JPS62132322A - エッチング装置 - 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】 エツチング材を一度にかつ全自動でケミカルドライエツ
チングすることが可能なエツチング装置に係わる。

〔発明の技術的背景〕

半導体首席回路の製造においては、シリコン等の半導体
基板上に各種の膜を堆積した後、写真蝕刻法により形成
されたレジストパターン等をマスクとして該膜を選択的
にエツチングする工程が行われている。かかるエツチン
グに使用される装置としては、最近、マイクロ波プラズ
マにより反応性ガスを励起し、生成したエツチングガス
をプラ・ズマ発生器と分離された真空チャンバに輸送し
、該チャンバ内の彼エツチング材と反応せしめてエツチ
ングするケミカルドライエツチング装置が開発されてい
る。こうしたエツチング装置は、従来、第８図に示す構
造のものが知られている。即ち、図中の１は真空チャン
バであり、該チャンバ１内には複数枚の彼エツチング材
（例えばウェハ）２を平面的に載置するための載置台３
が配設されている。前記チャンバ１の土壁には、エツチ
ングガスを前記載置台３上のウェハ２に均一に導入する
ためのガス分散管４が取着されており、該分散管４には
ガス導入管５が連結されている。このガス導入管５の途
中には、石英ガラス管からなる放電管６が被嵌されてお
り、かつがて放電管６には導波管７を通して高周波出力
８を印加することによりプラズマを発生させるようにな
っている。また、前記真空チャンバ１の下面にはガス排
出管９がマニホールド１０を介して連結されており、か
つ該ガス排出管９には図示しない真空ポンプが連結され
ている。

上述した装置において、載置台３の上にウェハ３を載置
し、ガス排出管９を介して真空チャンバ１の排気を行な
う。この後、ガス導入管５にＣＦ、等の反応性ガスを供
給し、該ガス導入管５の途中に配置した放電管６に導波
管７を通して高周波出力８を印加することによってガス
プラズマを発生させ、前記反応性ガスをｉ起し、そのエ
ツチングガスを分散管４を通して真空チャンバ１内に供
給して載置台３上のウェハ２のエツチングを行なう。こ
うしたエツチングにおいて、エツチング処理と、プラズ
マ発生とを別個の室で行なうため、ウェハ２のプラズマ
照射による損傷を防止できる利点を有する。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、上述した装置では被エッチング材２を平
面的に並べて載置するため、１回のエツチング工程にお
ける処理枚数が少なく、生産効率が低いという問題があ
った。ががる問題は、被エッチング材の大口径化に伴っ
てより顕著となる。

なお、前記構造のエツチング装置で処理枚数を増加させ
ようとすると、真空チャンバ１が大型化し、設備等の面
で好ましくない。

〔発明の目的〕

本発明は、ロード側での標桑カセットから専用カセット
への彼エツチング材の搬送、アンロード側での専用カセ
ットから標準カセットへの被エツチング材の戻し操作、
専用カセットのロード側から真空チャンバへの搬送、該
チャンバからアン口、　−ド側への搬送を自動的に行な
うことができ、一度に１夏敗枚の彼エツチング材をエツ
チングすることが可能なエツチング装置を提供しようと
するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、反応性ガスをプラズマ励起することによって
生成されたエツチングガスが導入される真空チャンバを
有するエツチング機構と、標準カセット内の彼エツチン
グ材を専用カセットに搬送するロード機（１１４と、専
用カセット内の彼エツチング祠を標僧カセットに戻すア
ンロード機構と、前記ロード機構の専用カセットを前記
真空チャンバ内に搬送し、かつエツチング終了後の専用
カセットを真空チャンバ内から前記アンロード機構に搬
送する搬送ロボットを具備し、前記専用カセットは被エ
ツチング材を多段に載置する載置棚と該載置棚の前記被
エッチング材間に設けられ各被エッチング材を仕切る遮
蔽板とから構成され、かつ前記ロード機構は標準カセッ
ト内の複数枚の彼エツチング材を２回のプッシャの動作
により前記専用カセットの載置棚の上段側、下段側に搬
送する構造をなし、更に前記アンロード機構は前記専用
カセットの載置棚に位置するエツチング終了後の１隻数
枚の彼エツチング材を２回のプッシャの動作により前記
標準カセットの上段側、下段側に搬送する構造をなする
ことを特徴とするとするものである。かかる本発明によ
れば、既述の如くロード側での標準カセットから専用カ
セットへの被エツチング材の搬送、アンロード側での専
用カセットから標準カセットへの被エッチング材の戻し
操作、専用カセットのロード側から真空チャンバへの搬
送、該チャンバからアンロード側への搬送を自動的に行
なうことができ、一度に複数枚の被エッチンク祠をエツ
チングすることが可能なエツチング装置を？Ｕることか
できる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図〜第７図を参照して説明
する。なお、第５図（Ａ）〜（Ｃ）は第４図の正面概略
図であると共に、動作工程を示すものである。第７図（
Ａ）〜（Ｃ）は第６図の正ｉ＃’ｉ　Ｊｌ！略図である
と共に、動作工程を示すものである。

