JPS6332931A - プラズマ・エツチング・システム - Google Patents

プラズマ・エツチング・システム

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JPS6332931A
JPS6332931A JP62096093A JP9609387A JPS6332931A JP S6332931 A JPS6332931 A JP S6332931A JP 62096093 A JP62096093 A JP 62096093A JP 9609387 A JP9609387 A JP 9609387A JP S6332931 A JPS6332931 A JP S6332931A
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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） この発明は、半導体の処理、特に、汚染のない同時多数
処理が可能なウェファ−のプラズマ・エッチング処理シ
ステムに関するものである。
（従来の技術） プラズマ・エッチング装置は、集積回路製造工程におい
て、使用されているが、このような装置は、１枚ごとに
、ウェファ−をエツチング処理する装置と、多数のウェ
ファ−を処理づる装置とがある。
（発明が解決しようとする問題点） １枚ごとにウェファ−をエツチングする装置は、工程管
理において優秀であるが、処理能率において劣る。この
ため、処理速度が高速で、高温度の処理を行なって能率
を向上させるようにしているため問題がある。特に、高
温度エツチング処理は、抵抗にポツピング現象が生じ、
これを解消するため、ヘリウムを用いた冷却装置が使用
され、ヘリウムがプラズマに混入する欠点がある。また
、多数枚のウェファ−をエツチングする装置は、品質管
理の点、製造工程の点で問題がある。例えば、多数枚の
ウェファ−の個々についてのエンドポイントの正確な検
知、測定が困難であり、電極ギャップを正確に保持させ
ることも難しく、使用する種々のガスの化学特性を維持
する点でも難点がある。さらに、前記した装置は、いず
れも処理工程中においてのウェファ−の汚染防止の点で
問題があり、中間の操作段階において、ウェファ−を好
ましくない環境に曝し、ウェファ−を汚染してしまう欠
点がある。
（問題点を解決するための具体的手段）この発明は、前
記した問題を解決するために発明されたちので、ウェフ
ァ−を１枚づつ別個に同時にエツチング処理して、ウェ
ファ−を１枚ごと処理する装置のメリットである高品質
の特性と多数枚処理する装置の高能率特性の両者を兼備
し、しかち制御されたバキュウム雰囲気中においての処
理により、ウェファ−の汚染問題を全面的に解決したプ
ラズマ・エッチング処理システムを提供するものである
。
この発明は、以下に述べる実施例において詳細に説明さ
れるが、複数のプラズマ・エッチング処理室がウェファ
−を移送するウェファ−の装填／取り出し機構を中心と
して円形に配列され、これら処理室に伍してウェファ−
を収納して処理の順番を待つウェファ−待機ステーショ
ンが配設され、前記装填／取り出し機構のアームかステ
ッピング回転して、ウェファ−待機ステーションにアプ
ローチし、該ステーションからピックアップしたウェフ
ァ−を選択された処理室へ装填し、順次このような操作
を汚染のない環境下で行なうことで、ウェファ−のプラ
ズマ・エッチング処理が各処理室で１枚ごと行なわれ、
複数の処理が必要な場合には、一方の処理室から他方の
処理室へ移送し、−回の処理で充分であれば、処理室か
ら待機ステーションへ戻す操作がすべて汚染フリーの状
態で行なわれる。前記したプラズマ・エッチング処理室
には、一対の電極が上下方向に配置され、これら電極の
一方が固定で、他方が可動であり、画電極の間には、可
変のカソード・アノード・ギャップが介在し、このギャ
ップは適宜調整されるようになっている。また、ウェフ
ァ−の装填／取り出し機構には、ステエピング回転して
前記複数の処理室のいずれかと対面し、また、待機ステ
ーションと対面し、これら処理室または待機ステーショ
ンへのアドレスを行なう直線方向の進退運動を行なうア
ーム機構が設けられている。ざらに、前記処Ｉ！Ｉ！室
におけるプラズマ・エッチング加工は、すべて同じ加工
処理を行なうことも、また、別の加工処理を行なうこと
も可能であり、ウェファ−に要求されるエツチング加工
の内容によって適宜の処理が行なわれ、したがって、加
工されるウェファ−は、特定の処理室における加工が完
了されれば、その状態で取り出されて処理完了とされる
ものと、複数の処理室に順次送られて複数ステツプの処
