(57)【要約】      （修正有）【課題】低ｋ材料に対するプラズマ中のイオンによる悪影響を防ぎ、製品性能を向上させたプレクリーニングチャンバおよび半導体処理装置を提供する。【解決手段】チャンバ本体２１、上カバー２２および搬送ユニットを含むプレクリーニングチャンバからなる半導体処理装置であり、上カバーはチャンバ本体の上に配置され、搬送ユニット２３は、チャンバ本体の内部において底部付近の位置に配置され、ウエハを搬送するように構成される。イオンフィルタリングユニットが、チャンバ本体の内部において搬送ユニットの上方に配置される。プラズマがイオンフィルタリングユニットの上側から搬送ユニットの方に移動するとプラズマ中のイオンをフィルタリングする。【選択図】図２Ａ
2018117137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ本体、上カバーおよび搬送ユニットを含むプレクリーニングチャンバであって
、前記上カバーは前記チャンバ本体の上に配置され、前記搬送ユニットは、前記チャンバ
本体の内部において底部付近の位置に配置され、ウエハを搬送するように構成され、
イオンフィルタリングユニットが、前記チャンバ本体の内部において前記搬送ユニット
の上方に配置され、プラズマが前記イオンフィルタリングユニットの上側から前記搬送ユ
ニットの方に移動するとプラズマ中のイオンをフィルタリングするように構成される、プ
レクリーニングチャンバ。
【請求項２】
前記イオンフィルタリングユニットは１つのフィルタリングプレートを含み、前記１つ
のフィルタリングプレートは、前記チャンバ本体の内部の空間を上方サブチャンバ本体と
下方サブチャンバ本体とに分割し、
複数の通気孔が前記フィルタリングプレート上に分散されて、前記上方サブチャンバ本
体を前記下方サブチャンバ本体と連通させ、各々の通気孔の最大直径はプラズマのシース
の厚さの２倍以下である。請求項１に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項３】
前記イオンフィルタリングユニットは、垂直方向に沿って間隔を空けて配置されたＮ個
のフィルタリングプレートを含み、Ｎは１よりも大きい整数であり、前記フィルタリング
プレートは、前記チャンバ本体の内部の空間を、上から下へと順に、上方サブチャンバ本
体とＮ−１個の中間サブチャンバ本体と下方サブチャンバ本体とに分割し、
複数の通気孔が各々のフィルタリングプレート上に分散されて、前記フィルタリングプ
レートに隣接する２つの上方サブチャンバ本体と下方サブチャンバ本体とを連通させ、す
べての前記フィルタリングプレート間には、少なくとも１枚のフィルタリングプレートが
あり、前記少なくとも１枚のフィルタリングプレートは、プラズマのシースの厚さの２倍
以下の最大直径を有する通気孔を含む、請求項１に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項４】
前記通気孔が前記フィルタリングプレート上に均一に分散される、請求項２または３に
記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項５】
前記通気孔は、前記ウエハの表面上のそれぞれの領域間におけるプロセスずれに応じて
前記フィルタリングプレート上に非均一に分散されるように配置される、請求項２または
３に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項６】
前記通気孔の分散密度は前記プロセスレートに基づいて設定される、請求項２または３
に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項７】
各々の通気孔は貫通孔、円錐穴または段差のある孔を含む、請求項２または３に記載の
プレクリーニングチャンバ。
【請求項８】
各々の通気孔は貫通孔であって、０．２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の直径を有する、請求項
２または３に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項９】
各々の通気孔は、円錐穴または段差のある孔を含み、２０ｍｍ以下の最大直径と、０．
２ｍｍ以上の最小直径とを含む、請求項２または３に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項１０】
前記フィルタリングプレートは、絶縁材料で、または表面が絶縁材料でめっきされた金
属で作られている、請求項２または３に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項１１】
前記フィルタリングプレートは２ｍｍ〜５０ｍｍの範囲の厚さを有する、請求項２また
