JPH0252428A

JPH0252428A - 処理装置

Info

Publication number: JPH0252428A
Application number: JP20345988A
Authority: JP
Inventors: Shimao Yoneyama; 詩麻夫米山; Yoshiaki Yanagi; 良明柳
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1988-08-16
Filing date: 1988-08-16
Publication date: 1990-02-22

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は処理装置に関する。

（従来の技術）半導体集積回路に於ける高密度化が進につれて微細加工
の必要性はますます高まり、処理装置例えばドライエツ
チング装置の特性改善が要求されている。

従来のドライエツチング装置は第３図に示すようにプラ
ズマ反応を行なう処理室（１）、この処理室（１）の下
部には半導体ウェハ（２）を載置する下部電極体（３）
が設けられ、処理室（１）の上部には下部電極体（３）
に対向し上部電極体（４）が設けられている。この上部
電極体（４）には処理ガスを導入し、この電極体（４）
から面状に噴き出すごとくガス導入管（６）が設けられ
ている。そして上記下ｆａ電極体（３〉と上Ｍ電極体（
４）との間に高周波電力を印加できるように高周波電源
（７）が接続されている。そして排気系は上記処理室（
１）からの排気ガスを導く排気管（８）、上記処理室（
１）の真空排気路の開閉を行なうメインバルブ（１０）
、処理室（１）内の圧力をコントロールする可変コンダ
クタンスバルブ（２］）、高真空排気の為のメカニカル
ブースターポンプ（２２）、粗排気の為のロータリーポ
ンプ（２３）とから構成されている。

上記構成に於て、プラズマエツチングはメインバルブ（
１０）を開き、ロータリーポンプ（２３）及びメカニカ
ルブースターポンプ（２２）により１０−’Ｔｏｒｒ程
度の高真空に排気する。そしてガス導入孔（６）より所
定量の処理ガスを導入し、可変コンダクタンスバルブく
２１）のバルブ開閉角度を制御し処理室（１）内を所定
圧力に調整した後、高間波電源（７）からの高周波電力
を下部電極体（３）と上部電極体（４ン間に印加しプラ
ズマを発生させる。このプラズマによりプラズマ化され
た反応ガスにより半導体ウェハのエツチングが行なわれ
る。排気系のコンダクタンスを可変コンダクタンスバル
ブのバタフライバルブにより制御する技術は特開昭６２
−２３８３８１に記載されている。

（発明が解決しようとするｆｆｇ）しかしながら超り、Ｓ　Ｉ化が進み半導体ウェハの同一
チップ内に多種類の機能が混載されるようになった。例
えばマイクロプロセッサ−ＩＣでは１つのチップ内に中
央演算処理部（ＣＰ　Ｕ）、メモリ一部（ＲＡＭ、ＲＯ
Ｍ）、インターフェイス部等が搭載され、チップ内でも
物理的にＣＰＵ部分、メモリ一部分、インターフェイス
部分等にブロック化されパターンが構成されている。ま
たメモリ一部分等はパターン密度が他の郡部に比べ非常
に高く、同一チップ内でパターン密度の非常に大きなバ
ラツキが生じている。このことはパターンを形成して行
く過程のエツチング工程でみるとエツチングする面積及
び密度が同一チップ内の場所により非常に異なることに
なる。ここでエツチング速度は処理室（１）内に流すガ
ス流量に、すなわち活性化された反応ガスのエッチャン
トに依存し、流すガス流量が少ない場合にはエッチャン
トの供給量が律速と成っている。そしてエツチングする
量が増すと相対的にエッチャントの量が不足することに
なる。即ちエツチング面積の少ない所はエツチングが早
く進み、エツチング面積の大きい所はエツチングが遅く
なるローディング現象が起きる。この事は同一チップ内
でエツチング面積の粗密によりエツチングの状態、特に
深さ等が場所により異なり製品となったＩＣの信頼性の
低下や不良発生の原因となっている。このローディング
効果を少なくするためには流すガス流量を多くし、エッ
チャントの量を多くする必要がある。このため従来は排
気系ポンプの排気容量を大きくしていたが、ポンプの排
気容量が大きくなるに従い、物理的大きさや付帯設備も
大きくなりコスト的にも高価と成る問題があった。

