JP2673538B2

JP2673538B2 - エッチング装置及びエッチング方法

Info

Publication number: JP2673538B2
Application number: JP63109790A
Authority: JP
Inventors: 哲加賀爪; 和夫深沢
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1988-05-02
Filing date: 1988-05-02
Publication date: 1997-11-05
Anticipated expiration: 2012-11-05
Also published as: JPH01279783A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、エッチング装置及びエッチング方法に関す
る。

（従来の技術）近年、半導体素子の複雑な製造工程の簡略化、工程の
自動化を可能とし、しかも微細パターンを高精度で形成
することが可能な各種薄膜のエッチング装置として、ガ
スプラズマ中の反応成分を利用したプラズマエッチング
装置が注目されている。

このプラズマエッチング装置は、真空装置に連設した
気密容器内の下方にアルミニウム製の電極が設けられ、
このアルミニウム製電極と対向する上方にアモルファス
カーボン製電極を備えた例えばアルミニウム製電極体が
設けられ、このアモルファスカーボン製電極と上記アル
ミニウム製電極にRF電源が接続しており、上記アルミニ
ウム製電極上に被処理基板例えば半導体ウエハを設定し
て上記電源から各電極間に電力を印加する。同時に、所
望の処理ガスを上記電極間に供給する。すると、この処
理ガスが上記電力によりプラズマ化され、このプラズマ
化した処理ガスにより上記半導体ウエハ表面をエッチン
グするものである。

このようなエッチング処理技術としては、例えば特開
昭60−12735号、特開昭57−156034号、特開昭61−17463
2号公報等に開示されている。ところで、アルミニウム
製電極上に載置された半導体ウエハは、アルミニウム製
電極に備えられている静電チャックや機械的クランプな
ど保持手段により、所定の載置位置で保持される構成と
なっている。また、アルミニウム製電極は、半導体ウエ
ハの載置位置と、半導体ウエハに対して所定の処理を施
す処理位置との間で、上下方向に移動する構成となって
いる。

（発明が解決しようとする課題）このように、アルミニウム製電極は上下方向に移動す
る構成のため、このアルミニウム製電極に半導体ウエハ
の保持手段を備えた場合には、構造が複雑となって当該
装置の製造コストが上昇するとともに、メンテナンス時
間が増加してスループットが低下するという問題が生じ
ることがある。また、機械的クランプにより半導体ウエ
ハを保持する場合には、アルミニウム製電極の載置面に
クランプ部が突出するため、半導体ウエハを載置面に搬
送・載置する搬送アームの移動範囲が制限され、搬送経
路が限定されるとともに、当該装置の装置設計において
も、制約が生じることがある。

本発明は、従来のエッチング装置およびエッチング方
法が有する上記のような問題点に鑑みてなされたもので
あり、下部電極と上部電極との間に備えられたクランプ
手段によって被処理体を下部電極上に保持することによ
り、下部電極の構成の単純化および当該装置の自由な設
計が可能な、新規かつ改良されたエッチング装置および
エッチング方法を提供することを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）上記課題を解決するため，請求項１に記載の発明によ
れば，処理室内に上部電極と下部電極を対向配置し，上
部電極と下部電極の少なくとも一方に高周波電力を印加
して，処理室内に導入された処理ガスをプラズマ化し，
このプラズマにより下部電極に載置された被処理体に対
してエッチング処理を施すエッチング装置において，下
部電極は昇降自在であり，被処理体は，処理室の側面に
設けられる開閉機構を介して，下部電極が下降位置にあ
る場合に，搬入搬出され，被処理体を下部電極上にクラ
ンプするクランプ手段は，処理室の上部電極側にエアシ
リンダにより伸縮動可能なシャフトを介して，被処理体
の搬送経路を邪魔しない位置に取り付けられており，さ
らに，クランプ手段は，下部電極上に被処理体を押圧す
るクランプ圧をシャフトの伸縮により調整する圧力調整
機構を備えていることを特徴としている。

