JP3718093B2

JP3718093B2 - Semiconductor manufacturing equipment

Info

Publication number: JP3718093B2
Application number: JP2000011562A
Authority: JP
Inventors: 和英伊野; 知明橋口
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2020-01-20
Also published as: JP2001203189A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、半導体デバイスを製作するための半導体製造装置に関し、特に、ウェハの表面に薄膜形成やエッチング等を行って半導体デバイスを製作する半導体製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、トランジスタや集積回路等の半導体デバイスを製作するプロセスにおいては、ウェハの表面に対して薄膜形成やエッチング等が行われる。薄膜形成では、たとえばプラズマの励起化学反応によるプラズマＣＶＤ（chemical vapor deposition ）法等が用いられ、エッチングでは、たとえばウェハの表面にプラズマを照射するドライエッチング法等が用いられる。
【０００３】
上記ドライエッチング法においては、１対の電極間にウェハを配し、電極間に高周波電力を印加してグロー放電によるプラズマを発生させる、いわゆる反応性イオンエッチング法が広く用いられている。この反応性イオンエッチング法では、プラズマを利用する他の方法に比べ、装置構成を比較的小型にできること、ウェハの上方にプラズマが均一に分布されやすいこと等の利点がある。
【０００４】
図１２は、上記反応性イオンエッチング法が適用される半導体製造装置の一例を示す図である。上記半導体製造装置の構成を簡単に説明すると、この半導体製造装置は、上蓋５１を有する、たとえばアルミニウム製のチャンバ５２が設けられ、チャンバ５２内には、ウェハＷを載置するための載置台５３が配されている。載置台５３は、図示しないリフタによって昇降可能とされ、載置台５３の下面に配された略円盤上の金属板５４、および金属製のベローズ５５を介してチャンバ５２の底壁５２ａに接続されている。載置台５３には、下部電極５３ａが設けられ、下部電極５３ａは、高周波電力を供給するための高周波発振器５６に接続されたＲＦ導入棒５７に接続されている。また、上記金属板５４には、ＲＦ導入棒５７に対して絶縁され、上端が金属板５４に連結された接地用導体としての導体筒５８が設けられている。導体筒５８は、その下端がアースに接続されている。
【０００５】
この構成によれば、高周波発振器５６によって高周波電力が供給されると、ＲＦ導入棒５７から下部電極５３ａを介してチャンバ５２の上蓋５１に向かって高周波信号が発生され、上蓋５１および下部電極５３ａの間で所定のプラズマが発生し、このプラズマによりたとえばウェハＷの表面がエッチングされる。ここで、高周波信号による高周波電流は、たとえば図１２の点線矢印Ｆに示す経路で装置内を流れる。すなわち、高周波電流は、チャンバ５２の上蓋５１からチャンバ５２の側壁部に流れ、チャンバ５２の底壁５２ａからベローズ５５に至る。そして、金属板５４および導体筒５８を介してアースに導かれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、高周波電流は、チャンバ５２の側壁部や底壁５２ａ、およびベローズ５５を経由して流れるため、その経路長は長くなる。また、上記チャンバ５２やベローズ５５は、比較的抵抗値が高いため、上記経路におけるインピーダンスは大である。そのため、上記のように、高周波電流が流れる経路に、チャンバ５２やベローズ５５が含まれると、高周波電流が流れる上で高周波電力の損失が大きくなり、高周波電力の利用効率が低くなる。
【０００７】
ところで、最近では、ウェハの大径化に伴なって、各プロセスにおいて比較的大きな電力を必要とする傾向にある。そのため、たとえばプラズマを発生させるための高周波発振器を含む電源装置が大型化し、半導体製造装置自体が大型化したり、電源装置の設計が困難であるといった問題点がある。したがって、上記半導体製造装置においては、高周波電力の損失を極力少なくし、高周波電力の利用効率を高めることが課題となっている。また、現状の半導体製造装置の中には、プラズマを発生させるために利用される電力が供給電力の１０％にも達していないものもあり、この面からも、高周波電力の利用効率を高めることが望まれている。
【０００８】
一方、プロセスにおける反応速度、たとえば反応性イオンエッチング法におけるエッチング速度を上げるためには、チャンバ内のプラズマを高密度化させることが必要であるが、近年では、プラズマを高密度化させるために、高周波電力に使用する周波数を高く設定することが検討されている。しかしながら、使用する周波数を高くすれば、それに伴って、いわゆる寄生インピーダンスが大きくなり、高周波電力の利用効率が下がることになる。
【０００９】
【発明の開示】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、高周波電力を用いてウェハの表面を加工する半導体製造装置において、容易な構成で高周波電力の利用効率を高めることのできる半導体製造装置を提供することを、その課題とする。
【００１０】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１１】
本願発明の第１の側面によって提供される半導体製造装置によれば、天井壁、側部壁および底壁を有する金属製チャンバと、このチャンバ内に昇降可能に設置され、金属ベローズを介してチャンバの底壁に気密接続されたウェハ載置台と、このウェハ載置台に対して絶縁されて設けられた下部電極と、上端が下部電極に接続され、下端が高周波発生部に接続されたＲＦ導入体と、このＲＦ導入体に対して絶縁されつつ上端がウェハ載置台に連結された接地用導体とを備え、この接地用導体と天井壁との間を実質的に導通させることにより、天井壁を上部電極としてこれと下部電極との間に所定のプラズマを生成するように構成された半導体製造装置において、上記ウェハ載置台が上方に移動して停止させられる所定の位置にあるときに限り上記チャンバの側壁部と上記接地用導体の上端部との間を実質的に最短距離で導通させる導通手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、高周波発生部によって高周波電力が供給され、ＲＦ導入体から高周波信号が発生されると、接地用導体とチャンバの天井壁とが導通されるため、上部電極としての天井壁と下部電極との間に所定のプラズマが発生する。このプラズマによって、ウェハ載置台に載置されたウェハの表面に対してたとえば薄膜形成やエッチング等が行われる。ここで、ＲＦ導入体からウェハ載置台を介して発生した高周波信号による高周波電流は、たとえばチャンバの天井壁から側壁部に流れる。この場合、導通手段によってチャンバの側壁部と接地用導体の上端部との間が実質的に最短距離で導通されるように、両者間が接続されるため、上記高周波電流は、チャンバの側壁部から接地用導体に流れる。
【００１３】
従来では、上記のようにチャンバの側壁部と接地用導体の上端部との間を実質的に最短距離で導通させるといった構成が施されていなかったために、高周波電流は、チャンバの側壁部やベローズを流れることがあり、経路長が大幅に長くなっていた。また、チャンバや導電体の抵抗値が比較的高いために、経路におけるインピーダンスが高くなり、高周波電力の損失が大となっていた。しかし、本願発明によれば、チャンバの側壁部と接地用導体の上端部との間が実質的に最短距離で導通されているため、高周波電流の流れる経路長を格段に短くでき、上記経路におけるインピーダンスを低くできるとともに、高周波電力の損失を少なくすることができる。したがって、高周波電力の利用効率を高めることができる。
【００１４】
本願発明の好ましい実施の形態によれば、導通手段は、チャンバの側壁部と接地用導体の上端部との間を実質的に直接接触させるものである。このように、チャンバの側壁部と接地用導体の上端部との間が実質的に接触されておれば、高周波電流を確実に流すことができる。
【００１５】
