JP5191159B2

JP5191159B2 - 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法

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Publication number: JP5191159B2
Application number: JP2007098102A
Authority: JP
Inventors: 圭一郎竹原
Original assignee: Renesas Electronics Corp
Current assignee: Renesas Electronics Corp
Priority date: 2007-04-04
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2027-04-04
Also published as: CN101281860B; US8105953B2; CN101281860A; US20080248652A1; JP2008258352A; US8007632B2; US20110281437A1

Description

本発明は、半導体製造装置及び半導体装置の製造方法に関する。

半導体装置の製造方法は、半導体ウエハを処理するウエハ工程と、その後の組み立て・検査工程を含んでいる。特許文献１及び２は、ウエハ工程に用いられる半導体製造装置を開示している。

図１は、特許文献１に開示された半導体製造装置１０１を示している。半導体製造装置１０１は、ウエハ１２７のレジストを除去するために用いられる。半導体製造装置１０１は、ベルジャ１０２と、ガス供給部１０３と、真空処理室１０４と、第１電極１０６と、第２電極１１１と、ヒータ１１４と、導電部材１２０とを備えている。ベルジャ１０２は、石英製である。ガス供給部１０３は、ベルジャ１０２の上端に接続されている。ベルジャ１０２の下端は開口している。ベルジャ１０２の下端は、真空処理室１０４の天井に接合されている。シールド電極１１２は、真空処理室１０４の天井の一部を構成している。シールド電極１１２には、ベルジャ１０２内から真空処理室１０４内に通じる穴１１３が設けられている。シールド電極１１２は、接地されている。第１電極１０６及び第２電極１１１は、ベルジャ１０２の外側に配置されている。導電部材１２０は、第１電極１０６と高周波電力供給部１１８とを接続している。第２電極１１１は、接地されている。ヒータ１１４は、真空処理室１０４内に配置され、ウエハ１２７を加熱する。真空処理室１０４に接続された真空ポンプ（不図示）は、真空処理室１０４内及びベルジャ１０２内から排気する。ガス供給部１０３は、ベルジャ１０２内に酸素ガス１２１を供給する。高周波電力供給部１１８は、第１電極１０６に導電部材１２０を介して高周波電力を供給し、酸素ガス１２１をプラズマ化する。その結果、ベルジャ１０２内にプラズマ１２２が発生する。プラズマ１２２は、酸素分子、酸素原子、酸素イオン、電子を含む。プラズマ１２２うち、中性の活性種１２３は、穴１１３を通って真空処理室１０４内に入り、ウエハ１２７のレジストと反応する。この反応により、レジストがウエハ１２７から取り除かれる。この反応による生成ガスは、真空ポンプにより真空処理室１０４内から排出される。

特開平７−３７８７０号公報特開平１０−１４４４９５号公報

このような構造の製造装置に対して、真空ポンプで排気を行うと、ベルジャ１０２の外側と内側の間に圧力差が発生する。この圧力差によりベルジャ１０２が真空処理室１０４に押し付けられるが、このとき、ベルジャ１０２と真空処理室１０４の天井との間がＯリングで封止されていると、Ｏリングが変形し、ベルジャ１０２が真空処理室１０４の方に移動する。第１電極１０６がベルジャ１０２に固定され、第１電極１０６と高周波電力供給部１１８とを接続する導電部材１２０が剛体である場合、この圧力差が繰り返し発生することでベルジャ１０２及び第１電極１０６に負荷が繰り返し加わり、ベルジャ１０２及び第１電極１０６が破損する場合があった。

以下に、（発明を実施するための最良の形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための最良の形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明の一の観点による半導体製造装置（１）は、チャンバ（２）と、前記チャンバ内にガスを供給するガス供給部（３）と、前記チャンバ内から排気する真空ポンプ（５）と、前記チャンバの外側に配置され、前記チャンバに対して固定された電極（６）と、編導線（２２）と、前記編導線を介して前記電極に高周波電力を供給する高周波電力供給部（１８）とを具備する。

