(57)【要約】【課題】  ウェーハエッジエッチング方法を提供する。【解決手段】  半導体ウェーハ下に配列され、前記半導体ウェーハを支持するステージの役割を行うボトム電極を含む半導体ウェーハのエッジをエッチングするためのウェーハエッジエッチング方法である。ウェーハエッチング方法は、半導体ウェーハをチャンバ内に入れる段階、前記チャンバ内の圧力を増加させる段階、前記圧力をさらに増加させつつ前記チャンバに少なくとも一つのエッチングガスを供給する段階、前記チャンバに電力を供給し、前記半導体ウェーハのエッジビードまたは背面で前記半導体ウェーハをエッチングする段階、前記電力及び前記エッチングガスを中断させる段階、排気ガスで前記チャンバを排気させる段階及び前記チャンバから前記排気ガスをパージする段階を含む。【選択図】            図８
2005005701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハ下に配列され、前記半導体ウェーハを支持するステージの役割を行うボトム電極を含むことを特徴とする半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項２】
前記半導体ウェーハ上に配列された固体板の上部電極をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項３】
前記半導体ウェーハ上に配列されたリング状の上部電極をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項４】
前記半導体ウェーハ下に配列された下部エッジ電極をさらに含み、前記固体板の上部電極及び前記下部エッジ電極が前記半導体ウェーハのエッジ及び背面でプラズマを反復的に生成することを特徴とする請求項２に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項５】
前記半導体ウェーハ下に配列された下部エッジ電極をさらに含み、前記リング状の上部電極及び前記下部エッジ電極が前記半導体ウェーハのエッジ及び背面でプラズマを反復的に生成することを特徴とする請求項３に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項６】
前記ボトム電極、前記固体板の上部電極及び前記下部エッジ電極のうち何れか一つはカソードまたはアノードであることを特徴とする請求項４に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項７】
前記固体板の上部電極とギャップを有して隣接配列された絶縁板をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項８】
前記リング状の上部電極とギャップを有して隣接配列された絶縁板をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項９】
前記ボトム電極と前記下部エッジ電極間に配列された隔離体をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項１０】
前記絶縁板と前記半導体ウェーハ間の距離は、プラズマが前記半導体ウェーハの中央領域で形成されるのを実質的に防止するために十分に小さく設定されていることを特徴とする請求項７に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項１１】
前記絶縁板と前記半導体ウェーハ間の距離は、プラズマが前記半導体ウェーハの中央領域で形成されるのを根本的に防止するために十分に小さく設定されていることを特徴とする請求項１０に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項１２】
前記絶縁板は突出部を含むことを特徴とする請求項７に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項１３】
前記突出部は傾斜面と絶壁面とを含み、前記絶壁面は前記固体板の上部電極とギャップを形成することを特徴とする請求項１２に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項１４】
前記突出部は前記半導体ウェーハの中央領域にエッチングガスが流れることを実質的に防止することを特徴とする請求項１２に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項１５】
前記ギャップは前記半導体ウェーハ上のエッチング領域のサイズを調節することを特徴とする請求項１３に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項１６】
