JP7296678B2 - セラミック給気部に無線周波数を接続した洗浄装置 - Google Patents

セラミック給気部に無線周波数を接続した洗浄装置 Download PDF

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Description

本発明は半導体集積回路の製造分野に属し、具体的にはセラミック給気部に無線周波数を接続した洗浄装置に関する。
現在、一部の不揮発性金属材料のエッチングプロセス中に、プラズマはバイアス電圧の作用下で金属材料の表面に到達するように加速され、エッチング材料の表面からスパッタされた金属粒子は、チャンバの内壁、チャンバの頂部の結合窓及び頂部セラミック給気部を含むチャンバ内のすべての露出面に付着して、汚染を引き起こす。汚染を解決するために、チャンバの内部に洗浄ガスを通過させ、頂部に無線周波数電力を印加して、洗浄ガスをイオン化し、これらの汚染粒子を取り除く必要がある。チャンバは洗浄過程全体で接地され、頂部セラミック給気部は絶縁材料であるため、洗浄過程中に、頂部の無線周波数に無線周波数電力を印加してプラズマを励起し、アクティブなプラズマは接地されたチャンバを洗浄するが、頂部セラミック給気部にはほとんど洗浄効果がない。時間の経過とともに、汚染物質の重なりが深刻になり、堆積物が脱落してウェーハを汚染する現象が発生する。
既存の解決策は、頂部セラミック給気部を周期的に交換することである。この解決策は、頂部セラミック給気部は汚染物質の重なりによって堆積物が脱落してウェーハを汚染するという現象をある程度解決するが、交換のたびに真空を破って交換する必要があり、時間と手間がかかり、交換サイクルを正確に把握することができず、真下のウェーハに損傷を与え、不可逆的な重大な結果をもたらすため、頂部セラミック給気部を徹底的に洗浄できる方法と装置を設計する必要がある。
本発明は、チャンバを洗浄する時にセラミック給気ノズルの下面の汚染領域を洗浄できないという問題を解決するセラミック給気部に無線周波数を接続した洗浄装置を提供する。
本発明がその技術課題を解決するために採用する技術的解決策は以下の通りである。チャンバの中央部に設けられるウェーハと、チャンバの頂部に設けられる結合窓、結合窓の中央領域に位置する頂部セラミック給気ノズルと、結合窓の上部に配置される３次元コイルとを含み、前記３次元コイルは、中心とエッジの２つの互いに独立したシングル３次元コイルを含み、２つのシングル３次元コイルは、それぞれの一端が相互に接続されて無線周波数に接続され、それぞれの他端が相互に接続されて接地されるセラミック給気部に無線周波数を接続した洗浄装置であって、エッチングシステム、洗浄システム、電源制御装置及び無線周波数洗浄機を含み、
前記電源制御装置は前記エッチングシステム及び前記洗浄システムに接続されており、電源を切り替えるためのものであり、
電力分配ボックスを含み、前記エッチングシステムは、チャンバ内でのウェーハのエッチングを実現するように、電力分配ボックスの２つのラインによって前記３次元コイルの２つのシングル３次元コイルにそれぞれ接続され、
前記洗浄システムは、無線周波数洗浄機構に無線周波数を接続することで、無線周波数洗浄機構に接続された頂部セラミック給気ノズルの下面に高負圧を生成させることにより、プラズマが頂部セラミック給気ノズルの下面に直接衝突することを特徴とする。
好ましくは、前記電源制御装置は、順次接続された第１の無線周波数電源、無線周波数整合器及び第１のＲＦスイッチボックスを含み、第１のＲＦスイッチボックスにより、前記エッチングシステムと前記洗浄システムとの間で切り替える。
好ましくは、前記電源制御装置は、第２の無線周波数電源、第２のＲＦスイッチボックス、エッチングシステムに接続された第１のコイル無線周波数整合器、洗浄システムに接続された中央無線周波数整合器を含み、前記第２の無線周波数電源の出力端は、前記第２のＲＦスイッチボックスに接続され、第２のＲＦスイッチボックスにより、第１のコイル無線周波数整合器と中央無線周波数整合器との間で切り替える。
好ましくは、前記電源制御装置は、コイル無線周波数電源、中央無線周波数電源、第２のコイル無線周波数整合器、中央無線周波数整合器を含み、前記コイル無線周波数電源の出力端は前記第２のコイル無線周波数整合器に接続され、前記第２のコイル無線周波数整合器の出力端は前記エッチングシステムに接続され、前記中央無線周波数電源の出力端は前記中央無線周波数整合器に接続され、前記中央無線周波数整合器の出力端は前記洗浄システムに接続される。
好ましくは、前記無線周波数洗浄機構は、順次接続された中央給気継手部、エッジ絶縁給気部、中央無線周波数給気部、中央絶縁給気部及び頂部セラミック給気部を含み、
前記中央給気継手部、前記エッジ絶縁給気部及び前記中央無線周波数給気部の中央部には、連通するガス通路を備え、前記エッジ絶縁給気部の長さが５ｍｍ以上であり、
前記中央給気継手部は接地されており、クリーンガスを導入することができ、前記中央無線周波数給気部は無線周波数に接続され、
いくつかのキャピラリーといくつかの狭窄ガス通路を含み、前記いくつかのキャピラリーは、前記エッジ絶縁給気部の中央部のガス通路内に設置され、前記いくつかの狭窄ガス通路は、前記中央絶縁給気部のエッジに均一に分布し、前記中央無線周波数給気部の中部給気通路に連通し、いくつかのキャピラリーのそれぞれと前記狭窄ガス通路のそれぞれの断面積は、いずれも０．０５ｍｍ２～３ｍｍ２であり、
前記中央絶縁給気部は、前記頂部セラミック給気部の内部に位置し、前記中央絶縁給気部の頂部は、前記中央無線周波数給気部の給気通路内まで延長し、延長長さが２ｍｍ以上である。
好ましくは、前記中央給気継手部は前記エッジ絶縁給気部と同軸であり、前記中央無線周波数給気部、前記中央絶縁給気部及び前記頂部セラミック給気部は同軸であり、前記エッジ絶縁給気部は前記中央無線周波数給気部に対して垂直である。
