(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板を加工するためのガスをプラズマ状態にするためのＲＦ電源と連結される第１電極と、
前記第１電極の第１面に配置される第２電極と、
前記第１電極及び第２電極を結合させ、前記第１電極及び第２電極と接触する部位が前記第１電極及び前記第２電極のうちの電気導電率が低い電極と同一または、高い第１電気導電率を有する第１物質からなった第１結合手段を含み、
前記第１結合手段は表面が前記第１物質によりコーティングされたボルトを含むことを特徴とする半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項２】
前記第１電極及び第２電極はアルミニウムからなり、前記第１物質は銀、銅、金及びアルミニウムよりなる群から選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項３】
前記第１結合手段は前記第１物質からなったボルトを含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項４】
前記第１電極は円板形状を有し、中心部位に前記ガスを前記半導体基板を加工するためのチャンバ内部に提供するための第１貫通孔が形成されており、前記第２電極は前記第１電極に対応する円板形状を有し、前記第１電極と隣接する前記第２電極の第１面には縁部に沿って突出した結合部が形成されており、前記結合部が形成された部位を除外したその他の部位には、前記ガスを前記チャンバ内部に均一に提供するための複数個の第２貫通孔が形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項５】
前記第１電極と隣接する前記結合部の第１面の内側周縁部位と外側周縁部位に各々配置される密封（ｓｅａｌｉｎｇ）部材をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項６】
前記第２電極の第１面の反対側第２面に配置され、前記第２貫通孔と各々対応する複数個の第３貫通孔が形成されている第３電極と、前記第２電極及び第３電極を結合させ、前記第２電極及び第３電極と接触する部位が前記第２電極と同一または、前記第２電極より高い第２電気導電率を有する第２物質からなった第２結合手段をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項７】
前記第２電極はアルミニウムからなり、前記第２物質は銀、銅、金及びアルミニウムよりなる群から選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項６に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項８】
前記第２結合手段は前記第２物質からなったボルトを含むことを特徴とする請求項６に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項９】
前記第２結合手段は表面が前記第２物質によりコーティングされたボルトを含むことを特徴とする請求項６に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項１０】
前記第１電極及び第２電極はアルミニウムからなり、前記第３電極はシリコンからなることを特徴とする請求項６に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項１１】
前記第１電極及び第２電極の表面には、前記第１電極及び第２電極より高い第２電気導電率を有する第２物質がコーティングされたことを特徴とする請求項１に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項１２】
前記第１電極及び第２電極はアルミニウムからなり、前記第２物質は銀、銅、金及びアルミニウムよりなる群から選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項１１に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項１３】
前記第１電極及び第２電極間に介在され、前記第１電極及び第２電極より高い第２電気導電率を有する導電性フィルムをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項１４】
前記第１電極及び第２電極はアルミニウムからなり、前記導電性フィルムは銀、銅、金及びアルミニウムよりなる群から選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項１３に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項１５】
前記第１電極と前記導電性フィルム間の微細な第１空隙を埋めるための第１充填物をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項１６】
前記第２電極と前記導電性フィルム間の微細な第２空隙を埋めるための第２充填物をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項１７】
前記第１充填物及び第２充填物は接着剤を含むことを特徴とする請求項１６に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項１８】
前記第２電極と前記導電性フィルム間の微細な空隙を埋めるための充填物をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項１９】
前記第１電極及び第２電極間の微細な空隙を埋めるために、前記第１電極及び第２電極間に介在され、前記第１電極及び第２電極より高い第２電気導電率を有する複数の導電性粒子が分散されている異方導電性フィルムをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項２０】
半導体基板を加工するためのガスをプラズマ状態にするためのＲＦ電源と連結される第１電極と、
前記第１電極の一面に配置される第２電極と、
前記第１電極及び第２電極を結合させ、前記第１電極及び第２電極と接触される部位が前記第１電極と同一または、高い電気導電率を有する物質からなる結合手段を含み、
前記結合手段は表面が前記物質によりコーティングされたボルトを含むことを特徴とする半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項２１】
前記第１電極はアルミニウムからなり、前記第２電極はシリコンからなり、前記物質は銀、銅、金及びアルミニウムよりなる群から選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項２０に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項２２】
前記結合手段は前記物質からなったボルトを含むことを特徴とする請求項２０に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項２３】
半導体基板を加工するためのガスをプラズマ状態にするためのＲＦ電源と連結される第１電極と、
前記第１電極の第１面に結合されている第２電極と、
前記第１電極及び第２電極間の微細な空隙を埋めるための充填物を含み、
前記充填物は、前記第１電極及び第２電極より高い電気導電率を有する導電性フィルムと、前記導電性フィルムの一側面または両側面に取付けられている接着剤を含むことを特徴とする半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項２４】
