JPH0527966B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体ウエハーなどの薄板状被処理物
をプラズマエツチング処理したり、拡散或いはア
ツシング処理等の各種加熱処理を行うための真空
処理装置に関する。

（従来の技術） LSI、超LSIを製作する工程において、半導体
ウエハーに対してプラズマエツチング処理、拡散
処理、アツシング処理、クリーニング処理或いは
CVD（Chemical Vapor Deposition）処理等の各
種処理を施すようにしている。

そして上記処理は一般に外部と断された処理チ
ヤンバー内に半導体ウエハーを収納するととも
に、処理チヤンバー内に所定の反応ガスを導入し
て処理するようにしている。斯る反応ガスにて処
理する場合には空気が混入していてはならないた
め、予め処理チヤンバー内を真空引きし、真空に
近い状態としてから処理チヤンバー内に反応ガス
を導入し、処理チヤンバー内の反応ガス圧を一定
に保持すべく真空引きを継続して処理を行うよう
にしている。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した処理装置にあつては、真空引き用の吸
引口を一箇所のみ形成している。そのため半導体
ウエハーの周囲から均等に真空引きを行うことが
できず、処理チヤンバー内において反応ガスの濃
淡部分が生じ、均一な処理を行うことができな
い。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するべく本発明は、チヤンバ
ー内を真空排気するための真空ポンプと電極或い
は加熱部材などの処理部材とを備えた円筒状の処
理チヤンバーに、テーブルを収納し、このテーブ
ルに被処理物の載置台を取付けてなる真空処理装
置において、前記テーブルは、底板と円筒形状の
側壁とこの側壁の上に載せた蓋体とで囲われた一
定容積のテーブル内空間を有し、前記蓋体は、処
理チヤンバーの内径より僅かに小径とされた円板
であつて、上記テーブルの側壁及び処理チヤンバ
ーの内壁とともにテーブル側方空間を形成し、前
記テーブルの側壁には、上記真空ポンプに連通し
たところのテーブル側方空間とテーブル内空間と
を連通するための複数個の小孔が明けられ、又、
前記蓋体には、上記載置台の上部が突出する開口
部が明けられ、更に、この開口部の周囲、蓋体上
方のチヤンバー内空間とテーブル内空間とを連通
する真空引き用の小孔が明けられていることを特
徴とする。

（作 用） 真空ポンプを始動すると、先ずテーブル側方空
間が真空引きされ、次に側壁の小孔を介してテー
ブル内空間が真空引きされる。テーブル内空間が
真空引きされたので、今度は蓋体の小孔を介して
蓋体上方のチヤンバー内空間が真空引きされる。

テーブル内空間とテーブル側方空間とが良質な
バツフアとなるため、真空引きによる流れは、真
空ポンプ入口で１ケ所にまとめられるとしても、
テーブル内空間→テーブル側方空間の段階では複
数の流れで差し支えなく、更に蓋体上方のチヤン
バー内空間→テーブル内空間の段階では更に複数
の流れで差し支えない。

従つて処理チヤンバーに反応ガスを注入した場
合には、蓋体上方のテーブル内空間→蓋体の小孔
→テーブル内空間→側壁の小孔→テーブル側方空
間→真空ポンプの順で引かれる反応ガスは蓋体上
の被処理物の周囲から均等にテーブル内へ引かれ
るため、被処理物に均一に接触する。

なお、蓋体と処理チヤンバーとの隙間が極く小
さいので、テーブル内空間を介さずに処理チヤン
バーの反応ガスが直接真空ポンプへ引かれるとい
う不都合はない。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基いて説明
する。尚実施例にあつては本発明に係る真空処理
装置をプラズマ処理装置として適用した例を示
す。

第１図は本発明に係る真空処理装置の全体斜視
図であり、真空処理装置の本体１内には円筒形状
で合成石英からなる処理チヤンバー２を配し、ま
た本体１はその一部を前方への膨出部３とし、こ
の膨出部３の上面に左右に離間してカセツト４，
５間に出し入れ装置６を配置している。この出し
入れ装置６はコンベアベルト７とコンベアベルト
７先端部に設けられる載置盤８とからなり、載置
盤８には半径方向のスリツト９とこのスリツト９
とつながら中心孔１０を形成している。