好ましくは、調整部材を更に含み、前記調整部材は、リング構造であり、前記中央絶縁給気部と前記頂部セラミック給気部との間に設置され、前記中央絶縁給気部は、その頂端が前記中央無線周波数給気部の給気通路に延長した部分の径方向幅が前記中央無線周波数給気部の給気通路の直径よりも小さい。
好ましくは、前記中央給気継手部は前記エッジ絶縁給気部に対して垂直であり、前記エッジ絶縁給気部、前記中央無線周波数給気部、前記中央絶縁給気部及び前記頂部セラミック給気部は同軸である。
好ましくは、前記エッジ絶縁給気部の中部給気通路に設置されたいくつかのキャピラリーは、前記中央無線周波数給気部の底部まで延長し、前記中央給気継手部、前記エッジ絶縁給気部、前記中央無線周波数給気部、前記中央絶縁給気部及び前記頂部セラミック給気部は同軸である。
好ましくは、シールリングを更に含み、前記中央給気継手部と前記エッジ絶縁給気部との間、前記中央無線周波数給気部と前記頂部セラミック給気部との間、及び前記頂部セラミック給気部の下端近くには、いずれもシールリングが設けられている。
上記の技術的解決策を通じて、従来技術にと比べて、本発明は以下の有益な効果を有する。
１、本発明は、無線周波数洗浄機構における中央無線周波数給気部に無線周波数を接続することで、無線周波数洗浄機構に接続された頂部セラミック給気ノズルの下面に高負圧を生成させることにより、プラズマが頂部セラミック給気ノズルの下面に直接衝突して、頂部セラミック給気ノズルの下面の汚染領域を徹底的に洗浄する。
２、本発明は、様々な実施手段および実施方法を提供し、チャンバを洗浄しながら頂部セラミック給気ノズルの下面の汚染領域を洗浄する効果を効果的に達成し、頂部セラミック給気ノズルの周期的な交換の問題を回避し、頂部セラミック給気ノズルは汚染物質の重なりにより、堆積物が脱落してウェーハが損傷されるという問題を解決した。
以下、本発明について、図面および実施例を組み合わせて、さらに説明する。
本発明の実施例１の電源制御装置の模式図である。 本発明の実施例１の処理システム及び洗浄方法の模式図である。 本発明の実施例２の電源制御装置の模式図である。 本発明の実施例２の処理システム及び洗浄方法の模式図である。 本発明の実施例３の電源制御装置の模式図である。 本発明の実施例３の処理システム及び洗浄方法の模式図である。 本発明の実施例４の無線周波数洗浄機構の構造模式図である。 本発明の実施例５の無線周波数洗浄機構の構造模式図である。 本発明の実施例６の無線周波数洗浄機構の構造模式図である。 本発明の実施例７の無線周波数洗浄機構の構造模式図である。 本発明のエッジ絶縁給気部の断面図である。 本発明の狭窄ガス通路の断面図ａである。 本発明の狭窄ガス通路の断面図ｂである。
以下、図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。これらの図面はすべて簡略化された模式図であり、本発明の基本構造を例示的に説明するものだけであり、本発明に関連する構造のみを示している。
現在、半導体集積回路の製造プロセスにおいて、エッチングは最も重要な工程の１つであり、そのうち、プラズマエッチングは、一般的に使用されるエッチング方法の１つであり、通常、エッチングは、真空反応チャンバ１内で行われ、無線周波数が印加されて、処理チャンバ１内には、導入された反応ガスのプラズマを形成してウェーハ３を加工処理する。長期間の加工処理を経て、スパッタされた金属粒子は、チャンバ１の内壁、チャンバ１の頂部の結合窓１０及び頂部セラミック給気ノズル１１に付着して、汚染を引き起こす。汚染を解決するために、チャンバ１の内部に洗浄ガスを導入して、頂部に無線周波数電力を印加して、洗浄ガスをイオン化し、これらの汚染粒子を取り除く必要がある。チャンバ１は洗浄過程全体で接地され、頂部セラミック給気ノズル１１は絶縁材料でできているため、洗浄過程中に、頂部の無線周波数に無線周波数電力を印加してプラズマを励起し、アクティブなプラズマは接地されたチャンバ１を洗浄するが、頂部セラミック給気ノズル１１にはほとんど洗浄効果がない。時間の経過とともに、汚染物質の重なりが深刻になり、堆積物が脱落してウェーハ３を汚染する現象が発生する。
従来技術は、頂部セラミック給気ノズル１１を周期的に交換することである。この解決策は、頂部セラミック給気ノズル１１は汚染物質の重なりによって堆積物が脱落してウェーハ３を汚染するという現象をある程度解決するが、時間と手間がかかり、交換サイクルを正確に把握することができず、真下のウェーハに損傷を与え、不可逆的な重大な結果をもたらすため、頂部セラミック給気ノズル１１の下面を徹底的に洗浄できるセラミック給気部に無線周波数を接続した洗浄装置を設計した。
本発明の具体的な技術的解決策は、セラミック給気部に無線周波数を接続した洗浄装置であり、チャンバ１の中央部にウェーハ３が設けられ、チャンバ１の頂部に結合窓１０が設けられ、結合窓１０の中央領域に頂部セラミック給気ノズル１１が設けられ、結合窓１０の上部に３次元コイル８０が配置され、前記３次元コイル８０は、中心とエッジの２つの互いに独立したシングル３次元コイルであり、２つのシングル３次元コイルは、それぞれの一端が相互に接続されて無線周波数に接続され、それぞれの他端が相互に接続されて接地される。
洗浄過程中に頂部セラミック給気ノズル１１の下面の汚染領域を洗浄できないという問題を解決するために、本発明では、エッチングシステム、洗浄システム、電源制御装置及び無線周波数洗浄機構が設置され、
前記電源制御装置は前記エッチングシステム及び前記洗浄システムに接続されており、電源を切り替えるためのものであり、
前記エッチングシステムは、チャンバ１内でのウェーハ３のエッチングを実現するように、電力分配ボックス４の２つのラインによって前記３次元コイル８０の２つのシングル３次元コイルにそれぞれ接続され、
