【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
産業上の利用分野
１０などにおける微細加工が必要な分野では、加工精度
を上げることができるドライエツチングが利用さｎ、る
。
ドライエツチングとは、減圧したガスに高周波放電をか
け、その放電によって作られ、た活性な粒子（原子、分
子）やイオンを用いて、つ舌バーの表面の被加工層との
化学反応によシ蒸気圧の高い物質に変えてエツチングを
進行させる方式である。このドライエツチングのなかで
平行平板ドライエツチング装置を用いてエツチングする
と、サイドエッチのないエツチングができ、加工精度を
上げることができる。
との発明は、この種のドライエツチング装置に関するも
のである。
従来技術およびその問題点
従来の平行平板ドライエツチング装置を分類するとバッ
チ式と枚葉式がある。
バッチ式は、第１図の略図に示すように、同一のエツチ
ング処理室（以下、チャンバーという）１の中に上部電
極板２と下部電極板３とを対向式せて配設し、こｊ、ら
の電・厚板には高周波電源４が嫉続さ１．ている。捷だ
、上部雷、極板２の中央部に接続され、た冷却水管５か
ら上部１（゛電極板２の中に穿設さｊ、だ図示しない細
孔に冷却水が循環するようになっている。さらに、上部
電極板２の中央部に接続さｊ、た図示しないガス管にバ
ルブ６を介してガスが導入さ扛、そのガスは上部電極板
２に穿設した図示しない他の細孔、う＼ら上％’、ｌ（
借恰枦２の下面側１（で放出されるようになっている。
下剖童俸破３にもその中央部に冷却水管５が１２″’ｅ
１ＹヅIn fields where microfabrication is required, such as in industrial fields 10, dry etching is used to improve machining accuracy. Dry etching is a process in which a high-frequency discharge is applied to a reduced pressure gas, and active particles (atoms, molecules) and ions produced by the discharge are used to cause a chemical reaction with the processed layer on the surface of the tongue bar. This is a method in which etching progresses by changing to a substance with high vapor pressure. In this dry etching, if a parallel plate dry etching device is used, etching can be performed without side etching, and processing accuracy can be improved. The invention relates to this type of dry etching apparatus. Prior Art and its Problems Conventional parallel plate dry etching apparatuses can be classified into batch type and single wafer type. As shown in the schematic diagram of FIG. 1, in the batch type, an upper electrode plate 2 and a lower electrode plate 3 are disposed facing each other in the same etching processing chamber (hereinafter referred to as chamber) 1. 1. A high frequency power source 4 is connected to the electric and thick plates. ing. The upper part of the pipe is connected to the center of the electrode plate 2, and the cooling water is circulated from the cooling water pipe 5 to the upper part 1 (not shown) drilled in the electrode plate 2. Further, gas is introduced into a gas pipe (not shown) connected to the center of the upper electrode plate 2 via a valve 6, and the gas is passed through another pipe (not shown) drilled in the upper electrode plate 2. Hole, Ura upper%', l(
It is designed to be discharged from the bottom side 1 of the cooling water pipe 2. The cooling water pipe 5 is also located in the center of the cooling water pipe 5 at the center of the cooling water pipe 5.
