JPH11186370A - 半導体乾式蝕刻装備用ウエーハホルダー - Google Patents

半導体乾式蝕刻装備用ウエーハホルダー

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JPH11186370A
JPH11186370A JP10156467A JP15646798A JPH11186370A JP H11186370 A JPH11186370 A JP H11186370A JP 10156467 A JP10156467 A JP 10156467A JP 15646798 A JP15646798 A JP 15646798A JP H11186370 A JPH11186370 A JP H11186370A
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JP
Japan
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wafer
edge ring
wafer stage
wafer holder
stage
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JP10156467A
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Soko Kyo
相浩 姜
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Samsung Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエーハを運搬するロボットが微細に揺れて
もウエーハがエッジリングの上面に引っかかることなく
ホルダーに配置できる半導体乾式蝕刻装備用ウエーハホ
ルダーを提供する。 【解決手段】 ウエーハ28が配置されるウエーハステ
ージ26とその外側にウエーハステージ26より高く設
置されて、ウエーハステージ26と接する内側面がウエ
ーハステージ26の上面方向に傾くように形成されるエ
ッジリング27を具備しており、ウエーハ28がエッジ
リング27に引っかかりそうになって、エッジリング2
7の上面に案内されてウエーハステージに配置できるよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造装置に係
り、詳細にはウエーハが安定的にローディングできる半
導体乾式蝕刻装備用ウエーハホルダーに関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子は数多くの工程によって製造
され、これら工程中で蝕刻工程は所定の物質層を望みの
形状にパターニングすることにおいて必須に要求される
工程である。このような蝕刻工程は湿式蝕刻工程と乾式
蝕刻工程とに分類することができる。乾式蝕刻工程は蝕
刻条件によって等方性蝕刻特性及び異方性蝕刻特性を持
つ。したがって、乾式蝕刻工程は微細パターンを形成す
ることに適合なので高集積半導体素子の製造に広く使わ
れている。
【0003】このような乾式蝕刻装備では一般的に蝕刻
工程が進行されるウエーハがロボットにより反応チャン
バ内のウエーハホルダーにローディングされる。従来の
ウエーハホルダーを示す図1を参照すれば、従来のウエ
ーハホルダー10はウエーハステージ12の外側にウエーハ
18を固定させる機能をするエッジリング(edge ring)14
を具備する。蝕刻工程が進行されるウエーハ18はロボッ
ト(図示せず)により反応室内のウエーハステージ12上に
ローディングされる。一方、プラズマを利用した乾式蝕
刻が進行される間、ウエーハステージ12上にローディン
グされたウエーハ18から熱が発生される。したがってHe
ガスのような冷却ガスがウエーハステージ12を貫通する
貫通孔13を通じてウエーハ18の後面(裏面)19と接触し
ながらウエーハ18から発生される熱を冷却させる。
【0004】ところが、ロボットの微細な揺れによって
ウエーハ18がウエーハステージ12上に正確に置かれず
に、図1のようにエッジリング14の上面に係止されてし
まう場合がある。このようにウエーハ18がエッジリング
14に係止されてします場合、ウエーハステージ12の貫通
孔13を通じてウエーハ18の後面19と接触する冷却ガスは
ウエーハ18の後面19中、いずれか片方に異常に流出して
しまう。したがって、ウエーハ18の後面19中冷却ガスと
接触できない部分または冷却ガスと接触する量が少ない
部分の冷却が不十分になる。その結果、ウエーハ18の表
面に形成されている感光膜が焼けてしまうことによって
後続工程のためのパターンが十分に形成できない問題点
が発生する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のような
問題点を解決するために案出したことで、ウエーハを運
搬するロボットが微細に揺れてもウエーハがエッジリン
グの上面に係止されることを防止できるウエーハホルダ
ーを提供することにその目的がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明のウエーハホルダーは、ウエーハが配置される
ウエーハステージと前記ウエーハステージの外側に前記
ウエーハステージより高く設置され、前記ウエーハステ
ージと接する内側面が前記ウエーハステージの上面方向
に傾くように形成されるエッジリングを具備して、前記
ウエーハが前記エッジリングに案内されて前記ウエーハ
ステージに配置されるようにする。
【0007】そして、前記ウエーハステージは冷却ガス
が流れるように貫通孔を具備し、前記貫通孔を通じて流
れる冷却ガスはHeガスであることが望ましい。また、前
記エッジリングは反応チャンバ内の高熱に耐えることが
できるようにセラミックで形成することが望ましく、エ
ッジリングの内側面の傾斜度は30〜60゜であることが望
ましい。前記ウエーハステージはAlで形成され、その表
面が陽極酸化処理を施していることが望ましい。
【0008】そして、本発明にともなうウエーハホルダ
ーは前記エッジリングの外側に前記ウエーハステージと
前記エッジリングを固定するインジェクションリングを
さらに具備できる。以上のようにエッジリングの内側面
を傾くように形成することによって、ウエーハを運搬す
るロボットの微細な揺れによってウエーハがエッジリン
グの上面に掛かれて傾くように置かれてもウエーハステ
ージの上面に滑られて配置されるようにすることが可能
である。したがって、冷却ガスが常にウエーハの後面と
均一に接触できるためウエーハの特定部分に形成された
感光膜や他の物質膜が冷却不足で焼けることを防止する
ことによって、乾式蝕刻工程から後続工程のためのパタ
ーンを信頼性のあるように形成できる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明にともなう望ましい実施の形態について詳細に説
明する。但し、本発明が下記実施の形態に限定解釈され
ることはない。また、図面から層や領域等の厚さは説明
を明確にするために誇張されたことである。図面から同
一の参照符号は同一な構成要素を示す。本発明にともな
うウエーハホルダーが装着される乾式蝕刻装備の反応チ
ャンバの一例を示す図2を参照すれば、反応チャンバ21
