DE69124672T2 - Verfahren zur Substratbearbeitung - Google Patents

Verfahren zur Substratbearbeitung

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ätzen und Veraschen von Substraten, wie Halbleiterwafern.
  • Ein Mikropattern (Mikromuster) einer integrierten Schaltung auf einen Halbleiter wird durch Ätzen einer Unterlackierungsschicht auf dem Halbleiterwafer unter Verwendung einer organischen Hochpolymer-Fotoresistschicht als Maske gebildet. Die Fotoresistschicht wird von der Oberfläche des Halbleiterwafers nach diesem Ätzprozeß entfernt.
  • Eine Plasmaätzvorrichtung mit einer unabhängigen Einheitenkammer für den Ätzprozeß wurde als eine der Substratbehandlungsgeräte verwendet.
  • Eine Veraschungsvorrichtung mit einer unabhängigen Einheitenkammer für den Veraschungsprozeß wurde ebenfalls als eine der Substratbehandlungsgeräte verwendet.
  • Eine Sequenzbehandlungsvorrichtung, welche eine Kombination aus mehreren Behandlungseinheiten zur Erreichung verschiedener Funktionen ist, ist nun gebräuchlich. Im Falle dieser Sequenzbehandlungsvorrichtung wird die anisotrope Ätzung in einer Hauptkammer ausgeführt, die isotrope Ätzung (oder Leichtätzung zur Entfernung eines beschädigten Abschnitts der Siliziumschicht) wird dann in einer Nachbehandlungskammer durchgeführt, und die Veraschung wird schließlich in einer Veraschungskammer durchgeführt.
  • Wenn versucht wird, das Substrat davor zu schützen, bei den Prozessen der isotropen Ätzung und Veraschung vor übermäßigem Schaden zu bewahren, wird es jedoch schwierig, eine hohe Ätzrate (oder schnelles Ätzen) oder eine hohe Veraschungsrate (oder schnelles Veraschen) zu erzielen. Daher wird ein sog. Batchprozeß (Chargenprozeß), bei welchem mehrere Halbleiterwafer gleichzeitig behandelt werden, zur Behandlung der Wafer bei niedrigem Plasmastrom über eine lange Zeit (von beispielsweise ungefähr 1 Std.) verwendet.
  • Andererseits ist es einfach, bei dem anisotropen Ätzprozeß eine hohe Ätzrate zu erzielen, da das Plasmaätzen unter Verwendung eines Hochfrequenzstromes durchgeführt werden kann. Daher werden die Wafer gewöhnlich einer nach dem anderen behandelt.
  • In dem Fall der konventionellen Substratbehandlungsvorrichtung müssen daher der anisotrope Ätzschritt, der isotrope Ätzschritt und der Veraschungsschritt von ihren entsprechenden Vorrichtungen durchgeführt werden, und die zu behandelnden Wafer müssen zwischen diesen Vorrichtungen von Hand oder durch eine automatische Trägervorrichtung getragen werden. Dies macht es erforderlich, die Wafer zwischen diesen Vorrichtungen zu tragen, und sie in die Vorrichtungen hinein und aus ihnen heraus zu tragen, wodurch der Durchsatz bei der Zusammenfügung all dieser Prozesse niedrig wird.
  • Zusätzlich werden die Wafer bei dem Tragen zwischen diesen Vorrichtungen mit der Atmosphäre in Berührung gebracht. Dies ermöglicht es Staub, Verunreinigungen und Wasser in der Atmosphäre, an den Wafern anzuhaften, wodurch Fehlerpatterns geschaffen werden und die Wiederbehandlung verschlechtert wird. Darüber hinaus wird der von dem System beanspruchte Platzbedarf erhöht.
