KR0167473B1 - 처리방법 및 장치 - Google Patents

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KR0167473B1 KR1019910013136A KR910013136A KR0167473B1 KR 0167473 B1 KR0167473 B1 KR 0167473B1 KR 1019910013136 A KR1019910013136 A KR 1019910013136A KR 910013136 A KR910013136 A KR 910013136A KR 0167473 B1 KR0167473 B1 KR 0167473B1
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요시후미 다하라
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이노우에 아키라
도오교오 에레구토론 가부시끼가이샤
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Abstract

얹어놓는대 위에 피처리물을 얹어놓는 공정, 피처리물과 얹어놓는대와의 사이의 틈으로 배기하는 공정, 상기 틈으로 배기하면서 피처리물과 얹어놓는대와의 사이의 틈으로 소량의 전열매체 가스를 예비 도입하는 공정, 상기 틈으로부터의 배기량을 제어함으로써, 이 틈내의 전열매체 가스의 압력을 제어하면서, 그 압력이 소정의 값에 도달하기 까지, 틈에 전열매체 가스를 도입하는 공정 및 피처리물을 구비한 처리방법.

Description

처리방법 및 장치
제1도는 본 발명의 1 실시예에 관한 에칭방법에 사용되는 에칭장치의 단면도.
제2도는 본 발명의 1 실시예에 관한 에칭방법의 플로우챠트.
제3도는 본 발명의 다른 실시예에 관한 에칭장치의 얹어놓는대를 나타낸 단면도.
제4도는 본 발명의 또다른 실시예에 관한, 로우더 및 언로우더부를 구비한 에칭장치를 나타낸 사시도.
제5도는 제4도에 나타낸 에칭장치의 구성을 나타낸 도면.
제6도는 제4도에 나타낸 에칭장치의 일부인 플라즈마 에칭-에싱장치를 나타낸 도면.
제7도는 내벽이 가열되는 진공용기를 가진 장치를 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 진공용기 2 : 얹어놓는대(臺)
3 : 상부전극 4 : 배기계(系)
5 : 탄성필름 6 : 반도체 웨이퍼 또는 피처리물
7 : 구동기구 8 : 클램프 링
9 : 냉각재킷 10 : 냉각수 도입관
11 : 배출관 12 : 가스 도입관
13 : 압력 조정기구 14 : 가스 공급원
15 : 주 배관 16 : 유량조절기
17 : 주 개폐밸브 18 : 압력 게이지
19 : 부 배관 20 : 부 개폐밸브
21 : 압력 조정밸브 22 : 진공펌프
23 : 콘트롤러 24 : 반응가스 공급관
25 : 윗면 26 : 알루마이트 피막
32 : 웨이퍼 수납부 33 : 반송부
34 : 얼라이먼트 35 : 에칭/에싱처리부
36 : 조작부 37 : 웨이퍼 카세트
38 : 카세트 얹어놓는대 39 : 다관절 로보트
40 : 아암 41 : 진공척
42 : 제1의 처리실 43 : 도입측 로드록실
44 : 중간 로드록실 45 : 제2의 처리실
46a,46b : 개폐기구 47a,47b : 핸들링 아암
48a,48b : 개폐기구 60 : 처리용기
61 : 배기장치 63 : 얹어놓는대
64 : 온도제어장치 65 : 히이터
66 : 냉각장치 67 : 냉각수 순환배관
68a,68b : 전극 69 : 고주파 전원
71 : 가스 유량조절기 72 : 처리가스 공급원
73 : 승강기구 81 : 히이터
82a,82b : 전극 83 : 가스 도입관
본 발명은, 처리방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 반도체 장치의 제조에 사용하는데 적합한 처리방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치의 제조공정에서는, 예를들면 에칭(etching)장치, 에싱(ashing)장치, 이온주입장치, 스퍼터장치(sputtering apparatus) 등, 감압하에서 반도체웨이퍼의 처리를 실시하는 각종 반도체 제조장치가 사용되고 있다.
이들 각 장치에 있어서는, 통상, 대향배치된 한쌍의 전극(상부전극 및 하부전극) 중, 얹어놓는 대(臺)로도 기능하는 하부전극 위에 피처리물인 반도체 웨이퍼를 배치함과 동시에, 진공중이나 감압분위기하에서 전극사이에 직류전력이나 RF전력을 인가함으로써 전극간에 플라즈마를 발생시켜, 플라즈마를 이용하여 에칭이나 에싱등의 소망하는 처리가 실시된다.