は３に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項１２】
前記ウエハを加熱するために、加熱装置が前記搬送ユニットの内部に配置される、請求
項１に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項１３】
前記搬送ユニットは、静電気引力によって前記ウエハを固定するように構成された静電
チャックを含み、
前記加熱装置は前記静電チャックにおいて構築される、請求項１２に記載のプレクリー
ニングチャンバ。
【請求項１４】
保護層は、前記チャンバ本体の内面上に配置され、絶縁材料で作られている、請求項１
に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項１５】
ライナーは、前記チャンバ本体の側壁の内側に配置され、絶縁材料で、または表面が絶
縁材料でめっきされた金属で作られている、請求項１または１４に記載のプレクリーニン
グチャンバ。
【請求項１６】
前記上カバーはドーム構造であって、絶縁材料で作られている、請求項１に記載のプレ
クリーニングチャンバ。
【請求項１７】
前記上カバーは上部が閉じられたバレル状構造であり、絶縁材料で作られている、請求
項１に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項１８】
ファラデーシールド部は、バレル状の上カバーの側壁の内側に配置され、金属で、また
は表面が導電性材料でめっきされた絶縁材料で作られている、請求項１７に記載のプレク
リーニングチャンバ。
【請求項１９】
前記ファラデーシールド部を軸方向に沿って貫通する少なくとも１つのスリットが、前
記ファラデーシールド部の側壁上に配置される、請求項１８に記載のプレクリーニングチ
ャンバ。
【請求項２０】
前記プレクリーニングチャンバはさらに、インダクタンスコイルと、前記インダクタン
スコイルに順に電気的に接続された無線周波数整合装置および無線周波数電源とを含み、
前記インダクタンスコイルは前記上カバーの側壁の外側を囲むように配置され、１つ以
上の巻回を有し、前記１つ以上の巻回は、同じ直径を有するか、または、上から下へと徐
々に大きくなる直径を有し、
前記無線周波数電源は、前記インダクタンスコイルに無線周波数電力を供給するように
構成される、請求項１６または１７に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項２１】
請求項１から２０のいずれか１項に記載のプレクリーニングチャンバを含む半導体処理
装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は半導体装置の製造分野に関し、特に、プレクリーニングチャンバおよび半導体
処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
半導体処理装置は、現在の半導体集積回路、太陽電池、フラットパネルディスプレイな
どにおける製造プロセスにおいて広く用いられている。産業界において広く用いられてい
る半導体処理装置は、ＤＣ放電タイプ、容量結合プラズマ（ＣＣＰ：capacitively coupl
ing plasma）タイプ、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：inductively coupling plasma）タイ
プおよび電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ：electron cyclotron resonance）タイプなど
のタイプに分類される。これらのタイプの半導体処理装置は、現在、堆積プロセス、エッ
チングプロセスおよびクリーニングプロセスにおいて用いられている。
【０００３】
プロセスの実行中、製品品質を向上させるために、堆積プロセスの前に、ウエハが、当
該ウエハの表面上の酸化物などの不純物を除去するように、最初にプレクリーニングされ
る（プレクリーン）。プレクリーニングチャンバの基本原理は以下のとおりである。プレ
クリーニングチャンバに投入されるアルゴン、ヘリウムまたは水素などのクリーニングガ
スを励磁して、プラズマを生成し、ウエハ上において化学反応および物理的衝撃を引起し
、ウエハの表面上の不純物を除去するようにする。
【０００４】
図１は、現在用いられているプレクリーニングチャンバの構造を示す概略図である。図
１に示されるように、プレクリーニングチャンバは、側壁１、底壁２および上カバー９に
よって構成される。ウエハを搬送するための基台４は、第１の整合装置７と第１の無線周
波数電源８とに順に接続されるように、プレクリーニングチャンバの底に配置される。上