本願発明の第２の側面によって提供される半導体製造装置によれば、天井壁、側部壁および底壁を有する金属製チャンバと、このチャンバ内に昇降可能に設置され、金属ベローズを介して上記チャンバの底壁に気密接続されたウェハ載置台と、このウェハ載置台に対して絶縁されて設けられた下部電極と、上端が上記下部電極に接続され、下端が高周波発生部に接続されたＲＦ導入体と、このＲＦ導入体に対して絶縁されつつ上端が上記ウェハ載置台に連結された接地用導体とを備え、この接地用導体と上記天井壁との間を実質的に導通させることにより、上記天井壁を上部電極としてこれと上記下部電極との間に所定のプラズマを生成するように構成された半導体製造装置において、上記チャンバの側壁部と上記接地用導体の上端部との間を容量結合させることにより実質的に最短距離で導通させる導通手段を設けたことを特徴とする。このような構成によれば、チャンバの側壁部と接地用導体の上端部とが非接触状態で導通されるので、両者の導通状態は、たとえば両者が直接接触した場合のその接触面における状態に依存しなくなり、両者間で高周波電流を良好に流すことができる。
【００１６】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１は、本願発明の第１実施形態に係る半導体製造装置の内部構成を示す断面図である。この半導体製造装置は、高周波電力を供給してウェハの表面に薄膜形成やエッチング等を行うための装置である。なお、以下ではエッチングを行う場合について述べるが、下記に示される構成はエッチングを行う場合に限るものではない。
【００１９】
この半導体製造装置は、略円筒形状のチャンバ１内に、ウェハＷを載置するための載置台２を有している。チャンバ１は、アルミニウム等の金属からなり、上面が開放可能なように上蓋１ａを有している。上蓋１ａは、チャンバ１内に高周波電力が供給される際の上部電極として機能する。上蓋１ａには、図示していないが、このチャンバ１内に反応ガスを導入するためのガス導入管が接続されている。また、チャンバ１の本体１ｂには、チャンバ１内の圧力を調整するための図示しない真空排気系が接続されている。
【００２０】
チャンバ１の上部側壁部には、段差３が形成されており、この段差３に支持される恰好で、チャンバ１の上部側壁部に沿って、デポシールド４がチャンバ１に対して取り外し自在に設けられている。
【００２１】
デポシールド４は、反応ガスがチャンバ１の側壁部に付着するのを防止するためのものであり、アルミニウムあるいはセラミック等からなり、外径がチャンバ１の内径と略同一の略円筒形状に形成されている。この半導体製造装置によってエッチング等が行われると、経時的に、このデポシールド４の表面に反応生成物が付着する。そのため、適当な時期になると、このデポシールド４をチャンバ１から取り外し、反応生成物を取り除くための清掃が行なわれる。そして、このデポシールド４に、後述する接触体のフランジに当接される板ばね７が装着されている。
【００２２】
板ばね７は、アルミニウム等の金属からなり、図２に示すように、略リング状に形成された円周部８と、円周部８の内側面８ａから中心に向かって延びた複数の突起部９とによって構成され、突起部９は、その先端が下方側に湾曲され、かつ弾性を有している。円周部８には、複数の孔１０が形成されており、図３に示すように、この孔１０にねじ１１が螺合されることにより、板ばね７がデポシールド４に装着され、板ばね７の円周部８の外側面８ｂがチャンバ１の側壁部に接触される。なお、図３では、詳述されていないが、デポシールド４には、ねじ１１を螺合する際に必要な工具が入る空間が形成されている。また、板ばね７は、チャンバ１の側壁部に直接接触されて取り付けられるようにしてもよい。
【００２３】
図１に戻り、載置台２は、所定の厚みを有する略円盤状の金属からなる下部電極１３と、その周側面に沿って設けられた略リング状の第１絶縁体１４と、下部電極１３の下面に沿って設けられた略円柱形状の第２絶縁体１５とを有している。第１絶縁体１４の上端には、外側に向かって水平方向に延出されたフランジ１４ａが形成されている。載置台２は、図示しないリフタによって支持され、リフタが駆動されることにより、載置台２が昇降し、結果的にウェハＷが移動する。なお、図１では、載置台２が上方に移動した場合を示している。
【００２４】
第２絶縁体１５には、上下方向に貫通した孔１６が形成され、この孔１６には、高周波信号を発生させるためのＲＦ導入体としてのＲＦ導入棒１７が取り付けられている。ＲＦ導入棒１７は、銅等からなり、上端が下部電極１３に接続され、下端が高周波電力を供給するための高周波発生部としての高周波発振器１８に接続されている。このＲＦ導入棒１７を介して、下部電極１３に高周波電力が供給される。
【００２５】
また、第２絶縁体１５の下端には、略円盤状の金属板２０が設けられている。上記金属板２０には、孔２１が形成されており、この孔２１には、ＲＦ導入棒１７を覆うように設けられ、かつＲＦ導入棒１７に対して絶縁された略円筒形状の導体筒２２が接続され、この導体筒２２は、アースに接続されている。
【００２６】
金属板２０の周縁近傍の下面には、載置台２をチャンバ１の底壁１ｃに気密接続するためのベローズ２４が接続されている。ベローズ２４は、ステンレス等からなる略円筒形状に形成され、上端が上記金属板２０に、下端がチャンバ１の底壁１ｃにそれぞれ接続されている。
【００２７】
第１絶縁体１４の外側面には、上記板ばね７と接触するための接触体２６が設けられている。接触体２６は、アルミニウム等の金属からなり、略円筒形状に形成され、その上端には、外側に向かって水平方向に延出されたフランジ２７が形成されている。フランジ２７の長さは、載置台２がチャンバ１内を昇降される際、フランジ２７の先端がチャンバ１の側壁部に接触しない程度に、上記板ばね７に良好に当接される程度に、予め設定されている。また、接触体２６の下端は、上記金属板２０の周縁の上面に接続されている。上述したように、金属板２０は導体筒２２に接続され、導体筒２２はアースに接続されていることから、この接触体２６も金属板２０および導体筒２２を介して、アースに接続されることになる。
【００２８】
このような構成によれば、図３に示すように、図示しないリフタが駆動されるに伴って、載置台２が上方に搬送移動される。これに伴い載置台２上に載置されたウェハＷは、上方に移動される。さらに、上記載置台２の上方の移動に伴って、図４に示すように、接触体２６のフランジ２７が板ばね７の先端部分に当接する。この当接する所定位置で、載置台２の移動が停止される。
【００２９】
接触体２６のフランジ２７が板ばね７に当接された状態で、ウェハＷに対してたとえばエッチングが行われる。すなわち、反応ガスが図示しないガス導入管から導入され、図示しない真空排気系によってチャンバ１内が一定の圧力にされる。次いで、高周波発振器１８から高周波電力が供給され、ＲＦ導入棒１７からたとえば１３．５６ＭＨｚの高周波信号が発生されると、上部電極としてのチャンバ１の上蓋１ａと下部電極１３との間でグロー放電が起こり、チャンバ１内にプラズマが発生する。このプラズマに存在するイオン粒子がウェハＷに対して入射することにより、ウェハＷの表面に対してエッチングが行われる。
【００３０】
このとき、ＲＦ導入棒１７を通して供給される高周波電流は、たとえば図１の矢印Ａで示すような経路で装置内を流れる。すなわち、高周波電流は、チャンバ１の上蓋１ａからチャンバ１の本体１ｂに流れ、チャンバ１の上部側壁部に設けられた板ばね７に導かれる。ここで、板ばね７と接触体２６のフランジ２７とが当接されているため、高周波電流は、板ばね７から接触体２６のフランジ２７に流れ、接触体２６、金属板２０、および導体筒２２を介して、アースに導かれる。
【００３１】
このように、板ばね７と接触体２６のフランジ２７とが当接されて導通されているため、高周波電流は、板ばね７から接触体２６のフランジ２７に流れ、上記した非常に短い経路を辿ってアースに導かれる。
【００３２】
従来では、図１２に示すように、板ばね７や接触体２６が設けられていないために、高周波電流は、上蓋からチャンバの本体を流れ、チャンバの底壁からベローズを経由して、金属板および導体筒を介してアースに至るといった非常に長い経路で流れていた。また、ベローズやチャンバは、高抵抗であるといったことから、上記経路におけるインピーダンスが高くなり、高周波電力の損失が大きくなっていた。
【００３３】
