JPS61119040A - 真空処理装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体ウェハーなどの薄板状被処理物をプラ
ズマエツチング処理、アッシング処理、或いは拡散等の
各種加熱処理を行うための真空処理装置に関する。

Ｃ番亭の枯麿） ＬＳＩ、超ＬＳＩを製造するには、半導体ウェハーに対
し、プラズマエツチング処理、拡散処理、アッシング処
理、クリーニング処理或いはＣＶ　Ｄ　（Ｃｈｅ＋５ｉ
ｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理等を
繰り返し施すことで大集積回路を形成するようにしてい
る。

斯る各種処理は、外部から遮断された処理チャンバー内
に半導体ウェハーを収納し、処理チャンバー内を真空引
きして空気を排除し、その後チャンバー内に所定の反応
ガスを導入して加熱処理等を施す。

そして、上記処理をなすには従来から多数の半導体ウェ
ハーをチャンバー内に入れ、同時に多数枚を処理するバ
ッチタイプと、一枚毎チャンバー内に入れて処理する枚
葉処理タイプとがある。

（発明が解決しようとする問題点） 上記したバッチタイプの処理方法によれば、効率良く処
理できるのであるが、処理が不均一になり、歩留りの悪
化を来たす、一方、枚葉処理タイプにあっては、処理の
均一性は確保できるものの、処理能力が低下し効率上問
題が生じる。

（問題点を解決するための手段） 上述したバッチ処理による処理の不拘−及び枚葉処理に
よる処理能力の問題を解決すべく本発明は、処理チャン
バー内に例えば４個の被処理物の載置台を設けたときに
は８０″づつ間欠回転する回転テーブルを配設し、所定
位置まで回転した載置台上に進退動自在とされた出し入
れ装置を介して被処理物を載置し、載量台が一周する間
に被処理物を処理するか若しくは全ての被処理物を一度
に処理し、この処理済みの被処理物を前記出し入れ装置
を用いて処理チャンバー外に取り出すようにした。

（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
、実施例にあっ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）は略々ボックス状をなし、その一部は前
方への膨出部（１ａ）とし、本体（１）内には処理チャ
ンバー（２）を設けている。

処理チャンバー（２）は例えば合成石英を材料とし、連
通部（３）を介して外部と連通し、その内部構造は第２
図及び第３図に示す如く、偏平な有底筒状をなし、上方
の開口を蓋板（０にて塞いで内部を気密とし、この蓋板
（０の中央部にはシール部材（５）を介して軸（６）を
回転自在に挿通し、この軸（８）の下端に平板状の上部
電極（７）を固着し、また蓋板（４）には反応ガス供給
パイプ（８）。

（８）を嵌着している。

一方、処理チャンバー（２）の底部（２ａ）中央にはシ
ール部材（９）を介して軸（１０）を回転自在に挿通し
、この軸（１０）上端に回転テーブル（１１）を固着し
ている。この回転テーブル（１１）は処理チャンバー（
２）と同様に合成石英等からなり、周囲に立設した側壁
（ｌｌａ）には多数の吸引用小孔（１２）・・・を形成
し、また処理チャンバー（２）内周面との間には回転テ
ーブル（１１）の回転に支障を来たさない程度の隙間を
形成している。そして１回転テーブル（１１）は図示し
ないモータにより例えば後述する蔵置台が４個であれば
、９Ｇ’づつ所定時間をおいて間欠回転する。

また、回転テーブル（１１）上には４個の載置台（１３
）・・・を等間隔で設けている。載量台（１３）の数は
任意であるが４債設けるようにすれば、スペース配分と
して最も都合が良く、特に半導体ウェハー（被処理物）
に二段階で加熱処理を行い、且つ所定温度まで冷却する
拡散処理を施す場合には好都合となる。

そして、蔵置台（１３）の中央には押し上げアーム（１
４）　（第４図乃至第６図参照）が貫通し、載置台（，
１３）の上面周囲にはチャックリング（１５）が設けら
れ、押し上げアーム（１４）の上端部は半導体ウェハー
が載るヘッド部（１４ａ）とされ、チャックリング（！
５）には内方に向って突出する爪（１５ａ）・・・が設
けられている。これら押し上げアーム（１４）とチャッ
クリング（１５）は載置台（１３）内に内蔵したシリン
ダユニー／　ト等により独立して昇降動をなすものとす
る。

一方、前記回転テーブル（１１）の上方開口は蓋体（１
６）にて閉じられ、この蓋体（１Ｂ）にはリング部材（
１７）・・・を嵌め付けた開口部が形成され、このリン
グ部材（１７）よりも上方に前記載置台（１３）の上部
を突出せしめている。該リング部材（１７）及び開口部
には多数の吸引用小孔（１８）・・・を形成しており、
真空ポンプ（１９）を駆動することで、回転、テーブル
（１１）上方の空気は該小孔（１８）・・・を介して載
量台（１３）上面周囲から回転テーブル（１１）内に均
等に吸引され、また回転テーブル（１１）内の空気は側
壁（１１ａ）周囲に形成した小孔（１２）・・・を介し
て回転テーブル（１１）の周囲から均等に吸引される。