また，請求項２に記載の発明によれば，処理室内に上
部電極と下部電極を対向配置し，上部電極と下部電極の
少なくとも一方に高周波電力を印加して，処理室内に導
入された処理ガスをプラズマ化し，このプラズマにより
下部電極に載置された被処理体に対してエッチング処理
を施すに際して，被処理体が載置された下部電極を，所
定速度で所定量上昇させる工程と，より低速度の連続動
作で下部電極を上昇させ、処理室の上部電極側にエアシ
リンダにより伸縮自在のシャフトを介して取り付けられ
たクランプ手段に被処理体を当接させる工程と，シャフ
トの伸縮により所定のクランプ圧が得られるまで下部電
極をさらに上昇させる工程と，から成ることを特徴とし
ている。

さらに，請求項３に記載の発明によれば，処理室の側
面に設けられる開閉機構を介して，下部電極が下降位置
にある場合に，搬入搬出される工程を含むことを特徴と
している。

（作用）請求項１に記載の発明によれば，クランプ手段を，下
部電極上ではなく処理室の上部電極側にエアシリンダに
より伸縮動可能なシャフトを介して取り付けたため，下
部電極をクランプ手段に当接することのみで，被処理体
の所望の状態で保持することができる。従って，下部電
極の構成が単純化されるため，当該装置の製造コストを
抑制することができる。また，シャフトはエアシリンダ
によって伸縮動するため，均一かつ正確なクランプ圧を
得ることができる。また，下部電極上には，機械的クラ
ンプのクランプ部などの突起物が形成されないため，被
処理体を下部電極上に搬送・載置する搬送アームの移動
範囲および搬送経路の制約が生じることがない。従っ
て，任意な装置設計が可能となると共に，被処理体の搬
送搬出を容易に行うことができる。また，クランプ部は
処理室の上部にシャフトを介して支持されているので，
処理室側面に設けられている開閉機構を介して被処理体
を搬入搬出する際に，クランプ部が障害とならず，迅速
に被処理体の搬入搬出を行えるので，スループットの向
上を図ることができる。さらに，被処理体のクランプ圧
は，クランプ手段に備えられている圧力調整手段により
調整であるため，この圧力調整手段の操作により被処理
体を所望のクランプ圧で均一に下部電極上にクランプす
ることができる。

また，請求項２に記載の発明によれば，被処理体は，
所定速度で所定量上昇する下部電極上に載置されるた
め，下部電極上の所望の位置に載置することができる。
また，被処理体がクランプ手段に当接する際には，下部
電極がより低速度の連続動作で上昇するため，被処理体
が振動して所定の載置位置からずれたりすることがな
い。さらに，被処理体に対する所定のクランプ圧は，下
部電極の上昇とクランプ手段に接続されているシャフト
のエアシリンダの伸縮により得ることができるため，ク
ランプ圧の微調整が可能であるとともに，被処理体を所
望のクランプ圧で均一に保持することができる。

さらに，請求項３に記載の発明によれば，クランプ手
段がシャフトを介して処理室の上部に支持されているの
で，被処理体を処理室側面の開閉機構を介して搬入搬出
する際に，被処理体の搬送を容易に行うことができ，ス
ループットを向上させることができる。

（実施例）以下本発明に係る装置を半導体製造工程に於けるエッ
チング装置に適用した一実施例につき図面を参照して説
明する。

被処理基板例えば半導体ウエハ（１）をエッチング処
理する装置例えばプラズマエッチング装置は第１図に示
すように上記ウエハ（１）を収納する収納部（２）と、
この収納部（２）から上記ウエハ（１）を搬出入する為
の搬送部（３）とこの搬送部（３）からのウエハ（１）
を、位置合せするアライメント部（４）とこのアライメ
ント部（４）で位置合せされたウエハ（１）をエッチン
グ処理する処理部（５）と、これら各部の動作設定及び
モニタ等を行なう操作部（６）とから構成されている。

