Hochfrequenz: 13,56 MHz, 206 W

Mittelfrequenz: 400 kHz, 400 W

Ätzdauer: 100 s

Werkstück: Siliziumwafer, 200 mm Durchmesser, mit 200 nm Siliziumdioxid beschichtet

Einstellkörper/Einstelloberfläche: Quarzplatte, 150 mm Durchmesser, 144 mm über dem Silizium wafer, im wesentlichen zentriert.

Die Abweichungen der Ätzrate, radial über den ganzen Waferdurchmesser gemessen, dargestellt in Prozent der erwünschten Ätzrate nach der Ätzdauer von 100 s, sind in Fig. 5 dargestellt.

Im Zentrumsbereich ist die Ätzrate um ca. 23% überhöht, während sie im Peripheriebereich ebenso stark verringert ist. Die Ätzrate ist mithin im Zentrum des Wafers bedeutend höher als am Rande, wobei aus Fig. 5 erkenntlich ist, dass die Ätzratenverteilung nicht exakt zentralsymmetrisch ist. Es ergibt sich als

Folgerung:

Der flächenförmige Korrekturkörper liegt zu hoch über dem Wafer, er wirkt praktisch nicht auf die Ätzratenverteilung.

Beispiel 2:

Bearbeitungsprozess: Ätzprozess in Argonplasma

Druck: 2 ■ 10~3 mbar

Hochfrequenz:

13,56 MHz, 145 W

Mittelfrequenz:

400 kHz, 400 W

Ätzdauer:

100 s

Werkstück:

Siliziumwafer, 200 mm Durchmesser, mit 200 nm Siliziumdioxid beschichtet

Einstellkörper:

Quarzplatte, 200 mm Durchmesser, 80 mm über dem Wafer.

Gleich wie in Fig. 5 dargestellt, ist nun die resultierende Ätzratenverteilung während der Ätzdauer von 100 s in Fig. 6 dargestellt.

Folgerung:

Die Ätzratenverteilung über dem Waferdurchmesser hat sich invertiert. Die Ätzrate ist im Peripheriebereich des Wafers wesentlich höher als im Zentralbereich. Auch hier ist ersichtlich, dass noch nicht eine zentralsymmetrische Ätzratenverteilung erreicht ist, der Einstellkörper muss, auch gemäss Fig. 6, nach rechts verschoben werden.

Im weiteren ist erkenntlich, dass der Durchmesser des Einstellkörpers zu gross ist und/oder sein Abstand zum Wafer zu gering.

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Beispiel 3:

Behandlungsprozess: Ätzen in Argonplasma

Druck:

6 • 10~4 mbar

Hochfrequenz:

13,56 MHz, 147 W

Mittelfrequenz:

400 kHz, 400 W

Ätzdauer:

60 s

Einstellkörper:

AI-Lochplatte, 150 mm Plattendurchmesser, 80 mm

In derselben Darstellung, wie in den Fig. 5 und 6, ist in Fig. 7 das Resultat dargestellt.

Folgerung:

Die Ätzratenverteilung wurde von Unterschieden in der Grössenordnung von ± 23% (Beispiel 1) auf ± 6% verbessert. Der Korrekturkörper hat mithin sowohl eine günstige Lage, eine günstige Oberflächenstruktur (Lochung) und eine günstige Dimension.

Es ist erkenntlich, dass, unter Beibehaltung des Abstandes wie in Beispiel 2, auch durch Veränderung der Dimension und der Oberflächenstruktur die Resultate wesentlich verbessert wurden, was wesentlich ist in Anbetracht der Tatsache, dass der Minimalabstand zwischen Einstelloberfläche und Werkstückoberfläche nach Massgabe der freien Weglängen der beteiligten Gasatome nicht unbeschränkt reduziert werden sollte.

In Fig. 8 sind die maximalen prozentualen Ätzratenabweichungen, welche jeweils an einem Wafer gemessen wurden, in Abhängigkeit vom Abstand der Einstelloberfläche zur Waferoberfläche dargestellt. Mit * sind die Resultate von Versuchen dargestellt, welche unter den in Beispiel 3 erwähnten Bedingungen durchgeführt wurden, d.h. mit planen Al-Lochblech-Einstellkörpern von 150 mm Durchmesser, jedoch variierendem Einstelloberflächen/Bearbeitungsoberflächen-Abstand.

Mit + sind die Resultate dargestellt von Versuchen unter den Bedingungen gemäss Beispiel 2, d.h. mit Einstellkörperplatten von 200 mm Durchmesser aus Quarz mit variierendem Einstelloberflächen/Be-arbeitungsoberflächen-Abstand.

Daraus ist erkenntlich, dass für Einstellkörper-Durchmesser von 150 mm die günstigste Abstandsposition für eine gute Verteilung bei ca. 80 mm liegt.

Beim Einstellkörper-Durchmesser von 200 mm wird bei ca. 35 mm Abstand zum Substrat nur dessen Rand geätzt, bei 80 mm Abstand ist immer noch die randständige Ätzrate wesentlich höher als diejenige im Zentrum (Beispiel 2). Sofern ein Optimum gefunden werden soll, muss der EinstellkörperA/Verk-stück-Oberflächenabstand weiter erhöht werden, was aber aufgrund der gesamthaft minimal zu haltenden Rezipientendimensionierung nachteilig sein könnte.