理加工が行なわれるものとがある。これらの場合、いず
れも前記した装填／取り出し機構の操作でのウェファ−
の装填、取り出し、移送がすべて無汚染の環境下で行な
われれる。
（実施例） 第１図において、符号１０は、この発明による汚染防止
されたウェファ−のプラズマ・エッチング・システムを
示すものであって、このシステム１０は、複数のプラズ
マ・エッチング室１２とウェファ−待機ステーション１
４とを円弧１６にそって円形状（環状）に配置した構成
であり、前記エツチング室においては、ウェファ−が１
枚づつエツチング処理されるようになっている。ウェフ
ァ−の装填／取り出し機構１８は、前記したプラズマ・
エッチング処理室１２とウェファ−待機ステーション１
４により囲まれて、それらの中心に位置し、各プラズマ
・エッチング処理室１２とウェファ−待機ステーション
１４とに対しては、バキュウムをロックするバルブ２０
を介して前記装置ａ／取り出し機構１８が配設され、プ
ロセッサー２０が各プラズマ・エッチング処理室１２、
ウェファ−待機ステーション１４ならびに装填／取り出
し機構１８それぞれに接続し、常法により各プラズマ・
エッチング処理室における処理制御と各プラズマ・エッ
チング処理室とウェファ−待機ステーションとの間にお
けるウェファ−の移送操作の制御を行なうようになって
いる。
反応く処理）ガス噴ｒＡ機構２４により所定の反応ガス
ならびにその他の処理ガスが各プラズマ・エッチング処
理室１２へ吹き込まれる。バキュウム礪構２６により各
プラズマ・エッチング処理室１２、待機ステーション１
４ならびに装填／取り出し機構１８が処理工程の間を通
して制御されたバキュウム状（ぶを維持するようになっ
ている。
前記したガス噴ｒ１４ｍ構２４とバキュウム機構２６と
は、プロセッサー２２と接続し、これらの動作が該プロ
セッサーにより制御される。
各プラズマ・エッチング処理室１２、待機ステーション
ならびに前記両者に囲まれて同心位置に配置の装填／取
り出し機構１８は、前記のように円形配置であるから、
全体の配置に無駄なスペースをとらずにすみ、比較的コ
ンパクトな配置構成となっている。そして装填／取り出
し機構１８と各バルブ２０は、互いに共働し、待機ステ
ーション１４と各プラズマ・エッチング処理室１２との
間におけるウェファ−の移動（移送）をウェファ−の汚
染なく、かつ、人手を煩わすことなく自動的に行なえる
もので、従来期待し得なかったすぐれた処理制御と高い
処理効率とが得られるものである。
第２図は、この発明によるプラズマ・エッチング処理装
置の一部３０を示ずもので、待機ステーション１４にお
いては、図示されていないカセットに複数枚のウェファ
−３２が間隔をおいて縦積みされており、該カセットは
、ステップ式（段階式）に上昇するエレベータ３４によ
り一段づつ上昇する構成になっており、このステップ式
の上昇運動は、プロセッサー２２により制御され、１枚
づつウェファ−が所定の供給位置に達するように構成さ
れている。このような構成により、カセットに収納され
ている各ウエフ１−は、所定の供給位置から装填／取り
出し機構１８により取り出されて各プラズマ・エッチン
グ処理室１２へ送られて装填され、処理後には、各プラ
ズマ・エッチング処理室から取り出されて待機ステーシ
ョン１４０カセツトの元の位置へ戻されるものである。
このようなカセットとエレベータ機構によるウエフ？−
の収納、待機システムは、他の適当な機構に代替するこ
とも可能である。
第２．３Ａ、３Ｂ図に示すように、バキュウムロックの
バルブ機構２０は、待機ステーション１４と装置ａ／取
り出し機構１８の間ならびに各プラズマ・エッチング処
理室１２と装填／取り出し機構１８の間に介在し、ハウ
ジング４０を備えている。このハウジング４０は、基板
４２を含み、第３Ａ図に最もよく示されている断面が略
矩形の中空部４６を天板、底板、左右側壁４４により構
成し、基板４２から離れた側壁４４の先端部分に７ラン
ジ４７を形成し、このフランジ４７の端部と基板４２の
端部に取付ボルト４８を装着し、これら取付ボルトを介
して前記バルブのハウジング４０をプラズマ・エッチン
グ処理室１２と装置ａ／取り出し機構１８ならびに待機
ステーション１４と装填／取り出し機構１８それぞれに
取付は固定している。基板４２とフランジ４７の取付固
定面には、０リング５０によるシールが施され、エアー
タイトの状態にシールされるようになっている。
基板４２には、中空部４６と連通する細長い開口部５４
が形成されている。この開口部５４は、扉ｍ構５６によ
り開閉され、該扉機構は、前記開口部を開閉するバルブ
として機能する。この扉機構５６は、前記開口部５４の