しかしながら、本実施形態によれば、チャンバ１の上部側壁部に設けられた板ばね７と、接触体２６とを直接接触させることにより、チャンバ１の側壁部と、アースに接続された導体筒２２の上端部とを実質的に接触させることができ、すなわち、両者の間を最短距離で導通させることができる。そのため、高周波電流の流れる経路において、その経路長を従来の構成に比べ、大幅に短くすることができ、しかも、上記経路には、高抵抗であるベローズ２４等が含まれていないので、上記経路におけるインピーダンスが低くなるとともに高周波電力の損失を格段に少なくすることができる。したがって、高周波電力の利用効率を高めることができる。
【００３４】
また、高周波電力の利用効率を高めることができる結果、たとえば同一のプロセスにおいては、より低電力でほぼ同一の性能を得ることが可能になる。そのため、この半導体製造装置では、製造工程における省電力化を図ることができる。また、プロセスにおける反応速度を上げるために、プラズマを高密度化させる場合でも、高周波電流の流れる経路を短くできるので、寄生インピーダンスを発生させる可能性を抑制することができ、結果的に、高周波電力に使用する周波数を高く設定することが可能となる。
【００３５】
図５および図６は、第１実施形態の半導体製造装置の変形例を示す要部拡大断面図である。この変形例では、デポシールド３１が直接接触体２６と接触する構成とされている。すなわち、デポシールド３１は、略円筒形状とされ、その下端には、中心側に向かって延びる延出部３２が形成されている。デポシールド３１は、チャンバ１の側壁部に形成された段差３３に支持され、チャンバ１の側壁部に沿って上下方向に摺動自在とされている。その他の構成は、上記第１実施形態の構成と略同様である。
【００３６】
上記の構成により、載置台２が上方に移動されると、接触体２６が上方に移動し、図６に示すように、接触体２６のフランジ２７の上面がデポシールド３１の延出部３２の下面に接触しつつ、デポシールド３１は、そのまま上方にチャンバ１の側壁部に沿って摺動される。
【００３７】
このように、接触体２６が上方に移動されることにより、デポシールド３１と接触体２６とが当接されて導通され、チャンバ１の側壁部と導体筒２２とが実質的に接触されることになる。そのため、高周波電流は、チャンバ１からデポシールド３１を介して接触体２６、導体筒２２に流れるといった最短距離の経路（図６の矢印Ｂ参照）を辿ることになる。したがって、この変形例においても、上記経路におけるインピーダンスを低くすることができ、高周波電力の利用効率を高めることができる。また、上述した第１実施形態の構成に比べ、板ばね７等を設ける必要がないので、より構成が容易となり、装置の部品コストを低減することができる。
【００３８】
図７および図８は、第１実施形態の半導体製造装置の他の変形例を示す要部拡大断面図である。この変形例では、複数のこま状部材３６がチャンバ１の側壁部近傍に沿って配置された構成とされている。こま状部材３６は、たとえばアルミニウムからなり、図９に示すように、略リング状の環状部材を適宜数に分割した形状とされ、こま状部材３６の下面には、外側面３６ａと面一に突出した突出部３７が形成され、こま状部材３６の上面一端側は切欠かれている。
【００３９】
チャンバ１は、上部側壁部に比較的小さな面積を有する第１段差３８が形成され、その下方に第１段差３８よりその面積が大の第２段差３９が形成されている。そして、第２段差３９の上面には、チャンバ１の側壁部に沿って、こま状部材３６の突出部３７が嵌まり込む溝部４０が形成されている。その他の構成は、上記第１実施形態の構成と略同様である。
【００４０】
この構成により、載置台２が上方に移動されると、接触体２６も上方に移動し、図８に示すように、接触体２６のフランジ２７がこま状部材３６の下面に当接し、さらに載置台２および接触体２６が上方に移動されると、こま状部材３６が外側に倒れ込み、こま状部材３６の外側面３６ａがチャンバ１の側壁部に当接される。
【００４１】
このように、載置台２が上方に移動されることにより、チャンバ１と接触体２６とがこま状部材３６を介して当接されて電気的に導通されることになるので、チャンバ１の側壁部と導体筒２２とが実質的に接触されることになる。そのため、高周波電力が供給されると、高周波電流は、チャンバ１からこま状部材３６を介して接触体２６に流れるといった最短距離の経路（図８の矢印Ｃ参照）を辿ることになる。したがって、この変形例においても、上記経路におけるインピーダンスを低くすることができ、高周波電力の利用効率を高めることができる。
【００４２】
以上のように、チャンバ１と接触体２６とを電気的に導通させる構成として、板ばね７等の部材による種々の構成を挙げたが、これらの構成に限定されるものではない。また、チャンバ１と接触体２６とが導通する場合、上記板ばね７等の部材が用いられることなく、直接、チャンバ１と接触体２６とが当接して、導通されるようにしてもよい。
【００４３】
＜第２実施形態＞
図１０は、本願発明の第２実施形態に係る半導体製造装置の内部構成を示す断面図である。上記第１実施形態においては、チャンバ１の側壁部と導体筒２２とが実質的に接触される構成とされたが、この第２実施形態では、チャンバ１の側壁部と導体筒２２との間が容量結合される構成とされている。
【００４４】
すなわち、上記第１絶縁体１４のフランジ１４ａと接触体２６の上端との間に、略リング状に形成された金属製のバッフル板４３が設けられている。バッフル板４３の周端は、チャンバ１の側壁部に対して近接して配され、チャンバ１の側壁部とバッフル板４３との隙間の距離ｄは、たとえば約１ｍｍに設定されている。その他の構成は、上記第１実施形態の構成と略同様である。
【００４５】
この構成によれば、高周波発振器１８から高周波電力が供給されると、高周波電流は、たとえば図１０の矢印Ｄで示すような経路で流れる。すなわち、ＲＦ導入棒１７を通して供給される高周波電流は、チャンバ１の上蓋１ａからチャンバ１の本体１ｂに流れる。ここで、バッフル板４３がチャンバ１の側壁部に非常に近接して設けられているため、バッフル板４３とチャンバ１の側壁部とが容量結合され、高周波電流は、チャンバ１からバッフル板４３に流れ、接触体２６、金属板２０および導体筒２２を介してアースに導かれる。
【００４６】
このように、高周波電流は、バッフル板４３とチャンバ１の側壁部とが容量結合されることにより、バッフル板４３によって最短距離の経路でアースに至る。そのため、この第２実施形態においても、高周波電力の利用効率を高めることができる。
【００４７】
さらに、この実施形態においては、バッフル板４３とチャンバ１とが直接接触していないので、たとえばウェハＷの表面のエッチングを均一に行うことができる。すなわち、板ばね７がチャンバ１の側壁部の全周に渡って適宜数設けられていた場合、いずれかの板ばね７と接触体２６との接触状態が悪化したとき、プラズマの励起状態において部分的にばらつきが生じ、ウェハＷの表面が均一にエッチングされないことが起こる。しかしながら、上記のように、バッフル板４３とチャンバ１とが容量結合されることによって非接触状態で導通されておれば、導通状態は、接触体２６と板ばね７等とが接触する場合の両者の接触面の状態に依存しなくなり、チャンバ１の側壁部の全周に渡って、常に一定のインピーダンスを得ることができる。そのため、この第２実施形態においては、高周波電流が供給されると、ウェハＷ上にほぼ均一にプラズマが分布することになり、ウェハＷの表面を均一にエッチングすることができるといった利点がある。
【００４８】
なお、上記第２実施形態では、バッフル板４３に代わり、第１実施形態で説明した接触体２６のフランジ２７を設け、フランジ２７をチャンバ１の側壁部に近接させて配してもよい。また、チャンバ１の側壁部とバッフル板４３との隙間の距離ｄは、上記値に限定されるものではなく、要は、チャンバ１とバッフル板４３との間の結合容量によるインピーダンスを、従来の構成を示した図１２の経路Ｆにおけるインピーダンスに比べ、十分小さくすればよい。
【００４９】
図１１は、上記第２実施形態の半導体製造装置の変形例を示す要部拡大断面図である。この変形例では、接触体２６のフランジ２７の先端に、さらに下方側に延びた張出面部４４が形成されている。この張出面部４４は、チャンバ１の側壁部に対して略平行に延びたものであり、チャンバ１の側壁部との間で所定の間隔を有しつつ、チャンバ１の側壁部に沿って対向して設けられている。
【００５０】
