DE69928289T2

DE69928289T2 - Ätzkammern mit plasma dichte und geringer kontamination und herstellungsverfahren derselben

Info

Publication number: DE69928289T2
Application number: DE69928289T
Authority: DE
Inventors: E. Thomas WICKER; A. Robert MARASCHIN; S. William KENNEDY
Original assignee: Lam Research Corp
Current assignee: Lam Research Corp
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2019-09-25
Also published as: JP4612190B2; EP1145273A3; WO2000019481A2; AU1440100A; EP1145273B1; DE69928289D1; EP1145273A2; CN1328755C; KR20010075264A; US20020102858A1; WO2000019481A3; US6129808A; KR100566908B1; CN1319247A; TW460972B; RU2237314C2; JP2002533911A; US6583064B2; US6394026B1; WO2000019481A9

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Herstellung von Halbleiter-Wafern, und insbesondere auf Ätzkammern für Plasma hoher Dichte, welche Auskleidungsmaterialien aufweisen, die eine Teilchen- und metallische Kontaminierung während des Behandelns aufweisen und auf zugehörige Auskleidungsstrukturen der Kammer.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Weil integrierte Schaltungseinrichtungen fortfahren, in beidem, ihrer physikalischen Größe und ihren Betriebsspannungen, zu schrumpfen, werden ihre zugehörigen Produktionsausbeuten empfindlicher gegenüber einer Kontaminierung durch Teilchen und metallische Verunreinigung. Dementsprechend erfordert das Herstellen von integrierten Schalteinrichtungen, welche kleinere physikalische Größen aufweisen, dass das Niveau der partikulären und metallischen Verunreinigung geringer ist, als früher als annehmbar betrachtet wurde.
Im allgemeinen umfasst die Herstellung von integrierten Schalteinrichtungen (in der Form von Wafern) die Verwendung von Plasmaätzkammern, welche in der Lage sind, ausgewählte Schichten zu ätzen, die durch eine Photoresistmaske definiert werden. Die Behandlungskammern sind derart eingerichtet, dass sie Prozessgase (das heißt Ätzchchemikalien) aufnehmen, während eine Hochfrequenzleistung (HF-Leistung) an eine oder mehrere Elektroden der Behandlungskammer angelegt wird. Der Druck innerhalb der Behandlungskammer wird ferner für den einzelnen Prozess geregelt. Nach dem Aufbringen der gewünschten HF-Leistung auf die Elektrode(n) werden die Prozessgase in der Kammer derart aktiviert, dass ein Plasma erzeugt wird. Das Plasma wird derart ausgebildet, dass es das gewünschte Ätzen der ausgewählten Schichten des Halbleiterwafers ausführt.
Typischerweise erfordert eine Behandlungskammer, welche für Ätzmaterialien wie zum Beispiel Siliziumoxide, verwendet wird, relativ hohe Energien, um das gewünschte Ätzergebnis zu erzielen, im Vergleich zu anderen Filmen, welche während der Herstellung geätzt werden. Solche Siliziumoxide umfassen zum Beispiel thermisch gewachsene Siliziumdioxide (SiO₂), TEOS, PSG, BPSG, USG (undotiertes Aufschleuderglas/undoped spin-on-glass), LTO etc. Die Notwendigkeit für hohe Energien entstammt der Notwendigkeit, die starken Bindungen der Siliziumoxidfilme zu beschießen und aufzubrechen und die chemischen Reaktionen anzutreiben, um die flüchtigen Ätzprodukte auszubilden. Diese Kammern werden daher als „Ätzkammern für Oxid hoher Dichte" (high density oxide etch chambers) bezeichnet, welche in der Lage sind, hohe Plasmadichten zu produzieren, um einen hohen Ionenfluss zu dem Wafer zu erzeugen und bei geringen Gasdrücken große Ätzraten zu erreichen.
Während Ätzkammern für Oxid hoher Dichte beim Ätzen der gewünschten Wafer-Oberflächen gut funktionieren, werden die inneren Oberflächen der Ätzkammer ebenso der hohen Ionenleistung ausgesetzt. Daher wird Material aus den inneren Oberflächen der Ätzkammer als ein Ergebnis des Ionenbeschusses entfernt, entweder durch physikalisches Sputtern (Kathodenzerstäubung) oder durch chemisches Sputtern, in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Materials und der Zusammensetzung des Ätzgases.
In der Kenntnis, dass die inneren Oberflächen der Ätzkammer bei Kammern mit Oxid hoher Dichte dem Plasma ausgesetzt sind, werden die Kammern nun derart ausgeführt, dass sie die Verwendung von einfachen Auskleidungsteilen ermöglichen, wie zum Beispiel Scheiben, Ringen und Zylindern. Weil diese Teile derart ausgeführt sind, dass sie das Plasma über dem Wafer, der behandelt wird, beschränken, werden diese Teile kontinuierlich den Energien des Behandlungsplasmas ausgesetzt und durch diese angegriffen. Aufgrund dieser Aussetzung erodieren diese Teile ultimativ oder sammeln einen Polymeraufbau an, was einen Austausch oder eine sorgfältige Reinigung erfordert. Eventuell verschleißen alle Teile so weit, dass sie nicht länger verwendbar sind. Diese Teile werden daher als „Verschleißteile" bezeichnet. Daher werden, wenn die Lebensdauer des Teils kurz ist, die Kosten des Verschleißteils dann hoch (das heißt Teilkosten/Lebensdauer des Teils).
Weil diese Teile Verschleißteile sind, ist es wünschenswert, Oberflächen zu haben, welche resistent gegenüber den Plasmaenergien sind, was daher die Kosten der Verschleißteile vermindern wird. Versuche gemäß dem Stand der Technik, die Kosten von den Verschleißteilen zu vermindern, haben die Herstellung dieser Teile aus Aluminiumoxid (Al₂O₃) und Quarzwerkstoffen umfasst. Obwohl diese Materialien etwas resistent gegenüber den Plasmaenergien sind, weist in Ätzkammern mit Oxid hoher Dichte der hohe Ionenbeschuss durch das Plasma die schwache Seite auf, dass Niveaus einer Kontaminierung (zum Beispiel Teilchenkontamination und Kontamination mit metallischer Verunreinigung) produziert werden, welche weniger als akzeptabel sind. Zum Beispiel, wenn die Oberfläche des Verschleißteils Aluminiumoxid (das heißt Alumina) ist, wird, wenn das Plasma die Oberflächen beschießt, das Aluminium gelöst werden und wird sich dann in das Plasma einmischen, welches oberhalb des Wafers liegt. Etwas von diesem Aluminium wird in einem organischen Polymer eingebettet, welches auf dem Wafer während des Ätzens und auf den Oberflächen der Verschleißteile (das heißt der Kammerauskleidungen, -abdeckungen und ähnliches) abgeschieden wird. Wenn dies passiert, kann das Polymer auf der Oberfläche des Verschleißteils nicht in der Lage sein, vollständig während eines herkömmlichen Schritts des Plasmareinigens an Ort und Stelle (In-Situ-Plasmareinigen) oder „Veraschungs"-Schritts gereinigt zu werden. Somit wird ein krümeliger, abblätternder Film oder eine pulverige Beschichtung, welche C, Al, O und F umfasst, nach dem Plasmareinigen an Ort und Stelle zurückgelassen und führt daher zu einer hohen Teilchenanzahl. Das Aluminium, welches in Strukturen, die geätzt werden, und den Filmen auf dem Siliziumwafer abgeschieden wird, kann eine Verschlechterung der Einrichtungen, welche nachfolgend geformt werden, verursachen, zum Beispiel durch Vergrößern des Kriechstroms in DRAM-Zellen.
Wie oben beschrieben worden ist, wird ebenso Quarz als das Material auf den inneren Oberflächen der Verschleißteile verwendet. Bei Quarzoberflächen hat man jedoch festgestellt, dass sie eine unglückliche Quelle von Teilchen sind, aufgrund der niedrigen thermischen Leitfähigkeit von Quarz und der hohen Ätzraten in den Plasmen hoher Dichte, welche verwendet werden, um Oxide zu ätzen. Zudem macht das Quarz mit geringer thermischer Leitfähigkeit die Temperaturregelung der Oberfläche von diesen Teilen sehr schwierig. Dies führt zu großen Temperaturzyklen und zu einem Abblättern des Ätzpolymers, welches auf der Oberfläche der Verschleißteile abgeschieden wird, und verursacht daher die unglückliche Erzeugung von verunreinigenden Teilchen. Ein weiterer Nachteil der Verschleißteile aus Quarz ist, dass die hohe Ätzrate in Ätzeinrichtungen mit Oxid hoher Dichte dazu neigen, in dem Quarz einen Lochfraß zu verursachen, was dann zu einem Abplatzen der Quarzteilchen führt.
Angesichts des Vorhergehenden gibt es einen Bedarf für Behandlungskammern mit Plasma hoher Dichte, welche Verschleißteile aufweisen, welche resistenter gegenüber Erosion sind und bei der Minimierung der Kontamination (zum Beispiel durch Teilchen und metallische Verunreinigungen) auf den Waferoberflächen, welche behandelt werden, helfen.
US-A-5 788 799 beschreibt schon eine Plasmabehandlungskammer mit einer temperaturgeregelten Auskleidung und einem Auskleidungsträger.
Es gibt ferner einen Bedarf an Verschleißteilen zur Verwendung in Anwendungen von Plasma hoher Dichte, und welche geeignet sind, Temperaturvariationen zu widerstehen, wobei ein Schaden an den Verschleißteilen verhindert wird.