前記充填物は接着剤を含むことを特徴とする請求項２３に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項２５】
前記充填物は前記第１電極及び第２電極より高い電気導電率を有する複数の導電性粒子が分散されている異方導電性フィルムを含むことを特徴とする請求項２３に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項２６】
前記第１電極及び第２電極を結合させ、前記第１電極及び第２電極と接触される部位が前記第１電極及び第２電極のうちの電気導電率が低い電極と同一または、高い第１電気導電率を有する物質からなった結合手段をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項２７】
前記第１電極及び第２電極はアルミニウムからなり、前記物質は銀、銅、金及びアルミニウムよりなる群から選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項２６に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項２８】
前記結合手段は前記物質からなったボルトを含むことを特徴とする請求項２６に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項２９】
前記結合手段は表面が前記物質によりコーティングされたボルトを含むことを特徴とする請求項２６に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項３０】
半導体基板を加工するためのガスをプラズマ状態にするためのＲＦ電源と連結される第１電極と、
前記第１電極の第１面に結合されている第２電極と、
前記第１電極及び第２電極間の微細な空隙で発生するアーク放電（ａｒｃ    ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）を防止するための手段を含み、
前記アーク放電防止手段は、前記第１電極及び第２電極より高い電気導電率を有する導電性フィルムと、前記導電性フィルムの一側面または両側面に取付けられている接着剤を含むことを特徴とする半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項３１】
前記アーク放電防止手段は、前記空隙を埋めるための接着剤を含むことを特徴とする請求項３０に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項３２】
前記アーク放電防止手段は、前記第１電極及び第２電極より高い電気導電率を有する複数の導電性粒子が分散されている異方性導電性フィルムを含むことを特徴とする請求項３０に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項３３】
前記第１電極及び第２電極を結合させ、前記第１電極及び第２電極のうちの電気導電率が低い電極と同一または、高い第１電気導電率を有する物質からなったボルトをさらに含むことを特徴とする請求項３０に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項３４】
前記第１電極及び第２電極を結合させ、前記第１電極及び第２電極のうちの電気導電率が低い電極と同一または、高い第１電気導電率を有する物質により表面がコーティングされたボルトをさらに含むことを特徴とする請求項３０に記載の半導体基板を加工するための電極組立体。
【請求項３５】
半導体基板を加工する工程が実施されるチャンバと、
前記チャンバ内部に備えられ、前記半導体基板を支持するチャックと、
前記半導体基板を加工するためのガスを提供するガス提供部と、
前記ガス提供部と連結され、前記ガスを前記チャンバ内部に提供するための第１貫通孔が形成されており、前記ガスをプラズマ状態にするためのＲＦ電源と連結される第１電極と、前記第１電極の第１面に配置され、前記第１貫通孔を通じて提供される前記ガスを前記チャンバ内部に均一に提供するための複数個の第２貫通孔が形成されている第２電極と、前記第１電極及び第２電極より高い第２電気導電率を有する導電性フィルムが前記第１電極及び第２電極間に介在され、前記第１電極と前記導電性フィルム間の第１空隙が第１充填物で埋められ、前記第１電極及び第２電極を結合させ、前記第１電極及び第２電極と接触される部位が前記第１電極及び第２電極のうちの電気導電率が低い電極と同一または、高い第１電気導電率を有する第１物質からなった第１結合手段を含む電極組立体と、
前記チャンバ内部の圧力を調節し、前記半導体基板を加工する途中で発生する反応副産物及び未反応ガスを排出するための排出手段を含み、
前記電極組立体の第１結合手段は表面が前記第１物質によりコーティングされたボルトを含むことを特徴とする半導体基板を加工するための装置。
【請求項３６】
前記電極組立体は、前記第１電極に隣接する前記第２電極の第１面の反対側第２面に配置され、前記第２貫通孔と各々対応する複数個の第３貫通孔が形成されている第３電極と、前記第２電極及び第３電極を結合させ、前記第２電極及び第３電極と接触される部位が前記第２電極と同一または、高い第２電気導電率を有する第２物質からなる第２結合部材をさらに含むことを特徴とする請求項３５に記載の半導体基板を加工するための装置。
【請求項３７】
前記第１電極及び第２電極はアルミニウムからなり、前記第３電極はシリコンからなることを特徴とする請求項３６に記載の半導体基板を加工するための装置。
【請求項３８】
前記電極組立体は前記第２電極と前記導電性フィルム間の第２空隙を埋めるための第２充填物をさらに含むことを特徴とする請求項３５に記載の半導体基板を加工するための装置。
【請求項３９】
前記第１充填物及び前記第２充填物は接着剤を含むことを特徴とする請求項３８に記載の半導体基板を加工するための装置。
【請求項４０】
前記電極組立体は前記第２電極と前記導電性フィルム間の微細な空隙を埋めるための充填物をさらに含むことを特徴とする請求項３５に記載の半導体基板を加工するための装置。
【請求項４１】
前記電極組立体は前記第１電極及び第２電極間の微細な空隙を埋めるために、前記第１電極及び第２電極間に介在され、前記第１電極及び第２電極より高い第２電気導電率を有する複数の導電性粒子が分散されている異方導電性フィルムをさらに含むことを特徴とする請求項３５に記載の半導体基板を加工するための装置。
【請求項４２】
前記チャンバは前記プラズマを利用して前記半導体基板上に形成された膜をエッチングする工程が実施されるチャンバを含むことを特徴とする請求項３５に記載の半導体基板を加工するための装置。
【請求項４３】
前記チャンバは前記プラズマを利用して前記半導体基板上に膜を形成する工程が実施されるチャンバを含むことを特徴とする請求項３５に記載の半導体基板を加工するための装置。
【請求項４４】
半導体基板を加工する工程が実施されるチャンバと、
前記チャンバ内部に備えられ、前記半導体基板を支持するチャックと、
前記半導体基板を加工するためのガスを提供するガス提供部と、
前記ガス提供部と連結される第１貫通孔が形成されており、前記ガスをプラズマ状態にするためのＲＦ電源と連結される第１電極と、前記第１電極の一面に結合され、前記第１貫通孔を通じて提供される前記ガスを前記チャンバ内部に均一に提供するための複数個の第２貫通孔が形成されている第２電極と、前記第１電極と前記第２電極間の微細な空隙を埋め、前記空隙で発生するアーク放電を防止するための手段を含む電極組立体と、