付加的に交換可能な絶縁板をさらに含み、それぞれ前記固体板の上部電極に隣接配列され、それぞれ相異なるサイズのギャップを有することを特徴とする請求項７に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項１７】
前記ボトム電極は複数の開放型グルーブを含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項１８】
前記複数の開放型グルーブは直線または曲線であることを特徴とする請求項１７に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項１９】
前記半導体ウェーハ上に配列された上部エッジ電極をさらに含み、前記固体板の上部電極、前記下部エッジ電極及び前記上部エッジ電極が前記半導体ウェーハのエッジ及び背面でプラズマを反復的に生成することを特徴とする請求項４に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項２０】
前記ボトム電極、前記上部エッジ電極、前記固体板の上部電極及び前記下部エッジ電極のうち何れか一つはカソードまたはアノードであることを特徴とする請求項１９に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項２１】
前記固体板の上部電極とギャップを有して隣接配列された絶縁板をさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項２２】
前記絶縁板と前記半導体ウェーハ間の距離は、プラズマが前記半導体ウェーハの中央領域で形成されるのを実質的に防止するために十分に小さく設定されていることを特徴とする請求項２１に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項２３】
前記絶縁板は突出部を含むことを特徴とする請求項２１に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項２４】
前記突出部は傾斜面と絶壁面とを含み、前記絶壁面は前記上部エッジ電極とギャップを形成することを特徴とする請求項２３に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項２５】
前記突出部は前記半導体ウェーハの中央領域にエッチングガスが流れることを実質的に防止することを特徴とする請求項２３に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項２６】
前記ギャップは前記半導体ウェーハ上のエッチング領域のサイズを調節することを特徴とする請求項２４に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項２７】
付加的に交換可能な絶縁板をさらに含み、それぞれ前記固体板の上部電極に隣接配列され、それぞれ相異なるサイズのギャップを有することを特徴とする請求項２１に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項２８】
前記ボトム電極は複数の開放型グルーブを含むことを特徴とする請求項１９に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項２９】
前記複数の開放型グルーブは直線または曲線であることを特徴とする請求項２８に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項３０】
前記半導体ウェーハのエッジ及び背面でプラズマを反復的に生成させるためのエッジビード電極をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項３１】
前記固体板の上部電極とギャップを有して隣接配列された絶縁板をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項３２】
前記絶縁板と前記半導体ウェーハ間の距離は、プラズマが前記半導体ウェーハの中央領域で形成されるのを実質的に防止するために十分に小さく設定されていることを特徴とする請求項３１に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項３３】
前記絶縁板は突出部を含むことを特徴とする請求項３１に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項３４】
