JPH0252428A - Treatment apparatus - Google Patents
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- JPH0252428A JPH0252428A JP20345988A JP20345988A JPH0252428A JP H0252428 A JPH0252428 A JP H0252428A JP 20345988 A JP20345988 A JP 20345988A JP 20345988 A JP20345988 A JP 20345988A JP H0252428 A JPH0252428 A JP H0252428A
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
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。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a processing device.
（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。(Prior Art) As the density of semiconductor integrated circuits increases, the need for microfabrication is increasing, and improvements in the characteristics of processing equipment, such as dry etching equipment, are required.
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。As shown in Fig. 3, a conventional dry etching apparatus has a processing chamber (1) in which a plasma reaction is performed, and a lower electrode body (3) on which a semiconductor wafer (2) is placed at the bottom of this processing chamber (1).
A lower electrode body (3) is provided in the upper part of the processing chamber (1).
An upper electrode body (4) is provided opposite to the upper electrode body (4). Processing gas is introduced into this upper electrode body (4), and this electrode body (4)
A gas introduction pipe (6) is provided so as to spray out the gas in a planar manner. Then, the lower fa electrode body (3>) and the upper M electrode body (
A high frequency power source (7) is connected to the high frequency power source (7) so as to be able to apply high frequency power between the two. And the exhaust system is connected to the above processing chamber (
1), an exhaust pipe (8) that guides exhaust gas from the processing chamber (
1) Main valve (10) that opens and closes the vacuum exhaust path
, a variable conductance valve (2) for controlling the pressure inside the processing chamber (1), a mechanical booster pump (22) for high vacuum evacuation, and a rotary pump (23) for rough evacuation.
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。In the above configuration, plasma etching is performed on the main valve (
10) and evacuated to a high vacuum of about 10-'Torr using a rotary pump (23) and a mechanical booster pump (22). Then, a predetermined amount of processing gas is introduced through the gas introduction hole (6), and the valve opening/closing angle of the variable conductance valve (21) is controlled to adjust the pressure inside the processing chamber (1) to a predetermined level. ) is applied between the lower electrode body (3) and the upper electrode body (4) to generate plasma.The semiconductor wafer is etched by the reaction gas turned into plasma by this plasma.The conductance of the exhaust system The technology for controlling this using a butterfly valve, which is a variable conductance valve, was developed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1982
-238381.
（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。(FFG to be solved by the invention) However, as the integration of systems has progressed, many types of functions have come to be mixedly mounted on the same chip of a semiconductor wafer. For example, a microprocessor IC has a central processing unit (CPU) and a portion of memory (RAM, RO, etc.) in one chip.
M), an interface section, etc. are mounted, and within the chip, the pattern is physically divided into blocks such as a CPU section, a memory section, an interface section, etc. Furthermore, the pattern density in some parts of the memory is much higher than in other parts, and there is a large variation in pattern density within the same chip. This means that in the etching process of pattern formation, the etched area and density vary greatly depending on the location within the same chip. Here, the etching rate depends on the gas flow rate flowing into the processing chamber (1), that is, the activated reaction gas etchant, and when the gas flow rate is small, the rate is determined by the etchant supply rate. As the amount of etching increases, the amount of etchant becomes relatively insufficient. That is, a loading phenomenon occurs in which etching progresses quickly in areas where the etching area is small, and etching slows down in areas where the etching area is large. This causes the etching condition, especially the depth, to vary depending on the location due to the sparseness and density of the etching area within the same chip, resulting in a decrease in the reliability of the manufactured IC and the occurrence of defects. In order to reduce this loading effect, it is necessary to increase the flow rate of gas and increase the amount of etchant. For this reason, conventionally, the exhaust capacity of the exhaust system pump has been increased, but as the exhaust capacity of the pump increases, the physical size and ancillary equipment also increase, resulting in an increase in cost.