前記チャンバ内部の圧力を調節し、前記半導体基板を加工する途中で発生する反応副産物及び未反応ガスを排出するための排出手段とを含み、
前記電極組立体のアーク放電防止手段は、前記第１電極及び第２電極より高い電気導電率を有する導電性フィルムと、前記導電性フィルムの一側面または両側面に取付けられている接着剤を含むことを特徴とする半導体基板を加工するための装置。
【請求項４５】
前記アーク放電防止手段は接着剤を含むことを特徴とする請求項４４に記載の半導体基板を加工するための装置。
【請求項４６】
前記アーク放電防止手段は、前記第１電極及び第２電極より高い電気導電率を有する複数の導電性粒子が分散されている異方導電性フィルムを含むことを特徴とする請求項４４に記載の半導体基板を加工するための装置。
【請求項４７】
前記第１電極及び第２電極を結合させ、前記第１電極及び第２電極のうちの電気導電率が低い電極と同一または、高い第１電気導電率を有する物質からなったボルトをさらに含むことを特徴とする請求項４４に記載の半導体基板を加工するための装置。
【請求項４８】
前記第１電極及び第２電極を結合させ、前記第１電極及び第２電極のうちの電気導電率が低い電極と同一または、高い第１電気導電率を有する物質により表面がコーティングされたボルトをさらに含むことを特徴とする請求項４４に記載の半導体基板を加工するための装置。
【請求項４９】
半導体基板を加工するためのガスをプラズマ状態にするためのＲＦ電源と連結される第１電極と、前記第１電極の第１面に結合されている第２電極を含む半導体基板を加工するための電極組立体を製造する方法において、
互いに接触している前記第１電極及び第２電極の表面間に無定形物質（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ    ｍａｔｅｒｉａｌ）を提供する段階と、
前記無定形物質を加圧して前記表面間に存在する微細な空隙を除去する段階とを含み、
前記無定形物質は、前記第１電極及び第２電極より高い電気導電率を有する導電性フィルムと、前記導電性フィルムの一側面または両側面に取付けられている接着剤を含み、
前記空隙を除去することにより、前記電極組立体を使用する間にアーク放電が発生する空間を原則的に除去したことを特徴とする電極組立体を製造する方法。
【請求項５０】
前記無定形物質は接着剤を含むことを特徴とする請求項４９に記載の電極組立体を製造する方法。
【請求項５１】
前記無定形物質は前記第１電極及び第２電極より高い電気導電率を有する複数の導電性粒子が分散されている異方性導電性フィルムを含むことを特徴とする請求項４９に記載の電極組立体を製造する方法。
【請求項５２】
前記無定形物質は熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする請求項４９に記載の電極組立体を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体基板を加工するための電極組立体及びこれを有する加工装置に関するものであり、より詳細には、半導体基板を加工するためのプラズマを形成するためのＲＦ（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電源が連結される電極組立体及びこれを有する加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体装置は半導体基板に使用されるシリコンウェーハに対して蒸着、フォトリソグラフィ、エッチング、イオン注入、研磨、洗浄及び乾燥などのような多様な単位工程を反復的に実施することにより製造される。前記単位工程のうち、蒸着工程は半導体基板上に多様な膜を形成するための工程として、膜の種類により多様な方式がある。一方、エッチング工程は前記膜を電気的の特性を有するパターンに形成するために、前記膜の特定部位を除去する工程である。最近、蒸着及びエッチング工程は反応ガスをプラズマ状態にし、これを半導体基板と反応させて、目的とする膜を形成し、前記膜を除去する。前記蒸着及びエッチング工程以外にも、プラズマは半導体装置を製造する工程で広く使用されている。
【０００３】
半導体基板を加工するための反応ガスは、ＲＦ発生器及びＲＦ整合器を含むＲＦ電源と反応チャンバに設けられる電極組立体によりプラズマ状態にされる。前記電極組立体の一例として、下記の[特許文献１]には黒鉛リングのような支持部材と円板形状の電極及びゴム材質の結合部材を有する電極組立体が開示されており、下記の［特許文献２］にはプロセスガスをプラズマ状態にするためのシャワーヘッド（ｓｈｏｗｅｒ  ｈｅａｄ）が開示されている。
【０００４】
一般に、電極組立体は工程の円滑な実施のために第１電極及び第２電極または第１電極、第２電極及び第３電極などにより構成される。各々の電極はボルトのような結合部材により結合され、反応ガスは電極の結合からなる電極組立体を通じて反応チャンバ内部に提供される。
【０００５】
図１は従来の電極組立体を説明するための概略的な構成図である。
【０００６】
図１に示すように、ＲＦ電源１０１と連結される第１電極１０２は円板形状を有し、中央部位には反応ガスの通路の役割をする第１貫通孔１０２ａが形成されている。第２電極１０４は第１電極１０２の直径と同一の直径を有する円板形状を有し、第１電極１０２と隣接する第２電極１０４の第１面の縁部には第１電極１０２と対面する結合部１０４ａが縁部に沿って突出されている。結合部１０４ａが形成された第２電極１０４の縁部を除外したその他の第２電極１０４の中央部位には第１貫通孔１０２ａを通じて提供される反応ガスを反応チャンバ（図示せず）内部に均一に提供するための複数個の第２貫通孔１０４ｂが形成されている。第２電極１０４の第２面には第３電極１０６が結合される。第３電極１０６は第２電極１０４と対応する円板形状を有し、第２電極１０４の第２貫通孔１０４ｂに各々対応する第３貫通孔１０６ｃが形成されている。
【０００７】
一方、第１電極１０２及び第２電極１０４は第１電極１０２及び第２電極１０４の縁部に沿って締結される複数個の第１ボルト１０８により結合され、第２電極１０４及び第３電極１０６は第２電極１０４及び第３電極１０６の縁部に沿って締結される複数個の第２ボルト１１０により結合される。ここで、第１電極１０２及び第２電極１０４はアルミニウムからなり、第３電極１０６はシリコンからなる。第１ボルト１０８及び第２ボルト１１０はステンレス（ｓｔａｉｎｌｅｓｓ）からなる。
【０００８】
前記のような構成を有する電極組立体１００で、第１電極１０２の第１貫通孔１０２ａを通じて提供される反応ガスをプラズマ状態にさせるためのＲＦ電源が印加されると、第１電極１０２と第１ボルト１０８間の隙間、第２電極１０４と第１ボルト１０８間の隙間及び第２電極１０４と第２ボルト１１０間の隙間でアークのような異常放電が発生する。前記異常放電は第１電極１０２及び第２電極１０４の材質と第１ボルト１０８及び第２ボルト１１０の電気導電率の差異により発生する。即ち、第１電極１０２及び第２電極１０４より第１ボルト１０８及び第２ボルト１１０の電気導電率が低いためであり、前記異常放電により第１電極１０２及び第２電極１０４の表面に損傷が生じる。図２及び図３に示すように、第２電極１０４の固定フレーム１０４Ｃ周辺には、前記異常放電により第２電極１０４の表面Ａが損傷したことが分かる。
【０００９】
また、前記電極組立体１００を長時間使用する場合、第１電極１０２及び第２電極１０４が接触する部位で、異常放電が全体的に発生し、第１電極１０２及び第２電極１０４の表面を損傷させる。第１電極１０２及び第２電極１０４の間には図４に示したような微細な空隙１０が存在し、前記微細な空隙１０で異常放電が発生する。前記微細な空隙１０で発生する異常放電は持続的に第１電極１０２及び第２電極１０４の表面を損傷させる。