前記突出部は傾斜面と絶壁面とを含み、前記絶壁面は前記上部エッジ電極とギャップを形成することを特徴とする請求項３３に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項３５】
前記突出部は前記半導体ウェーハの中央領域にエッチングガスが流れることを実質的に防止することを特徴とする請求項３３に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項３６】
前記ギャップは前記半導体ウェーハ上のエッチング領域のサイズを調節することを特徴とする請求項３４に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項３７】
付加的に交換可能な絶縁板をさらに含み、それぞれ前記固体板の上部電極に隣接配列され、それぞれ相異なるサイズのギャップを有することを特徴とする請求項３１に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項３８】
前記ボトム電極は複数の開放型グルーブを含むことを特徴とする請求項３０に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項３９】
前記複数の開放型グルーブは直線または曲線であることを特徴とする請求項３８に記載の半導体ウェーハのエッジエッチング装置。
【請求項４０】
半導体ウェーハをチャンバ内に入れる段階と、
前記チャンバ内の圧力を増加させる段階と、
前記圧力をさらに増加させつつ前記チャンバに少なくとも一つのエッチングガスを供給する段階と、
前記チャンバに電力を供給し、前記半導体ウェーハのエッジビードまたは背面で前記半導体ウェーハをエッチングする段階と、
前記電力及び前記エッチングガスを中断させる段階と、
排気ガスで前記チャンバを排気させる段階と、
前記チャンバから前記排気ガスをパージする段階と、を含む半導体ウェーハエッチング方法。
【請求項４１】
半導体ウェーハ下に前記半導体ウェーハを支持するステージの役割を行うボトム電極を配列する段階と、
前記半導体ウェーハのエッジビードまたは背面で前記半導体ウェーハをエッチングする段階と、
前記半導体ウェーハと絶縁板間のギャップを０.２ないし約１.０ｍｍに維持させる段階と、を含む半導体ウェーハエッチング方法。
【請求項４２】
半導体ウェーハ上に突出部を含む絶縁板を配列する段階と、
前記半導体ウェーハのエッジビードまたは背面で前記半導体ウェーハをエッチングする段階と、
前記半導体ウェーハと前記絶縁板間のギャップを０.２ないし約１.０ｍｍに維持させる段階と、を含む半導体ウェーハエッチング方法。
【請求項４３】
半導体ウェーハ下に複数の開放型グルーブを含むボトム電極を配列する段階と、
前記半導体ウェーハのエッジビードまたは背面で前記半導体ウェーハをエッチングする段階と、を含む半導体ウェーハエッチング方法。
【請求項４４】
絶縁物質よりなる本体と、
傾斜面と絶壁面とを含む突出部と、を含む絶縁板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はウェーハエッジエッチング装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェーハエッジエッチングは、ウェーハの周辺領域上の薄膜層を除去するために行われる。ウェーハの周辺領域は、通常エッジビードと呼ばれる。エッジ上の薄膜層は、製造過程中にチップ上に欠陥を誘発し、収率を減少させうるため、ウェーハのエッジビードはエッチングされる。薄膜層は、ウェットまたはドライエッチング方法によってエッジから除去されうる。チップスケールの減少に起因し、エッジをエッチングする必要性がさらに重要になった。
【０００３】
エッジビードで薄膜層をエッチングするための従来の装置がある。しかし、従来の装置によって発生したプラズマがエッジビードで薄膜層をエッチングするにはあまり弱い。このような問題点に対する一つの解決策が電力を増加させることである。しかし、増加した電力はウェーハをねじることもある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする目的は、前記問題点を解決するためのウェーハエッジエッチング装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために本発明は、半導体ウェーハ下に配列され、半導体ウェーハを支持するようにステージの役割を行うボトム電極を含む半導体ウェーハのエッジをエッチングするための装置を提供する。
【０００６】
