(57)【要約】【課題】静電チャックとフォーカスリングとの間に介在するシーリング部材のバーニングを防止可能なギャップ発生防止構造を提供する。【解決手段】プラズマ処理装置は、その内部にプラズマ雰囲気が形成されるチャンバと、前記チャンバの上端に設けられる上部電極と、前記チャンバの下端に設けられて下部電極を有し、その上面にウエハＷが置かれる静電チャック２００と、静電チャック２００の外側部に配置されるリングと、静電チャック２００と前記リングとの間の空間を外部から隔離するギャップ防止部４００を備える。この装置によると、静電チャックとフォーカスリングとの間に介在するシーリング部材のバーニングを防止し、また、静電チャックとフォーカスリングとの間に形成される空間にエッチング後のポリマーまたは副産物が積もることを防止することができる。【選択図】  図３
2008172240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャックと、
前記チャックの外側部に配置されるリングと、
前記チャックと前記リングとの間の空間を外部から隔離するギャップ防止部と、
を含むことを特徴とするギャップ発生防止構造。
【請求項２】
前記チャックはその外側周りに第１段差面と第２段差面からなる段差部が形成され、
前記リングは前記段差部に配置され、
前記チャックと前記リングとの間の空間は、前記リングの内周面と前記第１段差面との間に形成される第１空間と、前記リングの底面と前記第２段差面との間に形成される第２空間とを有することを特徴とする請求項１に記載のギャップ発生防止構造。
【請求項３】
前記ギャップ防止部は、
前記チャックの第１段差面と密着されるように前記リングから所定長さに延長されて前記第１空間を外部から密閉する第１延長部と、
前記チャックの第２段差面と密着されるように前記リングから所定長さに延長されて前記第２空間を外部から密閉する第２延長部と、
を有することを特徴とする請求項２に記載のギャップ発生防止構造。
【請求項４】
前記チャックの第１段差面には前記第１延長部が嵌合して結合される第１結合溝が形成され、
前記チャックの第２段差面には前記第２延長部が嵌合して結合される第２結合溝がさらに形成されることを特徴とする請求項３に記載のギャップ発生防止構造。
【請求項５】
前記ギャップ防止部は、
前記リングの内周面と密着されるように前記チャックから所定長さに延長されて前記第１空間を外部から密閉する第１’延長部と、
前記リングの底面と密着されるように前記チャックから所定長さに延長されて前記第２空間を外部から密閉する第２’延長部と、
を有することを特徴とする請求項２に記載のギャップ発生防止構造。
【請求項６】
前記リングの内周面には前記第１’延長部が嵌合して結合される第１’結合溝が形成され、
前記リングの底面には前記第２延長部が嵌合して結合される第２’結合溝がさらに形成されることを特徴とする請求項５に記載のギャップ発生防止構造。
【請求項７】
前記チャックと前記リングとの間の空間にはシーリング部材が介在されることを特徴とする請求項２に記載のギャップ発生防止構造。
【請求項８】
前記シーリング部材は、
前記リングの内周面に形成される第１溝に嵌合する第１シーリング部材と、
前記リングの底面に形成される第２溝に嵌合する第２シーリング部材と、
を備えることを特徴とする請求項７に記載のギャップ発生防止構造。
【請求項９】
前記シーリング部材は、
前記チャックの第１段差面に形成される第１’溝に嵌合する第１シーリング部材と、
前記チャックの第２段差面に形成される第２’溝に嵌合する第２シーリング部材と、
を備えることを特徴とする請求項７に記載のギャップ発生防止構造。
【請求項１０】
その内部にプラズマ雰囲気が形成されるチャンバと、
前記チャンバの上端に設けられる上部電極と、
前記チャンバの下端に設けられて下部電極を有し、その上面にウエハが安着される静電チャックと、
前記静電チャックの外側部に配置されるリングと、
前記静電チャックと前記リングとの間の空間を外部から隔離するギャップ防止部と、
を含むことを特徴とするギャップ発生防止構造を有するプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記静電チャックは、その外側周りに第１段差面と第２段差面からなる段差部が形成され、
前記リングは前記段差部に配置され、
前記静電チャックと前記リングとの間の空間は、
前記リングの内周面と前記第１段差面との間に形成される第１空間と、
前記リングの底面と前記第２段差面との間に形成される第２空間と、