本発明は上記点すなわち、排気ポンプの排気容量を増加
させることなく排気系の排気特性を改善するために成さ
れたもので、コンダクタンスコントロールユニット自体
の排気抵抗が少なくエッチャントの量を増加でき、ロー
ディング効果の少ない処理装置を提供しようとするもの
である。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段〉この発明は処理室内の排気を行なう排気系の排気コンダ
クタンスの調整手段を有する処、理装置に於て、上記排
気コンダクタンスの調整をゲートバルブで行なうことを
特徴とする処理装置を得るものである。

（作用）本発明によれば、上記排気コンダクタンスの調整をゲー
トバルブで行なう構成であるため、完全閉から完全閉ま
で調整が可能となり、ローディング効果が少なく、処理
の均一性の改善が得られる。

（実施例）以下本発明処理ｖｉ置をＬＣＤ用プラズマエツチング装
置に適用した一実施例につき第１図及び第３図を参照し
て説明する。ＬＣＤとは液晶表示装置で、この装置を駆
動するためにＴＰＴ回路を構成するパターンのエツチン
グ工程を意味していることは当業者ににおいて周知であ
る。プラズマ反応を行なうプラズマ処理室（１）は例え
ばアルミニュウム製気密容器で内表面に処理ガス等に反
応しないアルマイト処理を施した箱型状に形成されてい
る。この処理室（１）の下方側にはこの室外に設けられ
た図示しない昇降機構に結合された下部電極体（２）が
昇降自在に設けられている。この下部電極体（２）は導
電板例えばアルミニュウム製で表面は処理ガスと反応し
ないようにアルマイト処理され、被処理体例えばＬＣＤ
ガラス基板（３）の形状に合った例えば長方形平板状に
形成されている。また、上記処理室（１）゛の上部には
下部電極体（２）と対向して例えば平行に被処理体の形
状に合った長方形平板状の上部電極基体（４）が設けら
れている。この上部電極基体（４）はアルミニュウム製
で表面にアルマイト処理が施されている、そしてこの上
部電極基体（４）の下面には例えばアモルファスカーボ
ン製の上部電極（５）が上記上部電極基体（４）と間隙
を設けると共に電気的接続状態に設けられている。この
上部電極（５）と上部電極基体（４）との間には少し空
間が形成され、この空間にはエツチング反応ガスを導入
するガス供給管（６）が設けられている。そして図示し
ないガス流量調節器例えばマスフローコントローラを介
して反応ガス例えばＣＣｌ４やＣＩ２等を上記ガス供給
管（６）より上記空間へ供給できるように構成されてい
る。そして上記電極体（４）の下面には反応ガスを上記
基板（３）全面に亘って均等に拡散するために複数の開
孔を有する図示しないバッフルが複数枚設けられている
。また上記反応ガスを励起するため例えば、上部電極基
体（４）と下部電極体（２）間に高周波電力を印加でき
るように高周波電ｉｔ！（７）が接続されている。上記
処理室（１）の排気はこの処理室（１）側面に設けられ
た真空排気口（８）から配管を介しメインバルブ及びコ
ンダクタンスコントロールバルブの機能を持ったゲート
バルブ（２０）に接続されている。このゲートバルブ（
２０）に、反応室（１）内を高真空に排気するターボ分
子ポンプ（２１）、反応室（１）から排出された排気ガ
ス中に含まれる反応生成物及び未反応ガスによる反応生
成物等を捕獲する捕獲器（２２）が接続され、この捕獲
器（２２）から粗排気を行なうロータリーポンプ（２３
）が接続されている。

