【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置や電子部品等に用いられる半導体の基板を製造する装置に係り、特に減圧された状態でプラズマを形成してこの基板をエッチング，ＣＶＤ等の処理をする装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような装置の典型的な構成を図４に示す。図４は、従来の技術による基板処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。この図において、１は真空処理室であり、図示してない真空ポンプ等の排気手段等によりその内側が所定の真空度となる圧力まで減圧される。２は処理対象である半導体ウエハ等の基板６がその上に載置される基板台、３は載置されて処理が終了した基板６を押し上げて基板台２から持ち上げる基板押し上げピン３である。
【０００３】
この基板押し上げピン３は、基板６が載置されていない状態あるいは基板６が処理されている状態では、基板台２中に収納されている。基板台２の基板６が載置される面には、基板押し上げピン３がその内側に収納され移動する孔が設けられており、基板押し上げピン３が収納された状態では、基板押し上げピン３の先端部は、基板台２の内側に収納されるか、少なくとも基板６に接することはない。この基板押し上げピン３は、シリンダ４の出力軸に繋げられ、基板６を基板台２から持ち上げるために上下に運動するものである。さらに、基板押し上げピン３を駆動するための動作部において真空処理室１内と外部とをシールするためにベローズフランジ７が設けられている。
【０００４】
８は、真空処理室１の内側が減圧された状態で基板６を搬送するためのアームであり、旋回，伸縮可能なアーム駆動装置の先端に取り付けられている。５は、真空処理室１から基板６の出し入れを行う際に開閉されるゲートバルブであり、矩形のゲートが開閉される構造を有している。このゲートバルブ５を通って基板６がアーム８により処理対象となる面を上方に向けて実質的に水平に搬送される。
【０００５】
本図面では、真空シール用のＯリング等は省略して、特に説明のための符号を付していない。以上の構成において、基板押し上げピン３の駆動にはシリンダを用いているが電動を利用した駆動機構が用いられる場合もある。
【０００６】
このような従来の技術は特開平８−２３６６０４号公報に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−２３６６０４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この従来技術においては、図４に示すように真空処理室１内に処理ガスが導入されてプラズマが形成され基板６が処理される際にこの基板６の裏面と基板台２の間の隙間から回り込んだ反応性生物が、基板押し上げピン３を含む基板６を押し上げる機構に付着して堆積し、基板押し上げピン３の動作を妨げる虞がある。また、基板６の処理にプラズマが用いられており、基板６の裏面と基板台２の表面との間から回り込んだ処理ガスの粒子が基板押し上げピン３近傍に達し、この基板押し上げピン３とこれを収納する孔との隙間やこれに連通した押し上げ構造体内の空間に達し、これらの隙間や空間で異常放電が起こり基板の処理に悪影響を与えてしまい、処理が基板の箇所によって、あるいは基板の各々によって不均一となったり、処理の歩留まりが低下したりして装置の信頼性が低下するという問題が生じていた。
【０００９】
本発明の目的は、基板台に載置される基板を基板台から持ち上げる構造において異常放電が生じることを抑制して、基板を安定して処理することのできる基板処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、その内側が減圧される処理室と、処理室内に配置されその上に基板が載置される台と、この台の内側に収納された状態からこの台から突出してその先端部が前記基板と接してこれを前記台から持ち上げるピンとを備え、前記処理室内にプラズマを形成して前記基板を処理する基板処理装置であって、前記台の前記基板が載置される面に形成された凹み部と、この凹み部の内側に設けられ前記ピンが収納される孔とを備え、前記先端部は、前記ピンの径より大きい形状を有し前記孔に前記ピンが収納された状態で前記凹み部の内側に収納されこの凹み部の表面と接合して前記孔を覆う基板処理装置により達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る基板処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。この図において、１は内側が減圧される真空容器である真空処理室であり、図示してない真空ポンプ等の排気手段等によりその内側が所定の真空度となる圧力まで減圧される。２は処理対象である半導体ウエハ等の基板６がその上に載置される基板台、３は載置されて処理が終了した基板６を押し上げて基板台２から持ち上げる基板押し上げピン３である。
【００１３】
本実施の形態では、基板押し上げピン３は基板台２の内側に複数配置され、基板６が載置されていない状態あるいは基板６が処理されている状態では、基板台２中に収納されている。基板台２の基板６が載置される面には、基板押し上げピン３がその内側に収納され移動する孔が設けられており、基板押し上げピン３が収納された状態では、基板押し上げピン３の先端部は、基板台２の内側に収納されるか、少なくとも基板６に接することはない。この基板押し上げピン３は、シリンダ４の出力軸に繋げられ、基板６を基板台２から持ち上げるために上下に運動するものである。さらに、基板押し上げピン３を駆動するための動作部において真空処理室１内と外部とをシールするためにベローズフランジ７が設けられている。
【００１４】