  • Insbesondere wenn der Halbleiterwafer bei dem Transport von dem Metallätzprozeß zum Resistschicht-Entfernungsprozeß mit der Atmosphäre in Berührung kommt, reagiert eine Mikromenge von Chlorätzgas, welches auf dem Halbleiterwafer verbleibt, mit Wasser in der Atmosphäre, um die Metallschicht auf dem Wafer zu korrodieren. Wenn diese korrodierte Schicht nicht von der Oberfläche des Halbleiterwafers entfernt wird, sinkt die Ausbeute an Halbleitervorrichtungen weiter. Merkmale, welche jenen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 entsprechen, sind aus EP-A-0 367 568 bekannt.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Behandlung von Substraten zu schaffen, wobei das Verfahren in der Lage ist, die Behandlungsgeschwindigkeit zu erhöhen, den Durchsatz zu erhöhen, die von dem System beanspruchte Bodenfläche zu verkleinern, und die Kontaminierung der Substrate, wie Halbleiterwafer, durch die Atmosphäre zu verhindern.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Substratbehandlungsverfahren geschaffen, wie es in Anspruch 1 beschrieben ist.
  • Vorzugsweise wird der Innendurchmesser des Plasmaerzeugungsabschnittes kleiner gemacht als jener des Substratverarbeitungsabschnitts. Der Abstand zwischen den Elektroden wird somit zur Erzeugung von Plasma hoher Dichte verkleinert. Vorzugsweise ist der Innendurchmesser des Plasmaerzeugungsabschnittes in einen Bereich von 20 bis 60 mm.
  • Es wird ferner bevorzugt, daß ein Substratträger mit einer Hebevorrichtung ausgestattet ist, um den Abstand zwischen dem Substrat und der Ionenfalle zu verändern. Auf diese Weise ist es möglich, das Verhältnis von Fluorradikalen zu steuern, welchen es erlaubt ist, das Substrat zu erreichen, welche langlebig sind, zu Sauerstoffradikalen, welchen erlaubt ist, das Substrat zu erreichen, welche kurzlebig sind.
  • Gemäß eines Substratbehandlungsverfahrens der vorliegenden Erfindung kann ein Plasma hoher Dichte erzeugt werden und in dem Substratbehandlungsabschnitt über die Ionenfalle eingeführt werden, um auf das zu behandelnde Substrat zu wirken. Daher ist es nur Radikalen möglich, auf das zu behandelnde Substrat zu wirken, so daß das isotrope Ätzen bei einer höheren Rate durchgeführt werden kann, ohne das Substrat durch Ionen zu beschädigen. Sogar wenn die Substrate beispielsweise eines nach dem anderen behandelt werden, kann beim anisotropen Ätzen ein Durchsatz erzielt werden, welcher im wesentlichen gleich ist wie beim isotropen Ätzen. Der Substratbehandlungsabschnitt kann mit einem Abschnitt verbunden werden, in welchen die anisotrope Ätzvorrichtung untergebracht ist, um dadurch die Substrate eines nach dem anderen zu behandeln, während sie davor bewahrt werden, mit der Atmosphäre in Berührung zu kommen.
  • Gemäß einer Substratbehandlungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann ein Prozeßgas eine Mischung aus Veraschungs- und Ätzgasen sein, der Veraschungsprozeß und der isotrope Ätzprozeß können gleichzeitig durchgeführt werden, und die Rate der Veraschungsgeschwindigkeit, relativ zur Ätzgeschwindigkeit, kann auf einen gewünschten Wert gesteuert werden, durch Einstellen des Alternativstromes und/oder des Druckes und der Flußrate des Gases und/oder der Rate der gemischten Gase. Der Veraschungsprozeß und der isotrope Ätzprozeß können daher in der gleichen Kammer durchgeführt werden, um dadurch den Durchsatz zu erhöhen. Zusätzlich kann die von dem System eingenommene Bodenfläche vermindert werden, da die Zahl der Geräte verkleinert ist.