本発明の一の観点によれば、チャンバ内が減圧されたときのチャンバの移動に応じて編導線が変形するから、半導体製造装置の破損が防がれる。

本発明の他の観点による半導体装置の製造方法は、半導体製造装置（１）を用いる。前記半導体製造装置は、チャンバ（２）と、前記チャンバ内にガスを供給するガス供給部（３）と、前記チャンバ内から排気する真空ポンプ（５）と、前記チャンバの外側に配置され、前記チャンバに対して固定された電極（６）と、編導線（２２）と、前記編導線を介して前記電極に高周波電力を供給する高周波電力供給部（１８）とを具備する。前記半導体装置の製造方法は、前記チャンバ内にガスを供給しながら、前記高周波電力供給部が前記電極に高周波電力を供給して前記チャンバ内にプラズマを発生させるステップと、前記プラズマを用いて被処理体（２７）を処理するステップとを具備する。

本発明の他の観点によれば、チャンバ内が減圧されたときのチャンバの移動に応じて編導線が変形するから、半導体製造装置の破損が防がれる。

本発明によれば、破損しにくい半導体製造装置及び半導体製造装置が破損しにくい半導体装置の製造方法が提供される。

添付図面を参照して、本発明による半導体製造装置及び半導体装置の製造方法を実施するための最良の形態を以下に説明する。

（第１の実施形態）
図２は、本発明の第１の実施形態に係る半導体製造装置１を示している。半導体製造装置１は、例えば、ウエハのドライエッチングに用いられる。半導体製造装置１は、チャンバ２と、ガス供給部３と、真空処理室４と、真空ポンプ５と、第１電極６と、第２電極１１と、絶縁体１６と、図２に示されない絶縁体１７と、高周波電力供給部１８と、導体板１９と、導体板２０と、導電部材２１と、シール部材２５と、支持体２６とを備えている。

チャンバ２は、例えば、石英製のベルジャである。ガス供給部３は、チャンバ２の上端に接続されている。チャンバ２の下端は開口している。チャンバ２の下端は、真空処理室４の天井にシール部材２５を介して接合されている。シール部材２５は、例えば、Ｏリングである。真空処理室４の天井には、真空処理室４内からチャンバ２内に通じる穴４ａが設けられている。支持体２６は、真空処理室４内に設けられ、接地されている。支持体２６は、半導体ウエハのような被処理体２７を支持する。真空ポンプ５は、真空処理室４に接続されている。第１電極６及び第２電極１１は、チャンバ２の外に配置されている。第１電極６及び第２電極１１は、例えば、アルミニウム製である。第１電極６及び第２電極１１の各々は、チャンバ２の周囲に巻きついている。第１電極６と、第２電極１１と、絶縁体１６と、絶縁体１７とは、チャンバ２に対して固定されている。第２電極１１は、接地されている。導体板１９は、第１電極６に固定されている。導体板２０は、高周波電力供給部１８に固定されている。導電部材２１は、一の端部と、その反対側の他の端部とを備えている。導電部材２１の一の端部は、導体板２０にボルト及びナット（不図示）により機械的に固定されている。導体板２０には、導電部材２１の一の端部をボルト及びナット（不図示）で固定するための貫通穴２０ａが設けられている。導電部材２１の他の端部は、導体板１９にボルト及びナット（不図示）により機械的に固定されている。導体板１９には、導電部材２１の他の端部をボルト及びナット（不図示）で固定するための貫通穴１９ａが設けられている。導電部材２１は、第１電極６と高周波電力供給部１８とを電気的に接続している。第１電極６は、導体板１９と、導電部材２１と、導体板２０と、高周波電力供給部１８とを介して接地されている。高周波電力供給部１８は、高周波電源と、インピーダンスを調整するためのマッチングボックスとを備えている。

真空ポンプ５は、チャンバ２内及び真空処理室４内から排気する。ガス供給部１０３は、ベルジャ１０２内にプラズマ発生用のガスを供給する。高周波電力供給部１８は、導体板２０と、導電部材２１と、導体板１９とを介して第１電極６に高周波電力を供給し、チャンバ２内にプラズマを発生させる。半導体製造装置１は、プラズマを用いて被処理体２７を処理する。プラズマ発生用のガスは、その一部は被処理体２７と反応して生成ガスを生じ、他の一部は反応しない。真空ポンプ５は、生成ガスと、プラズマ発生用のガスの他の一部とを真空処理室４から排出する。半導体製造装置１によって処理された被処理体２７は、ウエハ工程の終了後、組み立て・検査工程に進む。被処理体２７から半導体装置が製造される。