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。The present invention has been made to address the above points, that is, to improve the exhaust characteristics of the exhaust system without increasing the exhaust capacity of the exhaust pump.The present invention has been made to improve the exhaust characteristics of the exhaust system without increasing the exhaust capacity of the exhaust pump. It is an attempt to provide a processing device that is less effective.
（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。(Means for Solving the Problems) The present invention is a processing apparatus having a means for adjusting exhaust conductance of an exhaust system for exhausting the inside of a processing chamber, characterized in that the adjustment of the exhaust conductance is performed by a gate valve. In this case, a processing device is obtained.
（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。(Function) According to the present invention, since the above-mentioned exhaust conductance is adjusted by a gate valve, it is possible to adjust from completely closed to fully closed, and the loading effect is small, and the uniformity of processing can be improved.
（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。(Example) An example in which the process vi of the present invention is applied to a plasma etching apparatus for LCD will be described below with reference to FIGS. 1 and 3. It is well known to those skilled in the art that an LCD is a liquid crystal display device, and refers to the etching process of the pattern forming the TPT circuit to drive this device. A plasma processing chamber (1) in which a plasma reaction is performed is a box-shaped airtight container made of aluminum, for example, whose inner surface is treated with alumite, which does not react with processing gas or the like. A lower electrode body (2) connected to a lifting mechanism (not shown) provided outside the chamber is provided on the lower side of the processing chamber (1) so as to be movable up and down. This lower electrode body (2) is a conductive plate made of, for example, aluminum, the surface of which is alumite-treated so as not to react with the processing gas, and is used for processing objects such as LCDs.
For example, it is formed into a rectangular flat plate shape that matches the shape of the glass substrate (3). Further, in the upper part of the processing chamber (1), a rectangular plate-shaped upper electrode base (4) that matches the shape of the object to be processed is provided, for example, in parallel and opposite to the lower electrode body (2). This upper electrode base (4) is made of aluminum and has its surface treated with alumite. On the lower surface of this upper electrode base (4), an upper electrode (5) made of, for example, amorphous carbon is attached to the upper electrode base (4). ) and are electrically connected to each other. A small space is formed between the upper electrode (5) and the upper electrode base (4), and a gas supply pipe (6) for introducing an etching reaction gas is provided in this space. The reactor gas, such as CCl4 and CI2, can be supplied to the space from the gas supply pipe (6) via a gas flow rate regulator (not shown), such as a mass flow controller. A plurality of baffles (not shown) having a plurality of openings are provided on the lower surface of the electrode body (4) in order to uniformly diffuse the reaction gas over the entire surface of the substrate (3). Furthermore, in order to excite the reaction gas, for example, high frequency electric power can be applied between the upper electrode base (4) and the lower electrode body (2). (7) is connected. The exhaust from the processing chamber (1) is connected from a vacuum exhaust port (8) provided on the side of the processing chamber (1) via piping to a gate valve (20) that functions as a main valve and a conductance control valve. There is. This gate valve (
20), a turbo molecular pump (21) that evacuates the inside of the reaction chamber (1) to a high vacuum, reaction products contained in the exhaust gas discharged from the reaction chamber (1), reaction products due to unreacted gas, etc. A rotary pump (23) is connected to the trap (22) that captures the
) are connected.
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。Next, the operation of the LCD plasma etching apparatus constructed as described above will be explained. Object to be processed, for example, rectangular L
The CD glass substrates (3) are taken out one by one from a carrier (not shown) and, after positioning, are carried into a load lock chamber (not shown). The material is loaded from the load lock chamber onto the lower electrode body (2) in the processing chamber, and the distance between the upper electrode base 4) and the lower electrode body (2) is adjusted and set to a desired value. At this time, the gate valve (20) is placed in an oven state, the rotary pump (23) is used to perform rough evacuation, and the turbo molecular pump (22) is used to evacuate the inside of the processing chamber (1) to a high vacuum. The amount of vacuum evacuation is controlled by the opening/closing amount of the gate valve (20), and the pressure inside the processing chamber (1) is controlled and maintained at a desired pressure. For example, the inside of the processing chamber (1) is maintained at 1-3 Torr. While controlling the exhaust gas as shown in FIG.