上記収納部（２）は半導体ウエハ（１）を板厚方向に
所定の間隔を設けて複数枚例えば25枚を積載収納可能な
ウエハカセット（７）を複数個例えば２個収納可能とさ
れている。このウエハカセット（７）は夫々対応するカ
セット載置台（８）に載置され、このカセット載置台
（８）は、夫々独立した図示しない昇降機構により上下
動可能となっている。ここで上記昇降機構は防塵対策の
為上記カセット載置台（８）より常に下側に位置する事
が望ましい。そして、搬送部（３）には、上記収納部
（２）とアライメント（４）及び処理部（５）間で、ウ
エハ（１）の搬送を行なう多関節ロボット（９）が設け
られている。この多関節ロボット（９）には保持機構例
えば図示しない真空吸着機構を備えたアーム（10）が設
けられており、このアーム（10）はウエハ（１）への重
金属汚染を防止する為の材質例えばセラミックや石英に
より形成されている。そして、この多関節ロボット
（９）は、一点を軸として回転自在であり、さらに水平
−軸方向へ移動可能となっている。上記搬送部（３）よ
り搬送されたウエハ（１）の位置合せを行なうアライメ
ント部（４）にはバキュームチャック（11）が設けられ
ている。このバキュームチャック（11）は円板状内チャ
ック及びこの内チャックの外周と所定の間隔を設けた円
環状外チャックから構成されている。上記内チャックは
内チャックの中心を軸とした回転及び上下動が可能であ
り、上記外チャックは水平−軸方向へ移動可能となって
いる。また内チャックの中心方向に移動可能なウエハ外
周端部を検出するセンサー例えば透過形センサーが設け
られている。そして上記アライメント部（４）で位置合
せされたウエハ（１）を処理する処理部（５）が構成さ
れている。この処理部（５）はエッチング処理する処理
室（12）に、気密を保ちながらウエハ（１）搬送可能な
複数例えばイン側のロードロック室（13）及びアウト側
のロードロック室（14）が２系統設けられ、またアウト
側ロードロック室（13）には処理後のウエハ（１）をラ
イトエッチやアッシング等のトリートメントを行なう多
目的使用が可能な予備室（15）が接続されている。上記
イン側ロードロック室（13）には上記アライメント部
（４）側の一側面にウエハ（１）の搬入口を形成する如
く開閉機構（16a）が設けられ、この開閉機構（16a）の
対向面に上記処理室（12）との遮断を可能とする開閉機
構（16b）が設けられている。また、上記処理室（12）
に設けられた開閉機構（16a）の対向面には、オペレー
タ或いはメンテナンス者が上記処理室（12）内部を監視
可能とする如く例えばガラス製の目視窓（12a）が形成
されている。この目視窓（12a）は、必要に応じて上記
ウエハ（１）の搬送路として使用することも可能となっ
ている。そして、このイン側ロードロック室（13）には
アライメント部（４）から処理室（12）へウエハ（１）
の受け渡しを行なうハンドリングアーム（17a）が設け
られている。また、上記アウト側ロードロック室（14）
には上記処理室（12）側の一側面に、この処理室（12）
との遮断を可能とする開閉機構（18a）が設けられ、こ
の開閉機構（18a）と隣接する予備室（15）側の側面に
予備室（15）との遮断を可能とする開閉機構（18b）が
設けられている。そして、アウト側ロードロック室（1
4）には反応処理室（12）から予備室（15）へウエハ
（１）の受け渡しを行なうハンドリングアーム（17b）
が設けられている。尚、上記各ロードロック室（13），
（14）には図示しない真空排気機構例えばロータリーポ
ンプが接続され、さらに不活性ガス例えばN₂ガスを導入
可能な図示しないパージ機構が設けられている。そし
て、上記処理室（12）は、Al製で表面アルマイト処理し
た内部が円筒状に形成されている。この処理室（12）の
下方には昇降機構（19）に連設した下部電極体（20）が
最大ストローク例えば30mmで昇降自在に設けられ、この
昇降に対応して材質例えばSUS製のベローズ（12a）によ
り気密が保たれている。この下部電極体（20）は例えば
アルミニウム製で表面にアルマイト処理を施してある平
板状のものであり、半導体ウエハ（１）を保持する下部
電極体（20）の上面はＲに形成されており、これは、中
心部から周縁部にかけて傾斜している。この下部電極体
（20）の周囲は、放電がウエハ（１）表面に集中するフ
ォーカス効果を高めるために絶縁体例えばテフロン（商
品名）で形成することが好ましい。