而して、カセツト４内に収納される半導体ウエ
ハーＷのうち、最下段に位置するものが図示しな
いコンベアベルトによつて出し入れ装置６のコン
ベアベルト７上に搬送され、コンベアベルト７に
よつて半導体ウエハーＷは載置盤８上まで送ら
れ、次いで出し入れ装置６全体が処理チヤンバー
２方向で移動し、載置盤８が本体１に形成した開
口部１１を介して処理チヤンバー２内に進入し、
処理チヤンバー２内に半導体ウエハーＷを収納す
る。そしてこれと併行してカセツト４内の最下段
の半導体ウエハーＷがカセツト４から搬送された
ならば、カセツト４は一段分下降し、下から２段
目に収納していた半導体ウエハーＷを出し入れ装
置６のコンベアベルト７上に送り出す。そして、
この操作を繰り返し行うことで所定枚数の半導体
ウエハーＷを処理チヤンバー２内に収納する。

一方、処理チヤンバー２内における処理が終了
したならば、出し入れ装置６を処理チヤンバー２
方向に移動し、開口部１１を介して処理チヤンバ
ー２内に載置盤８を進入せしめ、載置盤８上に処
理が済んだ半導体ウエハーＷを載せ、再び前記と
は反対方向（前方）に出し入れ装置６を移動し、
載置盤８上の半導体ウエハーＷをコンベアベル７
にて移送し、次いで図示しないコンベアベルトに
て処理済みの半導体ウエハーＷをカセツト５内に
収納する。尚、以上の各操作は、本体膨出部３の
傾面に配したキー１２…を操作することにより行
う。

次に処理チヤンバー２内の構造を第２図及び第
３図に基いて説明する。ここで第２図は処理チヤ
ンバー２内の各部材の分解視図、第３図は処理チ
ヤンバー２の縦断面図である。

処理チヤンバー２は連通部１１と排気部１３に
て外部とつながつており、この連通部１１と排気
部１３にはそれぞれシヤツター１１ａ，１３ａが
設けられるとともに、この排気部１３の下部には
真空引き用のポンプ１４が取り付けられている。

また、処理チヤンバー２の上板２ａ（第３図参
照）には反応ガス供給パイプ１５，１５が嵌着さ
れ、上板２ａの中央部にはシール部材１６を介し
て軸１７が回転自在に挿通され、この軸１７の下
端部に平板状の上部電極１８を取り付けている。

一方、処理チヤンバー２の底板２ｂ中央部には
シール部材１９を介して軸２０が回転自在に挿通
され、この軸２０にテーブル２１を固着してい
る。このテーブル２１は処理チヤンバー２と同様
に合成石英からなり、その周縁部には側壁２２を
立設し、この側壁２２に多数の小孔２３…を形成
している。またテーブル２１の下面と処理チヤン
バー２の底板２ｂとの間及びテーブル側壁２２の
外周面と処理チヤンバー２の内周面との間には若
干の隙間を形成している。そして前記軸２０は図
示しないモータに連結し、モータを駆動すること
で、テーブル２１が処理チヤンバー２内で間欠的
に回転するようになつている。

また、テーブル２１上には載置台２４を固設し
ている。載置台２４は合計４個等間隔で設けら
れ、各載置台２４の上面は前記上部電極１８と平
行となつており、この部分が下部（グランド）電
極２５として作用する。

下部電極２５の中央には押し上げアーム２６が
貫通し、更に下部電極２５の周囲にはチヤツクリ
ング２７が設けられている。押し上げアーム２６
はその上端部を半導体ウエハーＷが載るヘツド部
２６ａとし、チヤツクリング２７は複数の爪２７
ａ…を内方に向つて突出している。そして、押し
上げアーム２６及びチヤツクリング２７はそれぞ
れ独立して昇降動をなす構造となつている。

