JP2008199017A - チャックアセンブリ及びそれを用いた高密度プラズマ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高密度プラズマ工程中のプラズマによるウエハ裏の膜質ダメージを減少することができるチャックアセンブリ及びそれを用いた高密度プラズマ装置を提供する。
【解決手段】チャックアセンブリ１５０は、上面に半導体基板９０が載置されて外周部に複数のピンホールが形成されたチャック１５１と、チャック１５１の上面に載置された半導体基板９０がチャック１５１から離脱することを防止するための基板ガイド１５９と、チャック１５１下部に配置された固定プレート１５８と、固定プレート１５８に固定されてピンホール１５２ａにそれぞれ嵌め込まれるように設けられ、チャック１５１の上面に隣接する位置まで延長形成されたリフトピン１５７と、固定プレート１５８を貫通してチャック１５１を下降及び上昇させるチャックリフタ１５６と、を含む。これにより、高密度プラズマ工程中のプラズマによるウエハ裏の膜質ダメージを減少することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体素子を製造するための装置に関し、特に、静電気引力を利用して半導体基板をホールディングするチャックアセンブリ及びそれを用いた高密度プラズマ装置（Ｃｈｕｃｋ ａｓｓｅｍｂｌｙ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｄｅｎｓｉｔｙ ｐｌａｓｍａ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｈａｖｉｎｇ ｔｈｅ ｓａｍｅ）に関するものである。

一般に、半導体素子の製造工程は、半導体基板上に絶縁膜、半導体膜または導電膜のような物質膜を蒸着する工程を含み、前記物質膜は化学気相蒸着装置などを用いて形成する。
一方、半導体素子は、集積度が増加するにつれてトレンチ素子分離工程のような技術が広く用いられている。前記トレンチ素子分離工程の主な技術は、半導体基板の所定領域をエッチングして狭くて深いトレンチ領域を形成することと、前記トレンチ領域を優れた段差塗布性を有する絶縁膜で埋め込まれることを含む。

近年、前記トレンチ領域のようにリセス（ｒｅｃｅｓｓ）された領域を埋め込む絶縁膜として高密度プラズマ酸化膜が広く用いられているが、前記高密度プラズマ酸化膜を形成する工程は、蒸着工程とエッチング工程とを切り替えながら繰り返し実施することによって行うことができる。その結果、前記高密度プラズマ酸化膜は、前記トレンチ領域をボイド（ｖｏｉｄ）なしに埋め込むことができ、前記半導体素子間は優れた絶縁性を有する。

通常、高密度プラズマ酸化膜を形成する高密度プラズマ装置はチャンバ、前記チャンバ内部にプラズマを生成するためのプラズマ生成ユニット、前記チャンバ内部に多種類のガスを順に供給するガス供給ライン、前記チャンバ内部に設けられて半導体基板を静電気引力によりホールディングするチャック、前記チャックに形成されているピンホールの内部にそれぞれ配置され、前記チャックの上部に上昇された後に前記チャック内部に下降されて、外部から移送される半導体基板を前記チャックの上面に載置する複数のリフトピンを含む。

外部から移送される半導体基板は、複数のリフトピンによって前記チャックの上面に載置され、前記チャンバ内部には多種類のガスが順に供給されると同時に、プラズマが生成され、蒸着及びエッチング工程が切り替えられて繰り返して実施される。よって、前記半導体基板上には高密度プラズマ酸化膜が形成される。

一方、前記のような工程を行う場合、プラズマは、前記半導体基板の上側だけでなく、前記チャックに接触しない前記半導体基板の裏（Ｂａｃｋｓｉｄｅ）エッジ部側にも生成し、前記半導体基板の裏面膜質にダメージを与える。特に、従来の高密度プラズマ装置内のリフトピンの上側部位、すなわち、リフトピンの昇降のためにチャックに形成されたピンホールの部位は、チャックの上面とリフトピンの上面との間隔が大きく、半導体基板の他の裏面エッジ部に比べて間隔が最も広いので、プラズマはこのリフトピンの上側部位にも生成されて半導体基板の裏面膜質にダメージを与える。