また、下部電極体（20）と半導体ウエハ（１）載置面
間には、半導体ウエハ（１）とこの半導体ウエハ（１）
を保持する電極、即ち、下部電極体（20）間のインピー
ダンスを一様にする如く、合成高分子フィルム（21）例
えば厚さ20μｍ〜100μｍ程度の耐熱性ポリイミド系樹
脂（図示せず）が、下部電極体（20）の半導体ウエハ
（１）載置面に耐熱性アクリル樹脂系粘着剤で接着する
ことにより設けられている。そして、上記下部電極体
（20）には鉛直方向に貫通した例えば４箇所の貫通口
（図示せず）が形成され、この貫通口内には昇降自在な
リフターピン（23）が設けられている。このリフターピ
ン（23）は、例えばSUSで形成され、４本のリフターピ
ン（23）が接続した板（24）を昇降機構（25）の駆動に
より同期して昇降自在となっている。この場合、上記板
（24）は昇降機構（25）が駆動していないと、コイルス
プリング（26）により下方へ付勢されており、上記リフ
ターピン（23）の先端は下部電極体（20）表面より下降
している。また、上記不図示の貫通口には不図示の冷却
ガス流動入管が接続しており、この冷却ガス流導管は上
記半導体ウエハ（１）周縁部に位置する下部電極体（2
0）表面に設けられた複数個例えば16個の不図示の開口
に連通している。この開口及び上記貫通口から半導体ウ
エハ（１）裏面に冷却ガス例えばヘリウムガスを供給自
在な如く、処理室（12）下部に不図示の冷却ガス導入管
が設けられ、図示しない冷却ガス供給源に連設してい
る。

また、上記下部電極体（20）に電力を印加する場合、
エッチング処理のユニフォミティーを向上させるため冷
却機構例えば下部電極体（20）内に流路（30）が設けら
れ、この流路（30）に接続した不図示の配管に連設して
いる液冷装置（図示せず）により冷却液例えば不凍液と
水との混合水の循環による冷却手段が設けられている。
下部電極体（20）の側部から上記処理室（12）の内面ま
での隙間に直径例えば5mmで所定の角度例えば10゜間隔
に均等配された36個の排気孔（32）を備えた排気リング
（33）が処理室（12）側壁に固定されており、この排気
リング（33）下方の処理室（12）側壁に接続した排気管
（34）を介して図示しない排気装置例えばターボ分子ポ
ンプとロータリーポンプを連続的に接続したもの等によ
り処理室（12）内部の排気ガスを排気自在としている。
この様な下部電極体（20）に半導体ウエハ（１）を載置
固定する為に、下部電極体（20）が上昇した時ウエハ
（１）を押える様にクランプリング（35）が設けられて
いる。そして、クランプリング（35）に当接しさらに、
電極体（20）を上昇させた時、このクランプリング（3
5）は、所定の押圧力を保持しながら所定の高さ例えば5
mm上昇するごとく構成されている。即ちこのクランプリ
ング（35）は処理室（12）の上部シールを保ちながら貫
通した複数のシャフト（35a）例えば高純度のAl₂O₃を例
えば４本のエアシリンダー（36）を介して遊設保持され
ている。上記クランプリング（35）は上記半導体ウエハ
（１）の周縁部と下部電極体（20）のＲに形成した表面
に当接させる如く半導体ウエハ（１）の口径に適応させ
ている。このクランプリング（35）は例えばアルミニウ
ム製で表面にアルマイト処理を施し、このアルマイト処
理により表面に絶縁性のアルミナの被覆を設けたもので
ある。このクランプリング（35）によりウエハ（１）を
押圧設置する際、この押圧する力即ち押圧力が条件に応
じた所定の圧力に設定しないとウエハ（１）が下部電極
体（20）表面に均一に接触しない場合があるため、この
押圧力をモニターする圧力計及び圧力設定を行なうスイ
ッチ等を、装置外面或いは上記操作部（６）に設けてお
く。そして、下部電極体（20）と対向した処理室（12）
の上部には上部電極体（37）が設けられている。この上
部電極体（37）は導電性材質例えばアルミニウム性で表
面にアルマイト処理を施したもので、この上部電極体
（37）には冷却手段が備えられている。この冷却手段
は、例えば上部電極体（37）内部に循環する流路（38）
を形成し、この流路（38）に接続した配管（39）を介し
て上記処理室（12）外部に設けられた冷却装置（図示せ
ず）に連設し、液体例えば不凍液と水との混合水を所定
温度に制御して循環する構造となっている。このような
上部電極体（37）の下面には例えばアモルファスカーボ
ン製上部電極（40）が、上記上部電極体（37）と電気的
接続状態で設けられている。この上部電極（40）と上部
電極体（37）との間には多少の空間（41）が形成され、
この空間（41）にはガス供給管（42）が接続しており、
このガス供給管（42）は上記処理室（12）外部のガス供
給源（図示せず）から図示しない流量調節器例えばマス
フローコントローラを介して反応ガス例えばCHF₃やCF₄
等及びキャリアガス例えばArやHe等を上記空間（41）に
供給自在とされている。

