(57)【要約】【課題】半導体製造装置を提供する。【解決手段】本発明は、チャンバの内部のインピーダンスの変化を減らせる半導体製造装置に係り、チャンバと、チャンバ内に設置され、ウェーハを加熱するための熱線を含み、ＲＦパワーが印加されるチャックとを含む。チャックの内部の熱線には、加熱の際、前記のチャンバの内部のインピーダンスの変化を減少させるように絶縁変圧器を通じて電流が伝達される。【選択図】図２
2007013110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバと、
前記チャンバ内に設置され、ウェーハを加熱するため熱線を含み、ＲＦパワーが印加されるチャックとを含み、
前記の熱線は、加熱の際、前記のチャンバ内部のインピーダンスの変化を減らせるように絶縁変圧器を通じて電流が伝達されることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記半導体製造装置はフォトレジスト膜を除去するためのアッシング装置であることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記絶縁変圧器は隔離板を含み、電源側と負荷側とを電気的に分離する妨害波遮断変圧器であることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記隔離板は接地されないことを特徴とする請求項３に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記チャンバ内に設置され、ウェーハを加熱するための熱線を含むチャックと、
前記チャックが加熱する際、前記チャンバの内部のインピーダンスが変わらないように前記熱線に電流を伝達する絶縁変圧器と、
前記チャックが陰の極性を有するように前記チャックにＲＦパワーを印加するＲＦ電源とを含み、
前記チャックは加熱され、同時に前記ＲＦパワーが供給されることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項６】
前記半導体製造装置はフォトレジスト膜を除去するためのアッシング装置であることを特徴とする請求項５に記載の半導体製造装置。
【請求項７】
前記絶縁変圧器は隔離板を含み、電源側と負荷側とを電気的に分離する妨害波遮断変圧器であることを特徴とする請求項５に記載の半導体製造装置。
【請求項８】
前記隔離板は接地されないことを特徴とする請求項７に記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体製造装置に係り、さらに具体的には、乾式エッチング方法を用いてフォトレジストを除去する単位工程で用いられる半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程の一つであるフォトリソグラフィ工程は半導体基板にフォトレジスト層を形成するためにフォトレジストをスピンコーティング（Ｓｐｉｎ  Ｃｏａｔｉｎｇ）する段階と、フォトレジスト層を選択的に露光する（Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）段階と、フォトレジストパターンを発生させるために露光されたフォトレジスト層を現像（Ｄｅｖｅｌｏｐ）する段階と、マスクとして用いられたフォトレジストパターンを除去する段階とで構成される。
【０００３】
アッシング（Ａｓｈｉｎｇ）工程はフォトリソグラフィ工程の最後の段階として、ウェーハ上に形成されたフォトレジスト（Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）を除去する工程である。アッシング工程は乾式と湿式とに区別される。
【０００４】
湿式アッシング方法は強力な酸化作用を持つ溶液(硫酸と過酸化水素との混合液)を用いてフォトレジストを除去する方法であり、ウェーハをほとんど損なわずにフォトレジストを除去することができる。湿式方法はエッチング溶液の中のパーチクルと廃溶液の処理が困難であり、処理ステーションが大形化になる問題があって、乾式方法によって除去し難い屑などを除去するために主に使われる。
【０００５】
乾式アッシング方法は、酸素プラズマ放電を利用する方法とオゾンを利用する方法とに区分され、酸素プラズマアッシングは酸素プラズマの副産物である酸素ラジカルと有機物であるフォトレジストとが反応して二酸化炭素が生成されるようにする方法である。生成された二酸化炭素は真空ポンプを通じて排出されて、簡単に除去されるので、乾式方法はフォトレジストを除去する際、普く利用されている。