【００１０】
損傷した表面Ａから発生する微細なパーティクルは第２貫通孔１０４ｂ及び第３貫通孔１０６ｃを通じて反応チャンバ内部に移動し、半導体基板の加工工程の途中に半導体基板を汚染させる。また、前記異常放電はＲＦ整合不良を惹起し、ＲＦ整合不良はチャンバ内部で形成されるプラズマを不安定にする。前記のように、不安定なプラズマは半導体基板上に形成される膜またはパターンを不均一にする。また、前記異常放電は電極組立体及び電極組立体を備える電極組立体加工装置の寿命を低下させる。
【００１１】
【特許文献１】
米国特許第６，１９４，３２２号明細書
【特許文献２】
米国特許第６，１７３，６７３号明細書
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、半導体基板を加工するための反応ガスをプラズマ状態にさせるための複数個の電極と結合部材からなる電極組立体において、電極と電極間及び電極と結合部材間のアーク放電を防止する電極組立体を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、電極と電極間及び電極と結合部材間のアーク放電を防止する半導体基板を加工するための装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するための本発明の第１側面による電極組立体は、半導体基板を加工するためのガスをプラズマ状態にするためのＲＦ電源と連結される第１電極と、前記第１電極の第１面に配置される第２電極と、前記第１電極及び第２電極を結合させ、前記第１電極及び第２電極と接触する部位が前記第１電極及び前記第２電極のうちの電気導電率が低い電極と同一または、高い第１電気導電率を有する第１物質からなった第１結合手段を含み、前記第１結合手段は表面が前記第１物質によりコーティングされたボルトを含む。
【００１５】
前記第１電極及び第２電極はアルミニウムからなり、前記第３電極はシリコンからなることを特徴とする。
【００１６】
上述した目的を達成するための本発明の第２側面による電極組立体は、半導体基板を加工するためのガスをプラズマ状態にするためのＲＦ電源と連結される第１電極と、前記第１電極の一面に配置される第２電極と、前記第１電極及び第２電極を結合させ、前記第１電極及び第２電極と接触される部位が前記第１電極と同一または、高い電気導電率を有する物質からなる結合手段を含み、前記結合手段は表面が前記物質によりコーティングされたボルトを含む。
【００１７】
前記第１電極はアルミニウムからなり、または第２電極はシリコンからなる。
【００１８】
上述した目的を達成するための本発明の第３側面による電極組立体は、半導体基板を加工するためのガスをプラズマ状態にするためのＲＦ電源と連結される第１電極と、前記第１電極の第１面に結合されている第２電極と、前記第１電極及び第２電極間の微細な空隙を埋めるための充填物を含み、前記充填物は、前記第１電極及び第２電極より高い電気導電率を有する導電性フィルムと、前記導電性フィルムの一側面または両側面に取付けられている接着剤を含む。
【００１９】
上述した目的を達成するための本発明の第４側面による電極組立体は、半導体基板を加工するためのガスをプラズマ状態にするためのＲＦ電源と連結される第１電極と、前記第１電極の第１面に結合されている第２電極と、前記第１電極及び第２電極間の微細な空隙で発生するアーク放電（ａｒｃ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）を防止するための手段を含み、前記アーク放電防止手段は、前記第１電極及び第２電極より高い電気導電率を有する導電性フィルムと、前記導電性フィルムの一側面または両側面に取付けられている接着剤を含む。
【００２０】
上述した他の目的を達成するための本発明の第５側面による加工装置は、半導体基板を加工する工程が実施されるチャンバと、前記チャンバ内部に備えられ、前記半導体基板を支持するチャックと、前記半導体基板を加工するためのガスを提供するガス提供部と、前記ガス提供部と連結され、前記ガスを前記チャンバ内部に提供するための第１貫通孔が形成されており、前記ガスをプラズマ状態にするためのＲＦ電源と連結される第１電極と、前記第１電極の第１面に配置され、前記第１貫通孔を通じて提供される前記ガスを前記チャンバ内部に均一に提供するための複数個の第２貫通孔が形成されている第２電極と、前記第１電極及び第２電極より高い第２電気導電率を有する導電性フィルムが前記第１電極及び第２電極間に介在され、前記第１電極と前記導電性フィルム間の第１空隙が第１充填物で埋められ、前記第１電極及び第２電極を結合させ、前記第１電極及び第２電極と接触される部位が前記第１電極及び第２電極のうちの電気導電率が低い電極と同一または、高い第１電気導電率を有する第１物質からなった第１結合手段を含む電極組立体と、前記チャンバ内部の圧力を調節し、前記半導体基板を加工する途中で発生する反応副産物及び未反応ガスを排出するための排出手段を含み、前記電極組立体の第１結合手段は表面が前記第１物質によりコーティングされたボルトを含む。
【００２１】
上述した他の目的を達成するための本発明の第５側面による加工装置は、半導体基板を加工する工程が実施されるチャンバと、前記チャンバ内部に備えられ、前記半導体基板を支持するチャックと、前記半導体基板を加工するためのガスを提供するガス提供部と、前記ガス提供部と連結される第１貫通孔が形成されており、前記ガスをプラズマ状態にするためのＲＦ電源と連結される第１電極と、前記第１電極の一面に結合され、前記第１貫通孔を通じて提供される前記ガスを前記チャンバ内部に均一に提供するための複数個の第２貫通孔が形成されている第２電極と、前記第１電極と前記第２電極間の微細な空隙を埋め、前記空隙で発生するアーク放電を防止するための手段を含む電極組立体と、前記チャンバ内部の圧力を調節し、前記半導体基板を加工する途中で発生する反応副産物及び未反応ガスを排出するための排出手段とを含み、前記電極組立体のアーク放電防止手段は、前記第１電極及び第２電極より高い電気導電率を有する導電性フィルムと、前記導電性フィルムの一側面または両側面に取付けられている接着剤を含む。
【００２２】
前記第１電極及び第２電極は複数個のボルトにより結合することができる。第１電極及び第２電極がアルミニウムからなる場合、前記ボルトは銀、銅、金及びアルミニウムからなることができる。また、銀、銅、金またはアルミニウムによりコーティングされたボルトを使用することができる。
【００２３】
一方、前記第１電極及び第２電極が相異する金属からなる場合、第１電極及び第２電極のうちの低い電気導電率を有する電極より高い電気導電率を有するボルトを使用することができる。
【００２４】
また、前記第１電極が金属からなり、前記第２電極が非金属からなる場合、前記ボルトは第１電極と同一、または第１電極より高い電気導電率を有する物質からなることができる。
【００２５】
前記第１電極及び第２電極間には、導電性フィルムを介在させることができる。前記導電性フィルムは前記第１電極及び第２電極より高い電気導電率を有する物質からなる。また、第１電極及び第２電極の表面には第１電極及び第２電極より高い電気導電率を有する物質を各々コーティングすることができる。
【００２６】
前記第１電極、第２電極及び導電性フィルムとの間には、微細な空隙を埋めるための充填物を挿入することができる。接着剤または異方導電性フィルムを前記充填物に使用することができる。
【００２７】