  • Die Erfindung kann aus der folgenden Beschreibung besser verstanden werden, zusammengenommen mit den begleitenden Zeichnungen, in welchen:
  • Fig. 1 den Gesamtentwurf des Ätzbehandlungssystems zeigt, in welchem das Substratbehandlungsverfahren gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden kann;
  • Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, welches den aufgeschnittenen Hauptabschnitt einer Nachbehandlungskammer (ATC = after-treatment chamber) zeigt, in welcher das Substratbehandlungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung stattfinden kann;
  • Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, welches die Schritte des Ätzens und Veraschens eines Halbleiterwafers zeigt;
  • Fig. 4A-4C sind vertikal aufgeschnittene Ansichten, die einen Halbleiterwafer zeigen, welcher jeweils durch die Ätz- und Veraschungsschritte behandelt wurde;
  • Fig. 5 ist eine vertikal aufgeschnittene Ansicht, welche eine Ionenfalle und einen Halbleiterwafer teilweise und vergrößert zeigt, um die Wirkung von Sauerstoffradikalen und Fluorradikalen zu vergleichen und zu erklären;
  • Fig. 6 ist ein Schaubild, welches die wechselseitige Abhängigkeit des den Elektroden einer Plasmageneratorvorrichtung hinzugefügten Alternativstroms relativ zu einer Ätzrate (ER), einer Gleichmäßigkeit (Unif) und eines Verhältnisses der Ätzrate/Veraschungsrate (VS. Poly) zeigt;
  • Fig. 7 ist ein Schaubild, welches die wechselseitige Abhängigkeit des Drucks des Prozeßgases relativ zu der ER, Unif und VS. Poly zeigt;
  • Fig. 8 ist ein Schaubild, welches die wechselseitige Abhängigkeit der Flußrate des Prozeßgases relativ zu der ER, Unif und VS. Poly zeigt; und
  • Fig. 9 ist ein Schaubild, welches die wechselseitige Abhängigkeit der Rate von dem Prozeßgas hinzugefügten CF&sub4; relativ zu der ER, Unif und VS. Poly zeigt.
  • Eine Ausführung der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt ein System 10 zum Ätzen und Veraschen von Halbleiterwafern mehrere Kammereinheiten 11-15. Eine Hauptkammer (MC) 12 befindet sich zwischen Ladeverschlußkammern (LLC) 11 und 13, und eine Nachbehandlungskammer (ATC) 14 zwischen Ladeverschlußkammern 13 und 15. Jede der Ladeverschlußkammern 11, 13 und 15 ist mit einer Manipuliervorrichtung (nicht abgebildet) ausgestattet, durch welche Halbleiterwafer einer nach dem anderen in die Kammer und aus der Kammer durch einen Torabschnitt (nicht abgebildet) getragen werden können.
  • Ein Kassettentransportdurchgang (nicht abgebildet) ist neben einem Vordertor der ersten Ladeverschlußkammer 11 angeordnet. Ein Trägerroboter (nicht abgebildet) läuft in dem Kassettentransportdurchgang zum Transport von Waferkassetten von einem Entwicklungsabschnitt (nicht abgebildet) zu einer Kassettenstation (nicht abgebildet). Die Kassettenstation befindet sich vor dem Vordertor der ersten Ladeverschlußkammer 11.
  • Ähnlich befindet sich eine Kassettenstation (nicht abgebildet) neben einem Hintertor der dritten Ladeverschlußkammer 15.
  • Evakuier- und Stickstoffgas-Zuführrohre (nicht abgebildet) laufen durch eine jeweilige Wand der Ladeverschlußkammern 11, 13 und 15.
  • Ein Paar von Plattenelektroden (nicht abgebildet), welche zueinander parallel sind, sind in der Hauptkammer 12 angeordnet, und eine Si-Schicht auf dem Wafer wird von einem zwischen den Elektroden erzeugten Plasma anisotrop geätzt. Ein Evakuierrohr (nicht abgebildet) und ein Prozeßgas- Zuführrohr (nicht abgebildet) laufen durch eine Wand der Hauptkammer 12.
  • Die Nachbehandlungskammer (ATC) 14 wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben.
  • Ein Waferträger 23, welcher einen Halbleiterwafer 2 beispielsweise durch eine elektrostatische Chuckvorrichtung (Spannvorrichtung) halten kann, ist in der ATC 14 angeordnet. Dieser Waferträger 23 ist in einem Behandlungsabschnitt 24 untergebracht, welcher die Form eines hohlen Zylinders hat, mit einem Durchmesser von beispielsweise 200 mm. Der Waferträger 23 wird durch eine Hebevorrichtung 22 auf- und abbewegt und ist auch mit einer Heizung (nicht abgebildet) ausgestattet.