このように、張出面部４４が、チャンバ１の側壁部に対向して設けられると、高周波電流が流れる場合、張出面部４４とそれに対向するチャンバ１の側壁部との間において、容量結合がより高められることになる。すなわち、高周波電流は、チャンバ１の側壁部から張出面部４４に流れ、そして、接触体２６、金属板２０、および導体筒２２を介して高周波発振器１８に流れるといった経路（図１１の矢印Ｅ参照）を辿る。
【００５１】
そのため、この変形例においては、張出面部４４がチャンバ１の側壁部に沿って形成されているので、上述した第２実施形態の構成に比べ、容量結合がより高められ、高周波電流を効果的に流すことができ、インピーダンスの低減化がさらに進められることになる。なお、実験により、張出面部４４とチャンバ１との間の容量インピーダンスが全体のインピーダンスに対して１／２以下であることが確認されている。また、接触体２６の張出面部４４は、その面積の大小によってチャンバ１の側壁部に対する容量インピーダンスが可変するので、所望の容量インピーダンスになるよう張出面部４４を形成することが望ましい。また、チャンバ１と張出面部４４との間隔ｄ1 の長短によって、張出面部４４とチャンバ１との側壁部における容量インピーダンスが可変するので、所望の容量インピーダンスになるようチャンバ１と張出面部４４との間隔ｄ1 を調整することが望ましい。
【００５２】
もちろん、この発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、チャンバ１と接触体２６とを非接触状態で電気的に導通させるものとしては、上記第２実施形態に示した構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１実施形態に係る半導体製造装置の内部構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す板ばねの要部斜視図である。
【図３】図１に示す半導体製造装置の要部拡大断面図である。
【図４】図１に示す半導体製造装置の要部拡大断面図である。
【図５】第１実施形態の半導体製造装置の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図６】第１実施形態の半導体製造装置の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図７】第１実施形態の半導体製造装置の他の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図８】第１実施形態の半導体製造装置の他の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図９】図７および図８に示し他の変形例に適用されるこま状部材の斜視図である。
【図１０】第２実施形態に係る半導体製造装置の内部構成を示す断面図である。
【図１１】第２実施形態の半導体製造装置の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図１２】従来の半導体製造装置の内部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１チャンバ
１ａ上蓋
１ｃ底壁
２載置台
７板ばね
１３下部電極
１７ＲＦ導入棒
１８高周波発振器
２２導体筒
２４ベローズ
Ｗウェハ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing a semiconductor device by performing thin film formation, etching, or the like on the surface of a wafer.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the process of manufacturing semiconductor devices such as transistors and integrated circuits, thin film formation, etching, and the like are performed on the surface of a wafer. For thin film formation, for example, a plasma CVD (chemical vapor deposition) method using an excited chemical reaction of plasma is used, and for etching, for example, a dry etching method for irradiating plasma on the surface of a wafer is used.
[0003]
In the dry etching method, a so-called reactive ion etching method is widely used in which a wafer is disposed between a pair of electrodes and high-frequency power is applied between the electrodes to generate plasma by glow discharge. This reactive ion etching method has advantages such as that the apparatus configuration can be made relatively small and that the plasma is easily distributed uniformly above the wafer, as compared with other methods using plasma.
[0004]
FIG. 12 is a diagram showing an example of a semiconductor manufacturing apparatus to which the reactive ion etching method is applied. The configuration of the semiconductor manufacturing apparatus will be briefly described. The semiconductor manufacturing apparatus is provided with a chamber 52 made of aluminum, for example, having an upper lid 51, and a mounting table 53 for mounting a wafer W in the chamber 52. Is arranged. The mounting table 53 can be moved up and down by a lifter (not shown), and is connected to the bottom wall 52 a of the chamber 52 through a metal plate 54 on a substantially disk disposed on the lower surface of the mounting table 53 and a metal bellows 55. Yes. The mounting table 53 is provided with a lower electrode 53a, and the lower electrode 53a is connected to an RF introduction rod 57 connected to a high frequency oscillator 56 for supplying high frequency power. The metal plate 54 is provided with a conductor cylinder 58 as a grounding conductor that is insulated from the RF introduction rod 57 and whose upper end is connected to the metal plate 54. The lower end of the conductor tube 58 is connected to the ground.