を有することを特徴とする請求項１０に記載のギャップ発生防止構造を有するプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記リングは、その外径が前記静電チャックの外径よりも大きく、前記段差部に配置されるフォーカスリングであることを特徴とする請求項１１に記載のギャップ発生防止構造を有するプラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記静電チャックの外側部には、前記フォーカスリングの底部に位置するホルダリングをさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載のギャップ発生防止構造を有するプラズマ処理装置。
【請求項１４】
前記ギャップ防止部は、
前記静電チャックの第１段差面と密着されるように前記リングから所定長さに延長されて前記第１空間を外部から密閉する第１延長部と、
前記静電チャックの第２段差面と密着されるように前記リングから所定長さに延長されて前記第２空間を外部から密閉する第２延長部と、
を有することを特徴とする請求項１１に記載のギャップ発生防止構造を有するプラズマ処理装置。
【請求項１５】
前記ギャップ防止部は、前記ホルダリングの上面に密着されるように前記フォーカスリングの底面から所定長さに延長されて前記第２空間を外部から密閉させる第３延長部を有することを特徴とする請求項１４に記載のギャップ発生防止構造を有するプラズマ処理装置。
【請求項１６】
前記静電チャックの第１段差面には前記第１延長部が嵌合して結合される第１結合溝が形成され、
前記静電チャックの第２段差面には前記第２延長部が嵌合して結合される第２結合溝がさらに形成されることを特徴とする請求項１４に記載のギャップ発生防止構造を有するプラズマ処理装置。
【請求項１７】
前記ギャップ防止部は、
前記リングの内周面と密着されるように前記静電チャックから所定長さに延長されて前記第１空間を外部から密閉する第１’延長部と、
前記リングの底面と密着されるように前記静電チャックから所定長さに延長されて前記第２空間を外部から密閉する第２’延長部と、
を有することを特徴とする請求項１１に記載のギャップ発生防止構造を有するプラズマ処理装置。
【請求項１８】
前記リングの内周面には前記第１’延長部が嵌合して結合される第１’結合溝が形成され、
前記リングの底面には前記第２延長部が嵌合して結合される第２’結合溝がさらに形成されることを特徴とする請求項１７に記載のギャップ発生防止構造を有するプラズマ処理装置。
【請求項１９】
前記静電チャックと前記リングとの間の空間にはシーリング部材が介在されることを特徴とする請求項１１に記載のギャップ発生防止構造を有するプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマ処理装置に関し、より詳しくは、チャックとリングとの間の空間にポリマー蒸着を防止することができるギャップ発生防止構造及びこれを有するプラズマ処理装置（ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ  ＦＯＲ  ＰＲＯＴＥＣＴＩＮＧ  ＧＡＰ  ＦＯＲＭＡＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＰＬＡＳＭＡ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ  ＨＡＶＩＮＧ  ＴＨＥ  ＳＡＭＥ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体素子は、ウエハ上にフォトリソグラフィ、エッチング、エージング、拡散、化学気相蒸着、イオン注入及び金属蒸着などの工程を選択的に繰り返し行うことによって製造される。
【０００３】
上記のような半導体素子を製造するための工程中のエッチング工程は、湿式エッチング工程と乾式エッチング工程に区分される。
ここで、乾式エッチング工程はチャンバ内部に反応性ガスを供給して前記チャンバ内部にプラズマ状態を形成し、反応性イオンの化学的物理的反応を用いてウエハに形成された膜質をエッチングする工程である。
【０００４】
図１は、従来の乾式エッチング工程に用いられるプラズマ処理装置を示す断面図である。
図１を参照すると、従来のプラズマエッチング装置は、チャンバと、前記チャンバ内部に設けられ、膜質が上部に形成されたウエハが安着され、下部電極を有する静電チャックと、前記静電チャックの上部に位置されるように前記チャンバに設けられる上部電極と、前記チャンバの内部に反応性ガスを供給するガス供給部を有する。
【０００５】
したがって、前記チャンバはその内部に前記ガス供給部から反応性ガスが供給され、前記上部及び下部電極に外部の電源からＲＦ電源が印加されると、その内部にはプラズマ雰囲気が形成される。