  • Ein Plasmaerzeugungsabschnitt 25 befindet sich über dem Behandlungsabschnitt 24, wobei der Plasmaerzeugungsabschnitt die Form eines Hohlzylinders hat, mit einem Durchmesser, welcher kleiner ist als jener des Behandlungsabschnitts 24. In anderen Worten ist beispielsweise eine zylindrische Röhre 26 aus Quarz mit einem Durchmesser von 40 mm, kleiner als jener des Behandlungsabschnittes 24, mit dem oberen Teil des Behandlungsabschnittes 24 verbunden. Ein Elektrodenpaar 28a und 28b ist um die aus Quarz hergestellte zylindrische Röhre 26 gewickelt, mit einem zwischen ihnen eingebrachten, isolierenden Abstandshalter 27.
  • Eine dieser Elektroden 28a ist mit einer Hochfrequenz- Energiequelle 30 über eine Anpassungsschaltung 29 verbunden, während die andere 28b geerdet ist. Ein Gaszuführrohr 31 ist mit dem oberen Ende der zylindrischen Röhre 26 verbunden und ist auch mit Prozeßgas-Zuführquellen (GSS) 32a und 32b über Mengenflußsteuerungen (MFC = mass flow controllers) 33a und 33b verbunden.
  • Sauerstoffgas ist in der ersten GSS 32a enthalten und CF&sub4;-Gas in der zweiten GSS 32b.
  • Ein Evakuierrohr 35 einer Evakuiervorrichtung 34 ist mit dem unteren Teil des Behandlungsabschnittes 24 verbunden. Torvorrichtungen 36 und 37 sind auf beiden Seiten des Behandlungsabschnittes 24 angeordnet, damit der Halbleiterwafer 2 in den Behandlungsabschnitt 24 hineingetragen und aus ihm herausgetragen werden kann. Die ATC 14 ist von der zweiten und dritten Ladeverschlußkammer 13 und 15 durch diese Torvorrichtungen 36 und 37 abpartitioniert.
  • Ferner ist eine Ionenfalle 38 zwischen dem Behandlungsabschnitt 24 und dem Plasmaerzeugungsabschnitt 25 vorgesehen. Diese Ionenfalle 38 wird geschaffen durch Bilden einer Vielzahl von Löchern 38b (jedes mit einem Durchmesser von beispielsweise 0.2 - 0.5 mm), beispielsweise in einer leitfähigen Aluminiumplatte 38a, und ist geerdet. Ionen in dem in dem Plasmaerzeugungsabschnitt 25 erzeugten Plasma werden von der Ionenfalle 38 gefangen, so daß es nur Radikalen, welche elektrisch neutral sind, möglich ist, auf den Halbleiterwafer 2 zu wirken. Die Ionenfalle 38 kann eine gitterartige Elektrode sein.
  • Ein Controller (Steuergerät) 21, unterstützt von einem Computer 20, ist mit Energiequellenschaltern für die ATC 14 verbunden. Die Anordnung ist nämlich so, daß Befehlssignale von dem Controller 21 an die Hochfrequenz-Energiequelle 30, GSS 32a, 32b, MFC 33a, 33b, Hebevorrichtung 22, Evakuiervorrichtung 34, Torvorrichtung 36, 37, elektrostatische Chuckvorrichtung, Heizvorrichtung zur Erhitzung des Waferträgers 23 und eine Wafermanipuliervorrichtung (nicht abgebildet) gesendet werden.
  • Der Fall, in welchem der Halbleiterwafer 2 durch das Ätzsystem 10 geätzt und verascht wird, wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 5 beschrieben.
  • Der Siliziumwafer 2, welcher mit Fotoresist überzogen und dann entwickelt wurde, wird von der Manipuliervorrichtung (Schritt 51) aus der Kassette herausgenommen und in die erste Ladeverschlußkammer 11 hineingetragen. Die erste Ladeverschlußkammer 11 wird an ihrem Vordertor geschlossen und dann evakuiert. Wenn der innere Druck der ersten Ladeverschlußkammer 11 im wesentlichen gleich ist wie jener der Hauptkammer 12, wird das Hintertor der ersten Ladeverschlußkammer geöffnet, um die erste Ladeverschlußkammer 11 mit der Hauptkammer 12 zu verbinden. Der Wafer 2 wird von der ersten Ladeverschlußkammer in die Hauptkammer 12 getragen (Schritt 52).