その結果、前記高密度プラズマ酸化膜形成工程以後にディフュージョン工程を連続的に行うと、前記半導体基板のダメージを受けた部分は膜質ダメージが加速されて、結局は米模様の欠け現象、すなわち、ライスディパクト（ｄｅｆｅｃｔ）を引き起こすことになる。
大韓民国特許公開第10-2003-0061556号明細書

本発明の目的は、高密度プラズマ工程中のプラズマによるウエハ裏の膜質ダメージを減少することができるチャックアセンブリ及びそれを用いた高密度プラズマ装置を提供することにある。

本発明の第１観点から、上面に半導体基板が載置されて外周部に複数のピンホールが形成されたチャックと、前記チャックの上面に載置された半導体基板が前記チャックから離脱することを防止するために前記チャックの外側面に配置された基板ガイド、前記チャックの下部に配置された固定プレートと、前記固定プレートに固定され、前記ピンホールにそれぞれ嵌め込まれるように前記固定プレートの上側方向に設けられ、その上面は前記チャックの上面に隣接する位置まで延長形成されたリフトピン、及び前記固定プレートを貫通して前記チャックの下部に結合されて前記チャックを下降及び上昇させるチャックリフタを含むチャックアセンブリが提供される。

他の態様において、前記基板ガイドは前記チャックを取り囲むように配置することができる。
もう一つの態様において、前記ピンホールは前記基板ガイドと前記チャックとの間に形成することができる。
もう一つの態様において、前記リフトピンの上面と前記チャックの上面との間の間隔は０．２〜０．５ｍｍとすることができる。

もう一つの態様おいて、前記ピンホールに嵌め込まれた部分の前記リフトピンの直径は、前記リフトピンの中心が前記ピンホールの中心に位置した場合、その外面が前記ピンホールの内面に隣接するように位置する大きさに形成することができる。すなわち、前記ピンホールの直径が４．８ｍｍである場合、前記ピンホールに嵌め込まれる部分の前記リフトピンの直径は３．７９〜４．０ｍｍとすることができる。

もう一つの態様において、前記チャックは静電気引力によりその上部に載置される半導体基板をホールディングする静電チャックとすることができる。
もう一つの態様において、前記チャックは内部に静電電極が設けられた載置プレートと前記載置プレートの下部に配置されるクーリングプレートを含むことができる。

もう一つの態様において、前記リフトピンは、前記半導体基板を支持する基板支持部、前記基板支持部の下部に配置されて、前記固定プレートに固定されるプレート固定部及び前記基板支持部と前記プレート固定部を連結する連結部を含むことができる。この場合、前記リフトピンは前記基板支持部の直径と、前記基板支持部の下部に配置される前記連結部の直径と、前記連結部の下部に配置される前記プレート固定部の直径とが順に小さくなるように形成可能である。

本発明の第２観点によれば、上面に半導体基板が載置されて、外周部に複数のピンホールが形成されたチャック、前記チャックの上面に載置された半導体基板が前記チャックから離脱することを防止するために前記チャックの外側面に配置され、前記チャックの上面よりも高く位置している第１上面と前記第１上面の内側に配置され、前記チャックの上面よりも低く位置している第２上面を備えて段差となるように形成された基板ガイド、前記チャックの下部に配置された固定プレート、前記固定プレートに固定され、前記ピンホールにそれぞれ嵌め込まれるように前記固定プレートの上側方向に設けられ、その上面は前記チャックの上面と前記基板ガイドの第２上面との間に位置するリフトピン及び前記固定プレートを貫通して前記チャックの下部に結合され、前記チャックを下降及び上昇させるチャックリフタを含むチャックアセンブリが提供される。

他の態様において、前記リフトピンの上面と前記チャックの上面との間の間隔は０．２〜０．５ｍｍとすることができる。
本発明の第３観点によれば、プラズマが形成されるチャンバ、前記チャンバ内部に配置され、上面に半導体基板が載置され、外周部に複数のピンホールが形成されたチャック、前記チャックの上面に載置された半導体基板が前記チャックから離脱することを防止するために前記チャックの外側面に配置された基板ガイド、前記チャックの下部に配置され、前記チャンバに固定された固定プレート、前記固定プレートに固定され、前記ピンホールにそれぞれ嵌め込まれるように前記固定プレートの上側方向に設けられ、その上面は前記チャックの上面に隣接した位置まで延長形成されたリフトピン、及び前記チャンバと前記固定プレートを貫通して前記チャックの下部に結合され、前記チャックを下降及び上昇させるチャックリフタを含む高密度プラズマ装置が提供される。