【０００６】
酸素ラジカル及び酸素イオンを含むプラズマを利用して実行されるアッシング工程はウェーハを反応チャンバに入れて低圧状態で適切な加熱装置を利用してウェーハの温度を高め、プラズマを注入することによって実行される。アッシング工程でのアッシング率は温度に比例するので、アッシング工程は高温で行われる。
【０００７】
図１は従来技術によるアッシング装置を示すブロック図である。図1を参照すると、アッシング装置１０はプラズマが発生されるチャンバ１１と、チャンバ１１内に設置され、ウェーハＷがローディングされるチャック１２と、チャック１２にＲＦパワーを供給する電源ソース１３とを含む。
【０００８】
チャック１２は加熱機能を有するヒータチャックであり、ヒータパワー（図示しない）に連結されて熱を発生するコイルを含む。ヒータパワーが印加されてチャック１２の内部のコイルに電流が流れれば、コイルは熱を発生する。ウェーハＷがチャック１２にローディングされた後、チャンバ１１にプラズマが発生して、電源ソース１３からＲＦパワーが印加されると、反応性イオンエッチングによってアッシング工程が進行される。
【０００９】
この場合、コイルに電流が流れる状態でチャック１２にＲＦパワーを印加すると、チャック１２の内部のコイルに流れる電流によってチャンバ１１側のインピーダンスが変わってインピーダンスマッチングが行われない。従って、大部分のＲＦパワーが反射されてチャック１２に印加されないからアッシング工程に致命的な影響が及ぶ。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明の目的は、ヒータチャックの加熱による内部インピーダンスの変化を減らせる新しい形態の半導体製造装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、ヒータチャックの内部の熱線に電流を流しながら、同時にヒータチャックにＲＦパワーを印加することができる新しい半導体製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の目的を解決するために、本発明の特徴によると、チャンバの内部のインピーダンスの変化を減らせる半導体製造装置は、チャンバと、前記チャンバの内に設置され、ウェーハを加熱するための熱線を含み、ＲＦパワーが印加されるチャックとを含む。この場合に、前記の熱線は加熱の際、前記チャンバの内部のインピーダンス変化を減らせるように絶縁変圧器を通じて電流が伝達される。
【００１３】
本発明の望ましい一実施形態において、前記の半導体製造装置はフォトレジスト膜を除去するためのアッシング装置である。
【００１４】
本発明の望ましい一実施形態において、前記絶縁変圧器は隔離板を含み、電源側と負荷側とを電気的に分離する妨害波遮断変圧器（Ｎｏｉｓｅ  Ｃｕｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）である。
【００１５】
本発明の望ましい一実施形態において、前記隔離板は接地されない。
【００１６】
上述の目的を達成するために、本発明の特徴によると、ヒータチャックの熱線に電流を流しながら、同時にヒータチャックにＲＦパワーを印加することができる半導体装置は、チャンバと、前記チャンバ内に設置され、ウェーハを加熱するための熱線を含むチャックと、前記チャックが加熱される際、前記のチャンバの内部のインピーダンスが変わらないように前記熱線に電流を伝達する絶縁変圧器と、前記チャックが陰の極性を有するように前記チャックにＲＦパワーを印加するＲＦ電源とを含む。
【００１７】
本発明の望ましい一実施形態において、前記半導体製造装置はフォトレジスト膜を除くためのアッシング装置である。
【００１８】
本発明の望ましい一実施形態において、前記絶縁変圧器は隔離板を含み、電源側と負荷側とを電気的に分離する妨害波遮断変圧器(Ｎｏｉｓｅ  Ｃｕｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ)である。
【００１９】
本発明の望ましい一実施形態において、前記隔離板は接地されない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明を適用したら、ヒータチャックの加熱に従うチャンバ側のインピーダンス変化を減らせる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の一実施形態は様々な形態に変更可能であり、本発明の範囲が下記の実施形態によって限定されてはならない。本実施形態は当業界で平均的な知識を持つ者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。従って、図面での要素の形状などはより明確な説明を強調するために誇張されたものである。