1Yㅅ
【」、その下部市橙枦３の中に穿設さ７１ノテ
レ１示１ない１ｊ’１１１孔に冷却水が循環するように
なっている。
７はチャンバー］のガス排気口で、８は予備排便口であ
り、９はエツチングの終点検出センサー、〕０はウェハ
カセットである。なお、チャンバーＪはド１示し、ない
真空ポンプによって排気されて真空状態になっている。
このようなバッチ式では、ローのチャンバー１の中に、
多ν３ＩＣ枚（５〜１５枚）のウェハ］ （１’を下部
電極板３の上に置いて入ｎ、１ｉｉ］ １１；’、ｉに
エツチングをするものである。このようにすると、ウェ
ハ〕枚尚だりのエツチング処理１１．’４’ １ｆｉ１
は短がくてよいが、ウェハ１１］１のエツチングのばら
つきかや−や犬きくなる。
第２図は枚葉式のドライエツチング装置の概略を第１Ｍ
と同一部には同一符号を付けて示し７午ものであり、貌
、１図に示すバッチ式と相違するへは、チャンバー］の
中の１剖（電極板３の上にウェハ］Ｏを】枚ごと置いて
、１枚ずつエツチングをするもので、エッチング１青度
はよいが、ウェハ１枚当たりのエツチング処理時間は長
くなる欠点がある。
首す、従来の多チャンバートライエツチング装置の概略
を第３図に示す。この［７６でおいて、］ ］ ｊ’Ｊ
多数並設”Ｊ ｎだエツチングチャンバーて、そわそ
Ｉ９にウェハＪＯ′が人ゎらｎている。１２はウエハカ
セッ）］Ｏの搬送機構、］３は真空ポンプの一種類であ
る油拡散ポンプ、Ｊ４はメカニカルブースターポンプで
、トライエツチングにおいては１ｍ常、エツチング中は
メカニカルブースターポンプで排気し、エツチング前に
υ１真空にするノζめに油拡散ポンプで排気している。
この多チャンバードライエツチング装置ハ、前記枚葉式
のチャンバ一部を多数個（この実施例では６個）並設し
て、ウニへＪ枚当たりのエツチング処理時間を短縮させ
た装置であるが、枚葉式ドライエツチング装置を多数台
並設したようなもので、ウェハの搬送が複雑となり装置
６が非常妃高価となるなどの欠点がある。
問題点を解決するための手段
この発明は、上記従来のような問題点を解決するため、
従来のバッチ式ドライエツチング装置を改良し、チャン
バーの中で、下部市、極板の上に置かノまたネぷ数の各
ウェハごとに、ガス放出口を有する上部電極板を設けた
内部チャンバーを被せ、そｎぞｎのウェハごとにエツチ
ングを行なうことができるようにすることによって、従
来のような問題点を解消することを目的とするものであ
る。
実施例
第４図は、この発明の多チャンバードライエツチング装
置の一実施例の概略図であり、第１図と同一部には同一
符号を付けてその説明を省略する。この実施例の装置が
第１図に示す従来例と相違する点は、下部電極板の保持
盤Ｊ５に各々の下部電極板３を保持させ、そゎぞｎの下
部箱棧枦３の上に置かｆｌｋ初数の各ウェハ］ｄごとに
、前記同様の土部Ｗ極イル２を天井部に設けた逆回状の
内部チャンバ一部６をその下端部と下部〜極板３との間
に透き間を置いて被せ、そわそｎのウェハごとにエツチ
ングを行なうことができるようにした点である。
なお、内部チャンバー１６のｔ＋１気は内部チャンバー
ｊ６の下端部と下部電極板３との透き間から行なわｎＳ
でらに、チャンバー］全体の排気が、従来のバッチ式の
ように、チャンバー１の】個所の排気ロアがら行なゎノ
する。
このようにすることにより、ウェハごとにエツチングを
行なうことができるので、枚葉式のような高精度エツチ
ングが可能どなる。また、ウェハの搬送機構は従来のバ
ッチ式と同一のもので可能であるため、装置をあ丑り初
雑にせずに、バッチ式のような高い■産１９三を得るこ
とができる。
なお、下部電極板は必ずしも別々にしなけｎばならない
ことはなく、］個の下部電極４尺を共用することもでき
る。
応用Ｖ／＋１
第５ン［はこの発明の装置の他の実施例の要部を示すも
ので、内部チャンバ一部分の拡大［４１であり、円部チ
ャンバー」６の材質をステンレスに代え石英′＝１′た
はテフロンにすることによって、ウェハへの重金属汚染
を防止するようにしたものである。下＠＋（％’電極板
もその士に石英板を置いプヒリ、テフロンコートすると
