JPH0666300B2 - Dry etching equipment - Google Patents

Dry etching equipment

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JPH0666300B2
JPH0666300B2 JP5227185A JP5227185A JPH0666300B2 JP H0666300 B2 JPH0666300 B2 JP H0666300B2 JP 5227185 A JP5227185 A JP 5227185A JP 5227185 A JP5227185 A JP 5227185A JP H0666300 B2 JPH0666300 B2 JP H0666300B2
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semiconductor wafer
electrode
pressing
leaf spring
dry etching
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徹 大坪
光雄 徳田
正芳 芹沢
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ドライエッチング装置の半導体ウェハ押え機
構に係り、特に構造が簡単で量産型のドライエッチング
装置に好適な半導体ウェハ押え機構に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor wafer holding mechanism of a dry etching apparatus, and more particularly to a semiconductor wafer holding mechanism having a simple structure and suitable for a mass production type dry etching apparatus.

〔発明の背景〕[Background of the Invention]

ドライエッチング装置による半導体集積回路の微細パタ
ーン形成は、被処理物である半導体ウェハ上に所望のパ
ターンをレジストの露光現象によって形成し、これをマ
スクとして、真空雰囲気中に導入したエッチングガスの
高周波グロー放電を利用してレジストパターンを半導体
ウェハ上に転写することにより行われる。その際、レジ
スト膜はエッチングガスのプラズマ照射やイオン衝撃を
受けて半導体ウェハの温度が上昇するため、熱による軟
化や変質を引き起こし、微細パターン形成に悪影響を与
えることがある。このため、レジストの軟化点以下に、
半導体ウェハの温度上昇を抑制しなければならず特にエ
ッチング速度を向上させる目的で高周波電力を上げる場
合には、半導体ウェハの冷却はドライエッチング装置に
とって、必要不可欠である。
The fine pattern formation of a semiconductor integrated circuit by a dry etching apparatus is performed by forming a desired pattern on a semiconductor wafer, which is an object to be processed, by a resist exposure phenomenon, and using this as a mask, a high frequency glow of an etching gas introduced into a vacuum atmosphere. It is performed by transferring a resist pattern onto a semiconductor wafer by using electric discharge. At this time, the temperature of the semiconductor wafer rises due to the irradiation of the etching film with plasma or ion bombardment of the resist film, which may cause softening or deterioration due to heat, which may adversely affect the fine pattern formation. Therefore, below the softening point of the resist,
Cooling of the semiconductor wafer is indispensable to the dry etching apparatus when the high frequency power is increased in order to suppress the temperature rise of the semiconductor wafer, especially for the purpose of improving the etching rate.

そこで、従来半導体ウェハを載置する水冷電極と半導体
ウェハ間の電熱性能を向上させるため、半導体ウェハと
電極間に弾性シートやグリースを介在させる技術、半導
体ウェハを電極に機械的に押圧する技術、または静電吸
着を利用して半導体ウェハを電極に密着させる技術など
が提案されている。
Therefore, in order to improve the electric heating performance between the water-cooled electrode on which the semiconductor wafer is mounted and the semiconductor wafer, a technique of interposing an elastic sheet or grease between the semiconductor wafer and the electrode, a technique of mechanically pressing the semiconductor wafer against the electrode, Alternatively, a technique has been proposed in which a semiconductor wafer is brought into close contact with an electrode by utilizing electrostatic attraction.