カバー９は、（セラミックまたは石英などの）絶縁材料で作られたドーム構造をしている
。ソレノイドコイルであるコイル３が上カバー９上方に設けられ、コイルの巻線によって
形成されるリングの外径は側壁１の外径に対応し、コイル３は、第２の整合装置５と第２
の無線周波数電源６とに順に接続される。プレクリーニングプロセス中に、第２の無線周
波数電源６がオンにされて、チャンバ内の気体を励磁してプラズマを生成し、同時に、第
１の無線周波数電源８がオンにされて、プラズマ中のイオンを誘引して、ウエハ上の不純
物に衝撃を与える。
【０００５】
半導体製造プロセスにおいて、チップ集積レベルが高まると、相互接続ワイヤの幅とワ
イヤ間の間隔とが小さくなり、抵抗および寄生容量が増大し、結果として、ＲＣ信号遅延
が大きくなる。したがって、通常、低ｋ（低誘電体誘電率）材料が、中間層媒体として用
いられるが、これにより、プレクリーニングプロセスにおいて以下の問題をもたらすこと
となる。
【０００６】
プラズマ中のイオンがプラズマシース電圧の駆動により一定量の運動エネルギを生成す
るであろうことから、イオンがウエハの表面に接近すると、これらイオンが低ｋ材料に埋
め込まれることとなり、結果として、低ｋ材料が劣化してしまい、製品性能に悪影響がも
たらされることとなる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の概要
本発明は、先行技術に既存する技術問題のうち少なくとも１つを解決することを目的と
し、プレクリーニングチャンバおよび半導体処理装置を提案する。プレクリーニングチャ
ンバおよび半導体処理装置は、プラズマが上方から搬送ユニットへと移動したときにプラ
ズマ中のイオンをフィルタリングすることができ、これにより、低ｋ材料に対するプラズ
マ中のイオンによる悪影響を防ぎ、製品性能を向上させ得る。
【０００８】
本発明の目的を達成するために、チャンバ本体、上カバーおよび搬送ユニットを含むプ
レクリーニングチャンバが提供される。上カバーはチャンバ本体の上に配置され、搬送ユ
ニットは、チャンバ本体の内部において底部付近の位置に配置され、ウエハを搬送するよ
うに構成される。イオンフィルタリングユニットは、チャンバ本体の内部において搬送ユ
ニットの上方に配置され、プラズマがイオンフィルタリングユニットの上側から搬送ユニ
ットの方に移動するとプラズマ中のイオンをフィルタリングするように構成される。
【０００９】
イオンフィルタリングユニットは１つのフィルタリングプレートを含む。当該１つのフ
ィルタリングプレートは、チャンバ本体内部の空間を上方サブチャンバ本体と下方サブチ
ャンバ本体とに分割する。複数の通気孔がフィルタリングプレート上に分散されて、上方
サブチャンバ本体を下方サブチャンバ本体と連通させる。各々の通気孔の最大直径は、プ
ラズマのシースの厚さの２倍以下である。
【００１０】
イオンフィルタリングユニットは、垂直方向に沿って間隔を空けて配置されたＮ個のフ
ィルタリングプレートを含む。Ｎは１よりも大きい整数である。フィルタリングプレート
は、チャンバ本体の内部の空間を、上から下へと順に、上方サブチャンバ本体とＮ−１個
の中間サブチャンバ本体と下方サブチャンバ本体とに分割する。複数の通気孔が各々のフ
ィルタリングプレート上に分散されて、フィルタリングプレートに隣接する２つの上方サ
ブチャンバ本体と下方サブチャンバ本体とを連通させる。すべてのフィルタリングプレー
ト間には、少なくとも１枚のフィルタリングプレートがあり、当該少なくとも１枚のフィ
ルタリングプレートは、プラズマのシースの厚さの２倍以下の最大直径を有する通気孔を
含む。
【００１１】
通気孔は、フィルタリングプレート上に均一に分散される。
通気孔は、ウエハの表面上のそれぞれの領域間におけるプロセスずれに応じてフィルタ
リングプレート上に非均一に分散されるように配置される。
【００１２】
通気孔の分散密度はプロセスレートに基づいて設定される。
各々の通気孔は貫通孔、円錐穴または段差のある孔を含む。
【００１３】
各々の通気孔は貫通孔であって、０．２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の直径を有する。
各々の通気孔は、円錐穴または段差のある孔を含み、２０ｍｍ以下の最大直径と、０．
２ｍｍ以上の最小直径とを含む。
【００１４】
フィルタリングプレートは、絶縁材料で、または表面が絶縁材料でめっきされた金属で
作られている。
【００１５】
フィルタリングプレートは、２ｍｍ〜５０ｍｍの範囲の厚さを有する。
加熱装置は、ウエハを加熱するために搬送ユニットの内部に配置される。
【００１６】
搬送ユニットは、静電気引力によってウエハを固定するように構成された静電チャック
を含む。加熱装置は静電チャックにおいて構築される。
【００１７】
保護層は、チャンバ本体の内面上に配置され、絶縁材料で作られている。