Dies wird durch eine Plasmabehandlungskammer gemäß dem Anspruch 1 erreicht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung erfüllt diesen Bedarf durch zur Verfügung Stellen von temperaturgeregelten, hochgradig ätzresistenten, plasmabegrenzenden Teilen (das heißt Verschleißteilen) mit geringer Kontaminierung zur Verwendung in Plasmabehandlungskammern. Es soll verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung auf zahlreichen Wegen umgesetzt werden kann, umfassend einen Prozess, eine Vorrichtung, ein System, eine Einrichtung oder ein Verfahren. Mehrere erfinderische Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden unten beschrieben.
In einer Ausführung wird eine Plasmabehandlungskammer offenbart, welche ein elektrostatisches Futter (Chuck) zum Halten eines Wafers umfasst, und welche Verschleißteile aufweist, die hochgradig ätzresistent, weniger anfällig gegenüber der Erzeugung einer Kontaminierung sind und temperaturgeregelt werden können. Die Verschleißteile umfassen eine Kammerauskleidung, welche einen unteren Tragabschnitt und eine Wand aufweist, die derart ausgeführt ist, dass sie den elektrostatischen Chuck umschließt. Die Verschleißteile umfassen ferner eine Auskleidungstragstruktur, welche eine untere Verlängerung (Ansatz), eine flexible Wand und eine obere Verlängerung (Ansatz) aufweist. Die flexible Wand ist derart ausgeführt, dass sie eine äußere Oberfläche der Wand der Kammerauskleidung umschließt, und die flexible Wand des Auskleidungsträgers ist mit einem Abstand gegenüber der Wand der Kammerauskleidung angeordnet. Die untere Verlängerung des Auskleidungsträgers ist jedoch derart ausgeführt, dass sie in einem direkten thermischen Kontakt mit dem unteren Tragabschnitt der Kammerauskleidung steht. Zusätzlich ist ein Blendenring Teil der Verschleißteile und ist derart ausgeführt, dass er mit und in einem thermischen Kontakt mit der Kammerauskleidung und dem Auskleidungsträger zusammengebaut werden kann. Der Blendenring definiert eine Plasmaabschirmung um den elektrostatischen Chuck herum. Eine Heizvorrichtung ist dann geeignet, mit der oberen Verlängerung des Auskleidungsträgers thermisch verbunden zu werden, um eine Temperatur aus dem Auskleidungsträger zu der Kammerauskleidung und dem Blendenring thermisch zu leiten. Ebenso umfasst ist ein äußerer Träger, welcher thermisch mit einem Kühlring verbunden ist, der an eine obere Platte der Kammer gekoppelt ist. Der äußere Träger und der Kühlring sind daher geeignet, eine exakte Temperaturregelung für die Kammerauskleidung zusammen mit einer gegossenen Heizvorrichtung zur Verfügung zu stellen. Diese exakte Temperaturregelung verhindert daher Temperaturdrifte, was daher vorteilhaft das Ätzen eines ersten Wafers mit in etwa denselben Temperaturzuständen wie einen letzten Wafer ermöglicht.
In einer am meisten vorzuziehenden Ausführung sind die Verschleißteile, umfassend die Kammerauskleidung und den Blendenring, vollständig aus einem Werkstoff hergestellt oder mit diesem beschichtet, ausgewählt aus Siliziumkarbid (SiC), Siliziumnitrit (Si₃N₄), Borkarbid (B₄C) und/oder Bornitrit (BN). Auf diese Art und Weise werden diese Werkstoffe, sobald sie der Energie des Plamasputterns ausgesetzt sind, flüchtige Produkte produzieren, welche im wesentlichen ähnlich zu den flüchtigen Ätzprodukten sind, die während des Ätzens der Oberflächenschichten des Wafer produziert werden.
In einer anderen Ausführung wird eine Plasmaätzkammer, welche Verschleißteile aufweist, offenbart. Die Verschleißteile umfassen eine Kammerauskleidung, welche einen unteren Tragabschnitt und eine zylindrische Wand aufweist, die einen Mittelpunkt der Plasmaätzkammer umschließt. Ein Auskleidungsträger, welcher derart ausgeführt ist, dass er die Kammerauskleidung umschließt. Der Auskleidungsträger ist thermisch mit dem unteren Tragabschnitt der Kammerauskleidung verbunden. Der Auskleidungsträger umfasst ferner eine Vielzahl von Schlitzen, welche den Auskleidungsträger in eine Vielzahl von Fingern unterteilen. In einer vorzuziehenden Ausführung ist die Kammerauskleidung aus einem Werkstoff hergestellt, ausgewählt aus einem Siliziumkarbid-Werkstoff (SiC), einem Siliziumnitrit-Werkstoff (Si₃N₄), einem Borkarbid-Werkstoff (B₄C) und einem Bornitrit-Werkstoff (BN), und der Auskleidungsträger ist aus einem Aluminiumwerkstoff hergestellt.
In noch einer weiteren Ausführung wird ein Verfahren zum Verwenden von Verschleißteilen zur Verwendung in einer Ätzkammer mit hochdichtem Plasma offenbart. Das Verfahren umfasst die Verwendung von einer Kammerauskleidung aus einem Werkstoff, welcher ausgewählt ist aus einem von einem Siliziumkarbid-Werkstoff (SiC), einem Siliziumnitrit-Werkstoff (Si₃N₄), einem Borkarbid-Werkstoff (B₄C) und einem Bornitrit-Werkstoff (BN). Die Kammerauskleidung kann eine Wand aufweisen, welche einen Plasmabereich der Kammer umschließt, und einen unteren Tragabschnitt. Das Verfahren kann die Verwendung von einem Aluminiumauskleidungsträgerumfassen, welcher eine untere Verlängerung, eine flexible Wand und eine obere Verlängerung aufweist, wobei eine Vielzahl von Schlitzen in der flexiblen Wand und der unteren Verlängerung des Auskleidungsträgers vorgesehen ist, um zu ermöglichen, dass sich der Auskleidungsträger bei erhöhten Temperaturen ausdehnt. Das Verfahren umfasst optional die Verwendung eines Blendenrings aus Siliziumkarbid (SiC), Siliziumnitrit (Si₃N₄), Borkarbid (B₄C) und/oder Bornitrit (BN). Eine Vielzahl von Schlitzen kann in dem Blendenring vorgesehen sein, um eine Plasmaabschirmung zur Verfügung zu stellen. Das Verfahren kann die thermische Regelung der Kammerauskleidung über einen thermischen Weg durch den Auskleidungsträger und den Blendenring umfassen.
Gemäß einer Ausführung der Erfindung umfasst eine Plasmabehandlungskammer eine Kammerauskleidung und einen Auskleidungsträger, wobei der Auskleidungsträger eine flexible Wand umfasst, welche derart ausgeführt ist, dass sie eine äußere Oberfläche der Kammerauskleidung umschließt, wobei die flexible Wand mit Abstand gegenüber der Wand der Kammerauskleidung angeordnet ist. Für Zwecke einer optionalen Temperaturregelung der Auskleidung kann eine Heizvorrichtung thermisch mit dem Auskleidungsträger verbunden sein, derart, dass sie Wärme thermisch aus dem Auskleidungsträger zu der Kammerauskleidung leitet. Obwohl alle geeigneten Werkstoffe für die Auskleidung und den Auskleidungsträger verwendet werden können, ist der Auskleidungsträger vorzugsweise aus einem flexiblen Aluminiumwerkstoff ausgeführt, und die Kammerauskleidung umfasst vorzugsweise einen keramischen Werkstoff.
Der Auskleidungsträger kann verschiedene Merkmale aufweisen. Zum Beispiel kann die flexible Wand Schlitze umfassen, welche den Auskleidungsträger in eine Vielzahl von Fingern unterteilen, welche der flexiblen Wand ermöglichen, thermische Spannungen zu absorbieren, und/oder eine untere Verlängerung des Auskleidungsträgers kann an einem unteren Tragabschnitt der Kammerauskleidung befestigt sein. Wenn es gewünscht wird, kann ein Blendenring in einem thermischen Kontakt mit der Kammerauskleidung und dem Auskleidungsträger verwendet werden, um eine Plasmaabschirmung um den elektrostatischen Chuck herum, der in einem mittleren Bereich der Kammer positioniert ist, zu bilden. Die Kammerauskleidung und/oder der Blendenring sind vorzugsweise aus einem oder mehreren von Siliziumkarbid (SiC), Siliziumnitrit (Si₃N₄), Borkarbid (B₄C) und Bornitrit (BN) hergestellt.
Die Plasmabehandlungskammer kann verschiedene Merkmale umfassen. Zum Beispiel kann die Kammerauskleidung einen niedrigen spezifischen elektrischen Widerstand aufweisen und derart ausgeführt sein, dass sie einen HF-Weg zu Erde zur Verfügung stellt. Wenn es gewünscht wird, kann eine Gasverteilungsplatte, welche einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist, über einem elektrostatischen Chuck und/oder einem Fuß, welcher einen Fokusring und den elektrostatischen Chuck trägt, vorgesehen sein. Die Gasverteilungsplatte, der Fokusring und/oder der Fuß sind vorzugsweise aus einem oder mehreren von Siliziumkarbid (SiC), Siliziumnitrit (Si₃N₄), Borkarbid (B₄C) und Bornitrit (BN) hergestellt. Das Plasma kann in der Kammer durch eine HF-Energiequelle erzeugt werden, welche HF-Energie induktiv durch die Gasverteilungsplatte einkoppelt und ein hochdichtes Plasma in der Kammer erzeugt. Die HF-Energiequelle umfasst vorzugsweise eine ebene Antenne (Planarantenne). Die Kammer kann zum Plasmabehandeln von Halbleiterwafern verwendet werden. Zum Beispiel kann die Kammer eine Plasmaätzkammer sein.
