DE69303844T2

DE69303844T2 - Vakuumsprozessvorrichtung

Info

Publication number: DE69303844T2
Application number: DE69303844T
Authority: DE
Inventors: Tetsunori Kaji; Akitaka Makino; Naoyuki Tamura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1993-03-18
Publication date: 1996-11-28
Anticipated expiration: 2013-03-19
Also published as: US5391260A; US5607510A; JP2661455B2; EP0562464A1; DE69303844D1; EP0562464B1; JPH05269361A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum und insbesondere auf eine Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum, die zum Bearbeiten, wie z.B. Ätzen eines Halbleiter-Wafers oder einer Fumbildung geeignet ist.
Bei einer Trockenätztechnik, die als Mikrobearbeitungsverfahren für eine haibleiterintegrierte Schaltung (LSI) verwendet werden soll, wird eine hohe Präzision von 0,1µm-Niveau gefordert in Antwort auf ein Anwachsen der Feinheit der LSI. Außerdem ist eine Hochgeschwindigkeitsbearbeitung auch bei einem Mikrobearbeitungsniveau von 0,8 µm, 0,5 µm oder 0,3 µm gefordert, während es auch erforderlich ist, die Kosten solch einer Trockenätzvorrichtung zu reduzieren. Bei einer Trockenätzvorrichtung, wie in der japanischen Patentveröffentlichungsschrift Nr. 64-37021 beschrieben, ist jedoch eine Vakuumbearbeitungs-Kammer nicht direkt mit einer Absaugpumpe oder einer die Absaugkonduktanz einstellenden Funktion verbunden.
Bei dem obengenannten Stand der Technik wurde das Verkürzen des Absaugpfades nicht in Betracht gezogen. Das heißt, eine Reduktion der substantiellen Absaugkonduktanz wird herbeigeführt. Demgemäß wird eine Absaugpumpe mit großer Leistung oder eine teure Absaugpumpe ausgewählt, um ein beabsichtigtes maximales Vakuum in der Vakuumbearbeitungs-Kammer zu erhalten. Bei solch einer Absaugpumpe mit großer Leistung ist jedoch der Flanschdurchmesser der Absaugpumpe groß, um eine Erhöhung des Zentrumsabstandes zwischen der Vakuumbearbeitungs-Kammer und der Absaugpumpe zu verursachen, d.h. eine Erhöhung der Länge der Absaugpfades, was in einer Reduktion der Absaugkonduktanz resultiert. Außerdem ist die tatsächliche Absauggeschwindigkeit der Absaugpumpe gering bei dem Verfahren, so daß ein auswählbarer Bereich eines Verfahrensgasflußes eng ist, um eine Verbesserung der Wirksamkeit zu behindern. Zum Beispiel wird in einer ECR-Ätzvorrichtung, die in "Solid State Devices and Materials", P 207, 1990, beschrieben ist, das Ätzen von Polysilizium mit einer Cl&sub2;- Durchfiußrate von 20 sccm unter einem niedrigen Gasdruck von 0,5 mTorr durchgeführt. Bei diesem Ätzen ist die Ätzgeschwindigkeit des Polysiliziums nicht größer als 300 nm/min. Außerdem ist beim Ätzen von Si oder SiO&sub2;, um eine tiefe Nut, wie z.B. einen Graben oder ein Kontaktioch, zu bilden, die Ätzgeschwindigkeit unter solch einem niedrigen Gasdruck zu gering. Daher ist es beim Ätzen gemäß dem Stand der Technik schwierig, eine hohe Ätzgeschwindigkeit unter einem niedrigen Gasdruck von 0,5 mTorr oder geringer zu erhalten.
Die Dokumente EP-A-405 668, US-A-5 000 225 und US-A-4 431 473 offenbaren eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum bereitzustellen, die die tatsächliche Absauggeschwindigkeit verbessern kann.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfmdung, eine Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum bereitzustellen, bei der das Absaugvermögen einer Absaugpumpe vollkommen abgeleitet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist in einer Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum zum Bearbeiten einer Probe, die sich in einer Vakuumbearbeitungs-Kammer befindet, die einen Gaseinlaß aufweist, durch den ein Verfahrensgas eingeführt wird, und einen Gasauslaß, durch den das Verfahrensgas durch eine Absaugpumpe abgesaugt wird, die Größe des Gasauslaßes gleich oder größer als die Größe der Ansaugöffnung der Absaugpumpe.