この空間（41）にはガスを均等に拡散する為に複数の
開孔を有するバッフル（43）が複数枚設けられている。
そしてこのバッフル（43）で拡散された反応ガス等を上
記上部電極（40）を介して処理室（12）内部へ流出する
如く、上記電極（40）には複数の孔（44）が形成されて
いる。この部電極（40）及び上記電極体（37）の周囲に
は絶縁リング（45）が設けられており、この絶縁リング
（45）の下面から上記上部電極（40）下面周縁部に伸び
たシールドリング（46）が配設されている。このシール
ドリング（46）は、エッチング処理される被処理基板例
えば半導体ウエハ（１）とほぼ同じ口径にプラズマを発
生可能な如く、絶縁体例えば四弗化エチレン樹脂製で形
成されている。このように構成された上部電極体（30）
は、この上部電極体（37）の上端外周から横方向に環状
した突設したリング（37a）の下面に調整手段としての
シム（47）を挿入することにより、高さ調整を可能とし
ている。このシム（47）の厚さは、上記上部電極（40）
及び下部電極体（20）間に設定する間隔に応じて適宜選
択する。又、上記上部電極体（37）と下部電極体（20）
に高周波電力を印加する如く高周波電源（48）が設けら
れている。そして、上記予備室（15）には多関節ロボッ
ト（９）側に開閉機構（15a）が設けられ、この開閉で
大気との圧力差によりウエハ（１）の舞い上り等を防止
する為に図示しない排気機構及び不活性ガス等を導入す
るパージ機構が設けられ、またウエハ（１）を受け渡し
する為の図示しない載置台が昇降可能に設けられてい
る。そして、上記構成された各機構の動作設定及びウエ
ハ処理状態を監視するごとく操作部（６）が設けられて
いる。これら操作部（６）はマイクロコントローラから
成る図示しない制御部及びメモリー部及び入出力部から
構成され、ソフトウェア例えばＣ言語により構成されて
いる。そして、上記エッチング装置はスルーザウォール
に対応するごとく、メンテナンス用クリーンルームによ
り圧力の高いクリーンルーム側からメンテナンス用クリ
ーンルーム側へ空気の流路が形成されるごとく成ってい
る。

また、上記処理室（12）は、メンテナンス時等を容易
に行なえるようにするため、上部が開く構造となってい
る。この場合、図示はしないが容器と蓋体との当接部に
Ｏリングを嵌合しておき、内部を封止可能とする。この
Ｏリングは、上記容器及び蓋体の一方に形成した溝に嵌
合しておくが、上記処理室（12）内でプラズマエッチン
グが行なわれるため上記Ｏリングが劣化することがあ
り、必要に応じて変換する必要がある。しかし、上記処
理室（12）内部は処理時に真空状態として使用するた
め、この時、Ｏリングと上記溝との隙間も真空状態とな
り、上記Ｏリング交換時に上記蓋体を開けても上記Ｏリ
ングと溝の隙間は真空が解除できず、その結果このＯリ
ングを取り外すことが困難となるため、このＯリングを
破壊して取り外さなくてはならず、塵が上記処理室（1
2）内に飛散してしまう恐れがあった。そのため、上記
Ｏリングを嵌合する溝の少なくとも１箇所に横方向即ち
溝から処理室（12）内部方向への切り欠きを形成し、上
記Ｏリング交換時にこのＯリングと溝との隙間に容易に
空気が導入できるようにしておくことが好ましい。

