JPS6010625A - 多段プラズマ処理装置 - 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】 Ｌ　Ｓ　Ｉ、超Ｌ　Ｓ　Ｉ等の大規模集積回路を形成し
たチップを製造するには、半導体ウェハーに微細パター
ンを形成し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、上記膜をクリーニン
グする工程及びエツチングに使用したレジスト膜をウェ
ハー表面から除去する〒テテテチ工程を必要としている
。

そして、上記各工程を行うには無機酸、有機溶剤等の種
々の液体化学薬品を用いた湿式処理と、プラズマを用い
た乾式処理があるが、最近では加工精度及び作業性に優
れたプラズマ処理を行う傾向にある。

しかしながら、上記各工程をプラズマ処理によって行う
としても、各工程における処理条件、例えば真空度、処
理時間及び反応ガス等は各工程毎に異なり、また従来の
プラズマ処理装置は１つのプラズマ発生用チャンバー（
処理室）しか備えていないため、１つの処理装置で複数
の工程を連続的に行うことができない。

斯る問題は１つのプラズマ処理装置に複数のプラズマ発
生用チャンバーを設ければよいのであるが、単に複数の
プラズマ発生用チャンバーを設けただけでは装置自体極
めて大型化し、更にウニ・・−をチャンバーへ移す機構
も複雑となり、かえって処理が面倒となる。

本発明は」二連した従来の問題点を改善すべく成したも
のであり、その目的とする処は、従来のプラズマ処理装
置と比べて略々同じ大きさで済み、しかもウェハーを異
なる条件で連続的に処理し得る多段プラズマ処理装置を
提供するにある。

この目的を達成すべく本発明に係る多段プラズマ処理装
置は、−側部或いは両側部に真空予備室を付設した複数
のプラズマ発生用チャンバーを装置内に上下方向に重ね
て配設し、また前記真空予備室の側方にガイド部側を設
げ、このガイド部側にウニ・・−収納カセットを昇降自
在に保持せしめ、ガイド部材を設けた側の真空予備室の
側方、真空予備室内部及びプラズマ発生用チャンバー内
部のそれぞれに配設された搬送装置により、ウエノ・−
収納カセットとプラズマ発生用チャンバー内との間でウ
ェハーを出し入れするようにしたことをその要旨とする
。

以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る多段プラズマ処理装置の要部の斜
視図であり、上下方向に複数段重なる如く配設されたプ
ラズマ発生用チャンパート・の−側部には、中間室２・
・・を介して真空予備室３・・・が個別に旧設されてい
る。また、真空予備室３の側方には一対の平行なガイド
ロッド４，４が立設され、これらガイドロッド４，４に
よりウエノ・−収納用カセット５を載置するカセット台
６の昇降動　町が案内され、それについて該カセット５
が昇降動する。この収納用カセット台６の昇降動は例え
ば３− パルス制御されるモータによって回転するネジロッドに
カセット台６の一部を螺合せしめるようにして行う。

ウェハー収納用カセット台６は中央に切欠７を形成した
平面コ字状をなし、ウエノ・−収納用カセット５を載置
したときに、ウニ・・−８を出し入れ自在としている。

一方、前記プラズマ発生用チャンバー１、中間室２及び
真空予備室３の内部構造は第２図及び第３図に示すよう
に、プラズマ発生用チャンバー１の−１−壁９には反応
ガスの導入管１０を、側壁１１には真空ポンプにつなが
る真空引き用のバイブ１２を取り付け、またチャンバー
１内には高周波電源につながる上部電極１３と下部電極
１４とからなる平行平板型電極を設け、この下部電極１
４内に冷却水導入管１５及び排水管１６を介して冷却水
を循環せしめるようにしている。また下部電極１４の中
央からはウェハー載置台１７が昇降動自在に突出してお
り、この載置台１７はその下降限において下部電極と略
々面一となるようにされている。

４− そしてチャンバー１内の下部で下部電極１４よりも若干
−Ｆ方には一対の平行なベルトコンベア１８゜１８が左
右方向に移動可能に配設されている。

また、チャンバー１と開口１９を介して連通し、真空予
備室３と開口２０を介して連通ずる中間室２内には弁装
置２１が設げられている。この弁装置２１はシリンダ２
２のロッド２３に固着された支持部２４と、この支持部
２７にリンク２５．２５を介して連結し、前面にシール
２６を取付げた弁体２７とからなり、ロッド２３がシリ
ンダ２２内に引っ込んでいるときには第４図（イ）に示
す如く、スプリングによって弁体２７先端部が支持部２
４の先端部よりも突出し、シリンダ２２を作動させて、
ロッド２３を突出せしめ第４図（ロ）に示す如く弁体２
７の先端部を中間室２の側壁に当接させ、更にロッド２
３を突出させることで弁体２７を前方へ移動せしめて、
前記開口１９を閉じ、チャンバー１と真空予備室３とを
気密に隔離する。