Um eine Ätzreaktion zwischen dem Verfahrensgas und der Probenoberfläche zu beschleunigen, ist es notwendig, eine große Menge des Verfahrensgases in die Vakuumbearbeitungs-Kammer einzuführen und dem Verfahrensgas zu erlauben, effizient mit der Probenoberfläche zu reagieren, und es ist auch notwendig, ein Reaktionsprodukt, das nicht zu der Ätzreaktion beiträgt oder die Ätzreaktion behindert, an die Außenseite der Vakuumbearbeitungs-Kammer in einer kurzen Zeit abzusaugen. Um diese Erfordernisse zu erfüllen, ist es notwendig, die Pumpgeschwindigkeit der Absaugpumpe zum Absaugen des Reaktionsproduktes zu erhöhen und die Absaugkonduktanz eines Gasabsaugpfades von einem Gaseinlaß der Vakuumbearbeitungs-Kammer zu der Ansaugöffnung der Absaugpumpe zu erhöhen. Gemäß der vorliegenden Erfindung, die den obigen Aufbau aufweist, kann die Absaugkonduktanz des Gasabsaugpfades von dem Gaseinlaß der Vakuumbearbeitungs-Kammer zu der Ansaugöffnung der Absaugpumpe erhöht werden, um dadurch die tatsächliche Absauggeschwindigkeit zu erhöhen.
Fig. 1 ist eine schematische Veranschaulichung einer Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine schematische Veranschaulichung einer Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum, die eine Modifikation eines Absaugsystems in der Vorrichtung zeigt, die in Figur 1 gezeigt ist.
Fig. 3 ist eine schematische Veranschaulichung einer Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 ist eine schematische Veranschaulichung einer Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum, die eine Modifikation einer Plasmaerzeugungseinrichtung in der Vorrichtung zeigt, die in Figur 3 gezeigt ist.
Fig. 5 ist eine schematische Veranschaulichung einer Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum, die eine andere Modifikation der Plasmaerzeugungseinrichtung in der Vorrichtung zeigt, die in Figur 3 gezeigt ist.
Fig. 6 ist eine schematische Veranschaulichung einer Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 ist eine schematische Veranschaulichung einer Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum, die eine Modifikation eines Absaugsystems in der Vorrichtung zeigt, die in Figur 3 gezeigt ist.
Fig. 8 ist eine schematische Veranschaulichung einer Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum gemäß einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 9 ist eine schematische Veranschaulichung einer Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum, die eine Modifikation eines Absaugsystems in der Vorrichtung zeigt, die in Figur 8 gezeigt ist.
Fig. 10 ist eine schematische Veranschaulichung einer Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum gemaß einem fünften bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf Figur 1 beschrieben werden.
Ein Wafer 13 als ein zu bearbeitendes Werkstück ist auf einer oberen Oberfläche eines Arbeitstisches 12 angeordnet. Der Arbeitstisch 12 ist in einer Vakuumbearbeitungs-Kammer 10 angeordnet, so daß er von einer Bodenoberfläche der Kammer 10 getragen ist. Eine Entladungsröhre 11, die aus Quartz gebildet ist, ist gasdicht mit einer oberen Öffnung der Vakuumbearbeitungs-Kammer eingepaßt, so daß sie der oberen Oberfläche des Arbeitstisches 12 entgegengesetzt ist. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine obere Oberfläche der Entladungsröhre 11 im wesentlichen parallel zur oberen Oberfläche des Arbeitstisches 12. Eine Vielzahl von Gaseinläßen 14 sind durch eine obere Wand der Entladungsröhre 11 gebildet. Eine Gaszufuhrleitung 15 ist mit ihrem einen Ende mit jedem Gaseinlaß 14 verbunden und das andere Ende der Gaszuführleitung 15 ist mit einer Verfahrensgasquelle (nicht gezeigt) verbunden. Eine Gasflußsteuereinrichtung 10 ist an jede Gaszufuhrleitung 15 in ihrem Verlauf montiert. Ein Gasauslaß ist durch eine untere Seitenwand der Vakuumbearbeitungs-Kammer 10 gebildet. Eine Absaugpumpe 18 ist über ein Konduktanzventil 17 mit dem Gasauslaß der Vakuumbearbeitungs-Kammer 10 verbunden. Die Größe des Gasauslaßes der Vakuumbearbeitungs-Kammer 10 und die Größe des Konduktannventils 17 sind gleich oder größer als die Größe einer Ansaugöffnung der Absaugpumpe 18 festgelegt. Ein Wellenleiter 19 ist so bereitgestellt, daß er die Entladungsröhre 11 umgibt. Ein Mikrowellengenerator 20 ist an einem oberen Ende des Wellenleiters 19 bereitgestellt. Eine Solenoidspule 21 ist so bereitgestellt, daß sie einen unteren Abschnitt des Wellenleiters 19 und der Entladungsröhre 11 umgibt.
In der Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum, die in Figur 1 gezeigt ist, wird ein Verfahrensgas, z.B. ein Ätzgas in die Vakuumbearbeitungs-Kammer 10 eingeführt. Auf der anderen Seite wird eine hohe Frequenz von 2,45 GHZ in dem Mikrowellengenerator 20 erzeugt und über den Wellenleiter 19 in die Entladungsröhre 11 eingeführt, um dadurch ein Gasplasma 22 zu erzeugen. Um eine hoch effiziente Entladung zu bewirken, ist die Solenoid spule 21 zum Erzeugen eines Magnetfeldes um die Entladungsröhre 11 bereitgestellt. Zum Beispiel wird ein Magnetfeld von 875 G durch die Solenoidspule 21 erzeugt, um eine Elektronen-Zyklotron-Resonanz (ECR) zu bewirken und dadurch ein hoch-dichtes Plasma zu erzeugen. Das Ätzgas, das von den Gaseinläßen 14 eingeführt wird, wird das Gasplasma 22 in der Entladungsröhre 11. Der Wafer 13, der auf dem Arbeitstisch 12 in der Vakuumbearbeitungs-Kammer 10 angeordnet ist, wird durch Verwendung des Gasplasma 22 geätzt. Nachdem der Wafer 13 durch das Gasplasma 22 verarbeitet ist, wird einem Reaktionsprodukt und anderem verbleibenden Gas erlaubt, über einen peripheren Raum um den Arbeitstisch 12 zu verlaufen und in einen unteren Abschnitt der Vakuumbearbeitungs-Kammer 10 zu fließen, und sie werden dann von dem Gasauslaß der Kammer 10 über das Konduktanzventil 17 zu der Außenseite der Kammer 10 durch die Absaugpumpe 18 abgesaugt.
Gemaß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Gasauslaß durch die untere Seitenwand der Vakuumbearbeitungs-Kammer 10 gebildet und die Absaugpumpe 18 ist über das Konduktanzventil 17 mit dem Gasauslaß verbunden. Demgemäß kann der untere Abschnitt der Vakuumbearbeitungs- Kammer 10 unter dem Arbeitstisch 12 als ein Pufferraum verwendet werden, so daß die Gleichförmigkeit der Konduktanz um den Arbeitstisch 12 verbessert werden kann. Außerdem kann, da der Abstand zwischen dem Wafer 13 und der Absaugpumpe 18 reduziert werden kann, die Absaugkonduktanz verbessert werden.
Während die Absaugpumpe 18 über das Konduktanzventil 17 mit dem Gasauslaß verbunden ist, der durch die untere Seitenwand der Vakuumbearbeitungs-Kammer in dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel gebildet ist, kann die Absaugpumpe 18 direkt mit dem Gasauslaß der Vakuumbearbeitungs-Kammer 10 verbunden sein und ein Konduktanzventil 23 kann mit der Absaugpumpe 18 an ihrer stromabwärtigen Seite verbunden sein, wie in Figur 2 gezeigt. Bei dieser Konstruktion werden das Reaktionsprodukt und anderes verbleibendes Gas, die nach dem Verarbeiten des Wafers 13 erzeugt worden sind, über die Absaugpumpe 18 und das Konduktaanventil 23, in dieser Reihenfolge, abgesaugt. Daher kann das Volumen eines Vakuumraumes zu der Absaugpumpe 18 kleiner um das Volumen in zumindest dem Konduktanzventil 17 gemacht werden, als in dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel, um dadurch weiter die Absaugkonduktanz zu verbessern.
Ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf Figur 3 beschrieben werden, bei der die gleichen Bezugszeichen wie diejenigen in Figur 1 die gleichen Teile kennzeichnen und deren Erklärung wird hiernach weggelassen werden.
Ein Hochfrequenz-Generator 30 ist mit einem Arbeitstisch 12 verbunden, der sich in einer Vakuumbearbeitungs-Kammer 24 befindet. Eine Entladungsröhre 25, die aus Quartz gebildet ist, ist gasdicht mit einer oberen Öffnung der Vakuumbearbeitungs-Kammer 24 eingepaßt, so daß sie der oberen Oberfläche des Arbeitstisches 12 entgegengesetzt ist. Ein Gasauslaß ist durch eine untere Seitenwand der Vakuumbearbeitungs-Kammer 24 gebildet. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Absaugpumpe 18a mit einem Mechanismus zum Einstellen der Absauggeschwindigkeit (z.B. eine Turbomolekularpumpe vom Typ mit variabler Rotationsgeschwingkeit) ist direkt mit dem Gasauslaß der Vakuumbearbeitungs-Kammer 24 verbunden. Die Größe des Gasauslasses der Vakuumbearbeitungs-Kammer 24 ist gleich oder größer als die Größe einer Ansaugöffnung der Absaugpumpe 18a festgelegt. Eine Schleifenantenne 26 ist um die Entladungsröhre 25 gewunden und ein Hochfrequenzgenerator 27 ist mit der Schleifenantenne 26 verbunden. Eine Solenoidspule 28 ist um die Schleifenantenne 26 und einen oberen Abschnitt der Vakuumbearbeitungs-Kammer 24 bereitgestellt. Bei der Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum, die in Figur 3 gezeigt ist, wird ein Verfahrensgas, z.B. ein Ätzgas, von den Gaseinlaßen 14 in die Entladungsröhre 25 eingeführt. Auf der anderen Seite wird eine hohe Frequenz von 2 bis 70 MHz an die Schleifenantenne 26 durch den Hochfrequenz-Generator 27 angelegt, um dadurch ein Gasplasma 29 in der Entladungsröhre 25 zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Gasplasma 29 auch in dem oberen Abschnitt der Vakuumbearbeitungs-Kammer 24 als ein hoch-dichtes Plasma durch die Solenoidspule 28 zum Erzeugen eines Magnetfeldes erzeugt. Ein Wafer 13, der auf dem Arbeitstisch 12 angeordnet ist, der sich in der Vakuumbearbeitungs-Kammer 24 befindet, wird durch das Gasplasma 24 bearbeitet. Danach wird einem Reaktionsprodukt und anderem verbleibendem Gas erlaubt, durch einen peripheren Raum um den Arbeitstisch zu verlaufen und in einen unteren Abschnitt der Vakuumbearbeitungs-Kammer 24 zu fließen, wobei sie dann von dem Gasauslaß zu der Außenseite der Kammer 24 durch die Absaugpumpe 18a abgesaugt werden.
Gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel kann der gleiche Effekt, wie der des ersten bevorzugten Ausführungsbeispieles erhalten werden, und zusätzlich kann das Volumen eines Vakuumraumes zu der Absaugpumpe 18a kleiner um das Volumen in zumindest dem Konduktanzventil 17 gemacht werden, als in dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel, um dadurch die Absaugkonduktanz zu verbessern.
Außerdem, da die Schleifenantenne 26 um die Entladungsröhre 25 bereitgestellt ist, um die Entladung zu erzeugen, kann die Größe der Entladungsröhre 25 willkürlich gemäß der Größe des Wafers 13 festgelegt werden.
Während das Gasplasma 29 durch die Schleifenantenne 26 und die Solenoidspule 28 in dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel erzeugt wird, können eine helixförmige Spule oder parallele flache Plattenelektroden verwendet werden, ohne Verwendung eines Magnetfeldes, wie in den Figuren 4 oder 5 gezeigt.