特に、従来のプラズマ処理装置の静電チャックの外側部にはフォーカスリングが備えられる。前記フォーカスリングはＳｉ材質からなって、前記静電チャックの外側部を囲む。よって、前記フォーカスリングは前記静電チャックに安着されたウエハ上にプラズマの発生領域が均一に形成されることになる。
【０００６】
一方、前記フォーカスリングの周辺には複数のリングがさらに設けられる。これをさらに詳細に説明する。
図１に示すように、静電チャック２０はその外側周りに段差部を有する。フォーカスリング３０は前記段差部に設けられる。フォーカスリング３０の外側部には複数のリングが配置される。前記複数のリングは静電チャック２０の外側周りに配置され、フォーカスリング３０の底面部に配置されるホルダリング５０と、ホルダリング５０の外側部に配置されるアウターリングと、前記アウターリングの上部に配置され、前記フォーカスリングの外側部を囲むカバーリングで構成される。
【０００７】
ここで、ホルダリング５０とフォーカスリング３０の外周面との間とリングの間との空間には矢印に沿って流路であるギャップが形成される。前記ギャップはチャンバの内部における工程進行後のガスが排気される排気流路である。
【０００８】
これに加えて、前記プラズマ処理装置のうち、ＴＥＬ社のＭｅ＿ＳＣＣＭ装置はフォーカスリング３０の熱伝導率を向上させるように、静電チャック２０とフォーカスリング３０との間に介在されるＳｉ材質のラバー３１を有する。
【０００９】
ラバー３１は図１に示すように、フォーカスリング３０の底面と静電チャック２０の段差部に介在される。
このような構成を有する従来のプラズマ処理装置の作用を説明する。
【００１０】
図１を参照すると、図面に示してないが、外部電源は上部及び下部電極にＲＦ電源を印加する。ガス供給部は反応性ガスをチャンバの内部に供給する。よって、前記チャンバの内部に供給された反応性ガスはチャンバの内部においてプラズマとして形成される。前記プラズマの反応イオンはウエハの磁気バイアス電位によってウエハＷに引き込まれ、前記引き込まれた反応イオンはウエハＷ上に形成された膜質をエッチングする。
【００１１】
このとき、前記反応イオンは互いに接しているフォーカスリング３０の内周面と静電チャック２０の外周面をエッチングして、フォーカスリング３０の内周面と静電チャック２０の外周面との間に隙間Ｂを発生させる。よって、従来では隙間Ｂに流入された反応イオンは図１に示した矢印方向の流路に沿って流入されて静電チャック２０の段差部に設けられたラバー３１をバーニングするという問題点がある。
【００１２】
また、エッチングした後の反応イオンは、前記矢印に沿う流路を経由してチャンバの外部に排気される。このとき、従来では高温に形成された前記反応後の反応イオンは上記のようにラバー３１をバーニングするという問題点がある。
【００１３】
さらに、従来では、前記反応イオンによりウエハＷの膜質がエッチングされる際に発生するポリマーＰまたは副産物が隙間Ｂに積もったり、前記矢印に沿う流路の内部に流入されて積もったりするという問題点もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、本発明は上記のような問題点を解決するために案出したものであって、本発明の第１目的は、静電チャックとフォーカスリングとの間に介在されるシーリング部材のバーニングを防止することが可能なギャップ発生防止構造及びこれを有するプラズマ処理装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の第２目的は、静電チャックとフォーカスリングとの間に形成される空間にエッチングの後のポリマーまたは副産物が積もることを防止することが可能なギャップ発生防止構造及びこれを有するプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上記の目的を達成するためにギャップ発生防止構造を提供する。
前記ギャップ発生防止構造は、チャックと、前記チャックの外側部に配置されるリングと、前記チャックと前記リングとの間の空間を外部から隔離するギャップ防止部とを含む。
【００１７】
ここで、前記チャックは、その外側周りに第１段差面と第２段差面からなる段差部が形成され、前記リングは前記段差部に配置され、前記チャックと前記リングとの間の空間は前記リングの内周面と前記第１段差面との間に形成される第１空間と、前記リングの底面と前記第２段差面との間に形成される第２空間とを有することが好ましい。
【００１８】
また、前記ギャップ防止部は、前記チャックの第１外面と密着されるように前記リングから所定長さに延長されて前記第１空間を外部から密閉する第１延長部と、前記チャックの第２外面と密着されるように前記リングから所定長さに延長されて前記第２空間を外部から密閉する第２延長部とを有することが好ましい。