はRF発生装置23とウエーハホルダー20及び反応チャン
バ外側壁をめぐるコイル22を含む。
【0010】RF発生装置は反応チャンバ21内の上部に設
置された第1電極25、前記第1電極25と向かい合いながら
前記反応チャンバ21内の下部に設置された第2電極26及
び反応チャンバ21内にプラズマ29を発生させるために第
1電極25及び第2電極26間にRF電力を供給するためのRF電
源23を具備する。コイル22は反応チャンバ21の外側壁を
おおうように設置されて反応チャンバ21内に磁場を発生
させる。コイル22により発生される磁場は反応チャンバ
21内に形成されるプラズマ29の分布をさらに均一に形成
させる。
【0011】ウエーハホルダー20は第2電極26とエッジ
リング27を具備する。第2電極26はRF電源23が印加され
る電極の機能をすると同時に、ウエーハが置かれるよう
になるウエーハステージの機能も同時に遂行する。した
がって、以下からは第2電極26をウエーハステージに統
一して記述する。ウエーハステージ26としては主に静電
チャック(Electrostatic Chuck)が使われる。静電チャ
ックには単極型と二極型の二種があって、本発明にとも
なうウエーハホルダー20の場合、ウエーハステージ26は
二種の静電チャック中いずれも使用できる。
【0012】本発明のウエーハホルダーの第1の実施の
形態として示す図3及び図4を参照すれば、ウエーハホル
ダー20はウエーハステージ26とエッジリング27を具備す
る。エッジリング27はウエーハステージ26上に置かれる
ウエーハ28の離脱を防止するためにウエーハステージ26
の外側にウエーハステージ26より高く設置される。エッ
ジリング27はその内側面が傾くように形成され、内側面
の傾斜度は30〜60゜が望ましい。エッジリング27は反応
チャンバ21内の高熱に耐えることができるようにセラミ
ックで形成することが望ましい。しかしエッジリング27
の材質に陽極酸化(anodizing;表面を滑らかに処理する
こと)処理を施しているAlやステンレススチールが使わ
れることもある。ウエーハステージ26は冷却ガスがウエ
ーハステージ26上に置かれるウエーハ28の後面と接触で
きるように貫通孔32を具備する。ウエーハステージ26は
Alで形成することが望ましく、電極の機能を遂行する時
アーク現像が発生することを防止するために陽極酸化処
理を施すことがさらに望ましい。
【0013】図5を参照すれば、ウエーハステージ26と
エッジリング27で構成されるウエーハホルダー20はイン
ジェクションリング52により固定される。インジェクシ
ョンリング52はウエーハホルダー20を固定する機能を遂
行すると同時に、インジェクションリング52を貫通する
複数の蝕刻ガス用貫通孔54′、54″を通じ反応チャンバ
21の外部から流入される蝕刻ガスを反応チャンバ21内に
流入させる機能を遂行する。ウエーハステージ26とウエ
ーハ28の離脱を防止するためにウエーハステージ26の外
側に設置されるエッジリング27はインジェクションリン
グ52上に置かれて、インジェクションリング52の内側ガ
イド面57とエッジリング27の外側面がぴったり合うよう
に組立される。
【0014】インジェクションリング52は冷却ガス用貫
通孔56を具備して、ウエーハステージ26も冷却ガス用貫
通孔32を具備して、インジェクションリング32とウエー
ハステージ26に各々形成された冷却ガス用貫通孔52、32
は相互連結され一つのガス流入路を形成できるように組
立される。冷却ガス用貫通孔56、32により形成される前
記ガス流入路を通じて流入されるHeガスのような冷却ガ
スはウエーハ28の後面と接触しながら乾式蝕刻工程間ウ
エーハ28から発生される熱を冷却させる。
【0015】次に、本発明の第2の実施の形態において
は、図6に示すように、ウエーハホルダー60は第1の実
施の形態に示したものと同じくウエーハステージ46とウ
エーハステージ46の外側に設置されるエッジリング67を
具備する。エッジリング67は第1の実施の形態の場合と
同じく反応チャンバ(図2の21)内の高熱に耐えることが
できるようにセラミックで形成されることが望ましい。
しかしエッジリング27の材質に陽極酸化処理を施してい
るAlやステンレススチールが使われることもある。ま
た、エッジリング67はその内側傾斜面63と上面64が相接
する角(コーナー)部分65が緩やかな曲線型を持つ。
【0016】したがって、ロボット(図示せず)によりウ
エーハステージ46上に置かれるウエーハ28が、ロボット
の微細な揺れによりウエーハステージ46上にきちんと配
置されずに、エッジリング67の上面64に引っかかりそう
になる場合でも、前記内側傾斜面63を沿って円滑に滑る
ように案内されてウエーハステージ46上に配置できるよ
うにする。このようなウエーハホルダー60は第1実施例
と同じく図5に示されたようなインジェクションリング5
2により固定されることが望ましい。インジェクション
リング52の構造と機能は既に説明したことと同一なので
その説明を省略する。
【0017】図7を参照すれば、エッジリング77は上面7
4の幅xを調整することで、内側傾斜面73の傾斜度を調整
することが可能で、内側傾斜面73の傾斜度は概略30〜60
゜が望ましい。以上に本発明の実施の形態としてウェハ
ーホルダーの具体的な構造について説明したが、本発明
は前述した実施の形態に示したウェハーホルダーに限定
されるものではなく、上記の本実施の形態は、本発明の
開示が完全なることにし、通常の知識を持った者に発明
の範疇を完全に知らせるために提供されることであり、
本発明の技術思想及び範囲内で当分野の通常の知識を持
った者によって各種変形及び改良が可能なことは明白で
ある。
【0018】
【発明の効果】以上で見たように本発明にともなうウエ
ーハホルダーは、エッジリングの内側面を傾くように形
成することによって、ウエーハを運搬するロボットの微
細な揺れによってウエーハがエッジリングの上面に傾く
ように引っかかりそうになっても、滑るように案内され
て、ウエーハステージに配置されるようにすることが可
能である。したがって、冷却ガスが常にウエーハの後面
と均一に接触できるためウエーハの特定部分に形成され
た感光膜や他の物質膜が冷却不足によって焼けることを
防止することによって、乾式蝕刻工程から後続工程のた
めのパターンを信頼性のあるように形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来のウエーハホルダーを示す断面図であ
る。
【図2】 本発明にともなう半導体乾式蝕刻装備用ウエ
ーハホルダーが装着されるプラズマ蝕刻のための反応チ
ャンバを示す概略図である。
【図3】 本発明の第1の実施の形態として示したウエ
ーハホルダーの断面図である。
【図4】 図3のウエーハホルダーを示す斜視図であ
る。
【図5】 本発明によるウエーハホルダーがインジェク
ションリングにより固定されることを示す断面図であ
る。
【図6】 本発明の第2の実施の形態として示したウエ
ーハホルダーの断面図である。
【図7】 図3または図6に示したウエーハホルダーにお
いて、エッジリングの内側面の傾斜度を変化させること
を示す断面図である。
【符号の説明】
20: ウエーハホルダー 21: 反応チャンバ 26: ウエーハステージ 27: エッジリング 28: ウエーハ 32: 貫通孔