Figur 4 zeigt eine Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum, die eine helixförmige Spule 33 verwendet. Die helixförmige Spule 33 ist um eine Entladungsröhre 23 herum bereitgestellt, die einen oberen Abschnitt einer Vakuumbearbeitungs-Kammer 31 bildet. Ein Hochfrequenz-Generator 34 ist mit der helixförmigen Spule 33 verbunden. Ein Verfahrensgas wird von den Gaseinlaßen 14 in die Entladungsröhre 32 eingeführt und die Vakuumbearbeitungs-Kammer 31 wird auf einen vorbestimmten Druck durch eine Absaugpumpe 18a evakuiert. Auf der anderen Seite wird eine Hochfrequenzenergie an die helixförmige Spule 33 durch den Hochfrequenz- Generator 34 angelegt. Demgemäß wird ein Gasplasma 35 in der Entladungsröhre 32 erzeugt und ein Wafer 13, der auf einem Arbeitstisch 12 angeordnet ist, der sich in der Vakuumbearbeitungs-Kammer 31 befindet, wird durch das Gasplasma 35 verarbeitet.
Figur 5 zeigt eine Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum, die parallele flache Plattenelektroden verwendet. Ein Arbeitstisch 12 ist als eine untere Elektrode in einer Vakuumbearbeitungs-Kammer 36 angeordnet, so daß sie von einer Bodenoberfläche der Kammer 36 getragen ist, und eine obere Elektrode 35 ist in der Kammer 36 angeordnet, so daß sie von einer oberen Oberfläche der Kammer 36 getragen ist und zu dem Arbeitstisch exponiert werden kann. Ein Hochfrequenz-Generator 38 ist mit sowohl dem Arbeitstisch 12 als auch der oberen Elektrode 37 verbunden. Ein Verfahrensgas wird von Gaseinläßen 14 in die Vakuumbearbeitungs-Kammer 36 eingeführt und die Kammer 36 wird bis auf einen vorbestimmten Druck durch eine Absaugpumpe 18a evakuiert. Auf der anderen Seite wird eine Hochfrequenzleistung über den Arbeitstisch 12 und die obere Elektrode 37 durch den Hochfrequenz-Generator 38 angelegt. Demgemäß wird ein Gasplasma 39 in dem Raum zwischen dem Arbeitstisch 12 und der oberen Elektrode 37 in der Kammer 36 erzeugt und ein Wafer 13, der auf dem Arbeitstisch 12 angeordnet ist, wird durch das Gasplasma 39 bearbeitet.
Ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf Figur 6 beschrieben werden, in der die gleichen Bezugszeichen wie diejenigen in Figur 1 die gleichen Teile kennzeichnen und deren Erklärung hiernach weggelassen werden wird. Das dritte bevorzugte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel in dem Punkt, daß eine gleichförmige Platte 40 zwischen einer inneren Wand einer Vakuumbearbeitungs-Kammer 10 und einer äußeren Peripherie eines Arbeitstisches 12 bereitgestellt ist. Die gleichförmige Platte 40 ist mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern gebildet, die unterschiedliche Größen haben. Die unterschiedlichen Größen der Durchgangslöcher sind so festgelegt, daß sie sich graduell von der Position, die am nächsten zu einer Absaugpumpe 18 ist, bis zu der Position erhöhen, die am weitesten entfernt von der Absaugpumpe 18 ist.
In der Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum, die in Figur 6 gezeigt ist, werden, nachdem ein Wafer 13 durch ein Gasplasma 22 verarbeitet worden ist, einem Reaktionsprodukt und anderem verbleibenden Gas ermöglicht, durch die Durchgangslöcher der gleichförmigen Platte 40 um den Arbeitstisch 12 zu verlaufen und in einen unteren Abschnitt der Vakuumbearbeitungs- Kammer 10 zu fließen, um dann von einem Gasauslaß zu der Kammer 10 über ein Konduktanzventil 17 zu der Außenseite der Kammer 10 durch die Absaugpumpe 18 abgesaugt zu werden.