８は、真空処理室１の内側が減圧された状態で基板６を搬送するためのアームであり、旋回，伸縮可能なアーム駆動装置の先端に取り付けられている。５は、真空処理室１から基板６の出し入れを行う際に開閉されるゲートバルブであり、矩形のゲートが開閉される構造を有している。このゲートバルブ５を通って基板６がアーム８により処理対象となる面を上方に向けて実質的に水平に搬送される。
【００１５】
本図面では、真空シール用のＯリング等は省略して、特に説明のための符号を付していない。以上の構成において、基板押し上げピン３の駆動にはシリンダを用いているが電動を利用した駆動機構が用いても良い。
【００１６】
図４に示す従来の技術とは異なり、本図に示す実施の形態では、基板台２の内側に収納される基板押し上げピン３の先端部の形状が、ピン本体の径よりも大きく構成されており、さらに基板押し上げピン３を収納する孔の形状が、基板押し上げピン３が収納された状態でピン本体を収納する孔とこの孔の端部（基板６が載置される面側）に設けられて、ピンの大きくされた先端部を収納する凹み部とを有している。この凹み部は、基板押し上げピン３の大きくされた先端部を収納するためにピン本体を収納する孔よりもその大きさが大きくされるとともに、凹み部の内側の表面は先端部が収納された状態で先端部分の表面と接合して孔を覆い、望ましくは孔と基板押し上げピン３との隙間の空間と基板６の裏面と基板台２との間とを密封するように構成されている。
【００１７】
図２を用いて、上記基板押し上げピン３とこれを収納する基板台２の収納部の構成を詳細に説明する。図２は、図１に示す実施の形態の基板押し上げピンの収納部分の構成の概略を示す縦断面図である。図２（ａ）は、基板押し上げピン３が基板台２に収納された状態であり、基板６が基板台２上に載置されている。この状態で、基板押し上げピン３の先端部は基板台２に設けられた収納部の凹み部の内側に収納され、基板押し上げピン３の先端部とピン本体との段差部分が凹み部の内側表面と接合して密着している。基板押し上げピン３の先端部は、ピン本体の径よりも大きくされた同心の円筒形状を有し、ピン本体と一体に形成されるか、別の部品をピン本体に取り付けた構成となっている。円筒形状の２つの円形表面のうち上方の円表面が基板６の裏面と接触する面となり、下方の円形表面が凹み部の表面と接触する。この構成により、基板台２と基板押し上げピン３との間の隙間から処理室内の反応生成物や処理ガス等が侵入して異常放電を生起することを抑制できる。
【００１８】
図２（ｂ）は、基板押し上げピン３が基板台２から突出している状態を示しており、シリンダ４を駆動することにより基板６の裏面に基板押し上げピン３の先端部が接触して、基板６を基板台２から押し上げる動作をする。
【００１９】
図３は、図２に示す実施の形態に示した基板押し上げピン３の形状の変形例の複数を示している。図３（ａ）は、基板押し上げピン３の先端部は、ピン本体に向かってその大きさが小さくなるテーパ形状を有しており、丁度、円錐台の錐面部（錐野）の先端をピン本体の方向に逆さに向けた形状となっている。さらに、この先端部分を収納する凹み部の形状は、この先端部分の形状と同様に、テーパ形状を有し、漏斗形状となっている。上記先端部のテーパ（円錐）形状の表面が凹み部のテーパ（漏斗）形状の表面と接触して接合され、ピン本体とピン収納孔との間の空間と、基板６の裏面と基板台２の表面との間の空間とを密封する。
【００２０】
図３（ｂ）は、基板押し上げピン３の先端部の形状は、ピン本体の径よりも大きな球体の形状に構成されており、これを収納する凹み部は図３（ａ）と同様に漏斗状のテーパ形状となっている。この先端部は完全な球体である必要はなく、半球体の形状でも良く、楕円球形状でもよい。この球体の球面と凹み部の表面とが接合する。
【００２１】
図３（ｃ）は、基板押し上げピン３の先端部は、基板台２の下方側に向けて凹の形状を有しており、この先端部の凹みの周縁部分が凹み部の表面と接触する。また、凹み部には、ピン本体を収納する孔に沿ってこれを囲んで凸部が形成されており、基板押し上げピン３が収納された状態でピン先端の凹み部の内側とこの凸部とが接触する。このようにして基板押し上げピン３の先端部と凹み部とが接合され、基板押し上げピン３と孔との間の空間と、基板６の裏面と基板台２の表面との間の空間とが密封される。
【００２２】
以上に説明した構成により、真空処理室１内に処理ガスが導入されてプラズマが形成され基板６が処理される際にこの基板６の裏面と基板台２の間の隙間から回り込んだ反応性生物が、基板押し上げピン３を含む基板６を押し上げる機構に付着することが抑制され、基板押し上げピン３の動作に悪影響を及ぼすことが抑制される。
【００２３】
また、基板６の裏面と基板台２の表面との間から回り込んだプラズマや処理ガスの粒子が基板押し上げピン３近傍に達し、この基板押し上げピン３とこれを収納する孔との隙間やこれに連通した押し上げ構造体内の空間に達し、これらの隙間や空間で異常放電が生起されることが抑制される。
【００２４】
これにより、基板のより均一な処理が損なわれ、処理が基板の箇所によって、あるいは基板の各々によって不均一となったり、処理の歩留まりが低下したりして装置の信頼性が低下することが抑制され、ひいては、基板の安定して処理が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る基板処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す実施の形態の基板押し上げピンの収納部分の構成の概略を示す縦断面図である。
【図３】図２に示す実施の形態に示した基板押し上げピン３の形状の変形例の構成の概略を示す縦断面図である。