図中の１１は基台であり、この基台１１の中央には埋込
まれた真空チャンバ１２を有するエツチング機１１１／
ｓ　１３が配設されている。また、前記基台１１の左側
にはロード用標準カセット１４内の被エッチング材（例
えばウェハ）を上部に係合部１５を角゛する専用カセッ
ト１６に搬送するロード機＋７Ｆ７１７が配置されてい
る。前記基台１１の右側には前記専用カセット１６内の
エツチングを終了したウェハをアンロード用標準カセッ
ト１８に戻すためのアンロード機構１９が配置されてい
る。

更に、前記基台１１には前記専用カセット１δを前記ロ
ード機＋ｌ’ｉ　１７から前記エツチング機構１３のチ
ャンバ１２に搬送し、かつエツチングを終了した専用カ
セット１６を前記アンロード機構１９に搬送する搬送ロ
ボット２０が設けられている。

この搬送口ボッ！・２０は、４輔駆動タイプで、先端に
前記専用カセット１６の係合部１５を保持する一対のホ
ルダ部２１ａ、２１ｂを何する（１′４造になっている
。

前記真空チャンバ１２を宜するエツチング機構１３は、
第２図に示す構成となっている。即ち、真空チャンバ１
２の中心には該チャンバ１２下面から貫通されたシャフ
ト２２に軸着された専用カセットの支持台２３が回転自
在に配置されている。

前記シャフト２２のチャンバ１２外に位置する部分には
、軸受２４が設けられており、かつ該シャフト２２の下
端はモータ２５の駆動軸２６とベルト２７を介して部首
されている。前記チャンバ１２の１−壁には開閉自在な
蓋体２８が配置されている。また、前記チャンバ１２の
左側壁にはエツチングガスを導入するガス導入管２９が
設けられている。このガス導入管２９の途中には、図示
しない石英ガラス管からなる放電管が被嵌されており、
かつ該放電管には図示しない導波管を通して優；周波出
力を印加することによりプラズマを発生させるようにな
っている。前記チャンバ１２の右側壁には、ガス排出管
３０が設けられている。これらガス導入管２９及びガス
排出管３０の人口付近には固成形状をなす分散板３１．
３１が支柱を介してチャンバ１２の側面と略平行となる
ように配設されている。

前記専用カセット１６は、第３図に示すように断面か鍵
形をなす一対の載置棚３２ａ、３２ｂと、これら載置棚
３２ａ、３２ｂの内側面上下方向に夫々設けられたｉｕ
　ｉの溝３３と、これら溝３３の一段置きに設置された
アルミニウム製の遮蔽板３４とから構成されている。