前記半導体ウェハを電極に機械的に押圧する技術として
は、例えば特開昭57−45240号公報特開昭55−127034号
公報に開示されている技術がある。しかし、これらの先
行技術では、半導体ウェハを電極へ載置する度に、半導
体ウェハをねじ止め治具で押圧するため、量産型のドラ
イエッチング装置には採用し難い欠点や、構造が複雑
で、かつ半導体ウェハ押え機構部分が半導体ウェハの載
置面からプラズマ中に突出していて、半導体ウェハ周辺
の電界を乱すため、電界に垂直に入射して半導体ウェハ
を物理的に食刻するイオンの入射の方向性を失うので、
半導体ウェハ面上のエッチングの均一性を損うという欠
点があった。
As a technique for mechanically pressing the semiconductor wafer against the electrodes, there is a technique disclosed in, for example, JP-A-57-45240 and JP-A-55-127034. However, in these prior arts, since the semiconductor wafer is pressed by the screwing jig every time the semiconductor wafer is placed on the electrode, it is difficult to adopt in a mass production type dry etching apparatus, and the structure is complicated, Moreover, since the semiconductor wafer holding mechanism portion projects into the plasma from the mounting surface of the semiconductor wafer and disturbs the electric field around the semiconductor wafer, the incidence of ions that are perpendicular to the electric field and physically etch the semiconductor wafer Loses direction,
There is a drawback that the uniformity of etching on the semiconductor wafer surface is impaired.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明の目的は、前記先行技術の欠点をなくし、電極上
に載置された半導体ウェハ周辺の電界の乱れを抑制で
き、かつ簡単な構造で、しかも量産型のドライエッチン
グ装置に適し、半導体ウェハと電極間の伝熱性能を向上
させ得るドライエッチング装置の半導体ウェハ押え機構
を提供することにあり、さらに本発明の他の目的は、エ
ッチング処理された半導体ウェハを半導体ウェハ押え本
体から確実に引き離し得るドライエッチング装置の半導
体ウェハ押え機構を提供することにある。
The object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art, suppress the disturbance of the electric field around the semiconductor wafer mounted on the electrode, and have a simple structure, which is suitable for a mass-production type dry etching apparatus. Another object of the present invention is to provide a semiconductor wafer retainer mechanism for a dry etching apparatus capable of improving heat transfer performance between a semiconductor wafer retainer and an electrode, and to reliably separate an etched semiconductor wafer from a semiconductor wafer retainer body. An object of the present invention is to provide a semiconductor wafer pressing mechanism for a dry etching apparatus.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本発明は、半導体ウエハを処理する処理室と、前記半導
体ウエハを載置する電極手段と、該電極手段の内部にあ
って該電極手段と前記半導体ウエハとを冷却する冷却手
段と、前記処理室内で前記半導体ウエハを前記電極手段
上に押しつける半導体ウエハ押さえ手段と、前記処理室
の外部にあって前記半導体ウエハ押さえ手段による前記
電極手段上への前記半導体ウエハの押しつけまたは押し
つけ解除を行う駆動手段と、前記半導体ウエハ押さえ手
段を弾性的に支持する弾性支持体とを備えたドライエッ
チング装置である。
The present invention provides a processing chamber for processing a semiconductor wafer, electrode means for mounting the semiconductor wafer, cooling means inside the electrode means for cooling the electrode means and the semiconductor wafer, and the processing chamber. A semiconductor wafer pressing means for pressing the semiconductor wafer onto the electrode means, and a driving means outside the processing chamber for pressing or releasing the pressing of the semiconductor wafer onto the electrode means by the semiconductor wafer pressing means. A dry etching apparatus provided with an elastic support member that elastically supports the semiconductor wafer pressing means.

また、本発明は、前記ドライエッチング装置において、
前記駆動手段により前記半導体ウエハの押しつけを解除
する際に該半導体ウエハを前記半導体ウエハ押え手段か
ら離脱させる離脱手段を前記半導体ウエハ押え手段に備
えた構成としたものである。
Further, the present invention provides the dry etching apparatus,
The semiconductor wafer holding means is provided with a releasing means for releasing the semiconductor wafer from the semiconductor wafer holding means when the pressing of the semiconductor wafer is released by the driving means.

〔発明の実施例〕Example of Invention

以下、本発明の実施例を図面により説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図および第2図は、本発明を適用すべき平行平板型
ドライエッチング装置の一例と、これに適用された本発
明半導体ウェハ押え機構の一実施例を示す。
1 and 2 show an example of a parallel plate type dry etching apparatus to which the present invention should be applied and an embodiment of a semiconductor wafer pressing mechanism of the present invention applied to this.

これらの図に示す平行平板型ドライエッチング装置は、
処理室1と、この処理室1内の上部側に定置された電極
3と、処理室1の下部に形成された電極導入口2から処
理室1内に導入される電極6とを具備している。前記処
理室1内は、大気に対して気密に保持されている。前記
電極3には、筒軸4と、複数個の小孔5とが設けられ、
筒軸4の内部から小孔5を通じて、真空雰囲気中で処理
室1内にエッチングガスを導入するようになっている。
前記電極6は、軸7を介して上下駆動装置(図示せず)
に連結され電極導入口2を通じて処理室1内の前記電極
3に対向する定位置へ移動可能に構成されている。前記
電極3,6間には、高周波電力が印加されるようになって
いる。また、前記電極6には電極冷却手段と、半導体ウ
ェハ冷却手段とが設けられている。前記電極冷却手段
は、軸7の内部から電極6の内部にわたって設けられた
冷却水導入路8と、電極6内に形成された冷却水室9
と、電極6の内部から軸7の内部にわたって設けられた
冷却水導出路10とを有して構成され、冷却水を循環させ
て電極6を冷却するようになっている。前記半導体ウェ
ハ冷却手段は、軸7から電極6の内部に設けられたパイ
プ11の内部を通じて冷媒ガスを供給し、半導体ウェハ12
を冷却するようになっている。
The parallel plate type dry etching apparatus shown in these figures is
It comprises a processing chamber 1, an electrode 3 placed on the upper side of the processing chamber 1, and an electrode 6 introduced into the processing chamber 1 through an electrode inlet 2 formed in the lower portion of the processing chamber 1. There is. The inside of the processing chamber 1 is kept airtight against the atmosphere. The electrode 3 is provided with a cylinder shaft 4 and a plurality of small holes 5,
An etching gas is introduced into the processing chamber 1 from the inside of the cylindrical shaft 4 through the small holes 5 in a vacuum atmosphere.
The electrode 6 is a vertical driving device (not shown) via a shaft 7.
It is configured to be movable to a fixed position facing the electrode 3 in the processing chamber 1 through the electrode introduction port 2. High frequency power is applied between the electrodes 3 and 6. Further, the electrode 6 is provided with an electrode cooling means and a semiconductor wafer cooling means. The electrode cooling means includes a cooling water introducing passage 8 provided from the inside of the shaft 7 to the inside of the electrode 6, and a cooling water chamber 9 formed in the electrode 6.
And a cooling water lead-out path 10 provided from the inside of the electrode 6 to the inside of the shaft 7, and the electrode 6 is cooled by circulating the cooling water. The semiconductor wafer cooling means supplies the refrigerant gas from the shaft 7 through the inside of the pipe 11 provided inside the electrode 6, and the semiconductor wafer 12
Is designed to be cooled.