Gemäß dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die gleiche Wirkung wie die des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels erreicht werden und zusätzlich kann die Konduktanz um den Arbeitstisch 12 gleichförmig gehalten werden. Außerdem kann die Gleichförmigkeit der Bearbeitung weiter verbessert werden.
Bei den ersten bis dritten bevorzugten Ausführungsbeispielen, die oben erwähnt worden sind, ist die Absaugpumpe auf einer Seitenwand der Vakuumbearbeitungs-Kammer bereitgestellt. Diese Anordnung der Absaugpumpe wird eine Ableitung des Gasflußes nach der Evakuierung der Kammer verursachen. Um diese Ableitung zu berücksichtigen, ist der Pufferraum in dem unteren Abschnitt der Kammer unter dem Arbeitstisch definiert, um dadurch die Gleichförmigkeit der Bearbeitung bei den ersten bis dritten bevorzugten Ausführungsbeispielen zu verbessern. Speziell bei dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Gleichförmigkeit der Bearbeitung weiter durch Bereitstellung der gleichförmigen Platte 40 verbessert. Bei einer Modifikation, wie in Figur 7 gezeigt, kann ein Paar von Absaugpumpen 42 auf den einander gegenüberliegenden unteren Seitenwänden einer Vakuumbearbeitungs-Kammer 41 bereitgestellt sein, um die Ableitung des Gasflußes bei der Evakuierung der Kammer 41 zu eliminieren. Jede Absaugpumpe 42 ist als eine Absaugpumpe konstruiert, die einen Mechanismus zum Einstellen der Absauggeschwindigkeit aufweist (z.B. einer Turbomolekularpumpe vom Typ mit variabler Rotationsgeschwindigkeit).
Ein viertes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf Figur 8 beschrieben werden, bei dem die gleichen Bezugszeichen wie diejenigen in Figur 1 die gleichen Teile kennzeichnen, und deren Erklärung hiernach weggelassen werden wird. Das vierte bevorzugte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel dadurch, daß ein Arbeitstisch 44 von einer Seitenwand einer Vakuumbearbeitungs-Kammer 43 getragen ist und daß ein Gasauslaß, der mit einer Absaugpumpe 18a verbunden ist, durch eine Bodenwand der Kammer 43 an einer im wesentlichen zentralen Position davon in gegenüberliegender Beziehung zu dem Arbeitstisch 44 gebildet ist. Bei dieser Konstruktion werden, nachdem ein Wafer 13 durch ein Gasplasma 22 bearbeitet worden ist, einem Reaktionsprodukt und anderem verbleibenden Gas erlaubt, durch einen peripheren Raum um den Arbeitstisch 44 zu verlaufen und in einem unteren Abschnitt der Vakuumbearbeitungs-Kammer 43 zu fließen, um dann von dem Gasauslaß zu der Außenseite der Kammer 43 durch die Absaugpumpe 18a abgesaugt zu werden.
Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist der Gasauslaß durch die Bodenwand der Vakuumbearbeitungs-Kammer 43 in gegenüberliegender Beziehung zu dem Arbeitstisch 44 gebildet und die Absaugpumpe 1 8a ist mit dem Gasauslaß der Kammer 43 verbunden. Demgemäß kann der Gasfluß in der Peripherie des Arbeitstisches 44 gleichförmig gemacht werden, um die Gleichförmigkeit der Konduktanz um den Arbeitstisch 44 zu verbessern und um die Gleichförmigkeit der Bearbeitung zu verbessern. Außerdem kann der Abstand zwischen dem Wafer 13 und der Absaugpumpe 18a kleiner als der in dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel gemacht werden, um dadurch weiter die Absaugkonduktanz zu verbessern.
Während die Absaugpumpe 18a mit dem Gasauslaß verbunden ist, der an einer im wesentlichen zentralen Position der Bodenwand der Vakuumbearbeitungs-Kammer 43 in dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel gebildet ist, kann eine Modifikation, wie in Figur 9 gezeigt, gemacht werden. Bei dieser Modifikation ist ein Arbeitstisch 12 von einer Bodenoberfläche einer Vakuumbearbeitungs-Kammer 45 an einer zentralen Position von ihr getragen und eine Vielzahl von Gasausläßen sind durch eine Bodenwand der Kammer 45 in symmetrischer Beziehung miteinander bezüglich einer Mittellinie des Arbeitstisches 12 gebildet. Eine Vielzahl von Absaugpumpen 42 sind jeweils mit den Gasausläßen der Kammer 45 verbunden.