Die Auskleidung kann verschiedene Konfigurationen aufweisen. Zum Beispiel kann der Auskleidungsträger einen äußeren Träger umfassen, welcher thermisch mit einer unteren Verlängerung des Auskleidungsträgers verbunden ist, und der äußere Träger kann in einem thermischen Kontakt mit einer wassergekühlten oberen Platte stehen, die auf der Kammer montiert ist. Der Auskleidungsträger kann ebenso eine obere Verlängerung, eine flexible Wand und eine untere Verlängerung umfassen, wobei die flexible Wand und die untere Verlängerung eine Vielzahl von Schlitzen aufweisen können, welche eine Vielzahl von Fingern in dem Auskleidungsträger bilden. Zur Temperaturregelung kann ein gegossener Heizring in einem thermischen Kontakt mit dem Auskleidungsträger positioniert sein, wobei der Heizring ein widerstandsgeheiztes Element umfasst, welches den Auskleidungsträger derart aufheizt, dass die Temperatur der Kammerauskleidung thermisch geregelt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung wird ein Halbleitersubstrat in einer Plasmabehandlungskammer behandelt, welche eine Kammerauskleidung und einen Auskleidungsträger aufweist, wobei der Auskleidungsträger eine flexible Wand umfasst, welche derart ausgeführt ist, dass sie eine äußere Oberfläche der Kammerauskleidung umschließt, die flexible Wand mit Abstand gegenüber der Wand der Kammerauskleidung positioniert ist, wobei ein Halbleiterwafer in die Kammer überführt wird und eine ausgesetzte Oberfläche des Substrates mit einem hochdichten Plasma behandelt (prozessiert) wird. Die Kammerauskleidung ist vorzugsweise ein keramischer Werkstoff, und der Auskleidungsträger umfasst vorzugsweise einen äußeren Träger, welcher sich zwischen dem Auskleidungsträger und einem temperaturgeregelten Teil der Kammer erstreckt, wobei der äußere Träger derart in seiner Größe bemessen ist, dass er einen Temperaturdrift der Kammerauskleidung während der aufeinander abfolgenden Behandlung einer Charge von Halbleiterwafern minimiert. Während der Waferbehandlung wird die keramische Auskleidung vorzugsweise aus der Kammer entfernt und durch eine andere keramische Auskleidung nach der Behandlung einer vorbestimmten Anzahl von Halbleiterwafern ersetzt. Ferner kann die Kammerauskleidung eine Wafereintrittsöffnung umfassen, welche den Durchtritt des Wafers in die Kammer hinein ermöglicht.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, zusammengenommen mit den begleitenden Zeichnungen, welche im Wege eines Beispiels die Prinzipien der Erfindung darstellen, offensichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird leicht durch die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden. Um diese Beschreibung zu vereinfachen, bezeichnen sich entsprechende Bezugszeichen sich entsprechende strukturelle Elemente.
Die 1 zeigt eine Ätzkammer für Plasma hoher Dichte in Übereinstimmung mit einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
die 2A–2C stellen in größerem Detail einen Blendenring in Übereinstimmung mit einer Ausführung der vorliegenden Erfindung dar;
die 3A zeigt eine detailliertere quergeschnittene schematische Ansicht eines Auskleidungsträgers in Übereinstimmung mit einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
die 3B zeigt eine Seitenansicht des Auskleidungsträgers aus dem Querschnitt A-A der 3A in Übereinstimmung mit einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
die 3C stellt die Flexibilität des Auskleidungsträgers dar, wenn er Temperaturspannungen ausgesetzt wird, in Übereinstimmung mit einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
die 4 stellt dar, wie die Kammerauskleidung mit dem Auskleidungsträger in Überereinstimmung mit einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zusammengebaut wird;
die 5A zeigt eine teilweise quergeschnittene Ansicht der Kammerauskleidung, des Auskleidungsträgers und des Blendenrings, zusammengebaut in Übereinstimmung mit einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
die 5B zeigt eine Seitenansicht eines äußeren Trägers in Übereinstimmung mit einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
die 6 stellt eine dreidimensionale zusammengebaute Ansicht der Kammerauskleidung, des Blendenrings und des Auskleidungsträgers in Übereinstimmung mit einer Ausführung der vorliegenden Erfindung dar;
die 7 zeigt eine weitere dreidimensionale Ansicht der zusammengebauten Kammerauskleidung, des Auskleidungsträgers und des Blendenrings in Übereinstimmung mit einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
die 8 zeigt eine Ansicht in Explosionsdarstellung von Bereichen der Ätzkammer mit hochdichtem Plasma der 1 in Übereinstimmung mit einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER VORZUZIEHENDEN AUSFÜHRUNGEN
Die Erfindung stellt ein oder mehrere temperaturgeregelte, hochgradig ätzresistente Plasmabegrenzungsteile (das heißt Verschleißteile) mit geringer Kontaminierung zur Verwendung in Plasmabehandlungskammern zur Verfügung. In der nachfolgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details ausgeführt, um ein tiefgreifendes Verständnis der vorliegenden Erfindung zur Verfügung zu stellen. Es wird jedoch für den Fachmann verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung ohne einige oder alle dieser spezifischen Details ausgeführt werden kann. In anderen Fällen sind ausreichend bekannte Behandlungsoperationen nicht im Detail beschrieben worden, um die vorliegende Erfindung nicht unnötig zu verschleiern.
Die plasmabegrenzenden Teile der vorliegenden Erfindung liegen vorzugsweise in der Form von zum Beispiel Kammerauskleidungen, Blendenringen, Gasverteilungsplatten, Fokusringen, Auskleidungsträger und anderen nicht elektrisch angesteuerten Teilen vor. Diese Teile sind vorzugsweise derart ausgeführt, dass sie im wesentlichen nicht verunreinigend und ätzresistent sind, und sie sind vorzugsweise temperaturgeregelt, ohne diese Teile zu beeinträchtigen. Die plasmabegrenzenden Teile sind vorzugsweise aus Werkstoffen hergestellt, welche aus Elementen bestehen, die unschädlich für Einrichtungen sind, die auf dem Wafer hergestellt werden, wie zum Beispiel Silizium (Si), Kohlenstoff (C), Stickstoff (N) oder Sauerstoff (O). Auf diese Art und Weise werden, wenn die plasmabegrenzenden Teile durch Ionen beschossen werden (das heißt durch das Plasma gesputtert werden), flüchtige Produkte, welche sich mit den Prozessgasen kombinieren, produziert. Diese flüchtigen Produkte können dann aus der Kammer entfernt werden, wobei eine Vakuumpumpe verwendet wird, und werden sich nicht auf dem Wafer ablagern, was eine Kontaminierung verursacht. In einer der vorzuziehenden Ausführungen, in welcher die plasmabegrenzenden Teile in einer Plasmaätzkammer vorliegen, können solche Teile resistenter gegenüber den Ätzgasen sein, und die Lebensdauer der Teile kann verlängert werden.
Die plasmabegrenzenden Teile der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise aus einem oder mehreren Werkstoffen ausgeführt, wie zum Beispiel Siliziumkarbid (SiC), Siliziumnitrit (Si₃N₄), Borkarbid (B₄C) und Bornitrit (BN). Diese Werkstoffe weisen alle die gewünschten Eigenschaften auf, dass sie einen hohen Ätzwiderstand, nicht verunreinigende Elemente und flüchtige Ätzprodukte aufweisen. In einer am meisten vorzuziehenden Ausführung sind die plasmabegrenzenden Teile (welche auch als Verschleißteile bezeichnet werden) aus solidem Siliziumkarbid (SiC) hergestellt, was daher Metall- und/oder Teilchenkontaminierung des behandelten Wafers reduziert. Das SiC, welches für den Blendenring 132 und die Auskleidung 130 verwendet wird, ist vorzugsweise elektrisch leitend, so dass, wenn es in einen Kontakt mit dem Plasma gelangt, es einen guten Erdungsweg für den HF-Strom darstellt. SiC mit einem höheren spezifischen Widerstand kann für eine Gasverteilungsplatte („GDP") (das heißt 120 in der 1) verwendet werden, um ein induktives Koppeln von HF-Leistung durch diese zu ermöglichen. Wie oben beschrieben worden ist, ätzt das SiC mit einer niedrigen Rate durch das Plasma, was es zu einem kostengünstigen Verschleißteil macht.
Zudem kann, weil das SiC eine hohe Reinheit aufweist, die Waferverunreinigung, die in dem chemischen Sputtern des SiC durch das Plasma bedingt ist, minimiert werden. Zudem kann das geerdete SiC das Sputtern der anderen Oberflächen in der Kammer reduzieren, dadurch, dass es eine Reduzierung in dem Plasmapotential und somit der Ionenbeschussenergie für alle Oberflächen, die nicht aus Siliziumkarbid hergestellt sind, verursacht. Die SiC-Komponente stellt ferner ein sehr stabiles Plasmapotential zur Verfügung, so dass die Ätzergebnisse innerhalb einer individuellen Kammer und von Kammer zu Kammer wiederholbarer sind. Für weitere Informationen hinsichtlich der Benutzung von plasmabegrenzenden Teilen, welche in der Lage sind, die Kontamination von Behandlungen mit hochdichtem Plasma zu vermindern, wird auf eine gemeinsam übertragene US-Patentanmeldung verwiesen, welche die Anmeldenummer 09/050,902 aufweist, eingereicht am 31. März 1938 und mit dem Titel „Contamination Controlling Method and Apparatus For A Plasma Processing Chamber" versehen ist. Diese Anmeldung wird hiermit durch Bezugnahme aufgenommen. Die verschiedenen Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die 1 bis 8 beschrieben werden.