前記ロード機構１７は第４図及び第５図（Ａ）〜（Ｃ）
に示すｈｓ’＋造になっている。即ち、図中の３５はロ
ード用標僧カセット１４を上下動させるテーブルであり
、このテーブル３５は前記基台１１」二に設けられた３
つのシリンダ３６ａ〜３６ｃにより」二下動できるよう
になっている。前記テーブル３５の両端部には、一対の
フレーム３７ａ、３７ｂが立設されており、これらフレ
ーム３７ａ、３７ｂの間には図示しないモータにより回
転するボールネジ３８が設けられている。このボールネ
ジ３８には、前記ロード用陳準カセット１４の下部に取
イクされた係合体３９が係合され、ボールネジ３８を回
転することによって標準カセット１４が同ボールネジ３
８に沿って往復動作できるようになっている。図中の４
０は、支柱４１により前記基台１１上に固定されたプッ
シャ用テーブルである。このテーブル４０の両端部には
、一対のフレーム４２ａ、４２ｂが立設されており、こ
れらフレーム４２ａ、４２ｂの間には図示しないモータ
により回転するボールネジ４３が設けられている。また
、図中の４４は、例えば１３枚の爪を有するプッシャで
あり、このプッシャ４４は主エアーシリンタ４５及び該
シリンダ４５のピストン４４″の支持板４６上に設置さ
れた補助エア−シリンダ４７により上下動される。前記
補助エアーシリンダ４７の側部は前記ボールネジ４３に
係合され、該ボールネジ４３を回転させることにより前
記プッシャ４４がボールネジ４３に沿って往復動作でき
るようになっている。更に、図中の４８は前記基台ｌｌ
上に設けられた昇降機であり、この昇降機４８には前記
専用カセット１６がセットされ、同カセット１６を上下
動されるための昇降板４９が１没けられている。

前記アンロード機構１９は第６図及び第７図（Ａ）〜（
Ｃ）に示す構造になっている。即ち、図中の５０はアン
ロード用標準カセット１８を上下動させるテーブルであ
り、このテーブル５０は前記基台１１上に設けられた３
つのシリンダ５１ａ〜５２Ｃにより上下動できるように
なっている。前記テーブル５０の両端部には、一対のフ
レーム５２ａ、５２ｂが立設されており、これらフレー
ム５２ａ、５２ｂの間には図示しないモータにより回転
するボールネジ５３が設けられている。このボールネジ
５３には、前記アンロード用標準カセット１８の下部に
取着された係合体５４が係合され、ボールネジ５３を回
転することによって標準カセット１８が同ボールネジ５
３に沿って往復動作できるようになっている。図中の５
５ａ、５５ｂは前記基台１１上に一定距離おいて立設し
たフレームであり、これらフレーム５５ａ、５５ｂ間に
は摺動軸５６及び図示しないモータにより回転されるボ
ールネジ５７が配置されている。これら摺動軸５６及び
ボールネジ５７には、係合体５８が係合されており、か
つ該係合体５８には固定体５９を介して例えば１３枚の
爪を有するプッシャ６０が固定されている。つまり、前
記ボールネジ５７を回転することによりプッシャ６０が
往復動作できるように、なっている。また、図中の６１
は前記基台１１上に設けられた昇降機であり、この昇降
機６１には前記専用カセット１６がセットされ、同カセ
ット１６を上下動されるための昇降板６２が設けられて
いる。

次に、上述したエツチング装置の作用を説明する。

（Ｉ）まず、ロード用標準カセット１４内に例えば２５
枚の彼エツチング材（ウェハ）６３を収納する。つづい
て、ロード機構１７のボールネジ３８を回転させて標準
カセット１４を第５図（Ａ）に示す状態から同図（Ｂ）
に示すように前進させて昇降板４９に設置された専用カ
セット１６の上段側に近付ける。ひきつづき、主エアー
シリンダ４５および補助エアーシリンダ４７を駆動して
プッシャ４４を上昇させて標準カセット１４に収納され
た奇数段目のウェハ６３に該プッシャ４４の爪が対応す
るように位置させる。この後、ボールネジ４３を回転さ
せてプッシャ４４を前進させ標僧カセット１４内の奇数
段目のウェハ６３（１３枚）を専用カセット１６の載置
棚３２ａ、３２ｂにおける遮蔽板３４間の溝３３に挿入
してセットする。この時、専用カセット１６の上段側に
ウェハ６３がセットされる。

（ＩＩ）次いで、ボールネジ４３の駆動、主エアーシリ
ンダ４５及びｈｌｉ助エアーシリンダ４７の駆動により
プッシャ４４を同図（Ａ）に示す元の位置に戻した後、
ボールネジ３８を駆動して標準カセット１４を専用カセ
ット１６の上昇を妨げない位置まで後退させる。つづい
て、昇降機４８により昇降板４９を上昇させてその上の
専用カセット１６を上昇させ所定位置で停止させた後、
シリンダ３６ａ〜３６ｃにより標準カセット用テーブル
３５を該カセット１６内のウェハ６３の１ピッチ分下降
させる。ひきつづき、ボールネジ３８の回転により標準
カセット１４を同図（Ｃ）に示すように前進させて昇降
板４９に設置された専用カセット１６の下段側に近付け
、主エアーシリンダ４５および補助エアーシリンダ４７
を駆動してプッシャ４４を」−昇させる。これにより標
弗カセット１４に収納された偶数段目のウェハ６３に該
プッシャ４４の爪が対応するように位置し、この後ボー
ルネジ４３を回転させてプッシャ４４を前進させ標準カ
セット１４内の偶数段目のウェハ６３（１２枚）を専用
カセット１６の載置棚３２ａ。