（発明の効果）
本発明によれば、高密度プラズマ装置内のリフトピンの上側部位、すなわち、リフトピンの昇降のためにチャックに形成されたピンホールの部位はチャックの上面とリフトピンの上面とが隣接するように位置し、それらの間には極めて狭い間隔だけが形成されるので、半導体基板の裏面のエッジ部に生成するプラズマは非常に少なくなり、前記プラズマにより前記半導体基板の裏面膜質に与えるダメージはほぼないか最小にすることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明による高密度プラズマ装置の第１実施形態を示す断面図である。
図１を参照すると、本発明の第１実施形態による高密度プラズマ装置１００はプラズマを形成する工程が行われるチャンバ１１０を備える。チャンバ１１０はその上部が開口されたチャンバ本体１１２と、チャンバ本体１１２の上部に結合されてチャンバ本体１１２を密閉するチャンバリッド１２０と、チャンバ本体１１２とチャンバリッド１２０との間に介在する連結部材１４０を含む。

チャンバ本体１１２の中央部には工程中に半導体基板９０をホールディングするチャックアセンブリ１５０が設けられている。そして、チャンバ本体１１２の端部にはチャンバ１１０内部の反応副産物やガスなどを外部に排出する真空パンピングライン１１５が設けられている。また、チャンバ本体１１２の端部にはチャンバ本体１１２の内部に洗浄ガスを供給する洗浄ガス供給ライン１６０が設けることができる。

チャンバリッド１２０は、ドーム（ｄｏｍｅ）状に形成され、その内部にプラズマ８０が形成されるプラズマ形成空間を提供する。そして、チャンバリッド１２０の外部には、その内部にプラズマ生成のためのコイル１２２が設けられている。コイル１２２はプラズマ８０が生成できるように所定電力を印加するプラズマ電源１２４に接続される。また、チャンバリッド１２０の外部にはチャンバカバー１３０が設けられている。チャンバカバー１３０はチャンバリッド１２０の外部に設けられたコイル１２２をカバーしてコイル１２２を保護する。

連結部材１４０は、チャンバ本体１１２とチャンバリッド１２０間に介在し、チャンバ本体１１２とチャンバリッド１２０間を連結する。連結部材１４０はチャンバ本体１１２とチャンバリッド１２０間を絶縁するアイソレータとすることができる。そして、連結部材１４０にはチャンバ本体１１２内部に多様な工程ガスを供給するガス供給ライン１７０、１８０を設けることができる。

図２は、本発明の第１実施形態における高密度プラズマ装置に用いられるチャックアセンブリを示す斜視図であり、図３は、図２のチャックアセンブリの切断線Ｉ−Ｉ’による断面図であり、図４及び図５は、本発明によるチャックアセンブリを用いて半導体基板をローディングする方法を説明するための断面図である。そして、図６は、図５のＡ部分を拡大した断面図であって、図７は、図６のＢの方向からチャックアセンブリを見た平面図であり、図８は本発明の第１実施形態によるチャックアセンブリに用いられるリフトピンを示す側面図である。

図１から図８を参照すると、本発明の第１実施形態によるチャックアセンブリ１５０は、チャンバ本体１１２内部に配置され、上面に半導体基板９０が載置されてその外周部に複数のピンホール１５２ａが形成されたチャック１５１、チャック１５１の外側面に配置された基板ガイド１５９、チャック１５１の下部に配置された固定プレート１５８、固定プレート１５８に固定されてピンホール１５２ａにそれぞれ嵌め込まれるように固定プレート１５８の上側方向に設けられたリフトピン１５７、及びチャンバ本体１１２と固定プレート１５８を貫通してチャック１５１の下部に結合されたチャックリフタ１５６を含む。

チャック１５１は、静電気引力によりその上部に載置される半導体基板９０をホールディングする静電チャックとすることができる。第１実施形態において、チャック１５１は内部に静電電極１５３が設けられた円板状の載置プレート１５２と、載置プレート１５２の下部に配置されて載置プレート１５２のように円板状になっているクーリングプレート１５５を含む。クーリングプレート１５５の直径は載置プレート１５２の直径よりも多少大きくすることができる。この場合、クーリングプレート１５５は後述する基板ガイド１５９に結合され、載置プレート１５２は基板ガイド１５９と所定間隔に離隔することができる。