よい。
捷た、上部ｍ′電極板にメツシュ状の多数の孔２αを設
け、その多数の孔２ａの上からガスを導入すると、この
多数の孔２ａからガスが均一にウェハ上に出て来るので
、さらに、エツチングの均一性が向上する。また、下部
電極板３にウェハを保持するには、下部Ｍ、Ｍ叛３に穿
設した孔３αを図示しないバキュームポンプに接続した
バキュームチャックとすることによって、ウェハが冷却
さｆＩｋ下部電極板３に密着して冷却効果が上がり、レ
ジストダメージが少なくなる。
この発明は、以上説明したように、排気さハだチャンバ
ーの中で、下部電極板の上に置ｄ＞ ｆｌた級数の各ウ
ェハごとに、ガス放出口を有する上部電極板を設けた内
部チャンバーをその下端部に透き間を置いて被せ、こｎ
ら上部電極板と下部電極板とに高周波電源を接続してな
る多チャンバードライエツチング装置を提供したので、
従来のバッチ式のようにウェハ１枚当たりのエツチング
処理時間を短かくすることができ、寸だ、従来の枚葉式
のようにエツチング精度全向上させることができる。
まだ、今積、ＩＣ用のウェハは、直径４インチ（］ Ｏ
，１６ａｍ ）から５インチ（］、 ２．７ ｃｍ ）
と大型化してくるため、エツチングに関しては今以上に
高精度なエツチングが必要となる。従って、この発明の
装置を使用することによって、量産性のある高精度エツ
チングが可能となり、１μ〜２μ前後の寸法を精度よく
エツチングすることができ、ＬＳＩの開発目標である２
５６ＫＤ ＲＡ Ｍ ；ｉ’）ｉ当の高集積化に寄与す
ることができるものと考えらｎる。
４、 ＩＩ’ ｐ：１ノ９！’Ｉ ｍすＮ兄明１ｉＪ
ｈは従来のバッチ式ドライエツチング装悔・′の概略図
、泥２図は従来の枚葉式ドライエツチング装置の概略図
、第３図は従来の多チャンバ一枚葉式ドライエツチング
装置の概略図、第４図はこの発明の多チャンバードライ
エツチング装置の一実施例の概略図、第５図はこの発明
の他の実施例の内部チャンバ一部分の拡大図である。
】・・・チャンバー、２・・・上部電極：）汐、２ａ・
・・孔、３・・・下部乱′椿板、３ｃＬ・・・孔、４・
・・高周波電源、５．５・・・冷却水管、６・・・バル
ブ、７・・・ガス排気口、８・・・予備排気口、９・・
・エツチングの終点検出センサ二、１０・・・ウェハカ
セット、１０’・・・ウェハ、１５・・・下部電極板の
保持盤、１６・・・内部チャンバ−Cooling water is circulated through holes 71, 1, and 111 drilled in the lower part of the hole. 7 is a gas exhaust port of the chamber, 8 is a preliminary defecation port, 9 is an etching end point detection sensor, and ]0 is a wafer cassette. Note that the chamber J is shown as 1 and is evacuated to a vacuum state by a vacuum pump. In such a batch type, in the low chamber 1,
A wafer of multiple ν3 IC sheets (5 to 15 wafers)] (Place 1' on the lower electrode plate 3 and etch n, 1ii] 11;', i. In this way, the wafer] Etching process 11.'4' 1fi1
Although it is fine if the length is short, it becomes a little difficult due to variations in the etching of the wafer 11]1. Figure 2 shows the outline of the single wafer type dry etching equipment.