前記目的を達成するために本発明は、チャンバ内に半導体ウェーハを投入する段階、チャンバ内の圧力を増加させる段階、前記圧力をさらに増加させる一方、チャンバ内に少なくとも一つのエッチングガスを供給する段階、チャンバに電力を供給し、半導体ウェーハのエッジビードまたは背面で半導体ウェーハをエッチングする段階、前記電力とエッチングガスとを中断させる段階、排気ガスでチャンバを排気させる段階及びチャンバから排気ガスをパージする段階を含む半導体ウェーハエッチング方法を提供する。
【０００７】
前記目的を達成するために本発明は、半導体ウェーハを支持するステージの役割を行うボトム電極を半導体ウェーハ下に配列する段階、半導体ウェーハのエッジビードまたは背面で半導体ウェーハをエッチングする段階及び半導体ウェーハと絶縁板間のギャップを０.２ないし約１.０ｍｍに維持する段階を含む半導体ウェーハエッチング方法を提供する。
【０００８】
前記目的を達成するために本発明は、半導体ウェーハ上に突出部を含む絶縁板を配列する段階、半導体ウェーハのエッジビードまたは背面で半導体ウェーハをエッチングする段階及び半導体ウェーハと絶縁板間のギャップを０.２ないし約１.０ｍｍに維持する段階を含む半導体ウェーハエッチング方法を提供する。
【０００９】
前記目的を達成するために本発明は、複数の非閉曲線型溝を含むボトム電極を半導体ウェーハ下に配列する段階及び半導体ウェーハのエッジビードまたは背面で半導体ウェーハをエッチングする段階を含む半導体ウェーハエッチング方法を提供する。
【００１０】
前記目的を達成するために本発明は、絶縁物質よりなる本体及び傾斜面と垂直面とを含む突出部を含む絶縁板を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ウェーハエッジに累積された不要な被処理物質層を精密に制御されたプラズマで処理して除去するため、工程時間が短縮され、工程設備コストが節減された。また、ウェーハのサイズ、被処理物質層の種類及び厚さによって、プラズマ処理を適切に調節して適用できるため、工程効率が向上した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、以下の詳細な説明及び添付図面からさらに詳細に理解され、これらは本発明に対して単純に例示的な目的で与えられたものであり、本発明を限定するためのものではない。
【００１３】
図１は、本発明の典型的な実施の形態による装置１００を表す。この装置１００は、上部電極１０、ボトム電極及びステージ２０、エッジ電極３０、絶縁板４０、ＲＦ電力供給器５０、隔離体及び／または絶縁体６０、中央ノズル７０及び工程ノズル８０を含む。図１に示されたように、前記装置１００では上部電極１０とエッジ電極３０とがアノードであり、ボトム電極２０がカソードである。しかし、これら各々は本発明の他の典型的な実施の形態では逆転されうる。図１に示されたように、ボトム電極２０は、上部電極１０及びエッジ電極２０がウェーハ１のエッジ及び／または背面でプラズマを十分に発生させる間にウェーハ１を支持する。ウェーハ１のエッジでエッチング部Ａは所望のエッチングが起らねばならない領域である。ＲＦ電力がＲＦ電力供給器５０からウェーハ１を通じて供給されるため、ウェーハ１上の薄膜層をエッチングするためにさらに低い電力でも十分に適切なプラズマを発生させる。低電力は、例えば５００Ｗである。もし、通常的な半導体エッチング器で一般的に使われるＲＦ電力が高ければ、エッジビードでアークが発生することもある。
【００１４】
図２は、図１の装置の一部をさらに詳細に示す図面である。特に、図２は、上部電極１０、ボトム電極２０、エッジ電極３０、絶縁板４０及びウェーハ１を詳細に表す。図２に示されたように、絶縁板４０及びウェーハ１は、可変距離Ｈだけ離れている。図２に示されたように、絶縁板４０は突出部４１を含みうる。典型的な実施の形態で、前記突出部４１は傾斜部または工程ガスを案内する輪郭部を有することによって、工程ガスがエッチング工程中にウェーハが中央領域上に流れることを防止するか、または根本的に防止する。たとえ図２の突出部４１は特定の形状を有しても、この形状は例示的なものであり、エッチング工程中にウェーハ１の中央領域から外れるように工程ガスを適切に案内できる他の形状が使用されることもある。
【００１５】
図３は、図２の例示的な突出部４１を詳細に示す。図示されたように、突出部４１は、傾斜部４３と絶壁部４５とを含む。絶壁部４５は、上部電極１０とギャップ４４を形成する。突出部４１と上部電極１０間のギャップ４４は、ウェーハ１のエッチング領域を調節するために制御されうる。例示的な実施の形態で、たとえ前記場合であることを要求しなくても、前記ギャップ４４は均一であるか、または本質的に均一である。他の例示的な実施の形態で、絶壁部４５の形状は絶壁部４５及び／または絶縁板４０の耐久性を増進させうるように設計されうる。