[0005]
According to this configuration, when high-frequency power is supplied by the high-frequency oscillator 56, a high-frequency signal is generated from the RF introduction rod 57 via the lower electrode 53a toward the upper lid 51 of the chamber 52, and the upper lid 51 and the lower electrode 53a A predetermined plasma is generated between them, and the surface of the wafer W, for example, is etched by this plasma. Here, the high-frequency current due to the high-frequency signal flows in the apparatus along a path indicated by a dotted arrow F in FIG. 12, for example. That is, the high-frequency current flows from the upper lid 51 of the chamber 52 to the side wall portion of the chamber 52, and reaches the bellows 55 from the bottom wall 52 a of the chamber 52. Then, it is guided to the ground through the metal plate 54 and the conductor cylinder 58.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, since the high-frequency current flows through the side wall portion, the bottom wall 52a, and the bellows 55 of the chamber 52, the path length becomes long. Further, since the chamber 52 and the bellows 55 have a relatively high resistance value, the impedance in the path is large. Therefore, when the chamber 52 and the bellows 55 are included in the path through which the high-frequency current flows as described above, the loss of high-frequency power increases as the high-frequency current flows, and the use efficiency of the high-frequency power decreases.
[0007]
By the way, recently, as the diameter of the wafer is increased, each process tends to require relatively large electric power. For this reason, for example, there is a problem that the power supply device including a high-frequency oscillator for generating plasma is enlarged, the semiconductor manufacturing apparatus itself is enlarged, and the design of the power supply device is difficult. Therefore, in the semiconductor manufacturing apparatus, it is a problem to reduce the loss of the high frequency power as much as possible and to improve the utilization efficiency of the high frequency power. In addition, in some of the current semiconductor manufacturing equipment, the power used to generate plasma does not reach 10% of the supplied power. From this aspect as well, the use efficiency of high-frequency power is increased. Is desired.
[0008]
On the other hand, in order to increase the reaction rate in the process, for example, the etching rate in the reactive ion etching method, it is necessary to increase the plasma density in the chamber, but in recent years, in order to increase the plasma density, It has been studied to set a high frequency to be used for high-frequency power. However, if the frequency to be used is increased, the so-called parasitic impedance increases accordingly, and the use efficiency of the high-frequency power decreases.
[0009]
DISCLOSURE OF THE INVENTION
The present invention has been conceived under the above circumstances, and in a semiconductor manufacturing apparatus that processes the surface of a wafer using high-frequency power, the utilization efficiency of high-frequency power can be increased with an easy configuration. An object is to provide a semiconductor manufacturing apparatus.
[0010]
In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
[0011]
According to the semiconductor manufacturing apparatus provided by the first aspect of the present invention, a metal chamber having a ceiling wall, a side wall, and a bottom wall, and the chamber is installed in the chamber so as to be movable up and down, and the chamber is interposed through a metal bellows. Wafer mounting table hermetically connected to the bottom wall of the substrate, a lower electrode insulated from the wafer mounting table, an RF introducer having an upper end connected to the lower electrode and a lower end connected to the high frequency generator And a grounding conductor that is insulated from the RF introduction body and has an upper end coupled to the wafer mounting table, and substantially electrically connecting the grounding conductor and the ceiling wall, In the semiconductor manufacturing apparatus configured to generate a predetermined plasma between the upper electrode and the lower electrode, the wafer mounting table includes: In a predetermined position where it can be moved upward and stopped Only in certain cases, there is provided a conducting means for conducting between the side wall portion of the chamber and the upper end portion of the grounding conductor at a substantially shortest distance.
[0012]
According to this configuration, when high-frequency power is supplied by the high-frequency generator and a high-frequency signal is generated from the RF introduction body, the grounding conductor and the ceiling wall of the chamber are electrically connected. Predetermined plasma is generated between the lower electrode. By this plasma, for example, thin film formation or etching is performed on the surface of the wafer mounted on the wafer mounting table. Here, the high frequency current by the high frequency signal generated from the RF introduction body via the wafer mounting table flows, for example, from the ceiling wall of the chamber to the side wall portion. In this case, the high-frequency current is connected to the chamber side wall portion so that the side wall portion of the chamber and the upper end portion of the grounding conductor are electrically connected to each other at a shortest distance by the conduction means. To the grounding conductor.
[0013]
Conventionally, as described above, there has been no configuration in which the side wall portion of the chamber and the upper end portion of the grounding conductor are electrically connected at a substantially shortest distance. The route length was significantly longer. Further, since the resistance values of the chamber and the conductor are relatively high, the impedance in the path is high, and the loss of high-frequency power is large. However, according to the invention of the present application, the path length through which the high-frequency current flows can be remarkably shortened because the side wall portion of the chamber and the upper end portion of the grounding conductor are substantially conducted at the shortest distance. Impedance can be lowered, and loss of high-frequency power can be reduced. Therefore, the utilization efficiency of the high frequency power can be increased.
[0014]
According to a preferred embodiment of the present invention, the conduction means makes a substantially direct contact between the side wall portion of the chamber and the upper end portion of the grounding conductor. Thus, if the side wall portion of the chamber and the upper end portion of the grounding conductor are substantially in contact with each other, a high-frequency current can be reliably passed.
[0015]
Semiconductor manufacturing apparatus provided by the second aspect of the present invention According to A metal chamber having a ceiling wall, a side wall and a bottom wall, a wafer mounting table which is installed in the chamber so as to be movable up and down, and is hermetically connected to the bottom wall of the chamber via a metal bellows, and the wafer mounting table A lower electrode provided insulated against the RF electrode, an RF introducer having an upper end connected to the lower electrode and a lower end connected to the high-frequency generator, and an upper end insulated from the RF introducer while the upper end being the wafer A grounding conductor connected to the mounting table, and by substantially conducting between the grounding conductor and the ceiling wall, the ceiling wall serves as an upper electrode and a predetermined gap is provided between the upper electrode and the lower electrode. In a semiconductor manufacturing apparatus configured to generate a plasma of Capacitive coupling between the side wall of the chamber and the upper end of the grounding conductor It is characterized by providing a conduction means for conducting at a shortest distance substantially by . According to such a configuration, since the side wall portion of the chamber and the upper end portion of the grounding conductor are conducted in a non-contact state, the conduction state between the two is, for example, the state at the contact surface when both are in direct contact. The high frequency current can be satisfactorily passed between them.
[0016]
Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings.
[0018]
<First Embodiment>
FIG. 1 is a sectional view showing an internal configuration of a semiconductor manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention. This semiconductor manufacturing apparatus is an apparatus for supplying a high frequency power to form a thin film on the surface of a wafer, perform etching, or the like. Although the case where etching is performed will be described below, the configuration shown below is not limited to the case where etching is performed.
[0019]
This semiconductor manufacturing apparatus has a mounting table 2 for mounting a wafer W in a substantially cylindrical chamber 1. The chamber 1 is made of metal such as aluminum and has an upper lid 1a so that the upper surface can be opened. The upper lid 1 a functions as an upper electrode when high frequency power is supplied into the chamber 1. Although not shown, a gas introduction pipe for introducing a reaction gas into the chamber 1 is connected to the upper lid 1a. Further, a vacuum exhaust system (not shown) for adjusting the pressure in the chamber 1 is connected to the main body 1 b of the chamber 1.
[0020]
A step 3 is formed in the upper side wall portion of the chamber 1, and the deposition shield 4 is provided detachably with respect to the chamber 1 along the upper side wall portion of the chamber 1, which is preferably supported by the step 3. It has been.
