JP3727180B2 - 半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバに係り、より詳しくは高周波（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＲＦ）エネルギーで形成されたプラズマガスをチャンバの内部に磁場を発生させることでウェーハにプラズマガスを誘導する半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、プラズマエッチングは、ウェーハを加工する工程のうち、乾式エッチングの一例である。この際、プラズマガスは、電気的な分解により生成され、この分解により生成されたガスの種類によりウェーハの表面をなす物質と強い化学反応を起こしてエッチングする。
一般的にウェーハ加工のために適用されるプラズマエッチングは、次のように行われる。
まず、エッチングしたウェーハをボートに収納して反応室に移送し、その後、反応室の内部が真空状態になってから特殊ガスが反応室に流入される。反応室に特殊ガスが流入された後、高周波（ＲＦ）エネルギーが混合ガスに加えられることによりプラズマガスが生成され、このプラズマガスによりウェーハのエッチングが行われる。
【０００３】
このような従来のプラズマエッチング方法において、エッチングを補うために最近は磁場をチャンバの内部に発生させてウェーハ方向にプラズマガスを誘導する技術が開発されている。図３は、このように磁場によりプラズマガスを誘導する従来の半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバの断面を示す断面図である。また、図４は、図３に示したブラケット１６とケーブル１４との接続部を示す断面図である。
【０００４】
図３に示すように、従来の半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバは、外壁に複数のマグネットコイル１２が設けられ、ケーブル１４をマグネットコイル１２に接続して電流を供給するように構成されている。
ここで、マグネットコイル１２に電流が供給されると、チャンバ１０の内部に磁場を形成し、この磁場によりチャンバ１０内でプラズマ状態にある各成分別のプラズマガスを電気的な極性により誘導する。この過程でプラズマガスは、ウェーハ方向（周方向）に進み、ウェーハの表面物質と反応してエッチングが行われる。
そして、このような従来の半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバには、マグネットコイル１２に電流を供給するケーブル１４がチャンバ１０の外壁に装着したブラケット１６を介して接続されている。ここでケーブル１４は、先端部分にブラケット１６と接続するための連結ナット１８を設け、この連結ナット１８を図４に示すブラケット１６の表面から突出する突部に嵌入させることにより装着されている。
【０００５】
しかし、このような構成による従来の半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバでは、エッチングの終了点を確認するウィンドウが形成された部分（図示せず）、即ち、チャンバ１０の外壁にブラケット１６を設けた部分の内部に形成されるプラズマの偏り現象が発生する。
これは、マグネットコイル１２に電流を供給する際、ケーブル１４を接続するブラケット１６を設けた部分で部分的な放電が発生することにより起こる現象である。
従来、ブラケット１６は、材質が導電性を有するアルミニウムであり、電気分解により表面処理（Ｈａｒｄ Ａｎｏｄｉｚｉｎｇ）を施しているため、前述した放電が発生する。このように放電が発生すると、放電はチャンバ１０の内部に形成される磁場に図３に示した矢印のように影響を与え、結局、チャンバ１０の内部でウェーハをエッチングするプラズマガスの一方向で偏り現象を発生させてしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバでは、図３に示したように、プラズマガスの偏り現象が発生すると、チャンバ１０内部でのプラズマガスの分布状態のバランスが崩れ、プラズマが偏る部分でウェーハの過エッチングが発生し、エッチング終了点を確認するウィンドウ部分でエッチングの均一度（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）が低下してしまう不具合が生じた。
また、従来の半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバでは、ブラケット１６に連結ナット１８により固定されるケーブル１４は構造的に接続部分が脆弱に設計されていた。従って、ケーブル１４は、垂直方向に加えられるストレスと、接続部分の頻繁な摩擦とにより断線してしまうことがあった。このように、ケーブル１４の断線が発生した場合、正常な設備の動作を実行するのは不可能であるため、これを補修するために設備を停止することが頻繁に発生し、それによる設備の稼働率が低下するという不具合があった。
【０００７】
本発明は前述した課題を解決するため、マグネットコイルに電流を供給するためにケーブルを固定するブラケットを改善することにより、放電を防止してプラズマの偏り現象を解決し、エッチング均一度を保持する半導体製造用プラズマエッチングチャンバを提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、マグネットコイルに電流を供給するケーブルを固定するブラケットのケーブル固定構造を改善することにより、ケーブルの断線を防ぎ、それによる設備の停止を事前に防止する半導体製造用プラズマエッチングチャンバを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、エッチングチャンバ内で高周波エネルギーにより形成されたプラズマ状態のプラズマガスをウェーハの方向に誘導するためにエッチングチャンバの外壁に磁場を発生させるマグネットコイルを設けてマグネットコイルに電流を供給するケーブルを接続した半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバであって、エッチングチャンバの外壁に絶縁性材質からなるブラケットを設け、マグネットコイルに接続して電流を供給するケーブルを絶縁性材質のブラケットによりエッチングチャンバの外壁に固定し、当該マグネットコイルに接続したケーブルからブラケットを介した放電を防止する。
ここで、ブラケットは、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、ポリアセタル（ｐｏｌｙａｃｅｔａｌ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリエステル（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）または変性ポリフェニレンオキシド（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｐｏｌｙｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｏｘｉｄｅ）のうちいずれか一つの材質により形成することが好ましい。そして、ブラケットのケーブル固定部には、ケーブルの垂れ防止用に所定の長さに延在する延長ナットをさらに装着することが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明による半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバの実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明による半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバの断面を示す断面図である。また、図２は、図１に示したブラケット２０とケーブル１４との接続部を示す断面図である。本発明による半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバは、チャンバにケーブルを固定するブラケットの材質を変更し、放電を防ぐことによりチャンバ内部のプラズマの偏りを防止するものであり、ブラケットの材質は絶縁性プラスチックを用いている。