更に前記テーブル２１の側壁２２上端部にはテ
ーブル２１の内外を区画する蓋体２８を嵌着して
いる。この蓋体２８は前記チヤンバー２及びテー
ブル２１と同様に合成石英からなり、前記載置台
２４の上部が突出する開口部２９…が形成され、
この開口部２９の周囲には多数の小孔３０…を穿
設している。そして開口部２９にはフランジ３１
が嵌着され、このフランジ３１にも該小孔３０…
と一致する多数の小孔３２…を穿設している。

蓋体２８は第２図に示す通り円板であつて、そ
れの外径は第３図に示す通りに処理チヤンバー２
の内径より僅かに小さい。即ち、蓋体２８を処理
チヤンバー２に十分に近接し、蓋体２８側方の隙
間を小さくして、流路抵抗を大きくするように構
成している。

上記構成から処理チヤンバー２内部は、第３図
において蓋体２８上方のチヤンバー内空間CS１、
蓋体２８とテーブル２１で区画されたテーブル内
空間CS２、そして蓋体２８の下面と処理チヤン
バー２内壁とテーブル２１の側壁２２とで囲われ
たテーブル側方空間CS３とに明確に区分されて
いる。

以上の如き構成の真空処理装置を用いたプラズ
マエツチング処理を以下に述べる。

先ず、前記出し入れ装置６により、半導体ウエ
ハーＷを処理チヤンバー２内に入れる。この場
合、第４図に示す如く、押し上げアーム２６は下
方位置に、チヤツクリング２７は上方位置に待機
している。そして出し入れ装置６の載置盤８は処
理チヤンバー２内に進入し、載置台２４の下部電
極２５上に臨む。

この後、押し上げアーム２６を上昇せしめる。
すると押し上げアーム２６のヘツド２６ａは載置
盤８の中心孔１０よりも小径であるため、押し上
げアーム２６は載置盤８に干渉することなく上昇
し、この際、第５図に示すように押し上げアーム
２６のヘツド部２６ａが載置盤８から半導体ウエ
ハーＷを取り上げる。次いで、載置盤８は図中
（第４図、第５図）右方へ移動するが、載置盤８
にはスリツト９が形成されているため、押し上げ
アーム２６に載置盤８が当たることはない。而る
後、第６図に示す如く押し上げアーム２６及びチ
ヤツクリング２７との間で半導体ウエハーＷを保
持する。

そして、以上の操作終了後連通部１１を閉じ、
ポンプ１４を駆動し、処理チヤンバー２内を真空
引きし、また供給パイプ１５，１５からは
C₂F₆CF₄などのエツチング用の反応ガスを所定流
量で導入しながら処理チヤンバー２内の圧力を
0.1Torr程度に保持する。

この場合、処理チヤンバー２内（蓋体上方のチ
ヤンバー内空間CS１）のガスは蓋体２８の開口
部２９の周囲に穿設された小孔３０…を通つてテ
ーブル２１内（テーブル内空間CS２）に入り、
テーブル２１内に入つた反応ガスはテーブル側壁
２２に穿設した小孔２３…を通つてテーブル２１
外（テーブル側方空間CS３）に吸引されるため、
結果的に半導体ウエハーＷ周りの反応ガスは真空
引きポンプ１４の吸引作用を直接受けること無く
半導体ウエハーＷの周囲から均等に吸引されるこ
ととなる。

そして、処理チヤンバー２内の反応ガス圧力が
所定値に達したならば、電極１８，２５間に高周
波電圧を印加し、反応ガス（エツチングガス）を
活性化せしめ、チヤンバー２内をプラズマ雰囲気
として、半導体ウエハーＷ表面にホトレジスト膜
に対応したエツチングを施す。