【００１９】
また、前記チャックの第１外面は前記第１延長部が嵌合して結合される第１結合溝で、前記チャックの第２外面は前記第２延長部が嵌合して結合される第２結合溝とすることができる。
一方、前記ギャップ防止部は前記リングの第１外面と密着されるように前記チャックから所定長さに延長されて前記第１空間を外部から密閉する第１’延長部と、前記リングの第２外面と密着されるように前記チャックから所定長さに延長されて前記第２空間を外部から密閉する第２’延長部を有することもできる。
【００２０】
ここで、前記リングの第１外面は前記第１’延長部が嵌合して結合される第１’結合溝であり、前記リングの第２面は前記第２延長部が嵌合して結合される第２’結合溝とすることができる。
一方、前記チャックと前記リングとの間の空間にはシーリング部材が介在されることが好ましい。
【００２１】
ここで、前記シーリング部材は前記リングの内周面と前記リングの底面のそれぞれに形成される第１溝に嵌合して配置されることが好ましい。
また、前記シーリング部材は前記チャックの第１段差面と前記チャックの第２段差面のそれぞれに形成される第２溝に嵌合して配置されることもできる。
【００２２】
本発明は上記の目的を達成するためにギャップ発生防止構造を有するプラズマ処理装置を提供する。
前記プラズマ処理装置は、その内部にプラズマ雰囲気が形成されるチャンバと、前記チャンバの上端に設けられる上部電極と、前記チャンバの下端に設けられて下部電極とを有し、その上面にウエハが安着される静電チャックと、前記静電チャックの外側部に配置されるリングと、前記チャックと前記リングとの間の空間を外部から隔離するギャップ防止部とを含む。
【００２３】
ここで、前記静電チャックは、その外側周りに第１段差面と第２段差面からなる段差部を有し、前記リングは前記段差部に配置され、前記静電チャックと前記リングとの間の空間は前記リングの内周面と前記第１段差面との間に形成される第１空間と、前記リングの底面と前記第２段差面との間に形成される第２空間とを有することが好ましい。
【００２４】
ここで、前記リングは、その外側部が前記静電チャックの外径よりも大きい外径を有し、前記段差部に配置されるフォーカスリングであることが好ましい。
そして、前記静電チャックの外側部には前記フォーカスリングの底部に位置されるホルダリングをさらに備えることが好ましい。
【００２５】
また、前記ギャップ防止部は、前記静電チャックの第１外面と密着されるように前記リングから所定長さに延長されて前記第１空間を外部から密閉する第１延長部と、前記静電チャックの第２外面と密着されるように前記リングから所定長さに延長されて前記第２空間を外部から密閉する第２延長部を有することが好ましい。
【００２６】
また、前記ギャップ防止部は、前記ホルダリングの上面と前記静電チャックの第３面と密着されるように前記フォーカスリングの底部から所定長さに延長されて前記第２空間を外部から密閉する第３延長部とを有することもできる。
さらに、前記静電チャックの第１外面は前記第１延長部が嵌合して結合される第１結合溝であり、前記静電チャックの第２外面は前記第２延長部が嵌合して結合される第２結合溝とすることができる。
【００２７】
一方、前記ギャップ防止部は、前記リングの第１外面と密着されるように前記静電チャックから所定長さに延長されて前記第１空間を外部から密閉する第１’延長部と、前記リングの第２外面と密着されるように前記静電チャックから所定長さに延長されて前記第２空間を外部から密閉する第２’延長部とを有することもできる。
【００２８】
ここで、前記ギャップ防止部は、前記フォーカスリングの底面と前記静電チャックの第３面と密着されるように前記ホルダリングの上端から所定長さに延長されて前記第２空間を外部から密閉する第３’延長部を有することもできる。
また、前記リングの第１外面は前記第１’延長部が嵌合して結合される第１’結合溝であり、前記リングの第２外面は前記第２延長部が嵌合して結合される第２’結合溝とすることができる。
【００２９】
そして、前記静電チャックと前記リングとの間の空間にはシーリング部材が介在されることが好ましい。
ここで、前記シーリング部材は前記リングの内周面と前記リングの底面それぞれに形成される第１溝に嵌合して配置されることができる。
【００３０】
また、前記シーリング部材は前記チャックの第１段差面と前記チャックの第２段差面のそれぞれに形成される第２溝に嵌合して配置されることもできる。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明は静電チャックとフォーカスリングとの間に介在されるシーリング部材のバーニングを防止することができる。
【００３１】