開口面よりも大きな寸法の矩形の扉部５８を有し、この
扉部により眞記聞口部５４を開閉する。シーリング材と
してのＯリング６０が扉部５８の面（間口部５４と対面
する而）に設けられており、開口部５４の周縁をシール
する構造になっている。扉部５８は、回動アーム６２に
取付けられている。回動アーム６２は、回転軸６４に支
持され、この回転軸の回転により回転して扉部の開閉を
行なうもので、前記回転軸は、軸受６６を介して基板４
２に取付けられている。前記扉機構の駆動機構は、図示
されていないが、ハウジング４０を貫通して回転軸６４
に連結されており、この貫通部分には、駆ｖＪ機構の作
動を妨げないシール７０により封止されている。
扉機構５６の扉部は、前記した駆動機構により開閉する
もので、第３Ａ図に示した実線状態が閉止の状態、第３
Ａ図と第３Ｂ図に示した点線状態が開放状態を示す。扉
部が開放されれば、中空部４６と開口部５４とが連通し
、ウェファ−を装填または取り出すアームは、これら連
通部分を自由に移動することができるもので、例えば、
装填／取り出し機構１８と各プラズマ・エッチング処理
室１２ならびに待機ステーション１４との間を往来する
。扉機構５６が閉止されれば、装填／取り出し機構１８
は、各プラズマ・エッチング処理室１２と待機ステーシ
ョン１４とから遮断される。
第２図と第４図に示すように、装填／取り出し機構１８
は、上壁７２、平面五角形の側壁７４ならびに平面五角
形の底壁７６を有し、これら壁部によりハウジング７８
を構成する。ウェファ−を取扱うアーム機構８０が前記
ハウジングに内蔵されており、このアーム＠横は、回転
軸８４によりステップ回転する回転テーブル８２を備え
、前記回転軸は、底壁７６に形成された中央孔に設置さ
れたベアリング機構８６に支承され、底壁７６に装むさ
れたステップ駆動モータ８８（θ角度のステップ回転）
がベルトならびにホイールからなる駆動力伝達機構９０
を介して回転軸８４に結合している。そして前記駆動モ
ータ８８の駆動軸の制御された回転により、回転軸８４
が回転され、これに伴なって回転デープル８２が所定の
θ角度だけステップ回転し、アームは構８０を回転させ
てθ１から０４の位置にある前記プラズマ・エッチング
処理室１２のいずれかに正合さＶるか、または、θ５の
位置にある待機ステーション１４に正合させる。
回転軸８４の内部には、軸方向に回転軸８４と共軸の軸
９２が貫通しており、要所にベアリング兼バキュウムシ
ール９３が施され、１１伯９２ち回転自由に構成されて
いる。軸９２の一端は、回転テーブル８２のピボット軸
受９４に接続し、１袖９２の他端は、ベルトならびにホ
イールからなる駆動力伝達機構９８を介して駆動モータ
９６に連結している。この駆動モータ９６の駆動軸の制
御された回転により前記アーム機構は、直線（リニアＲ
）方向に往復移動し、前記バルブ２０におけるｒｎ１Ｍ
構の開放により各プラズマ・エッチング処理室１２なら
びに待機ステーション１４に出入し、ウェファ−を装填
したり、取り出したりする操作を行なう。これらの操作
は、プロセッサーによりコンピュータ制御される。
第２図、第４図、第５図に示すように、ウェファ−の装
填、取り出しを行なうアーム機構８０は、ウェファ−を
受け、これを釈放するパドル機構１００を備えている。
パドル機構１００は、中央に孔１０４が切設された支持
部材（プラットフォーム）１０２を有し、この支持部材
１０２は、孔１０４の縁部から延びている一対の指部１
０６を備えていて、該指部の先端には、ウェファ−の側
縁と係合する爪１０８が一体に立設されている。緩衝片
１１２とテール部１１４とが一体構成の釈放可能なウェ
ファ−の保持機構部１１０が支持部材１０２に摺動自由
に装着されている。第８図に示すように、コイルスプリ
ング１１６が保持機構部１１０と支持部材１０２の間に
設置されていて、緩衝片１１２を矢印１１８方向へ付勢
し、図示されていないウェファ−に当接して、緩衝片１
１２と爪１０８との間で該ウェファ−を挟持する。テー
ル部１１４からストッパー１２０が重下していて、支持
部ＩＪ　１０２に形成された案内溝に嵌合しており、前
記アームが最大限に伸びきったとき、後記する釈放片と
共働して保持されているウェファ−を釈放する。パドル
機構１００は、一対の支持板１２４を介して移動支持体
くキャリエージ）１２Ｇに取付けられていて、この支持
体１２６は、回転テーブル８２に立設されたボスト　１
３０に固定されている一対の平行な案内ロンド（レール
）１２８にそって矢印１４８方向に往復摺動する。
移動支持体１２６は、案内ロッド１２８にそって直線方
向に往復移動し、各プラズマ・エッチング処理室１２と
待機ステーション１４との間における各ウェファ−の移