また、静電電極１５３は載置プレート１５２と半導体基板９０間に静電気引力が発生できるように、静電電極１５３に所定電力を印加する静電電源１５４が接続される。載置プレート１５２は静電電極１５３に所定電力が印加されると、半導体基板９０との間に静電気引力が発生し、誘電体となる。例えば、載置プレート１５２はＡｌ₂Ｏ₃で形成されることができる。クーリングプレート１５５は載置プレート１５２に載置される半導体基板９０を冷却させる役割をし、熱伝導性が優れた材質で形成される。例えば、クーリングプレート１５５は銅（Ｃｕ）材質で形成可能である。

基板ガイド１５９は、チャック１５１を取り囲むようにチャック１５１の外側面に配置され、チャック１５１の上面に載置された半導体基板９０がチャック１５１から離脱することを防止する役割を担う。基板ガイド１５９はチャック１５１を取り囲む形象、すなわち、リング状とすることができる。そして、基板ガイド１５９は、チャック１５１の上面１５２ｂよりも多少高く位置する第１上面１５９ａと第１上面１５９ａの内側に配置され、チャック１５１の上面１５２ｂよりも多少低く位置している第２上面１５９ｃを備えて段差となるように形成される。このとき、第２上面１５９ｃは前記チャック１５１の上面１５２ｂよりも約０．１５〜０．４５ｍｍ程度低い位置に形成可能である。

一方、チャック１５１の外周部に形成されたピンホール１５２ａは基板ガイド１５９とチャック１５１との間に形成可能であり、チャック１５１の中心から等しく離隔された距離、すなわち、同一の円周上に形成可能である。
固定プレート１５８はチャック１５１の下部に配置されてチャンバ本体１１２に固定される。固定プレート１５８は円板状に形成可能である。

リフトピン１５７は固定プレート１５８に固定されて、固定プレート１５８の上側方向に設けられ、その上面１５７ｄはチャック１５１の上面１５２ｂに隣接した位置、すなわち、チャック１５１の上面１５２ｂにほぼ近く、チャック１５１の上面１５２ｂよりも低い位置まで延長形成される。第１実施形態において、リフトピン１５７の上面１５７ｄは、基板ガイド１５９の第２上面１５９ｃの高さと等しいか、または第２上面１５９ｃの高さよりも多少低い位置、すなわち、リフトピン１５７の上面１５７ｄとチャック１５１の上面１５２ｂとの間の間隔（図６のＨ）が約０．２〜０．５ｍｍ程度である位置まで延長形成することができる。

そして、リフトピン１５７は図８に示すように多段になるように形成することができる。すなわち、リフトピン１５７は半導体基板９０を支持する基板支持部１５７ｂ、基板支持部１５７ｂの下部に配置されて固定プレート１５８に固定されるプレート固定部１５７ａ、及び基板支持部１５７ｂとプレート固定部１５７ａを連結する連結部１５７ｃで構成することができ、この場合、直径は上側から下側方向において順に小さく形成することができる。言い換えれば、リフトピン１５７は基板支持部１５７ｂの直径Ｄ２と、基板支持部１５７ｂの下部に配置される前記連結部１５７ｃの直径Ｄ３と、連結部１５７ｃの下部に配置される前記プレート固定部１５７ａの直径Ｄ４とが順に小さく形成することができる（Ｄ２＞Ｄ３＞Ｄ４）。

ピンホール１５２ａに嵌め込まれた部分のリフトピン１５７の直径Ｄ２、Ｄ３は、リフトピン１５７の中心がピンホール１５２ａの中心に位置する場合、その外面がピンホール１５２ａの内面に隣接するように位置する大きさとして形成することができる。第１実施形態において、高密度プラズマ装置１００が２００ｍｍの半導体基板９０、すなわち、２００ｍｍのウエハを処理する装置であって、ピンホール１５２ａの直径Ｄ１が約４．８ｍｍである場合、ピンホール１５２ａに嵌め込まれる部分のリフトピン１５７の直径Ｄ２、Ｄ３は約３．７９〜４．０ｍｍとすることができる。

