(57)【要約】【課題】  誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバ構造を提供することにある。【解決手段】  チャンバ構造は導電性材料からなった筒状のチャンバ１０を備え、チャンバ１０は一つの隙壁部２０により上部チャンバ３０と下部チャンバ４０に区分される。隙壁部２０は食刻工程が行われる下部チャンバ４０の天井壁になると共に、プラズマを形成する上部チャンバ３０の底壁になる。隙壁部２０のうち下部チャンバ４０の天井壁になる部分、即ち、隙壁部の下面２０ａはセラミックのような材質からなり、上部チャンバ３０の底壁になる部分、即ち、隙壁部の上面２０ｂは石英のような材質からなる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバ構造において、
食刻工程が行われる食刻チャンバと、
プラズマが生成されるプラズマチャンバと、
前記食刻チャンバと前記プラズマチャンバとを互いに離隔し、前記食刻チャンバと面する部分がセラミック材質であり、前記プラズマチャンバと面する部分が石英材質である隙壁部と、
を備えることを特徴とする誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバ構造。
【請求項２】
食刻工程が行われるチャンバと、プラズマが生成されるチャンバとが一つの隙壁部により区分された筒状のチャンバを備える誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバ構造において、
前記食刻工程が行われるチャンバの天井となる部分がセラミック材質であり、前記プラズマが生成されるチャンバの底となる部分が石英材質である前記隙壁部が設けられることを特徴とする誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバ構造。
【請求項３】
上部チャンバと下部チャンバとが一つの隙壁部により区分された筒状のチャンバを備える誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバ構造において、
前記下部チャンバの天井壁となる部分がセラミック材質であり、前記上部チャンバの底壁となる部分が石英材質である前記隙壁部が設けられることを特徴とする誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバ構造。
【請求項４】
前記上部チャンバはプラズマを形成するためのチャンバであることを特徴とする請求項３に記載の誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバ構造。
【請求項５】
前記下部チャンバは食刻工程が行われるチャンバであることを特徴とする請求項３に記載の誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プラズマ食刻装置に用いられるプラズマ源としては高周波容量結合型プラズマ源、マイクロ波ECRプラズマ源、高周波誘導結合型プラズマ源などがあり、これらはその特徴を生かしていろいろな処理プロセスごとに区分して用いられる。上記の三つのプラズマ源のうち高周波誘導結合型プラズマ源(Inductive coupling plasma：ICP)を備えたプラズマ処理装置が最近急速に補給されつつある。
【０００３】
誘導結合型プラズマ食刻装置の一例が特許文献１に開示されている。このような誘導結合型プラズマ食刻装置においては、プラズマチャンバと食刻チャンバが石英材質からなった隙壁部により互いに離隔された構造を有する。このチャンバでプラズマ食刻工程が行われると、食刻工程が実行されるチャンバ内部には工程実行以後に食刻残留物のポリマーが存在し、これは食刻チャンバ内の天井の石英に付着する。
【０００４】
【特許文献１】大韓民国特許出願公開第２００１−９５９７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
然るに、継続的な食刻工程の実施により前記ポリマーはチャンバの石英材質天井に不安定な状態で蓄積される。このようなポリマーがチャンバの内・外的要因に起因して石英材質の天井から分離されてウェハに落ちると、ウェハに落とされたポリマーが配線パターンの構造的欠陥を招来して、半導体素子の不良を惹起するという問題点があった。
【０００６】
また、食刻工程の際に発生するポリマーの蒸着を安定的に行い得るための材質を前記隙壁部として用いると、前記食刻チャンバの上方に位置するプラズマチャンバでのプラズマ形成が容易でないという問題点があった。