상술한 바와 같은 플라즈마를 이용한 각종 처리장치에서는, 처리공정중에 반도체 웨이퍼의 온도가 상승하며, 반도체 웨이퍼의 물리적 특성등이 변화하여 처리의 균일성이 저하되는 것을 방지하기 위해, 얹어놓는대측에 냉각재킷을 형성하여, 반도체 웨이퍼를 냉각하면서 처리를 실시하고 있다.
그런데, 일반적으로 얹어놓는대와 반도체 웨이퍼 뒷면 사이에는, 반도체 웨이퍼의 뒷면이 거칠기 때문에 미소한 공간이 존재하여, 감압분위기하에서의 처리시, 상기 공간도 감압상태가 되기 때문에, 상술한 바와 같이 반도체 웨이퍼를 냉각재킷 내의 냉매에 의하여 간접적으로 냉각하는 방법을 채용하였을 경우에는, 상기 감압된 미소한 공간의 존재에 의하여 열전달이 혐저하게 저하되여 유효하게 반도체 웨이퍼를 냉각할 수가 없다고 하는 문제가 있었다.
그래서, 얹어놓는대 위에 탄성절연 필름을 형성함과 동시에, 이 탄성절연 필름상에 배치된 반도체 웨이퍼의 둘레 가장자리부를 기밀하게 유지하여, 탄성절연 필름과 반도체 웨이퍼의 뒷면 사이의 공간에 전열 매체로서 기체를 도입함으로써, 냉각효율의 저하를 방지하는 것이 제안되어 있다.
그러나, 상술한 종래의 처리장치에 있어서는, 상기 공간으로의 기체 도입을 유량조정만으로 제어하고 있었기 때문에, 기체의 도입당초의 압력이 상승하면, 반도체 웨이퍼의 클램프 상태에 엇갈림이 생겨, 반도체 웨이퍼가 변형되거나 상처가 생기게 되어, 기밀상태가 파괴되는 등의 문제를 초래하였다.
반도체 웨이퍼의 변형은, 반도체 웨이퍼의 중앙부와 둘레가장자리부에서 전극으로부터의 거리에 차이를 일으키는 것이 되어, 반도체 웨이퍼의 온도 분포가 불균일하게 되기 쉽다는 문제도 야기한다.
또한, 상술한 종래의 처리장치에 있어서는, 처리공정중에 반도체 웨이퍼상에, 예를들면 (+)의 전하가 충전되어, 이 충전된 전하가 탄성절연 필름의 내전압을 초과하면, 전극측에서 방전이 일어나고, 탄성절연 필름이 절연파괴를 일으킬 뿐만 아니라, 반도체 웨이퍼의 처리실도 저하되어, 불량발생의 원인이 되어 버린다.
한편, 탄성절연 필름자체는, 클램프시의 균일성과 냉각효과 면에서, 예를들면 100㎛ 정도까지로, 너무 두껍게 할 수가 없다.
그래서, 탄성절연 필름을 너무 두껍게 하지 않고 내전압을 높여서, 전극측으로부터의 방전을 방지하는 것이 강력히 요망되고 있다.
본 발명의 목적은, 피처리물과, 피처리물을 유지하는 얹어놓는대와의 사이에 전열 매체가 되는 가스를 도입하여 온도 설정된 피처리물의 처리르 실시할 때, 피처리물과 얹어놓는대와의 사이의 압력의 이상을 방지하고, 피처리물의 균일한 처리를 가능하게 하는 처리방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 플라즈마를 사용하여 피처리물의 처리를 실시하는 처리장치에 있어서, 얹어놓는대의 표면에 얹어놓여진 탄성필름의 파괴를 방지하는 처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 의하면 기밀 용기내에 형성된 얹어놓는대위에 피처리물을 얹어놓는 공정, 상기 기밀용기내를 배기하는 공정, 피처리물과 얹어놓는대와의 사이의 틈에 소량의 전열매체 가스를 예비 도입하는 공정, 상기 틈내의 전열매체 가스의 압력을 제어하면서 그 압력이 소정의 값에 도달하기까지, 틈에 전열매체 가스를 도입하는 공정, 및 상기 피처리물을 처리하는 공정을 구비한 처리방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면, 피처리물을 유지하는 얹어놓는대를 구성하는 제1의 전극과, 이 제1의 전극에 대향하여 배치된 제2의 전극과, 이들 제1 및 제2의 전극사이에 플라즈마를 발생시켜, 이 플라즈마에 의해 피처리물을 처리하는 수단을 구비하고, 제1의 전극상에는 무기절연막이 형성되며 이 무기절연막 위에는 탄성절연막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 처리장치가 제공된다.
(실시예)
이하, 본 발명을 반도체 웨이퍼의 에칭에 적용한 여러가지 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
제1도는, 본 발명의 1 실시예에 관한 에칭방법에 사용되는 에칭장치를 나타낸 단면도이다.