前記洗浄システムは、無線周波数洗浄機構に無線周波数を接続することで、無線周波数洗浄機構に接続された頂部セラミック給気ノズル１１の下面に高負圧を生成させることにより、プラズマが頂部セラミック給気ノズル１１の下面に直接衝突する。本発明に係るプラズマ処理システム及び洗浄方法の具体的な実施形態は以下の通りである。
図１に示すように、前記電源制御装置は、第１の無線周波数電源６０１、無線周波数整合器７０１及び第１のＲＦスイッチボックス５０１を含み、前記第１の無線周波数電源６０１は、電源を提供するものであり、その出力端が無線周波数整合器７０１の入力端に接続され、前記無線周波数整合器７０１の出力端は前記第１のＲＦスイッチボックス５０１に接続される。前記第１のＲＦスイッチボックス５０１は２つの出力端を有し、一方の出力端は無線周波数洗浄機構に接続され、他方の出力端は電力分配ボックス４に接続され、当該電力分配ボックス４の２つの出力端は、前記３次元コイル８０の中心とエッジの２つの互いに独立したシングル３次元コイルに接続される。前記３次元コイル８０の中心とエッジの２つの互いに独立したシングル３次元コイルは、それぞれの一端が相互に接続されて外部無線周波数装置に接続され、それぞれの他端が相互に接続されて接地され、内側のコイルと外側のコイルの非接地端は、同時に前記無線周波数整合器７０１の電力分配ボックス４に接続され、電力分配ボックス４は、様々なプロセス要求に応じて中心及びエッジの電力を調整するように、中心及びエッジに配電される電力を設定し、さらにチャンバ１内のプラズマの密度を調整する。
図２に示すように、装置がプロセスを実行する準備ができたとき、まず、洗浄方法を実行するかどうかを決定し、洗浄方法が実行されない場合、エッチングプロセスを実行し、前記エッチングシステムが作動し始める。マニピュレータは、プロセスシート（ウェーハ３）をチャンバ１に送り、反応ガスはチャンバ１の内部に導入され、前記第１のＲＦスイッチボックス５０１は、前記無線周波数整合器７０１のすべての出力電力を電力分配ボックス４に印加する。前記無線周波数洗浄機構には電力が供給されておらず、前記電力分配ボックス４は、必要に応じて中央およびエッジのコイルに電力を分配する。印加された無線周波数電力は反応ガスをイオン化し、生成されたプラズマはチャンバ１内の前記ウェーハ３をエッチングする。エッチングが完了した後、電力の出力および給気を停止し、次にチャンバ１を真空処理する。
プロセスが終了して前記チャンバ１の洗浄方法を開始する場合、基板シートを前記チャンバ１内に入れる。前記基板シートは、廃棄されたシートであり、洗浄過程中で、汚染物質が落下して下方のデバイスに損傷を与えるのを防ぐために設置される。前記頂部セラミック給気ノズル１１には洗浄ガスが導入され、前記第１のＲＦスイッチボックス５０１は、すべての電力を無線周波数洗浄機構に印加し、内側のコイルと外側のコイルの電力はゼロであり、印加された無線周波数電力は洗浄ガスをイオン化し、このときに生成されたプラズマは、前記チャンバ１の内部を洗浄しながら、前記頂部セラミック給気ノズル１１の下面を徹底的に洗浄し、前記頂部セラミック給気ノズル１１の下面への不揮発性金属粒子の堆積が減少する。洗浄が完了した後、電力の出力と給気を停止し、前記チャンバ１を真空処理する。
図３に示すように、前記電源制御装置は、第２の無線周波数電源６０２、第２のＲＦスイッチボックス５０２、エッチングシステムに接続された第１のコイル無線周波数整合器７０２、洗浄システムに接続された中央無線周波数整合器７０４を含み、前記第２の無線周波数電源６０２の出力端は、前記第２のＲＦスイッチボックス５０２に接続され、前記第２のＲＦスイッチボックス５０２により、前記第１のコイル無線周波数整合器７０２と前記中央無線周波数整合器７０４との間で切り替える。
すなわち、本実施例では、２つの無線周波数整合器が配置され、一方の整合器は、無線周波数電力を無線周波数洗浄機構に印加するための前記中央無線周波数整合器７０４であり、他方は、内側のコイルと外側のコイルに無線周波数電力を印加するための前記第１のコイル無線周波数整合器７０２である。同時に、２つの無線周波数整合器はいずれも１つの前記第２の無線周波数電源６０２によって制御され、且つ、前記第２の無線周波数電源６０２と無線周波数整合器との間では、前記第２のＲＦスイッチボックス５０２により、どの無線周波数整合器が動作を開始するかを制御する。
図４に示すように、装置がプロセスを実行する準備ができたとき、まず、洗浄方法を実行するかどうかを決定し、洗浄方法が実行されない場合、エッチングプロセスを実行し、前記エッチングシステムが作動し始める。マニピュレータは、プロセスシート（ウェーハ３）を前記チャンバ１に送り、反応ガスは前記チャンバ１の内部に導入され、前記第２のＲＦスイッチボックス５０２は、前記第２の無線周波数電源６０２を前記第１のコイル無線周波数整合器７０２に接続し、前記中央無線周波数整合器７０４には電力が供給されておらず、前記第１のコイル無線周波数整合器７０２によって放出された電力は、電力分配ボックス４を介して中心及びエッジのコイルに印加され、印加された無線周波数電力は反応ガスをイオン化し、生成されたプラズマは前記チャンバ１内の前記ウェーハ３をエッチングする。エッチングが完了した後、電力の出力および給気を停止し、次に前記チャンバ１を真空処理する。
プロセスが終了して前記チャンバ１の洗浄方法を開始する場合、基板シートを前記チャンバ１内に入れる。前記基板シートは、廃棄されたシートであり、洗浄過程中で、汚染物質が落下して下方のデバイスに損傷を与えるのを防ぐために設置される。前記頂部セラミック給気ノズル１１には洗浄ガスが導入され、前記第２のＲＦスイッチボックス５０２は、前記第２の無線周波数電源６０２を前記中央無線周波数整合器７０４に接続し、前記第１のコイル無線周波数整合器７０２には電力が供給されておらず、前記中央無線周波数整合器７０４によって放出された電力はすべて無線周波数洗浄機構に印加され、印加された無線周波数電力は洗浄ガスをイオン化し、この時生成されたプラズマは前記チャンバ１の内部を洗浄しながら、前記頂部セラミック給気ノズル１１の下面を徹底的に洗浄し、前記頂部セラミック給気ノズル１１の下面への不揮発性金属粒子の堆積が減少する。洗浄が完了した後、電力の出力と給気を停止し、次に前記チャンバ１を真空処理する。
