Rev. Phys. Appl. (Paris) 13, 701-703 (1978)
DOI: 10.1051/rphysap:019780013012070100

The true surface temperature of a silicon wafer and the related etch rate in a CF4 plasma

K.-M. Eisele

Institut für Angewandte Festkörperphysik der Fraunhofer-Gesellschaft, 7800 Freiburg, Germany

Abstract
By means of a resistance thermometer structure diffused into the surface of a silicon wafer the temperature has been found to increase within a minute to over 100°C in a CF4 plasma. In contrast the system temperature rises only about 5 °C in the same time. This applies to a system in the tunnel configuration. In a parallel plate system the rise is far less steep and even within the usual etching time an equilibrium temperature is reached. The dependence of the etch rate on the surface temperature has been measured. In the interval from R.T. and 100 °C the etch rate stays nearly the same. Therefore temperature is no significant parameter for establishing desired etch rates.

Résumé
Nous avons diffusé une structure de thermomètre à résistance dans une tranche de silicium pour mesurer l'accroissement de la température surfaciale de cette tranche en plasma d'attaque de CF4. En l'espace d'une minute la température monte jusqu'à plus de 100 °C. Contrairement la température du système augmente seulement de 5 °C pendant le même temps. Ce résultat se rapporte à un système cylindrique. Dans un système d'attaque capacitif des disques parallèles, la température de la tranche s'accroit plus lentement et s'aplatit après trois minutes. Nous avons mesuré la vitesse d'attaque entre la température ambiante et 100°C. Nous avons trouvé que l'influence de la température est insignifiante et n'est pas utile à contrôler la vitesse d'attaque.

PACS
2520C - Elemental semiconductors.
2550E - Surface treatment semiconductor technology.

Key words
elemental semiconductors -- etching -- plasma applications -- semiconductor technology -- silicon -- surface temperature -- etch rate -- CF sub 4 plasma -- resistance thermometer structure -- tunnel configuration -- parallel plate system -- semiconductor device