Die 1 zeigt eine Kammer 100 zum Ätzen mit Plasma hoher Dichte in Übereinstimmung mit einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. Ein Kammergehäuse 102 ist gezeigt, beinhaltend ein Halbleitersubstrat, wie zum Beispiel einen Siliziumwafer 104, das einer Plasmaätzoperation unterzogen werden kann. In dieser Ausführung ist die Ätzoperation vorzugsweise eine Operation mit hochdichtem Plasma, welches derart konfiguriert ist, dass es Werkstoffe wie zum Beispiel Siliziumoxide ätzt, die auf der Oberfläche des Wafers 104 ausgebildet werden können. Das Plasma hoher Dichte (zum Beispiel Plasmen, welche eine Dichte zwischen rund 10¹¹ bis 10¹² Ionen/cm³ aufweisen) wird in der Kammer dadurch hergestellt, dass sichergestellt wird, dass die Kammer auf einem relativ niedrigen Druck von weniger als rund 80 mTorr gehalten wird, und am meisten vorzuziehen zwischen rund 1 mTorr und rund 40 mTorr. Der Druck in der Kammer wird im allgemeinen durch Implementieren einer geeigneten Vakuumpumpe an dem Boden der Kammer beibehalten.
Der Wafer 104 ist getragen über einem elektrostatischen Chuck 106 gezeigt. Unterhalb des elektrostatischen Chucks 106 befindet sich eine untere Elektrode 108, welche einen Ring 110 zur Rückseitenkühlung zum Regeln der Temperatur des elektrostatischen Chucks 106 beinhaltet. Der elektrostatische Chuck 106 wird durch einen Fuß 112 begrenzt und einen Fokusring 114, der den Wafer 104 umschließt. In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung sind der Fuß 112 und der Fokusring 114 vorzugsweise aus einem Werkstoff hergestellt, welcher aus der Gruppe ausgewählt ist, die umfasst: (a) Siliziumkarbid (SiC), (b) Siliziumnitrit (Si₃N₄) (c) Borkarbid (B₄C) oder (d) Bornitrit (BN). In einer am meisten vorzuziehenden Ausführung wird es Si₃N₄ als der Werkstoff für den Fuß 112 und den Fokusring 114 ausgewählt.
Gemäß einer Ausführung sitzt ein isolierender Alumina-Ring 116 zwischen einem Aluminiumfuß 118 und der unteren Elektrode 108 und dem Fuß 112 aus Siliziumkarbid. Eine Kammerauskleidung 130 ist vorzugsweise eine zylindrische Kammerauskleidung, welche an einen Blendenring 132 angeschlossen werden kann. Der Blendenring 132 umfasst im allgemeinen einen inneren Ring 132a, welcher einen guten elektrischen Kontakt sowie einen guten thermischen Kontakt mit der Kammerauskleidung 130 herstellt. Der Blendenring 132 weist ferner ein integrales Feld von Zähnen 132b auf, welche noch in größerem Detail mit Bezug auf die 2A bis 2C beschrieben werden.
Oberhalb von dem Wafer 104 befindet sich eine Gasverteilungsplatte (GDP) 120, welche als ein Brausekopf (Showerhead) arbeitet, um die Ätzgaschemikalien in die Behandlungskammer hinein freizulassen. Oberhalb von der Gasverteilungsplatte 120 sitzt ein keramisches Fenster 122. Oberhalb des keramischen Fensters 122 befindet sich ein HF-Spulensystem 120 (das heißt eine HF-Antenne), welche dazu verwendet wird, eine obere HF-Leistung in die Reaktorkammer 100 zuzuführen. Die HF-Spulen 120 werden vorzugsweise über einen Kühlkanal gekühlt, welcher in der Mitte der HF-Spulen 120 integriert ist. In dieser vereinfachten Darstellung wird eine Gaszuführungsöffnung 126 verwendet, um behandelnde (prozessierende) Gase in die Kanäle zuzuführen, welche zwischen dem keramischen Fenster 122 und der Gasverteilungsplatte 120 gebildet werden. Für weitere Informationen über Behandlungskammern wird Bezug auf einen Plasmaätzreaktor TCP 9100^TM genommen, welcher von der LAM Research Corporation aus Fremont, Kalifornien erhältlich ist.
Ein HF-Impedanzabgleichungssystem 127 ist derart ausgeführt, dass es über der Behandlungskammer angebracht ist und einen geeigneten Kontakt mit den HF-Spulen 122 herstellt, um die Leistungszufuhr sowie andere Reaktorsteuerparameter zu steuern. Wie oben beschrieben worden ist, ist das keramische Fenster 122 derart ausgeführt, dass es in einem Kontakt mit der Gasverteilungsplatte steht, welche innerhalb einer oberen Platte 124 montiert ist. Die obere Platte 124 bildet eine Schnittstelle zwischen atmosphärischem Druck und einem gewünschten Vakuumzustand innerhalb der Ätzkammer 100 mit hochdichtem Plasma. Wie für den Fachmann offensichtlich sein sollte, wird die gewünschte Druckschnittstelle durch Positionieren einer geeigneten Anzahl von O-Ringen zwischen den Schnittstellen des Kammergehäuses 2, der oberen Platte 124, der GDP 120, dem keramischen Fenster 122 und dem HF-Abgleichungssystem 127 hergestellt.
Ein Auskleidungsträger 134 ist ferner innerhalb der Ätzkammer 100 für hochdichtes Plasma vorgesehen, um eine exakte Steuerung und Übertragung einer gewünschten Temperatur auf die Kammerauskleidung 130 und den Blendenring 132 zu ermöglichen. In dieser Ausführung ist der Auskleidungsträger 134 aus Aluminium hergestellt, um seine Flexibilität zu erleichtern und seine thermische Leitfähigkeit zu verbessern. Der Auskleidungsträger 134 umfasst eine obere Verlängerung (auch Ansatzstück) 134a, eine flexible Wand 134b, eine untere Verlängerung 134c und eine Auskleidungstragverlängerung 134d. Die untere Verlängerung 134c ist in einem direkten thermischen Kontakt mit der Kammerauskleidung 130 und dem Blendenring 132 montiert gezeigt. In dieser Ausführung ist die flexible Wand 134b leicht von der Kammerauskleidung 130 getrennt angeordnet. Eine Heizvorrichtung 140 ist geeignet, in einem direkten thermischen Kontakt mit der oberen Verlängerung 134a des Auskleidungsträgers 134 befestigt zu werden. Um die Heizvorrichtung 140 einzuschalten und zu steuern, wird eine Leistungsverbindung 142 verwendet, um eine Verkopplung mit einem Heizungsleistungssystem 129 herzustellen. Der Auskleidungsträger ist daher gut geeignet, um eine gewünschte Temperatur zu regeln, welche thermisch auf die Kammerauskleidung 130 und den Blendenring 132 übertragen werden kann, ohne einen Schaden an der (spröderen) Kammerauskleidung 130 oder dem Blendenring 132 zu verursachen.
Ebenfalls gezeigt ist ein äußerer Träger 131, welcher thermisch mit der unteren Verlängerung 134c des Auskleidungsträgers 134 verbunden ist. Der äußere Träger ist ferner thermisch an die obere Platte 124 gekoppelt, welche derart ausgeführt ist, dass sie einen Kühlungsring 121 aufnimmt. Wie weiter unten mit Bezug auf die 5A und 5B in größerem Detail beschrieben werden wird, wird der äußere Träger 131 verwendet, um eine Präzisionstemperaturregelung der Kammerauskleidung 130 während Operationen der Waferbehandlung (zum Beispiel Ätzen) zu erreichen. Die Präzisionstemperaturregelung, welche durch den äußeren Träger 131 und den Kühlring 121 zur Verfügung gestellt wird, wird daher vorteilhaft dabei helfen, zu vermeiden, dass die Temperatur der Kammerauskleidung nach und nach nach oben driftet (aufgrund der Plasmaenergien), schneller als die Fähigkeit der Auskleidung, die Wärme auf ihre Umgebungen zu übertragen.
Wie oben beschrieben worden ist, sind die Kammerauskleidung 130 und der Blendenring 132 vorzugsweise aus einem reinen Siliciumkarbidwerkstoff hergestellt. Zusätzlich sind die Gasverteilungsplatte 120, der Fokusring 114 und der Fuß 112 ebenso aus einem reinen Siliziumnitrit oder -karbidwerkstoffen hergestellt oder wenigstens mit Siliziumkarbid beschichtet. Auf diese Art und Weise werden im wesentlichen alle der Oberflächen, welche das hochdichte Plasma begrenzen, reines Siliziumkarbid sein oder mit Siliziumkarbid beschichtet sein. In einem breiten Zusammenhang können andere Werkstoffe, welche nur aus Elementen bestehen, die für Einrichtungen auf dem Wafer, der behandelt wird, unschädlich sind, wie zum Beispiel Silizium (Si), Kohlenstoff (C), Stickstoff (N) oder Sauerstoff, welche flüchtige Ätzprodukte mit den Ätzgasen bilden, verwendet werden. Auf diese Art und Weise werden die flüchtigen Produkte, welche produziert werden, wenn die inneren Oberflächen, welche das Plasma begrenzen, beschossen werden, sich mit den überschüssigen Ätzgasen mischen, welche im allgemeinen aus der Kammer entfernt werden (durch Verwendung einer Vakuumpumpe) oder ähnliches. Weil die Produkte, welche produziert werden, wenn das Plasma die inneren Oberflächen der Kammer beschießt, (das heißt die Verschleißteile) flüchtig sind, werden diese Produkte sich nicht auf der Oberfläche des Wafers ablagern, was eine Kontaminierung verursacht, noch eingebettet in dem Polymer enden, welches auf den Verschleißteilen abgeschieden wird.