ライナーは、チャンバ本体の側壁の内側に配置され、絶縁材料で、または表面が絶縁材
料でめっきされた金属で作られている。
【００１８】
上カバーはドーム構造であって、絶縁材料で作られている。
上カバーは上部が閉じられたバレル状構造であって、絶縁材料で作られている。
【００１９】
ファラデーシールド部は、バレル状の上カバーの側壁の内側に配置され、金属で、また
は表面が導電性材料でめっきされた絶縁材料で作られている。
【００２０】
ファラデーシールド部を軸方向に沿って貫通する少なくとも１つのスリットが、ファラ
デーシールド部の側壁上に配置される。
【００２１】
プレクリーニングチャンバはさらに、インダクタンスコイルと、当該インダクタンスコ
イルに電気的に順に接続された無線周波数整合装置および無線周波数電源とを含む。イン
ダクタンスコイルは上カバーの側壁の外側を囲むように配置され、１つ以上の巻回を有し
、これら複数の巻回は、同じ直径を有するか、または、上から下へと徐々に大きくなる直
径を有する。無線周波数電源は、インダクタンスコイルに無線周波数電力を供給するよう
に構成される。
【００２２】
別の技術的解決策として、本発明は、本発明によって提供される上述のプレクリーニン
グチャンバを含む半導体処理装置を提供する。
【００２３】
本発明は以下の有利な効果を有する。
本発明において提供されるプレクリーニングチャンバにおいては、イオンフィルタリン
グユニットがチャンバ本体の内部において搬送ユニットの上方に配置される。これにより
、プレクリーニングプロセス中に、イオンフィルタリングユニットが、イオンフィルタリ
ングユニットの上側から搬送ユニットへと移動するプラズマ中のイオンをフィルタリング
し、フリーラジカル、原子および分子だけが搬送ユニット上に配置されたウエハの表面に
到達し、これにより、ウエハ上の中間層媒体として機能する低ｋ材料に対するプラズマ中
のイオンによる悪影響を防止し、製品性能を向上させる。さらに、プラズマが、イオンフ
ィルタリングユニットを通過した後にもはやイオンを含んでおらず、かつ粒子拡散によっ
てのみウエハの表面に到達することができるので、ウエハに対してバイアス電圧を加える
必要がなくなり、このため、バイアス装置、たとえばバイアス電源および整合装置などが
省かれるため、生産コストが低下するだろう。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によって提供される半導体処理装置は、ウエハ上の中間層媒体として機能する低
ｋ材料に対するプラズマ中のイオンによる悪影響を防ぎ、本発明によって提供されるプレ
クリーニングチャンバを用いることによって製品性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本願で用いられるプレクリーニングチャンバの構造を示す概略図である。
【図２Ａ】本発明の第１の実施形態に従ったプレクリーニングチャンバの構造を示す    概略図である。
【図２Ｂ】図２Ａにおけるフィルタリングプレートを示す上面図である。
【図２Ｃ】図２Ａにおけるフィルタリングプレートのそれぞれの通気孔を示す軸方向    図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に従った別のプレクリーニングチャンバの構造を示    す概略図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に従ったプレクリーニングチャンバの構造を示す概    略図である。
【図５】図４におけるファラデーシールド部を示す径方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
実施形態の詳細な説明
当業者が本発明の技術的解決策をよりよく理解できるようにするために、本発明によっ
て提供されるプレクリーニングチャンバおよび半導体処理装置を、以下において、添付の
図面に関連付けてさらに詳細に説明する。
【００２７】
図２Ａは、本発明の第１の実施形態に従ったプレクリーニングチャンバの構造を示す概
略図である。図２Ａを参照して、プレクリーニングチャンバは、チャンバ本体２１、上カ
バー２２、搬送ユニット２３、インダクタンスコイル２５、無線周波数整合装置２６、お
よび無線周波数電源２７を含む。上カバー２２は、チャンバ本体２１の上に配置され、ド
ーム構造であり、セラミックまたは石英などの絶縁材料で作られている。搬送ユニット２
３は、チャンバ本体２１の内部において底部付近の位置に配置され、ウエハを搬送するよ
うに構成される。インダクタンスコイル２５は、上カバー２２の側壁の外側を囲むように
配置され、無線周波数整合装置２６を介して電気的に無線周波数電源２７と接続される。
無線周波数電源２７は、インダクタンスコイル２５に無線周波数電力を供給し、チャンバ