前述した本発明によると、第１電極及び第２電極と同一または、高い電気導電率を有するボルトを使用して第１電極及び第２電極を結合させ、第１電極及び第２電極間に第１電極及び第２電極より高い電気導電率を有する導電性フィルムを挿入することにより、第１電極と第２電極及びボルト間で発生するアーク放電を抑制する。また、第１電極及び第２電極間の微細な空隙が充填物により除去されるので、第１電極及び第２電極で発生するアーク放電が防止される。即ち、アーク放電の発生する空間が除去されるので、第１電極及び第２電極間で発生するアーク放電が防止される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の望ましい一実施形態を詳細に説明する。
【００２９】
図５は本発明の一実施形態による電極組立体を説明するための概略的な構成図であり、図６は図５に示した電極組立体の分解斜視図である。
【００３０】
図５及び図６に示すように、ＲＦ電源２０１と連結される第１電極２０２は円板形状を有し、中央部位には半導体基板を加工するためのガスの通路役割を有する第１貫通孔２０２ｃが形成されている。第２電極２０４は第１電極２０２の直径と同一の直径を有する円板形状を有する。第１電極２０２と隣接する第２電極２０４の第１面２０４ａの縁部は、第１電極２０２と接触される結合部２０４ｄ縁部に沿って突出されている。結合部２０４ｄが形成された第２電極２０４の縁部位を除外したその他の第２電極２０４の中央部位２０４ｅには、第１貫通孔２０２ｃを通じて提供されるガスを反応チャンバ（図示せず）内部に均一に提供するための複数個の第２貫通孔２０４ｃが形成されている。第２電極２０４の第２面２０４ｂには第３電極２０６が結合される。第３電極２０６は第２電極２０４と対応する円板形状を有し、第２電極２０４の第２貫通孔２０４ｃと各々対応する第３貫通孔２０６ｃが各々形成されている。
【００３１】
第１電極２０２及び第２電極２０４はアルミニウムで形成され、第３電極２０６はシリコンで形成される。図５及び図６に示したように電極組立体２００は第１電極２０２、第２電極２０４及び第３電極２０６を含むが、電極組立体２００は第１電極２０２及び第２電極２０４のみにより構成することもできる。
【００３２】
第１電極２０２の第１面２０２ａには、半導体基板を加工するためのガスを提供するガス提供部（図示せず）が第１貫通孔２０２ｃと連結される。第２電極２０４の結合部２０４ｄと対面する第１電極２０２の第２面２０２ｂの縁部には複数個の第１ねじ孔２０２ｄが縁に沿って形成されている。第２電極２０４の結合部２０４ｄを貫通して第１ねじ孔２０２ｄと対応する複数個の第１結合孔２０４ｆが第２電極２０４の結合部２０４ｄに沿って形成されている。第１結合孔２０４ｆは第２電極２０４の第２面２０４ｂから２段にせん孔される。これは、第１電極２０２及び第２電極２０４を結合させる第１ボルト２０８のヘッド部を挿入できるようにするためである。
【００３３】
第２電極２０４の第２面２０４ｂ縁部には、複数個の第２ねじ孔２０４ｇが縁に沿って第１結合孔２０４ｆと干渉しないように形成されている。また、第３電極２０６の縁部には第２電極２０４の第２ねじ孔２０４ｇと対応する複数個の第２結合孔２０６ｄが第３電極２０６を貫通して形成されている。第２電極２０４の第１結合孔２０４ｆと同様に、第２結合孔２０６ｄは第３電極２０６の第２面２０６ｂから２段に形成される。第２ボルト２１０は第２結合孔２０６ｄを通じて第２ねじ孔２０４ｇに各々結合される。
【００３４】
第１結合孔２０４ｆを通じて第１ねじ孔２０２ｄに各々結合される第１ボルト２０８を保護するための第１キャップ２１２が備えられ、第２結合孔２０６ｄを通じて第２ねじ孔２０４ｇに各々結合される第２ボルト２１０を保護するための第２キャップ２１２が備えられる。
【００３５】
第１ボルト２０８及び第２ボルト２１０は、銀、銅、金、アルミニウムのような電気導電率が高い材質からなる。第１電極２０２、第２電極２０４、第３電極２０６、第１ボルト２０８及び第２ボルト２１０の接触部位の電気抵抗を減少させることにより、アーク放電が抑制される。即ち、アルミニウムからなる第１電極２０２及び第２電極２０４と同一であり、第１電極２０２及び第２電極２０４より高い電気導電率を有する材質からなった第１ボルト２０８及び第２ボルト２１０を使用することにより、アーク放電が抑制される。また、第１ボルト２０８及び第２ボルト２１０の表面に、銀、銅、金、アルミニウムのような電気導電率が高い金属をコーティングした場合にもアーク放電が抑制される。
【００３６】
一方、第１電極２０２及び第２電極２０４間の微細な空隙で発生するアーク放電を抑制するために第１電極２０２及び第２電極２０４の表面に第１電極２０２及び第２電極２０４より高い電気導電率を有する金属をコーティングする。即ち、第１電極２０２及び第２電極２０４の表面に、銀、銅、金のような金属をコーティングすることにより、第１電極２０２及び第２電極２０４間の隙間で発生する異常放電が効果的に抑制される。
【００３７】
第１電極２０２及び第２電極２０４に電気導電率が高い金属をコーティングする方法と類似している方法として、第１電極２０２及び第２電極２０４間に銀、銅、金のような電気導電率が高い金属からなる導電性フィルム２１６を介在させることができる。
【００３８】
図７は図５に示した第２電極を示す斜視図である。
【００３９】
図５乃至図７に示すように、第１電極２０２と接触される第２電極２０４の結合部２０４ｄの第１面２０４ｊには第１密封部材２１８ａ及び第２密封部材２１８ｂを挿入するための第１グルーブ２０４ｈ及び第２グルーブ２０４ｉが形成されている。第１グルーブ２０４ｈは結合部２０４ｄの内側周縁部位に沿って形成されており、第２グルーブ２０４ｉは結合部２０４ｄの外側周縁部位に沿って形成されている。第１結合孔２０４ｆは第１グルーブ２０４ｈ及び第２グルーブ２０４ｉ間に形成されている。第１グルーブ２０４ｈ及び第２グルーブ２０４ｉには第１ボルト２０８の周辺で発生するアーク放電により生じるパーティクルが流出されないようにするための第１密封部材２１８ａと第２密封部材２１８ｂが挿入される。第１密封部材２１８ａと第２密封部材２１８ｂとしてはＯ−リング、または多様な形状のパッキングを使用することができる。
【００４０】
図８乃至図１１は、図５に示した第１電極及び第２電極の接触部位を説明するための詳細図である。
【００４１】
図８に示すように、第１電極２０２及び第２電極２０４間には第１電極２０２及び第２電極２０４より高い電気導電率を有する導電性フィルム２１６が介在されている。第１電極２０２と導電性フィルム２１６間には微細な第１空隙２０が存在し、第２電極２０４と導電性フィルム２１６間には微細な第２空隙２２が存在する。従って、導電性フィルム２１６により第１電極２０２及び第２電極２０４間の電気抵抗が減少するが、微細な第１空隙２０及び第２空隙２２により完全にはアーク放電を防止することができない。
【００４２】
図９に示すように、第１電極２０２と導電性フィルム２１６（図８参照）間の微細な第１空隙２０には第１充填物３０が埋められている。導電性フィルム２１６は第１空隙２０に埋められた第１充填物３０と第１電極２０２及び第２電極２０４に作用される締結力により変形される。前述したように、変形された導電性フィルム２１６ａは第２電極２０４と導電性フィルム２１６間の第２空隙２２を埋める。従って、第１空隙２０は第１充填物３０により除去され、第２空隙２２は変形された導電性フィルム２１６ａにより除去される。
【００４３】
図１０に示すように、第２電極２０４と導電性フィルム２１６（図８参照）間の第２空隙２２に第２充填物３２が埋められている。図９で説明したものと類似するように、第１空隙２０は変形された導電性フィルム２１６ｂにより除去され、第２空隙２２は第２充填物３２により除去される。
【００４４】