送処理を行なう。移動支持体１２６の下側に軸受部材１
３１が枢着され、この軸受部材１３１には、軸１３２が
直線方向へ摺動可能に嵌合している。軸１３２の一端は
、スリーブ１３４に摺動自由に嵌合し、該スリーブは、
軸受１３６を介して回転テーブル８２に装着され、回転
テーブルの回転により回転する構成になっている。軸１
３２の他端は、ニードルベアリング１３４に固定され、
このニードルベアリングにクランクアーム１４０の一端
が枢着され、該クランクアームの他端は、回転テーブル
８２に固着されたカップリング１４２を介して駆動モー
タ９６により駆動される回転軸９２に連結している。
ステッピングモータ８８（角度θ分の回転）の制御され
たステッピング回転により、回転テーブル８２とパドル
機構１００とは、第２図に０１からθ４として示されて
いるプラズマ・エッチング処理室の内のいずれか選択さ
れた処理室の角度位置（θ１から０４）に−数対面する
位置となるよう扇形回動し、さらに、ウェファ−待機ス
テーションの角度位置θ５に一致対面する位置を占める
ように扇形回動する（第２図参照）。駆動モータ９６の
Ｌｌｌ　ｍされた回転により、クランクアーム１４０は
、矢印１４４に示す弧状バスをトレースし、軸１３２は
、軸受部材　１３６を中心として矢印１４６に示す回転
方向に回転し、・このような運動によって移動支持体１
２６は、案内ロッド１２８にそって直線方向（矢印１４
８）に移動する。＠１３２は、クランクアーム１４０の
回動に伴ない、スリーブ１３４と軸受部材１３１の内部
をスライドしながら軸受部材１３６に対し矢印１５０に
示す直線方向に伸縮する。
クランクアーム１４０が矢印１４４のパスにそって特訓
方向に最大節回の回転を行なうと、パドル機構１００は
、第６図に示す最後退−１５２の位置へ後退し、クラン
クアーム１４０が反時計方向へ回転するに伴なってパド
ル機構１００は、第７図矢印１５４、第２図矢印Ｒで示
す直線方向に移動し、駆動モータの反時計方向への最大
許容回転限界に近い最前進位置近くにパドル機構１００
が前進すると、テール部分１１０のストッパ１２０がボ
スト　１３０の壁に当接し、さらにパドルＲ構が矢印Ｒ
方向へ進むと、緩衝片１１２が爪１０８から離れ、両者
の間で保持されてたウェファ−は、釈放される状態とな
る。このように、パドル機構１００が最大限に前進し、
プラズマ・エッチング処理室１２または待機ステーショ
ン１４に最も接近した位置にあるときは、ウェファ−は
、前記処理室へ装填または該処理室から取り出される状
態にあり、また、待機ステーション１４に対しても同様
な状態にある。
第７図に示すように、パドルｎ横１００のプラットフォ
ーム１０２には、好ましくは３個の検知部材１５６が設
けられていて、該プラットフォームの上におけるウェフ
ァ−の存在ならびにウェファ−が正しく載置されている
か否かを三点で検知し、検知信号を発信する。これらの
検知部材は、パドル機構１００のプラットフォームに装
着されているプリント回路板（図示せず）に設置されて
いることが好ましい。検知部材の設置数は、特に限定が
なく、個々のウェファ−の存在が正確に検知できるよう
に設置されていればよい。
第９図は、この発明によるプラズマ・エッチング処理室
１６０を示すもので、各プラズマ・エチング処理室１６
０は、上壁１６２と底壁１６４、側壁１６６（円筒形）
を備え、これらの壁により処理室１６８を構成する。底
壁１６４には、第１電極１７０が設置され、点線で示し
た台座１７２が第１７ｆ３極１７０の中央に嵌合し、点
線で示したシリンダ（空気圧作動）１７４によって上下
方向に移動する構成になっている。後記するように、台
座１７２は、パドル機構のアームと共働してウェファ個
々を前記処理室へ供給し、または、取り出したりするた
めに動作するもので、前記シリンダ１７４ｔよ、入口１
７６と出口１７８を介しての作動空気圧力の出入により
動作が制御される。入口　１８２を介して冷月１液体の
供給源に接続している点線で示す冷却液体の流路１８０
が第１電極１７０の内部に形成され、プラズマ・エツヂ
ング処理の間、第１電穫１７０の放熱作用を営なむ。な
お、符号１８４は、冷却液体の出口を示す。
第１電極１７０の上側に位置する第２電極１８６は、支
持軸１８８に固定され、この支持軸は、土壁１６２を貫
通し、上下方向にスライド可能になっている。支持軸が
土壁１６２を貫通する部分には、シーリングが施され、
ステンレススチール製のベローズ１９０が上壁１６２と
支持板１８７０間に設置され、支持軸１８８を囲み、バ
キュウムタイトの状態に構成されている。第２電極１８
６には、その内部に冷却／加熱流体の流路１８９が形成
されていて、支持軸１８８に貫通されている流路１９０