【００２２】
以下、図２及び図３を参照して本発明の望ましい実施形態によるアッシング装置を詳細に説明する。図面において、同一の機能を実行する構成要素については同一の参照番号が付されている。
【００２３】
図２は本発明によるアッシング装置を示すブロック図であり、図３は本発明による工程順序を示すフローチャートである。図２及び図３を参照すると、アッシング装置１００は、電源供給装置１１０、ノイズフィルタ１２０、遮蔽器１３０、チャンバ１４０、マッチングボックス１６０、及びＲＦ電源１７０を含む。チャンバ１４０内には内部に熱線を発生する熱線１５１を含むヒータチャック１５０が設置され、ヒータチャック１５０はヒータチャック１５０の表面から上／下降しながらウェーハを支持する少なくとも３つのリフトピン１５２を含む。
【００２４】
本発明によるアッシング装置１００は反応性イオンエッチング(ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  ｅｔｃｈｉｎｇ）方法を用いて接地電極に代えてＲＦパワーが印加された電極(すなわち、チャック１５０)にウェーハＷを置く。この場合に、チャンバ１４０自体が接地されて大面積になり、ウェーハＷの表面でプラズマシースポテンシャル (Ｐｌａｓｍａ  Ｓｈｅａｔｈ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ)が高くなって、強いイオン衝撃を誘発する。すなわち、イオンが高いエネルギーを持ってウェーハの表面に垂直に入射して衝突する。
【００２５】
電源供給装置１１０はヒータチャック１５０内部の熱線に電流を供給するためのものであり、例えば位相制御(Ｐｈａｓｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ)方式のシリコン制御素子(Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｒｅｃｔｉｆｅｒ，以下ＳＣＲ)電源ソースである。ＳＣＲは電流が流れないオフ状態と、電流が流れるオン状態の２つの安定した状態があり、オフ状態からオン状態に、また、オン状態からオフ状態にスイッチングができる半導体素子である。ＳＣＲは入力電圧波形の導通角を調節して負荷に供給される電力を制御する。ＳＣＲのスイッチングに必要なゲート電流をトリガ電流という。
【００２６】
電源供給装置１１０から供給された電流はノイズフィルタ１２０を経て遮蔽器１３０に伝達される。ノイズフィルタ１２０は電源供給装置１１０すなわち、ＳＣＲのスイッチングによるノイズを除去するためのラインフィルタである。ノイズはある装置やシステムの正常的な作動を干渉する妨害物（電気的ノイズ）として、ノーマルノイズモード（Ｎｏｍａｌ  Ｍｏｄｅ  Ｎｏｉｓｅ）とコモンモードノイズ（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｍｏｄｅ  Ｎｏｉｓｅ）とに区別される。ノーマルモードノイズは電源線を通じて入いるノイズであり、大部分がかなりの短時間に高い電圧となって消える。このようなノイズが急に機器に入って来たら、致命的なエラーが発生する。
【００２７】
遮蔽器１３０は例えば、絶縁変圧器（Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）として、一対一（１：１）変圧器という。１次側（電源供給側）の入力電圧と入力電流がそのまま２次側(負荷側)に出力される変圧器である。絶縁変圧器は１次側と２次側とを電気的に分離（ｇａｌｖａｎｉｃ  ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）する役割を果たす。すなわち、絶縁変圧器は巻線比に該当する電圧が各々の巻線に現れるが、巻線は入力電圧の波形のような周波数で変化する磁気場で結合しているだけであり、導線で連結されていないから互いに電気的に分離される。絶縁変圧器は一般的な絶縁変圧器、遮蔽変圧器、妨害波遮断変圧器を含む。妨害波遮断変圧器(Ｎｏｉｓｅ  Ｃｕｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ)は、巻線と変圧器の外部に電子遮蔽板(隔離板)を設置して、高周波(ノイズ)の磁速が巻線の相互で交差されないように電子誘導などによるノイズの伝導を防止する。すなわち、妨害波遮断変圧器は１次側と２次側に分離構成され、静電結合がなく、高週波電子誘導が発生しない。本発明の一実施形態による遮蔽器１３０は、妨害波遮断変圧器であるが、これに限定されない。本発明で妨害波遮断変圧器の隔離板は接地されず、これはノイズの発生を減らせるためである。