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウエーハが配置されるウエーハステージ
    と、 前記ウエーハステージの外側に前記ウエーハステージよ
    り高く設置され、前記ウエーハステージと接する内側面
    が前記ウエーハステージの上面方向に傾くように形成さ
    れるエッジリングを具備して、ウエーハが前記エッジリ
    ングに案内されて前記ウエーハステージに配置できるよ
    うにすることを特徴とする半導体乾式蝕刻装備用ウエー
    ハホルダー。
  2. 【請求項2】 前記ウエーハステージは冷却ガスが流れ
    られるように貫通孔を具備することを特徴とする請求項
    1に記載の半導体乾式蝕刻装備用ウエーハホルダー。
  3. 【請求項3】 前記貫通孔を通じて流れる冷却ガスはHe
    ガスであることを特徴とする請求項2に記載の半導体乾
    式蝕刻装備用ウエーハホルダー。
  4. 【請求項4】 前記エッジリングはセラミックで形成さ
    れることを特徴とする請求項1に記載の半導体乾式蝕刻
    装備用ウエーハホルダー。
  5. 【請求項5】 前記エッジリングの内側面の傾斜度は30
    〜60゜であることを特徴とする請求項1に記載の半導体
    乾式蝕刻装備用ウエーハホルダー。
  6. 【請求項6】 前記ウエーハステージはその表面が陽極
    酸化処理を施したAlで形成されることを特徴とする請求
    項1に記載の半導体乾式蝕刻装備用ウエーハホルダー。
  7. 【請求項7】 前記エッジリングの外側に前記ウエーハ
    ステージと前記エッジリングを固定するインジェクショ
    ンリングをさらに具備することを特徴とする請求項1に
    記載の半導体乾式蝕刻装備用ウエーハホルダー。
JP10156467A 1997-12-19 1998-06-04 半導体乾式蝕刻装備用ウエーハホルダー Pending JPH11186370A (ja)

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KR1019970070670A KR19990051353A (ko) 1997-12-19 1997-12-19 반도체 건식 식각 장비용 웨이퍼 홀더
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011035241A (ja) * 2009-08-04 2011-02-17 Ulvac Japan Ltd プラズマ処理装置のプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置

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