제1도에서, 진공용기(1) 예를들면 금속용기내에는 제1의 전극 예를들면 하부전극을 겸한 예를들면 알루마이트 피막을 가지는 알루미늄 등으로 얹어놓는대(2)와 제1의 전극과 대향하여 제2의 전극 예를들면 상부전극(3)이 상기 하부전극에 대향하여 배치되어 있다.
또, 진공용기(1)에는, 진공용기(1)내를 소정의 진공상태 예를들면 수 10mTorr 내지 수 10Torr까지 배기하는 것이 가능한 배기계(4)가 접속되어 있다.
상기 얹어놓는대(2)의 윗면은, 웨이퍼 뒷면과의 밀착성을 좋게 하기 위하여, 블록구멍(球面) 형상, 예를들면 등분표면으로 형성되어 있다.
또한, 얹어놓는대(2)의 윗면에는 절연성 단성(單性)체, 예를들면 카프톤(폴리이미드계 수지의 상품명)으로 이루어지는 두께, 예를들면 약 25㎛의 탄성필름(5)이 접착제, 예를들면 아크릴계 접착제(층 두께: 10 내지 15㎛)에 의하여 붙여진다. 이 탄성필름(5)상에 피처리물을 예를들면 반도체 웨이퍼(6)가 얹어놓여진다. 이 탄성필름(5)은, 반도체 웨이퍼(6)와 하부전극을 겸하는 얹어놓는대(2)와의 사이의 임피던스를 일정하게 하기 위하여 마련되어 있다.
즉, 반도체 웨이퍼(6)와 얹어놓는대(2)와의 사이의 임피던스는, 양자간의 간격에 의존하기 때문에, 불균일하게 되지만, 양자 사이에 절연성이 높은 탄성필름(5)을 개재시킴으로써, 양자간의 임피던스는, 양자의 면 사이의 간격보다 탄성필름(5)에 의해 지배되기 때문에 일정하게 되는 것이다.
그리고, 얹어놓는대(2)의 바깥둘레측에는, 예를들면 에어실린더등의 구동기구(7)에 의하여 승강이 가능하게 되는 클램프링(8)이 배치되어 있고, 이 클램프링(8)에 의하여 반도체 웨이퍼(6)의 둘레가장자리부를 탄성필름(5)에 누름으로써, 반도체 웨이퍼(6)는 소정의 클램프하중으로 얹어놓는대(2)위에 유지된다.
또, 얹어놓는대(2)의 윗면은, 반도체 웨이퍼(6)의 둘레가장자리에 클램프링(8)으로 가해진 클램프하중이, 반도체 웨이퍼(6)의 주변부에서의 고정에 의한 등분포 하중으로서 가하여졌다고 가정하였을때 반도체 웨이퍼(6)의 변형곡면(등분포 하중 곡면)과 대략 동일한 곡면으로 볼록형상으로 형성되어 있다.
상기 얹어놓는대(2)는, 반도체 웨이퍼(6)를 냉각 가능하게 유지하는 것이며, 얹어놓는대(2) 내부에는 냉각재킷(9)이 내장되어 있다.
냉각재킷(9)에는, 냉각매체의 도입관(10)과 배출관(11)이 접속되어 있고, 냉각재킷(9) 내부에 냉각매체 예를들면 냉각수를 도입관(10) 및 배출관(11)을 개재하여 순환시킴으로써, 반도체 웨이퍼(6)의 냉각이 실시된다.
여기서, 얹어놓는대(2)의 윗면에 배치된 탄성필름(5)과 반도체 웨이퍼(6)과의 사이에는, 미시적으로 보면 웨이퍼 뒷면의 표면이 거칠어서 미소한 공간이 필연적으로 형성된다. 얹어놓는대(2)내에는, 얹어놓는대(2)와 반도체 웨이퍼(6) 사이의 전열을 돕는 매체가 되는 기체를 상기 미소한 공간내에 도입하기 위한 가스도입관(12)이 중앙부를 관통하여 설치되어 있다.
이 가스도입관(12)은 제1도에 나타낸 바와 같이, 진공용기(1) 밖에 배치된 압력 조정기구(13)를 개재하여 가스공급원(14)에 접속되어 있다.
상기 가스도입관(12)에 접속된 압력 조정기구(13)내의 주배관(15)에는, 가스공급원(14)측으로부터 순서대로, 도입 가스의 유량을 조정하는 유량조절기(16), 주개폐밸브(17) 및 압력게이지(18)가 설치되어 있다.