また、高密度プラズマ装置１００が２００ｍｍの半導体基板９０、すなわち、２００ｍｍのウエハを処理する装置の場合、基板支持部１５７ｂの長さ、すなわち図８のＬ２は約１６〜１８ｍｍとすることができ、連結部１５７ｃの長さ、すなわち図８のＬ３は約４８〜５２ｍｍとすることができ、プレート固定部１５７ａの長さ、すなわち図８のＬ４は約１７．５〜１９．５ｍｍとすることができる。したがって、リフトピン１５７の全長、すなわち図８のＬ１は約８３．５〜８７．５ｍｍとすることができる。

チャックリフタ１５６は、チャンバ本体１１２と固定プレート１５８とを貫通してチャック１５１の下部に結合され、チャック１５１を下降及び上昇させる役割を担う。この場合、リフトピン１５７は固定プレート１５８に固定されているので、チャックリフタ１５６によりチャック１５１が下降すると、リフトピン１５７の上端部はチャック１５１の上部に突出することになる。反対に、チャックリフタ１５６によりチャック１５１が上昇すると、リフトピン１５７の上端部はチャック１５１の上昇によりチャック１５１に形成されているピンホール１５２ａの内部に入って行くことになる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態における高密度プラズマ装置に用いられるチャックアセンブリの断面図を図９に示し、図９のＣ部分を拡大した断面図を図１０に示す。
図９と図１０を参照すると、本発明の第２実施形態によるチャックアセンブリ２５０は前述の第１実施形態のチャックアセンブリ１５０と多くの部分で類似する。したがって、以下では、本発明の第２実施形態のチャックアセンブリ２５０については、第１実施形態のチャックアセンブリ１５０との異なっている部分を主に説明する。

図９と図１０に示すように、本発明の第２実施形態によるチャックアセンブリ２５０は、チャンバ本体１１２内部に配置され、上面１５２ｂに半導体基板９０が載置され、その外周部に複数のピンホール１５２ａが形成されたチャック１５１、チャック１５１の外側面に配置される基板ガイド２５９、チャック１５１の下部に配置される固定プレート１５８、固定プレート１５８に固定され、ピンホール１５２ａにそれぞれ嵌め込まれるように固定プレート１５８の上側方向に設置されたリフトピン２５７、及びチャンバ本体１１２と固定プレート１５８とを貫通してチャック１５１の下部に結合されるチャックリフタ１５６を含む。

基板ガイド２５９は、チャック１５１を取り囲むようにチャック１５１の外側面に配置され、チャック１５１の上面に載置された半導体基板９０がチャック１５１から離脱することを防止する役割を担う。基板ガイド２５９はチャック１５１を取り囲むことができる形象、すなわち、リング状とすることができる。そして、基板ガイド２５９はチャック１５１の上面１５２ｂよりも多少高く位置している第１上面２５９ａと第１上面２５９ａの内側に配置されてチャック１５１の上面１５２ｂよりも多少低く位置している第２上面２５９ｃを備えて段差となるように形成することもできる。このとき、第２上面２５９ｃはチャック１５１の上面よりも約０．１５〜０．４５ｍｍ程度低い位置に形成可能である。２５９ｂは第１上面２５９ａと第２上面２５９ｃを連結する第１内面を指称するものであって、２５９ｄは第２上面２５９ｃに接続する第２内面を指称するものである。

リフトピン２５７は、固定プレート１５８に固定されていて、ピンホール１５２ａにそれぞれ嵌め込まれるように固定プレート１５８の上側方向に設けられ、その上面２５７ｄはチャック１５１の上面１５２ｂに隣接している位置、すなわち、チャック１５１の上面１５２ｂと基板ガイド２５９の第２上面２５９ｃとの間に位置する。このとき、リフトピン２５７の上面２５７ｄはその上面２５７ｄとチャック１５１の上面１５２ｂとの間の間隔、すなわち図１０のＨ’が約０．２〜０．５ｍｍ程度である位置まで延長形成することができる。