次に上述したエッチング装置の動作作用について説明
する。まず、オペレーター又はロボットハンド等により
ロード用カセット載置台（８）にウエハ25枚程度を収納
したウエハカセット（７）を載置し、アンロード用のカ
セット載置台（８）の空のウエハカセット（７）を載置
する。そして昇降機構によりウエハ（１）を上下動して
所定の位置に設置する。これと同時多関節ロボット
（９）をロード用ウエハカセット（７）側に移動設定す
る。そして多関節ロボット（９）のアーム（10）を所望
のウエハ（１）の下面に挿入する。そしてカセット載置
台（８）を所定量下降し、アーム（10）でウエハ（１）
を真空吸着する。次にアーム（10）を挿出し、プリアラ
イメント部（４）のバキュームチャック（11）上に搬送
し、載置する。ここで上記ウエハ（１）の中心合せとオ
リフラの位置合せをする。この時すでにイン側のロード
ロック室（13）には不活性ガス例えばN₂ガスを導入し加
圧状態としておく。そしてN₂ガスを導入しながらイン側
ロードロック室（13）の開閉機構（16a）を開口し、ハ
ンドリングアーム（17a）により位置合せされたウエハ
（１）を上記イン側ロードロック室へ搬送し、その後開
閉機構（16a）を閉鎖する。そしてこのイン側ロードロ
ック室（13）内を所定の圧力例えば0.1〜2Torrに減圧す
る。この時すでに処理室（12）も所定の圧力例えば１×
10^-4Torrに減圧されている。この状態でイン側ロードロ
ック室（13）の開閉機構（16b）を開口し、ハンドリン
グアーム（17a）でウエハ（１）を処理室（12）へ搬入
する。この搬入動作により、下部電極体（20）の不図示
の貫通口から昇降機構（25）の駆動によりリフターピン
（23）例えば12mm/sのスピードで上昇させる。この上昇
により各リフターピン（23）の上端部でウエハ（１）を
載置し停止状態とする。この後上記ハンドリングアーム
（17a）をイン側ロードロック室（13）に収納し、開閉
機構（16b）を閉鎖する。そして処理室（12）内の下部
電極体（20）を所定量例えば下部電極体（20）でウエハ
（１）を載置するごとく昇降機構（19）の駆動により上
昇する。さらに連続動作で下部電極体（20）を低速度で
上昇し、クランプリング（35）に当接させ、さらに上昇
し、所定の押圧力更に所定量例えば5mm上昇することに
より所定の押圧力例えば10〜20kgf/cmに設定する。これ
により下部電極体（20）と上部電極（40）との間隔即ち
ギャップが所定の間隔例えば６〜20mmに設定される。こ
のギャップは、上記上部電極体（37）の上端外周から横
方向に環状に突設したリング（37a）の下面に所望する
厚さのシム（47）を挿入しておくことにより、信頼性が
高くなおかつ再現性良く設定することができる。このギ
ャップを上記シム（47）の調整のみならず上記下部電極
体（20）の上昇量を最大ストローク量の30mmの範囲内で
多少変化させてもよい。しかし、より信頼性高く、より
再現性よくギャップを設定するためには、上記ギャップ
調整は上記シム（47）の厚さ調整のみで設定することが
望ましい。

上記動作中排気制御しておき、所望のガス流及び排気
圧に設定されているか確認する。その後、処理室（12）
内を２〜3Torrに保つごとく排気制御しながら反応ガス
例えばCHF₃ガス100SCCMやCF₄ガス100SCCM及びキャリア
ガス例えばHeガス1000SCCMやArガス2000SCCM等をガス供
給源よりガス供給管（42）を介して上部電極体（37）の
空間（41）に設けられたバッフル（43）により均等整流
させ上部電極（40）に設けられた複数の孔（44）から半
導体ウエハ（１）へ流出する。