00SCCM is introduced into a baffle (not shown) provided in the space of the upper electrode substrate (4) via the gas supply pipe (6), rectified uniformly with respect to the substrate (3), and flows to the LCD glass substrate. At the same time, high frequency electricity! From (7) to the frequency between the upper electrode base (5) and the lower electrode body (2), for example,
A high frequency power of 13.56 Mz is applied. By applying this high frequency power, the reaction gas is turned into plasma, and the LCD glass substrate is etched by the reaction gas turned into plasma.In order to reduce the loading effect, it is recommended to increase the amount of etchant. This increases the amount of reactant gas supplied from the gas supply pipe (6). However, since the pressure within the processing chamber (1) remains unchanged at the desired pressure for the process, increasing the amount of reactant gas supplied increases the amount of exhaust gas. That is, in order to increase the pumping capacity while keeping the vacuum pump's pumping characteristics unchanged, the pumping conductance of the pumping system must be reduced. Conventional conductance control valves are butterfly valves or double valves. For example, in a butterfly valve, as shown in Figure 2, a disc-shaped disc (30) installed inside the valve body is rotated by a drive device (31) such as a motor. Disk (
The exhaust conductance is adjusted and controlled by changing the rotation angle of the valve (30), but since the disk (30) is inside the valve body, the disk itself acts as an exhaust resistance and the maximum exhaust conductance becomes small in proportion to the outer diameter. On the other hand, as shown in Fig. 3, the gate valve has a drive device that moves the circular opening (41) at the joint with the piping from the fully open state to the fully open state, or vice versa. (
42) to increase or decrease the area of the opening (41) and control the exhaust conductance. Therefore, by using a gate valve, it is possible to control the entire diameter of the pipe from a so-called fully open state to a completely closed state.
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。By matching the diameter of the exhaust port of an exhaust pump, such as a turbo-molecular pump, with the diameter of the opening (41) of the gate valve, the exhaust route can be connected with piping of the same diameter, and the maximum exhaust conductance can be obtained. By using the gate valve of the present invention, the maximum exhaust conductance increases by about 50%, which is improved compared to when a conventional butterfly valve is used in the exhaust system. The gate valve is controlled by detecting the pressure inside the processing chamber (1), and based on this detection signal, the driving device (42) is controlled by PID control by a controller configured with a microprocessor (not shown), etc.
This is done by driving the gate plate (43) and changing the area of the opening (41).
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。Although the present invention has been described above with respect to an etching apparatus for LCD, it is not limited to the above embodiments, but it goes without saying that it can be applied to apparatuses that use a conductance control valve to control pressure, as well as plasma CVD apparatuses, plasma etching apparatuses, and ashing apparatuses. It is effective for semiconductor manufacturing equipment such as
（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。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, by using a gate valve, the exhaust conductance can be increased and the loading effect can be reduced.
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FIG. 1 is a configuration explanatory diagram for explaining an embodiment of the device of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of a butterfly valve for explaining the device in FIG. 1g, and FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the device in FIG. 1. FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional device. 11. Processing room 21. Lower electrode body 39. Glass substrate 40. Upper electrode base 6.5 gas supply pipe
79. High frequency power supply 81. Exhaust port 201. Gate valve 211. Turbomolecular pump 220. Capture device 231. Rotary pump 1 Haigo. Circle number ↓ Figure number Figure number
Claims (1)
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。1. A processing apparatus having a means for adjusting exhaust conductance of an exhaust system for exhausting air inside a processing chamber, characterized in that said exhaust conductance is adjusted by a gate valve.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20345988A JPH0252428A (en) | 1988-08-16 | 1988-08-16 | Treatment apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20345988A JPH0252428A (en) | 1988-08-16 | 1988-08-16 | Treatment apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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