[0021]
The deposition shield 4 is for preventing the reaction gas from adhering to the side wall portion of the chamber 1 and is made of aluminum, ceramic, or the like, and is formed in a substantially cylindrical shape whose outer diameter is substantially the same as the inner diameter of the chamber 1. ing. When etching or the like is performed by the semiconductor manufacturing apparatus, reaction products adhere to the surface of the deposition shield 4 over time. Therefore, at an appropriate time, the deposition shield 4 is removed from the chamber 1 and cleaning is performed to remove reaction products. The deposition shield 4 is provided with a leaf spring 7 that comes into contact with a flange of a contact body to be described later.
[0022]
The leaf spring 7 is made of a metal such as aluminum, and as shown in FIG. 2, a circumferential portion 8 formed in a substantially ring shape and a plurality of protrusions extending from the inner side surface 8a of the circumferential portion 8 toward the center. The protrusion 9 is curved downward and has elasticity. A plurality of holes 10 are formed in the circumferential portion 8, and as shown in FIG. 3, a screw 11 is screwed into the hole 10 to attach the leaf spring 7 to the deposition shield 4. The outer surface 8 b of the circumferential portion 8 of the spring 7 is brought into contact with the side wall portion of the chamber 1. Although not described in detail in FIG. 3, the deposit shield 4 is formed with a space for receiving a tool necessary for screwing the screw 11. Further, the leaf spring 7 may be attached in direct contact with the side wall portion of the chamber 1.
[0023]
Returning to FIG. 1, the mounting table 2 includes a lower electrode 13 made of a substantially disc-shaped metal having a predetermined thickness, a substantially ring-shaped first insulator 14 provided along the peripheral side surface, and the lower electrode 13. And the second insulator 15 having a substantially cylindrical shape provided along the lower surface. At the upper end of the first insulator 14, a flange 14a extending in the horizontal direction toward the outside is formed. The mounting table 2 is supported by a lifter (not shown), and when the lifter is driven, the mounting table 2 moves up and down, and as a result, the wafer W moves. In addition, in FIG. 1, the case where the mounting base 2 moves upward is shown.
[0024]
A hole 16 penetrating in the vertical direction is formed in the second insulator 15, and an RF introduction rod 17 as an RF introduction body for generating a high frequency signal is attached to the hole 16. The RF introduction rod 17 is made of copper or the like, and has an upper end connected to the lower electrode 13 and a lower end connected to a high-frequency oscillator 18 as a high-frequency generator for supplying high-frequency power. High-frequency power is supplied to the lower electrode 13 through the RF introduction rod 17.
[0025]
A substantially disc-shaped metal plate 20 is provided at the lower end of the second insulator 15. A hole 21 is formed in the metal plate 20, and a substantially cylindrical conductor tube 22 is provided in the hole 21 so as to cover the RF introduction rod 17 and is insulated from the RF introduction rod 17. And the conductor tube 22 is connected to the ground.
[0026]
A bellows 24 for airtightly connecting the mounting table 2 to the bottom wall 1 c of the chamber 1 is connected to the lower surface near the periphery of the metal plate 20. The bellows 24 is formed in a substantially cylindrical shape made of stainless steel or the like, and has an upper end connected to the metal plate 20 and a lower end connected to the bottom wall 1 c of the chamber 1.
[0027]
A contact body 26 for contacting the leaf spring 7 is provided on the outer surface of the first insulator 14. The contact body 26 is made of a metal such as aluminum and is formed in a substantially cylindrical shape. A flange 27 extending in the horizontal direction toward the outside is formed at the upper end of the contact body 26. The length of the flange 27 is such that when the mounting table 2 is moved up and down in the chamber 1, the front end of the flange 27 is not in contact with the side wall portion of the chamber 1 and is satisfactorily brought into contact with the leaf spring 7. It is set in advance. Further, the lower end of the contact body 26 is connected to the upper surface of the peripheral edge of the metal plate 20. As described above, since the metal plate 20 is connected to the conductor tube 22 and the conductor tube 22 is connected to the ground, the contact body 26 is also connected to the ground via the metal plate 20 and the conductor tube 22. It will be.
[0028]
According to such a configuration, as shown in FIG. 3, as the lifter (not shown) is driven, the mounting table 2 is transported upward. Accordingly, the wafer W mounted on the mounting table 2 is moved upward. Further, with the upward movement of the mounting table 2, the flange 27 of the contact body 26 comes into contact with the tip portion of the leaf spring 7 as shown in FIG. 4. The movement of the mounting table 2 is stopped at the predetermined position where it comes into contact.
[0029]
For example, etching is performed on the wafer W while the flange 27 of the contact body 26 is in contact with the leaf spring 7. That is, the reaction gas is introduced from a gas introduction pipe (not shown), and the inside of the chamber 1 is brought to a constant pressure by a vacuum exhaust system (not shown). Next, when high frequency power is supplied from the high frequency oscillator 18 and a high frequency signal of 13.56 MHz, for example, is generated from the RF introduction rod 17, glow discharge is generated between the upper lid 1 a and the lower electrode 13 of the chamber 1 as the upper electrode. Occurs and plasma is generated in the chamber 1. When ion particles present in the plasma are incident on the wafer W, the surface of the wafer W is etched.
[0030]
At this time, the high-frequency current supplied through the RF introduction rod 17 flows in the apparatus through a path as indicated by an arrow A in FIG. That is, the high-frequency current flows from the upper lid 1 a of the chamber 1 to the main body 1 b of the chamber 1 and is guided to the leaf spring 7 provided on the upper side wall portion of the chamber 1. Here, since the leaf spring 7 and the flange 27 of the contact body 26 are in contact with each other, a high-frequency current flows from the leaf spring 7 to the flange 27 of the contact body 26, and the contact body 26, the metal plate 20, and the conductor tube. It is led to the ground through 22.
[0031]
Since the leaf spring 7 and the flange 27 of the contact body 26 are brought into contact with each other in this way, the high-frequency current flows from the leaf spring 7 to the flange 27 of the contact body 26 and passes through the above-described very short path. Traces and is led to earth.
[0032]
Conventionally, as shown in FIG. 12, since the leaf spring 7 and the contact body 26 are not provided, the high-frequency current flows from the upper lid to the chamber body and from the bottom wall of the chamber via the bellows to the metal plate. In addition, the air flowed through a very long path such as reaching the ground via the conductor tube. Further, since the bellows and the chamber have high resistance, the impedance in the above path is high, and the loss of high-frequency power is large.
[0033]
However, according to the present embodiment, the leaf spring 7 provided on the upper side wall portion of the chamber 1 and the contact body 26 are brought into direct contact, whereby the side wall portion of the chamber 1 and the conductor tube 22 connected to the ground. Can be substantially brought into contact with each other, that is, they can be conducted at the shortest distance. Therefore, in the path through which the high-frequency current flows, the path length can be significantly shortened as compared with the conventional configuration, and the path does not include the bellows 24 or the like having high resistance. In addition, the impedance at the time becomes low, and the loss of high-frequency power can be remarkably reduced. Therefore, the utilization efficiency of the high frequency power can be increased.