ところで、前記装置本体（１）の膨出部（１ａ）上面に
は半導体ウェハー（Ｗ）を収納するカセット（２０）、
（２１）を左右に離間して配置している。これら力セラ
）　（２０）、（２１）は複数の半導体ウェハーを上下
方向に離間して段状に収納するとともに、−役づつ昇降
動可能となっている。そして、カセッ）　（２０）、（
２１）の間には出し入れ装置（２２）を配置している。

この出し入れ装置（２２）は半導体ウェ八−（Ｗ）を搬
送するベルトコンベア（２３）と、半導体ウェハー（１
１）の載置盤（２４）とからなり、この載置ａ　（２４
）には径方向のスリット（２４ａ）とこのスリット（２
４ａ）につながる中央の孔（２４ｂ）が形成され、孔（
２４ｂ）は前記押し上げアーム（１４）のヘッド部より
大径となっている。そして、図示しないシリンダユニー
／　ト等により出し入れ装置（２２）全体が前後方向に
移動する。そして、この移動により前記載置盤（２４）
は連通部（３）に形成した開口部（３ａ）を通って最も
前方位置まで回動した位置にある載置台（１３）上方ま
で侵入し、また開口部（３ａ）を通って装置本体（１）
外部まで後退勤をなす、尚、排気部（９９）内には真空
ゲートバルブ（８８）と開口部（ｓｓｂ）を設けている
。

以上の如き構成からなる真空処理装置の作用を以下に述
べる。

先ず、カセッ）　（２０）内に収納される半導体ウェハ
ー（Ｗ）・・・のうち、最下段に位置するものを図示し
ないコンベアベルトにより出し入れ装置（２２）のコン
ベアベルト（２３）上に移し、コンベアベルト（２３）
によって半導体ウェハー（冒）を載を盤（２４）上まで
搬送する０次いで、出し入れ装置（２２）全体を処理チ
ャンバー（２）方向へ移動させ、また連通部（３）の真
空ゲートバルブ（２５）を開き、載置盤（２０を連通部
（３）を通して最も前方位置まで回動した位置にあるｔ
置台（１３）上方まで侵入せしめる。

半導体ウェハー（Ｗ）が処理チャンバー（２）内に出し
入れされるときには真空ゲートバルブ（８８）は閉じて
いる。

そして、半導体ウェハー（ｗ）を載せた載置盤（２０が
第４図に示す如く蔵置台（１３）の上方位置まで進入し
たら、出し入れ装置（２２）の移動を停止し、押し上げ
アーム（１４）を上昇する。すると、第５図に示す如く
押し上げアーム（１４）のヘッド部（１４ａ）は載置盤
（２０の孔（２４ｂ）よりも小径であるため、ヘッド部
（１４ａ）は孔（２４ｂ）を通過して上昇し、この際ａ
置盤（２０から半導体ウェハー（Ｗ）を取り上げる。

この後、ａ置盤（２４）を図中右方向へ移動させ。

蔵置台（１３）上方から後退させる。尚、この場合、載
置盤（２０にはスリ７）　（２４ａ）が形成されている
ので、載置盤（２０の後退勤が押し上げアーム（１０と
干渉することはない。

而る後、第６図に示す如く、押し上げアーム（１４）及
びチャックリング（１５）を下降せしめ、下部電極とし
ての蔵置台（１３）上面とチャックリング（１５）の爪
部（１５ａ）との間で半導体ウェハー（ｗ）を保持する
。この場合、載置盤（２０は連通部（３）を通って次の
半導体ウェハー（Ｗ）を処理チャンバー（２）内に収納
するため外部まで後退している。

そして、最初の半導体ウェハー（Ｗ）を載せた蔵置台（
１３）が回転テーブル（１１）とともに３０°回転する
間に、カセット（２０）は更に１段降下し、下から２段
目に収納されていた半導体ウェハー（Ｗ）を出し入れ装
置に移し、前記同様にして最も前方位置まで回転した位
置にある載置台（１３）上に２枚目の半導体（Ｗ）を蔵
置保持し、これを繰り返すことで４個の蔵置台（１３）
・・・上に順次半導体ウェハー（ｗ）を載置する。

この後、真空ゲートバルブ（２５）を閉じた後、真空ゲ
ートバルブ（９８）を開とし、続いて真空ポンプ（１８
）を駆動して処理チャンバー（２）内を真空とし、反応
ガス供給パイプ（８）から処理チャンバー（２）内に反
応ガス（エツチングをする場合にはＣ，Ｆ、ｌ又はＣＦ
４など）を供給し、上部電極（７）と載置台（下部電極
）　（１３）間に高周波電圧を印加し。

反応ガスを活性化してチャンバー（２）内をプラズマ雰
囲気とし、回転テーブル（１１）を間欠回転させながら
半導体ウェハー（Ｗ）にホトレジスト膜のパターンに対
応したエツチングを施す。

そしてエツチング処理が終了したならば、処理チャンバ
ー（２）内に収納されている処理済み半導体ウェハー（
Ｗ）・・・のうち連結部（３）近傍に位置して停止して
いるａ１台（１３）上の半導体ウェハーを前記とは逆の
操作により処理チャンバー（２）から取り出す。