  • Eine anisotrope Ätzung wird an dem Wafer 2 in der Hauptkammer 12 durchgeführt (Schritt 53). Eine Schicht 2b aus SiO&sub2; auf dem Wafer 2 wird somit teilweise entfernt. In anderen Worten wird der Wafer 2, welcher in dem in Fig. 4A gezeigten Zustand ist, verändert, wie in Fig. 4B gezeigt. Die Bezugsziffer 2a stellt die Siliziumschicht dar und 2c die Schicht aus Fotoresist. Jene Fläche 3 auf der Oberfläche der Siliziumschicht 2a, aus welcher die SiO&sub2;-Schicht durch anisotropes Ätzen entfernt wurde, ist beschädigt, wie in Fig. 4B gezeigt.
  • Das Hintertor der Hauptkammer 12 wird dann geöffnet, und der Wafer 2 wird von der Hauptkammer 12 in die zweite Ladeverschlußkammer 13 durch die Manipuliervorrichtung getragen (Schritt 54). Das Hintertor wird verschlossen, und die Ladeverschlußkammer 13 wird ausgegast, bis der innere Druck der zweiten Ladeverschlußkammer 13 in wesentlichen gleich jenem der ATC 14 ist. Das Vordertor 36 der ATC 14 wird geöffnet, und der Wafer 2 wird durch die Manipuliervorrichtung aus der Ladeverschlußkammer 13 in die ATC 14 getragen (Schritt 55). Der Wafer 2 wird auf dem Waferträger 23 durch die elektrostatische Chuckvorrichtung fixiert. Der Waferträger 23 ist auf eine vorbestimmte Temperatur vorgeheizt, beispielsweise auf ungefähr 50º C.
  • Der Waferträger 23 wird von der Hebevorrichtung 22 angehoben, und der Abstand L zwischen der Ionenfalle 38 und dem Halbleiterwafer 2 wird auf einen vorbestimmten Wert von beispielsweise 10 - 50 mm eingestellt, dort, wo die meisten Ionenradikale vorhanden sind.
  • Während der Evakuierung des Behandlungsabschnittes 24 durch die Evakuiervorrichtung 34 unter Steuerung der Flußrate des Gases durch die MFC 33a und 33b, wird ein vorbestimmtes Prozeßgas, wie (O&sub2; + CF&sub4;)-Mischgas aus den Gasversorgungsquellen 23a und 23b in den Plasmaerzeugungsabschnitt 25 geführt. Gleichzeitig wird ein Strom mit einer vorbestimmten Hochfrequenz von beispielsweise 1356 MHz von der Hochfrequenzenergiequelle 30 an die Elektroden 28a und 28b über die Anpassungsschaltung 29 geführt.
  • Somit wird ein Plasma hoher Dichte in dem Plasmaerzeugungsabschnitt 25 erzeugt, dessen Durchmesser kleiner ist als jener des Behandlungsabschnittes 24, und dieses Plasmagas wird diffundiert, wie durch Pfeile in Fig. 2 gezeigt. Ionen in dem Plasmagas werden entfernt, während es durch die Ionenfalle 38 läuft, und die somit verbliebenen Radikalen werden dem Halbleiterwafer 2 auf dem Waferträger 23 zugeführt, um das isotrope Ätzen an der beschädigten Fläche 3 der Siliziumschicht 2 durchzuführen, und gleichzeitig die Veraschung der Fotoresistschicht 2c (Schritt 56). Um das isotrope Ätzen und das Veraschen auf dem Halbleiterwafer 2 in diesem Fall in der gewünschten Stärke anzuwenden, ist es notwendig, die Rate des Ätzens und der Veraschung zu steuern.
  • Das Verhältnis der Ätzrate/Veraschungsrate (welches im folgenden als VS. Poly bezeichnet wird) kann durch Einstellen des den Elektroden 28a und 28b hinzugefügten Stroms und/oder der Gasflußrate und/oder des Gasdrucks und/oder der Komponenten des Prozeßgases und/oder des Abstands L gesteuert werden.
  • Der Grund, warum VS. Poly durch den Abstand L beeinflußt wird, wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben.