図５に示すように、前記電源制御装置は、コイル無線周波数電源６０３、中央無線周波数電源６０４、第２のコイル無線周波数整合器７０３、中央無線周波数整合器７０５を含み、前記コイル無線周波数電源６０３の出力端は前記第２のコイル無線周波数整合器７０３に接続され、前記第２のコイル無線周波数整合器７０３の出力端は前記エッチングシステムに接続され、前記中央無線周波数電源６０４の出力端は前記中央無線周波数整合器７０５に接続され、前記中央無線周波数整合器７０５の出力端は前記洗浄システムに接続される。
すなわち、本実施例では、２つの無線周波数電源および２つの整合器が配置され、そのうちの１セットの無線周波数電源および整合器は、内側のコイルおよび外側のコイルにのみ使用され、他のセットの無線周波数電源および整合器は、無線周波数洗浄機構にのみ使用され、両方は互いに干渉しない。
図６に示すように、装置がプロセスを実行する準備ができたとき、まず、洗浄方法を実行するかどうかを決定し、洗浄方法が実行されない場合、エッチングプロセスを実行し、前記エッチングシステムが作動し始める。マニピュレータは、プロセスシート（ウェーハ３）を前記チャンバ１に送り、反応ガスは前記チャンバ１の内部に導入され、前記コイル無線周波数電源６０３がオンにされ、前記中央無線周波数電源６０４がオフにされ、前記第２のコイル無線周波数整合器７０３は、前記電力分配ボックス４を介して無線周波数電力を前記３次元コイル８０の中心及びエッジコイルに印加し、印加された無線周波数電力は反応ガスをイオン化し、生成されたプラズマは前記チャンバ１内の前記ウェーハ３をエッチングする。エッチングが完了した後、電力の出力と給気を停止し、次に前記チャンバ１を真空処理する。
プロセスが終了して前記チャンバ１の洗浄方法を開始する場合、基板シートを前記チャンバ１内に入れる。前記基板シートは、廃棄されたシートであり、洗浄過程中で、汚染物質が落下して下方のデバイスに損傷を与えるのを防ぐために設置される。前記頂部セラミック給気ノズル１１には洗浄ガスが導入され、前記コイル無線周波数電源６０３がオフにされ、前記中央無線周波数電源６０４がオンにされ、前記中央無線周波数整合器７０５によって放出された電力はすべて無線周波数洗浄機構に印加され、印加された無線周波数電力は洗浄ガスをイオン化し、この時生成されたプラズマは前記チャンバ１の内部を洗浄しながら、前記頂部セラミック給気ノズル１１の下面を徹底的に洗浄し、前記頂部セラミック給気ノズル１１の下面への不揮発性金属粒子の堆積が減少する。洗浄が完了した後、電力の出力と給気を停止し、次に前記チャンバ１を真空処理する。
上記の各実施例で説明された具体的な構造について、以下のようないくつかの実施手段がある。
本発明の前記無線周波数洗浄機構は、順次接続された中央給気継手部２０１、エッジ絶縁給気部２０２、中央無線周波数給気部２０３、中央絶縁給気部２０４及び頂部セラミック給気部２０５を含み、前記中央給気継手部２０１、前記エッジ絶縁給気部２０２及び前記中央無線周波数給気部２０３の中央部には、連通するガス通路を備え、前記中央給気継手部２０１は接地されており、クリーンガスを導入することができ、前記中央無線周波数給気部２０３は無線周波数に接続される。
図７に示すように、本実施例の前記中央給気継手部２０１は前記エッジ絶縁給気部２０２と同軸であり、前記中央無線周波数給気部２０３、前記中央絶縁給気部２０４及び前記頂部セラミック給気部２０５は同軸であり、前記エッジ絶縁給気部２０２は前記中央無線周波数給気部２０３に対して垂直である。前記エッジ絶縁給気部２０２の長さが５ｍｍ以上であり、前記中央絶縁給気部２０４は、その頂端が前記中央無線周波数給気部２０３の給気通路に延長した部分の径方向幅が前記中央無線周波数給気部２０３の給気通路の直径と一致する。
前記中央無線周波数給気部２０３の頂部は無線周波数（ＲＦ）に接続され、前記中央無線周波数給気部２０３の底部は前記頂部セラミック給気部２０５に密封接続され、前記中央無線周波数給気部２０３の材料は、好ましくは、優れた導電性および機械加工性能を有するアルミニウムであり、前記中央無線周波数給気部２０３の中部ガス通路領域及び真空と接触するすべての領域は、いずれも硬質陽極酸化の表面処理で処理され、これにより、無線周波数電力の損失がほとんどなく、粒子はほとんど生成しない。
前記頂部セラミック給気ノズル１１の構造に損傷を与え、大量の粒子汚染を発生させ、さらに前記ウェーハ３に損傷を与えるのを防ぐために、チャンバ１内で点火する代わりに、前記中央無線周波数給気部２０３の底部と前記頂部セラミック給気部２０５との間で点火して、前記中央無線周波数給気部２０３の底部と前記頂部セラミック給気部２０５との間に前記中央絶縁給気部２０４を設置して、余分な空間を埋める必要がある。前記中央絶縁給気部２０４は、セラミックまたはプラスチック（ＳＰ－１、ＰＥＩ、ＰＴＦＥなどのような絶縁性の清浄な材料）でできており、そのエッジには、均一に分布する狭窄ガス通路２０４１（図１２及び図１３に示すように）がある。前記狭窄ガス通路２０４１の断面積は０．０５ｍｍ２～５ｍｍ２である。
前記中央絶縁給気部２０４は、前記頂部セラミック給気部２０５の内部に位置し、前記中央絶縁給気部２０４の頂部部分は、前記中央無線周波数給気部２０３の給気通路内まで延長し、延長部分の長さが２ｍｍ以上である。前記中央無線周波数給気部２０３の中部ガス通路は等電位であるため、点火の可能性はなく、また前記中央無線周波数給気部２０３の底部と下方のガスは等電位ではないため、この構造の設計は、前記中央無線周波数給気部２０３の底部空間を圧縮することによって、無線周波数が前記中央無線周波数給気部２０３の底部に十分な空間を形成して、電子を十分に移動させて点火させる可能性をなくす。