また、本発明は、静電チャックとフォーカスリングとの間に形成される空間に多重のシーリングポイントを形成することで、チャンバの内部に形成される反応イオンとポリマー等が前記空間に浸透されて蒸着されることを簡単に防止することができる。
【００３２】
また、本発明は、静電チャックまたはフォーカスリングに形成された延長部を静電チャックまたはフォーカスリングに形成された結合溝に嵌合して固定されるようにすることで、静電チャックでのフォーカスリングの捩れを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、添付の図面を参照して本発明のギャップ発生防止構造及びこれを有するプラズマ処理装置の実施形態を説明する。
図２は、本発明のギャップ発生防止構造を有するプラズマ処理装置を示す断面図である。
【００３４】
図２を参照すると、本発明のギャップ発生防止構造を有するプラズマ処理装置は、その内部にプラズマ雰囲気が形成されるチャンバ１００を備える。チャンバ１００はその内部に上部電極１１０と静電チャック２００を備える。上部電極１１０はチャンバ１００の内部上端に設けられる。静電チャック２００はその内部に下部電極１２０と外部から電源を印加して所定温度に加熱されるヒータ１３０を備える。膜質が形成されたウエハＷは静電チャック２００の上面に安着される。
【００３５】
そして、図３を参照すると、静電チャック２００はその外側部に配置されるフォーカスリング３００を備える。フォーカスリング３００は静電チャック２００の外側周りに形成された段差部２１０に配置される。
図４を参照すると、静電チャック２００の段差部２１０は、フォーカスリング３００の内周面３０１に対向する第１段差面２１１と、第１段差面２１１と垂直をなしてフォーカスリング３００の底面３０２に対向する第２段差面２１２を有する。第１段差面２１１と第２段差面２１２は互いに垂直をなす。
【００３６】
したがって、フォーカスリング３００の内周面３０１は第１段差面２１１に対向するように位置し、その底面３０２は第２段差面２１２に対向するように位置する。このとき、フォーカスリング３００の内周面３０１と静電チャック２００の第１段差面２１１との間には第１空間Ｓ１が形成される。フォーカスリング３００の底面３０２と静電チャック２００の第２段差面２１２との間には第２空間Ｓ２が形成される。
【００３７】
ここで、図３に示したように、フォーカスリング３００の最外郭の外径は静電チャック２００の最外郭の外径よりも大きい外径を有する。よって、フォーカスリング３００の外側部は静電チャック２００の外側周りから突出する。
【００３８】
次に、本発明によるギャップ防止部４００を説明する。
図３を参照すると、ギャップ防止部４００は静電チャック２００の第１段差面２１１と密着されるようにフォーカスリング３００の内周面３０１から所定長さに突出した第１延長部４１０と、静電チャック２００の第２段差面２１２と密着されるようにフォーカスリング３００の底面３０２から所定長さに突出した第２延長部４２０とを有する。よって、第１延長部４１０と第２延長部４２０は第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２を外部から密閉させることができる。
【００３９】
また、図４を参照すると、静電チャック２００は、第１延長部４１０が嵌合する第１結合溝２１１ａと、第２延長部４２０が嵌合する第２結合溝２１２ａとを有することができる。第１結合溝２１１ａは静電チャック２００の第１段差面２１１の上端に形成され、第２結合溝２１２ａは静電チャック２００の第２段差面２１２に形成される。
【００４０】
一方、図６を参照すると、本発明によるギャップ防止部４００は、フォーカスリング３００の内周面３０１に密着されるように静電チャック２００の第１段差面２１１から所定長さに突出した第１’延長部４１０’と、フォーカスリング３００の底面３０２に密着されるように静電チャック２００の第２段差面２１２から所定長さに突出した第２’延長部４２０’を有することもできる。よって、第１’延長部４１０’と第２’延長部４２０’は第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２を外部から密閉させることができる構造である。
【００４１】
図７を参照すると、フォーカスリング３００は、第１’延長部４１０’が嵌合する第１’結合溝３１１ａと第２’延長部４２０’が嵌合する第２’結合溝３１２ａを有することもできる。第１’結合溝３１１ａはフォーカスリング３００の内周面３０１の上端に形成され、第２’結合溝３１２ａはフォーカスリング３００の底面３０２に形成されることができる。
【００４２】