  • Wenn das Plasma durch die Löcher 38b der Ionenfalle 38 läuft, werden Ionen aus ihm entfernt, wodurch es Sauerstoffradikalen und Fluorradikalen erlaubt wird, den Wafer 2 im Behandlungsabschnitt 24 zu erreichen. Die Sauerstoffradikale darunter reagieren mit der Fotoresistschicht 2c auf dem Wafer 2, zur Entfernung der Fotoresistschicht 2c von dem Wafer 2 (Veraschung). Andererseits reagieren die Fluorradikale mit der Siliziumschicht 2a auf dem Wafer 2, zur Entfernung der beschädigten Fläche 3 bis zu einer Tiefe von 50 - 100 Å (isotropes Ätzen).
  • Die Sauerstoffradikale haben gewöhnlich eine kürzere Lebensdauer als die Fluorradikale. Wenn der Abstand L zwischen dem Wafer 2 und der Ionenfalle 38 zu groß gewählt wird, werden die Sauerstoffradikale zu Sauerstoffgasmolekülen, so daß die Fotoresistschicht 2c nicht durch eine Oxidationsreaktion von dem Wafer 2 entfernt werden kann. Wenn der Abstand L zu klein gemacht wird, wird die Geschwindigkeit des isotropen Ätzens erhöht, um nicht eine geeignete Leichtätzrate einzustellen.
  • Wie in Fig. 4C gezeigt, wenn die Leichtätz- und Veraschungsbehandlungen auf den Wafer 2 in der ATC 14 angewendet werden, wird die beschädigte Fläche 3 und die Fotoresistschicht 2c von dem Wafer 2 entfernt.
  • Der Wafer 2 wird dann von der ATC 14 in die dritte Ladeverschlußkammer 15 getragen (Schritt 57) und danach aus der Ladeverschlußkammer 15 getragen (Schritt 58).
  • Vorteile, welche durch diese Ausführung der vorliegenden Erfindung erzielt werden, werden unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 9 beschrieben.
  • Eine Ätzrate (ER), eine Gleichmäßigkeit (Unif) und ein Verhältnis der Ätzrate/Veraschungsrate (VS. Poly) sind auf vertikalen Achsen der in den Fig. 6 bis 9 gezeigten Schaubilder aufgetragen. Andererseits ist der Alternativstrom auf der Horizontalachse des in Fig. 6 gezeigten Schaubildes aufgetragen, der Druck des Behandlungsgases auf einer Horizontalachse des in Fig. 7 gezeigten Schaubildes, die Flußrate an Prozeßgas auf einer Horizontalachse des in Fig. 8 gezeigten Schaubildes und die Rate des dem Prozeßgas hinzugefügten CF&sub4; auf einer Horizontalachse des in Fig. 9 gezeigten Schaubildes. Außer dem in Fig. 8 gezeigten Fall, ist das gesamte Flußvolumen des CF&sub4; und O&sub2;-Mischgases 1250 SCCM, und außer dem in Fig. 9 gezeigten Fall, umfaßt das Prozeßgasverhältnis 90% O&sub2; und 10% CF&sub4;.
  • Es ist gewöhnlicherweise erforderlich, das VS. Poly zwischen 200 - 500 zu wählen.
  • Gemäß der oben beschriebenen ATC 14 wird Plasma in dem Plasmaerzeugungsabschnitt 25 erzeugt, welcher einen Durchmesser hat, der kleiner ist als jener des Behandlungsabschnittes 24, und das Plasma wird in den Behandlungsabschnitt 24 durch die Ionenfalle 38 eingeführt, um auf den Halbleiterwafer 2 in dem Abschnitt 24 zu wirken. Daher kann es so erzeugt werden, daß es eine hohe Dichte hat, und kann auch mit hoher Effizienz erzeugt werden. Die Veraschungsrate bei dem Veraschungsprozeß kann größer als im konventionellen Fall sein (ungefähr 30 Mal größer als im konventionellen Fall), und ein Durchsatz (beispielsweise ein Wafer pro Minute), welcher gleich ist wie beim anisotropen Ätzen, kann erzielt werden. Ferner können Ionen in dem Plasma durch die Ionenfalle 38 entfernt werden, um es nur Radikalen zu gestatten, mit dem Halbleiterwafer 2 zu reagieren. Dies ermöglicht die Durchführung des isotropen Ätzens, ohne Beschädigung des Halbleiterwafers 2.