Ein fünftes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf Figur 10 beschrieben werden, in der die gleichen Bezugszeichen wie diejenigen in Figur 1 die gleichen Teile kennzeichnen und deren Erklärung hiernach weggelassen werden wird. Das fünfte bevorzugte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel in dem Punkt, daß eine Bodenwand einer Vakuumbearbeitungs-Kammer 46 um einen gegebenen Winkel, z.B. um 45º auf den einander gegenüberliegenden Seiten eines Arbeitstisches 12 geneigt ist, um ein Paar geneigter Bodenwandabschnitte zu bilden, und daß ein Gasauslaß durch einen der geneigten Bodenwandabschnitte der Kammer 46 gebildet ist und eine Absaugpumpe 18a mit dem Gasauslaß verbunden ist. In der Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum, die in Figur 10 gezeigt ist, werden, nachdem ein Wafer 13 durch ein Gasplasma 22 verarbeitet worden ist, einem Reaktionsprodukt und anderem verbleibenden Gas ermöglicht, durch einen peripheren Raum um den Arbeitstisch 12 zu verlaufen und in einen unteren Abschnitt der Vakuumbearbeitungs-Kammer 46 zu fließen. Dann wird einem Teil des Reaktionsproduktes und anderem verbleibenden Gas erlaubt, direkt in Richtung der Absaugpumpe 18a zu fließen und das andere wird an dem anderen geneigten Bodenwandabschnitt der Kammer 46 reflektiert, um dann in Richtung der Absaugpumpe 18a zu fließen. Daher wird das gesamte Reaktionsprodukt und anderes verbleibendes Gas von dem Gasauslaß zu der Außenseite der Kammer 46 durch die Absaugpumpe 18a abgesaugt.
Gemäß dem fünften bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Bodenwand der Vakuumbearbeitungs-Kammer 46 geneigt, um zwei geneigte Bodenwandabschnitte zu bilden, und die Absaugpumpe 18a ist auf einem der geneigten Bodenwandabschnitte bereitgestellt. Demgemäß wird dem Gas erlaubt, gleichmäßig in Richtung der Absaugpumpe 18a zu fließen, und die Ableitung des Gasflußes um den Arbeitstisch 12 kann reduziert werden. Außerdem kann der Abstand zwischen dem Wafer 13 und der Absaugpumpe 18a reduziert werden, um dadurch die Absaugkonduktanz zu verbessern.
Gemäß den ersten bis fünften bevorzugten Ausführungsbeispielen, die oben erwahnt worden sind, kann ein Gasabsaugpfad von der Waferoberfläche, die bearbeitet werden soll, und der Ansaugöffnung der Absaugpumpe verkürzt werden, um dadurch die Absaugkonduktanz des Gasabsaugpfades zu verbessern. Demgemäß kann eine große Menge von Verfahrensgas in die Vakuumbearbeitungs-Kammer eingeführt werden, um das Gasplasma effizient mit der Waferoberfläche reagieren zu lassen, und ein Reaktionsprodukt, das nicht zu der Ätzreaktion beiträgt oder die Ätzreaktion behindert, kann aus der Vakuumbearbeitungs-Kammer in kurzer Zeit abgesaugt werden. Daher kann die Ätzreaktion zwischen dem Gasplasma und der Waferoberfläche beschleunigt werden, um dadurch ein Hochgeschwindigkeitsätzen zu realisieren. Außerdem, da die Absaugkonduktanz des Gasabsaugpfades von der Waferoberfläche zu der Ansaugöffnung der Absaugpumpe groß ist, kann die Pumpleistung der Absaugpumpe reduziert werden, um dadurch die Kosten eines Absaugsystems zu reduzieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Gasabsaugpfad von einem Gaseinlaß einer Vakuumbearbeitungs-Kammer zu einer Ansaugöffnung einer Absaugpumpe verkürzt werden. Demgemäß kann die Absaugkonduktanz des Gasabsaugpfades verbessert werden, um dadurch die tatsächliche Absauggeschwindigkeit zu verbessern.