상기 주배관(15)의 주개폐밸브(17)와 압력게이지(18)간에는, 부(副)배관(19)이 접속되어 있으며, 이 부배관(19)은, 부개폐밸브(20) 및 압력조정밸브(21)를 개재하여 진공펌프(22)에 접속되어 있다.
상기 압력조정밸브(21)는, 압력게이지(18)에 의하여 계측되는 탄성필름(5)과 반도체 웨이퍼(6)간의 미소 공간내의 압력에 따라서, 미리 기억된 제어프로그램에 의하여 자동적으로 컴퓨터 제어가 콘트롤러(23)에 의하여 제어되고, 주개폐밸브(17)와 부개폐밸브(20)가 연동하도록 구성되어 있다.
전열매체용 가스로서는, 통상, 예를들면 질소가스, 헬륨, 아르곤 등의 불활성 가스가 사용되고 있지만, 반도체 웨이퍼의 처리에 사용되는 반응가스등을 사용하는 것도 가능하며, 특히 가스의 종류에는 한정되지 않는다. 진공공간에 의한 단열을 방지하는 것이다.
상술한 상부전극(3)은, 용기형상으로 구성되며, 반응가스 공급관(24)이 접속됨과 동시에, 상부전극(3)의 하부전극과의 대향면 즉 하부표면에는 도시하지 않는 미세한 작은 구멍이 형성되어 있고, 이 미세한 작은 구멍에서 처리가스, 예를들면 아르곤가스 등이 진공용기(1)내로 유출이 가능하게 되어 있다.
그리고, 상부전극(3)에 접속된 도시하지 않는 고주파전원 380KH, 13,56MHz 등의 고주파에 의하여, 상부전극과 하부전극이 얹어놓는대(2)와의 사이에 플라즈마가 생성되도록 구성되어 있다.
그리고, 상기 실시예에서의 얹어놓는대(2)는, 전기적으로 접지되어 있다. 얹어놓는대(2)를 전기적으로 접지하지 않고 전압을 인가해도 좋다.
예를들면 상하전극(2),(3)간에 위상이 다른 전력을 인가해도 좋다.
다음에, 이상과 같이 구성된 에칭장치에 의한 에칭처리공정을 제2도를 참조하여 설명한다.
즉, 제2도의 공정(100)에 나타낸 바와 같이, 먼저 진공용기(1)내를 소정의 진공상태까지 배기한 후, 공정(110)에 나타낸 바와 같이 얹어놓는대(2)위에 반도체 웨이퍼(6)를 배치하여, 클램프 링(8)에 의해 웨이퍼(6)를 눌러 소정의 클램프 하중으로 유지한다.
다음에, 얹어놓는대(2)상에 배치된 탄성필름(5)과 반도체 웨이퍼(6)간의 미소공간내에 가스도입관(12)에서 전열매체가 되는 가스를 도입한다. 이 전열매체 가스의 도입은, 다음의 순서에 따라 실시된다.
먼저, 공정(120)에 나타낸 전열매체 가스의 예비 도입공정을 실시한다. 그리고, 가스의 도입에 앞서, 가스공급원(14)에서 예를들면 0.7Kg/㎠∼1.0Kg/㎠ 정도의 압력으로 공급되는 전열매체용 가스를, 유량조절기(16)에 의하여 조정유량, 예를들면 0∼20 SCCM 정도로 조정한다.
즉, 주개폐밸브(7)를 닫힌 상태로 하고, 부개폐밸브(20) 및 압력밸브(21)를 열린상태로 하여 진공펌프(22)를 작동시켜, 상기 미소공간내를 감압상태로 한다(공정 121).
다음에, 배기를 계속한 상태에서, 주개폐밸브(17)를 열린상태로 함으로써, 주배관(15)을 개재하여 가스도입관(12)에서 서서히 미소공간내에, 전열매체 가스를 도입한다(공정 122). 이 가스의 도입에 있어서는, 미소공간내에 서서히 전열매체 가스가 공급되도록 배기량을 조정한다.
다음에, 가스도입공정에 의하여 미소공간내의 압력이 소정압력에 도달하였을 정도에서, 상부전극(3)에 소정의 RF 전력을 인가함으로써, 상부전극(3)과 하부전극을 겸한 얹어놓는대(2)와의 사이에 플라즈마를 형성하여 소정의 에칭을 실시한다(공정 140).
이 에칭처리공정중에 있어서, 반도체 웨이퍼(6)는, 형성된 플라즈마에 노출되거나 에칭됨으로써 온도가 상승되지만, 미소공간내에 도입된 전열매체 가스를 통하여, 반도체 웨이퍼(6)와 얹어놓는대(2)와의 사이에서 열전달이 행해져서, 냉각재킷(9)내에 순환되는 냉각수에 의하여 얹어놓는대(2)가 냉각되며, 이 얹어놓는대(2)에 의하여 반도체 웨이퍼(6)가 소정의 온도내에 유지된다.