Wie auch anhand der Beispiele deutlich gezeigt wurde, wird erfindungsgemäss eine einfache Möglichkeit geschaffen, gezielt, sei dies an einem reaktiven oder nicht reaktiven Ätzprozess oder sei dies an einem plasmaunterstützten CVD-Prozess, die Bearbeitungsrate an einem Werkstück bezüglich ihrer Verteilung entlang der bearbeiteten Werkstückoberfläche zu beeinflussen.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Einstellung der Bearbeitungsratenverteilung entlang einer Oberfläche, die AC-plas-maunterstützt reaktiv beschichtet oder reaktiv oder nicht reaktiv in einem AC-Plasma geätzt wird, bei welchem Verfahren ein Plasmaraum gegebenen Volumens ausgenützt wird, worin die Oberfläche angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüber der Oberfläche eine die Oberfläche eines Vertei-lungs-Einstellkörpers vorgesehen wird, welcher im wesentlichen allseitig vom Plasmaraum umgeben wird, und dass die Bearbeitungsverteilung durch Material und/oder Oberflächenbeschaffenheit der Oberfläche des Körpers und/oder deren Abstandsrelation zur bearbeiteten Oberfläche eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsrelation der Oberfläche (90) des Körpers zur bearbeiteten Oberfläche (30) so gewählt wird, dass die bearbeitete Oberfläche (30) überall im wesentlichen unter dem gleichen Einfluss benachbarter Oberflächen steht.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche, 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (90) des Körpers von Bereichen der zu bearbeitenden Oberfläche (30), die zu behandeln sind, mindestens entsprechend einer mittleren freien Weglänge derjenigen Behandlungsgaskomponenten entfernt ist, die, bei ihrem Partialdruck während der Behandlung, die grösste mittlere freie Weglänge der Behandlungsgaskomponenten aufweist.

4. Verfahren, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Plasma durch Mikrowellen oder durch eine Hochfrequenzentladung zwischen Elektroden, kapazitiv, erzeugt wird und/ oder durch eine induktive Feldeinkopplung.

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5. Verfahren, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zu bearbeitende Oberfläche eine zu ätzende dielektrische Oberfläche ist und ein Argonplasma bei einem Druck von 1 CM bis 10"1 mbar unterhalten wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Plasma induktiv bei einer Mittelfrequenz, vorzugsweise zwischen 200 kHz und 1 MHz, vorzugsweise zwischen 200 kHz und 500 kHz, erzeugt wird sowie, kapazitiv zwischen Elektroden, mittels Hochfrequenz.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zu behandelnde Oberfläche (3o) plan und dielektrisch ist, in einer Argonatmosphäre geätzt wird, das Plasma mit Hochfrequenz kapazitiv zwischen Elektroden und, mit einer Mittelfrequenz von ca. 200 kHz bis 500 kHz, zusätzlich induktiv erzeugt wird.

8. Verfahren, nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Optimierung der Verteilung die Form des Körpers verändert und/oder die Abstandsrelation zwischen bearbeiteter Oberfläche (30) und der Oberfläche (90) des Körpers verstellt wird, vorzugsweise unter Prozessbedingungen.

9. Ätz- oder Plasma-CVD-Anlage zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem Vakuumrezipienten (1, 10), mindestens einem elektrischen Generator (20, 16) zur Erzeugung eines AC-Plasmas in einem Plasmaraum (PL) im Rezipienten, einer Werkstückträgerfläche zur Aufnahme mindestens eines zu behandelnden Werkstückes (3, 24), dadurch gekennzeichnet, dass, der Trägerfläche gegenüberliegend, eine Oberfläche (90) eines elektrisch von übrigen Anlageteilen isoliert montierten Körpers vorgesehen ist zur Einstellung der Bearbeitungsratenverteilung entlang der ihr zugewandten Oberfläche (3o) eines Werkstückes auf der Trägerfläche.

10. Anlage, nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Plasmaerzeugung ein Mikrowellengenerator an den Vakuumrezipienten gekoppelt ist.

11. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Plasmaerzeugung eine Doppelelektrodenanordnung (12, 14) am oder im Rezipienten vorgesehen ist, woran ein Hochfrequenzgenerator (16) angeschlossen ist.

12. Anlage, nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage als Triodenanlage ausgelegt ist und, im wesentlichen koaxial zur Doppelelektrodenanordnung (12, 14), eine Spulenanordnung (18) vorgesehen ist, woran ein AC-, vorzugsweise ein Mittelfrequenzgenerator (20) angeschlossen ist.

13. Anlage, nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (90) des Körpers bezüglich ihrer Abstandsrelation und/oder ihrer Lage gegenüber der Trägeroberfläche verstellbar ausgebildet ist und/oder bezüglich ihrer Form.

14. Anlage, nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (90) des Körpers aus elektrisch isolierendem oder aus einem elektrisch leitenden Material besteht und durch die Oberfläche eines Vollkörpers oder durch die Beschichtung eines Körpers gebildet ist.

15. Anlage, nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Körpers strukturiert ist, er vorzugsweise aus einer Lochplatte besteht.

16. Anlage, nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Oberfläche (90) des Körpers über dem Zentrumsbereich der behandelten Oberfläche eines Werkstückes von der gleichen Grössenordnung ist wie der Abstand des Werkstückes auf der Trägeroberfläche zur Wand des Rezipienten.

17. Anlage, nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Körpers konvex gebogen ist, vorzugsweise die Form eines Kegels mit gerundeter Spitze aufweist.

18. Anlage, nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Körpers im wesentlichen plan ist.

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