本体２１内の反応ガスを励磁させて、プラズマを生成するように構成される。無線周波数
電源２７は、４００ＫＨｚ、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、４０ＭＫｚ、６０ＭＨｚまた
は１００ＭＨｚの周波数を有する。
【００２８】
さらに、イオンフィルタリングユニットは、チャンバ本体２１内部において搬送ユニッ
ト２３の上方に設けられ、プラズマがイオンフィルタリングユニットの上側から搬送ユニ
ットの方に移動すると、プラズマ中のイオンをフィルタリングするように構成される。イ
オンフィルタリングユニットの構造および機能を以下において詳細に記載する。特に、実
施形態においては、イオンフィルタリングユニットはフィルタリングプレート２４を含む
。当該フィルタリングプレート２４は、絶縁材料で、または、表面が絶縁材料でめっきさ
れた金属で作られている。絶縁材料はたとえばセラミックまたは石英を含み、フィルタリ
ングプレート２４は、２ｍｍ〜５０ｍｍの範囲の厚さを有する。さらに、フィルタリング
プレート２４は、チャンバ本体２１内部の空間を、上方サブチャンバ本体２１１と下方サ
ブチャンバ本体２１２とに分割し、搬送ユニット２３は、下方サブチャンバ本体２１２内
部に配置され、好ましくはフィルタリングプレート２４と搬送ユニット２３との間の垂直
間隔は２０ｍｍよりも大きい。
【００２９】
複数の通気孔２４１が、上方サブチャンバ本体２１１を下方サブチャンバ本体２１２と
連通させるために、フィルタリングプレート２４上に分散される。複数の通気孔２４１は
、図２Ｂに示されるように、フィルタリングプレート２４上に均一に分散されてもよい。
実際の適用例においては、通気孔は、フィルタリングプレート２４上に非均一に分散され
てもよい。たとえば、通気孔２４１の局所的な分散密度は、ウエハの表面上のそれぞれの
領域間のプロセスずれに従って適切に調整されて、ウエハの表面上のそれぞれの領域に対
応する位置でプラズマの密度を変更し、これにより、プロセス均一性を向上させてもよい
。加えて、通気孔２４１の全体的な分散密度はプロセスレートに従って設定されてもよい
。すなわち、所要のプロセスレートが比較的高い場合、通気孔２４１の分散密度をそれに
応じて大きくして、プラズマが通気孔２４１を迅速に通過するようにしてもよい。所要の
プロセスレートが比較的低い場合、通気孔２４１の分散密度をそれに応じて低減させても
よい。
【００３０】
実施形態においては、各々の通気孔２４１は貫通孔であって、プラズマのシースの厚さ
の２倍以下の直径を有する。好ましくは、貫通孔は０．２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の直径を
有する。いわゆるプラズマのシースは、プラズマ境界とチャンバ内のチャンバ壁との間に
形成された無誘導性中性領域を指す。プレクリーニングプロセス中、無線周波数電源２７
は、無線周波数電力をインダクタンスコイル２５に供給して、上方サブチャンバ本体２１
１内部においてプラズマを生成する。プラズマは搬送ユニット２３に向かって拡散するだ
ろう。プラズマがフィルタリングプレート２４の通気孔２４１を通過すると、各々の通気
孔２４１の最大直径がプラズマのシースの厚さの２倍以下であるので、プラズマ中のイオ
ンが再結合され、さらに、通気孔２４１の空間が狭いことにより原子などの形状に変換さ
せることができる。このため、通気孔を通過するプラズマはもはやイオンを含んでおらず
、フリーラジカル、原子、分子などしか含んでおらず、これらのフリーラジカル、原子お
よび分子は、下方サブチャンバ本体２１２に入った後、エッチングが行なわれるべき搬送
ユニット２３上のウエハの表面に到達するまで、下方向に拡散し続けることとなる。この
ように、フィルタリングプレート２４はプラズマ中のイオンを「フィルタリング」するこ
とにより、ウエハ上において中間層媒体として機能する低ｋ材料に対するプラズマ中のイ
オンによる悪影響を防ぎ、製品性能を向上させるように構成される。
【００３１】
実施形態においては、ライナー２８は、チャンバ本体２１の側壁の内側に配置され、絶
縁材料で、または表面が絶縁材料でめっきされた金属で作られており、絶縁材料はセラミ
ック、石英などを含む。ライナー２８があることで、チャンバ本体２１の側壁がプラズマ
によってエッチングされるのを防止して、チャンバ本体２１の耐用年数および保全性を向
上させるだけではなく、プラズマ中のフリーラジカルの作用も調整され得る。実際の適用
例においては、絶縁材料で作られた保護層が、チャンバ本体２１の内面上に配置されても
よく、たとえば、酸化処理がチャンバ本体２１の内面上で実行されてもよい。
【００３２】
実施形態においては、搬送ユニット２３は、静電引力によってウエハを固定するための