[0034]
In addition, as a result of increasing the utilization efficiency of high-frequency power, for example, in the same process, it is possible to obtain substantially the same performance with lower power. Therefore, in this semiconductor manufacturing apparatus, power saving in the manufacturing process can be achieved. Also, even when the plasma is densified in order to increase the reaction speed in the process, the path through which the high-frequency current flows can be shortened, so that the possibility of generating parasitic impedance can be suppressed. It is possible to set a high frequency for use.
[0035]
5 and 6 are enlarged cross-sectional views of main parts showing a modification of the semiconductor manufacturing apparatus of the first embodiment. In this modification, the deposition shield 31 is in direct contact with the contact body 26. That is, the deposition shield 31 has a substantially cylindrical shape, and an extended portion 32 extending toward the center side is formed at the lower end thereof. The deposition shield 31 is supported by a step 33 formed on the side wall of the chamber 1 and is slidable in the vertical direction along the side wall of the chamber 1. Other configurations are substantially the same as those of the first embodiment.
[0036]
With the above configuration, when the mounting table 2 is moved upward, the contact body 26 moves upward, and as shown in FIG. 6, the upper surface of the flange 27 of the contact body 26 is the extension portion 32 of the deposition shield 31. While contacting the lower surface, the deposition shield 31 is slid upward along the side wall portion of the chamber 1 as it is.
[0037]
As described above, when the contact body 26 is moved upward, the deposition shield 31 and the contact body 26 are brought into contact with each other to be conducted, and the side wall portion of the chamber 1 and the conductor tube 22 are substantially brought into contact with each other. become. Therefore, the high-frequency current follows the shortest distance path (see arrow B in FIG. 6) such as flowing from the chamber 1 through the deposition shield 31 to the contact body 26 and the conductor tube 22. Therefore, also in this modified example, the impedance in the path can be lowered, and the utilization efficiency of the high-frequency power can be increased. Further, since it is not necessary to provide the leaf spring 7 or the like as compared with the configuration of the first embodiment described above, the configuration becomes easier and the component cost of the apparatus can be reduced.
[0038]
7 and 8 are enlarged cross-sectional views of main parts showing another modification of the semiconductor manufacturing apparatus of the first embodiment. In this modification, a plurality of top members 36 are arranged along the vicinity of the side wall of the chamber 1. The top member 36 is made of aluminum, for example, and has a shape obtained by dividing an approximately ring-shaped annular member into an appropriate number as shown in FIG. 9, and the bottom surface of the top member 36 is flush with the outer surface 36a. A protruding portion 37 is formed, and one end of the top surface of the top member 36 is cut away.
[0039]
In the chamber 1, a first step 38 having a relatively small area is formed in the upper side wall portion, and a second step 39 having a larger area than the first step 38 is formed below the first step 38. A groove 40 is formed on the upper surface of the second step 39 along the side wall of the chamber 1 into which the protrusion 37 of the top member 36 is fitted. Other configurations are substantially the same as those of the first embodiment.
[0040]
With this configuration, when the mounting table 2 is moved upward, the contact body 26 is also moved upward, and as shown in FIG. 8, the flange 27 of the contact body 26 abuts on the lower surface of the top-like member 36 and further mounted. When the pedestal 2 and the contact body 26 are moved upward, the top member 36 falls to the outside, and the outer side surface 36 a of the top member 36 comes into contact with the side wall portion of the chamber 1.
[0041]
As described above, when the mounting table 2 is moved upward, the chamber 1 and the contact body 26 are brought into contact with each other via the top-like member 36 and are electrically connected. The portion and the conductor tube 22 are substantially in contact with each other. Therefore, when high-frequency power is supplied, the high-frequency current follows the shortest distance path (see arrow C in FIG. 8) that flows from the chamber 1 to the contact body 26 via the top-like member 36. Therefore, also in this modified example, the impedance in the path can be lowered, and the utilization efficiency of the high-frequency power can be increased.
[0042]
As described above, various configurations using the members such as the leaf springs 7 have been described as the configuration for electrically connecting the chamber 1 and the contact body 26. However, the configuration is not limited to these configurations. Further, when the chamber 1 and the contact body 26 are conducted, the chamber 1 and the contact body 26 may be brought into direct contact with each other without using the member such as the leaf spring 7 or the like.
[0043]
Second Embodiment
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the semiconductor manufacturing apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the side wall portion of the chamber 1 and the conductor tube 22 are substantially in contact with each other. However, in the second embodiment, between the side wall portion of the chamber 1 and the conductor tube 22. Are configured to be capacitively coupled.
[0044]
That is, a metal baffle plate 43 formed in a substantially ring shape is provided between the flange 14 a of the first insulator 14 and the upper end of the contact body 26. The peripheral end of the baffle plate 43 is disposed close to the side wall portion of the chamber 1, and the distance d between the side wall portion of the chamber 1 and the baffle plate 43 is set to about 1 mm, for example. Other configurations are substantially the same as those of the first embodiment.
[0045]
According to this configuration, when high-frequency power is supplied from the high-frequency oscillator 18, the high-frequency current flows along a path as indicated by an arrow D in FIG. 10, for example. That is, the high-frequency current supplied through the RF introduction rod 17 flows from the upper lid 1 a of the chamber 1 to the main body 1 b of the chamber 1. Here, since the baffle plate 43 is provided very close to the side wall portion of the chamber 1, the baffle plate 43 and the side wall portion of the chamber 1 are capacitively coupled, and the high frequency current is transferred from the chamber 1 to the baffle plate 43. The flow is guided to the ground through the contact body 26, the metal plate 20 and the conductor tube 22.
[0046]
Thus, the high-frequency current reaches the ground through the shortest distance path by the baffle plate 43 by capacitively coupling the baffle plate 43 and the side wall portion of the chamber 1. Therefore, also in the second embodiment, the utilization efficiency of the high frequency power can be increased.
[0047]
Furthermore, in this embodiment, since the baffle plate 43 and the chamber 1 are not in direct contact, for example, the surface of the wafer W can be uniformly etched. That is, when an appropriate number of leaf springs 7 are provided over the entire circumference of the side wall portion of the chamber 1, when the contact state between any of the leaf springs 7 and the contact body 26 deteriorates, the plasma spring is partially excited. Variation occurs, and the surface of the wafer W is not uniformly etched. However, as described above, if the baffle plate 43 and the chamber 1 are electrically coupled in a non-contact state by capacitive coupling, the conduction state is the case where the contact body 26 and the leaf spring 7 are in contact with each other. Therefore, a constant impedance can always be obtained over the entire circumference of the side wall of the chamber 1. Therefore, in the second embodiment, when a high frequency current is supplied, plasma is distributed almost uniformly on the wafer W, and there is an advantage that the surface of the wafer W can be uniformly etched.
[0048]
In the second embodiment, the flange 27 of the contact body 26 described in the first embodiment may be provided instead of the baffle plate 43, and the flange 27 may be disposed close to the side wall portion of the chamber 1. Further, the distance d between the side wall portion of the chamber 1 and the baffle plate 43 is not limited to the above value. In short, the impedance due to the coupling capacity between the chamber 1 and the baffle plate 43 is the conventional distance. What is necessary is just to make it small enough compared with the impedance in the path | route F of FIG. 12 which showed the structure.