前記中央無線周波数給気部２０３は無線周波数に接続され、前記中央給気継手部２０１は接地されているため、前記中央無線周波数給気部２０３と前記中央給気継手部２０１との間の点火を防止するために、両者の間に前記エッジ絶縁給気部２０２を追加する必要があり、前記エッジ絶縁給気部２０２の材料は、好ましくはセラミック、ＳＰ－１又はＰＥＩであり、当該設計は、粒子を生成しないだけでなく、絶縁給気の役割を果たす。同時に、このセクションの前記エッジ絶縁給気部２０２の内部がエッチングプロセス中に点火するのを防ぐために、前記エッジ絶縁給気部２０２の中部ガス通路内にはいくつかのキャピラリー２０２１を設置する必要があり、いくつかの前記キャピラリー２０２１は前記中央無線周波数給気部２０３の中部給気通路に連通する。前記キャピラリー２０２１の断面積は０．０５ｍｍ２～３ｍｍ２であり、前記キャピラリー２０２１の材料は、好ましくは、ＳＰ－１、ＰＥＩ、ＰＴＦＥなどのような絶縁性の清浄な材料である。前記キャピラリー２０２１の構造は、エッジ絶縁給気部２０２の中部給気空間を圧縮することによって、無線周波数が中央無線周波数給気部２０３と中央給気継手部２０１との間に十分な空間を形成して、電子を十分に移動させて点火させる可能性をなくすように設計される。
図８に示すように、本実施例の前記中央給気継手部２０１は前記エッジ絶縁給気部２０２と同軸であり、前記中央無線周波数給気部２０３、前記中央絶縁給気部２０４及び前記頂部セラミック給気部２０５は同軸であり、前記エッジ絶縁給気部２０２は前記中央無線周波数給気部２０３に対して垂直であり、前記エッジ絶縁給気部２０２の長さが５ｍｍ以上である。本実施例では、前記中央絶縁給気部２０４と前記頂部セラミック給気部２０５との間には調整部材２０６が設けられ、前記調整部材２０６は、リング構造であり、前記中央絶縁給気部２０４は、その頂端が前記中央無線周波数給気部２０３の給気通路に延長した部分の径方向幅が前記中央無線周波数給気部２０３の給気通路の直径よりも小さい。
前記中央無線周波数給気部２０３の頂部は無線周波数（ＲＦ）に接続され、前記中央無線周波数給気部２０３の底部は前記頂部セラミック給気部２０５に密封接続され、前記中央無線周波数給気部２０３は前記調整部材２０６に接続され、前記中央無線周波数給気部２０３の材料は、好ましくは、優れた導電性および機械加工性能を有するアルミニウムであり、前記中央無線周波数給気部２０３の中部ガス通路領域、真空と接触するすべての領域及び前記調整部材２０６の表面は、いずれも硬質陽極酸化の表面処理で処理され、これにより、無線周波数電力の損失がほとんどなく、粒子はほとんど生成しない。
前記頂部セラミック給気ノズル１１の構造に損傷を与え、大量の粒子汚染を発生させ、さらにウェーハ３に損傷を与えるのを防ぐために、チャンバ１内で点火する代わりに、前記中央無線周波数給気部２０３の底部と前記頂部セラミック給気部２０５との間で点火して、前記中央無線周波数給気部２０３の底部と前記頂部セラミック給気部２０５との間に前記中央絶縁給気部２０４を設置して、余分な空間を埋める必要がある。前記中央絶縁給気部２０４は、セラミックまたはプラスチック（ＳＰ－１、ＰＥＩ、ＰＴＦＥなどのような絶縁性の清浄な材料）でできており、そのエッジには、均一に分布する狭窄ガス通路２０４１（図１２及び図１３に示すように）がある。前記狭窄ガス通路２０４１の断面積は０．０５ｍｍ２～５ｍｍ２である。この構造の設計は、無線周波数が前記頂部セラミック給気部２０５の下面に接続される面積をさらに拡大し、前記頂部セラミック給気ノズル１１が洗浄過程中にデッドアングルを持たないようにして、前記頂部セラミック給気ノズル１１を徹底的に洗浄するという目的を達成する。
前記中央絶縁給気部２０４は、前記頂部セラミック給気部２０５の内部に位置し、前記中央絶縁給気部２０４の頂部部分は、前記中央無線周波数給気部２０３の給気通路内まで延長し、延長部分の長さが２ｍｍ以上である。前記中央無線周波数給気部２０３の中部ガス通路は等電位であるため、点火の可能性はなく、また、前記中央無線周波数給気部２０３の底部と下方のガスは等電位ではないため、この構造の設計は、前記中央無線周波数給気部２０３の底部空間を圧縮することによって、無線周波数が前記中央無線周波数給気部２０３の底部に十分な空間を形成して、電子を十分に移動させて点火させる可能性をなくす。
前記中央無線周波数給気部２０３は無線周波数に接続され、前記中央給気継手部２０１は接地されているため、前記中央無線周波数給気部２０３と前記中央給気継手部２０１との間の点火を防止するために、両者の間に前記エッジ絶縁給気部２０２を追加する必要があり、前記エッジ絶縁給気部２０２の材料は、好ましくはセラミック、ＳＰ－１、ＰＥＩ、ＰＴＦＥなどのような絶縁性の清浄な材料であり、当該設計は、粒子を生成しないだけでなく、絶縁給気の役割を果たす。同時に、このセクションの前記エッジ絶縁給気部２０２の内部がエッチングプロセス中に点火するのを防ぐために、前記エッジ絶縁給気部２０２の中部ガス通路内にいくつかのキャピラリー２０２１を設置する必要があり、いくつかの前記キャピラリー２０２１は、前記中央無線周波数給気部２０３の中部給気通路に連通する。前記キャピラリー２０２１の断面積は０．０５ｍｍ２～３ｍｍ２であり、本発明は０．１５ｍｍ２～０．８ｍｍ２が好ましく、前記キャピラリー２０２１の材料は、好ましくは、ＳＰ－１、ＰＥＩ、ＰＴＦＥなどのような絶縁性の清浄な材料である。前記キャピラリー２０２１の構造の設計は、前記エッジ絶縁給気部２０２の中部給気空間を圧縮することによって、無線周波数が前記中央無線周波数給気部２０３と前記中央給気継手部２０１との間に十分な空間を形成して、電子を十分に移動させて点火させる可能性をなくす。
