JPS5860553A - 縦型自動プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＬＳＩ或いは超ＬＳＩ等の大集積回路を形成し
たチップの製造に用いる半導体ウエノ・−にエツチング
、クリーニング或いはアッシング（灰化剥離）処理を行
なうプラズマ処理装置のうち、特にプラズマ発生用チャ
ンバーを縦方向に設置した縦型自動プラズマ処理装置に
関する。

ＬＳＩ等の大集積回路を形成したチップを製造する際の
微細加工には５半導体ウェハーに微細パターンが形成さ
れたレジスト膜を介して絶縁膜、半導体膜或いは金属膜
をエツチングする工程、上記絶縁膜等をクリーニングす
る工程或いは上記レジスト膜をウェハー表面から除去す
るだめのアッ゛シング工程等が含まれている。

そして従来にあっては、上記各工程を行々うには、無機
酸、有機溶剤等の液体化学薬品を用いた所謂湿式処理に
よっていた。しかしながら湿式処理による場合には廃液
の処理及び加工精度を高めることができない等の問題が
ある。

特に最近では、超ＬＳＩの開発に伴ってパターンは更に
微細化する傾向にあり、上記の如き湿式処理を施してい
たのでは所望の微細パターンを得ることができない。

このため、現在では加工精度の高いプラズマを用いた乾
式のプラズマ処理装置が種々提案されている。しかしな
がらプラズマ処理装置の殆んどは単にプラズマ処理を施
すだけのものであり、プラズマ発生用チャンバー内への
ウェハーの出し入れは専ら手作業によって行なっている
のが現状であす る。

例えば、未処理ウェハー収納カセットからウェハーを１
枚毎取り出し１石英またはアルミニウム製のウェハー治
具にピンセットにより一移し替えを行なっている。この
ためウェハーの欠け、割れ。

保持不良による落下、または汚染等により生産歩留りが
非常に低く、さらに近年の如くウエノ・−径も４インチ
から５インチそして６インチと大型化するにつれ上記し
た欠点は増大する。そしてさらにプラズマ処理中は高温
度となるため、処理後の取り出しを手作業で行なうこと
は避けなければならず、作業能率は極めて低い。

この不利を解消すべく、自動的にウニ・・−をチャンバ
ー内に装填するようにした装置（例えば特開昭５３−９
０８７０号）も提案されているが、斯る装置はプラズマ
発生用チャンバーを横向きに配置したものであり、チャ
ンバーは軸方向に長いため装置のコンパクト化を図るこ
とができず、また機構自体も複雑となる問題がある。

本発明者は上述した従来の問題点を有効に解消すべく本
発明を成したものであり、その目的とする処は、手作業
によることなく自動的に多数枚のウェハーを処理するこ
とで処理時間の短縮を図れ、且つ装置自体のコンパクト
化を達成し得る縦型自動プラズマ処理装置を提供するに
ある。

斯る目的を達成すべく本発明は、装置本体内に縦方向に
配設したプラズマ発生用チャンバーに対し、ウニ・・−
保持体を挿抜自在に設け、更に複数枚のウェハーを上下
方向に離間して収納し得るカセットを上記ウェハー保持
体の近傍まで搬送する搬送部材を装置本体内に設け、且
つ上記カセット内に収納されたウェハー間に入り込む舌
状片を備えた移し換え部材によってカセット内のウエノ
・−をウェハー保持体内に送り込むとともに保持体内の
ウェハーをカセット内に取り出すようにしたことをその
要旨としている。

以下に本発明の好適一実施例を添付図面に従つて詳述す
る。

第１図は本発明に係る縦型自動プラズマ装置の一部を切
り欠いて示した正面図、第２図は同装置の内部構造を示
す側面図である。

図中１は略々ボックス状をなした装置本体であり、この
本体１の前面下方には張出し部２が形成されている。そ
して本体１内の上部に支持台３を固設し、この支持台３
の開口部４を覆うようにプラズマ発生用チャンバー５を
支持台３上に固定している。このチャンバー５は石英か
らなる円筒状をなし、下端を開口するとともにその軸が
上下方向即ち縦方向となるように配置している。そして
チャンバー５の外周部には電極板６を設け、この電極板
６に上記張出し部２の底部に固定した高周波電源γによ
って高周波を印加するようにしている。