一方、図４及び図７に示すように、フォーカスリング３００と静電チャック２００との間の空間、すなわち、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２には、第１シーリング部材３５１、第２シーリング部材３５２がそれぞれ介在されることができる。また、前記シーリング部材は図５及び図８に示すように、Ｏリング形状の第１’シーリング部材３５１’、第２’シーリング部材３５２’とすることもできる。シーリング部材３５１、３５２、３５１’及び３５２’はラバーからなることもでき、金属からなることもできる。
【００４３】
まず、図５を参照すると、フォーカスリング３００はシーリング部材３５１、３５２がそれぞれ嵌合する溝を有する。前記溝は第１溝３０１ａと第２溝３０２ａを有する。第１溝３０１ａはフォーカスリング３００の内周面３０１に形成され、第２溝３０２ａはフォーカスリング３００の底面３０２に形成されることができる。
【００４４】
また、図８を参照すると、静電チャック２００はシーリング部材３５１’、３５２’がそれぞれ嵌合する溝を有する。前記溝は第１’溝２０１ａと第２’溝２０２ａを有する。第１’溝２０１ａは静電チャック２００の第１段差面２１１に形成され、第２’溝２０２ａは静電チャック２００の第２段差面２１２に形成されることができる。
【００４５】
一方、図２に示したフォーカスリング３００の底部にはホルダリング５００がさらに配置される。ホルダリング５００の内周面は静電チャック２００の外周面と密着されることができる。
そして、フォーカスリング３００は、その底面３０２から所定長さに延長されてホルダリング５００の上面に密着される第３延長部４３０を備えることができる。よって、本発明によるギャップ防止部４００は第３延長部４３０をさらに備えることができる。そして、第２空間Ｓ２は第３延長部４３０とホルダリング５００の上面が互いに密着されるので外部から密閉されることができる。
【００４６】
一方、図３に示すように、ホルダリング５００の外側部にはクオーツからなるアウターリング５３０が配置される。アウターリング５３０の内周面とホルダリング５００の外周面との間には所定間隔の第１ギャップＧ１が形成されることができる。
【００４７】
そして、アウターリング５３０の上端にはフォーカスリング３００の外側部を囲むインナーカバーリング５１０が配置される。アウターリング５３０の内周面とフォーカスリング３００の外周面との間には所定間隔の第２ギャップＧ２が形成される。
【００４８】
第１ギャップＧ１と第２ギャップＧ２は互いに連結される流路とすることができる。前記流路はフォーカスリング３００の外部、すなわち、チャンバ１００の内部空間に露出することができる。前記流路は、チャンバ１００の内部空間に残存できる反応後のイオンがチャンバ１００の外部に排気される排気流路とすることができる。
【００４９】
これに加えて、アウターリング５３０の上端部にはインナーカバーリング５１０の外側部を囲むアウターカバーリング５２０が配置される。ここで、インナーカバーリング５１０の外周面とアウターリング５３０の上端面はアウターカバーリング５２０の内面と互いに密着することができる。
【００５０】
次は、上記のような構成を有する本発明のギャップ発生防止構造を有するプラズマ処理装置に対する作用及び効果を説明する。
図２を参照すると、図示しないガス供給部はプラズマ反応ガスを一定量にチャンバ１００の内部に供給する。それと共に、外部の電源供給部は上部電極１１０と下部電極１２０にＲＦ電源を印加する。そして、静電チャック２００の内部に内設されたヒータ１３０は外部から電源を印加して所定温度に加熱される。よって、チャンバ１００の内部にはプラズマ雰囲気が形成されるとともに所定温度に加熱される。
【００５１】
このとき、チャンバ１００の内部に形成された反応イオンはウエハＷ上に形成された膜質をエッチングする。ここで、フォーカスリング３００は静電チャック２００の外側部に配置され、前記反応イオンをウエハＷの上面に移動できるようにガイドすることができる。
【００５２】
また、上記のように、ウエハＷの膜質がエッチングされた後に、チャンバ１００の内部にはポリマー及び副産物が生成される。このようなポリマー及び副産物はアウターカバーリング５２０の外側部に流動してチャンバ１００の外部に排気されることができる。
【００５３】
ここで、図３に示すように、本発明によるフォーカスリング３００はその内周面３０１と底面３０２に所定長さに突出した第１延長部４１０、第２延長部４２０を備え、第１延長部４１０、第２延長部４２０は静電チャック２００の第１段差面２１１と第２段差面２１２の表面に密着される、よって、ウエハＷ上に移動する反応イオンは第１空間Ｓ１、第２空間Ｓ２に流入されないこともある。
【００５４】