Die 2A bis 2C zeigen in größerem Detail den Blendenring 132 in Übereinstimmung mit einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. Wie in der 1 gezeigt ist, arbeitet der Blendenring 132 als eine Plasmaabschirmung für den Durchtritt von Gasen und Nebenprodukten zu einer Vakuumpumpe, welche an dem Boden der Kammer 102 angeschlossen ist. Wie gezeigt ist, weist der Blendenring 132 ein Feld von Zähnen 132b auf, welche dabei helfen, dass Plasma in der oberen Hälfte der Kammer 102 zu halten, wobei die Siliziumkarbidoberflächen (der Verschleißteile) das Plasma im wesentlichen oberhalb von dem Wafer 104 begrenzen. Der Blendenring 132 weist ferner einen inneren Ring 132a auf, welcher verwendet wird, um einen guten thermischen Kontakt mit der Kammerauskleidung 130 herzustellen.
Die 2B ist eine dreidimensionale Ansicht eines Paares von Zähnen 132b. Im allgemeinen werden die offenen Flächen, welche durch die Zwischenräume 132c zur Verfügung gestellt werden, derart ausgeführt, dass ein prozentualer Anteil, welcher zwischen 50 und 70 Prozent liegt, offener Fläche beibehalten wird, um einen ausreichenden Durchtritt für die Gase und Nebenprodukte, welche aus der Kammer 102 heraus gepumpt werden sollen, zu ermöglichen. Um jeden der Zwischenräume 132c herzustellen, wie in der 2C gezeigt ist, muss der Werkstoff aus solidem Siliziumkarbid (oder der mit SiC beschichtete Werkstoff) maschinell bearbeitet werden, derart, dass ein geeignetes Längenverhältnis, welches wenigstens 1,5 oder mehr beträgt, beibehalten wird. In dieser beispielhaften Ausführung wird die Breite der Zwischenräume 132c vorzugsweise auf rund 0,13 Inch eingestellt, und die Höhe wird auf rund 0,28 Inch eingestellt. Diese vorzuziehenden Dimensionen stellen daher ein Längenverhältnis von rund 2,0 zur Verfügung.
Der innere Durchmesser (ID) des Blendenrings 132 in dieser Kammerausführung für 200 mm Wafer wird auf rund 10,75 Inches eingestellt, so dass ein Spalt von rund 1/16 Inch zwischen dem Fuß 112, der in der 1 gezeigt ist, zur Verfügung gestellt wird. Der innere Durchmesser (ID) kann selbstverständlich größer sein, in Abhängigkeit von der Größe des Wafers, welcher behandelt wird.
Zum Beispiel kann der innere Durchmesser soviel wie rund 14 Inches betragen, für einen 300 mm Wafer.
In alternativen Ausführungen kann der Blendenring 132 derart hergestellt werden, dass die Zähne 132b durch ein Feld von Bohrungen oder Schlitzen ersetzt werden. Wenn ein Feld von Bohrungen oder Schlitzen anstelle der Zähne 132b hergestellt wird, wird immer noch gewünscht, dass ein offener Bereich (das heißt Durchtritt) verbleibt, dessen Ausmaß zwischen rund 50 Prozent und 70 Prozent liegt. Der Blendenring 132 ist ebenso derart gezeigt, dass er eine Vielzahl von Schraubenbohrungen 150 aufweist, welche entlang des äußeren Rings 132a ausgeführt sind. Wie in der 1 gezeigt ist, werden die Schraubenbohrungen 150 derart ausgeführt werden, dass sie eine geeignete Schraube aufnehmen, welche dabei helfen wird, den Blendenring 132 mit der Kammerauskleidung 130 und dem Auskleidungsträger 134 untereinander zu verbinden. Andere Befestigungseinrichtungen, wie zum Beispiel Klammern, können vorgesehen sein, welche die notwendige Kontaktkraft zuführen würden, um eine ausreichende Wärmeübertragung zu ermöglichen.
Die 3A zeigt eine detailliertere, quergeschnittene, schematische Ansicht des Auskleidungsträgers 134 in Übereinstimmung einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. Wie oben beschrieben worden ist, weist der Auskleidungsträger 134 eine flexible Wand 134b auf, welche derart ausgeführt ist, dass sie sich in Reaktion auf eine Wärmeverformung biegt, welche auftreten kann, wenn die Heizvorrichtung 140 das gewünschte Wärmeniveau aufbringt. Vorzugsweise ist die flexible Wand 134b zylindrisch und in eine Vielzahl von Fingern geschlitzt. Wie oben beschrieben worden ist, ist der Auskleidungsträger vorzugsweise aus einem Aluminiumwerkstoff hergestellt, welcher eine gute thermische Leitfähigkeit aufweisen wird und ebenso eine gute Flexibilität zur Verfügung stellen wird, wenn eine gewünschte Temperatur durch die Heizvorrichtung 140 aufgebracht wird. Weil die untere Verlängerung 134c an der Kammerauskleidung 130 und dem Blendenring 132 verriegelt/verschraubt ist, wird die untere Verlängerung 134c an ihrem Platz verbleiben, wohingegen die obere Verlängerung 134a, welche an die Heizvorrichtung 140 an einer wärmeleitenden Schnittstelle 141 gekoppelt ist, in der Lage sein kann, sich nach außen zu biegen, wie in der 3C dargestellt ist.
Die Heizvorrichtung 140 ist vorzugsweise an der oberen Verlängerung 134a befestigt, wobei eine geeignete Anzahl von Schrauben 144 verwendet wird, um sicherzustellen, dass die wärmeleitende Schnittstelle 141 auf dem gesamten Weg entlang der oberen Verlängerung 134a beibehalten wird. In einer vorzuziehenden Ausführung werden die Schrauben 144 geeignet sein, die Heizvorrichtung 140 in einem Kontakt mit der oberen Verlängerung 134a mit einem Druck von rund 1000 Pfund (pounds) pro Quadratinch zu halten.
Wenn die Ätzkammer 100 für hochdichtes Plasma derart eingerichtet ist, dass sie einen 8 Inch Wafer (das heißt einen 200 mm Wafer) prozessiert, kann der Auskleidungsträger 134 einen inneren Durchmesser von rund 14½ Inch aufweisen. Die Dicke 170 der flexiblen Wand 134b kann in dem Bereich von rund 1/16 Inch bis rund 3/32 Inch liegen. Das Ausmaß 1/16 Inch wird vorzugsweise für Prozessierungstemperaturen verwendet, welche bis zu rund 300°C reichen, während das Ausmaß 3/32 für Kammern reserviert ist, welche Prozessierungstemperaturen bis zu rund 1000°C aufweisen.
Die Trennung 176 zwischen der unteren Verlängerung 134c und der oberen Verlängerung 134a wird vorzugsweise auf rund 2½ Inch eingestellt, in Abhängigkeit von der Kammerhöhe. Je größer die Trennung 176 ist, desto größer ist jedoch der thermische Widerstand in dem Auskleidungsträger 134. Daher wird die Trennung 176 kurz genug gehalten, so dass der Aluminiumwerkstoff des Auskleidungsträgers nicht zu sehr gedehnt wird, wenn die Temperaturen 300°C und mehr erreichen. Die beispielhafte Dicke 172 für die obere Verlängerung 134 wird vorzugsweise auf rund 9/16 Inch eingestellt, wohingegen die beispielhafte Dicke der unteren Verlängerung 134c auf rund 5/8 Inch eingestellt wird.
Die 3B zeigt eine Seitenansicht des Auskleidungsträgers 134 aus dem Querschnitt A-A der 3A in Übereinstimmung mit einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. Um die Flexibilität des Auskleidungsträgers 134 zu erleichtern, werden Schlitze 152 in den Seiten des Auskleidungsträgers 134, welche eine Vielzahl von Fingern ausbilden, ausgebildet. Die Schlitze 152 erstrecken sich vertikal durch die flexible Wand 134b und durch die untere Verlängerung 134c. Weil der Auskleidungsträger 134 vorzugsweise eine zylindrisch geformte Einheit ist, muss die Trennung zwischen den Schlitzen 152 derart ausgeführt werden, dass ein geeignetes Ausmaß an Flexibilität in der flexiblen Wand 134b verbleibt. Daher wird die Trennung zwischen den Schlitzen 152 vorzugsweise auf rund 15 Grad eingestellt. Die tatsächliche Trennung zwischen den Schlitzen 152 kann jedoch variieren und sich ebenso in Abhängigkeit von dem Durchmesser des Auskleidungsträgers 134 und dem Ausmaß an Flexibilität, welches gewünscht ist, ändern. Ebenso gezeigt sind die Schraubenöffnungen 150, welche in den unteren Verlängerungen 134c ausgebildet sind.