また上記チャンバー５の下方の本体内壁には支持板８を
固着し、この支持板８の上下端にブラケット９．９を取
り付け、これらブラケット９．９間に雄ネジ部を刻設し
、モータによって回転せしめられるロッド１０を回転自
在に嵌合している。

そしてこのロッド１０に台１１を螺合しロッド１０の回
転に応じて台１１が図示しない案内ロッドに沿って昇降
動するようにしている。また台１１上には上記支持台３
の開口部４を閉塞する蓋体１２を取り付け、この蓋体１
２上に上記開口部４を介してチャンバー５内に出入する
ウェハー保持体１３を立設している。

この保持体１３は第３図に示す如く、４本のロッド１３
ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの上端部を連結してなり、
前方に位置するロッド１３Ｌ、１３ｂの間隔を後方に位
置するロッド１３ｃ＋　１３ｄ（１’）間隔よりも広く
して全体として平面台形状となるようにしている。そし
て夫々のロッド１３ｆＬ、　１３ｂ。

１３ｃ、１３ｃｌの内面にはウェハー１４の周端部が嵌
り込んで係止する溝部１５・・・を上下方向に等間隔で
形成している。

而して、上記台１１がロッド１０の回転につれて上限ま
で上昇した場合には上記蓋体１２が支持台３の開口部４
を閉塞するとともに保持体１３は開口部４を介してチャ
ンバー５内に挿入されることとなる。そして台１１が下
限１で降下した場合には保持体１３も降下し１、その全
体がチャンバー５の下方に出ることとなる。

また本体１の中央部には横方向に支持板１６を架設し、
この支褥板１６上面の左右に一対の搬送部材１７．１７
を設゛けている。この搬送部材１７は支持板１６に対し
て回動自在とされた基部１７１Ｌとこの基部１１に基端
部が固定されたアーム片１７ｂとからなり、このアーム
片１７ｂの先端部にウェハー収納用のカセット１８を載
置するようにしている。

このカセット１Ｂは第４図に示す如く、アルミ或いはテ
フロン等からなる２板の板体１Ｂ＆、　１８１Ｌを対向
し上端を棒ｎ１８　ｂで結合してガリ、夫々の板体１８
１Ｌ、１８ａの対向面には上下方向に等間隔で離間した
水平方向の突条１９・・・を形成し。

この突条１９・・・の上面にウェハ〜１４の周端部が係
止することでカセット１８内に多数のウニ・・−１４が
段状に収納されるようにしている。

そして、上記搬送部材１７．１７の下方の本体１内には
移し換え、部材２０を配設している。この移し換え部材
２０は第２図及び第５図に示す如く、アングル片２１の
起立部２１の裏面に多数の先端二股状となった舌状片２
２を上下方向に連続して固着することによって構成され
ている。そして本体１の底面には第１のシリンダユニッ
ト２３を固定するとともに、このシリンダユニット２３
のロッド２３Ｌと平行な２本の案内ロッド２４．２４を
設け、この案内ロッド２４．２４に支持台２５を摺動自
在に挿着するとともに支持台２５を上記シリンダユニッ
ト２３のロッド２３＆に固着する。

更に支持台２５には第２のシリンダユニット２Ｇを立設
し、このシリンダユニット２６のロッド２６ａの先端部
に上記移し換え部材２０のアングル片２１を固着する。

而して、移し換え部材２０は第１のシリンダユニット２
２の作動によって本体１内で前後方向に移動せしめられ
るとともに、第２のシリンダユニット２゛６の作動によ
って上下方向に移動せしめられる。

以上の如き構成からなる縦型自動プラズマ処理装置の作
用を以下に述べる。

先ず搬送部材１７，１テのアーム片１７ｋ）、１ｒｂの
先端部に張出し部２の上面開口部等からウェハーを収納
したカセット１８をその板体１８ａが本体１の前面と平
行となるようにして載置し、第２図に示す状態とする。