また、真空予備室３の土壁２８には真空引き用のパイプ
２９を取付け、側壁３０には開口３１を開閉する弁体３
２を設け、更に真空予備室３内には一対の平行なベルト
コンベア３３．３３を配設している。そして、開口３１
の側方にも一対の平行なベルトコンベア３４．３４が配
設され、このベルｌコンベア３４は前後方向（第２図、
第３図において左右方向）に全体的に移動可能とされ、
前方（第２図、第３図中左方）に移動することで、前記
ガイド部材４，４に支持されたカセット台６に形成した
切欠７内に入り込むようにされ、後方に移動することで
、その後端部が開口３１の近傍に位置するようにしてい
る。そして、このベルトコンベア３４．３４も各プラズ
マ発生用チャンバー　ｉ　ｖｃ対応して個別に設けられ
、且つベルトコンベア３４及び前記ベルトコンベア１８
．３３のベル］・面は同一平面十にあるようにしている
。

尚、ベルトコンベア３４ば図示例にあっては、各プラズ
マ発生用チャンバー１毎に対応して個別に配設したが、
ベルトコンベア３４を昇降動自在とすれば、１つのベル
トコンベア３４により共用を図ることも可能である。

次に以上の如き構成からなるプラズマ処理装置の使用例
を述べる。尚、この場合最上段に位置する第１段目のチ
ャンバーと、第２段目のチャンバーにおいてはＣＣ＾ガ
スを導入してウェハー上のアルミニウム膜の選択的なエ
ツチングを行い、第３段目のチャンバーではＣＦ、ガス
を導入してウェハーのクリーニングを行い、第４段目の
チャンバーにおいてはアルミニウム膜上のホトレジスト
層をアッシング除去することを本発明の一例として次に
具体的に説明する。

先ず、ガイド部材４，４に支持されたカセット台６上に
例えば２５枚の未処理のウェハー８・・・を収納したカ
セット５を載置し、これを最上段のチャンバー１よりも
上方となるように位置せしめ、とのカセット５よりも下
方にカセット台６′上に載置した空のカセット５′を位
置せしめる。斯る状態からベルトコンベア３４を前方へ
移動させ、これと同時にカセット台６を降下させる。す
ると、力　１セット台６には切欠７が形成されているの
でカセット５の降下により最下段のウェー・−８がベル
ト７− コンベア３４」二に載る。そこで、カセット５の降下を
停止Ｊ−，するとともにベルトコンベア３４を後方へ移
動する。

次いで、弁体３２を回動させて開口３１を開き、ベルト
コンベア３４及び３３を駆動せしめることでウェハー８
を真空予備室３に入れる。尚、この場合、真空予備室３
と中間室２とを連通ずる開口１９は弁装置２１によって
閉じられている。

そ１−て、弁体３２によって開口３１を閉じた後、真空
予備室３を所定の真空度になるまで真空引きし、所定の
真空度に到達したならば弁装置２１によって開口１９を
開き真空予備室３とチャンバー１内とを連通ずる。そし
て、ベルトコンベア３３及び１８を駆動することでウェ
ハー８をチャンバー１内に搬入する。この場合、チャン
バー１内は既に所定の真空度に保持されている。

而る後、弁装置２１によって開口１９を閉じるとともに
反応ガス導入管１０を介してチャンバー１内にＣＣｔ４
ガスを導入する。また、これと同時にウェハー載Ｎ　台
１７が上昇し、ベルトコンベア１８８− 」二にあったウニ・・−８をウェハー載置台１７」二に
載せ、この後ベルトコンベア１８．１８が左右に移動し
てその間隔がウエノ・−８の径よりも大きくなる。次い
で、ウェハー載置台１７が降下してウェハー８を下部電
極１４上に載置する。この状態から、上部電極１３と下
部電極１４との間に高周波を印加しプラズマを発生せし
め、ウエノ・−８表面のアルミニウム膜をエツチングす
る。

そして、第１段目のチャンバー１における処理が半分程
度まで済んだならば、前記同様の操作により、カセット
５の下から２段目に収納さね５ていたウェハー８を第２
段目のチャンバー１内に搬入し、この第２段目のチャン
バー１内においてＣＣ７！、ｌガスを用いてウェハー８
表面のアルミニウム膜のエツチングを行う。

尚、このエツチング処理の間に、前記カセット５を一旦
上昇させ、カセット５′を最−ヒ段のチャンバー１に対
応する位置まで上昇させておく。

そして、第１段目のチャンバー１におけるエツチング処
理が終了したならば前記とは逆の操作によりウェハー８
を真空予備室３に戻し、ベルトコンベア３３．３４を駆
動してウェハー８をベルトコンベア３４上に載ぜ、この
ベルトコンベア３４を前方に移動せしめて、アルミニウ
ム膜のエツチング処理が終了したウェハー８を空のカセ
ット５′内に収納する。