【００２８】
遮蔽器１３０から入力電流がヒータチャック１５０の内部の熱線１５１に供給されたら、ヒータチャックが加熱される（Ｓ１０）。ヒータチャックの加熱温度を２００℃以上であり、望ましくは、２５０℃程度を維持しながらリフトピン１５２の上昇状態でリフトピン１５２上にウェーハＷをローディングする（Ｓ２０）。チャンバを密閉して、真空ポンプを可動してチャンバの内部を真空状態にさせる（Ｓ３０）。高温のヒータチャック１５０にウェーハＷを置いた状態で工程ガスを注入して、工程条件に適する圧力に到達させてガス工程段階を実行する（Ｓ４０）。この際に使われる工程ガスは従来のアッシング方法で用いられるものと同一である。所定時間の後にチャンバの内部にプラズマを発生させる（Ｓ５０）。発生するプラズマは酸素（Ｏ２）プラズマであり、酸素ラジカル及び酸素イオンを含む。反応性を向上させるために窒素ガス（Ｎ２）などその他の反応ガスが添加されることができる。
【００２９】
ＲＦ電源１７０を可動させてＲＦパワーをヒータチャックに印加する（Ｓ６０）。ＲＦ電源１７０とヒータチャック１５０との間にはマッチングボックス１６０が設置される。マッチングボックス１６０はＲＦ電源１７０のインピーダンスとチャンバ側１４０のインピーダンスとを整合（Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  Ｍａｔｃｈｉｎｇ）させる回路である。
【００３０】
ＲＦ電源１７０は一般的に国際協約による特定周波数を用いており、主に用いられている周波数は１３．５６ＭＨｚであり、これの整数倍である２７．１２ＭＨｚ及び４０．６８ＭＨｚなども用いられる。本発明の一実施形態で、ＲＦ電源の出力インピーダンスは５０Ωに設定され、チャンバ１４０のインピーダンスも所定のインピーダンスに設定される。これはマッチングボックス１６０によって、電源側とチャンバ側のインピーダンスとを整合させて、ＲＦパワーがチャンバ１４０内のヒータチャック１５０に伝達されず、ＲＦ電源１７０に反射されることを防止するためである。
【００３１】
一般的にＲＦパワーがヒータチャックに印加される時点は、ヒータチャックが加熱された後（すなわち、熱線１５１に電流供給が中断された後）である。しかし、ウェーハをチャンバにローディングするためにチャンバのスリットドアを開閉する過程、真空ポンピング段階（Ｓ３０）、またガス挿入段階（Ｓ４０）でヒータチャックの温度が下れば、ヒータチャック１５０の温度を上げるために電源供給装置１１０から熱線に電流が供給される。この場合に、ＲＦパワーが供給されたら、熱線１５１に流れる電流によってヒータチャック１５０の電気的性質は変わり、チャンバ側のインピーダンスが初期設定値と異なって、ＲＦパワーが反射されるエラーが発生することができる。
【００３２】
しかし、本発明では、電源供給装置１１０からの電流が遮蔽器１３０を通じて熱線１５１に供給されるので、チャンバ側のインピーダンスの変化を減少させて、固定マッチングボックスを用いる場合にも、インピーダンス整合させるようにできる。また、自動調節マッチングボックスを用いる場合にもチャンバ側のインピーダンスの変化が自動調節範囲を逸脱することを防止することができる。
【００３３】
以上で、本発明によるアッシング装置の構成と作用を上述の説明と図面によって図示したが、これは例を挙げて説明したことに過ぎず、本発明の技術的な思想を逸脱しない範囲内で様々な変化及び変更ができることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来技術によるアッシング装置を示すブロック図である。
【図２】本発明によるアッシング装置を示すブロック図である。
【図３】本発明によるアッシング方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１００  アッシング装置
１１０  電源供給装置
１２０  ノイズフィルタ
１３０  遮蔽器
１４０  チャンバ
１５０  ヒータチャック
１５１  熱線
１５２  リフトピン
１６０  マッチングボックス
１７０  ＲＦ電源
【図１】
2007013110.tif 000003
【図２】
2007013110.tif 000004
【図３】
2007013110.tif 000005