  • Ferner kann, wie oben beschrieben, der gleiche Durchsatz wie jener beim anisotropen Ätzen erzielt werden. Dies ermöglicht die Schaffung eines Systems, in welchem die Hauptkammer 12 und die ATC 14 durch die Ladeverschlußkammer 13 verbunden sind, zur Durchführung des anisotropen und des isotropen Ätzprozesses nacheinander, während der Halbleiterwafer 2 ohne Berührung der Atmosphäre getragen wird. Es kann somit verhindert werden, das Ätzgas aus der Chlorgruppe, welches auf dem Halbleiterwafer 2 verbleibt, mit Wasser in der Atmosphäre reagiert, um die Metallschicht des Wafers 2 beim Metallätzprozeß zu korrodieren. Daher steigt die Halbleitervorrichtungsausbeute.
  • Ferner kann das isotrope Ätzen bezüglich der Siliziumschicht auf dem Wafer 2 und das Veraschen bezüglich der Fotoresistschicht gleichzeitig durchgeführt werden, um somit den Durchsatz zu erhöhen. Ferner werden die Veraschungsvorrichtung und die Transportvorrichtung zum Tragen der Wafer zwischen dem Abschnitt, an welchem die isotropische Ätzbehandlung durchgeführt wird, und dem Abschnitt, an welchem die Veraschungsbehandlung durchgeführt wird, überflüssig, wodurch die von dem System eingenommene Bodenfläche abnimmt. Insbesondere kann der Raum in einem Reinraum, dessen Konstruktionskosten hoch sind, effizienter ausgenutzt werden.
  • Obwohl in der oben beschriebenen Ausführung Wechselstrom als Plasmaenergiequelle verwendet wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf Wechselstrom beschränkt, sondern es kann Gleichstrom verwendet werden.
  • Gemäß der oben beschriebenen Vorrichtung und dem oben beschriebenen Verfahren zur Behandlung von Substraten kann die Behandlungsgeschwindigkeit beim isotropen Ätzen und beim Veraschungsprozeß erhöht werden, um dadurch den Durchsatz zu erhöhen. Zusätzlich kann die von dem System eingenommene Bodenfläche vermindert werden, und Behandlungen können durchgeführt werden, während der Wafer davor bewahrt wird, mit der Atmosphäre in Berührung zu kommen.

Claims (6)

1. Substratbehandlungsverfahren, umfassend
- die Vorbereitung eines Substrats (2) in einem Substratbehandlungsabschnitt (24) einer Kammer (14);
- das Einführen von Gas in einen Plasmaerzeugungsabschnitt (25) in der Kammer;
- das Verwandeln des Gases in Plasma in dem Plasmaerzeugungsabschnitt (25);
- das Herausnehmen von neutralen Radikalen aus dem Plasma; und
- das Einwirken der neutralen Radikalen auf das Substrat (2) in dem Substratbehandlungsabschnitt (24), dadurch gekennzeichnet, daß
- das eingeführte Gas eine Mischung ist, welche Sauerstoff und Fluor enthält; wobei die Wirkung der neutralen Radikale auf das Substrat das isotrope Ätzen und die Veraschung bezüglich des Substrats (2) gleichzeitig durchführt.
2. Substratbehandlungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flußrate und/oder der Druck und/oder die Komponenten des Gases gesteuert werden, um ein Verhältnis der Veraschungsrate und der Rate des isotropen Ätzens zu steuern.
3. Substratbehandlungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des erzeugten Plasmas eingestellt wird, um ein Verhältnis der Veraschungsrate und der Rate des isotropen Ätzens einzustellen.
4. Substratbehandlungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Vorrichtung (38) zur Herausnahme der neutralen Radikalen aus dem Plasma und dem Substrat (2) angepaßt wird, zur Steuerung eines Verhältnisses der Veraschungsrate und der Rate des isotropen Ätzens.
5. Substratbehandlungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Veraschungsrate so gesteuert wird, daß sie in einem Bereich von 200 - 500 Mal der Rate des isotropen Ätzens liegt.
6. Substratbehandlungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner den Schritt der Erwärmung des Substrats während der Erzeugung des Plasmas umfaßt.
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