JPH11283967A - プラズマエッチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 押上げ用ピンがピン支持部材から抜けにくく
して、エッチング異常、搬送時の載置位置のずれ、修理
工数や部品代の増加、エッチング作業能率の低下、ひい
てはウェハーを用いた完成品のコストアップを防止でき
る押上げ用ピン構造を有したプラズマエッチング装置を
提供する。 【解決手段】 複数の孔２ａが形成され上面にウェハー
６が載置される下部電極２と、孔２ａに挿通されウェハ
ー６の下面に当接して上下動可能な押上げ用ピン８と、
押上げ用ピン８の下端部を支持するピン支持部材１５
と、ピン支持部材１５を介して押上げ用ピン８の上下動
を駆動する駆動シリンダー１６とを備えた押上げ用ピン
構造を有したプラズマエッチング装置において、押上げ
用ピン８の下端部がネジ結合１３ｂを介してピン支持部
材１５に係止されて支持されるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばプラズマエ
ッチング装置のウェハー押上げ用ピン構造等に用いられ
るような、押上げ用ピン構造を有するプラズマエッチン
グ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の押上げ用ピン構造を有するプラズ
マエッチング装置としては、例えば図１０に示すような
ものがある。同図に示すようなプラズマエッチング装置
において、上部電極１と下部電極２は互いに上下方向に
接近・離隔可能に設けられている。下部電極２には、図
１６に示すように、半径方向の所定の位置で、円周方向
に１２０°間隔の３ヵ所の位置に孔２ａがあいており、
この３ヵ所の孔２ａの各々には、図１０に示すように、
押上げ用の石英ピン３が挿通されている。

【０００３】石英ピン３の下端部はピン差込部品４に差
し込まれて支持されており、このピン差込部品４はピン
プレート５の肉厚内に支持されている。図１１に示すよ
うに、石英ピン３の下端部はピン差込部品４の差込孔４
ａに差し込まれて、その奥の部屋４ｂ内の一番奥の突当
たり面４ｃに突き当たって停止する。ピン差込部品４の
部屋４ｂ内には、図１２に示すような、半径内側方向に
弾性締付力を発揮するような、異形筒状の板バネ１０が
予め収納されている。

【０００４】そして、石英ピン３をピン差込部品４の差
込孔４ａから部屋４ｂ内に差し込むことにより、板バネ
１０の内側に石英ピン３が差し込まれると、板バネ１０
はその径を押し拡げられるように弾性的に変形すること
により、その反力として半径内側方向に弾性締付力を発
揮して石英ピン３の周面に固定される。このため、石英
ピン３がピン差込部品４の部屋４ｂから抜け出ようとす
ると、板バネ１０の端部がピン差込部品４の部屋４ｂの
内側に引係って、石英ピン３がピン差込部品４の部屋４
ｂから抜け出られないようにすることができる。

【０００５】ピン差込部品４はピンプレート５の大径穴
５ａ内に嵌合すると共に、ピン差込部品４の下側突出部
４ｄはピンプレート５の小径穴５ｂを貫いて、図１３に
示すようなＥリング７により係止されている。このた
め、石英ピン３はピン差込部品４，板バネ１０及びＥリ
ング７を介して、ピンプレート５に対する上下動が制限
されており、石英ピン３はピンプレート５と一体的に上
下動するように構成されている。

【０００６】下部電極２の図１０中下側には底付円筒状
の第１ケーシング１４が設けられており、この第１ケー
シング１４の底部１４ａとピンプレート５との間には蛇
腹１２が設けられている。また、第１ケーシング１４の
底部１４ａの中央下部には駆動シリンダー１６が設けら
れており、この駆動シリンダー１６の伸縮自在なピスト
ンロッド１６ａの上端部は、ピンプレート５の中央下部
に固定して連結される構造になっている。