と連通し、前記流路１８９は、支持板１８７に形成の入
口　１９４、出口１９６を介して前記液体供給源に接続
している。ラム２０２を備えた空気圧作動のアクチュエ
ータ２００が支持板１８７に設置されており、このアク
チコー工−タの作動によりラム２０２が上昇位置（図示
せず）に）ヱすると、支持板１８７は、上昇し、これに
よって支持軸１８８と第２電極１８６は、固定の第１電
極１７０から離去して上昇する。前記ラムが図示のよう
に下降すると、支持板１８７に固定されたマイクロメー
タ調節ポスト２０４が上壁１６２に当接し、可動の第２
電極１８６と固定の第１電極１７０との間の対面間隙が
所定の寸法に保持されながら画電極が対向する。このよ
うな画電極の対向間隙の寸法は、前記調節ポストの垂下
する長さ寸法を調節することによって適宜のものに調節
される。前記の間隙の寸法は、例えば、約４．７７ｍｍ
から５０．８ｍｍ（３／１６から２インチ）の範囲が好
ましい。
支持軸１８８は、内部に中空部２０Ｇを備え、この中空
部２０らの上部に窓２０８が位置する。外部からレーザ
ービームがこの窓と中空部を通り、プラズマ・エッチン
グステーｉ−のエンドポイント測定を行なうもので、さ
らに、ラテラルな光学検知器により伯のエンドポイント
謂定手段を設けてもよい。反応（リアクタント）ガス噴
射口２１０が第２電極１８６のシャワーヘッド型ガス・
マニフォールド（液冷）２１１に図示されていない内部
導管を介して連通し、プラズマ・エッチング処理室（プ
ラズマ・リアクター）へ反応ガスが供給され、高周波（
ラジオフリケンシー）エネルギーがプラズマ反応チャン
バー（ボウラズマ・エツチング処理室）へ供給される。
また、場合によっては、アクチュエータ２００の代りに
、他の調整手段により各プラズマ処理ごとに前記電極間
の間隔を調整するようにしてもよい。
第１０図は、ガス噴射ならびに制御されたバキュウムシ
ステム２１２を示すもので、二つのガス供給源グループ
２１４．２１６と二基のガスマニフオールド２１８．２
２０とが設けられ、各ガス供給源グループには、バルブ
制御のガス供給源が含まれ、これらの供給源から前記ガ
スマニフオールドを介してプラズマ・エッチング処理室
へ反応ガスが供給される。バキュウム・システム２２２
は、各プラズマ・エッチング処理室、待機ステーション
２２４、装填／取り出し機構２２６それぞれれに接続し
、全体機構におけるバキュウム条件、状態をコントロー
ルし、前記バルブ機構におけるバキュウムロックがウェ
ファ−の移送処理などにおける間、開閉する際にウェフ
ァ−が汚染されないようになっている。前記の実施例で
は、プラズマ・エッチング処理室は、４基であるが、こ
れの増減は、自由である。
第１１Ａ図は、この発明によるウェファ−の移送処理を
するアームの別のアーム機構２３０を示すもので、該ア
ーム機構２３０は、ステッピング回転するステッピング
モータの駆動軸に取付けられたプーリ　２３２を備えて
いる（第１１Ｂ図参照）。
プーリ　２３２の溝付きリム２３４には、ケーブル２３
Ｇが巻回されていて、該ケーブルは、各々両方向ヘブー
リ　２３８．２４０に巻付けられてケーブルの一部２４
４には、スライドする摺動部材２４２が設けられ、プー
リ　２３２がθ角度分ステッピング回転すると、摺動部
材２４２は、直線の案内ロッド２４６にそって直線方向
に移動する。この摺動部材２４２の移動によりウェファ
−移送のアーム２４８は、プーリ　２３２の角度位置に
応じて伸縮する。ケーブル２３６を常時緊張させるため
、ケーブルの両端は、摺動部材２４２に内蔵されたコイ
ルスプリング２５０に連結されて、該スプリングの付勢
によりテンションがかけられている。
プラズマ・Ｔツチング処理の間、ステッピングモータの
回転により回転テーブルが回転され、つ１フアー移送の
アームを待機スーションに一致させる。両者の間のバキ
ュウムロック（扉機構）が開放されると、カセットのウ
ェファ−の下側にアームが前進し、ウェファ−をパドル
機構に載せて後退すると、扉機構が閉止され、ついで前
記アームは、所定のθ角度平面方向に回転し、選択され
たプラズマ・エッチング処理室の面画に達し、該処理室
にお【ブる扉機構が開かれ、該処理室の第２電極も上昇
して一対の電極が離れた状態となる。
この状態で１クエフアーを載せたアームは、前記処理室
内の一対の電極方向へ前進し、該アームが一杯伸びきる
と、前記のように、ウェファ−を挟持する緩衝片が後退
し、ウェファ−は、いつでも釈放可能な状態になる。こ
の時点では、下側の第１電極の中央の台座が空気圧作動
のアクチュエータによりＦ界し、前記アームのプラット
フォームに載置されているウェファ−に該台座が当り、
該台座のＦ昇によってウェファ−は、前記プラットフォ