一方、半導体ウェハ押え機構は第1図〜第4図に示すよ
うに、処理室1に形成された電極導入口2の上方に設置
された半導体ウェハ押え本体13と、これを弾性的に支持
する板ばね19と、半導体ウェハ押え本体13からエッチン
グ処理された半導体ウェハ12を離脱させる離脱手段とし
ての板ばね21とを備えている。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 to 4, the semiconductor wafer pressing mechanism elastically supports the semiconductor wafer pressing body 13 installed above the electrode inlet 2 formed in the processing chamber 1 and the same. A leaf spring 19 and a leaf spring 21 as a detaching means for detaching the etched semiconductor wafer 12 from the semiconductor wafer retainer body 13 are provided.

前記半導体ウェハ押え本体13は、半導体ウェハ押えプレ
ート14と、緩衝材15とを有している。前記半導体ウェハ
押えプレート14は、前記電極3,6間に形成されるプラズ
マ状態の乱れを小さく押えるため、耐食性,耐熱性に優
れた電気絶縁材料、例えばセラミックスや石英の薄板で
形成されている。また、半導体ウェハ押えプレート14
は、第3図に示すように、中空円盤状に形成されてい
る。前記緩衝材15は、第3図から分かるように、円弧形
の緩衝材片間に前記離脱手段としての板ばね21を挟ん
で、前記半導体ウェハ押えプレート14と同心円のリング
状に組み合わされ、かつ前記半導体ウェハ押えプレート
14の半導体ウエハ当接面側、つまり電極6側の面に配置
されている。さらに、前記緩衝材15は半導体ウェハ押え
プレート14と緩衝材ホルダ16間に挟持されており、この
緩衝材ホルダ16は座板17と、半導体ウェハ押え本体支持
用の板ばね19と一緒に、円周方向に等間隔をおいて設け
られた複数本の取り付けボルト18により前記半導体ウェ
ハ押えプレート14に共締めされている。そして、前記緩
衝材15は電極6上に載置された半導体ウェハ12に直接当
接するようになっている。
The semiconductor wafer retainer body 13 has a semiconductor wafer retainer plate 14 and a cushioning material 15. The semiconductor wafer holding plate 14 is formed of an electrically insulating material having excellent corrosion resistance and heat resistance, for example, a thin plate of ceramics or quartz in order to hold down the disturbance of the plasma state formed between the electrodes 3 and 6. Also, the semiconductor wafer holding plate 14
Is formed in a hollow disk shape, as shown in FIG. As can be seen from FIG. 3, the cushioning material 15 is combined with the semiconductor wafer pressing plate 14 in a concentric ring shape with a leaf spring 21 as the separating means sandwiched between arc-shaped cushioning material pieces. And the semiconductor wafer pressing plate
14 semiconductor wafer contact surfaces, that is, the surfaces on the electrode 6 side. Further, the cushioning material 15 is sandwiched between the semiconductor wafer pressing plate 14 and the cushioning material holder 16, and this cushioning material holder 16 together with the seat plate 17 and the leaf spring 19 for supporting the semiconductor wafer pressing body is circular. It is fastened together with the semiconductor wafer pressing plate 14 by a plurality of mounting bolts 18 provided at equal intervals in the circumferential direction. The cushioning material 15 directly contacts the semiconductor wafer 12 mounted on the electrode 6.