図１１に示すように、第１空隙２０には第１充填物３０が埋められ、第２空隙２２には第２充填物３２が埋められる。図９及び図１０に示したように、変形された導電性フィルム２１６ａ、２１６ｂを使用して第１空隙２０と第２空隙２２を除去する場合、変形された導電性フィルム２１６ａ、２１６ｂは第１空隙２０と第２空隙２２を完全には除去しない。従って、第１空隙２０と第２空隙２２に第１充填物３０と第２充填物３２を各々埋めることが望ましい。
【００４５】
第１充填物３０と第２充填物３２としては、接着剤を使用することができる。導電性フィルムの一側面に接着剤が取付けられているテープまたは両側面に各々接着剤が取付けられているテープを使用することができる。
【００４６】
また、第１充填物３０と第２充填物３２としては、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）、ポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）、アクリル（ａｃｒｙｌ）などの熱硬化性樹脂系統の接着剤と、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙ  ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）などの熱可塑性樹脂系統の接着剤を使用することができる。第１空隙２０と第２空隙２２は、熱硬化性または熱可塑性樹脂からなった接着フィルムを第１電極２０２と導電性フィルム２１６間と、第２電極２０４と導電性フィルム２１６間に各々介在させ、１６０乃至１８０℃で１０乃至２０秒の間に第１電極２０２及び第２電極２０４を加圧することにより、除去される。ここで、第１電極２０２及び第２電極２０４を加圧する途中に第１電極２０２及び第２電極２０４の側面に押されて出る接着剤は除去されることが望ましい。
【００４７】
図１２及び図１３は、アーク放電を防止するための他の実施形態を説明するための図面である。
【００４８】
図１２に示したように、第１電極２０２及び第２電極２０４間の微細な空隙（図４参照）で発生するアーク放電は充填物４０を利用して単純に第１電極２０２及び第２電極２０４間の空隙を除去することにより、防止することができる。充填物４０へは接着剤が使用されることができる。即ち、第１電極２０２及び第２電極２０４間に熱硬化性または熱可塑性樹脂系統の接着フィルムを介在させ、第１電極２０２及び第２電極２０４を加熱、加圧することにより第１電極２０２及び第２電極２０４間の空隙は除去される。即ち、接着剤により空隙が除去されるので、アーク放電が発生する空間が除去される。この時、第１電極２０２及び第２電極２０４の表面に第１電極２０２及び第２電極２０４より高い電気導電率を有する金属がコーティングされていることが望ましい。
【００４９】
図１３に示すように、第１電極２０２及び第２電極２０４間の微細な空隙は異方導電性フィルム５０（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｆｉｌｍ；ＡＣＦ）により除去することができる。異方導電性フィルム５０は導電性粒子５２が分散された接着フィルムを意味する。接着剤５４としては、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）、ポリウレタン（ｐｏｌｙ  ｕｒｅｔｈａｎｅ）、アクリル（ａｃｒｙｌ）などの熱硬化性樹脂系統の接着剤と、ポリエチレン（ｐｏｌｙ  ｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙ  ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）などの熱可塑性樹脂系統の接着剤を使用することができる。
【００５０】
第１電極２０２及び第２電極２０４間に異方導電性フィルム５０を介在させ、１６０乃至１８０℃で１０乃至２０秒間第１電極２０２及び第２電極２０４を加圧すると、第１電極２０２及び第２電極２０４は導電性粒子５２により連結され、第１電極２０２及び第２電極２０４間の空隙は接着剤５４により埋められる。この時、第１電極２０２及び第２電極２０４間の抵抗を減少させるためには、導電性粒子５２の電気導電率が第１電極２０２及び第２電極２０４の電気導電率より高いことが望ましい。
【００５１】
前述したように、第１電極２０２及び第２電極２０４間の電気抵抗が第１電極２０２及び第２電極２０４より電気導電率が高い導電性フィルム２１６または導電性粒子５２により減少されるので、第１電極２０２及び第２電極２０４間で発生するアーク放電が減少され、接着剤により第１電極２０２及び第２電極２０４間の微細な空隙が除去されるので、第１電極２０２及び第２電極２０４間で発生するアーク放電が完全に防止される。
【００５２】
図１４は、本発明の他の実施形態による電極組立体を説明するための概略的な構成図である。
【００５３】
図１４に示すように、ＲＦ電源３０１と連結される第１電極３０２は円板形状を有し、中央部位には半導体基板を加工するためのガスの通路役割を有する第１貫通孔３０２ｃが形成されている。第２電極３０４は第１電極３０２の直径と同一の直径を有する円板形状を有し、第１電極３０２と隣接する第２電極３０４の第１面３０４ａの縁部には、第１電極３０２と接触する結合部３０４ｄが縁部に沿って突出している。結合部３０４ｄが形成された第２電極３０４の縁部を除外したその他の第２電極３０４の中央部位３０４ｅには第１貫通孔３０２ｃを通じて提供されるガスを反応チャンバ（図示せず）内部に提供するための複数個の第２貫通孔３０４ｃが形成されている。第１電極３０２はアルミニウムで形成され、第２電極３０４はシリコンで形成される。
【００５４】
前記第１電極３０２の第１面３０２ａには、半導体基板を加工するためのガスを提供するガス提供部（図示せず）が第１貫通孔３０２ｃと連結される。第２電極３０４の結合部３０４ｄと対面する第１電極３０２の第２面３０２ｂの縁部には複数個のねじ孔が縁部に沿って形成されている。第２電極３０４の結合部３０４ｄを貫通してねじ孔と対応する複数個の結合孔が第２電極３０４の結合部３０４ｄに沿って形成されている。結合孔は第２電極３０４の第２面３０４ｂから２段にせん孔される。これは第１電極３０２及び第２電極３０４を結合させるボルト３０８のヘッド部を挿入できるようにするためである。また、結合孔を通じてねじ孔に各々結合されるボルト３０８を保護するためのキャップ３１２が備えられる。
【００５５】
ボルト３０８は銀、銅、金、アルミニウムのような電気導電率が高い材質からなる。第１電極３０２とボルト３０８が接触する部位の電気抵抗を減少させることにより、第１電極３０２とボルト３０８間で発生するアーク放電が抑制される。即ち、アルミニウムからなる第１電極３０２と同一または、第１電極３０２より高い電気導電率を有する材質からなるボルト３０８を使用することにより、第１電極３０２とボルト３０８間のアーク放電が抑制される。また、ボルト３０８の表面に、銀、銅、金、アルミニウムのような電気導電率が高い金属をコーティングした場合にも、アーク放電が抑制される。
【００５６】
第１電極３０２と接触する第２電極３０４の結合部３０４ｄの内側周辺部位及び外側周辺部位にはボルト３０８の周辺で発生するパーティクルが流出されないように、各々第１密封部材３１８ａと第２密封部材３１８ｂが備えられる。第１密封部材３１８ａと第２密封部材３１８ｂとしては、Ｏ−リングまたは多様な形状のパッキングを使用することができる。
【００５７】
図１５は図５に示した電極組立体を有する加工装置を説明するための概略的な構成図である。
【００５８】