【図４】従来の技術による基板処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１…真空処理室、２…基板台、３…基板押し上げピン、４…シリンダ、５…ゲートバルブ、６…基板、７…ベローズフランジ、８…アーム、９…ピン先端部、１０…凹み部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for manufacturing a semiconductor substrate used for a semiconductor device, an electronic component, or the like, and more particularly to an apparatus for forming a plasma in a reduced pressure state and performing processing such as etching and CVD on the substrate.
[0002]
[Prior art]
A typical configuration of such a device is shown in FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view schematically showing the configuration of a conventional substrate processing apparatus. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a vacuum processing chamber, the inside of which is depressurized to a predetermined degree of vacuum by an exhaust means such as a vacuum pump (not shown). Reference numeral 2 denotes a substrate table on which a substrate 6 such as a semiconductor wafer to be processed is mounted, and 3 denotes a substrate push-up pin 3 for lifting the mounted and processed substrate 6 from the substrate table 2.
[0003]
The substrate lifting pins 3 are stored in the substrate table 2 when the substrate 6 is not placed or when the substrate 6 is being processed. On the surface of the substrate table 2 on which the substrate 6 is placed, there is provided a hole in which the substrate push-up pins 3 are housed and moved. The tip is housed inside the substrate table 2 or at least does not contact the substrate 6. The substrate push-up pin 3 is connected to the output shaft of the cylinder 4 and moves up and down to lift the substrate 6 from the substrate stand 2. Further, a bellows flange 7 is provided for sealing the inside and the outside of the vacuum processing chamber 1 in an operation section for driving the substrate lifting pin 3.
[0004]
Reference numeral 8 denotes an arm for transporting the substrate 6 in a state where the inside of the vacuum processing chamber 1 is decompressed, and is attached to the tip of a swingable and extendable arm driving device. Reference numeral 5 denotes a gate valve which is opened and closed when the substrate 6 is taken in and out of the vacuum processing chamber 1, and has a structure in which a rectangular gate is opened and closed. Through the gate valve 5, the substrate 6 is transported by the arm 8 substantially horizontally with the surface to be processed facing upward.
[0005]
In this drawing, O-rings and the like for vacuum sealing are omitted, and reference numerals for description are not particularly given. In the above configuration, a cylinder is used to drive the substrate push-up pins 3, but a drive mechanism using electric power may be used in some cases.