前記半導体ウェハ押え本体支持用の板ばね19は、第3図
から分かるように、半導体ウェハ押えプレート14と同心
円のリング状に形成されている。そして、この板ばね19
は半導体ウェハ押えプレート14に、前述のごとく、取り
付けボルト18により緩衝材15と一緒に結合され、また処
理室1に形成された電極導入口2の周縁部に、第3図に
示すように、円周方向に前記取り付けボルト18,18間に
設けられた複数本の取り付けボルト20により結合されて
いて、半導体ウェハ押え本体13を弾性的に作用させるよ
うに支持している。
As can be seen from FIG. 3, the leaf spring 19 for supporting the semiconductor wafer retainer body is formed in a ring shape concentric with the semiconductor wafer retainer plate 14. And this leaf spring 19
Is bonded to the semiconductor wafer pressing plate 14 together with the cushioning material 15 by the mounting bolts 18 as described above, and at the peripheral portion of the electrode introduction port 2 formed in the processing chamber 1, as shown in FIG. A plurality of mounting bolts 20 provided between the mounting bolts 18 in the circumferential direction are coupled to each other, and support the semiconductor wafer pressing body 13 so as to elastically act.

前記エッチング処理された半導体ウェハの離脱手段とし
ての板ばね21は、第3図から分かるように、短冊型に形
成され、かつ第4図に示すように、作用側半部が下方に
向かって突出する形状に折り曲げられている。また、こ
の板ばね21は円周方向において前記緩衝材片間に介装さ
れて複数個配置されており、各板ばね21の根元側は、取
り付け用ピン22により半導体ウエハ押えプレート14と緩
衝材ホルダ16と間に狭持固定されている。
As shown in FIG. 3, the leaf spring 21 as a means for removing the etched semiconductor wafer is formed in a strip shape, and as shown in FIG. 4, the half of the working side projects downward. It is bent into a shape that Further, a plurality of leaf springs 21 are arranged in the circumferential direction between the cushioning material pieces, and the root side of each leaf spring 21 is attached to the semiconductor wafer pressing plate 14 and the cushioning material by mounting pins 22. It is clamped and fixed between the holder 16 and the holder.

前記実施例の半導体ウェハ押え機構は、平行平板型ドラ
イエッチング装置と一緒に次のように使用され、作用す
る。
The semiconductor wafer pressing mechanism of the above embodiment is used and operates in the following manner together with the parallel plate type dry etching apparatus.

すなわち、第1図に示すように、電極6を処理室1から
下降させた位置で、電極6上に処理すべき半導体ウェハ
12を載置し、ついで電極6を処理室1に形成された電極
導入口2を通じて処理室1内に導入し、この処理室1内
に設置された電極3に対向する定位置まで上昇させる。
That is, as shown in FIG. 1, a semiconductor wafer to be processed on the electrode 6 at a position where the electrode 6 is lowered from the processing chamber 1.
12, the electrode 6 is introduced into the processing chamber 1 through the electrode introduction port 2 formed in the processing chamber 1, and the electrode 6 is raised to a fixed position facing the electrode 3 installed in the processing chamber 1.

前記電極6を上昇させる間に、この電極6上に載置され
ている半導体ウェハ12は、最初に半導体ウェハ押え機構
における半導体ウェハの離脱手段としての板ばね21に接
し、ついで板ばね21がたわみ、半導体ウェハ12は半導体
フェハ押え機構の緩衝材15に接する。続いて、電極6を
上昇させると、取り付けボルト18を介して半導体ウェハ
押えプレート14に結合されかつ他の取り付けボルト20を
介して処理室1の電極導入口2の周縁部に結合された半
導体ウェハ押え本体支持用の板ばね19がたわみ、電極6
を処理室1内に設置された電極3に対向する定位置まで
上昇させると、前記板ばね19のたわみに相当する押え力
で、半導体ウェハ押え本体13により半導体ウェハ12は電
極6上に押し付けられ、密着する。
While the electrode 6 is being raised, the semiconductor wafer 12 placed on the electrode 6 first comes into contact with a leaf spring 21 as a semiconductor wafer releasing means in the semiconductor wafer holding mechanism, and then the leaf spring 21 bends. The semiconductor wafer 12 contacts the cushioning material 15 of the semiconductor wafer holding mechanism. Subsequently, when the electrode 6 is raised, the semiconductor wafer is bonded to the semiconductor wafer pressing plate 14 via the mounting bolt 18 and is bonded to the peripheral portion of the electrode introduction port 2 of the processing chamber 1 via another mounting bolt 20. The leaf spring 19 for supporting the presser body bends, and the electrode 6
Is lifted to a fixed position facing the electrode 3 installed in the processing chamber 1, the semiconductor wafer pressing body 13 presses the semiconductor wafer 12 onto the electrode 6 with a pressing force corresponding to the deflection of the leaf spring 19. ,In close contact.

前記電極6を定位置まで上昇させた後、真空雰囲気中で
電極3の筒軸4の内部を経て小孔5からエッチングガス
が導入され、電極3,6間に高周波電力が印加され、半導
体ウェハ12にエッチング処理が施される。
After raising the electrode 6 to a fixed position, an etching gas is introduced from a small hole 5 through the inside of the cylindrical shaft 4 of the electrode 3 in a vacuum atmosphere, and high frequency power is applied between the electrodes 3 and 6, so that a semiconductor wafer is obtained. 12 is etched.