또, 반도체 웨이퍼(6)의 둘레가장자리부는, 클램프 링(8)에 의해 탄성필름(5)을 개재하여 얹어놓는대(2)에 눌러져 있기 때문에, 전열매체용 가스는 상기 미소공간내에 봉입된 상태가 되지만, 처리의 진행등에 따라서, 전열매체용 가스가 누출되어 설정압 이하로 되면, 압력조정밸브(21)가 닫힌 상태가 되어 전열매체용 가스가 설정압까지 공급된다. 이와같이 하여, 상기 미소공간(12)내의 압력은, 끊임없이 소정의 압력, 예를들면 0.5Torr 내지 20Torr의 범위에서 선택하여 유지된다.
여기서, 상기 미소공간내에 도입하는 기체의 설정압은, 반도체 웨이퍼(6)와 얹어놓는대(2) 윗면과의 거리가, 반도체 웨이퍼(6) 전면에 있어서 거의 균등하게 되도록 설정한다. 이것은, 열전달량이 그 거리에 의해 결정되기 때문이다. 요컨대, 전열매체용 가스의 도입압을 너무 크게 설정하면, 가스도입관(12)이 배치된 반도체 웨이퍼(6) 중앙부 부근의 거리만이 커지고, 반도체 웨이퍼(6)의 온도 분포의 균일성이 저하하기 때문이다.
구체적인 설정압으로서는, 열전도율이 포화하는 도입가스압 이하의 값, 예를들면 20Torr 정도로 포화하는 경우 10Torr 정도의 값으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 바람직한 거리의 값은 20 내지 200㎛이다.
이와 같이, 상기 실시예에 관한 에칭방법에 있어서는, 얹어놓는대(2) 위에 배치된 탄성필름(5)과 반도체 웨이퍼(6)간의 미소공간내에 전열매체용 가스를 도입할 때에, 가스의 예비 도입 공정으로서, 감압된 공간내에 전열매체용 가스를 예비공급함으로써 미소공간내로의 가스의 급격한 돌입을 방지하고 있다. 그리고, 가스의 예비도입 공정이 종료된 후, 설정압까지 전열매체용 가스를 도입하고 있기 때문에, 미소공간내의 급격한 압력 상승을 방지하고, 서서히 압력을 상승시키면서 설정압까지 전열매체 가스를 도입하는 것이 가능하게 된다.
그 결과, 가스의 급격한 돌입에 의한 반도체 웨이퍼(6)의 클램프 상태의 엇갈림 등을 방지할 수가 있고, 반도체 웨이퍼(6)의 변형이나 상처의 발생 등이 생기는 일이 없다. 또, 반도체 웨이퍼(6)이 처리시 클램프 상태의 안정성이 높아지기 때문에, 반도체 웨이퍼(6)의 온도 분포의 균일성 향상을 도모하는 것이 가능하다.
또, 미소공간내로의 전열매체용 가스의 도입량을 압력에 의하여 제어하고 있는 동시에, 그 압력을 일정하게 유지하고 있기 때문에, 얹어놓는대(2)와 반도체 웨이퍼(6) 사이의 열전달 상태를 처리공정중, 양호하게 동시에 일정하게 유지할 수가 있다. 그때문에, 반도체 웨이퍼(6)의 냉각을 효율성 있고, 안정하게 행할 수가 있으며, 그에 따라서, 안정된 처리 즉, 에칭 처리를 효율성 있게 실시하는 것이 가능하게 된다.
제3도는, 본 발명의 다른 실시예에 관한 에칭장치에 사용되는 하부전극을 나타낸 단면도이다.
제4도에 나타낸 에칭장치는, 제1도에 나타낸 에칭장치와는, 하부전극을 구성하는 얹어놓는대(2)의 구조에서 상위할 분이고, 그밖에는 다른 것이 없으며, 그 설명은 생략한다.
제3도에 나타낸 하부전극을 구성하는 얹어놓는대(2)는, 예를들면 알루미늄과 같은 도전성 금속재료에 의해 형성되어 있다. 하부전극(2)의 피처리물 재치면인 윗면(25)을 포함한 표면에는, 절연성의 산화피막, 즉 산화알루미늄을 주성분으로 한 알루마이트 피막(26)이 형성되어 있다. 또한 하부전극(2)의 윗면(25)위에 형성된 알루마이트 피막(26)위에는, 제1도에 나타낸 하부전극과 마찬가지로, 카프톤(폴리이미드계 수지의 상품명)으로 이루어지는 예를들면 약 25㎛의 두께의 탄성절연 필름(5)이 붙혀지고 있다. 이 탄성절연 필름(5)상에 피처리물, 예를들면 반도체 웨이퍼(6)가 얹어놓여진다.