図９に示すように、本実施例では、前記中央給気継手部２０１は前記エッジ絶縁給気部２０２に対して垂直であり、前記エッジ絶縁給気部２０２、前記中央無線周波数給気部２０３、前記中央絶縁給気部２０４及び前記頂部セラミック給気部２０５は同軸である。前記エッジ絶縁給気部２０２の長さが５ｍｍ以上であり、前記中央絶縁給気部２０４は、その頂端が前記中央無線周波数給気部２０３の給気通路に延長した部分の径方向幅が前記中央無線周波数給気部２０３の給気通路の直径と一致する。
前記中央無線周波数給気部２０３のエッジは無線周波数（ＲＦ）に接続され、前記中央無線周波数給気部２０３の底部は前記頂部セラミック給気部２０５に密封接続され、前記中央無線周波数給気部２０３の材料は、好ましくは、優れた導電性および機械加工性能を有するアルミニウムであり、前記中央無線周波数給気部２０３の中部ガス通路領域及び真空と接触するすべての領域は、いずれも硬質陽極酸化の表面処理で処理され、これにより、無線周波数電力の損失がほとんどなく、粒子はほとんど生成しない。
前記頂部セラミック給気ノズル１１の構造に損傷を与え、大量の粒子汚染を発生させ、さらにウェーハ３に損傷を与えるのを防ぐために、チャンバ１内で点火する代わりに、前記中央無線周波数給気部２０３の底部と前記頂部セラミック給気部２０５との間で点火して、前記中央無線周波数給気部２０３の底部と前記頂部セラミック給気部２０５との間に前記中央絶縁給気部２０４を設置して、余分な空間を埋める必要がある。前記中央絶縁給気部２０４は、セラミックまたはプラスチック（ＳＰ－１、ＰＥＬＰＴＦなどのような絶縁性の清浄な材料）でできており、そのエッジには、均一に分布する狭窄ガス通路２０４１（図１２及び図１３に示すように）がある。前記狭窄ガス通路２０４１の断面積は０．０５ｍｍ２～５ｍｍ２である。
前記中央絶縁給気部２０４は、前記頂部セラミック給気部２０５の内部に位置し、前記中央絶縁給気部２０４の頂部部分は、前記中央無線周波数給気部２０３の給気通路内まで延長し、延長部分の長さが２ｍｍ以上である。中央無線周波数給気部２０３の底部と下方のガスは等電位ではないため、点火の可能性はなく、また前記中央無線周波数給気部２０３の底部と下方のガスは等電位ではないため、この構造の設計は、前記中央無線周波数給気部２０３の底部空間を圧縮することによって、無線周波数が前記中央無線周波数給気部２０３の底部に十分な空間を形成して、電子を十分に移動させて点火させる可能性をなくす。この構造の設計は、前記中央無線周波数給気部２０３の底部空間を圧縮することによって、無線周波数が前記中央無線周波数給気部２０３の底部に十分な空間を形成して、電子を十分に移動させて点火させる可能性をなくす。
前記中央無線周波数給気部２０３は無線周波数に接続され、前記中央給気継手部２０１は接地されているため、前記中央無線周波数給気部２０３と前記中央給気継手部２０１との間の点火を防止するために、両者の間に前記エッジ絶縁給気部２０２を追加する必要があり、前記エッジ絶縁給気部２０２の材料は、好ましくはセラミック、ＳＰ－１又はＰＴＦＥなどのような絶縁性の清浄な材料である。当該設計は、粒子を生成しないだけでなく、絶縁給気の役割を果たす。同時に、このセクションの前記エッジ絶縁給気部２０２の内部がエッチングプロセス中に点火するのを防ぐために、前記エッジ絶縁給気部２０２の中部ガス通路内にいくつかのキャピラリー２０２１を設置する必要があり、いくつかの前記キャピラリー２０２１は前記中央無線周波数給気部２０３の中部給気通路に連通する。前記キャピラリー２０２１の断面積は０．０５ｍｍ２～３ｍｍ２であり、前記キャピラリー２０２１の材料は、好ましくはＳＰ－１、ＰＥＩ、ＰＴＦＥなどのような絶縁性で清浄な材料である。前記キャピラリー２０２１の構造は、前記エッジ絶縁給気部２０２の中部給気空間を圧縮することによって、無線周波数が前記中央無線周波数給気部２０３と前記中央給気継手部２０１との間に十分な空間を形成して、電子を十分に移動させて点火させる可能性をなくすように設計される。
前記実施例４及び実施例６では、無線周波数が接続されている領域は、前記頂部セラミック給気部２０５の下面を覆うので、洗浄方法が実行されるとき、無線周波数を前記中央無線周波数給気部２０３に接続することにより、前記頂部セラミック給気部２０５の下面に強いバイアス電圧を生成させ、その結果、プラズマが前記頂部セラミック給気部２０５の下面に直接衝突し、これにより、前記頂部セラミック給気部２０５の下面を徹底的に洗浄するという目的を達成することができる。
図１０に示すように、本実施例では、前記エッジ絶縁給気部２０２の中央部に設置されたいくつかのキャピラリー２０２１は、前記中央無線周波数給気部２０３の底部まで延長し、前記中央給気継手部２０１、前記エッジ絶縁給気部２０２、前記中央無線周波数給気部２０３、前記中央絶縁給気部２０４及び前記頂部セラミック給気部２０５は同軸である。前記エッジ絶縁給気部２０２の長さが５ｍｍ以上であり、前記中央絶縁給気部２０４の頂部は、前記中央無線周波数給気部２０３内の給気通路まで延長していない。
前記中央無線周波数給気部２０３のエッジは無線周波数（ＲＦ）に接続され、前記中央無線周波数給気部２０３の底部は前記頂部セラミック給気部２０５に密封接続され、前記中央無線周波数給気部２０３の材料は、好ましくは、優れた導電性および機械加工性能を有するアルミニウムであり、前記中央無線周波数給気部２０３の中部ガス通路領域及び真空と接触するすべての領域は、いずれも硬質陽極酸化の表面処理で処理され、これにより、無線周波数電力の損失がほとんどなく、粒子はほとんど生成しない。
前記頂部セラミック給気ノズル１１の構造に損傷を与え、大量の粒子汚染を発生させ、さらに前記ウェーハ３に損傷を与えるのを防ぐために、チャンバ１内で点火する代わりに、前記中央無線周波数給気部２０３の底部と前記頂部セラミック給気部２０５との間で点火して、前記中央無線周波数給気部２０３の底部と前記頂部セラミック給気部２０５との間に前記中央絶縁給気部２０４を設置して、余分な空間を埋める必要がある。前記中央絶縁給気部２０４は、セラミックまたはプラスチック（ＳＰ－１、ＰＥＩ、ＰＴＦＥなどのような絶縁性の清浄な材料）でできており、そのエッジには、均一に分布する狭窄ガス通路２０４１（図１２及び図１３に示すように）がある。前記狭窄ガス通路２０４１の断面積は０．０５ｍｍ２～５ｍｍ２である。前記中央無線周波数給気部２０３の底部と下方のガスは等電位ではないため、この構造の設計は、前記中央無線周波数給気部２０３の底部空間を圧縮することによって、無線周波数が前記中央無線周波数給気部２０３の底部に十分な空間を形成して、電子を十分に移動させて点火させる可能性をなくす。