３２ｂにおける遮蔽板３４間の溝３３に挿入してセット
する。こうした工程により専用カセット１６内に２５枚
のウェハ６３か搬送される。

（ＩＩＩ）次いで、搬送ロボット２０のホルダ部２１ａ
、２１ｂによりウェハ６３が収納された専用カセット１
６の係合部１５を保持し、同専用カセット１６を蓋体２
８が解放されたエツチング機構１３の真空チャンバ１２
内に搬送し、該チャンバ１２内の支持台２３上にセット
する。つづいて、蓋体２８を閉じた後、ガスυＩ気管３
０を通してチャンバ１２の排気を行なう。ひきつづき、
ガス導入管２９からＣＦ、等の反応性ガスを供給し、該
ガス導入管２９の途中に配置した放電管に導波管（いず
れも図示せず）を通して高周波出力を印加することによ
りガスプラズマを発生させ、前記反応性ガスを励起し、
そのエツチングガスを同導入管２９からチャンバ１２内
に導入する。たの後、分散板３１を通過したエツチング
ガスは専用カセット１６の載置棚３２ａ、３２ｂにセッ
トされた２５枚のウェハ６３表面に均一に流れ、エツチ
ングがなされる。この際、専用カセット１６の載置棚３
２ａ、３２ｂに複数枚載置されたウェハ６３はそれらウ
ェハ６３から放射される赤外線による輻射熱によって」
皿上に隣接するウェハ６３か加熱される恐れがある。し
かしながら、本発明ではウェハ６３の間にＡＩ製の遮蔽
板３４を配置しているため、その温度」１昇が阻止され
、ウェハ６３の温度上昇に伴うエツチングの不均一化を
抑制できる。

（ＩＶ）次いで、エツチングガスのチャンバ１２への供
給を停＋ｌ−Ｌ、ガス排気管３０からガスを排出した後
、蓋体２８を開け、搬送ロボット２０のホルダ部２１ａ
、２１ｂにより専用カセット１６の係合部１５を保持し
、該専用カセット１６をアンロード機構１９に搬送し、
第７図（ａ）に示すように昇降板６２上にセットする。

つづいて、ボールネジ５４を回転させてアンロード用標
準カセット１８を第７図（Ａ）に示す状態から同図（Ｂ
）に示すように前進させて昇降板６２に設置されたエツ
チング終了後の専用カセット１６の上段側に近付ける。

この時、専用カセット１６内のウェハ６３は標準カセッ
ト１Ｂの奇数段目に対応するように位置する。ひきつづ
き、ボールネジ５７を回転させてプッシャ６０を前進さ
せ専用カセット１６内の」二段側のウェハ６３（１３枚
）を標準カセット１８の奇数段目の収納箇所に挿入して
セットする。この時、標準カセット１８の上段側にウェ
ハ６３がセットされる。

（Ｖ）次いで、ボールネジ５７の駆動によりプッシャ６
０を同図（Ａ）に示す元の位置に戻した後、ボールネジ
５３を駆動して標準カセット１８を専用カセット１６の
上昇を妨げない位置まで後退させる。つづいて、昇降機
６１により昇降板６２を上昇させてその上の専用カセッ
ト１６を上昇させ所定位置で停止させた後、シリンダ５
１ａ〜５１ｃにより標僧カセット用テーブル５０を該カ
セット１８のウェハ収納箇所の１ピッチ分下降させる。

ひきつづき、ボールネジ５３の回転により標準カセット
１８を同図（Ｃ）に示すように前進させてｙ１１降板６
２に設置された専用カセット１６のＦ段側に近付ける。

これにより標桑カセット１８の偶数段にＩの収納箇所に
専用カセット１６内のウェハδ３が位置する。この後ボ
ールネジ５７を回転させてプッシャ６０を前進させ専用
カセット１６内のウェハ６３（１２枚）を標準カセット
１８の偶数段１」の収納箇所に挿入してセットする。