より詳しくは、フォーカスリング３００の上端部と静電チャック２００の上端部に配置される第１延長部４１０が第１空間Ｓ１を外部から密閉する。よって、前記反応イオンが第１空間Ｓ１に流入されることを防止するだけでなく、フォーカスリング３００の上端部が反応イオンによって一部エッチングされることによって発生されるポリマーが第１空間Ｓ１に流入されて蒸着されることを防止することもできる。
【００５５】
また、第１空間Ｓ１には第１シーリング部材３５１が介在されるので、第１空間Ｓ１に微量の前記反応イオンとポリマーが流入されるとしても、前記流入された反応イオンとポリマーが第２空間Ｓ２に流動することを防止することができる。
【００５６】
また、図５に示すように、第１’シーリング部材３５１’は、フォーカスリング３００の内周面３０１に形成された第１溝３０１ａに嵌合して固定されるので、フォーカスリング３００の内周面３０１と静電チャック２００の第１段差面２１１との間におけるシーリングポイントの位置可変は最小化することができる。
【００５７】
そして、フォーカスリング３００の底面３０２に形成された第２延長部４２０は静電チャックの第２段差面２１２と密着されるので、第２空間Ｓ２を外部から密閉する。よって、前記反応イオンがホルダリング５００と第３延長部４３０との接触空間を介して第２空間Ｓ２に流入されることを防止することができる。
【００５８】
また、第１空間Ｓ２には第２シーリング部材３５２が介在されるので、第２空間Ｓ２に微量の前記反応イオンとポリマーが流入されるとしても、前記流入された反応イオンとポリマーが第１空間Ｓ１に流動することを防止することができる。
【００５９】
また、図５に示すように、第２’シーリング部材３５２’は、フォーカスリング３００の底面３０２に形成された第２溝３０２ａに嵌合して固定されるので、フォーカスリング３００の底面３０１と静電チャック２００の第２段差面２１２との間におけるシーリングポイントの位置可変は最小化することができる。
【００６０】
さらに、図２に示すように、フォーカスリング３００の底面３０１に形成された第３延長部４３０はホルダリング５００の上端部と密着される。また、第３延長部４３０の内側とホルダリング５００の上端にはラバーまたは金属材質からなった第３シーリング部材４５３がさらに介在される。
【００６１】
したがって、チャンバ１００の内部に生成され、排気流路を介して排気されるポリマー及び副産物は第３延長部４３０と第３シーリング部材４５３によってフォーカスリング３００の底面３０２とホルダリング５００の上端との間が密閉されるので、第２空間Ｓ２に流入されないこともできる。
【００６２】
以上、説明したように、本発明によるギャップ防止部４００は、３ヶ所のシーリングポイントを有する。すなわち、第１シーリングポイントは第１空間Ｓ１に位置される第１シーリング部材３５１の設置位置であり、第２シーリングポイントは第２空間Ｓ２に位置される第２シーリング部材３５２の設置位置であり、第３シーリングポイントはフォーカスリング３００の第３延長部４３０とホルダリング５００の上端との間に介在される第３シーリング部材３５３の設置位置である。
【００６３】
以上、前述では、フォーカスリング３００に形成された第１延長部４１０、第２延長部４２０、第３延長部４３０が静電チャック２００の第１段差面２１１と第２段差面２１２と、ホルダリング５００の上端面とそれぞれ密着され、第１空間Ｓ１、第２空間Ｓ２が外部から密閉される作用と、３ヶ所のシーリングポイント、すなわち、第１シーリング部材３５１と第２シーリング部材３５２と第３シーリング部材３５３が用意された位置におけるシーリングポイント位置可変が最小化する作用について説明した。
【００６４】
しかし、本発明によるギャップ防止部４００の第１延長部４１０、第２延長部４２０は、図２ないし図５に示すようにフォーカスリング３００に形成されることもできるが、静電チャック２００に形成されることもできる。これに対する具体的な実施形態を図６ないし図８を参照にして説明する。
【００６５】
図６を参照すると、静電チャック２００の第１段差面２１１から所定長さに突出した第１’延長部４１０’は段差部２１０に配置されたフォーカスリング３００の内周面３０１に密着される。よって、フォーカスリング３００の外部に形成された反応イオン及びポリマーは第１空間Ｓ１に簡単に流入することができない。
【００６６】
また、静電チャック２００の第２段差面２１２から所定長さに突出した第２’延長部４２０’は段差部２１０に配置されたフォーカスリング３００の底面３０２に密着することができる。よって、排気流路を介して排気されるポリマーは第２空間Ｓ２に簡単に流入することができない。
【００６７】