また、リフトピン２５７は、図９と図１０に示すように多段となるように形成可能である。すなわち、リフトピン２５７は、半導体基板９０を支持する基板支持部２５７ｂ、基板支持部２５７ｂの下部に配置されて固定プレート１５８に固定されるプレート固定部２５７ａ及び基板支持部２５７ｂとプレート固定部２５７ａとを連結する連結部２５７ｃで構成することができ、このときの直径は上側から下側方向に順に小さくなるように形成可能である。言い換えれば、リフトピンは、基板支持部２５７ｂの直径と、基板支持部２５７ｂの下部に配置される連結部２５７ｃの直径と、連結部２５７ｃの下部に配置されるプレート固定部２５７ａの直径が順に小さくなるように形成可能である。

リフトピン２５７の基板支持部２５７ｂは、ピンホール１５２ａの内部のうち第１内面２５９ｂとチャック１５１との間に配置することができ、リフトピン２５７の連結部２５７ｃは、ピンホール１５２ａの内部のうち第２内面２５９ｄとチャック１５１との間に配置することができる。そして、このときの基板支持部２５７ｂと連結部２５７ｃの直径は、それぞれリフトピン２５７の中心がピンホール１５２ａの中心に位置する場合、その外面がピンホール１５２ａの内面に隣接するように位置する大きさに形成可能である。

以下に、図１から図８を参照して本発明による高密度プラズマ装置１００の作用及び効果を具体的に説明する。
まず、基板移送装置（図示せず）などにより外部から半導体基板９０が移送されると、チャックリフタ１５６は、支持していたチャック１５１を所定距離分下降させる。このとき、チャック１５１に用意されている各ピンホール１５２ａの内部にはそれぞれリフトピン１５７が配置されていて、また、そのリフトピン１５７の上面１５７ｄはそれぞれがチャック１５１の上面１５２ｂに隣接するように位置した状態であるので、チャック１５１が下降された場合、リフトピン１５７はチャック１５１の上側に所定高さ分に突出される。

その後、前記基板移送装置はチャック１５１の上側に所定高さ分に突出したリフトピン１５７の上面１５７ｄに半導体基板９０をローディングさせる。
次に、チャックリフタ１５６は、支持していたチャック１５１を所定高さ分上昇させる。これにより、チャック１５１の上側に所定高さ分に突出したリフトピン１５７は、チャック１５１の上昇によりチャック１５１に用意されたピンホール１５２ａの内部に入って行きながら本来に設置された位置、すなわち、その上面１５７ｄがチャック１５１の上面１５２ｂに隣接する位置に復帰することになって、リフトピン１５７の上面１５７ｄにローディングされた半導体基板９０はチャック１５１の上面に載置された後、チャック１５１の静電気引力によってチャック１５１の上面にホールディングされる。

その後、半導体基板９０がチャック１５１の上面にホールディングされると、チャンバ１１０内部には多種類の工程ガスが順に供給されるとともにプラズマ８０が生成されて蒸着及びエッチング工程が切り替えながら繰り返し実施される。これによって、半導体基板９０上には高密度プラズマ酸化膜が形成される。

前記の工程を行う場合、高密度プラズマ装置１００内のリフトピン１５７の上側部位、すなわち、リフトピン１５７の昇降のためにチャック１５１に形成されるピンホール１５２ａの部位は、チャック１５１の上面１５２ｂとリフトピン１５７の上面１５７ｄとが隣接するように位置し、チャック１５１の上面１５２ｂとリフトピン１５７の上面１５７ｄとの間に非常に狭い間隔、すなわち図６のＨだけが形成される。よって、前記のような工程を行う場合、半導体基板９０裏面のエッジ部から生成されるプラズマは非常に少ないので、前記プラズマにより半導体基板９０裏面の膜質に与えられるダメージはほぼないか、最小化される。その結果、高密度プラズマの酸化膜形成工程後にディフュージョン工程を連続的に行う場合にも、半導体基板９０裏面では米模様の欠け現象、すなわち、ライスディパクトが最小になるか、全く発生しない。