その間、電極6は電極冷却手段を構成している冷却水導
入路8、冷却水室9および冷却水導出路10に循環される
冷却水で冷却される。電極6が冷却されるに伴い、電極
6から半導体ウェハ12に伝熱される。
Meanwhile, the electrode 6 is cooled by the cooling water circulated in the cooling water introduction passage 8, the cooling water chamber 9 and the cooling water discharge passage 10 which constitute the electrode cooling means. As the electrode 6 is cooled, heat is transferred from the electrode 6 to the semiconductor wafer 12.

一方、半導体ウェハ冷却手段としてのパイプ11を通じて
冷媒ガスが供給され、この冷媒ガスにより半導体ウェハ
12が直接冷却される。そして、半導体ウェハ12の外縁部
を前記半導体ウェハ押え本体13により押えているので、
電極6と半導体ウェハ12の外縁部からの冷媒ガスの漏洩
が防止される。
On the other hand, a refrigerant gas is supplied through a pipe 11 as a semiconductor wafer cooling means, and the semiconductor wafer is supplied by this refrigerant gas.
12 is cooled directly. Since the outer edge portion of the semiconductor wafer 12 is held by the semiconductor wafer holding body 13,
The leakage of the refrigerant gas from the outer edge portions of the electrode 6 and the semiconductor wafer 12 is prevented.

前記エッチング処理の終了後、電極6を、処理された半
導体ウェハ12を載置した状態で下降させる。
After the etching process is completed, the electrode 6 is lowered with the processed semiconductor wafer 12 mounted thereon.

その際、半導体ウェハの離脱手段としての板ばね21が働
き、緩衝材15の下面にエッチングによる重合物が付着
し、緩衝材15にエッチング処理された半導体ウェハ12が
貼り付いて離れないような場合でも、緩衝材15からエッ
チング処理された半導体ウェハ12を確実に引き離すこと
ができる。
At that time, the leaf spring 21 acts as a means for separating the semiconductor wafer, and the polymer by etching adheres to the lower surface of the buffer material 15, and the semiconductor wafer 12 that has been subjected to the etching treatment adheres to the buffer material 15 and does not separate. However, the etched semiconductor wafer 12 can be reliably separated from the buffer material 15.

前記電極6を、エッチング処理された半導体ウェハ12を
載置したまま、処理室1から引き出し、電極6からエッ
チング処理された半導体ウェハ12を取り出してエッチン
グ処理の1サイクルを終了する。
The electrode 6 is withdrawn from the processing chamber 1 while the semiconductor wafer 12 having been subjected to the etching treatment is placed, the semiconductor wafer 12 subjected to the etching treatment is taken out from the electrode 6, and one cycle of the etching treatment is completed.

前記実施例の半導体ウェハ押え機構によれば次の効果が
ある。
The semiconductor wafer pressing mechanism of the above embodiment has the following effects.

(1) 半導体ウェハ押え機構を半導体ウェハ押え本体
13と、これを支持する板ばね19とを有して構成し、前記
半導体ウェハ押え本体13を半導体ウェハ押えプレート14
と緩衝材15とで構成し、半導体ウェハ押えプレート14を
セラミックスや石英などの耐食性,耐熱性に優れた電気
絶縁材料の薄板で形成し、前記緩衝材15を前記半導体ウ
ェハ押えプレート14の半導体ウェハ当接面側に配し、こ
の緩衝材15の半導体ウェハ当接面側に板ばね19を配して
これらの部材を結合し、しかも緩衝材15と半導体フェハ
押えプレート14とで半導体ウェハ12の外縁部を押えるよ
うにしているので、処理室1内において電極6上に載置
された半導体ウェハ12を押えた状態で、半導体ウェハ押
えプレート14、緩衝材15および板ばね19との結合体がプ
ラズマ側にわずかしか突出しないため、電極3,6間に形
成されるプラズマ状態に大きな乱れを生じさせることが
なく、したがって半導体ウェハ12にエッチング処理を均
一に施すことができる。
(1) The semiconductor wafer pressing mechanism is the semiconductor wafer pressing body.
13 and a leaf spring 19 for supporting the same, the semiconductor wafer pressing body 13 is provided with a semiconductor wafer pressing plate 14
And a buffer material 15, the semiconductor wafer pressing plate 14 is formed of a thin plate of an electrically insulating material having excellent corrosion resistance and heat resistance such as ceramics and quartz, and the buffer material 15 is a semiconductor wafer of the semiconductor wafer pressing plate 14. It is arranged on the contact surface side, and a leaf spring 19 is arranged on the semiconductor wafer contact surface side of the cushioning material 15 to couple these members, and furthermore, the cushioning material 15 and the semiconductor wafer holding plate 14 form the semiconductor wafer 12 Since the outer edge portion is pressed, the semiconductor wafer pressing plate 14, the buffer material 15, and the leaf spring 19 are combined with each other while the semiconductor wafer 12 placed on the electrode 6 is pressed in the processing chamber 1. Since it slightly protrudes toward the plasma side, the plasma state formed between the electrodes 3 and 6 is not significantly disturbed, and therefore the semiconductor wafer 12 can be uniformly subjected to the etching process.