【００１０】
図１に示すように、本発明による半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバは、エッチング反応を実行するチャンバ１０の外壁にマグネットコイル１２が四方向（前後左右）に装着されており、このチャンバ１０の外壁側にはケーブル１４を固定するブラケット２０が装着されている。
ブラケット２０の材質は、絶縁性を有するプラスチックであって、具体的にはポリアミド、ポリアセタル、ポリカーボネート、ポリエステル、または変性ポリフェニレンオキシドなどのエンジニアリングプラスチックのうち、いずれか一つが選択的に用いられている。そして、ブラケット２０は、マグネットコイル１２に接続して電流を供給するケーブル１４を取り付けて、このケーブル１４をチャンバ１０の外壁に固定している。また、ブラケット２０には、ケーブル１４の端部を支える連結ナット２２を有し、これを締結する結合ネジ２４を一体に突設している。
【００１１】
このように構成された本発明による半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバにおいて、チャンバ１０の内部には、ケーブル１４を介した電流供給でマグネットコイル１２により発生する磁場が図１に示した矢印のように外部の影響によって変形することなく形成される。
この際、ケーブル１４が取り付けられるブラケット２０には、電流が供給されるが、ブラケット２０の材質が絶縁性を備えたもので形成しているため、これらを介した経路に放電は発生しない。従って、ブラケット２０は、チャンバ１０の内部に形成される磁場に影響を及ぼすことがない。
そして、チャンバ１０の内部に磁場が図１に示した矢印のように形成されると、ブラケット２０に設けられたエッチングの終了点を確認するウィンドウ部分（図示せず）においてプラズマガスの偏りがなく安定した状態を保持できる。よって、チャンバ１０の内部に形成される電気的性質を備えるプラズマガスは、偏りが発生せず、均一に分布される。従って、チャンバ１０内では、エッチングに対する均一度が保持される。
【００１２】
また、本発明による半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバは、図２に示すように、ケーブル１４をブラケット２０に取り付けて支持する連結ナット２２に更に延長ナット２６を補強している。これは、延長ナット２６を接続したケーブル１４を支持するために設けたもので、連結ナット２２の長さを延ばす効果を備えていることにより、ケーブル１４を支持して構造的に断線が発生する部分のストレスまたは摩擦から保護し、断線を防止するように形成されている。
また、前述した延長ナット２６を使用せず、単に、連結ナット２２の長さを所定の長さ以上に延長することも可能である。これによると延長ナット２６は、ケーブル１４の垂れを防止できる。
【００１３】
このように、本発明による半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバの実施に形態によると、ケーブルの垂れと摩擦によるケーブル断線とを防止し、このケーブルの断線が防止されることにより断線による設備の停止時間が減少して設備の稼働率が改善される。
【００１４】
以上、本発明によってなされた半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバの実施の形態を詳細に説明したが、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、ブラケットの材質を絶縁性プラスチックを用いた実施の形態を説明したが、これに限定するものではなく、セラミックなどの絶縁性の材質でも同じ効果を得ることができる。
【００１５】
【発明の効果】
このように、本発明による半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバによると、ブラケットの材質を変更することで、チャンバの内部におけるプラズマの偏り現象が解決され、エッチングの均一度が改善される。
また、本発明による半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバによれば、延長ナット及び所定の長さに延長した連結ナットを設けることにより、電流を供給するケーブルのストレスと、摩擦によるケーブルの断線とを防止でき、設備の停止時間を最小化することができるため、設備の稼働率が改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバの断面を示す断面図。
【図２】図１に示したブラケットとケーブルとの接続部を示す断面図。
【図３】従来の半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバの断面を示す断面図。
【図４】図３に示したブラケットとケーブルとの接続部を示す断面図。
【符号の説明】
１０ チャンバ
１２ マグネットコイル
１４ ケーブル
２０ ブラケット
２２ 連結ナット
２４ 結合ネジ部
２６ 延長ナット

Claims (3)

1. エッチングチャンバ内で高周波エネルギーにより形成されたプラズマ状態のプラズマガスをウェーハの方向に誘導するために前記エッチングチャンバの外壁に磁場を発生させるマグネットコイルを設け、このマグネットコイルに電流を供給するケーブルを接続した半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバにおいて、
   前記エッチングチャンバの外壁に絶縁性材質からなるブラケットを設け、前記マグネットコイルに接続して電流を供給する前記ケーブルを前記絶縁性材質のブラケットにより前記エッチングチャンバの外壁に固定し、当該マグネットコイルに接続したケーブルから前記ブラケットを介した放電を防止することを特徴とする半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバ。
2. 前記ブラケットは、ポリアミド、ポリアセタル、ポリカーボネート、ポリエステルまたは変性ポリフェニレンオキシドのうちいずれか一つの材質により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバ。
3. 前記ブラケットのケーブル固定部には、前記ケーブルの垂れ防止用に所定の長さに延在する延長ナットをさらに装着していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置製造用プラズマエッチングチャンバ。

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