前記中央無線周波数給気部２０３は無線周波数に接続され、前記中央給気継手部２０１は接地されているため、前記中央無線周波数給気部２０３と前記中央給気継手部２０１との間の点火を防止するために、両者の間に前記エッジ絶縁給気部２０２を追加する必要があり、前記エッジ絶縁給気部２０２の材料は、好ましくはセラミック、ＳＰ－１又はＰＥＩであり、当該設計は、粒子を生成しないだけでなく、絶縁給気の役割を果たす。同時に、このセクションの前記エッジ絶縁給気部２０２の内部がエッチングプロセス中に点火するのを防ぐために、前記エッジ絶縁給気部２０２の中部ガス通路内にいくつかのキャピラリー２０２１を設置する必要があり、いくつかの前記キャピラリー２０２１は前記中央無線周波数給気部２０３の中部給気通路に連通する。前記キャピラリー２０２１の断面積は０．０５ｍｍ２～３ｍｍ２であり、前記キャピラリー２０２１の材料は、好ましくはＳＰ－１、ＰＥＩ、ＰＴＦＥなどのような絶縁性の清浄な材料である。前記キャピラリー２０２１の構造は、前記エッジ絶縁給気部２０２の中部給気空間を圧縮することによって、無線周波数が前記中央無線周波数給気部２０３と前記中央給気継手部２０１との間に十分な空間を形成して、電子を十分に移動させて点火させる可能性をなくすように設計される。本実施例は、無線周波数が前記頂部セラミック給気部２０５の下面に接続される面積をさらに拡大し、前記頂部セラミック給気ノズル１１が洗浄中にデッドアングルを持たないようにして、前記頂部セラミック給気ノズル１１を徹底的に洗浄するという目的を達成する。
上記実施例４～実施例７では、前記中央給気継手部２０１と前記エッジ絶縁給気部２０２との間、前記中央無線周波数給気部２０３と前記頂部セラミック給気部２０５との間、及び前記頂部セラミック給気部２０５の下端近くには、いずれもシールリング２０７が設けられ、前記シールリング２０７により、様々な構造をシールして密着する。
本発明の実施例４～実施例７は、いずれも実施例１～実施例３のいずれか１つに係るプラズマ処理システム及び洗浄方法と組み合わせて使用することができる。本発明に係るプラズマ処理システム、洗浄方法及び無線周波数洗浄機構は、前記チャンバ１を洗浄する時に前記頂部セラミック給気ノズル１１の下面を洗浄できないという問題を効果的に解決し、前記頂部セラミック給気ノズル１１及び前記ウェーハ３の損失を回避する。
当業者にとって、特に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術用語および科学用語を含む）は当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有すると理解されるべきである。一般的な辞書で定義されているような用語は、従来技術の文脈でのそれらの意味と一致する意味を有し、本明細書で定義されない限り、理想化または過度に正式的な意味で解釈されるべきではないことも理解されるべきである。
本出願で説明される「及び／又は」の意味は、それぞれが単独で存在する場合、または両方が同時に存在する場合を含むことである。
本出願で説明される「接続」の意味は、部材同士の直接接続、または他の部材を介した間接接続であってもよい。
本発明による上記の理想的な実施例を示唆として、上記の説明を通じて、当業者は、本発明の技術的思想から逸脱することなく、様々な変更および修正を行うことができる。本発明の技術的範囲は、明細書の内容に限定されず、技術的範囲は、特許請求の範囲に従って決定されなければならない。
１ チャンバ
２０１ 中央給気継手部
２０２ エッジ絶縁給気部
２０２１ キャピラリー
２０３ 中央無線周波数給気部
２０４ 中央絶縁給気部
２０４１ 狭窄ガス通路
２０５ 頂部セラミック給気部
２０６ 調整部材
２０７ シールリング
３ ウェーハ
４ 電力分配ボックス
５０１ 第１のＲＦスイッチボックス
５０２ 第２のＲＦスイッチボックス
６０１ 第１の無線周波数電源
６０２ 第２の無線周波数電源
６０３ コイル無線周波数電源
６０４ 中央無線周波数電源
７０１ 無線周波数整合器
７０２ 第１のコイル無線周波数整合器
７０３ 第２のコイル無線周波数整合器
７０４ 中央無線周波数整合器
１０ 結合窓
１１ 頂部セラミック給気ノズル
８０ ３次元コイル。

Claims (10)

  1. チャンバ（１）の中央部に設けられるウェーハ（３）と、チャンバ（１）の頂部に設けられる結合窓（１０）と、結合窓（１０）の中央領域に位置する頂部セラミック給気ノズル（１１）と、結合窓（１０）の上部に配置される３次元コイル（８０）とを含み、前記３次元コイル（８０）は、中心とエッジの２つの互いに独立したシングル３次元コイルを含み、２つのシングル３次元コイルは、それぞれの一端が相互に接続されて無線周波数に接続され、それぞれの他端が相互に接続されて接地されるセラミック給気部に無線周波数を接続した洗浄装置であって、エッチングシステム、洗浄システム、電源制御装置及び無線周波数洗浄機構を含み、
    前記電源制御装置は前記エッチングシステム及び前記洗浄システムに接続されており、電源を切り替えるためのものであり、
    電力分配ボックス（４）を含み、前記エッチングシステムは、前記電力分配ボックス（４）の２つのラインによって前記３次元コイル（８０）の２つのシングル３次元コイルにそれぞれ接続されることによって、チャンバ（１）内でのウェーハ（３）のエッチングを実現し、