半導体製造装置１の詳細な構造について、以下に説明する。

図３は、半導体製造装置１の一部を分解して示している。半導体製造装置１は、接続部材９と、接続部材１０と、接続部材１４と、接続部材１５とを備える。接続部材９、１０、１４、１５は、導体である。

第１電極６は、帯状曲板７と、帯状曲板８とを備える。帯状曲板７及び帯状曲板８は、チャンバ２を間に挟んで第１方向に対向している。第１方向は、チャンバ２の半径方向に平行である。帯状曲板７は、一の端部と、その反対側の他の端部とを備えている。帯状曲板７の一の端部には、貫通穴７ａが設けられている。帯状曲板７の他の端部には、貫通穴７ｂが設けられている。帯状曲板７は、一の端部と他の端部の間で曲がっている。二つの導体板１９の各々は、一の端部と、その反対側の他の端部とを備えている。導体板１９の一の端部には、貫通穴１９ａが設けられている。導体板１９の他の端部には、貫通穴１９ｂが設けられている。導体板１９は、一の端部と他の端部との間に屈曲部が設けられ、他の端部に絶縁体１６、１７の段部に合うように切り欠きが設けられている。導体板１９は、アルミニウム板に曲げ加工を施し、切り欠き入れることで作製される。帯状曲板８は、一の端部と、その反対側の他の端部とを備えている。帯状曲板８の一の端部には、貫通穴８ａが設けられている。帯状曲板８の他の端部には、貫通穴８ｂが設けられている。帯状曲板８は、一の端部と他の端部の間で曲がっている。

第２電極１１は、帯状曲板１２と、帯状曲板１３とを備える。帯状曲板１２及び帯状曲板１３は、チャンバ２を間に挟んで第１方向に対向している。帯状曲板１２は、一の端部と、その反対側の他の端部とを備えている。帯状曲板１２の一の端部には、貫通穴１２ａが設けられている。帯状曲板１２の他の端部には、貫通穴１２ｂが設けられている。帯状曲板１２は、一の端部と他の端部の間で曲がっている。帯状曲板１３は、一の端部と、その反対側の他の端部とを備えている。帯状曲板１３の一の端部には、貫通穴１３ａが設けられている。帯状曲板１３の他の端部には、貫通穴１３ｂが設けられている。帯状曲板１３は、一の端部と他の端部の間で曲がっている。

接続部材９は、一の端部と、その反対側の他の端部とを備えている。一の端部及び他の端部の各々は、板状である。一の端部と他の端部とは、対向している。一の端部と他の端部の各々には、貫通穴９ａが設けられている。接続部材１０は、一の端部と、その反対側の他の端部とを備えている。一の端部及び他の端部の各々は、板状である。一の端部と他の端部とは、対向している。一の端部と他の端部の各々には、貫通穴１０ａが設けられている。接続部材１４は、一の端部と、その反対側の他の端部とを備えている。一の端部及び他の端部の各々は、板状である。一の端部と他の端部とは、対向している。一の端部と他の端部の各々には、貫通穴１４ａが設けられている。接続部材１５は、一の端部と、その反対側の他の端部とを備えている。一の端部及び他の端部の各々は、板状である。一の端部と他の端部とは、対向している。一の端部と他の端部の各々には、貫通穴１５ａが設けられている。

絶縁体１６及び絶縁体１７の各々は、チャンバ２の上下端方向に延びている。絶縁体１６には、貫通穴１６ａと貫通穴１６ｂとが、上下端方向にずらされて設けられている。絶縁体１７には、貫通穴１７ａと貫通穴１７ｂとが、上下端方向にずらされて設けられている。