ームから持ち上げられ、この状態で前記アームは、後１
口し、ウェファ−のみが第１電極の台座に取り残され、
該台座は、下降して第１電極の所定の位置に納まり、か
くしてウェファ−は、第１電極の面の上に支持され、プ
ラズマ・エッチング処理室へ装填されることになる。そ
して、このようにウェファ−が装填された後は、扉機構
が閉止され、第２電極が第１電極側へ下降し、内電極の
間のギャップが適正に保持されてプラズマ処理が開始さ
れる。所定の反応ガスが第２電極のガスマニフオールド
を介して噴射され、高周波エネルギーが供給される。各
ウェファ−のプラズマ・エッチング処理加工は、レーザ
ーが適当なエンドポイントが達成されたことを示すまで
行なわれ、前記処理が完了すれば、高周波エネルギの供
給が停止され、扉機構が開放されて、前記ウェファ−の
装填と逆の手順によりエツチング加工されたウェファ−
がプラズマ・エッチング処理室から取り出され、装填／
取り出し機構ステーションへ戻り、−回の処理で充分な
ものであれば、待機ステーションのカセットへ戻され、
さらに処理が必要なウェファ−は、他のプラズマ・エッ
チング処理室へ前記した操作要領で装填され、必要な回
数での処理が行なわれる。
前記した装置ａ／取り出し機構、待機ステーション、複
数のプラズマ・エッチング処理室は、三通りの基本操作
モードで操作可能なものであり、その第１は、各プラズ
マ・エッチング処理室が同時に同じプラズマ反応を開始
する操作モード、第２は、各プラズマ・エッチング処理
室が同時に二つ、または、それ以上の異なったプラズマ
処理を行なう操作モード、第３は、各プラズマ・エッチ
ング処理室が単一のウェファ−を多段階処理する操作モ
ードである。これらのいずれの処理操作モードにおいて
も、ウェファ−は、外気（大気）に曝されることなく、
汚染されずに制御ＩＩ（コントロール）されたバキュウ
ム雰囲気下で移送され、処理される。
第１３図から第１７図は、単一段階処理で形成されたプ
ラズマ・エッチング構造の状態を示す電子顕微鏡による
拡大写真であって、第１８図は、ダブルエツチング処理
によるプラズマ・エッチング構造の状態を示す電子顕微
鏡による拡大写真である。
第１３図は、ウェファ−の二酸化シリコン層２６４の表
面におけるフォトレジスト　２６２でオーバーレイされ
たポリシリコン２６０を示す。例えば、低抵抗（１２〜
３０オーム）のドープされたポリシリコンＣＣＩ　４（
２０ＳＣＣＩｌｌ）とＨ。（３０ｓｃｃｍ）とがブラズ
？−リアクター（圧力１０ｍｔ、出力３００ワツト）に
か（プられ、エツチングが約２分３０秒行なわれる。第
１４図に示すような比較的高い抵抗り３０〜２００オー
ム／Ｓ（１，）とスロープのあるマスクを有するドープ
されたポリシリコン２６５が得られる。図示されたよう
な構造体に対し、５０ｓｅｃｍのＳＦ６と５０ｓｅｃｍ
のフレオン１１５（ＣＣＩＦ　５　）が圧力１５０ｍｔ
　、　　１００ワツトのパワーのプラズマ・リアクター
へ噴射され、２分３０秒経過後、図示のようなドープさ
れたポリシリコンの微細構造体が得られる。
第１５図は、溝エツチングの電子顕微鏡の拡大写真によ
る構造２６６を示す。フォトレジストが除去され、室内
圧力１００ｍｔ　、出カフ５０ワットのプラズマ・リア
クターへ５ｓｅｃｍのＢＣＩ　３と２５ｓｅｃｍのＣ１
２を約２０分間噴射してシリコン２７２に溝２６８を形
成したものである。
第１６図は、耐火性シリサイド（珪素化合物）ＴａＳｉ
／ｐｏｌｙ　　２７４を示す。二酸化シリコン表面２７
６には、ポリシリコン層２７８がオーバーレイされ、さ
らに、その上にＴａＳｉ／Ｄｏｌｙ　　２８０がオーバ
ーレイされ、さらに、その上がフォトレジストである。
構造体は、室内圧力８０ｍｔ、　　３００ワツトの高周
波のブラズｖ−リアクターに２０ｓｅｃｍのＣＣＩ　４
と３０ｓｃｃｒａのｌｉ８が約３分３０秒噴射されて形
成される。
第１７図は、この発明による汚染防止され、多段処理の
プラズマ・リアクターにより製造される単一段階処理の
構造体２８２を拡大して示すもので、フォトレジスト２
８４がウェファ−の表面にＴｉＷ　ＦＦ１２８８がオー
バーレイされたアルミニウムとシリコン層２８６の上に
重ねられている。図示の構造体は、室内圧力　１２５１
１１ｔ、　　３００ワツトの高周波のプラズマ・リアク
ターに５０ｓｅｃｍのＢＣＩ　　と１５ｓｅｃｍのＣＩ
２が約２分３０秒から　３分３０秒噴射されて形成され
る。
第１８図は、二段階処理による二酸化シリコン／ポリ／
二酸化シリコン／ポリのサンドイッチ構造２９０を示ず
。ポリ１のポリ層と０ＸＩＤＥととして示された酸化物
層は、第１の処理室で几カフ００ｍｔ、６００ワット高