알루마이트 피막(26)의 두께는, 탄성절연 필름(5)의 두께와의 균형으로 적절히 설정되어, 예를들면 탄성절연 필름(5)의 두께 25 내지 100㎛에 대하여, 10 내지 200㎛이다.
이 실시예에서는, 알루마이트 피막(26)의 두께를 50㎛로 하고, 탄성절연 필름(5)의 두께는 25 내지 100㎛로 하였다. 이들 알루마이트 피막(26)과 탄성절연 필름(5)의 두께는, 전극(2),(3)간에 절연물이 개재됨으로써, 플라즈마의 발생을 극단적으로 저해하지 않는 정도로 설정하는 것이 바람직하다.
제5도는, 본 발명의 또다른 실시예에 관한, 로우더 언로우더부를 구비한 플라즈마 에칭-에싱장치를 나타낸 사시도, 제6도는, 제5도에 나타낸 플라즈마 에칭-에싱장치의 구성을 나타낸 도면이다.
제5도 및 제6도에 나타낸 플라즈마 에칭-에싱장치는, 반도체 웨이퍼를 수납하는 수납부(32)와, 이 수납부(32)에서 반도체 웨이퍼를 반입출하기 위한 반송부(33)와, 이 반송부(33)로부터의 반도체 웨이퍼를 위치맞춤하는 얼라이먼트부(34)와, 이 얼라이먼트부(34)에서 위치맞춤된 반도체 웨이퍼를 에칭/에싱하는 처리부(35)와, 이들 각 부의 동작설정 및 모니터를 실시하는 조작부(36)로 구성되어 있다.
그리고, 수납부(32)와 반송부(33)와, 얼라이먼트부(34)에 의해, 로우더 언로우더부를 구성하고 있다.
먼저, 로우더 언로우더부에 대해서 설명하면, 수납부(32)에는, 제5도에 나타낸 바와 같이, 반도체 웨이퍼를 두께방향으로 소정의 간격으로 복수매, 예를들면 25매 수납가능한 웨이퍼 카세트(37)와, 이 웨이퍼 카세트(37)를 얹어놓을 카세트 얹어놓는대(38)가 배치되어 있다. 카세트 얹어놓는대(38)는, 도시하지 않는 승강기구에 의해 상하운동이 가능하게 되어 있다. 그리고, 승강기구는, 방진 대책 때문에, 카세트 얹어놓는대(38) 보다도 언제나 아래쪽에 위치하는 것이 바람직하다.
반송부(33)에는, 수납부(32), 얼라이먼트부(34) 및 처리부(35)의 상호간에서 반도체 웨이퍼의 반송을 실시하는 다관절 로보트(39)가 설치되어 있다.
이 다관절 로보트(39)는, 도시하지 않는 웨이퍼 유지기구 예를들면 진공흡착기구를 갖춘 아암(40)을 구비하고 있으며, 이 아암(40)은, 반도체 웨이퍼로의 중금속 오염을 방지하기 위한 재료, 예를들면 세라믹이나 석영글라스에 의해 형성되고 있다. 다관절 로보트(39)는, 1점을 중심으로 회전이 자유롭고, 수평-축방향으로 이동이 가능하다.
얼라이먼트부(34)에는, 진공척(41)이 설치되어 있다. 이 진공척(41)은, 원반형상척과, 원환(圓環) 형상척으로 구성되어 있으며, 웨이퍼 바깥둘레끝단부를 검출하는 센서, 예를들면 투과형 센서를 구비하고 있다.
처리부(35)에는, 그안에서 반도체 웨이퍼가 에칭처리되는 제1의 처리실(42)과, 이 제1의 처리실(42)에 반도체 웨이퍼를 반송하기 위한 도입측 로드록실(43) 및 중간 로드록실(44)과, 이 중간 로드록실(44)에 접속된 제2의 처리실(45)이 배치되어 있다. 제2의 처리실(45)은, 제1의 처리실(42)에서 처리된 반도체 웨이퍼에 대하여, 다시 등방성 에칭 및 레지스트 에싱등의 처리를 실시하는 것이다.