一方の導体板１９の他の端部と、帯状曲板７の一の端部と、接続部材９の一の端部と、
絶縁体１７と、接続部材９の他の端部と、帯状曲板８の一の端部とは、この順番に第１方
向に平行な直線に沿って配置されている。貫通穴１９ｂ、貫通穴７ａ、貫通穴９ａ、貫通
穴１７ａ及び貫通穴８ａの位置は、重なっている。他方の導体板１９の他の端部と、帯
状曲板７の他の端部と、接続部材１０の一の端部と、絶縁体１６と、接続部材１０の他の
端部と、帯状曲板８の他の端部とは、この順番に第１方向に平行な直線に沿って配置され
ている。貫通穴１９ｂ、貫通穴７ｂ、貫通穴１０ａ、貫通穴１６ａ及び貫通穴８ｂの位置
は、重なっている。

帯状曲板１２の一の端部と、接続部材１４の一の端部と、絶縁体１７と、接続部材１４の他の端部と、帯状曲板１３の一の端部とは、この順番に第１方向に平行な直線に沿って配置されている。貫通穴１２ａ、貫通穴１４ａ、貫通穴１７ｂ及び貫通穴１３ａの位置は、重なっている。帯状曲板１２の他の端部と、接続部材１５の一の端部と、絶縁体１６と、接続部材１５の他の端部と、帯状曲板１３の他の端部とは、この順番に第１方向に平行な直線に沿って配置されている。貫通穴１２ｂ、貫通穴１５ａ、貫通穴１６ｂ及び貫通穴１３ｂの位置は、重なっている。

貫通穴１９ｂ、貫通穴７ａ、貫通穴９ａ、貫通穴１７ａ及び貫通穴８ａにボルト（不図示）が通され、このボルトにナット（不図示）が締めつけられている。貫通穴１９ｂ、貫通穴７ｂ、貫通穴１０ａ、貫通穴１６ａ及び貫通穴８ｂにボルト（不図示）が通され、このボルトにナット（不図示）が締めつけられている。貫通穴１２ａ、貫通穴１４ａ、貫通穴１７ｂ及び貫通穴１３ａにボルト（不図示）が通され、このボルトにナット（不図示）が締めつけられている。貫通穴１２ｂ、貫通穴１５ａ、貫通穴１６ｂ及び貫通穴１３ｂにボルト（不図示）が通され、このボルトにナット（不図示）が締めつけられている。

これらのボルト及びナットにより、チャンバ２、第１電極６、第２電極１１、導体板１９、絶縁体１６及び絶縁体１７が互いに固定されている。したがって、導体板１９と第１電極６（帯状曲板７、８）とは、同電位である。

図４は、導電部材２１を示している。導電部材２１は、編導線２２と、圧着端子２３と、圧着端子２４とを備えている。圧着端子２３には、貫通穴２３ａが設けられている。圧着端子２４には、貫通穴２４ａが設けられている。編導線２２は、一の端部と、その反対側の他の端部とを備えている。圧着端子２３は、編導線２２の一の端部に圧着されている。圧着端子２４は、編導線２２の他の端部に圧着されている。

図５は、半導体製造装置１の上面図を示している。貫通穴２０ａ及び貫通穴２３ａが重なるように導体板２０及び圧着端子２３が配置されている。貫通穴２０ａ及び貫通穴２３ａにボルト（不図示）が通され、このボルトにナット（不図示）が締めつけられ、圧着端子２３が導体板２０に固定されている。貫通穴１９ａ及び貫通穴２４ａが重なるように導体板１９及び圧着端子２４が配置されている。貫通穴１９ａ及び貫通穴２４ａにボルト（不図示）が通され、このボルトにナット（不図示）が締めつけられ、圧着端子２４が導体板１９に固定されている。

本実施形態においては、チャンバ２内が減圧されてチャンバ２が真空処理室４の方に移
動した場合、チャンバ２の移動を吸収するように編導線２２が変形する。そのため、チャ
ンバ２及び第１電極６が破損することが防がれ、チャンバ２及び第１電極６の寿命が延び
る。さらに、高周波電力供給部１８と第１電極６とを接続するための時間と、インピーダ
ンスを調整するための時間とが、短縮される。