図１１は、本発明の高密度プラズマ装置を用いてチャック上面とリフトピン上面との間の間隔を調節しながら高密度プラズマ工程を行い、引き続いてディフュージョン工程を行った後の半導体基板の裏面を検査した写真である。
図１１を参照すると、本発明の高密度プラズマ装置を用いて工程を行う場合、チャック上面とリフトピン上面との間の間隔、すなわち図６のＨが約０．２〜０．５ｍｍの場合、半導体基板の裏面膜質においてライスディパクトが最小になるか全く発生していないことが分かる。つまり、チャックの上面とリフトピンの上面との間の間隔が約０．２〜０．５ｍｍ離隔された本発明高密度プラズマ装置を用いて工程を行う場合、半導体基板の裏面膜質に与えるダメージ問題をあらかじめ防止することができる。

本発明は、ここで説明する実施形態に限られず、他の形態で具体化されることもある。むしろ、ここで紹介される実施形態は開示された発明が完成されていることを示すと共に、当業者に本発明の思想を十分に伝えるために提供するものである。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記の実施形態に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された事項によってのみ限定される。

本発明の第１実施形態による高密度プラズマ装置を示す断面図である。 本発明の第１実施形態による高密度プラズマ装置に用いられるチャックアセンブリを示す斜視図である。 図２のチャックアセンブリの切断線Ｉ−Ｉ’による断面図である。 本発明の第１実施形態によるチャックアセンブリを用いて半導体基板をローディングする方法を説明するための断面図である。 本発明の第１実施形態によるチャックアセンブリを用いて半導体基板をローディングする方法を説明するための断面図である。 図５のＡ部分を拡大した断面図である。 図６のＢ方向からチャックアセンブリを見た平面図である。 本発明の第１実施形態によるチャックアセンブリに用いられるリフトピンを示す側面図である。 本発明の第２実施形態によるチャックアセンブリを示す断面図である。 図９のＣ部分を拡大した断面図である。 本発明の高密度プラズマ装置を用いてチャックの上面とリフトピンの上面との間の間隔を調節しながら高密度プラズマ工程を行った後、後続ディフュージョン工程を行った後の半導体基板の裏面の検査写真である。

符号の説明

９０：半導体基板、１００：高密度プラズマ装置、１１０：チャンバ、１１２：チャンバ本体、１５０：チャックアセンブリ、１５１：チャック、１５２：載置プレート、１５２ａ：ピンホール、１５２ｂ：チャンバ上面、１５３：静電電極、１５４：静電電源、１５５：クーリングプレート、１５６：チャックリフタ、１５７：リフトピン、１５８：固定プレート、１５９：基板ガイド

Claims (20)