同時に、高周波電源（48）により上部電極（40）と下
部電極体（20）との間に周波数例えば13.56MHzの高周波
電力を印加して上記反応ガスをプラズマ化し、このプラ
ズマ化した反応ガスにより上記半導体ウエハ（１）の例
えば異方エッチングを行なう。この時、高周波電力の印
加により上部電極（40）及び下部電極体（20）が高温と
なる。上部電極（40）が高温となると当然熱膨張が発生
する。この場合、この上部電極（40）の材質はアモルフ
ァスカーボン製でありこれと当接している上部電極体
（37）はアルミニウム製であるため、熱膨張係数が異な
りひび割れが発生する。このひび割れの発生を防止する
ために上記上部電極体（37）内部に形成された流路（3
8）に不図示の配管を介して連設している冷却手段（図
示せず）から不凍液と水の混合水を流し、間接的に上部
電極（40）を冷却している。また、下部電極体（20）が
高温となっていくと、半導体ウエハ（１）の温度も高温
となるため、この半導体ウエハ（１）表面に形成されて
いるレジストパターンを破壊し、不良を発生させてしま
う恐れがある。そのため下部電極体（20）も上部電極
（40）と同様に、下部に形成された流路（30）に不図示
の配管を介して連設している別系統の冷却装置（図示せ
ず）から不凍液と水との混合水等を流すことにより冷却
している。この冷却水は、上記半導体ウエハ（１）を一
定温度で処理するために例えば０〜60℃程度に制御して
いる。また、半導体ウエハ（１）もプラズマの熱エネル
ギーにより加熱されるため、下部電極体（20）に形成さ
れている複数例えば周辺16箇所の不図示の開口及び中心
付近４箇所の不図示の貫通口から、不図示の冷却ガス流
導管、冷却ガス導入管を介して冷却ガス供給源（図示せ
ず）から冷却ガス例えばヘリウムガスを半導体ウエハ
（１）裏面へ供給して冷却している。この時、上記不図
示の開口及び貫通口は半導体ウエハの設定により封止さ
れている。しかし、実際には半導体ウエハ（１）と下部
電極体（20）表面との間には微小な隙間があり、この隙
間に上記ヘリウムガスを供給して上記半導体ウエハ
（１）を冷却している。この様な状態を維持しながら所
定時間例えば２分間エッチング処理を行なう。そしてこ
の処理の終了に伴い処理室（12）内の反応ガス等を排気
しながら、下部電極体（20）を下降し、リフターピン
（23）上にウエハ（１）を載置する。そしてアウト側の
ロードロック室（14）と処理室（12）の圧力を同程度に
し、開閉機構（18a）を開口する。次に、アウト側ロー
ドロック室（14）に設けられたハンドリングアーム（17
b）を処理室（12）内に挿入し、上記リフターピン（2
3）を下降し、ウエハ（１）をハンドリングアーム（17
b）で吸着載置する。そしてハンドリングアーム（17b）
をアウト側ロードロック室（14）に収納し、開閉機構
（18a）を閉鎖する。この時すでに予備室（15）はアウ
ト側ロードロック室（14）と同程度に減圧されている。
そして開閉機構（18b）を開口し、ハンドリングアーム
（17b）によりウエハ（１）を予備室（15）内の図示し
ない載置台へ収納する。そして開閉機構（18b）を閉鎖
し、載置台を下降して予備室（15）の開閉機構（15a）
を開口する。

次にあらかじめ所定の位置に多関節ロボット（９）を
移動しておき、この多関節ロボット（９）のアーム（1
0）を予備室（15）へ挿入し、アーム上にウエハ（１）
を吸着載置する。そしてアーム（10）を搬出し、予備室
（15）を開閉機構（15a）を閉鎖すると同時に、多関節
ロボット（９）を所定の位置に移動しながら180゜回転
し、空のカセット（７）の所定の位置にウエハ（１）を
アーム（10）により搬送収納する。上記の様な一連の動
作をカセット（７）に収納されているウエハ（１）につ
いて行なう。

上記実施例では被処理基板として半導体ウエハのエッ
チング処理について説明したが、これに限定するもので
はなく、例えばLCD基板等のエッチング処理でも同様な
効果が得られる。

以上述べたようにこの実施例によれば、上記電極をシ
ムにより高さ調整可能としたことにより、上記上部電極
及び下部電極の間隔を精度良く調整することができ、再
現性の良い上記間隔設定が可能となる。そのため、上記
電極間に一様な放電の発生を可能とし、被処理基板を均
一にエッチングすることができる。