次いでベルトコンベア３４をカセット５．５’の昇降動
と干渉しない位置まで戻す。この後、３段目のプラズマ
発生用チャンバー１に対応して設けられたベル）・コン
ベア３４を前方に移動せしめるとともに空のカセット５
′を降下せしめ、３段目のベルトコンベア３４Ｊ二にア
ルミニウム膜のエツチング処理が終了したウニ・・−３
４を載置する。そして、前記同様の操作でこのウェハー
を３段目のプラズマ発生用チャンバー１内に搬入する。

ここで３段目のプラズマ発生チャンバー１内には反応ガ
スとしてＣＦ４ガスを充填し、とのチャンバー１内では
プラズマクリーニング処理を行う。

一方、アルミ膜のエツチング処理が終了したウェハー８
に対し３段目のチャンバー１でクリーニング処理を行っ
ている間に、最上段のチャンバー１内では、カセット５
の最下段から３段目に収納されていたウェハー８のアル
ミニウム膜エツチング処理を施すこととなる。

そして、３段目のチャンバー１内でクリーニング処理が
施されたウニ・・−８は前記同様の操作で再び空のカセ
ット５′内に戻され、次いで前記同様の操作により今度
は４段目のチャンバー１内に搬入される。そしてとのチ
ャンバー１内には反応カスどし、て０２ガスを導入し、
プラズマによりレジスト膜のアッシング処理を行う。こ
れと併行して第２段目のチャンバー１内で゛アルミニウ
ム膜のエツチング処理が終了したウエノ・−８を３段目
のチャンバー１内にてクリーニング処理を施す。

このようにして、複数枚のウエノ・−に対し、異なる処
理条件下において、連続的にプラズマ処理を施す。

尚、以上の使用例は一例に過ぎず、反応条件等　汽は任
意に設定できるものであり、また実施例にあっては個々
のプラズマ発生用チャンバー毎に真空１１− ポンプ及び高周波電源を設けるようにしたが、１つの真
空ポンプ或いは高周波電源を共用するようにしてもよい
。

また、図示例にあってはプラズマ発生用チャンパート・
・の−側部に真空予備室３・・を旧設したものを示した
が、プラズマ発生用チャンパート・の両側部に真空予備
室３を旧設し、一方の真空予備室３から搬入したウェハ
ー８を他方の真空予備室３を介して搬出するようにして
もよい。尚、この場合はそれぞれの真空予備室の側方に
カイト部材４を立設する必要がある。

以」二に説明したように本発明によれば、装置内に真空
予備室を旧設したプラズマ発生用チャンバーを上下方向
に重なる如（配設し、真空予備室の側方にはガイド部側
を介してウェハーを収納したカセットを昇降動自在に保
持し、更に搬送装置により、−ヒ記チャンバーとカセッ
トとの間でウェハーを出し入れ可能としたので、１つの
装置で複数のウェハーに対し、異なる条件下において連
続的に各種プラズマ処理を行うことができ、従来に比１
２− べ飛躍的に生産効率が向」ニするとともに、装置自体が
占めるスペースも従来装置と然程変わることがない環条
（の効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る多段プラズマ処理装置の要部を示
す剰視図、第２図は同要部の縦断面図、第３図は同要部
の横断面図、第４図（イ）、（ｃｉは弁装置の作動を示
す横断面図である。 尚、図面中１はプラズマ発生用チャンバー、３は真空予
備室、４はガイド部材５，５′はウェハー収納用カセッ
ト、８はウェハー、１３．１４は電極、１８．３３．３
４は搬送装置、２１は弁装置である。 特許出願人　東京電子化学才朱氏７訃材−代理人　弁理
士　下　１）　容一部 間　弁理士　大　橋　邦　音 間　弁理士　小　山　有

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）−ヒ下方向に重なるように配設されるとともに内
   部にウェハー搬送装置を組込んだ複数のプラズマ発生用
   チャンバーと、これら各プラズマ発生用チャンバーの側
   部に付設されるとともに内部ウェハー搬送装置を組込ん
   だ真空予備室と、これら真空予備室の側方に立設された
   ガイド部材と、このガイド部材に昇降動可能に支持され
   るウェハー収納用カセットと、このウェハー収納用カセ
   ットと前記プラズマ発生用チャンバーとの間で・ウェハ
   ーを出し入れするための搬送装置とを備えてなる多段プ
   ラズマ処理装置。
2. （２）　前記真空予備室はプラズマ発生用チャンバーの
   一側部に付設されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の多段プラズマ処理装置。
3. （３）前記真空予備室はプラズマ発生用チャンバーを挾
   んで両側部に付設されたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の多段プラズマ処理装置。 を形成したチップ素材となる半導体ウェハーにプラズマ
   処理を施す装置に関する。