1. 上面に半導体基板が載置されて外周部に複数のピンホールが形成されたチャックと、
   前記チャックの上面に載置された半導体基板が前記チャックから離脱することを防止する前記チャックの外側面に配置された基板ガイドと、
   前記チャックの下部に配置された固定プレートと、
   前記固定プレートに固定され、前記ピンホールにそれぞれ嵌め込まれるように前記固定プレートの上側方向に設けられ、上面は前記チャックの上面に隣接している位置まで延長形成されたリフトピンと、
   前記固定プレートを貫通して前記チャックの下部に結合され、前記チャックを下降及び上昇させるチャックリフタと、
   を含むことを特徴とするチャックアセンブリ。
2. 前記基板ガイドは、前記チャックを取り囲むように配置することを特徴とする請求項１に記載のチャックアセンブリ。
3. 前記ピンホールは、前記基板ガイドと前記チャックとの間に形成することを特徴とする請求項１に記載のチャックアセンブリ。
4. 前記リフトピンの上面と前記チャックの上面との間の間隔は、０．２〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のチャックアセンブリ。
5. 前記ピンホールに嵌め込まれる部分の前記リフトピンの直径は、前記リフトピンの中心が前記ピンホールの中心に位置する場合、前記リフトピンの外面が前記ピンホールの内面に隣接するように位置する大きさに形成することを特徴とする請求項１に記載のチャックアセンブリ。
6. 前記ピンホールの直径が４．８ｍｍの場合、前記ピンホールに嵌め込まれる部分の前記リフトピンの直径が３．７９〜４．０ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載のチャックアセンブリ。
7. 前記チャックは、静電気引力により、前記チャック上部に載置される半導体基板をホールディングする静電チャックであることを特徴とする請求項１に記載のチャックアセンブリ。
8. 前記チャックは、内部に静電電極が設けられた載置プレートと、前記載置プレートの下部に配置されるクーリングプレートとを含み、
   前記リフトピンは、前記半導体基板を支持する基板支持部、前記基板支持部の下部に配置されて前記固定プレートに固定されるプレート固定部、及び前記基板支持部と前記プレート固定部を連結する連結部を含むことを特徴とする請求項１に記載のチャックアセンブリ。
9. 前記リフトピンは、前記基板支持部の直径と、前記基板支持部の下部に配置される前記連結部の直径と、前記連結部の下部に配置される前記プレート固定部の直径とが順に小さくなるように形成することを特徴とする請求項８に記載のチャックアセンブリ。
10. 上面に半導体基板が載置され、外周部に複数のピンホールが形成されたチャックと、
    前記チャックの上面に載置された半導体基板が前記チャックから離脱することを防止するために前記チャックの外側面に配置され、前記チャックの上面よりも高く位置している第１上面と前記第１上面の内側に配置されて前記チャックの上面よりも低く位置している第２上面を備えて段差されるように形成された基板ガイドと、
    前記チャックの下部に配置された固定プレートと、
    前記固定プレートに固定され、前記ピンホールにそれぞれ嵌め込まれるように前記固定プレートの上側方向に設けられ、上面は前記チャックの上面と前記基板ガイドの第２上面との間に位置したリフトピンと、
    前記固定プレートを貫通して前記チャックの下部に結合され、前記チャックを下降及び上昇させるチャックリフタと、
    を含むことを特徴とするチャックアセンブリ。
11. 前記リフトピンの上面と前記チャックの上面との間の間隔は、０．２〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１０に記載のチャックアセンブリ。
12. プラズマが形成されるチャンバと、
    前記チャンバ内部に配置され、上面に半導体基板が載置され、外周部に複数のピンホールが形成されたチャックと、
    前記チャックの上面に載置された半導体基板が前記チャックから離脱することを防止するために前記チャックの外側面に配置された基板ガイドと、
    前記チャックの下部に配置され、前記チャンバに固定された固定プレートと、
    前記固定プレートに固定され、前記ピンホールにそれぞれ嵌め込まれるように前記固定プレートの上側方向に設けられ、上面は前記チャックの上面に隣接した位置まで延長形成されたリフトピンと、
    前記チャンバと前記固定プレートを貫通して前記チャックの下部に結合され、前記チャックを下降及び上昇させるチャックリフタと、
    を含むことを特徴とする高密度プラズマ装置。
13. 前記基板ガイドは、前記チャックを取り囲むように配置されることを特徴とする請求項１２に記載の高密度プラズマ装置。
14. 前記ピンホールは、前記基板ガイドと前記チャックとの間に形成することを特徴とする請求項１２に記載の高密度プラズマ装置。
15. 前記リフトピンの上端部と前記チャックの上面との間の間隔は、０．２〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１２に記載の高密度プラズマ装置。
16. 前記ピンホールに嵌め込まれる部分の前記リフトピンの直径は、前記リフトピンの中心が前記ピンホールの中心に位置した場合、前記リフトピンの外面が前記ピンホールの内面に隣接するように位置した大きさに形成されたことを特徴とする請求項１２に記載の高密度プラズマ装置。
17. 前記ピンホールの直径が４．８ｍｍの場合、前記ピンホールに嵌め込まれる部分の前記リフトピンの直径は３．７９〜４．０ｍｍであることを特徴とする請求項１６に記載の高密度プラズマ装置。
18. 前記チャックは、静電気引力により、前記チャック上部に載置される半導体基板をホールディングする静電チャックであることを特徴とする請求項１２に記載の高密度プラズマ装置。
19. 前記チャックは、内部に静電電極が設けられた載置プレートと、前記載置プレートの下部に配置されるクーリングプレートとを含み、
    前記リフトピンは、前記半導体基板を支持する基板支持部、前記基板支持部の下部に配置されて前記固定プレートに固定されるプレート固定部及び前記基板支持部と前記プレート固定部を連結する連結部を含むことを特徴とする請求項１２に記載の高密度プラズマ装置。
20. 前記リフトピンは、前記基板支持部の直径と、前記基板支持部の下部に配置される前記連結部の直径と、前記連結部の下部に配置される前記プレート固定部の直径とが順に小さくなるように形成することを特徴とする請求項１９に記載の高密度プラズマ装置。