図１５に示すように、半導体基板Ｗを加工する工程が実施されるチャンバ４００の内部には半導体基板Ｗを支持するチャック４０２が備えられる。チャンバ４００の上部には半導体基板Ｗを加工するためのチャンバ４００内部に提供し、前記ガスをプラズマ状態にするための電極組立体２００が備えられる。電極組立体２００はアルミニウムからなる第１電極２０２及び第２電極２０４、及びシリコンからなる第３電極２０６を含み、ＲＦ電源２０１と連結されている。また、チャンバ４００の一側には半導体基板Ｗを加工する途中で発生する反応副産物及び未反応ガスを排出するための真空ポンプ４０４が連結されており、チャンバ４００と真空ポンプ４０４を連結する排出ライン４０６には、チャンバ４００内部の圧力を調節するための圧力制御バルブ４０８が備えられる。チャンバ４００の他の一側には半導体基板Ｗの移動のためのドア４１０が備えられ、半導体基板Ｗを支持するチャック４０２は半導体基板Ｗのローディング及びアンローディング位置と半導体基板Ｗの加工位置間を移動することができるように設けられる。
【００５９】
第１電極２０２は円板形状を有し、中央部位にはガス提供部４１２と連結される第１貫通孔２０２ｃが形成されている。第２電極２０４は第１電極２０２に対応する円板形状を有し、第１電極２０２と隣接する第２電極２０４の第１面２０２ａ縁部には第１電極２０２と接触する結合部２０４ｄが形成されている。第２電極２０４及び第３電極２０６には第１電極２０２の第１貫通孔２０２ｃを通じて提供されるガスをチャンバ４００内部に均一に提供するための複数個の第２貫通孔２０４ｃ及び第３貫通孔２０６ｃが形成されている。
【００６０】
第１電極２０２及び第２電極２０４を結合する第１ボルト２０８と、第２電極２０４及び第３電極２０６を結合する第２ボルト２１０はアルミニウムからなる。この時、第１ボルト２０８及び第２ボルト２１０はアルミニウムより高い電気導電率を有する金属からなることができ、ステンレス材質のボルトに銀、銅、金、アルミニウムのような金属をコーティングして使用することもできる。
【００６１】
前記のような構成を有する加工装置は半導体基板上に膜を形成する蒸着工程または半導体基板上に形成された膜を除去するエッチング工程などに使用することができる。即ち、提供されるガスをプラズマ状態にし、半導体基板の温度及びチャンバ内部圧力などを適切に調節することにより、蒸着またはエッチング工程を実施することができる。
【００６２】
半導体基板上に膜を形成する蒸着工程の実施形態を説明すると、次のとおりである。
【００６３】
半導体基板をチャックに置く。この時、半導体基板上にはポリシリコン膜が形成されている。また、半導体基板の温度を６００℃程度に加熱し、チャンバ内部圧力を１，２５０Ｔｏｒｒ程度に調節する。
【００６４】
また、電極組立体にＲＦ電源を連結し、ガス提供部及び電極組立体を通じて反応ガスをチャンバ内部に提供する。この時、反応ガスはジクロロシラン（ＳｉＨ4）ガス及びタングステンヘキサフルロライド（ＷＦ6）ガスを含む。これにより、反応ガスは電極組立体に印加されるＲＦ電源によりプラズマ状態にされる。
【００６５】
前記プラズマにより半導体基板上のポリシリコン膜の一部がタングステンシリサイド物質に形成され、タングステンシリサイド物質がタングステンシリサイド膜に形成される。
【００６６】
一方、半導体基板上に形成された膜の特定部位を除去してコンタクトホールを形成するエッチング工程を説明すると、次のとおりである。
【００６７】
まず、酸化膜及びフォトレジストパターンからなるエッチングマスクが形成されている半導体基板をチャンバ内部のチャックに乗せる。また、チャンバ内部の圧力を１００ｍＴｏｒｒ程度に維持し、６００Ｗ程度のＲＦ電力を電極組立体に印加する。また、ガス提供部及び電極組立体を通じてＣＨＦ3ガス及びＣＦ4ガスを含む反応ガスをチャンバ内部に提供する。これにより、酸化膜の特定部位がエッチングされる。
【００６８】
前記のような蒸着工程及びエッチング工程で、プラズマ状態にされる反応ガスには微量のパーティクルのみが含まれる。これは電極組立体内部のアーク放電が高い電気導電率を有する締結部材と導電性フィルムなどにより抑制されるためである。また、電極と導電性フィルム間の微細な空隙が接着剤または接着フィルムにより除去されるので、電極組立体内部のアーク放電の発生が完全に防止される。従って、チャンバ内部でプラズマが安定的に形成され、半導体基板の加工品質が向上される。
【００６９】
前記のような電極組立体の性能評価のために、次のような実験を実施した。
【００７０】
［実験例１］
アルミニウムからなる第１電極と第２電極及びシリコンからなる第３電極がステンレスからなるボルトにより結合された従来の第１電極組立体を使用してＳＡＣ（ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｏｎｔａｃｔ  ｈｏｌｅ）エッチング工程を実施した。また、アルミニウムからなる第１電極と第２電極及びシリコンからなる第３電極がアルミニウムからなるボルトにより結合された本発明の実施形態による第２電極組立体を使用してＳＡＣエッチング工程を実施した。
【００７１】
前記ＳＡＣエッチング工程は、２００１年５月３１日から２００１年１０月２８日まで実施され、ＳＡＣエッチング工程が実施された半導体基板上のパーティクル数量が測定された。半導体基板上のパーティクル測定はＫＬＡ−テンココーポレーション（Ｋｌａ−Ｔｅｎｃｏｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、米国）から入手可能である光散乱方式のパーティクル測定装置（ｓｃａｔｔｅｒｏｍｅｔｒｉｃ  ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｓｙｓｔｅｍ）により実施され、測定結果を図１６に示す。
【００７２】
［実験例２］
実験例１で説明した従来の第１電極組立体を使用してＯＣＳ（ｏｎｅ  ｃｙｌｉｎｄｅｒ  ｓｔａｃｋ）構造を有するキャパシタ形成工程でコンタクトホールを形成するためのエッチング工程を実施した。また、実験例１で説明した第２電極組立体を使用してＯＣＳ構造を有するキャパシタ形成工程でコンタクトホールを形成するためのエッチング工程を実施した。
【００７３】
前記ＯＣＳエッチング工程は、２００１年６月４日から２００１年１０月２８日まで実施され、ＯＣＳエッチング工程が実施された半導体基板上のパーティクル数量が測定された。半導体基板上のパーティクル測定は光散乱方式のパーティクル測定装置により実施され、測定結果を図１７に示す。
【００７４】
［実験例３］
実験例１で説明した第２電極組立体を使用してＳＡＣエッチング工程を実施した。また、アルミニウムからなる第１電極と第２電極及びシリコンからなる第３電極がアルミニウムからなるボルトにより結合され、第１電極及び第２電極間に銅からなる導電性フィルムが挿入された第３電極組立体を使用してＳＡＣエッチング工程を実施した。
【００７５】
前記ＳＡＣエッチング工程は、２００１年１１月１６日から２００２年２月１７日まで実施され、ＳＡＣエッチング工程が実施された半導体基板上のパーティクル数量が測定された。半導体基板上のパーティクル測定は光散乱方式のパーティクル測定装置により実施され、測定結果を図１８に示す。
【００７６】
［実験例４］
実験例１で説明した第２電極組立体を使用してＯＣＳエッチング工程を実施した。また、実験例３で説明した第３電極組立体を使用してＯＣＳエッチング工程を実施した。
【００７７】
前記ＯＣＳエッチング工程は、２００１年１１月１６日から２００２年２月１７日まで実施され、ＯＣＳエッチング工程が実施された半導体基板上のパーティクル数量が測定された。半導体基板上のパーティクル測定は光散乱方式のパーティクル測定装置により実施され、測定結果を図１９に示す。
【００７８】
［実験例５］