編導線２２は、銅線が編まれた編銅線であることが好ましい。銅は粘りがあるため、編導線２２が繰り返し変形しても銅線が切れにくい。

また、高周波電力供給部１８が第１電極６に高周波電力を供給すると導電部材２１が発熱するから、導電部材２１はクロムのめっき膜で覆われていることが好ましい。クロムめっき膜により導電部材２１の熱酸化が防がれる。

また、編導線２２が撓んでいると、編導線２２はチャンバ２のどの方向の移動も吸収できる。

また、導体板１９と、導体板２０と、導電部材２１とを含むユニットを複数設けることが好ましい。高周波電力の供給路を太くすることができる。

また、複数のユニットを設ける場合、複数のユニットをチャンバ２の中心軸を含む平面
Ｓに対して鏡面対象に配置することが好ましい。平面Ｓに対して対称な電界がチャンバ２
内に形成され、その結果、被処理体２７から製造される半導体装置の品質のばらつきが
小さくなる。例えば、図５に示すように、複数のユニットの内の第１のユニットを平面Ｓ
の一方側に配置し、複数のユニットの内の第２のユニットを平面Ｓの他方側に配置する。
そして、第１のユニットの編導線２２と、第２のユニットの編導線２２とを、平面Ｓに対
して鏡面対象な円周に沿うように撓ませる。

図１は、従来の半導体製造装置の断面図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る半導体製造装置の側面図である。図３は、半導体製造装置の一部を分解して示す斜視図である。図４は、半導体製造装置が備える導電部材の平面図である。図５は、半導体製造装置の上面図である。

符号の説明

１…半導体製造装置
２…チャンバ
３…ガス供給部
４…真空処理室
４ａ…穴
５…真空ポンプ
６…第１電極
７、８…帯状曲板
９、１０…接続部材
１１…第２電極
１２、１３…帯状曲板
１４、１５…接続部材
１６、１７…絶縁体
１８…高周波電力供給部
１９、２０…導体板
２１…導電部材
２２…編導線
２３、２４…圧着端子
２５…シール部材
２６…支持体
２７…被処理体
７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ、９ａ、１０ａ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１５ａ、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ、１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２３ａ、２４ａ…貫通穴
１０１…半導体製造装置
１０２…ベルジャ
１０３…ガス供給部
１０４…真空処理室
１０６…第１電極
１１１…第２電極
１１２…シールド電極
１１３…穴
１１４…ヒータ
１１８…高周波電力供給部
１２０…導電部材
１２１…酸素ガス
１２２…プラズマ
１２３…活性種
１２７…ウエハ

Claims

チャンバと、
内部が互いに通じるようにシール部材を介して前記チャンバに接合された真空処理室と、
前記チャンバ内にガスを供給するガス供給部と、
前記チャンバ内及び前記真空処理室内から排気する真空ポンプと、
前記チャンバの外側に配置され、前記チャンバに対して固定された電極と、
編導線と、
前記編導線を介して前記電極に高周波電力を供給する高周波電力供給部と
を具備し、
前記編導線は、クロムめっき膜を備えた編銅線である
半導体製造装置。
前記チャンバはベルジャであり、
前記シール部材はＯリングである
請求項１の半導体製造装置。
前記編導線は、撓んだ状態で前記高周波電力供給部と前記電極とを接続する
請求項１又は２に記載の半導体製造装置。
半導体製造装置を用いる半導体装置の製造方法であって、
前記半導体製造装置は、
チャンバと、
内部が互いに通じるようにシール部材を介して前記チャンバに接合された真空処理室と、
前記チャンバ内にガスを供給するガス供給部と、
前記チャンバ内及び前記真空処理室内から排気する真空ポンプと、
前記チャンバの外側に配置され、前記チャンバに対して固定された電極と、
編導線と、
前記編導線を介して前記電極に高周波電力を供給する高周波電力供給部と
を具備し、
前記編導線は、クロムめっき膜を備えた編銅線であり、
前記半導体装置の製造方法は、
前記チャンバ内にガスを供給しながら、前記高周波電力供給部が前記編導線を介して前記電極に高周波電力を供給して前記チャンバ内にプラズマを発生させるステップと、
前記プラズマを用いて被処理体を処理するステップと
を具備する
半導体装置の製造方法。