【００１６】
図４Ａは、本発明の例示的な実施の形態で図１のボトム電極及びステージ２０を示す図面である。図４Ａに示されたように、ボトム電極２０は、一つまたはそれ以上のグルーブ３１を含む。前記一つ以上のグルーブ３１は、ウェーハ１がボトム電極及びステージ２０から滑ることを防止するか、またはその可能性を減らす。図４Ａに示されたように、前記一つ以上のグルーブ３１は、ボトム電極２０の中央から放射状に広がる直線のように現れる。他の例示的な実施の形態では、前記グルーブ３１は曲線でありうる。本発明の他の例示的な実施の形態では、前記直線及び／または曲線グルーブ３１は、ボトム電極２０の中央以外から放射状に広がることもある。本発明の他の実施の形態では、前記グルーブ３１は、円形、矩形、三角形などの閉曲線型パターンに反対される開放型パターンを形成する。他の例示的な実施の形態では、ボトム電極及びステージ２０は、一つ以上のボルトホール３３及び／または一つ以上のリフトピンホール３５を含みうる。
【００１７】
図４Ｂは本発明の例示的な実施の形態で上部電極１０及び絶縁板４０の概略図を示し、図４Ｃは本発明の例示的な実施の形態でボトム電極及びステージ２０とエッジ電極３０とを示す。
【００１８】
図４Ｂは、工程ガス及び／または不活性ガスが分散される上部領域を示す図面である。図４Ｂに示されたように、上部電極１０は一つ以上の工程ガスソース７５及び一つ以上の不活性ガスソース７６を含み、上部電極支持台７４ａに付着される。また、図４Ｂに示されたように、絶縁板４０は一つ以上の補助ガス排出口７９ｃ及び一つ以上の補助絶縁板７９ｄを含みうる。
【００１９】
本発明の例示的な実施の形態で、上部電極１０は絶縁板４０を上部電極１０に連結するための一つ以上のボルトホール７９ｂを含む。本発明の他の例示的な実施の形態で、前記絶縁板４０は前記絶縁板４０に前記一つ以上の補助絶縁板７９ｄを連結するための一つ以上のボルトホール７９ａを含む。
【００２０】
図４Ｃは、ウェーハ１がローディングされる下部領域を示す図面である。図４Ｃに示されたように、リング状の第１絶縁体８４及び円筒板状の第２絶縁体８５がボトム電極２０とエッジ電極３０間で使用されうる。
【００２１】
図５は、本発明の例示的な実施の形態で、ボトム電極及びステージ２０、隔離体及び／または絶縁体６０、ウェーハ１及びエッジ電極３０間の関係を示す図面である。
【００２２】
図６は、本発明の例示的な実施の形態による装置２００を示す図面である。図６に示されたように、前記装置２００は、上部電極１１０、ボトム電極及びステージ１２０、第１エッジ電極１３０、第２エッジ電極１４０、絶縁体１５０、ＲＦ電力供給器１６０及び接地端子１７０を含む。図６に示されたように、ボトム電極及びステージ１２０は、上部電極１１０、第１エッジ電極１３０及び第２エッジ電極１４０がウェーハ１のエッジビード及び／または背面でプラズマを反復的に発生させる間にウェーハ１を支持する。前述したように、図１に示された実施の形態と関連して、上部電極１１０、ボトム電極及びステージ１２０、第１電極１３０及び第２電極１４０はそれぞれアノードまたはカソードでありうる。
【００２３】
例示的な実施の形態で、第１エッジ電極１３０及び／または第２エッジ電極１４０は、ドーナツ状の電極であり、ウェーハ１のエッジビード及び／または背面にプラズマを集中させる。
【００２４】
図６に示される例示的な実施の形態で、ＲＦ電力がウェーハ１を通じて供給されるため、ウェーハ１上の薄膜層をエッチングするためのプラズマを十分に発生させるのに低電力が使用されうる。前記低電力は、例えば、５００Ｗである。前述したように、従来の２０００ＷのＲＦ電力はエッジビードでアークを発生させうる。
【００２５】
図２及び図４に示された絶縁板の色々例示的な実施の形態及び／または図４及び図５に示されたボトム電極２０の色々例示的な実施の形態がまた、図６に示された例示的な実施の形態に使用されうる。
【００２６】
図７は、本発明の他の例示的な実施の形態による装置３００を示す図面である。図示されたように、前記装置３００は、ボトム電極及びステージ２２０、エッジ電極２４０、絶縁体２５０及びＲＦ電力供給器２８０を含む。図７に示されたように、ボトム電極及びステージ２２０はウェーハ１を支持する。また、図７に示されたように、エッジ電極２４０は、ウェーハ１のエッジビード及び／または背面でプラズマを反復的に生成するリング状のエッジ電極である。
【００２７】
図２及び図３に示された絶縁板の色々例示的な実施の形態及び／または図４及び図５に示されたボトム電極２０の色々例示的な実施の形態がまた、図７に示された例示的な実施の形態と関連して使用されうる。
【００２８】