次いで本体１内に組込んだモータを駆動することでロッ
ド１０を回転せしめる。するとロッド１゜の回転に伴っ
て台１１が下降し、この台１１上に立設した保持体１３
も一体的に下降し、その全体がチャンバー５から引き出
される。そしてこの動作と同時にモータ等の駆動手段に
ょシ搬送部材１７゜１７のうちの一方のアーム片１７ｂ
を約９０’回転せしめる。すると、カセット１８はその
板体１８１Ｌ間に形成される開口部が保持体１３のロッ
ド１３１Ｌ。

１３ｂ間如・形成される開口部に対向するように。

カセット１８は保持体１３の上半部近傍に位置せしめら
れる。

次いで上記第２のシリンダユニット２６を作動せしめ、
移し換え部材２ｏをその舌状片２２・・・の夫々がカセ
ット１８．に収納したウェハー１４・・・の中間位置と
なる高さまで上昇せしめる。すると各部材の位置関係は
第６図に示す如き状態となる。

斯る状態から第１のシリンダユニット２３を作動せしめ
移し換え部材２ｏを後方即ち第２図中右方向へ移動する
。すると、移し換え部材２ｏの舌状片２２・・はその最
上段のものがカセット１８内の最上段のウェハーと次段
に位置するウェハーさの間に入り込むとともに、他の舌
状片２２・・・もウェハー１４・の間に入シ込む。そし
てこの状態となった時点でリミットスイッチ等により第
１のシリンダユニット２３の作動を停止し、次いで第２
のシリンダユニット２６を作動せしめることで移し換え
部材２ｏを若干上昇せしめる。すると、舌状片２２・・
・がカセット１８内のウェハー１４・・・、を持ち上げ
ることとなる。

そして舌状片２２・・・上にウェハー１４・・・が載置
されたならば第２のシリンダユニット２６の作動を停止
し、再度第１のシリンダユニット２３を作動せしめる。

すると移し換え部材２０はウエノ・−１４を載置したま
ま第６図中右方向へ移動し、ウニ・・−１４・を保持体
１３内へ送り込む。その結果、ウェハー１４・・・の周
端部が保持体１３を構成する各ロッドに形成した溝部１
５内に嵌り込む。

その後第２のシリンダユニット２６を前記とは逆方向に
作動させて移し換え部材２０を若干下方へ降下せしめる
と、ウェハー１４−・・は保持体１３の溝部に係止し、
カセット１８内のウエノ・−１４・・・は保持体１３内
に移し換えられたこととなる。

この後、第１のシリンダユニット２３及び第２のシリン
ダユニット２６を前記とは逆方向に作動せしめて移し換
え部材２０をもとの位置、即ち第２図に示す位置まで戻
す。

そして次に搬送部材１７．１７のうち他方のアーム片１
７ｂを前記同様約９０°回動せしめるとともに、ロッド
１０を回転せしめ、カセット１８が保持体１３の下半部
近傍に位置するようにする。

次いで、前記同様の作用によって、ウエノ・−１４・・
・を保持体１３内に移し換え、保持体１３内にカセット
２つ分のウエノ・−１４・・・を保持せしめる。

斯る状態から、再度ロッド１０をモータによって回転せ
しめ、蓋体１２が開口部４を閉塞する１で台１１を上昇
せしめる。その結果、保持体１３はウエノ・−１４・・
・を保持した壕ま、密閉状態のチャンバー５内に装填さ
れることとなる。

この状態においてチャンバー５内を真空にし。

高周波←印加してプラズマ処理を所定時間施す。

そしてプラズマ処理が終了したならば、ロッド１０を逆
方向に回転せしめ保持体１３を約半分程降下させ、保持
体１３の下半部が空となっているカセット１８と対向す
るようにする。その後第１及び第２のシリンダユニツ）
２３．２６を作動せしめることにより、保持体１３の下
半部に保持されているウエノ・−１４・・・を、移し換
え部材２０によってカセット１８内に収納し、搬送部材
１７によってこのカセット１Ｂを元の位置まで戻し、次
工程へ送る。

これが終了したならば再度ロッド１０を回転せしめて保
持体１３を降下せしめ、前記同様の作用によって、保持
体１３の上半部に保持されているウェハー１４・・・を
もう１つのカセット１８内に移し換え、搬送部材１７に
よって元の位置に戻し。