Um die Flexibilität darzustellen, welche durch den Auskleidungsträger 134 zur Verfügung gestellt wird, zeigt die 3C den Auskleidungsträger, der sich nach außen von einer Y-Achse (relativ zu einer horizontalen X-Achse) ausdehnt, um eine Trennung 133 zu erreichen. In bestimmten Fällen kann die Trennung nicht weniger als 1/16 Inch oder mehr betragen. Dementsprechend wird der Auskleidungsträger 134 vorteilhaft in der Lage sein, der thermischen Spannung zu widerstehen, welche auf den Aluminiumwerkstoff des Auskleidungsträgers 134 auferlegt wird, während er die weniger flexible Kammerauskleidung 130 und den Blendenring 132 gegenüber den verformenden Temperaturspannungen isoliert.
Die 4 zeigt, wie die Kammerauskleidung 130 mit dem Auskleidungsträger 134 in Übereinstimmung mit einer Ausführung der vorliegenden Erfindung montiert wird. In dieser Ausführung wird, wenn die Kammerauskleidung 130 aus Siliziumkarbid hergestellt ist, sie einen HF-Rückkehnrveg mit hoher Integrität zur Erde für die Leistungselektrode 108 (Bodenelektrode) zur Verfügung stellen. Wie dem Fachmann bestens bekannt ist, bringt das Vorsehen eines HF-Erdungsweges mit hoher Integrität (high integrity RF ground path) in der Behandlungskammer den Vorteil mit sich, dass man eine exzellente Prozesswiederholbarkeit hat. Ferner kann das geerdete SiC ein Sputtern der anderen Oberflächen in der Kammer dadurch reduzieren, dass es eine Reduktion in dem Plasmapotential und somit in der Ionenbeschussenergie auf alle Oberflächen, die nicht aus Siliziumkarbid gebildet sind, verursacht.
Zudem können die Werkstoffe, welche für die Kammerauskleidung 130 verwendet werden, wie zum Beispiel SiC, ihren spezifischen elektrischen Widerstand über einem weiten Bereich modifiziert aufweisen. Zum Beispiel kann der spezifische Widerstand von SiC für die spezifische Anwendung zugeschnitten sein. Wenn das SiC für die Kammerauskleidung 130 und die Blendenplatte 132 verwendet wird, wird es derart modifiziert, dass es einen geringen spezifischen Widerstand zur Verfügung stellt, welcher den gut leitenden Weg zur Erde für die HF-Leistung erleichtert. Auf der anderen Seite wird ein hoher spezifischer Widerstand gefordert, wenn das Teil eine HF-Leistung, die induktiv durch es gekoppelt wird, aufweisen muss, um den Leistungsverlust in dem Teil zu minimieren. Somit wird SiC mit großem spezifischem Widerstand vorzugsweise für die Gasverteilungsplatte (GDP) 120 verwendet.
Wie gezeigt ist, sind die Schraubenbohrungen 150 derart eingerichtet, dass sie durch die Kammerauskleidung 130 an einem unteren Tragabschnitt hindurch verlaufen und dann in den Auskleidungsträger 134 übergehen. Im allgemeinen wird eine geeignete Anzahl von Schrauben verwendet, um die Kammerauskleidung 130 und den Auskleidungsträger 134 untereinander zu verbinden, so dass eine thermisch gut leitende Schnittstelle 156 beibehalten wird. Auf diese Art und Weise kann die Wärme, welche durch den Auskleidungsträger 134 geleitet wird, thermisch auf die Kammerauskleidung 130 und den Blendenring 132 übertragen werden.
In dieser vorzuziehenden Ausführung ist der Auskleidungsträger 134 vorzugsweise mit Abstand gegenüber der Kammerauskleidung 130 durch einen Zwischenraum 154 angeordnet. Der Zwischenraum 154 wird vorzugsweise auf rund 1/16 Inch eingestellt. Diese Trennung wird im allgemeinen erwünscht, weil der Auskleidungsträger 134 derart ausgeführt ist, dass er sich biegt, wie mit Bezug auf die 3C beschrieben worden ist. Bei einer Kammer für einen Wafer mit 200 mm beträgt ein Durchmesser 179 der Kammerauskleidung 130 rund 14 Inches. Die Dicke der Kammerauskleidung 130 wird vorzugsweise in dieser Ausführung derart eingestellt, dass sie zwischen rund 0,1 Inch und rund 0,3 Inch liegt, und am meisten vorzuziehen auf rund 0,2 Inch. Die Höhe 177 dieser beispielhaften Kammerauskleidung kann zwischen rund 3 Inches und rund 12 Inches liegen, und vorzugsweise auf rund 5 Inches.
Ebenso gezeigt ist der äußere Träger 131, welcher thermisch mit der unteren Verlängerung 134c des Auskleidungsträgers 134 verbunden ist. Vorzugsweise ist der äußere Träger mit Abstand gegenüber der flexiblen Wand 134b angeordnet, so dass sie sich ohne eine wesentliche Behinderung biegen kann. Die äußere Seite des äußeren Trägers 131 weist eine sich nach oben erstreckende Wand auf, die eine Oberfläche 123' aufweist, welche derart eingerichtet ist, dass sie einen guten thermischen Kontakt mit der oberen Platte 124 herstellt. Auf diese Art und Weise kann ein Kühlring 121, welcher in der 5A in größerem Detail gezeigt ist, verwendet werden, um die Temperatur der Kammerauskleidung 130 und der inneren Bereiche der Kammer zu regeln. Dementsprechend kann durch die kombinierte gleichzeitige Regelung von beidem, der Heizvorrichtung 140 und dem Kühlring 121, die Temperatur der Kammerauskleidung 130 beibehalten werden, auf innerhalb von weniger als ±10 Grad Celsius von einem Nichtplasmazustand bis zu einem Zustand, in dem nachhaltig ein Plasma vorliegt. Somit kann der erste Wafer, welcher geätzt wird, mit derselben Temperatur der Kammerauskleidung 130 geätzt werden, wie der letzte Wafer, welcher geätzt wird, innerhalb einer Variation von ±10 Grad Celsius.
Die 5A zeigt eine teilweise quergeschnittene Ansicht der Kammerauskleidung 130, des Auskleidungsträgers 134 und des Blendenrings 132, zusammengebaut in Übereinstimmung mit einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt ist, sind die Kammerauskleidung 130 und der Auskleidungsträger 134 derart zusammengebaut, dass sie eine thermisch gut leitende Schnittstelle 156 erreichen, wie oben beschrieben worden ist.
Wie oben beschrieben worden ist, ist der äußere Träger 131 thermisch an der unteren Verlängerung 134c mittels einer Vielzahl von Schrauben 135 angeschlossen. Der äußere Träger 131 weist in einer am meisten vorzuziehenden Ausführung eine flexible Wand 131a auf, welche derart gezeigt ist, dass sie thermisch mit der oberen Platte 124 verbunden ist. Eine Seitenansicht des äußeren Trägers 131 wird ebenso in der 5B zur Verfügung gestellt, um darzustellen, wie eine Vielzahl von Fingern 131d, welche durch eine Vielzahl von Schlitzen 131c getrennt sind, dabei helfen, der flexiblen Wand 131a die notwendige Flexibilität zu verleihen. Die obere Platte 124 ist ferner derart eingerichtet, dass sie den Kühlring 121 auf einer oberen Lippe der oberen Platte 124 aufnimmt. Selbstverständlich können andere Konfigurationen zum Aufbringen des Kühlrings 121 oder ein anderer Typ von Kühlsystem für die obere Platte 124 verwendet werden.
In dieser Ausführung wird die kombinierte Verwendung der Heizvorrichtung 140 und des Kühlrings 121 die genaue Temperaturregelung in engen Temperaturbereichen ermöglichen. Zum Beispiel wird die Kammerauskleidung 130 typischerweise auf hohen Temperaturen betrieben, wie zum Beispiel 200 Grad Celsius oder mehr, während Wärme in die Umgebungen primär durch Strahlung verloren geht. Wenn das Plasma initiiert wird, leitet das Plasma mehr Wärme in die Kammerauskleidung 130 durch Ionenbeschuss ein. Die Kammerauskleidung 130 wird in ihrer Temperatur über der Zeit langsam ansteigen, weil sie im allgemeinen diese Wärme durch Strahlung nicht auf ihre Umgebungen so schnell übertragen kann, wie sie Wärme von dem Plasma aufnimmt. Somit ist der äußere Träger 131, welcher thermisch mit dem Kühlring 121 verkoppelt ist, gut geeignet, um den Temperaturdrift der Kammerauskleidung zu eliminieren. In dieser Ausführung kann der Wärmeverlust auf den äußeren Träger 131 von dem Auskleidungsträger 134 durch Einstellen des Querschnittes und der Länge des äußeren Trägers 131 festgesetzt werden. Diese Einstellung kann daher derart ausgeführt werden, dass sie den Wärmeverlustweg aus dem Auskleidungsträger 134 zu der temperaturgeregelten oberen Platte 124 regelt.
Wie gezeigt ist, wird die Kammerauskleidung 130 ferner eine thermisch gut leitende Schnittstelle 157 mit dem Blendenring 132 zur Verfügung stellen. Um diese gut leitende Schnittstelle zu erreichen, sind der Blendenring 132, die Kammerauskleidung 130 und der Auskleidungsträger 134 dadurch aneinander befestigt, dass eine Vielzahl von Schrauben 150' verwendet wird. Vorzugsweise sind die Schrauben 150' durch einen Abstandsring 131b, welcher in einem direkten Kontakt mit dem inneren Ring 132a des Blendenrings 132 steht, einen Abstandshalter 131a' und die Kammerauskleidung 130 eingesetzt.