(2) 半導体ウェハ12に緩衝材15を当接させて押える
ようにしているので、半導体ウェハ12を押える際の衝撃
力を緩和でき、さらに板ばね19により半導体ウェハ12に
加える押圧力を零から漸次直線的に増加させることがで
きるので、半導体ウェハ12に作用する衝撃力を小さくな
し得るばかりでなく、半導体ウェハ押えプレート14を脆
弱材料で形成した場合の、半導体ウェハ押えプレート14
の機械的寿命を長くすることができる。
(2) Since the cushioning material 15 is brought into contact with and pressed against the semiconductor wafer 12, the impact force when pressing the semiconductor wafer 12 can be alleviated, and the pressing force applied to the semiconductor wafer 12 is reduced from zero by the leaf spring 19. Since it can be gradually and linearly increased, not only the impact force acting on the semiconductor wafer 12 can be reduced, but also when the semiconductor wafer pressing plate 14 is made of a fragile material, the semiconductor wafer pressing plate 14
The mechanical life of the can be extended.

(3) 半導体ウェハ押え本体13の支持にリング状の板
ばね19を採用し、この板ばね19を複数本の取り付けボル
ト18により半導体ウェハ押え本体13に結合する一方、複
数本の他の取り付けボルト20により処理室1の電極導入
口2の周縁部に結合しているので、板ばね19の上下動に
対する横方向、つまり押えるべき半導体ウェハ12の直径
方向の剛性を大きくできるため、半導体ウェハ押え本体
13の押え代の横ずれを小さくすることができ、したがっ
て半導体ウェハ押え本体13からプラズマに開口する半導
体ウェハ12のエッチング領域の再現性を向上させること
ができ、量産処理において均一な製品を得ることができ
る。
(3) A ring-shaped leaf spring 19 is used to support the semiconductor wafer retainer body 13, and the leaf spring 19 is connected to the semiconductor wafer retainer body 13 by a plurality of attachment bolts 18, while a plurality of other attachment bolts are used. Since it is connected to the peripheral portion of the electrode introduction port 2 of the processing chamber 1 by 20, the rigidity in the lateral direction with respect to the vertical movement of the leaf spring 19, that is, the diametrical direction of the semiconductor wafer 12 to be pressed can be increased.
It is possible to reduce the lateral displacement of the pressing margin of 13, and thus improve the reproducibility of the etching region of the semiconductor wafer 12 that opens from the semiconductor wafer pressing body 13 to the plasma, and obtain a uniform product in mass production processing. it can.

(4) エッチング処理後、電極6を下降させる際エッ
チング処理された半導体ウェハの離脱手段としての板ば
ね21により、エッチング処理された半導体ウェハ12を半
導体ウェハ押え本体13から積極的に引き離すようにして
いるのでエッチング処理中に緩衝材15の下面にエッチン
グによる重合物が付着し、これによりエッチング処理さ
れた半導体ウェハ12が貼り付き、緩衝材15から離れない
ような状態になっても板ばね21の動きにより、エッチン
グ処理された半導体ウェハ12を緩衝材15から確実に引き
離して電極6上に載置させることができる。
(4) After the etching process, when the electrode 6 is lowered, the leaf spring 21 as a means for separating the etched semiconductor wafer is used to positively separate the etched semiconductor wafer 12 from the semiconductor wafer retainer body 13. Therefore, during the etching process, the polymer due to the etching adheres to the lower surface of the cushioning material 15, whereby the semiconductor wafer 12 that has been subjected to the etching treatment adheres, and the leaf spring 21 of the leaf spring 21 does not separate from the cushioning material 15. By the movement, the semiconductor wafer 12 subjected to the etching treatment can be reliably separated from the buffer material 15 and placed on the electrode 6.

(5) 電極6の処理室1内への上昇動作を利用して半
導体ウェハ押え本体13と板ばね19とを働かせ、電極6上
に載置された半導体ウェハ12を自動的に押えることがで
きる。
(5) The semiconductor wafer pressing body 13 and the leaf spring 19 are made to work by utilizing the ascending operation of the electrode 6 into the processing chamber 1, and the semiconductor wafer 12 placed on the electrode 6 can be automatically pressed. .

次に、第5図および第6図は本発明の他の実施例を示す
もので、この実施例のものは前記第1図〜第4図に示す
実施例とは半体ウェハ押え本体支持用の板ばねの形状が
異なっている。
Next, FIGS. 5 and 6 show another embodiment of the present invention. This embodiment is different from the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 for supporting a half-body wafer holding body. The shape of the leaf spring is different.