そこで、本発明の目的は、誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバ構造において、食刻チャンバでの食刻工程の際に発生したポリマーが不安定に蓄積されることを防止し、プラズマチャンバでのプラズマの形成が容易になるようにして、半導体素子の不良発生頻度を低め、生産効率を高めることができる誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために本発明の誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバ構造は、食刻工程が実行される食刻チャンバと、プラズマが生成されるプラズマチャンバと、前記食刻チャンバと前記プラズマチャンバを互いに離隔し、前記食刻チャンバと面する部分がセラミック材質であり、前記プラズマチャンバと面する部分が石英材質である隙壁部とを備える。
【０００８】
また、本発明の食刻工程が行われるチャンバとプラズマが生成されるチャンバとが一つの隙壁部により区分された筒状のチャンバを備える誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバ構造は、前記食刻工程が行われるチャンバの天井となる部分がセラミック材質であり、前記プラズマが生成されるチャンバの底部となる部分が石英材質である隙壁部を備える。
【０００９】
また、本発明の上部チャンバと下部チャンバが一つの隙壁部により区分された筒状のチャンバを備える誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバ構造は、前記下部チャンバの天井壁となる部分がセラミック材質であり、前記上部チャンバの底壁となる部分が石英材質である前記隙壁部を備える。前記上部チャンバはプラズマを形成するためのチャンバであり、前記下部チャンバは食刻工程が行われるチャンバである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施例による誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバ構造を示した図である。
図１に示すように、チャンバ構造は導電性材料からなった筒状のチャンバ１０を備え、前記チャンバ１０は一つの隙壁部２０により上部チャンバ３０と下部チャンバ４０に区分される。前記隙壁部２０は食刻工程が行われる下部チャンバ４０の天井壁になると共に、プラズマを形成する上部チャンバ３０の底壁になる。前記隙壁部２０のうち前記下部チャンバ４０の天井壁になる部分、即ち、隙壁部の下面２０ａはセラミックのような材質からなり、前記上部チャンバ３０の底壁になる部分、即ち、隙壁部の上面２０ｂは石英のような材質からなる。
【００１１】
前記下部チャンバ４０はセラミックのような材質からなった天井面、即ち、隙壁部の下面２０ａと互いに対応するように構成され、ウェハＷが搭載される静電チャック４４が具備される。また、隙壁部の下面２０ａ上にはヒーター４２が配置され、前記ヒーター４２と連結されたリード線はチャンバ１０の側壁の内部を通じてヒーター電源部５０と接続される。
【００１２】
石英のような材質からなった前記上部チャンバ３０の底面、即ち、隙壁部の上面２０ｂには高周波アンテナ３２が設置され、前記高周波アンテナ３２は平面型のコイルアンテナからなり、その中心部は整合器（図示せず）を介して高周波電源１２に接続される。前記隙壁部の上面２０ｂ内部には処理ガス供給用のシャワーハウジング体３４が装着され、前記シャワーハウジング体３４内には水平に延ばされたガス流路３４ａが形成されている。前記ガス流路３４ａはさらに下方に向って延長され、シート形状のヒーター４２を備えた隙壁部の下面２０ａを貫通して開口された多数のガス吐出し孔３４ｂに連結される。一方、隙壁部の上面２０ｂ中央には前記ガス流路３４ａに連結されるようにガス供給管３４ｃが設置される。
【００１３】
以下、上述の誘導結合プラズマ食刻装置の動作を説明する。
移送装置によりウェハＷが処理室の下部チャンバ４０の静電チャック４４に安着されると、ガス供給源（図示せず）から供給された処理ガスがガス供給管３４ｃを通じてシャワーハウジング体３４のガス吐出し孔３４ｂからチャンバ１０内に吐き出されると共に、排気機構（図示せず）の排気管を経てチャンバ１０内が真空排気される。これにより、チャンバ１０内は一定の圧力雰囲気を保持する。
【００１４】
次いで、高周波電源１２からの高周波が高周波アンテナ３２に印加されるに従い、前記チャンバ１０内に誘導電界が形成される。このように形成された誘導電界によりチャンバ１０内で処理ガスがプラズマ化され、高密度の誘導結合プラズマが生成される。このように生成されたプラズマ中のイオンは静電チャック４４に印加される高周波電力（図示せず）によりウェハＷに効果的に引き込まれ、ウェハＷには均一な食刻処理が実施される。