図７を参照すると、静電チャック２００に形成された第１’延長部４１０’はフォーカスリング３００の内周面に形成された第１’結合溝３１１ａに嵌合する。また、静電チャック２００の第２’延長部４２０’はフォーカスリング３００の底面３０２に形成された第２’結合溝３１２ａに嵌合する。よって、第１’結合溝３１１ａ、第２’結合溝３１２ａに第１’延長部４１０’、第２’延長部４２０’が嵌合することによって、第１空間Ｓ１、第２空間Ｓ２は外部から容易に密閉されることができる。
【００６８】
さらに、フォーカスリング３００は、静電チャック２００の外側部に配置されて静電チャック２００の上面を基準に側方または上下方に容易に流動することができない。
図７を参照すると、静電チャック２００の第１段差面２１１とフォーカスリング３００の内周面３０１との間には第１シーリング部材３５１が介在される。また、図８を参照すると、第１’シーリング部材３５１’は静電チャック２００の第１段差面２１１に形成された第１’溝２０１ａに嵌合する。よって、チャンバ１００の内部に形成された反応イオンは第１’延長部４１０’により第１空間Ｓ１に流入されることが防止できるが、微量の反応イオンが第１空間Ｓ１に流入された場合に、前記流入された反応イオンは第１シーリング部材３５１、第１’シーリング部材３５１’によって第２空間Ｓ２に流動されることを防止することができる。そして、第１’シーリング部材３５１’が第１’溝２０１ａに嵌合するので、第１’シーリング部材３５１’の位置は容易に固定することができる。
【００６９】
また、図７を参照すると、静電チャック２００の第２段差面２１２とフォーカスリング３００の底面３０２との間には第２シーリング部材３５２が介在される。また、図８に示すように、第２’シーリング部材３５２’は静電チャック２００の第２段差面２１２に形成された第２’溝２０２ａに嵌合する。よって、排気流路を介して排気されるポリマーは第２’延長部４２０’によって第２空間Ｓ２に流入されることが防止できるが、微量のポリマー第２空間に流入された場合に、前記流入されたポリマーは第２シーリング部材３５２、第２’シーリング部材３５２’によって第１空間Ｓ１に流動されることを防止することができる。そして、第２’シーリング部材３５２’が第２’溝２０２ａに嵌合するので、第２’シーリング部材３５２’の位置を容易に固定することができる。
【００７０】
また、排気流路を介して排気されるポリマーは、フォーカスリング３００の底面３０２から所定長さに延長されてホルダリング５００の上端と密着される第３延長部４３０によって第２空間Ｓ２に流入されることを防止することもできる。さらに、前記ポリマーは第３延長部４３０の内側に位置されてホルダリング５００の上端に配置される第３シーリング部材３５３によって第２空間Ｓ２に流入されることをさらに容易に防止することもできる。
【００７１】
一方、図３及び図６の第３延長部４３０は図示していないが、ホルダリング５００の上端部が上方に所定長さに延長されてフォーカスリング３００の底面３０２と密着される第３’延長部とすることができる。よって、前記第３’延長部がフォーカスリング３００の底面３０２に密着され、第３シーリング部材３５３が第３’延長部の内側に位置するようにホルダリング５００の上端に介在されるので、排気流路を介して排気されるポリマーは第２空間Ｓ２に流入することができない。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】従来の乾式エッチング工程に用いられるプラズマ処理装置を示す断面図である。
【図２】本発明のギャップ発生防止構造を有するプラズマ処理装置を示す断面図である。
【００７３】
【図３】本発明によるギャップ発生防止構造の一実施形態を示す断面図である。
【図４】図３の表示符号Ａに対する拡大断面図である。
【００７４】
【図５】図４のギャップ発生防止構造の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明によるギャップ発生防止構造のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【００７５】
【図７】図６のギャップ発生防止構造のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図８】図６のギャップ発生防止構造のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１００：チャンバ、２００：静電チャック、３００：フォーカスリング、４００：ギャップ防止部、４１０：第１延長部、４２０：第２延長部、４３０：第３延長部、５００：ホルダリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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