静電チャックを含み、加熱装置２９が、ウエハを加熱するために静電チャックにおいて構
築される。加熱装置２９があることで、プラズマとウエハの表面との間の反応の作用を増
大させて、プロセスレートを向上させ得る。好ましくは、加熱装置２９は、１００℃〜５
００℃の範囲の加熱温度と、５Ｓ〜６０Ｓの範囲の加熱時間とを有する。実際の適用例に
おいては、搬送ユニットは、ウエハを搬送するための基台であってもよく、加熱装置２９
は基台の内部に配置される。
【００３３】
実施形態においては、各々の通気孔２４１が貫通孔であり、本発明がこれに限定されず
、実際の適用例においては、各々の通気孔は図２Ｃに示されるような断面を有し得ること
が指摘されるはずである。通気孔は円錐穴であってもよく、その直径は上から下に向かっ
て徐々に拡径または縮径されてもよく、通気孔は段差のある孔であってもよく、その軸方
向断面は、上方端部における直径が大きく、下方端部における直径が小さくてもよく、ま
たは、上方端部における直径が小さく、下方端部における直径が大きくてもよく、または
、中間部における直径がより大きく、２つの端部における直径が小さくてもよく、または
、中間における直径が小さくてもよく、２つの端部における直径が大きくてもよい。好ま
しくは、円錐穴または段差のある孔の最大直径は２０ｍｍ以下であり、円錐穴または段差
のある孔の最小直径は０．２ｍｍ以上である。当然、プラズマ中のイオンをフィルタリン
グすることができるのであれば、他の如何なる構造を有する通気孔が用いられてもよい。
【００３４】
以下のことがさらに指摘されるはずである。すなわち、実施形態においては、イオンフ
ィルタリングユニットは１枚のフィルタリングプレートを含み、本発明はこれに限定され
ず、実際の適用例においては、図３に示されるとおり、イオンフィルタリングユニットは
、垂直方向に沿って間隔を空けて配置されたＮ個のフィルタリングプレート２４を含んで
もよく、Ｎは１よりも大きい整数であり、フィルタリングプレート２４は、チャンバ本体
２１の内部の空間を、上から下へと順に並んだ上方サブチャンバ本体２１１とＮ−１個の
中間サブチャンバ本体２１３と下方サブチャンバ本体２１２とに分割し、好ましくは、一
番下のフィルタリングプレートと搬送ユニット２３との間の垂直方向の間隔は２０ｍｍよ
りも大きい。さらに、複数の通気孔２４１が各々のフィルタリングプレート２４上に分散
されて、フィルタリングプレート２４に隣接した２つの上方サブチャンバ本体と下方サブ
チャンバ本体とを連通させる。すべてのフィルタリングプレート２４間には、通気孔２４
１を含む少なくとも１枚のフィルタリングプレート２４が存在し、通気孔２４１の最大直
径はプラズマのシースの厚さの２倍以下である。複数のフィルタリングプレート２４があ
る場合、プラズマ中のイオンをフィルタリングすることができるという前提であれば、そ
れぞれのフィルタリングプレート２４の厚さを適度に薄くしてもよい。
【００３５】
以下のことがさらに指摘されるはずである。すなわち、実際の適用例においては、フィ
ルタリングプレートは、チャンバ本体の内部に以下のように固定されてもよい。フランジ
が、チャンバ本体の内側壁上における対応する位置に配置され、フィルタリングプレート
の下面の端部領域は、接続部を部分的に重ねることによって、またはネジ接続によってフ
ランジの上面に固定されてもよい。
【００３６】
以下のことがさらに指摘されるはずである。すなわち、実際の適用例においては、イン
ダクタンスコイルが１つ以上の巻回を有してもよく、上方サブチャンバ本体２１１におけ
るプラズマの分散に応じて、これら１つ以上の巻回は同一の直径を有するか、または上か
ら下へと徐々に大きくなる直径を有してもよい。
【００３７】
図４は、本発明の第２の実施形態に従ったプレクリーニングチャンバの構造を示す概略
図である。図４を参照すると、第２の実施形態と上述の第１の実施形態との間の主要な差
は上カバーの構造にある。これ以外に、第２の実施形態における他の構造は、第１の実施
形態の構造と同じであるので、その説明はこの明細書中では詳細にはなされない。
【００３８】
この実施形態によって提供されるプレクリーニングチャンバの上カバーを以下において
詳細に説明する。特に、上カバー３０は、セラミックまたは石英などの絶縁材料で作られ
た上蓋３０１を有するバレル状構造である。いわゆるバレル状構造とは、上カバー３０の
側壁を囲むことによって形成された閉鎖型円周を有する円筒を指している。上カバー３０
は、上部における上蓋３０１によって閉じられる。すなわち、上カバー３０はバケツをひ
っくり返したものに似ている。ドーム構造の上カバーと比べて、バレル状構造の上カバー
３０は容易に製造できる。このため、上カバーの生産コストが削減され、さらに、プレク
リーニングチャンバの生産および使用コストが削減される。
【００３９】