周波の条件で１０１００５ｅの０２［６によりエツチン
グされた結果形成され、その後、」−側のポリ　２層と
酸化物とオーバーレイされたフォトレジスト層が圧力１
００ｍｔ（ｍｉｌｉｔｏｒｅ）、６００ワット高周波の
条件の第２処理室で２０ｓｃｃｍのＣＣ［４，３０ＳＣ
ＣｍのＨｅによる処理で形成された。
（発明の効果） この発明によれば、ウェファ−を１枚づつ別個に同時に
エツチング処理して、ウェファ−を１枚ごと処理する装
置のメリットである。１品質の特性と多数枚処理する装
置の高能率特性の両者を兼備し、しかも制御されたバキ
ュウム雰囲気中においての処理により、ウェファ−の汚
染問題を全面的に解決したプラズマ・エッチング処理シ
ステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明によるウェファ−のプラズマ・エッ
チング・システムの一例を示す説明図、第２図は、前記
プラズマ・エッチング・システムを構成するウェファ−
装填／取り出し機構を中心として複数のプラズマ・エッ
チング処理室と１基の待機ステーションを環状に配列し
た要部構成の平面図、 第３Ａ図は、バルブ機構の要部断面図、第３Ｂ図は、バ
ルブ機構の要部正面図、第４図は、ウェファ−装填／取
り出し機構の要部断面図、 第５図は、ウェファ−装填／取り出し機構のアーム機構
の要部斜視図、 第６図は、ウェファ−装填／取り出し機構のアーム機構
の要部平面図、 第７図は、ウェファ−装填／取り出し機構のアーム機構
の要部平面図であって、第６図の回動位置を変えた状態
を示すもの、 第８図は、前記アーム機構の一部を付勢する機構の一部
切断斜視図、 第９図は、プラズマ・エッチング処理室の一例を示す断
面図、 第１０図は、反応ガス噴射システムとバキュウムシステ
ムの一例を示す説明図、 第１１Ａ図は、前記アーム機構の斜視図、第１１Ｂ図は
、前記アーム機構の駆動機構部分を示す説明図、 第１２図は、前記アーム機構の駆動機構部分のテンショ
ン手段機構を示す説明図、 第１３図から第１８図は、それぞれ、この発明によるプ
ラズマ・エッチラング・システムによって得られたウェ
ファ−の電子顕微鏡による断面構造を示す拡大写真であ
る。 １０・・・・・・この発明によるプラズマ・エッチング
・システム １２・・・・・・プラズマ・エッチング処理室１４・・
・・・・待機ステーション １８・・・・・・ウェファ−の装填／取り出し機構２０
・・・・・・バルブ機構 ２２・・・・・・プロセッサー ２４・・・・・・反応ガス噴射システム２６・・・・・
・バー１ニユウムシステム３２・・・・・・ウェファ− Ｉｌｌノ ＦＩＧ、Ｉθ リ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、９ 図面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、１４ 図面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、１６ 図面の浄書（内容をこ変更なし） ＦＩＧ、１７ ＦＩＧ、　Ｉｌｌ

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）単一の位置を中心とする所定の軌跡にそって複数
    のプラズマ・エッチング処理室と、１基のウエフアー待
    機ステーションとが間隔をおいて配置され、中心となる
    前記単一の位置には、処理すべきウエフアーを移送して
    装填ならびに取り出しを行なうウエフアー装填／取り出
    し機構が設置され、前記プラズマ・エッチング処理室そ
    れぞれには、ウエフアーの装填ならびに取り出しを行な
    うための開口部が備えてあり、該開口部には、これを開
    閉するバルブ機構が設置され、前記ウエフアー装填／取
    り出し機構は、前記ウエフアー待機ステーションならび
    に前記複数のプラズマ・エッチング処理室から選択され
    た一つ、または、複数の処理室に接近、出入可能な機構
    を備えている構成からなるプラズマ・エッチング・シス
    テム。
  2. （２）前記所定の軌跡が前記単一の中心を囲む円形の軌
    跡である特許請求の範囲第１項のプラズマ・エッチング
    ・システム。
  3. （３）前記ウエフアー待機ステーションは、ウエフアー
    を納めるカセットと、このカセットを上下方向に移動す
    るステッピング・エレベータとを備えている特許請求の
    範囲第１項のプラズマ・エッチング・システム。
  4. （４）前記プラズマ・エッチング処理室は、プラズマ・
    チャンバーを区劃する壁構造体を有している特許請求の