도입쪽 로드록실(43)의 얼라이먼트부(34)쪽의 측면에는, 반도체 웨이퍼의 반입을 위한 입구를 개폐하는 개폐기구(46a)가 형성되고, 제1의 처리실(42)쪽 측면에는, 마찬가지로 반도체 웨이퍼의 반입을 위한 입구를 개폐하는 개폐기구(46b)가 형성되어 있다. 도입쪽 로드록실(43)에는, 얼라이먼트부(34)에서 제1의 처리실(42)로의 반도체 웨이퍼의 주고받기를 실시하는 핸들링 아암(47a)이 설치되어 있다.
또, 중간 로드록실(44)의 제1의 처리실(42)쪽 측면에는, 반도체 웨이퍼의 반출을 위한 출구를 개폐하는 개폐기구(48a)가 형성되어 있으며, 제2의 처리실(45)쪽 측면에는, 마찬가지로 반도체 웨이퍼의 반출을 위한 출구를 개폐하는 개폐기구(48b)가 형성되어 있다.
그리고, 중간 로드록실(44)에는, 제1의 처리실(42)에서 제2의 처리실(45)로의 반도체 웨이퍼의 주고받기를 실시하는 핸들링 아암(47b)이 설치되어 있다.
각 로드록실(43),(44)에는, 도시하지 않은 진공배기기구, 예를들면 로우터리펌프가 접속되고, 또한, 불활성 가스 예를들면 질소가스를 도입가능한, 도시하지 않은 퍼지기구가 형성되어 있다.
제1의 처리실(42)은, 예를들면 알루미늄으로 구성되며, 그 표면은 알루마이트 가공되어 있다.
그리고, 제1의 처리실(42)의 내부기구 및 가스도입기구는, 제1도에 나타낸 에칭장치와 동일한 구성을 하고 있다.
제2의 처리실(45)은, 제6도에 나타낸 바와 같이 구성되어 있다. 즉, 원통형상의 처리용기(60)의 상부에는, 한쌍의 평행 평판형 전극(68a),(68b)이 서로 대향배치되고, 이중, 전극(68a)은, 정합(整合)회로를 개재하여, 예를들면 13.56MHz로 발진하는 고주파 전원(69)에 접속되어 있다. 다른쪽 전극(68b)은 접지되어 있다.
처리용기(60)의 내부에는, 예를들면 진공척 등으로 반도체 웨이퍼를 흡착 유지하는 얹어놓는대(63)가 배치되어 있다. 얹어놓는대(63)는, 온도제어장치(64)에 의하여 제어되는 히이터(65)와, 냉각장치(66)에 의하여 제어되는 냉각수 순환배관(57)을 내장하고 있다. 또, 얹어놓는대(63)는, 승강기구(73)에 의하여 상하운동이 가능하게 되어 있다.
처리용기(60)의 윗끝단에는, 가스유량조정기(71)를 개재하여 처리가스공급원(72)이 접속되어 있다. 또, 처리용기(60)의 하부에는, 얹어놓는대(63)의 중앙부에서 주변부로 가스가 흐르도록, 배기구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 여기에 배기장치(61)가 접속되어 있다. 또한, 처리용기(60)의 하부에는, 퍼지가스 공급원(도시하지 않음)이 접속되어 있다.
이상과 같이 구성된 각 기구의 동작 및 반도체 웨이퍼의 처리상태를 감시하기 위하여, 조작부(36)가 설치되어 있다. 이 조작부(36)는, 마이크로 콘트롤러로 이루어지는 도시하지 않는 제어부, 메모리부, 및 입출력부로 구성되며, 그 소프트웨어는, 예를들면 C 언어에 의해 프로그램되어 있다.
그리고, 이상 설명한 실시예에 있어서는, 본 발명의 방법 및 장치를 에칭방법 및 장치에 적용한 예에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를들면, 플라즈마 CVD방법 및 장치, 이온주입방법 및 장치, 스퍼터 방법 및 장치 등의 감압하에서 낱장처리를 하는 각종 반도체 제조방법 및 장치에 대하여 유효하며 상기 에칭방법 및 장치와 동일한 효과를 얻을 수가 있다.
더우기, 피처리체는 반도체에 한하지 않고, 아모퍼스(Si)로의 액정소자 구동회로인 TFT 회로 형성에 사용하여도 좋다.
또한, 상기 실시예에 있어서는, 피처리물을 균일하게 냉각하는 예에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 열제어이면 좋으며, 즉, 피처리물을 균일하게 가열할 경우에도 적용이 가능하다. 예를들면 제7도에 나타낸 바와 같이, 처리에 따라 발생되는 반응생성물이 용기내 표면에 부착되는 것을 방지하기 위해, 통상, 히이터(81)에 의해 용기 내벽을 가열하고 있으나, 그때, 노출되는 전극(82a),(82b)에도 반응생성물이 부착되는 것을 막기 위해, 용기 내벽을 개재하여 전극(82a),(82b)을 가열하고 있다.