次工程へ送る。

以上によってプラズマ処理工程が完了する。

また第７図は本発明の移し換え部材２０を移動せしめる
機構の別実施例を示才ものである。即ち第１及び第２の
シリンダユニツ）２３．２６の代りにモータ２γ、２８
及びこれらモータ２７．２８によって回転する雄ネジ部
を刻設したロッド２９゜３０を用いている。

つまり、本体１の底面に第１のモータ２７を固定し、こ
のモータ２７によって水平方向に架設した第１のロッド
２９を回転するとともに、第１のロッド２９に支持台３
１を螺合し、この支゛持台３１上に第２のモータ２８を
取り付け、この第２のモータ２８によって第２のロッド
３０を回転せしめる如くし、且つこの第２のロッド３０
に移し換え部材２０を螺合している。

而してモータ２７の駆動により支持台３１及び移し換え
部材２０は前後方向（第７図左右方向）に移動し、また
モータ２８の駆動により移し換え部材２０は案内ロッド
３２．３３に沿って上下方向に移動することとなる。し
たがってこの変更実施例によっても前記同様の作用がな
される。

尚１以上は本発明の単なる実施の一例を示したに過ぎず
、本発明は上記のものに限られるものではない。例えば
図示例においては、下端が開口したチャンバー５に下方
からウェハーの保持体１３を挿抜するようにしたが、上
端部が開口したチャンバーを用い、チャンバーの上端か
ら保持体を出し入れするようにしてもよい。そして更に
図示例では２つのカセット内のウェハーを同時にプラズ
マ処理できるものを示したが、１つのカセット内のウェ
ハーのみを処理するようにしてもよいのは勿論である。

以上の説明で明らかな如く１本発明によれば。

装置本体内にプラズマ発生用チャンバーを縦方向に配置
するとともに、このチャンバーに対し多数のウェハーを
保持し得る保持体を挿抜自在とし、この一方装置本体内
に多数のウェハーを収納したカセットを上記保持体近傍
まで搬送する搬送部材と、上記保持体近傍に位置したカ
セットからウェハーを保持体内に移し換えるための舌状
片を備えた移し換え部材とを設けたので、手作業による
ことなく自動的に多数枚のウェハーを処理でき、ウェハ
ーの破損を極力抑えることができる。しかも多数枚のウ
ェハーを同時に保持体内に送り込むことができるので、
処理時間の大巾な短縮を図ることができ、作業能率が向
上する。

そして更にチャンバーを縦型としたため余分なスペース
を必要とせず、装置のコンパクト化が図れ、装置の占有
面積を可及的に減少せしめ得る等多大の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の好適な実施例を示すものであり、第１図
は本発明に係る縦型自動プラズマ処理装置の一部を切り
欠いて内部を示した正面図、第２図は同装置の内部構造
を示す側面図、第３図はウェハー保持体の上部を示す斜
視図、第４図はカセットがウェハーを収納している状態
を示す正面図、第５図は移し換え部材とカセットの関係
を示す斜視図、第６図は各部材の作動の途中の状態を示
す第２図と同様の側面図、第７図は移し換え部材の作動
機構の別実施例を示す側面図である。 尚、図面中１は装置本体、５はプラズマ発生用チャンバ
ー、′１３はウェハー保持体、１７は搬送部材、１８は
カセット、２ｏは移し換え部材、２２は舌状片である。 特許用　願人　東京電子化学株式会社 代理人　弁理士　下　　１）　容一部 器　　　弁理士　　大　　橋　　邦　　　産量　　弁理
士　小　　山　　　　有 第１図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 装置本体内に縦方向に配設したプラズマ発生用チャンバ
   ーと、このチャンバー内に挿抜自在とされたウェハー保
   持体と、複数のウエノ・−を上下方向に離間して収納す
   るカセットと、このカセットを上記ウニ・・−保持体の
   近傍まで搬送する搬送部材と、上記ウエノ・−保持体の
   近傍に位置したカセット内からウエノ・−をウエノ・−
   保持体内に送り込むとともにウエノ・−保持体内のウエ
   ノ・−をカセット内に取り出すだめの舌状片を備えた移
   し換え部材とからなる縦型自動プラズマ処理装置。