    範囲第１項のプラズマ・エッチング・システム。
  5. （５）前記プラズマ・エッチング処理室は、第１電極と
    第２電極とを備え、これら電極は、相対移動が可能なよ
    うに前記壁構造体に装着されている特許請求の範囲第１
    項のプラズマ・エッチング・システム。
  6. （６）前記プラズマ・エッチング処理室における前記電
    極のいずれかの電極側に台座が設けてあり、該台座が設
    置された電極に対し移動可能に構成されている特許請求
    の範囲第５項のプラズマ・エッチング・システム。
  7. （７）前記プラズマ・エッチング処理室は、前記電極を
    冷却／加熱する手段を備えている特許請求の範囲第５項
    のプラズマ・エッチング・システム。
  8. （８）前記ウエフアー装填／取り出し機構は、ウエフア
    ーをピックアップして保持するアームを備え、該アーム
    は、ウエフアーの側縁のみを挟持して保持する機構を有
    している特許請求の範囲第１項のプラズマ・エッチング
    ・システム。
  9. （９）前記ウエフアー装填／取り出し機構は、ウエフア
    ーをピックアップして保持するアームを備え、該アーム
    は、ウエフアーの側縁のみを挟持して保持しながら直線
    移動と扇形回動を行なう特許請求の範囲第２項のプラズ
    マ・エッチング・システム。
  10. （１０）前記アームは、ベースとなるプラットフォーム
    と、該プラットフォームをステッピング回転によりθ角
    度の扇形範囲で回動させる手段と、パドル機構と、該パ
    ドル機構を前記プラットフォームにそつて直線方向に摺
    動可能に装着する手段とを備えている特許請求の範囲第
    ９項のプラズマ・エッチング・システム。
  11. （１１）前記パドル機構は、ウエフアーを支持する第１
    手段、ウエフアーの側縁と係合する第２手段ならびに該
    第２手段を第１手段に対しスライドする手段を備えてい
    る特許請求の範囲第１０項のプラズマ・エッチング・シ
    ステム。
  12. （１２）前記パドル機構の第１手段が爪を有する端部を
    備え、前記第２手段が、前記爪と共働してウエフアーの
    側縁を挟持する緩衝片を有するスライド可能な移動支持
    体を備えている特許請求の範囲第１１項のプラズマ・エ
    ッチング・システム。
  13. （１３）前記パドル機構が前記緩衝片を前記爪方向に付
    勢する付勢手段を備えている特許請求の範囲第１２項の
    プラズマ・エッチング・システム。
  14. （１４）ウエフアーが前記プラットフォームの上に載置
    されているか否かを検知する検知手段を含む特許請求の
    範囲第１３項のプラズマ・エッチング・システム。
  15. （１５）前記検知手段は、前記プラットフォームに設置
    された接点スイッチを含む特許請求の範囲第１４項のプ
    ラズマ・エッチング・システム。
  16. （１６）複数のプラズマ・エッチング処理室の各々は、
    低周波のプラズマ放射源を含む特許請求の範囲第１項の
    プラズマ・エッチング・システム。
  17. （１７）複数のプラズマ・エッチング処理室の各々は、
    高周波のプラズマ放射源を含む特許請求の範囲第１項の
    プラズマ・エッチング・システム。
  18. （１８）複数のプラズマ・エッチング処理室の各々は、
    マイクロウェーブ周波数のプラズマ放射源を含む特許請
    求の範囲第１項のプラズマ・エッチング・システム。
  19. （１９）低周波プラズマは、約５〜４５０ｋｈｚの周波
    数で発生する特許請求の範囲第１６項のプラズマ・エッ
    チング・システム。
  20. （２０）高周波プラズマは、約１〜５０ｍｈｚの周波数
    で発生する特許請求の範囲第１７項のプラズマ・エッチ
    ング・システム。
  21. （２１）マイクロウェーブ周波数プラズマは、約１〜４
    ｍｈｚの周波数で発生する特許請求の範囲第１８項のプ
    ラズマ・エッチング・システム。
  22. （２２）前記電極は、ダイオード（二極管）構成である
    特許請求の範囲第５項のプラズマ・エッチング・システ
    ム。
  23. （２３）前記電極は、トライオート（三極管）構成であ
    る特許請求の範囲第５項のプラズマ・エッチング・シス
    テム。
  24. （２４）磁気的に前記電極を強調する手段を含む特許請
    求の範囲第５項のプラズマ・エッチング・システム。
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