そして、最初に処理チャンバー（２）内に入れた半導体
ウェハー（Ｗ）が−周し、最も前方位置まで回転してき
たならば、前記とは逆の操作により処理済みの半導体ウ
ェハー（Ｗ）を処理チャンバー（２）から取り出す。

即ち、チャックリング（１５）及び押し上げアーム（１
０を上昇させ、押し上げアーム（１４）のヘッド部（１
４ａ）上に半導体ウェハー（Ｗ）を載せた状態とし、こ
の状態において、出し入れ装置（２２）を前進せしめ第
５図に示すように載置盤（２０を載置台（１３）と半導
体ウェハー（Ｗ）との間に臨ませ、次いで第４図に示す
如く押し上げアーム（１４）を下降し、載置盤（２４）
上に半導体ウェハー（曽）を移し換え、出し入れ装置（
２２）を後退し、処理済みの半導体ウェハー（Ｗ）を処
理チャンバー（２）外に引き出す。

この後、出し入れ装置（２２）のコンベアベルト（２３
）により、半導体ウェハー（Ｗ）を移送し、図示しない
コンベアベルトを介して半導体ウニへ−（−）をカセッ
ト（２１）内に収納する。

そして、処理済みの半導体ウェハー（Ｉｌｌ）を取り除
いた後の載置台（１３）には、前記同様の操作により新
たな半導体ウェハーを載置する。したがって、最初の半
導体ウェハーの処理が終了した後は、出し入れ装ｍ　（
２２）が２往復し、最初の往復動により処理済みの半導
体ウェハーを取り出し、次の往復動で新たな半導体ウェ
ハーを処理チャンバー（２）内に収納することとなる。

第７図及び第８図は別実施例に係る処理チャンバー（２
）の内部構造を示す断面図であり、第７図に示す例にあ
っては、処理チャンバー（２）内に回転テーブル（１１
）を配し、この回転テーブル（１１）上に複数の載置台
（Ｌ３）−・・を設けた点は同様であるが、処理チャン
バー（２）の蓋体（０の載置台（１３）−・・の中心と
一致する箇所に軸（８）・・・を回転自在に挿通し、こ
れら複数の軸（８）　−・・の下端に平板状の上部電極
（７）　−・・を固着している。

ここで各上部電極（７）・・・の形状は同一としてもよ
いが、例えば上部電極（７）−・・の下部電極（載置台
）　　（１３）・・・からの高さ、または上部電極（？
）　−・・の下面形状をそれぞれ異なるようにすること
によって、半導体ウェハー（Ｗ）に施すエツチングの均
一性を、各電極毎にコントロールして特徴をもたせるよ
うにすることも考えられる。

またこの実施例に限らず、上部電極（７）を回転せしめ
るようにしてあ理の均一化を図るようにしてもよい− また、第８図に示す実施例にあっては、処理チャンバー
（２）の−側部に出し入れ装置（２２）を出し入れする
際に開閉する真空ゲートバルブ（２５）を設け、この真
空ゲートバルブ（２５）と反対側にターボ分子真空ポン
プ（２８）及びロータリー真空ポンプ（２７）を設け、
これら真空引き装置と処理チャンバー（２）間に真空シ
ールバルブ（２８）を介設し、また処理チャンバー（２
）内には大径の軸部（２９）を備えた回転テーブル（１
１）を配置し、この回転テーブル（１１）には半導体ウ
ェハー（Ｗ）の載置台（１３）を一体的に形成し、更に
回転テーブル（１１）内には冷却水通路（３０）を形成
し、エツチングの際の半導体ウェハー（貿）の温度上昇
を抑えるようにしている。

尚、実施例にあっては本発明に係る真空処理装置をプラ
ズマエツチング処理装置として適用した例を雇したが、
本発明に係る真空装置は上部電極の代りに紫外線ランプ
、ホットプレート等を用いることで、拡散処理等各種加
熱処理に用いることができる。

（発明の効果） 以上に説明した如く本発明によれば、連続的に半導体ウ
ェハー等の板状被処理物を処理できるため、均一な処理
を効率よく行うことができる。また、被処理物を＃！置
する複数の蔵置台を回転テーブル上に配置し、同一箇所
において、被処理物の出し入れを行うようにしたので、
装置全体をコンパクトにすることができる等多くの効果
を発揮する。

【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
図は処理チャンバーの縦断面図、第３図は処理チャンバ
ーの内部構造を示す分解斜視図、第４図乃至第６図は被
処理物を載量台に保持させる工程を示す断面図、第７図
及び第８図は別実施例の処理チャンバーの内部構造を示
す断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空引き装置が接続するとともに電極又は加熱部材等の
   処理部材が臨む処理チャンバーと、この処理チャンバー
   内において間欠回転をなす回転テーブルと、この回転テ
   ーブル上に複数個等間隔で配置される被処理物の載置台
   と、被処理物を載置する載置盤を備え、この載置盤が前
   記載置台上方と処理チャンバー外部との間で進退動を行
   う被処理物の出し入れ装置とからなることを特徴とする
   真空処理装置。