図８は、本発明による例示的な方法を示す図面である。段階Ｓ１０で、ウェーハ１がチャンバ内にローディングされる。段階Ｓ２０で、チャンバ内の圧力が減少する。段階Ｓ３０で、少なくとも一つのエッチングガスがチャンバ内に供給されつつ圧力が増加する。段階Ｓ３０で、半導体ウェーハのエッジビードまたは背面で半導体ウェーハをエッチングするために電力がまたチャンバに印加される。段階Ｓ３０以後に少なくともエッチングガス及び終了電力の供給が中断し、段階Ｓ４０で排気ガスがチャンバ内に供給される。段階Ｓ５０で排気ガスがチャンバからパージされ、段階Ｓ６０でウェーハがチャンバからアンローディングされる。
【００２９】
図９は、図８の例示的な工程のような、エッチング工程後のウェーハ１の誇張された例を示す図面である。図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の例示的な実施の形態による、それぞれウェーハ１のセル領域及びエッジ領域を示す図面である。図１０Ａに示されたように、ウェーハ１は、シリコン基板３１０、シャーロートレンチ分離（ＳＴＩ：Ｓｈａｌｌｏｗ Ｔｒｅｎｃｈ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）層３２０、絶縁層３３０、タングステン（Ｗ）層３４０、第１／第２窒化物層３５０、及び酸化物層３６０を含む。図示されたように、図１０Ａは、活性領域３１１及び不活性領域３１２を有するシリコン基板３１０を含むウェーハ１のセル領域を示す。前記セル領域はまた、ＳＴＩによって形成されたトレンチ３２０を含む。また、セル領域はポリシリコン層３２５をさらに含みうる。
【００３０】
絶縁層３３０は、３０００ないし８０００ÅのＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏｎ−ｄｏｐｅｄ Ｐｈｏｓｐｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）またはＴＥＯＳ（ＴｅｔｒａＥｔｈｙｌＯｒｔｈｏＳｉｌｉｃａｔｅ）でありうる。タングステン層３４０は、ＷＦ６ガスを使用して形成され、３００ないし１０００Åの厚さを有しうる。第１及び第２窒化物層３３０，３５０は、それぞれ１５００ないし３５００Å及び１５０ないし７５０Åの厚さを有し、ＳｉＨ４＋ＮＨ３ガスを使用して形成されうる。酸化物層３６０は、ＳｉＨ４＋Ｏ２ガスを使用して形成され、１０００ないし５０００Åの厚さを有しうる。
【００３１】
前記厚さ及び材質は例示的なものであり、当業者に知られた他のものも使用されうる。
【００３２】
図１１は、本発明の実施の形態によってウェーハをエッチングするために使用されうる例示的な工程条件を示す。図１１に示されたように、エッチングのためのチャンバを準備することは２段階の工程によって達成されうる。第１段階で圧力が増加し、第２準備段階で圧力がさらに増加し、一つ以上のエッチングガスが供給される。エッチング段階中に圧力が維持され、エッチングガスの供給が維持され、ＲＦ電力が供給される。第１準備段階で、圧力が１Ｔｏｒｒに増加しうる。第２準備段階で、圧力は１.５Ｔｏｒｒに増加し、エッチングガスはアルゴンガス及び／またはＣＦ４ガスを含み、例えばアルゴンガスに対して２０ないし２００ｓｃｃｍ、ＣＦ４ガスに対して１００ないし２５０ｓｃｃｍの範囲内で供給されうる。例示的な実施の形態で、エッチング段階中にＲＦ電力が５００Ｗに増加し、圧力は１.５Ｔｏｒｒに維持され、エッチングガスの流量は第２準備段階のように一定に維持される。
【００３３】
一旦、ウェーハ１がエッチングされれば、チャンバはまた２段階方式で排気されうる。第１段階で電力が中断され、圧力が正常に復帰され、Ｎ２ガスのような排気ガスが供給される。例示的な実施の形態で、パージガスの流量は１０ないし２００ｓｃｃｍである。第２排気段階で、排気ガスは依然として供給され、パージガスがまた供給される。例示的な実施の形態で、パージガスは不活性ガスであり、例えば１２００ｓｃｃｍの流量で供給される。例示的な実施の形態で、不活性ガスのようなガスがエッジエッチング工程中に図１に示される中央ノズル７０を通じて流れず、これはこのようなガスがウェーハ１の中央領域にアークを発生しうるためである。
【００３４】
前記電力、ガス、圧力及び流量は例示的なものであり、また当業者に公知されたように、他のものが使用されうる。前記準備、エッチング及び排気段階は例示的なものであり、当業者に公知されたように、さらに多いまたはさらに少ない段階よりなりうる。
【００３５】
本発明の例示的な実施の形態で、不活性ガスのようなガスは基板の中央部分でアークを誘発できるため、エッジエッチング工程中に中央ノズル７０を通じて流れないというのに注意しなければならない。
【００３６】