Der Abstandsring 131b und der Abstandshalter 131a' sind vorzugsweise aus Aluminium hergestellt und stellen eine gute Oberfläche zum Aufbringen von Druck auf die Schrauben 150' und die spröden Oberflächen des Blendenrings 132 und der Kammerauskleidung 130 zur Verfügung. Das bedeutet, weil der Blendenring 132 vorzugsweise aus einer Keramik besteht, kann das Aufbringen einer zu großen Kraft mit den Schrauben direkt auf den Blendenring einen Riss in dem Blendenring oder der Kammerauskleidung 130 verursachen. Sobald die Schrauben 150' alle entlang des gesamten Weges um die Kammer herum angezogen worden sind, werden die Kammerauskleidung, der Blendenring und der Auskleidungsträger (das heißt die Verschleißteile) fertig zur Verwendung in der Ätzkammer 100 für hochdichtes Plasma aus der 1 sein. Wenn sie hier verwendet werden, werden diese Teile als Verschleißteile bezeichnet, wenn jedoch Siliziumkarbid (oder andere alternative Werkstoffe, welche hier beschrieben werden) für diese Teile, welche das hochdichte Plasma begrenzen, verwendet wird, werden diese Teile eine längere Lebensdauer aufweisen und daher geringere Kosten von Verschleißteilen.
Wenn ein Austausch notwendig ist, können diese Teile schnell durch Ersatzteile ersetzt werden (das heißt durch Verwendung eines Schnellreinigungskits). Weil der Auskleidungsträger 134 nicht derart ausgeführt ist, dass er in einem Kontakt mit dem hochdichten Plasma steht, kann er nicht so schnell wie die Kammerauskleidung 130 und der Blendenring 132 verschleißen. Somit kann der Auskleidungsträger 134 von den verschlissenen Verschleißteilen (welche off-line gereinigt und erneut verwendet oder entsorgt werden können) entfernt werden und dann mit Ersatzverschleißteilen verwendet werden. Wenn die Kammer bei einer Herstellung verwendet wird, in welcher die Stillstandszeit der Kammer zu geringeren Ausbeuten führen, wird die Fähigkeit, diese Verschleißteile schnell auszutauschen, den Vorteil aufweisen, dass die mittlere Zeit, um die Kammer zu reinigen, vermindert wird.
Die 6 stellt eine dreidimensionale, zusammengebaute Ansicht der Kammerauskleidung 130, des Blendenrings 132 und des Auskleidungsträgers 134 in Übereinstimmung mit einer Ausführung der vorliegenden Erfindung dar. Wie gezeigt ist, ist die obere Oberfläche der oberen Verlängerung 134a des Auskleidungsträgers 134 mit einer Vielzahl von Schraubenbohrungen ausgeführt, welche die Heizvorrichtung 140 aufnehmen werden. Entlang der Wände des Auskleidungsträgers 134 sind eine Vielzahl von Schlitzen 152 vorgesehen, welche die Finger ausbilden, die ausgeführt sind, um sich in Reaktion auf Temperaturvariationen zu biegen. Eine Wafereintrittsöffnung 160 wird in der Wand der Kammerauskleidung 130 ausgebildet, um den Durchtritt eines Wafers in die Kammer 100 hinein und aus dieser heraus zu ermöglichen. Typischerweise wird der Wafer vorzugsweise durch Verwendung eines Roboterarms in die Kammer hinein überführt, welcher teilweise in die Öffnung 160 hinein passen muss und den Wafer freigibt, sobald er sich über dem elektrostatischen Chuck 106 befindet. Daher sollte die Öffnung 160 groß genug sein, um den Wafer und den Roboterarm aufzunehmen, aber ebenso klein genug gehalten werden, um nicht das Plasmaprofil über dem Wafer zu stören. Wie in der 7 gezeigt ist, ist ein Einsatz mit einem Schlitz in der Form der Öffnung 160 an die Außenseite der Auskleidung angeschlossen. Wie die anderen Verschleißteile kann der Einsatz aus SiC, Si₃N₄, B₄C und/oder BN ausgeführt werden.
Der Auskleidungsträger 134 umfasst ferner ebenso Durchgangsbohrungen 162, welche ebenso in der Kammerauskleidung 130 ausgebildet werden. Die Durchgangsbohrungen 162 können Bohrungen zum Erfassen des Druckes innerhalb der Kammer während des Prozessierens mit Sonden umfassen und zum optischen Erfassen des Endpunktes in einem besonderen Prozess. Ebenso in einem größeren Detail ist eine Vielzahl von Bohrungen 161 gezeigt, welche dazu verwendet werden, die Schrauben 144 aufzunehmen, um die Heizvorrichtung 140 nach unten auf der obere Verlängerung 134a des Auskleidungsträgers 134 zu halten.
Die 7 zeigt eine weitere dreidimensionale Ansicht der Kammerauskleidung 130, des Auskleidungsträgers 134 und des Blendenrings 132 zusammengebaut. In dieser Ansicht ist die Eingangsöffnung 160 in größerem Detail gezeigt, welche dazu verwendet wird, einen Wafer zu dem elektrostatischen Chuck 106 durchzuführen. Ebenso gezeigt sind die Zähne 132b des Blendenrings 132. Die Zähne 132b erstrecken sich daher in dichter Nähe zu dem Fuß 112, um das Plasma von dem unteren Teil der Kammer abzuschirmen, wie in der 1 gezeigt ist.
Die 8 zeigt in einer Explosionsdarstellung einen Teil der Ätzkammer 100 für hochdichtes Plasma der 1 in Übereinstimmung mit einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. Diese Ansicht zeigt den Abstandsring 131b, welcher in der Baugruppe des Blendenringes 132, der Kammerauskleidung 130 und des Auskleidungsträgers 134 verwendet wird. Diese Perspektive stellt ebenso dar, wie die Heizvorrichtung 140 über der oberen Verlängerung 134a des Auskleidungsträgers 134 aufgebracht wird. Die Heizvorrichtung 140 ist, wie gezeigt, vorzugsweise eine gegossene Heizvorrichtung. Selbstverständlich können andere Typen von Heizsystemen ebenso eingesetzt werden. Wenn die Heizvorrichtung 140 geeignet befestigt worden ist, wird ein guter thermischer Kontakt mit dem Auskleidungsträger 134 hergestellt.
Der Stromanschluss 142 ist ebenso gezeigt, welcher durch eine Bohrung 124a in der oberen Platte 124 hindurchtreten wird. Die obere Platte 124 ist derart gezeigt, dass sie in der Lage ist, die Gasverteilungsplatte 120 aufzunehmen. Die Gasverteilungsplatte 120 weist Kanäle 120a auf, welche ermöglichen, dass prozessierende Gase, welche durch die Gaszuführöffnungen 126 zugeführt werden, in die Kammer 100 hinein geleitet werden. Obwohl dies nicht in diesem Beispiel gezeigt ist, kann dann das keramische Fenster 122 über die Gasverteilungsplatte 120 abgesenkt werden.
In einer vorzuziehenden Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die Ätzkammer 100 für hochdichtes Plasma besonders gut zum Ätzen von Siliziumoxidwerkstoffen geeignet, wie zum Beispiel thermisch gewachsenes Siliziumdioxid (SiO₂), TEOS, PSG, BPSG, USG (nicht dotiertes Aufschleuderglas), LTO etc., während sie das Einleiten von ungewollten Kontaminationsstoffen vermeidet. Nur zum Zwecke der beispielhaften Darstellung, um die Zustände des Plasmas hoher Dichte in der Kammer 100 zu erreichen, wird der Druck innerhalb der Kammer vorzugsweise auf unterhalb von rund 80 mTorr gehalten, und die HF-Spule 128 (das heißt die obere Elektrode) wird vorzugsweise auf zwischen rund 2500 Watt und rund 400 Watt eingestellt, und am meisten vorzuziehen auf rund 1500 Watt. Die untere Elektrode 108 (Bodenelektrode) wird vorzugsweise auf zwischen rund 2500 Watt und rund 700 Watt gehalten, und am meisten vorzuziehen auf rund 1000 Watt. In typischen hochdichten Oxidätzprozessen, werden Prozessgase wie zum Beispiel CHF₃, C₂HF₅ und/oder C₂F₆ in die Kammer hinein eingeleitet, um die gewünschten Ätzcharakteristiken zu erzeugen.
Wie vorhergehend beschrieben worden ist, sind die Werkstoffe, welche für die plasmabegrenzenden Teile verwendet werden (zum Beispiel die Verschleißteile, umfassend die Kammerauskleidung 130, den Blendenring 132, die GDP 120, den Fokusring 114 und den Fuß 112), im allgemeinen ungefährlich für die Schichten, welche auf dem Wafer 104 hergestellt werden. Das bedeutet, flüchtige Ätzprodukte, welche aus dem Ätzen der Oberflächen des Wafers 104 resultieren, werden ähnlich zu den flüchtigen Produkten sein, welche produziert werden, wenn die Verschleißteile mit den Plasmaenergien beschossen (das heißt gesputtert) werden. Als ein vorteilhaftes Ergebnis werden sich diese flüchtigen Produkte, welche durch den Ionenbeschuss der Verschleißteile produziert werden, den normalen flüchtigen Ätzprodukten anschließen.