    前記洗浄システムは、無線周波数洗浄機構に無線周波数を接続することで、無線周波数洗浄機構に接続された頂部セラミック給気ノズル（１１）の下面に高負圧を生成させるにより、プラズマが頂部セラミック給気ノズル（１１）の下面に直接衝突し、
    前記無線周波数洗浄機構は、順次接続された中央給気継手部（２０１）、エッジ絶縁給気部（２０２）、中央無線周波数給気部（２０３）、中央絶縁給気部（２０４）及び頂部セラミック給気部（２０５）を含み、
    前記中央給気継手部（２０１）、前記エッジ絶縁給気部（２０２）及び前記中央無線周波数給気部（２０３）の中央部には、連通するガス通路を備え、
    前記中央給気継手部（２０１）は接地されており、クリーンガスを導入することができ、前記中央無線周波数給気部（２０３）は無線周波数に接続され、
    いくつかのキャピラリー（２０２１）といくつかの狭窄ガス通路（２０４１）を含み、前記いくつかのキャピラリー（２０２１）は、前記エッジ絶縁給気部（２０２）の中央部のガス通路内に設置され、前記いくつかの狭窄ガス通路（２０４１）は、前記中央絶縁給気部（２０４）のエッジに均一に分布し、前記中央無線周波数給気部（２０３）の中部給気通路に連通し、
    前記中央絶縁給気部（２０４）は、前記頂部セラミック給気部（２０５）の内部に位置し、
    前記中央絶縁給気部（２０４）の頂部は、前記中央無線周波数給気部（２０３）の給気通路内まで延長することを特徴とするセラミック給気部に無線周波数を接続した洗浄装置。
  2. 前記電源制御装置は、順次接続された無線周波数電源（６０１）、無線周波数整合器（７０１）及びＲＦスイッチボックス（５０１）を含み、ＲＦスイッチボックス（５０１）により、前記エッチングシステムと前記洗浄システムとの間で切り替えることを特徴とする請求項１に記載のセラミック給気部に無線周波数を接続した洗浄装置。
  3. 前記電源制御装置は、無線周波数電源（６０２）、ＲＦスイッチボックス（５０２）、エッチングシステムに接続されたコイル無線周波数整合器（７０２）、洗浄システムに接続された中央無線周波数整合器（７０４）を含み、前記無線周波数電源（６０２）の出力端は、前記ＲＦスイッチボックス（５０２）に接続され、ＲＦスイッチボックス（５０２）により、コイル無線周波数整合器（７０２）と中央無線周波数整合器（７０４）との間で切り替えることを特徴とする請求項１に記載のセラミック給気部に無線周波数を接続した洗浄装置。
  4. 前記電源制御装置は、コイル無線周波数電源（６０３）、中央無線周波数電源（６０４）、コイル無線周波数整合器（７０３）、中央無線周波数整合器（７０５）を含み、前記コイル無線周波数電源（６０３）の出力端は前記コイル無線周波数整合器（７０３）に接続され、前記コイル無線周波数整合器（７０３）の出力端は前記エッチングシステムに接続され、前記中央無線周波数電源（６０４）の出力端は前記中央無線周波数整合器（７０５）に接続され、前記中央無線周波数整合器（７０５）の出力端は前記洗浄システムに接続されることを特徴とする請求項１に記載のセラミック給気部に無線周波数を接続した洗浄装置。
  5. 前記エッジ絶縁給気部（２０２）の長さが５ｍｍ以上であり、
    いくつかのキャピラリー（２０２１）のそれぞれと前記狭窄ガス通路（２０４１）のそれぞれの断面積は、いずれも０．０５ｍｍ２～５ｍｍ２であり、
    前記中央絶縁給気部（２０４）の頂部が前記中央無線周波数給気部（２０３）の給気通路内まで延長する延長長さは、２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のセラミック給気部に無線周波数を接続した洗浄装置。
  6. 前記中央給気継手部（２０１）は前記エッジ絶縁給気部（２０２）と同軸であり、前記中央無線周波数給気部（２０３）、前記中央絶縁給気部（２０４）及び前記頂部セラミック給気部（２０５）は同軸であり、前記エッジ絶縁給気部（２０２）は前記中央無線周波数給気部（２０３）に対して垂直であることを特徴とする請求項５に記載のセラミック給気部に無線周波数を接続した洗浄装置。
  7. 調整部材（２０６）を更に含み、前記調整部材（２０６）は、リング構造であり、前記中央絶縁給気部（２０４）と前記頂部セラミック給気部（２０５）との間に設置され、前記中央絶縁給気部（２０４）は、その頂端が前記中央無線周波数給気部（２０３）の給気通路に延長した部分の径方向幅が前記中央無線周波数給気部（２０３）の給気通路の直径よりも小さいことを特徴とする請求項６に記載のセラミック給気部に無線周波数を接続した洗浄装置。
  8. 前記中央給気継手部（２０１）は前記エッジ絶縁給気部（２０２）に対して垂直であり、前記エッジ絶縁給気部（２０２）、前記中央無線周波数給気部（２０３）、前記中央絶縁給気部（２０４）及び前記頂部セラミック給気部（２０５）は同軸であることを特徴とする請求項５に記載のセラミック給気部に無線周波数を接続した洗浄装置。
  9. 前記エッジ絶縁給気部（２０２）の中部給気通路に設置されたいくつかのキャピラリー（２０２１）は、前記中央無線周波数給気部（２０３）の底部まで延長し、前記中央給気継手部（２０１）、前記エッジ絶縁給気部（２０２）、前記中央無線周波数給気部（２０３）、前記中央絶縁給気部（２０４）及び前記頂部セラミック給気部（２０５）は同軸であることを特徴とする請求項５に記載のセラミック給気部に無線周波数を接続した洗浄装置。
  10. シールリング（２０７）を更に含み、前記中央給気継手部（２０１）と前記エッジ絶縁給気部（２０２）との間、前記中央無線周波数給気部（２０３）と前記頂部セラミック給気部（２０５）との間、及び前記頂部セラミック給気部（２０５）の下端近くには、いずれもシールリング（２０７）が設けられていることを特徴とする請求項６～９のいずれか１項に記載のセラミック給気部に無線周波数を接続した洗浄装置。
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