さらに、ファラデーシールド部３１は、バレル状構造の上カバー３０の側壁の内側に配
置され、金属でできているか、または表面が導電性材料でめっきされた絶縁材料でできて
いる。絶縁材料はセラミック、石英などを含む。ファラデーシールド部３１があることで
、電磁界がシールドされて、上方サブチャンバ本体２１１上におけるプラズマの侵食を減
らし、上方サブチャンバ本体２１１の使用期間を延ばすだけではなく、チャンバの清掃が
容易になってチャンバの使用コストも削減される。ファラデーシールド部３１が浮遊電位
にあることを確実にするために、ファラデーシールド部３１の高さが上カバー３０の側壁
よりも低いこと、ならびに、ファラデーシールド部３１の上方端部および下方端部が上蓋
３０１およびチャンバ本体２１に接していないことが確実にされるべきであることが容易
に理解される。
【００４０】
好ましくは、軸方向に沿ったファラデーシールド部３１を貫通する１つのスリット３１
１が、図５に示されるように、ファラデーシールド部３１の側壁上に配置され、ファラデ
ーシールド部３１は、スリット３１１で完全に分離される。すなわち、ファラデーシール
ド部３１は不連続なバレルとなっており（すなわち、ファラデーシールド部３１の円周が
閉じられておらず）、ファラデーシールド部３１の渦電流損失および加熱を有効に防ぐよ
うにする。
【００４１】
別の技術的解決策として、本発明は、上述の実施形態のうちのいずれか１つにおいて提
供されるプレクリーニングチャンバを含む半導体処理装置を提供する。
【００４２】
本発明によって提供される半導体処理装置は、ウエハ上の中間層媒体として機能する低
ｋ材料に対するプラズマ中のイオンによる悪影響を防ぎ、上述の実施形態のうちのいずれ
か１つにおいて提供されるプレクリーニングチャンバを用いることによって、製品性能を
向上させることができる。
【００４３】
上述の実施形態が、本発明の原理を例示するために採用された例示的な実施形態にすぎ
ず、本発明がそれらに限定されないことが理解されるはずである。当業者にとって、さま
ざまな変形例および改善例は、本発明の精神および実体から逸脱することなく実施可能で
あり、これらの変形例および改善例も本発明の保護範囲にあると見なされる。
【図１】
2018117137.tif 000003
【図２Ａ】
2018117137.tif 000004
【図２Ｂ】
2018117137.tif 000005
【図２Ｃ】
2018117137.tif 000006
【図３】
2018117137.tif 000007
【図４】
2018117137.tif 000008
【図５】
2018117137.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月23日(2018.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ本体、上カバーおよび搬送ユニットを含むプレクリーニングチャンバであって、前記上カバーは前記チャンバ本体の上に配置され、前記搬送ユニットは、前記チャンバ本体の内部において底部付近の位置に配置され、ウエハを搬送するように構成され、
イオンフィルタリングユニットが、前記チャンバ本体の内部において前記搬送ユニットの上方に配置され、プラズマが前記イオンフィルタリングユニットの上側から前記搬送ユニットの方に移動するとプラズマ中のイオンをフィルタリングするように構成され、
前記イオンフィルタリングユニットは、前記チャンバ本体の内部の空間を上方サブチャンバ本体と下方サブチャンバ本体とに分割する少なくとも１つのフィルタリングプレートを含み、
前記少なくとも１つのフィルタリングプレートは、前記上方サブチャンバ本体を前記下方サブチャンバ本体と連通させる複数の分散された通気孔を含み、
前記上方サブチャンバ本体から前記下方サブチャンバ本体へと移動するプラズマ中のイオンが、前記イオンフィルタリングユニットを通過する際にフィルタリングされて、フリーラジカル、原子、分子だけが前記搬送ユニット上に位置するウエハの表面に到達するように、各々の通気孔の最大直径は、設定され、
前記フィルタリングプレートは、絶縁材料で、または表面が絶縁材料でめっきされた金属で作られ、
ライナーが、前記チャンバ本体の側壁の内側に配置され、絶縁材料で、または表面が絶縁材料でめっきされた金属で作られている、プレクリーニングチャンバ。
【請求項２】
各々の通気孔の最大直径は、プラズマのシースの厚さの２倍以下である、請求項１に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項３】
前記イオンフィルタリングユニットは、垂直方向に沿って間隔を空けて配置されたＮ個のフィルタリングプレートを含み、Ｎは１よりも大きい整数であり、前記フィルタリングプレートは、前記チャンバ本体の内部の空間を、上から下へと順に、上方サブチャンバ本体とＮ−１個の中間サブチャンバ本体と下方サブチャンバ本体とに分割し、