また、上記シムにより高さ設定した後は、変更する必
要がない限り動作させることはないため、塵の発生を極
力抑止することが可能となる。また、上記シムにより信
頼性の高い高さ調整ができるため、処理中に上記電極間
隔の微調整は必要なく、処理中の電極昇降動作による塵
と発生も防止することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、被処理体を下
部電極上にクランプするクランプ手段を、載置位置にあ
る下部電極と上部電極との間に備えたことにより、被処
理体が載置された下部電極をクランプ手段に当接するこ
とのみで、被処理体を保持することができる。従って、
下部電極の構成が単純化されるため、当該装置の製造コ
ストを抑制することが可能となるとともに、メンテナン
ス時間が短縮され、スループットを向上させることがで
きる。また、下部電極上に突起物が形成されないため、
被処理体を搬送する搬送アームの搬送経路を任意に設定
することができる。また、シャフトを伸縮動させる駆動
機構は、処理室の外部に備えられているため、駆動機構
の調整やメンテナンスを容易に行うことが可能となるだ
けでなく、処理室内に形成される凹凸部が減少し、この
凹凸部がエッチングされることにより生じる付着物の被
処理体への付着を軽減することができる。さらに、被処
理体は所定速度で所定量上昇する下部電極上に載置さ
れ、クランプ手段への当接時には下部電極がより低速度
の連続動作で上昇するとともに、所定のクランプ圧は下
部電極の上昇とクランプ手段に接続されているシャフト
の伸縮により、所定のクランプ圧が得られる構成となっ
ている。従って、被処理体を下部電極上の所望の位置に
載置することができ、クランプ手段への当接時にも被処
理体が振動して所定の載置位置からずれたりすることが
ない。そして、クランプ圧は微調整可能であるととも
に、被処理体を所望のクランプ圧で均一に保持すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の一実施例を説明するための
エッチング装置の構成図、第２図は第１図の処理室の構
成説明図である。 12……処理室、19……昇降機構 20……下部電極体、23……リフターピン 35……クランプリング、35a……シャフト 36……エアシリンダ、40……上部電極

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】処理室内に上部電極と下部電極を対向配置
し，前記上部電極と前記下部電極の少なくとも一方に高
周波電力を印加して，前記処理室内に導入された処理ガ
スをプラズマ化し，このプラズマにより前記下部電極に
載置された被処理体に対してエッチング処理を施すエッ
チング装置において：前記下部電極は昇降自在であり；前記被処理体は，前記処理室の側面に設けられる開閉機
構を介して，前記下部電極が下降位置にある場合に，搬
入搬出され；前記被処理体を前記下部電極上にクランプするクランプ
手段は，前記処理室の前記上部電極側にエアシリンダに
より伸縮動可能なシャフトを介して，前記被処理体の搬
送経路を邪魔しない位置に取り付けられており；さらに，前記クランプ手段は，前記下部電極上に前記被
処理体を押圧するクランプ圧を前記シャフトの伸縮によ
り調整する圧力調整機構を備えていることを特徴とす
る，エッチング装置。
【請求項２】処理室内に上部電極と下部電極を対向配置
し，前記上部電極と前記下部電極の少なくとも一方に高
周波電力を印加して，前記処理室内に導入された処理ガ
スをプラズマ化し，このプラズマにより前記下部電極に
載置された被処理体に対してエッチング処理を施すに際
して：前記被処理体が載置された前記下部電極を，所定速度で
所定量上昇させ工程と；より低速度の連続動作で前記下部電極を上昇させ，前記
処理室の前記上部電極側にエアシリンダにより伸縮自在
のシャフトを介して取り付けられたクラン手段に前記被
処理体を当接させる工程と；前記シャフトの伸縮により所定のクランプ圧が得られる
まで前記下部電極をさらに上昇させる工程と；から成ることを特徴とする，エッチング処理方法。
【請求項３】前記処理室の側面に設けられる開閉機構を
介して，前記下部電極が下降位置にある場合に、搬入搬
出される工程を含むことを特徴とする，請求項２に記載
のエッチング方法。