Dies erleichtert daher die Entfernung von diesen kombinierten flüchtigen Produkten aus dem inneren Bereich der Kammer 100 mittels der Verwendung einer Vakuumpumpe, welche an die Kammer angeschlossen ist. Aufgrund der Tatsache, dass es möglich ist, diese flüchtigen Produkte aus den Verschleißteilen schnell aus dem Bereich der Waferbehandlung zu entfernen, wird ein wesentlich geringerer Umfang von teilchenförmigen und metallischen Kontaminationsstoffen die Einrichtungen stören, welche auf der Oberfläche des Wafers 104 hergestellt werden. Während diese Erfindung im Wege von verschiedenen vorzuziehenden Ausführungen beschrieben worden ist, wird davon ausgegangen, dass der Fachmann nach dem Lesen der vorhergehenden Beschreibung und dem Studieren der Zeichnungen verschiedene Änderungen, Hinzufügungen, Permutationen und Äquivalente derselben realisieren wird. Daher können, obwohl spezifische Details mit Bezug auf das Vermindern der Kontaminierung von Halbleiterwafern zur Verfügung gestellt werden, solche Vorteile ebenso bei Flachbildschirmsubstraten und ähnlichem Anwendung finden. Ferner kann, obwohl ein vorzuziehender Werkstoff für die Verschleißteile reines Siliziumkarbid (SiC) ist, der Werkstoff auch ein mit SiC beschichteter Werkstoff sein, wie zum Beispiel mit SiC beschichtetes Graphit oder prinzipiell SiC mit 10 bis 20 Prozent Si, welches hinzugefügt ist, um die Porosität in reaktionsgebundenem SiC zu füllen. Wie ebenso zuvor beschrieben worden ist, können die Verschleißteile auch aus Werkstoffen, wie zum Beispiel Siliziumnitrit (Si₃N₄), Borkarbid (B₄C) und Bornitrit (BN) hergestellt werden. Diese Werkstoffe weisen alle dieselben wünschenswerten Eigenschaften auf, dass sie einen hohen Ätzwiderstand, nicht verunreinigende Elemente und flüchtige Ätzprodukte aufweisen.

Claims

Eine Plasmabehandlungskammer, welche eine Kammerauskleidung (130) und einen Auskleidungsträger (134) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Auskleidungsträger eine flexible Wand (134b) umfasst, welche derart ausgeführt ist, dass sie eine äußere Oberfläche der Kammerauskleidung umschließt, wobei die flexible Wand mit Abstand gegenüber der Wand der Kammerauskleidung angeordnet ist.
Eine Plasmabehandlungskammer, wie sie in Anspruch 1 beschrieben wird, ferner umfassend eine Heizvorrichtung, welche thermisch mit dem Auskleidungsträger verbunden ist, so dass Wärme thermisch aus dem Auskleidungsträger zu der Kammerauskleidung geleitet wird.
Eine Plasmabehandlungskammer, wie sie in Anspruch 1 beschrieben wird, wobei der Auskleidungsträger aus einem flexiblen Aluminiumwerkstoff hergestellt ist, und die Kammerauskleidung einen keramischen Werkstoff umfasst.
Eine Plasmabehandlungskammer, wie sie in Anspruch 3 beschrieben wird, wobei die flexible Wand Schlitze umfasst, welche den Auskleidungsträger in eine Vielzahl von Fingern unterteilen, welche ermöglichen, dass die flexible Wand thermische Spannungen absorbiert.
Eine Plasmabehandlungskammer, wie sie in Anspruch 4 beschrieben wird, wobei eine untere Verlängerung des Auskleidungsträgers an einem unteren Tragabschnitt der Kammerauskleidung befestigt ist.
Eine Plasmabehandlungskammer, wie sie in Anspruch 1 beschrieben wird, ferner umfassend einen Blendenring in einem thermischen Kontakt mit der Kammerauskleidung und dem Auskleidungsträger, wobei der Blendenring eine Plasmaabschirmung um einen elektrostatischen Chuck herum, der in einem mittleren Bereich der Kammer positioniert ist, ausbildet.
Eine Plasmabehandlungskammer, wie sie in Anspruch 6 beschrieben wird, wobei der Blendenring aus einem oder mehrerem ausgebildet ist, von Siliziumkarbid (SiC), Siliziumnitrit (Si₃N₄), Borkarbid (B₄C) und Bornitrit (BN).
Eine Plasmabehandlungskammer, wie sie in Anspruch 1 beschrieben wird, wobei die Kammerauskleidung aus einem oder mehrerem ausgebildet ist, von Siliziumkarbid (SiC), Siliziumnitrit (Si₃N₄), Borkarbid (B₄C) und Bornitrit (BN).
Eine Plasmabehandlungskammer, wie sie in Anspruch 1 beschrieben wird, wobei die Kammerauskleidung einen niedrigen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist und derart ausgeführt ist, dass sie einen HF-Weg zu Erde zur Verfügung stellt.
Eine Plasmabehandlungskammer, wie sie in Anspruch 1 beschrieben wird, ferner umfassend eine Gasverteilungsplatte, die über einem elektrostatischen Chuck gebildet wird, wobei die Gasverteilungsplatte einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist.
Eine Plasmabehandlungskammer, wie sie in Anspruch 10 beschrieben wird, wobei die Gasverteilungsplatte aus einem oder mehrerem ausgebildet ist, von Siliziumkarbid (SiC), Siliziumnitrit (Si₃N₄), Borkarbid (B₄C) und Bornitrit (BN).
Eine Plasmabehandlungskammer, wie sie in Anspruch 1 beschrieben wird, ferner umfassend einen Fokusring und einen Fuß, der den Fokusring und einen elektrostatischen Chuck trägt.
Eine Plasmabehandlungskammer, wie sie in Anspruch 12 beschrieben wird, wobei der Fokusring und der Fuß aus einem oder mehrerem ausgebildet ist, von Siliziumkarbid (SiC), Siliziumnitrit (Si₃N₄), Borkarbid (B₄C) und Bornitrit (BN).
Eine Plasmabehandlungskammer, wie sie in Anspruch 1 beschrieben wird, ferner umfassend einen Fokusring, einen Fuß und/oder eine Gasverteilungsplatte, welche aus einem oder mehrerem ausgebildet sind, von Siliziumkarbid (SiC), Siliziumnitrit (Si₃N₄), Borkarbid (B₄C) und Bornitrit (BN).
Eine Plasmabehandlungskammer, wie sie in Anspruch 11 beschrieben wird, ferner umfassend eine HF-Energiequelle, welche HF-Energie induktiv durch die Gasverteilungsplatte koppelt und ein hochdichtes Plasma in der Kammer erzeugt.
Eine Plasmabehandlungskammer, wie sie in Anspruch 1 beschrieben wird, wobei die HF-Energiequelle eine ebene Antenne umfasst.
Eine Plasmabehandlungskammer, wie sie in Anspruch 1 beschrieben wird, wobei der Auskleidungsträger ferner einen äußeren Träger umfasst, der thermisch mit einer unteren Verlängerung des Auskleidungsträgers verbunden ist, wobei der äußere Träger in einem thermischen Kontakt mit einer wassergekühlten oberen Platte, die auf der Kammer montiert ist, steht.
Eine Plasmabehandlungskammer, wie sie in Anspruch 1 beschrieben wird, wobei die Kammer eine Plasmaätzkammer ist.
Eine Plasmabehandlungskammer, wie sie in Anspruch 1 beschrieben ist, wobei der Auskleidungsträger eine obere Verlängerung, eine flexible Wand und eine untere Verlängerung umfasst, wobei die flexible Wand und die untere Verlängerung eine Vielzahl von Schlitzen aufweisen, die eine Vielzahl von Fingern in dem Auskleidungsträger bilden.
Eine Plasmabehandlungskammer, wie sie in Anspruch 1 beschrieben wird, wobei ein gegossener Heizring in einem thermischen Kontakt mit dem Auskleidungsträger steht, der Heizring ein Widerstandsheizelement umfasst, welches den Auskleidungsträger aufheizt, so dass die Temperatur der Kammerauskleidung thermisch geregelt wird.
Ein Verfahren zum Prozessieren eines Halbleitersubstrates in der Plasmabehandlungskammer, wie sie in Anspruch 1 beschrieben wird, wobei ein Halbleiterwafer in die Kammer überführt wird und eine ausgesetzte Oberfläche des Substrates mit hochdichtem Plasma behandelt wird.
Das Verfahren zum Prozessieren eines Halbleitersubstrates, wie es in Anspruch 21 beschrieben wird, wobei die Kammerauskleidung ein keramischer Werkstoff ist, und der Auskleidungsträger einen äußeren Träger umfasst, der sich zwischen dem Auskleidungsträger und einem temperaturgeregelten Teil der Kammer erstreckt, wobei der äußere Träger derart in seiner Größe bemessen ist, dass er einen Temperaturdrift der Kammerauskleidung während des aufeinanderfolgenden Behandelns einer Charge von Halbleiterwafern minimiert.
Das Verfahren zum Prozessieren eines Halbleitersubstrates, wie es in Anspruch 21 beschrieben wird, wobei die Kammerauskleidung eine keramische Auskleidung ist, welche nach dem Prozessieren einer vorbestimmten Anzahl von Halbleiterwafern aus der Kammer entfernt und durch eine andere keramische Auskleidung ersetzt wird.
Eine Plasmabehandlungskammer, wie sie in Anspruch 1 beschrieben wird, wobei die Kammerauskleidung eine Wafereintrittsöffnung umfasst, welche einen Durchtritt des Wafers in die Kammer hinein ermöglicht.