すなわち、この実施例ではリング状の板ばねに代えて、
短冊型の板バネ23が半導体ウェハ押え本体13の下方にお
いて円周方向に間隔をおいて複数個配置されている。
That is, in this embodiment, instead of the ring-shaped leaf spring,
A plurality of strip-shaped leaf springs 23 are arranged below the semiconductor wafer retainer body 13 at circumferential intervals.

そして、各板ばね23の一方の端部は取り付けボルト24に
より半導体ウェハ押え本体13に結合され、他方の端部は
他の取り付けボルト25により処理室1の電極導入口2の
周縁部に結合されている。
Then, one end of each leaf spring 23 is connected to the semiconductor wafer retainer main body 13 by a mounting bolt 24, and the other end is connected to the peripheral edge of the electrode introduction port 2 of the processing chamber 1 by another mounting bolt 25. ing.

この第5図および第6図に示す実施例の他の構成につい
ては、前記第1図〜第4図に示す実施例と同一であり、
板ばね23の形状が単純でしかも取り付けやすい外は、作
用,効果についても前記第1図〜第4図に示す実施例と
同様である。
Other configurations of the embodiment shown in FIGS. 5 and 6 are the same as those of the embodiment shown in FIGS. 1 to 4,
The operation and effect are the same as those of the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 except that the leaf spring 23 has a simple shape and is easy to attach.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明した本発明の1番目の発明によれば耐食性,耐
熱性を有する電気絶縁材料で薄板状に形成され、かつ前
記電極上に載置された半導体ウェハの外縁部を押える半
導体ウェハ押え本体と、この半導体ウェハ押え本体を弾
性的に支持する板ばねとにより構成しており、全体を薄
板状に形成できるため、電極上に載置された半導体ウェ
ハからプラズマ側へわずかしか突出しないので、電極間
に形成されるプラズマ状態の乱れを小さく抑制でき、し
たがって半導体ウェハを均一にエッチング処理し得る効
果があり、半導体ウェハ押え本体を板ばねにより支持
し、前記半導体押え本体を弾性的に作用させるようにし
ていので、半導体ウェハを載置する電極と、他の電極を
設置した処理室とを相対的に移動させて行う量産型のド
ライエッチング装置の移動部材を利用して半導体ウェハ
を電極に自動的に密着させ得る効果があり、板ばねを介
して半導体ウェハ押え本体により半導体ウェハを電極に
密着させるようにしているので、電極から半導体ウェハ
への伝熱性能を向上させ得る効果があり、構造が簡潔な
るため、メンテナンスを容易に行い得る効果もある。
According to the first aspect of the present invention described above, there is provided a semiconductor wafer retainer main body which is made of an electrically insulating material having corrosion resistance and heat resistance in a thin plate shape and which presses the outer edge portion of the semiconductor wafer placed on the electrode. Since the semiconductor wafer retainer body is elastically supported by a leaf spring and can be formed into a thin plate as a whole, the semiconductor wafer held on the electrode does not project to the plasma side slightly. Disturbance of the plasma state formed between them can be suppressed to a small extent, so that there is an effect that the semiconductor wafer can be uniformly etched, so that the semiconductor wafer retainer body is supported by the leaf spring, and the semiconductor retainer body is elastically operated. Therefore, the mass production type dry etching apparatus is performed by relatively moving the electrode on which the semiconductor wafer is mounted and the processing chamber in which the other electrode is installed. There is an effect that the semiconductor wafer can be automatically brought into close contact with the electrode by using the moving member. Since the semiconductor wafer is held in close contact with the electrode by the body for holding the semiconductor wafer through the leaf spring, There is an effect that the heat transfer performance can be improved, and since the structure is simple, there is also an effect that the maintenance can be easily performed.