The same parts are shown with the same symbols and are different from the batch type shown in Figure 1. Each wafer is placed and etched one by one, and the blueness of each wafer is good, but the disadvantage is that the etching time per wafer is long. It is shown in Figure 3. In this [76,] ] j'J
A large number of etching chambers are installed side by side, and wafers JO' are sitting in I9. 12 is a wafer cassette, the transfer mechanism for O, 3 is an oil diffusion pump, which is a type of vacuum pump, and J4 is a wafer cassette. is a mechanical booster pump, which is used for dry etching at 1 m, and during etching, the mechanical booster pump is used to evacuate the etching, and before etching, an oil diffusion pump is used to evacuate the etching to create a vacuum of υ1. This is an apparatus in which a large number of the above-mentioned single-wafer dry etching chambers (six in this example) are arranged in parallel to shorten the etching time per J piece of sea urchin. The present invention solves the above-mentioned problems in the prior art. In order to solve
The conventional batch-type dry etching equipment has been improved to include an inner chamber in which an upper electrode plate with a gas outlet is provided for each wafer in the lower part and the upper electrode plate placed on top of the electrode plate. It is an object of this invention to solve the problems of the conventional method by making it possible to perform etching on each wafer. Embodiment FIG. 4 is a schematic diagram of an embodiment of the multi-chamber dry etching apparatus of the present invention, and the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals and their explanation will be omitted. The device of this embodiment is different from the conventional example shown in FIG. For each initial number of wafers] d, a reverse circular internal chamber part 6 with a similar soil W pole plate 2 provided on the ceiling is placed between its lower end and the lower part to the electrode plate 3. The point is that it is possible to cover each wafer with a gap so that etching can be performed on each wafer. Note that the t+1 air of the internal chamber 16 is conducted from the gap between the lower end of the internal chamber j6 and the lower electrode plate 3.
Additionally, the entire chamber is evacuated from the exhaust lower part of chamber 1, as in the conventional batch system. By doing this, etching can be performed for each wafer, making it possible to perform high-precision etching such as a single-wafer method. Furthermore, since the wafer transport mechanism can be the same as that of the conventional batch type, it is possible to obtain the high yield of 193, as in the batch type, without making the equipment complicated or complicated. Note that the lower electrode plates do not necessarily have to be separate, and it is also possible to share four lower electrode plates. Application V/+1 The fifth part shows the main part of another embodiment of the device of the present invention, in which a part of the internal chamber is enlarged [41], and the material of the circular chamber 6 is replaced with stainless steel and quartz'= 1' or Teflon to prevent heavy metal contamination of the wafer. It is best to place a quartz plate between the lower @+(%' electrode plates and coat them with Teflon.Make many mesh-like holes 2α in the cut upper m' electrode plate, and insert them from above the many holes 2a. When gas is introduced, the gas uniformly comes out onto the wafer from the many holes 2a, further improving the uniformity of etching.Furthermore, in order to hold the wafer on the lower electrode plate 3, the lower part M, By using the hole 3α drilled in the M-layer 3 as a vacuum chuck connected to a vacuum pump (not shown), the wafer is cooled and comes into close contact with the lower electrode plate 3, increasing the cooling effect and reducing resist damage.This invention As explained above, for each wafer of series d> fl placed on the lower electrode plate in the evacuated dielectric chamber, the inner chamber is equipped with an upper electrode plate having a gas outlet. Leave a gap at the bottom edge and cover it.
We have provided a multi-chamber dry etching device in which a high frequency power source is connected to the upper electrode plate and the lower electrode plate.
Unlike the conventional batch method, the etching time per wafer can be shortened, and the etching accuracy can be completely improved, unlike the conventional single-wafer method. Currently, IC wafers are 4 inches in diameter (] O
, 16am) to 5 inches (], 2.7 cm)
As the size increases, etching will need to be more precise than it is now. Therefore, by using the device of the present invention, it is possible to perform high-precision etching suitable for mass production, and it is possible to accurately etch dimensions of about 1μ to 2μ, which is the development goal of LSI.
56KD RAM; i') It is thought that it can contribute to higher integration. 4, II' p:1 no 9! 'I msu N brother Akira 1iJ
Fig. 2 is a schematic diagram of a conventional single-wafer dry etching device, and Fig. 3 is a schematic diagram of a conventional multi-chamber single-wafer dry etching device. 4 is a schematic view of one embodiment of the multi-chamber dry etching apparatus of the present invention, and FIG. 5 is an enlarged view of a portion of the inner chamber of another embodiment of the present invention. ]...Chamber, 2...Top electrode:) Ushio, 2a.
... Hole, 3... Lower part camellia plate, 3cL... Hole, 4.
...High frequency power supply, 5.5...Cooling water pipe, 6...Valve, 7...Gas exhaust port, 8...Preliminary exhaust port, 9...
・Etching end point detection sensor 2, 10... Wafer cassette, 10'... Wafer, 15... Lower electrode plate holding plate, 16... Internal chamber.