こうした」−程により標桑カセット１８内にエツチング
が終了した２５枚のウェハ６３が戻される。

従って、本発明によればロード側での標章カセット１４
から専用カセット１６へのウェハ６３の搬送、アンロー
ド側での専用カセット１６から標準カセット１８へのウ
ェハ６３の戻し操作、専用カセット１６のロード側から
真空チャンバ１２への搬送、該チャンバ１２からアンロ
ード側への搬送を自動的に行なうことが可能で一度に複
数枚のウェハを極めて量産的にかつ均一にエツチングで
きる。

なお、上記実施例では遮蔽板としてアルミニウム製のも
のを用いたが、銅製でもよい。

上記実施例では、ロード機構、アンロード機構において
専用カセットの搬送、取出しを上段側から行なったか、
下段側から行なってもよい。また、（票僧カセットに収
納するウェハは２５枚に限らず仕置の枚数を収納できる
ことは勿論である。

〔発明の効果〕

以−に詳述した如く、本発明によればロード側での標準
カセットから専用カセットへの被エッチング材の搬送、
アンロード側での専用カセットから標準カセットへのウ
ェハの戻し操作、専用カセットのロード側から真空チャ
ンバへの搬送、該チャンバからアンロード側への搬送を
自動的に行なうことが可能で一度に複数枚のウェハを極
めて量産的にかつ均一にエツチングし得るエツチング装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すエツチング装置の斜視
図、第２図はエツチング機構を示す断面図、第３図は専
用力セントの断面図、第４図はロード機構を示す十面図
、第５図は第４図のロード機（１１１の概略１１：、面
図、第６図はアンロード機構を示す（１ｉ、面図、第７
図は第６図のアンロード機構の概略正面図、第８図は従
来のエツチング装置を示す概略図である。 １１・・・基台１．１２・・・真空チャンバ、１３・・
・エツチング機番１′ｌ、１４・・・ロード用標■カセ
ット、１６・・・専用カセツト、１７・・・ロード機構
、１８・・・アンロード用標べξカセット、１９・・・
アンロード機構、２０・・・搬送ロボット、２９・・・
ガス導入管、３０−・・ガス（Ｊ１気管、３２ａ、３２
ｂ−載置棚、３４・・・遮蔽板、４５．４７・・・エア
ーシリンダ、４４．６０・・・プッシャ、４８．６１・
・・昇降機、６３・・・彼エツチング＋」（ウェハ）。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第８図 手わυネ市　■書 昭和　　年　６１１１・２馬 特許′［庁艮官　　学費　道孔　殿 １、“ＪＳ　（’ｌの表示 特願昭６０−２７３０６２号 ２、発明の名称 エツチング装置 ３、補正をＶる者 事件との関係　特許出願人 株式会社　徳　１）製　作　所 ４、代理人 東京都港区虎ノ門１丁目２６番５号第１７森ビル〒１０
５　　　電話　０３（５０２）３１８１　　（大代表）
６、補正の対客 図　　面 ７、補正の内容

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 反応性ガスをプラズマ励起することによって生成された
   エッチングガスが導入される真空チャンバを有するエッ
   チング機構と、標準カセット内の被エッチング材を専用
   カセットに搬送するロード機構と、専用カセット内の被
   エッチング材を標準カセットに戻すアンロード機構と、
   前記ロード機構の専用カセットを前記真空チャンバ内に
   搬送し、かつエッチング終了後の専用カセットを真空チ
   ャンバ内から前記アンロード機構に搬送する搬送ロボッ
   トを具備し、前記専用カセットは被エッチング材を多段
   に載置する載置棚と該載置棚の前記被エッチング材間に
   設けられ各被エッチング材を仕切る遮蔽板とから構成さ
   れ、かつ前記ロード機構は標準カセット内の複数枚の被
   エッチング材を２回のプッシャの動作により前記専用カ
   セットの載置棚の上段側、下段側に搬送する構造をなし
   、更に前記アンロード機構は前記専用カセットの載置棚
   に位置するエッチング終了後の複数枚の被エッチング材
   を２回のプッシャの動作により前記標準カセットの上段
   側、下段側に搬送する構造をなすることを特徴とするエ
   ッチング装置。