[0006]
Such a conventional technique is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-236604.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-8-236604
[Problems to be solved by the invention]
In this prior art, as shown in FIG. 4, when a processing gas is introduced into a vacuum processing chamber 1 to form a plasma and the substrate 6 is processed, the processing gas flows through a gap between the back surface of the substrate 6 and the substrate base 2. There is a possibility that the reactant that has wrapped around adheres to the mechanism for pushing up the substrate 6 including the substrate pushing-up pins 3 and accumulates, thereby hindering the operation of the substrate pushing-up pins 3. In addition, plasma is used for processing the substrate 6, and particles of the processing gas sneaking from between the back surface of the substrate 6 and the surface of the substrate table 2 reach the vicinity of the substrate lifting pin 3, and the substrate lifting pin 3 It reaches the gap with the hole that houses it and the space inside the push-up structure that communicates with it, and abnormal discharge occurs in these gaps and space, adversely affecting the processing of the substrate. However, there has been a problem that the reliability of the apparatus is reduced due to the non-uniformity or the reduction of the processing yield.
[0009]
An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of suppressing abnormal discharge in a structure in which a substrate placed on a substrate table is lifted from the substrate table and capable of stably processing the substrate. .
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The object is to provide a processing chamber in which the inside is decompressed, a table arranged in the processing chamber, on which a substrate is placed, and a tip that protrudes from the table from a state stored inside the table and has a tip. A substrate processing apparatus for processing the substrate by forming a plasma in the processing chamber and comprising a pin for contacting the substrate and lifting the substrate from the table, wherein the substrate is formed on a surface of the table on which the substrate is placed. And a hole provided inside the recess for receiving the pin, wherein the tip has a shape larger than the diameter of the pin, and the pin is housed in the hole. This is achieved by a substrate processing apparatus that is housed inside the recess and is joined to the surface of the recess to cover the hole.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a vacuum processing chamber, which is a vacuum container whose inside is depressurized, and the inside of which is depressurized to a predetermined degree of vacuum by an exhaust means such as a vacuum pump (not shown). Reference numeral 2 denotes a substrate table on which a substrate 6 such as a semiconductor wafer to be processed is mounted, and 3 denotes a substrate push-up pin 3 for lifting the mounted and processed substrate 6 from the substrate table 2.
[0013]
In the present embodiment, a plurality of substrate push-up pins 3 are arranged inside the substrate table 2 and are housed in the substrate table 2 when the substrate 6 is not placed or when the substrate 6 is being processed. . On the surface of the substrate table 2 on which the substrate 6 is placed, there is provided a hole in which the substrate push-up pins 3 are housed and moved. The tip is housed inside the substrate table 2 or at least does not contact the substrate 6. The substrate push-up pin 3 is connected to the output shaft of the cylinder 4 and moves up and down to lift the substrate 6 from the substrate stand 2. Further, a bellows flange 7 is provided for sealing the inside and the outside of the vacuum processing chamber 1 in an operation section for driving the substrate lifting pin 3.
[0014]
Reference numeral 8 denotes an arm for transporting the substrate 6 in a state where the inside of the vacuum processing chamber 1 is decompressed, and is attached to the tip of a swingable and extendable arm driving device. Reference numeral 5 denotes a gate valve which is opened and closed when the substrate 6 is taken in and out of the vacuum processing chamber 1, and has a structure in which a rectangular gate is opened and closed. Through the gate valve 5, the substrate 6 is transported by the arm 8 substantially horizontally with the surface to be processed facing upward.
[0015]
In this drawing, O-rings and the like for vacuum sealing are omitted, and reference numerals for description are not particularly given. In the above configuration, a cylinder is used to drive the substrate push-up pins 3, but a drive mechanism using electric power may be used.
[0016]
Unlike the conventional technique shown in FIG. 4, in the embodiment shown in this figure, the shape of the tip of the board push-up pin 3 housed inside the board base 2 is larger than the diameter of the pin body. Further, the shape of the hole for accommodating the substrate push-up pin 3 is provided at the hole for accommodating the pin body in a state where the substrate push-up pin 3 is accommodated and at the end of the hole (on the surface on which the substrate 6 is placed). And a recess for accommodating the enlarged tip of the pin. The size of the recess is larger than that of the hole for accommodating the pin body for accommodating the enlarged tip portion of the substrate push-up pin 3, and the tip portion of the inner surface of the recess is accommodated. In this state, it is configured to be joined to the surface of the tip portion to cover the hole, preferably to seal the space between the hole and the substrate push-up pin 3 and the space between the back surface of the substrate 6 and the substrate stand 2.