図１２Ａないし図１２Ｃは、ウェーハ上の色々酸化物のエッチング速度間の関係を表す実験的の結果を示し、これはウェーハの中央領域はエッチングされず、エッチングされたウェーハのエッジ領域だけを示す。図１２Ａないし図１２Ｃの結果が得られた条件は、５００ＷのＲＦ電力、１.５Ｔｏｒｒの圧力、アルゴンガス及びＣＦ４ガスの工程ガスであって７０ｓｃｃｍで供給されるアルゴンガス及び１５０ｓｃｃｍで供給されるＣＦ４ガス、１.５ｍｍのギャップを含む。図１２Ａないし図１２Ｃは、相異なる物質層が同じまたは類似した条件下で、同じまたは類似したエッチング速度を有するということを示す。結果的に、相異なる物質層が工程条件を変化させずにまたは根本的に変化させずに一つの工程段階で除去されうる。これは相異なる物質層を除去するために相異なるケミカルが使われる従来の湿式方法に比べて有利なものである。
【００３７】
図１３は、本発明の例示的な実施の形態で、絶縁板と上部電極間のギャップ４４（Ｘ軸）対ウェーハの中央からウェーハのエッジ点までの距離Ｌ（Ｙ軸）のグラフである。図１３に示されたように、‘Ｌ＋Ａ’はウェーハ１の半径と同じである。例えば、図１３の第１地点は２.４ｍｍのエッチング領域Ａが２００ｍｍ直径のウェーハ（１００ｍｍ半径のウェーハ）と１.０ｍｍのギャップ４４とを使用して得られるということを指示する。図１３に示されたように、ギャップ４４の拡大につれてＬは短縮される（そして、対応するＡは拡大する）。
【００３８】
図１４は、複数の相異なるＨ値（図示されたように、０.３と１０.０間）に対して半導体基板の距離（Ｘ軸）対エッチング速度（Ｙ軸）のグラフである。図示されたように、絶縁板４０とウェーハ１間の距離Ｈと、絶縁板４０の絶壁部４５と上部電極１０間のギャップ４４との間に肯定的な相関関係がある。図１４の例示的なグラフでは、１.６ｍｍのギャップ４４が使われ、エッチングされる層は酸化物である。
【００３９】
図１４は、色々相異なるＨ値に対するデータを示し、たとえ０.３ｍｍから１０.０ｍｍの距離Ｈが本発明の例示的な実施の形態によって実行されても、そのうち一部はさらに良好な性能を示す（例えば、０.３、０.４、０.５、０.７及び１.０ｍｍ）。
【００４０】
図１５は、本発明の例示的な実施の形態によってウェーハのエッジを処理するためのプラズマ処理装置を示す断面図である。図示されたように、前記プラズマ処理装置は、チャンバ７０、チャンバ壁体７１、伸縮部７１ａ、ウェーハ入／出口７２、パージガス入口、上部電極１０、上部電極１０用支持台７４ａ、ステム７４ｂ、工程ガスソース７５、工程ガスライン７５ａ、不活性ガスソース７６、不活性ガスライン７６ｂ、上下に移動可能な上部電極１０の板７７、前記上部電極１０の板７７用支持台７７ａ、上部電極１０の板７７用ドライバ７８、絶縁板４０、補助絶縁板４０ａ、補助ガス出口７９ｃ、ウェーハ１、ボトム電極及びステージ２０、第１絶縁体８４、第２絶縁体８５、エッジ電極３０、ウェーハ１をボトム電極及びステージ２０上に収容及びローディングするためのリフトピン８８、工程ガスまたは不活性ガスを均一に排気するためのバッフル板９０、冷媒ライン９２、冷媒ソース９４、ＲＦ電力ソース９６、リフトピン板９７、リフトピン板９７用ドライバ９８及び排気ポンプ９９を含みうる。
【００４１】
例示的な実施の形態で、前記工程装置は一つのチャンバ以上を含みうる。例示的な実施の形態で、前記装置は一つ以上の準備ステーション、一つ以上の工程チャンバ、一つ以上のパージチャンバ及び少なくとも一つ以上の移送チャンバを含みうる。このような装置では一つのウェーハが移送され、さらに他のウェーハが工程処理される間に他のウェーハはローディングされうる。
【００４２】
前述したように、例示的な実施の形態では、ＲＦ電力のような電力がウェーハを通じて供給され、薄膜層をエッチングするためにプラズマを発生させるのに十分な電力を生成する。当業者に公知されたように、前記電力がウェーハの代りにまたはウェーハに付加して他の層を通じて供給されうる。しかも、前記電力は本発明の例示的な実施の形態のうち一つ以上と関連して、５００Ｗのように、従来の２０００Ｗ以下の電力でありうる。
【００４３】
例示的な実施の形態で、上部電極１０は固体板電極である。本発明の例示的な実施の形態で、前記ギャップは半導体ウェーハ上のエッチング領域及びサイズを制御するために使われる。他の例示的な実施の形態で、付加的に交換可能な絶縁板が使われ、それぞれ前記固体板の上部電極に隣接配列され、それぞれ相異なるギャップサイズを有する。例示的な実施の形態で、半導体ウェーハと絶縁板間のギャップは０.２ないし約１.０ｍｍである。
【００４４】