[0049]
FIG. 11 is an essential part enlarged cross-sectional view showing a modification of the semiconductor manufacturing apparatus of the second embodiment. In this modification, an extended surface portion 44 extending further downward is formed at the tip of the flange 27 of the contact body 26. The overhanging surface portion 44 extends substantially parallel to the side wall portion of the chamber 1, and faces the side wall portion of the chamber 1 while having a predetermined distance from the side wall portion of the chamber 1. Is provided.
[0050]
As described above, when the overhanging surface portion 44 is provided to face the side wall portion of the chamber 1, when high-frequency current flows, capacitive coupling is caused between the overhanging surface portion 44 and the side wall portion of the chamber 1 facing it. It will be higher. That is, a path in which the high-frequency current flows from the side wall portion of the chamber 1 to the projecting surface portion 44 and then flows to the high-frequency oscillator 18 through the contact body 26, the metal plate 20, and the conductor tube 22 (see arrow E in FIG. 11). ).
[0051]
Therefore, in this modified example, since the overhanging surface portion 44 is formed along the side wall portion of the chamber 1, the capacitive coupling is further enhanced and the high-frequency current is effectively increased as compared with the configuration of the second embodiment described above. The impedance can be further reduced. In addition, it has been confirmed by experiments that the capacitive impedance between the projecting surface portion 44 and the chamber 1 is ½ or less of the entire impedance. Moreover, since the capacitive impedance with respect to the side wall part of the chamber 1 varies depending on the size of the projecting surface part 44 of the contact body 26, it is desirable to form the projecting surface part 44 so as to have a desired capacitive impedance. Further, since the capacitance impedance at the side wall portion of the overhanging surface portion 44 and the chamber 1 varies depending on the length of the distance d1 between the chamber 1 and the overhanging surface portion 44, the chamber 1 and the overhanging surface portion 44 are set to have a desired capacitance impedance. It is desirable to adjust the distance d1 between the two.
[0052]
Of course, the scope of the present invention is not limited to the embodiment described above. For example, what electrically connects the chamber 1 and the contact body 26 in a non-contact state is not limited to the configuration shown in the second embodiment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an internal configuration of a semiconductor manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a main part of the leaf spring shown in FIG.
3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the semiconductor manufacturing apparatus shown in FIG.
4 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the semiconductor manufacturing apparatus shown in FIG.
FIG. 5 is an essential part enlarged cross-sectional view showing a modification of the semiconductor manufacturing apparatus according to the first embodiment;
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a modification of the semiconductor manufacturing apparatus according to the first embodiment.
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing another modification of the semiconductor manufacturing apparatus of the first embodiment.
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing another modification of the semiconductor manufacturing apparatus of the first embodiment.
9 is a perspective view of a top-like member applied to another modification shown in FIGS. 7 and 8. FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an internal configuration of a semiconductor manufacturing apparatus according to a second embodiment.
FIG. 11 is an enlarged sectional view of a main part showing a modification of the semiconductor manufacturing apparatus of the second embodiment.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing an internal configuration of a conventional semiconductor manufacturing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 chamber
1a Top lid
1c Bottom wall
2 mounting table
7 leaf spring
13 Lower electrode
17 RF introduction rod
18 high frequency oscillator
22 Conductor tube
24 Bellows
W wafer

Claims

天井壁、側部壁および底壁を有する金属製チャンバと、このチャンバ内に昇降可能に設置され、金属ベローズを介して上記チャンバの底壁に気密接続されたウェハ載置台と、このウェハ載置台に対して絶縁されて設けられた下部電極と、上端が上記下部電極に接続され、下端が高周波発生部に接続されたＲＦ導入体と、このＲＦ導入体に対して絶縁されつつ上端が上記ウェハ載置台に連結された接地用導体とを備え、この接地用導体と上記天井壁との間を実質的に導通させることにより、上記天井壁を上部電極としてこれと上記下部電極との間に所定のプラズマを生成するように構成された半導体製造装置において、
上記ウェハ載置台が上方に移動して停止させられる所定の位置にあるときに限り上記チャンバの側壁部と上記接地用導体の上端部との間を実質的に最短距離で導通させる導通手段を設けたことを特徴とする、半導体製造装置。A metal chamber having a ceiling wall, a side wall and a bottom wall, a wafer mounting table which is installed in the chamber so as to be movable up and down, and is hermetically connected to the bottom wall of the chamber via a metal bellows, and the wafer mounting table A lower electrode provided insulated against the RF electrode, an RF introducer having an upper end connected to the lower electrode and a lower end connected to the high-frequency generator, and an upper end insulated from the RF introducer while the upper end being the wafer A grounding conductor connected to the mounting table, and by substantially conducting between the grounding conductor and the ceiling wall, the ceiling wall serves as an upper electrode and a predetermined gap is provided between the upper electrode and the lower electrode. In a semiconductor manufacturing apparatus configured to generate a plasma of
Conducting means is provided that conducts the side wall of the chamber and the upper end of the grounding conductor at a substantially shortest distance only when the wafer mounting table is in a predetermined position where it can be moved upward and stopped. The semiconductor manufacturing apparatus characterized by the above-mentioned.

上記導通手段は、上記チャンバの側壁部と上記接地用導体の上端部との間を実質的に直接接触させるものである、請求項１に記載の半導体製造装置。 2. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the conduction means makes a substantial direct contact between a side wall portion of the chamber and an upper end portion of the grounding conductor.

天井壁、側部壁および底壁を有する金属製チャンバと、このチャンバ内に昇降可能に設置され、金属ベローズを介して上記チャンバの底壁に気密接続されたウェハ載置台と、このウェハ載置台に対して絶縁されて設けられた下部電極と、上端が上記下部電極に接続され、下端が高周波発生部に接続されたＲＦ導入体と、このＲＦ導入体に対して絶縁されつつ上端が上記ウェハ載置台に連結された接地用導体とを備え、この接地用導体と上記天井壁との間を実質的に導通させることにより、上記天井壁を上部電極としてこれと上記下部電極との間に所定のプラズマを生成するように構成された半導体製造装置において、
上記チャンバの側壁部と上記接地用導体の上端部との間を容量結合させることにより実質的に最短距離で導通させる導通手段を設けたことを特徴とする、半導体製造装置。A metal chamber having a ceiling wall, a side wall and a bottom wall, a wafer mounting table which is installed in the chamber so as to be movable up and down, and is hermetically connected to the bottom wall of the chamber via a metal bellows, and the wafer mounting table A lower electrode provided insulated against the RF electrode, an RF introducer having an upper end connected to the lower electrode and a lower end connected to the high-frequency generator, and an upper end insulated from the RF introducer while the upper end being the wafer A grounding conductor connected to the mounting table, and by substantially conducting between the grounding conductor and the ceiling wall, the ceiling wall serves as an upper electrode and a predetermined gap is provided between the upper electrode and the lower electrode. In a semiconductor manufacturing apparatus configured to generate a plasma of
A semiconductor manufacturing apparatus, characterized in that a conduction means is provided which conducts electricity at a substantially shortest distance by capacitively coupling between a side wall portion of the chamber and an upper end portion of the grounding conductor.