実験例１で説明した第１電極組立体を使用してＳＡＣエッチング工程とＯＣＳエッチング工程を実施した。
【００７９】
前記ＳＡＣエッチング工程とＯＣＳエッチング工程は、２００１年９月２４日から２００１年１０月２０日まで実施され、光散乱方式のパーティクル測定装置により半導体基板上のパーティクル数量が測定された。測定結果を図２０に示す。
【００８０】
［実験例６］
実験例１で説明した第２電極組立体を使用してＳＡＣエッチング工程とＯＣＳエッチング工程を実施した。
【００８１】
前記ＳＡＣエッチング工程とＯＣＳエッチング工程は、２００１年９月２４日から２００１年１０月２０日まで実施され、光散乱方式のパーティクル測定装置により半導体基板上のパーティクル数量が測定された。測定結果を図２１に示す。
【００８２】
図１６及び図１７に示すように、基準線Ｂ左側は、第１電極組立体を有するエッチング装置を使用してＳＡＣエッチング工程及びＯＣＳエッチング工程を進行した場合に発生するパーティクル数量を示し、基準線Ｂ右側は第２電極組立体を有するエッチング装置を使用してＳＡＣエッチング工程及びＯＣＳエッチング工程を進行した場合に発生するパーティクル数量を示す。図示したような測定結果は、電極とボルト間で発生するアーク放電が減少したことを意味する。図示された凡例は実験に使用されたエッチング装置の一連番号を示す。
【００８３】
図１８及び図１９に示すように、基準線Ｃ左側は、第２電極組立体を有するエッチング装置を使用してＳＡＣエッチング工程及びＯＣＳエッチング工程を進行した場合に発生するパーティクル数量を示し、基準線Ｃ右側は第３電極組立体を有するエッチング装置を使用してＳＡＣエッチング工程及びＯＣＳエッチング工程を進行した場合に発生するパーティクル数量を示す。図示したような測定結果は、電極とボルト間で発生するアーク放電が減少したことを意味する。図示された凡例は実験に使用されたエッチング装置の一連番号を示す。
【００８４】
図２０及び図２１に示すように、図２０は、第１電極組立体を有するエッチング装置を使用してＳＡＣエッチング工程及びＯＣＳエッチング工程を進行した場合に発生するパーティクル数量を示し、図２１は２電極組立体を有するエッチング装置を使用してＳＡＣエッチング工程及びＯＣＳエッチング工程を進行した場合に発生するパーティクル数量を示す。アーク放電が頻繁に発生する従来の第１電極組立体を有するエッチング装置を使用してエッチング工程を実施する場合、パーティクル基準値Ｄを満足するパーティクル合格率は５１％程度にすぎないが、第２電極組立体を有するエッチング装置を使用してＳＡＣエッチング工程及びＯＣＳエッチング工程を実施する場合、パーティクル合格率が９５％程度に向上することを確認できる。パーティクル合格率が５１％である場合、パーティクルの平均数量は２３個程度であり、パーティクル合格率が９５％である場合パーティクルの平均数量は８個程度である。図示された凡例は実験に使用された装置の一連番号を示す。
【００８５】
以上、本発明の実施例を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明の実施例を修正または変更できるであろう。
【００８６】
【発明の効果】
本発明によると、電極と同一または、電極より高い電気導電率を有し、前記電極を結合させるボルトは電極とボルト間で発生するアーク放電を減少させる。電極より高い電気導電率を有し、電極間に挿入される導電性フィルムは電極間で発生するアーク放電を減少させる。電極と導電性フィルム間または電極間の微細な空隙を埋める充填物はアーク放電が発生する空間を除去することにより、電極と導電性フィルム間または電極間で発生するアーク放電を完全に防止する。
【００８７】
これにより、電極組立体のアーク放電によるパーティクルの発生量が減少され、半導体基板を加工するためのプラズマが安定的に形成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電極組立体を説明するための概略的な構成図である。
【図２】図１に示した電極組立体で発生する異常放電により損傷される表面を示す図である。
【図３】図２に示したＡ部位に対する詳細図である。
【図４】図１に示した第１電極及び第２電極の接触部位を説明するための詳細図である。
【図５】本発明の一実施形態による電極組立体を説明するための概略的な構成図である。
【図６】図５に示した電極組立体の分解斜視図である。
【図７】図５に示した第２電極を示す斜視図である。
【図８】図５に示した第１電極及び第２電極の接触部位を説明するための詳細図である。
【図９】図５に示した第１電極及び第２電極の接触部位を説明するための詳細図である。
【図１０】図５に示した第１電極及び第２電極の接触部位を説明するための詳細図である。
【図１１】図５に示した第１電極及び第２電極の接触部位を説明するための詳細図である。
【図１２】アーク放電を防止するための他の実施形態を説明するための図面である。
【図１３】アーク放電を防止するための他の実施形態を説明するための図面である。
【図１４】本発明の他の実施形態による電極組立体を説明するための概略的な構成図である。
【図１５】図５に示した電極組立体を有する加工装置を説明するための概略的な構成図である。
【図１６】図１５に示した加工装置を使用するエッチング工程時に発生するパーティクル数量を示すグラフである。
【図１７】図１５に示した加工装置を使用するエッチング工程時に発生するパーティクル数量を示すグラフである。
【図１８】図１５に示した加工装置を使用するエッチング工程時に発生するパーティクル数量を示すグラフである。
【図１９】図１５に示した加工装置を使用するエッチング工程時に発生するパーティクル数量を示すグラフである。
【図２０】図１５に示した加工装置を使用するエッチング工程時に発生するパーティクル数量及びパーティクル合格率を示すグラフである。
【図２１】図１５に示した加工装置を使用するエッチング工程時に発生するパーティクル数量及びパーティクル合格率を示すグラフである。
【符号の説明】
２００    電極組立体
２０２    第１電極
２０４    第２電極
２０６    第３電極
２０８    第１ボルト
２１０    第２ボルト
２１２    第１キャップ
２１４    第２キャップ
２１６    導電性フィルム
３００    チャンバ
４０２    チャック
４０４    真空ポンプ
４０６    排出ライン
４１０    ドア
Ｗ        半導体基板
【図１】
0004440545.tif 000002
【図２】
0004440545.tif 000003
【図３】
0004440545.tif 000004
【図４】
0004440545.tif 000005
【図５】
0004440545.tif 000006
【図６】
0004440545.tif 000007
【図７】
0004440545.tif 000008
【図８】
0004440545.tif 000009
【図９】
0004440545.tif 000010
【図１０】
0004440545.tif 000011
【図１１】
0004440545.tif 000012
【図１２】
0004440545.tif 000013
【図１３】
0004440545.tif 000014
【図１４】
0004440545.tif 000015
【図１５】
0004440545.tif 000016
【図１６】
0004440545.tif 000017
【図１７】
0004440545.tif 000018
【図１８】
0004440545.tif 000019
【図１９】
0004440545.tif 000020
【図２０】
0004440545.tif 000021
【図２１】
0004440545.tif 000022