複数の通気孔が各々のフィルタリングプレート上に分散されて、前記フィルタリングプレートに隣接する２つの上方サブチャンバ本体と下方サブチャンバ本体とを連通させる、請求項１に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項４】
前記通気孔は前記フィルタリングプレート上に均一に分散される、請求項２または３に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項５】
前記通気孔は、前記ウエハの表面上のそれぞれの領域間におけるプロセスずれに応じて前記フィルタリングプレート上に不均一に分散されるように配置される、請求項２または３に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項６】
前記通気孔の分散密度は前記プロセスレートに基づいて設定される、請求項２または３に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項７】
各々の通気孔は貫通孔、円錐孔または段差のある孔を含む、請求項２または３に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項８】
各々の通気孔は貫通孔であって、０．２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の直径を有する、請求項２または３に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項９】
各々の通気孔は、円錐孔または段差のある孔を含み、２０ｍｍ以下の最大直径と、０．２ｍｍ以上の最小直径とを有する、請求項２または３に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項１０】
前記フィルタリングプレートは２ｍｍ〜５０ｍｍの範囲の厚さを有する、請求項２または３に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項１１】
前記ウエハを加熱するために、加熱装置が前記搬送ユニットの内部に配置される、請求項１に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項１２】
前記搬送ユニットは、静電気引力によって前記ウエハを固定するように構成された静電チャックを含み、
前記加熱装置は前記静電チャックにおいて構築される、請求項１１に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項１３】
保護層は、前記チャンバ本体の内面上に配置され、絶縁材料で作られている、請求項１に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項１４】
前記上カバーはドーム構造であって、絶縁材料で作られている、請求項１に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項１５】
前記上カバーは上部が閉じられたバレル状構造であり、絶縁材料で作られている、請求項１に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項１６】
ファラデーシールド部は、バレル状の上カバーの側壁の内側に配置され、金属で、または表面が導電性材料でめっきされた絶縁材料で作られている、請求項１５に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項１７】
前記ファラデーシールド部を軸方向に沿って貫通する少なくとも１つのスリットが、前記ファラデーシールド部の側壁上に配置される、請求項１６に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項１８】
前記プレクリーニングチャンバはさらに、インダクタンスコイルと、前記インダクタンスコイルに順に電気的に接続された無線周波数整合装置および無線周波数電源とを含み、
前記インダクタンスコイルは前記上カバーの側壁の外側を囲むように配置され、１つ以上の巻回を有し、前記１つ以上の巻回は、同じ直径を有するか、または、上から下へと徐々に大きくなる直径を有し、
前記無線周波数電源は、前記インダクタンスコイルに無線周波数電力を供給するように構成される、請求項１４または１５に記載のプレクリーニングチャンバ。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれか１項に記載のプレクリーニングチャンバを含む半導体処理装置。
【外国語明細書】
2018117137000001.pdf