処理チヤンバー２内における処理が終了したな
らば、半導体ウエハーＷを処理チヤンバー２内に
収納するときとは逆の操作を行つて取り出す。す
なわち、まず連通部１１近傍に位置して停止して
いる載置台２４の半導体ウエハーＷを出し入れ装
置６のコンベアベルト７上に送り出しカセツト５
内に収納する。この場合、テーブル２１を90゜回
転する毎に停止せしめれば効率よく処理済みの半
導体ウエハーを処理チヤンバー２内から取り出す
ことができる。次いで再び出し入れ装置６を用い
て新たな半導体ウエハーＷを載置台２４上に載
せ、エツチング処理を施す。そして、この処理を
各載置台２４毎に行うため、複数の半導体ウエハ
ーＷをカセツト・ツー・カセツトに連続的に処理
することとなる。

尚、以上の実施例にあつては本発明に係る真空
処理装置をプラズマ処理装置として適用した例を
示したが、上部電極１８又は下部電極２５を紫外
線ランプ或いはホツトプレート等の加熱部材に変
更すれば、加熱処理装置として用いることができ
る。

（発明の効果） 以上説明した如く本発明に係る真空処理装置に
おいて処理チヤンバー内部を、蓋体上方のチヤン
バー内空間CSI、蓋体とテーブルで区画されたテ
ーブル内空間CS２、そして蓋体の下面と処理チ
ヤンバー内壁とテーブルの側壁とで囲われたテー
ブル側方空間CS３とに明確に区分し、空間CS１
と空間CS２とを複数の小孔で連絡し、空間CS２
と空間CS３とを別の複数の小孔で連絡したので、
テーブル内空間とテーブル側方空間とが良質なバ
ツフアとなる。

従つて、真空引きによる流れは、真空ポンプ入
口で１ケ所にまとめられるとしても、テーブル内
空間CS２→テーブル側方空間CS３の段階では複
数の流れで差し支えなく、更に蓋体上方のチヤン
バー内空間CS１→テーブル内空間CS２の段階で
は更に複数の流れで差し支えない。

従つて処理チヤンバーに反応ガスを注入した場
合には、蓋体上方のチヤンバー内空間CS１→蓋
体の小孔→テーブル内空間CS２→側壁の小孔→
テーブル側方空間CS３→真空ポンプの順で引か
れる反応ガスは蓋体上の被処理物の周囲では均等
に引かれ、被処理物に接する反応ガスに濃淡部が
生じることが防げ、均一なる処理を施すことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る真空処理装置の全体斜視
図、第２図は処理チヤンバーの内部構造を示す分
解視図、第３図は処理チヤンバーの縦断面図、第
４図乃至第６図は被処理物を載置台上に固定する
までの工程を示す断面図である。 尚、図面中１は真空処理装置本体、２は処理チ
ヤンバー、６は出し入れ装置、８は載置盤、９は
スリツト、１０は中心孔、１４は真空引き用のポ
ンプ、１８は処理部材である上部電極、２１はテ
ーブル、２２はテーブル側壁、２３，３０，３２
は真空引き用の小孔、２４は載置台、２５は処理
部材である下部電極、２６は押し上げアーム、２
７はチヤツクリング、２８は蓋体、２９は開口
部、CS１は蓋体上方のチヤンバー内空間、CS２
はテーブル内空間、CS３はテーブル側方空間で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ チヤンバー内を真空排気するための真空ポン
   プと電極或いは加熱部材などの処理部材とを備え
   た円筒状の処理チヤンバーに、テーブルを収納
   し、このテーブルに被処理物の載置台を取付けて
   なる真空処理装置において、 前記テーブルは、底板と円筒形状の側壁とこの
   側壁の上に載せた蓋体とで囲われた一定容積のテ
   ーブル内空間を有し、 前記蓋体は、処理チヤンバーの内径より僅かに
   小径とされた円板であつて、上記テーブルの側壁
   及び処理チヤンバーの内壁とともにテーブル側方
   空間を形成し、 前記テーブルの側壁には、上記真空ポンプに連
   通したところのテーブル側方空間とテーブル内空
   間とを連通するための複数個の小孔が明けられ、 又、前記蓋体には、上記載置台の上部が突出す
   る開口部が明けられ、更に、この開口部の周囲
   に、蓋体上方のチヤンバー内空間とテーブル内空
   間とを連通する真空引き用の小孔が明けられてい
   ることを特徴とした真空処理装置。