次に上述のように構成されたＬＣＤプラズマエツチング
装置の動作について説明する。被処理体例えば方形状Ｌ
ＣＤガラス基板（３）を１枚づつ図示しないキャリアか
ら取り出し、位置決め後、図示しないロードロック室に
搬入する。このロードロック室から処理室の下部電極体
（２）上にロードし、上部電極基体く４）と下部電極体
（２）との間隔距離を所望の値に調整セットする。この
ときゲートバルブ（２０）をオーブン状態にし、ロータ
リーポンプ（２３）で粗い真空排気を行いターボ分子ポ
ンプ（２２）で処理室（１）内を高真空排気にする。真
空排気量はゲートバルブ（２０）のゲートの開閉量で制
御し、処理室（１）内の圧力を所望の圧力に制御し、保
持する０例えば処理室（１）内を１−３Ｔｏｒｒに保つ
如く排気制御しながら、反応ガス例えば、ＣＣｌ４ガス
３００ＳＣＣＭやＣＩ２ガス３００ＳＣＣＭおよびキャ
リアガス例えば、Ｈｅガス５００ＳＣＣＭや０２ガス５
００ＳＣＣＭをガス供給管（６）を介して上部電極基体
（４）の空間に設けられた図示しないバッフルに導入し
、基板（３）に対して均等整流させ、ＬＣＤガラス基板
へ流す。同時に、高周波電ｉｔ！　（７）から上部電極
基体（５）と下部電極体（２）との間に周波数例えば、
１３．５６Ｍｚの高周波電力を印加する。この高周波電
力の印加により上記反応ガスをプラズマ化し、プラズマ
化した反応ガスにより上記ＬＣＤガラス基板のエツチン
グを行なう、ここでローディング効果を減少させる為に
はエッチャントの量を増加するとよく、このためにはガ
ス供給管（６）からの反応ガスの供給量を増加する事に
なる。しかし処理室（１）内の圧力はプロセス所望の圧
力で変わらないため、反応ガスの供給量を増す事は、排
気量を増加する事となる。即ち真空ポンプの排気特性を
そのままで排気容量を増す為には、排気系の排気コンダ
クタンスを土げろことになる。従来のコンダクタンスコ
ントロールバルブはバタフライバルブや二ドルバルブが
使われ、例えばバタフライバルブでは第２図に示すよう
にバルブ本体の中に設けた円盤状ディスク（３０）をモ
ーター等の駆動装置（３１）により回転させディスク（
３０）の回転角度を変えることにより排気コンダクタン
スを調整制御するが、ディスク（３０）がバルブ本体内
にあるためディスク自体が排気抵抗となり最大排気コン
ダクタンスが外径の割に小さくなる。他方ゲートバルブ
は第３図に示すように配管との接合部に当たる円状の開
口（４１）を例えば方形状のゲート板（４３）が全開か
ら全開の状態またはその逆に全開から全開へ駆動装置（
４２）によりスライド移動する事により開口（４１）の
面積を増減し排気コンダクタンスを調整料゛御する。従
ってゲートバルブの使用により配管の径全体に渡りいわ
ゆる全開の状態から完全に閉じた状態まで制御できる。

排気ポンプたとえばターボ分子ポンプの排気口の径とゲ
ートバルブの開口（４１）径を合致させると、排気経路
を同し径の配管で結ぶ事ができ最大の排気コンダクタン
スを得ることが可能である。そして、排気系に従来のバ
タフライバルブを使用したときよりも本発明のゲートバ
ルブを使用することにより最大排気コンダクタンスは約
５０％上昇し改善されている。またゲートバルブの制御
は処理室（１）内の圧力を検知し、この検知信号を基に
図示しないマイクロプロセッサ−等により構成されたコ
ントローラによるＰＩＤ制御等により駆動装置（４２）
を駆動しゲート板（４３）を動かし開口（４１）の面積
を変化させて行なう。

以上本発明をＬＣＤ用エツチング装置について説明した
が上記実施例に限らず、コンダクタンスコントロールバ
ルブを使用し、圧力制御を行なっている装置に適用でき
ることは言うまでもなく、プラズマＣＶＤ装置、プラズ
マエツチング装置、アッシング装置等の半導体製造装置
に有効である。

（発明の効果）以上のように本発明によればゲートバルブを使用するこ
とにより排気コンダクタンスを上げる事ができローディ
ング効果を減少できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の実施例を説明するための構成説明
図、第２図は第１図ｇ装置を説明するためのバタフライ
バルブの説明図、第３図は第１図装置を説明するための
ゲートバルブの説明図、第４図は従来装置の説明図であ
る。１１．処理室　　　　　２１．下部電極体３９．ガラス
基板　　　４０．上部電極基体６．５ガス供給管　　　
７９．高周波電源８１．排気口　　　　２０１．ゲート
バルブ２１１．ターボ分子ポンプ２２０．捕獲器２３１．ロータリーポンプ１俳五の。丸れ第 ↓ 図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

処理室内の排気を行なう排気系の排気コンダクタンスの
調整手段を有する処理装置に於て、上記排気コンダクタ
ンスの調整をゲートバルブで行なうことを特徴とする処
理装置。