また、本発明の2番目の発明によれば、半導体ウェハ押
え本体からエッチング処理された半導体ウェハを離脱さ
せる離脱手段を設けているので、半導体ウェハ押え本体
にエッチングによる重合体が付着し、半導体ウェハ押え
本体にエッチング処理された半導体ウェハが貼り付くよ
うな場合にも、その半導体ウェハを確実に引き離し得る
格別な効果がある。
Further, according to the second aspect of the present invention, since the detaching means for detaching the etched semiconductor wafer from the semiconductor wafer retainer body is provided, the polymer due to etching adheres to the semiconductor wafer retainer body, and Even when the etched semiconductor wafer is attached to the holding body, there is a particular effect that the semiconductor wafer can be reliably separated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図〜第4図は平面平板型ドライエッチング装置に適
用した本発明の一実施例を示すもので、その第1図は処
理すべき半導体ウェハを載置した電極を処理室内に導入
する直前の各部材の配置状態を示す縦断正面図、第2図
はエッチング処理時の各部材の配置状態を示す縦断正面
図、第3図は第1図のIII−III線横断平面図、第4図は
第3図のIV−IV線切断拡大断面図、第5図および第6図
は本発明の他の実施例を示すもので、その第5図は横断
平面図、第6図は第5図のVI−VI線断面図である。 1……処理室 2……電極導入口 3,6……電極 12……半導体ウェハ 13……半導体ウェハ押え本体 14……半導体ウェハ押えプレート 15……緩衝材 18……緩衝材と板ばねとを共締めする取り付けボルト 19……半導体ウェハ押え本体支持用の板ばね 20……板ばねと電極導入口の周縁部とを結合する取り付
けボルト 21……処理された半導体ウェハの離脱手段としての板ば
ね 22……板ばねの取り付け用ピン 23……半導体ウェハ押え本体支持用の板ばね 24……板ばねと半導体ウェハ押え本体との取り付けボル
ト 25……板ばねと電極導入口の周縁部とを結合する取り付
けボルト
1 to 4 show an embodiment of the present invention applied to a flat plate type dry etching apparatus. FIG. 1 shows immediately before introducing an electrode on which a semiconductor wafer to be processed is placed into a processing chamber. 2 is a vertical sectional front view showing the arrangement state of each member of FIG. 2, FIG. 2 is a vertical sectional front view showing the arrangement state of each member during the etching process, and FIG. 3 is a cross-sectional plan view taken along the line III-III of FIG. Is an enlarged sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3, FIGS. 5 and 6 show another embodiment of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional plan view, and FIG. 6 is FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI of FIG. 1 …… Processing chamber 2 …… Electrode inlet 3,6 …… Electrode 12 …… Semiconductor wafer 13 …… Semiconductor wafer retainer body 14 …… Semiconductor wafer retainer plate 15 …… Cushioning material 18 …… Cushioning material and leaf spring Mounting bolts for tightening together 19 ...... Plate springs for supporting semiconductor wafer retainer body 20 ...... Mounting bolts for connecting plate springs to the peripheral edge of the electrode introduction port 21 ...... Plates as means for removing processed semiconductor wafers Spring 22 ...... Plate for mounting leaf spring 23 ...... Plate spring for supporting semiconductor wafer retainer body 24 ...... Mounting bolt for leaf spring and semiconductor wafer retainer body 25 ...... Plate spring and peripheral edge of electrode inlet Mounting bolts to join

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芹沢 正芳 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭56−78457(JP,A) 特開 昭54−29576(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masayoshi Serizawa, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa, Ltd. Within the Institute of Industrial Science, Hitachi, Ltd. (56) Reference JP-A-56-78457 (JP, A) Kai 54-29576 (JP, A)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体ウエハを処理する処理室と、前記半
導体ウエハを載置する電極手段と、該電極手段の内部に
あって該電極手段と前記半導体ウエハとを冷却する冷却
手段と、前記処理室内で前記半導体ウエハを前記電極手
段上に押しつける半導体ウエハ押さえ手段と、前記処理
室の外部にあって前記半導体ウエハ押さえ手段による前
記電極手段上への前記半導体ウエハの押しつけまたは押
しつけ解除を行う駆動手段と、前記半導体ウエハ押さえ
手段を弾性的に支持する弾性支持体とを備え、前記半導
体ウエハに対してエッチングを施すように構成したこと
を特徴とするドライエッチング装置。
1. A processing chamber for processing a semiconductor wafer, electrode means for mounting the semiconductor wafer, cooling means inside the electrode means for cooling the electrode means and the semiconductor wafer, and the processing. A semiconductor wafer pressing means for pressing the semiconductor wafer onto the electrode means in a chamber, and a driving means outside the processing chamber for pressing or releasing the pressing of the semiconductor wafer onto the electrode means by the semiconductor wafer pressing means. And an elastic support member that elastically supports the semiconductor wafer pressing means, and is configured to perform etching on the semiconductor wafer.
【請求項2】前記半導体ウエハ押え手段は、前記半導体
ウエハを前記電極手段に押しつける半導体押えプレート
と、該半導体押えプレートが前記半導体ウエハと当接す
る当接面の側に取り付けた緩衝材とを有することを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のドライエッチング装
置。
2. The semiconductor wafer pressing means has a semiconductor pressing plate for pressing the semiconductor wafer against the electrode means, and a cushioning material attached to the contact surface side where the semiconductor pressing plate contacts the semiconductor wafer. The dry etching apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記半導体ウエハ押え手段は、前記駆動手
段により前記半導体ウエハの押しつけを解除する際に該
半導体ウエハを前記半導体ウエハ押え手段から離脱させ
る離脱手段を有することを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載のドライエッチング装置。
3. The semiconductor wafer pressing means has a separating means for separating the semiconductor wafer from the semiconductor wafer pressing means when the pressing of the semiconductor wafer is released by the driving means. The dry etching apparatus according to claim 1.
【請求項4】前記離脱手段は、前記半導体ウエハ押さえ
手段に支持された弾性部材からなることを特徴とする特
許請求の範囲第3項記載のドライエッチング装置。
4. The dry etching apparatus according to claim 3, wherein the detaching means comprises an elastic member supported by the semiconductor wafer pressing means.
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