【００１５】
上記のような高密度誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバ構造では石英のような材質からなった上面と、セラミックのような材質からなった下面とを備えた隙壁部２０を有する。言い換えれば、隙壁部２０は二つの材質を有する。前記隙壁部の上面２０ｂは公示のように石英のような材質であって、上部チャンバ３０でのプラズマ生成を容易にする。前記隙壁部の下面２０ａはセラミックのような材質であり、下部チャンバ４０で行われる食刻処理の際に発生したポリマーをセラミックのような材質により安定的に安着させる。つまり、高密度誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバで行われる二つの作業、即ち、プラズマ形成と食刻工程のそれぞれに適合した材質を用いて本装置を効率的に使用するのである。
【００１６】
上記のような隙壁部の上面２０ｂを石英のような材質にすることは公示されているのでその説明を省略する。隙壁部の下面２０ａについては、従来より用いられた石英材質と比較してセラミックのような材質の利点を以下に説明する。
隙壁部の下面、即ち、下部チャンバの天井の材質としてはセラミックのような材質が石英の材質よりも優れている。これはセラミックのような材質の次のような特性に基因する。即ち、石英材質よりも約２０倍熱伝導度に優れ、表面粗さが１．４倍粗いとの特性を有する。食刻工程が行われるチャンバの天井表面に表面粗さが粗い材質を用いると、その材質の粗い表面の間にポリマーが安定的に安着される。食刻工程が行われるチャンバの天井材質の熱伝導度が優れていれば、チャンバ内の温度はより高く上昇し、チャンバ内の温度が高いと、隙壁部の下面にポリマーが固く付着するようになる。従って、セラミック材質が従来の石英材質よりも食刻工程の際に発生するポリマーの安着がより安定的である。
【００１７】
従って、誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバ構造では、食刻工程が行われるチャンバで発生したポリマーが安定的に安着されるようにチャンバの天井をセラミックのような材質で形成し、プラズマが形成されるチャンバでのプラズマ生成を容易にするようにチャンバの底を石英のような材質で形成する。即ち、筒状のチャンバを隔離する一つの隙壁部において上面はプラズマ生成を容易にする石英材質にし、下面はポリマーが安定的に安着されるようにセラミック材質にする。従って、一つの隙壁部は二つの材質、即ち、石英材質とセラミック材質からなる。
【００１８】
以上説明したように本実施例の誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバ構造においては、チャンバを隔離させる一つの隙壁部を具備し、前記隙壁部のうち食刻チャンバと面する隙壁部の一部はセラミック材質にし、プラズマチャンバと面する隙壁部の一部は石英材質にする。従って、食刻工程が行われる食刻チャンバと面するセラミック材質の隙壁部の一部により、食刻工程の際に発生するポリマーが安定的に安着され、プラズマが生成されるプラズマチャンバと面する石英材質の隙壁部の一部によりプラズマの生成が容易になり、半導体素子の不良発生頻度を低め、生産効率を高めることができる。
【００１９】
本発明の誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバ構造は、食刻工程が行われる食刻チャンバと面するセラミック材質の隙壁部の一部により、食刻工程の際に発生するポリマーが安定的に安着され、プラズマが生成されるプラズマチャンバと面する石英材質の隙壁部の一部によりプラズマの生成が容易になり、半導体素子の不良発生頻度を低め、生産効率を高めることができるという効果がある。
【００２０】
上述では本発明の好ましい一実施例について説明したが、該当技術分野の当業者は本特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内で本発明を多様に修正及び変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例による誘導結合プラズマ食刻装置のチャンバ構造を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  チャンバ、２０  隙壁部、２０ａ  下面、２０ｂ  上面、３０  上部チャンバ、４０  下部チャンバ
【図１】
2004172584.tif 000003