例示的な実施の形態で、Ｏ２及びＳＦ６は単独でまたはアルゴンガス及び／またはＣＦ４ガスと組み合わせてエッチングガスとして使用されうる。例示的な実施の形態で、前記エッチングガスは半導体ウェーハ上の全ての所望の層をエッチングする。
【００４５】
例示的な実施の形態で、絶縁板はセラミック及び／または石英のような絶縁物質で作られる。
【００４６】
前述した本発明は、多くの方式で変形されうることは明らかである。このような変形は、本発明の思想から外れたものとして取扱われてはならず、当業者に明らかであるように、このような全ての修正は特許請求の範囲の思想内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明はウェーハのエッジに不要に形成された物質層を、プラズマ処理を通じて除去できるため、半導体素子を製造するためのプラズマ式の各装備に広く使用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の典型的な実施の形態による装置を示す図である。
【図２】図１の装置の典型的な部分をさらに詳細に示す図である。
【図３】図２の典型的な突出部をさらに詳細に示す図である。
【図４Ａ】本発明の典型的な実施の形態で図１のボトム電極及びステージを示す図である。
【図４Ｂ】本発明の典型的な実施の形態で図１の上部電極及び絶縁板の概略図である。
【図４Ｃ】本発明の典型的な実施の形態で図１のボトム電極とステージ及びエッジ電極の概略図である。
【図５】本発明の典型的な実施の形態でボトム電極及びステージ、隔離体及び／または絶縁体、ウェーハ及びエッジ電極間の典型的な関係を示す図である。
【図６】本発明の他の典型的な実施の形態による装置を示す図である。
【図７】本発明の他の典型的な実施の形態による装置を示す図である。
【図８】本発明の他の典型的な実施の形態による方法を示す図である。
【図９】図８の典型的な工程であるエッチング工程後の誇張された典型的なウェーハを示す図である。
【図１０Ａ】本発明の典型的な実施の形態による結果的なウェーハのセル領域及びエッジ領域を示す図である。
【図１０Ｂ】本発明の典型的な実施の形態による結果的なウェーハのセル領域及びエッジ領域を示す図である。
【図１１】本発明の典型的な実施の形態によるウェーハをエッチングするために使用されうる典型的な工程条件を示す図である。
【図１２Ａ】本発明の典型的な実施の形態によるウェーハ上の色々な酸化物のエッチング速度間の関係を表す実験結果を示す図である。
【図１２Ｂ】本発明の典型的な実施の形態によるウェーハ上の色々な酸化物のエッチング速度間の関係を表す実験結果を示す図である。
【図１２Ｃ】本発明の典型的な実施の形態によるウェーハ上の色々な酸化物のエッチング速度間の関係を表す実験結果を示す図である。
【図１３】本発明の典型的な実施の形態で絶縁板と上部電極間のギャップ対ウェーハの終点からの距離を表すグラフである。
【図１４】本発明の典型的な実施の形態による可変的なギャップを示す図である。
【図１５】本発明の典型的な実施の形態によるウェーハのエッジを処理するためのプラズマ処理装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    ウェーハ
１０    上部電極
２０    ボトム電極
３０    エッジ電極
４０    絶縁板
４１    突出部
１００    装置
Ｈ    可変距離
【図１】
2005005701.tif 000003
【図２】
2005005701.tif 000004
【図３】
2005005701.tif 000005
【図４Ａ】
2005005701.tif 000006
【図４Ｂ】
2005005701.tif 000007
【図４Ｃ】
2005005701.tif 000008
【図５】
2005005701.tif 000009
【図６】
2005005701.tif 000010
【図７】
2005005701.tif 000011
【図８】
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【図９】
2005005701.tif 000013
【図１０Ａ】
2005005701.tif 000014
【図１０Ｂ】
2005005701.tif 000015
【図１１】
2005005701.tif 000016
【図１２Ａ】
2005005701.tif 000017
【図１２Ｂ】
2005005701.tif 000018
【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
2005005701.tif 000021
【図１５】
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