이때, 가열을 효율성 있게 실시하기 위해서, 용기내벽과 전극(82a)과의 사이에 가스도입관(83)을 통하여 가스를 도입할 수가 있다. 이 경우의 전극의 가열을 균일하게 하고, 동시에 전극의 엇갈림이나 파손을 방지하기 위하여 본 발명을 적용할 수가 있다.

Claims (14)

  1. 밀폐한 용기를 배기하는 공정과; 상기 밀폐한 용기내의 얹어놓는대 위에 피처리물을 얹어놓는 공정과; 피처리물과 상기 얹어놓는대와의 사이의 틈에 소량의 전열매체 가스를 예비도입하는 공정과; 상기 틈내의 전열매체 가스의 압력을 측정하는 공정과; 전열매체 가스의 측정된 압력에 의존하여, 전열매체 가스의 압력이 소정의 값에 도달하도록, 틈에 전열매체 가스의 추가적 도입을 자동적으로 제어하는 공정과; 피처리물을 처리하는 공정을 구비한 처리방법.
  2. 밀폐한 용기를 배기하는 공정과; 상기 밀폐용기 내의 얹어놓는대 위에 피처리물을 얹어놓는 공정과; 피처리물과 상기 얹어놓는대와의 사이의 틈에 소량의 전열매체 가스를 예비도입하는 공정과; 상기 틈내의 전열매체 가스의 압력을 측정하는 공정과; 전열매체 가스의 측정된 압력에 의존하여, 전열매체 가스의 압력이 소정의 값에 도달하도록, 가스도입관으로부터 배기량을 제어함으로서, 틈에 전열매체 가스의 추가적 도입을 자동적으로 제어하는 공정과; 피처리물을 처리하는 공정을 구비한 처리방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 얹어놓는대와 피처리물은 합성 수지막이 형성되어 있는 대향면을 가지는 처리방법.
  4. 제1항에 있어서, 피처리물을 얹어놓는대 위에 얹어놓은 후, 클램프링에 의해 얹어놓는대 주변부를 눌러서, 상기 얹어놓는대 위에 피처리물을 유지하는 공정을 더욱 구비하는 처리방법.
  5. 제2항에 있어서, 피처리물을 얹어놓는대 위에 얹어놓은 후 소량의 전열매체 가스의 예비도입 전에, 상기 틈과 상기 가스도입관을 배기하는 공정을 더욱 구비하는 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 얹어놓는대와 피처리물은 대향하는 등분포 하중곡면을 가지는 처리방법.
  7. 제2항에 있어서, 피처리물을 얹어놓는대 위에 얹어놓은 후, 클램프링에 의해 얹어놓는대 주변부를 눌러서, 상기 얹어놓는대 위에 피처리물을 유지하는 공정을 더욱 구비하는 처리방법.
  8. 피처리물을 유지하는 얹어놓는대를 구성하는 제1의 전극과; 상기 제1의 전극에 대향하여 배치된 제2의 전극과; 상기 제1 및 제2 전극의 사이에 플라즈마를 발생시켜, 이 플라즈마에 의해 피처리물을 처리하는 수단과; 피처리물과 상기 제1 전극 사이의 틈으로 전열매체 가스를 자동적으로 도입하는 수단과; 틈내의 전열매체 가스의 압력을 측정하는 수단과; 전열매체 가스의 측정된 압력에 의존하여, 전열매체 가스의 압력이 소정의 값에 도달하도록, 틈에 전열매체 가스의 추가적 도입을 자동적으로 제어하는 수단과; 무기절연막이 상기 제1 전극 위에 형성하고, 탄성절연막이 상기 무기절연막 위에 형성하는 처리장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 전극은 알루미늄으로 이루어지며, 상기 무기절연막은 산화알루미늄막인 처리장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제1 전극과 피처리물은 대향하는 등분포 하중곡면을 가지는 처리장치.
  11. 제8항에 있어서, 피처리물의 주변부를 상기 얹어놓는대에 눌러서 유지하는 수단을 더욱 구비하는 처리장치.
  12. 제8항에 있어서, 도입된 전열매체 가스의 일부를 배기하는 수단을 더욱 구비하며, 전열매체 가스의 추가적 도입을 자동적으로 제어하는 수단은 전열매체 가스의 배기량을 제어하는 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 처리장치.
  13. 제8항에 있어서, 상기 탄성절연막은 폴리이미드 수지막인 처리장치.
  14. 제7항에 있어서, 피처리물의 처리중, 틈내의 전열매체 가스의 압력을 0.5Torr 내지 50Torr의 범위에서 유지하는 공정을 더욱 구비한 처리방법.
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