Claims

1. Eine Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum, die aufweist:

eine Vakuumbearbeitungs-Kammer mit einem Gaseinlaß (14) und einem Gasauslaß zum Bearbeiten einer Probe (13), die sich darin befindet, durch Verwendung eines Verfahrensgases, das durch den Gaseinlaß (14) emgeführt wird; und

eine Absaugpumpe (18) mit einer Ansaugöffnung, die mit dem Gasauslaß der Vakuumbearbeitungs-Kammer (10) gekoppelt ist, um das Verfahrensgas abzusaugen, das in die Vakuumbearbeitungs-Kammer (10) emgeführt worden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Ansaugöffnung der Absaugpumpe nicht größer als die Größe des Gasauslaßes der Vakuumbearbeitungs-Kammer (10) ist.

2. Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum gemäß Anspruch 1, wobei die Ansaugöffnung der Absaugpumpe direkt mit dem Gasauslaß der Vakuumbearbeitungs-Kammer verbunden ist.

3. Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum gemäß Anspruch 2, wobei die Größe des Konduktanzventiles nicht größer als die Größe des Ausgangsöffnung der Absaugpumpe ist.

4. Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum gemäß Anspruch 3, wobei ein Konduktanzventil (17) an einer Ausgangsöffnung der Absaugpumpe bereitgestellt ist.

5 5. Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum gemäß Anspruch 1, wobei die Ansaugöffnung der Absaugpumpe mit dem Gasauslaß der Vakuumbearbeitungs-Kammer über ein Konduktanzventil verbunden ist, und wobei die Größe des Konduktanzventiles nicht größer als die Größe des Gasauslaßes der Vakuumbearbeitungs-Kammer und nicht kleiner als die Größe des Gasauslaßes der Ansaugöffnung der Absaugpumpe ist.

6. Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum gemäß Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Absaugen eine Vielzahl von Absaugpumpen aulweist, die jeweils eine Ansaugöffnung haben und wobei ein Pufferraum in einer Richtung unter der Probe ausgedehnt ist, der in zumindest einer Wand der Bearbeitungskammer an einem Ort neben der zu bearbeitenden Probe bereitgestellt ist, und wobei jeder der Gasausläße eine Größe hat, die im wesentlichen gleich oder größer als die Größe der Ansaugöffnung einer entsprechenden Absaugpumpe ist, die damit verbunden ist.

7. Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum gemäß Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Absaugen eine Vielzahl von Absaugpumpen aufweist und wobei eine Vielzahl von Gasauslaßen in einer Wand der Bearbeitungskammer an einem Ort neben der zu bearbeitenden Probe bereitgestellt sind und in paralleler Beziehung zu der Oberfläche der Probe und in symmetrischer Beziehung zueinander bezüglich einer Mittellinie der Probe angeordnet sind.

8. Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum gemäß Anspruch 1, wobei eine Anordnung des Gasauslaßes von einer Mittelachse der Vakuumbearbeitungs-Kammer versetzt ist.

9. Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum gemäß Anspruch 1, wobei die Absaugpumpe direkt mit dem Gasauslaß der Vakuumbearbeitungs Kammer ohne Verwendung einer Absaugleitung verbunden ist.

10. Vakuumbearbeitungsverfahren für eine Vorrichtung zur Bearbeitung im Vakuum, die eine Vakuumbearbeitungs-Kammer (10) und eine Absaugpumpe (18) zum Absaugen eines benutzten Gases von der Vakuumbearbeitungs-Kammer (10) aufweist, das die Schritte aufweist:

- Einführen eines Verfahrensgases m die Vakuumbearbeitungs-Kammer (10);

- Behandeln einer Probe, die in der Vakuumbearbeitungs-Kammer angeordnet ist, durch Verwendung eines eingeführten Verfahrensgases;

dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Schritt des Behandelns das benutzte Verfahrensgas von der Vakuumbearbeitungs-Kammer durch einen Auslaß abgesaugt wird, der in einer Wand in der Vakuumbearbeitungs- Kammer bereitgestellt ist, die die Absaugpumpe (18) mit einer Ansaugöffnung mit einer Größe verwendet, die gleich oder kleiner als die Größe des Auslaßes der Vakuumbearbeitungs-Kammer ist.