[0017]
With reference to FIG. 2, the configuration of the substrate push-up pin 3 and the storage portion of the substrate stand 2 for storing the same will be described in detail. FIG. 2 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a storage portion of the substrate push-up pin of the embodiment shown in FIG. FIG. 2A shows a state in which the substrate lifting pins 3 are housed in the substrate table 2, and the substrate 6 is placed on the substrate table 2. In this state, the tip of the substrate push-up pin 3 is stored inside the recess of the storage portion provided on the substrate stand 2, and the step between the tip of the substrate push-up pin 3 and the pin main body is the inner surface of the recess. And adhered. The tip of the substrate push-up pin 3 has a concentric cylindrical shape larger than the diameter of the pin main body, and is formed integrally with the pin main body or has a configuration in which another component is attached to the pin main body. . The upper circular surface of the two cylindrical circular surfaces is the surface in contact with the back surface of the substrate 6, and the lower circular surface is in contact with the surface of the recess. With this configuration, it is possible to suppress the occurrence of an abnormal discharge due to the intrusion of a reaction product, a processing gas, or the like in the processing chamber from a gap between the substrate table 2 and the substrate lifting pins 3.
[0018]
FIG. 2B shows a state in which the substrate push-up pins 3 protrude from the substrate base 2. When the cylinder 4 is driven, the tip of the substrate push-up pins 3 comes into contact with the back surface of the substrate 6, and 6 is pushed up from the substrate table 2.
[0019]
FIG. 3 shows a plurality of modified examples of the shape of the substrate push-up pin 3 shown in the embodiment shown in FIG. FIG. 3A shows that the tip of the substrate push-up pin 3 has a tapered shape whose size decreases toward the pin main body. The shape is turned upside down in the direction of the main body. Further, the shape of the recess for accommodating the tip portion has a tapered shape like the shape of the tip portion, and has a funnel shape. The tapered (conical) surface of the tip portion is in contact with and joined to the tapered (funnel) surface of the concave portion, the space between the pin body and the pin housing hole, the back surface of the substrate 6, and the substrate base 2 And the space between the surfaces.
[0020]
FIG. 3B shows that the shape of the tip of the substrate push-up pin 3 is a sphere that is larger than the diameter of the pin main body, and the recess for accommodating this is a funnel as in FIG. It is shaped like a taper. The tip need not be a perfect sphere, but may be hemispherical or elliptical in sphere. The spherical surface of the sphere and the surface of the recess are joined.
[0021]
FIG. 3C shows that the distal end of the substrate push-up pin 3 has a concave shape toward the lower side of the substrate table 2, and the peripheral edge of the concave portion of the distal end contacts the surface of the concave portion. . In the recess, a convex portion is formed along the hole for accommodating the pin body and surrounding the pin body. When the substrate push-up pin 3 is accommodated, the inside of the concave portion at the tip of the pin and the convex portion are formed. Contact. In this manner, the tip of the substrate push-up pin 3 and the recess are joined, and the space between the substrate push-up pin 3 and the hole and the space between the back surface of the substrate 6 and the surface of the substrate stand 2 are sealed. Is done.
[0022]
With the configuration described above, when the processing gas is introduced into the vacuum processing chamber 1 to form plasma and the substrate 6 is processed, the reactivity that has flowed through the gap between the back surface of the substrate 6 and the substrate table 2 Creatures are prevented from adhering to the mechanism that pushes up the substrate 6 including the substrate push-up pins 3, and adversely affecting the operation of the substrate push-up pins 3.
[0023]
Further, the particles of the plasma or the processing gas flowing from between the back surface of the substrate 6 and the front surface of the substrate base 2 reach the vicinity of the substrate push-up pin 3, and a gap between the substrate push-up pin 3 and a hole for accommodating the same. The space reaching the space inside the push-up structure communicating with the space is suppressed, and the occurrence of abnormal discharge in these gaps and spaces is suppressed.
[0024]
This impairs the more uniform processing of the substrate, and prevents the processing from becoming non-uniform depending on the location of the substrate, or between each of the substrates, and reducing the processing yield, thereby reducing the reliability of the apparatus. As a result, stable processing of the substrate is realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a storage portion of a substrate push-up pin according to the embodiment shown in FIG.
3 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a modification of the shape of the substrate push-up pin 3 shown in the embodiment shown in FIG.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a conventional substrate processing apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vacuum processing chamber, 2 ... Substrate stand, 3 ... Substrate push-up pin, 4 ... Cylinder, 5 ... Gate valve, 6 ... Substrate, 7 ... Bellows flange, 8 ... Arm, 9 ... Pin tip part, 10 ... Concave part.