【０００７】第１ケーシング１４の底部１４ａの下側に
は、やはり底付円筒状の第２ケーシング２０が設けられ
ており、この第２ケーシング２０の底部の下側には、下
部電極２及び第１ケーシング１４の一体的な上下動を駆
動する駆動シリンダーのピストンロッド２２が固定して
連結される構造になっている。

【０００８】上部電極１の周縁部には円筒部材２４が下
垂して設けられており、上部電極１の上側には、図示し
てないガス貯蔵部と連結されたガス導入管２６と、図示
してない真空装置と連結されたガス排出管２８が、中央
部のガス給排室３０に合流するように連結されている。

【０００９】このようなプラズマエッチング装置は、図
１０に示すように、下部電極２の上面から突出して上昇
する途中の石英ピン３の上端の上に、図示しない搬送ア
ームにより搬送されてきたウェハー６が、図示するよう
に載置される。上記搬送アームがウェハー６と下部電極
２の間から抜け出た後、駆動シリンダー１６のピストン
ロッド１６ａが収縮して、図１４に示すように、ピンプ
レート５及び石英ピン３が下降する。このため石英ピン
３の先端が下部電極２の上面より下降して、ウェハー６
が下部電極２の上面に載置される。

【００１０】それから駆動シリンダーのピストンロッド
２２を長く伸ばすことにより、第１ケーシング１４及び
第２ケーシング２０と共に下部電極２は上昇していき、
図１５に示すように、下部電極２の周縁部が円筒部材２
４の下端部に嵌合することにより、上部電極１と下部電
極２との間に、ガス給排室３０と連通するエッチング処
理室３２を形成する。

【００１１】そして、ガス排出管２８から真空ポンプに
よりエッチング処理室３２内の空気を吸引して、エッチ
ング処理室３２内を１０^-1〜１０Ｔｏｒｒ位の真空にす
る。それから、ガス導入管２６からウェハー６の上面を
エッチング処理するためのガスが供給されると共に、下
部電極２に１３．５６ＭＨｚ位の高周波電力を印加する
ことにより、ウェハー６のエッチング処理作業を行う。

【００１２】エッチング処理作業が終了したら、ガス導
入管２６からのガスの供給を止めると共に、ガス排出管
２８からの空気の吸引も止めて、ガス導入管２６から今
度は窒素（Ｎ₂）を供給する。そして、エッチング処理
室３２内が大気圧になったらピストンロッド２２が短く
収縮することにより、下部電極２は図１４に示すように
下降して上部電極１から離隔する。

【００１３】次に駆動シリンダー１６のピストンロッド
１６ａが長く伸びることにより、図１０に示すように、
ピンプレート５が上昇して石英ピン３を押し上げ、ウェ
ハー６を下部電極２から離隔させる。そして、前記搬送
アームがウェハー６と下部電極２の間に挿し込まれた
後、石英ピン３を下降させることによりウェハー６を搬
送アームの上に乗せ、その搬送アームがウェハー６を他
の所定の場所へ搬送するようになっている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のプラズマエッチング装置に用いられた押上げ
用ピン構造にあっては、ピン差込部品４内に差し込まれ
た石英ピン３の下端部は、板バネ１０の弾性締付力によ
りピン差込部品４から抜け出ないように構成されている
ため、板バネ１０が劣化してその弾性締付力が弱くなる
と、石英ピン３が板バネ１０の内側から抜け出るおそれ
がある。

【００１５】石英ピン３が板バネ１０の内側から抜け出
ると、図１７に示すように、ピンプレート５が下部電極
２から離隔するように下降しても石英ピン３は完全には
下降せず、ウェハー６は下部電極２に全面接触すること
ができずに傾いた状態となってしまう。このような状態
でエッチング処理作業をおこなうと、エッチング異常が
発生するという問題があった。

【００１６】また、そのような傾いた状態からピンプレ
ート５及び他の石英ピン３を上昇させてウェハー６全体
を浮き上がらせると、ウェハー６が本来の載置位置から
ずれてしまい、搬送アームによる搬送後に所定の位置に
置くことができなくなって、本来の載置される位置から
ずれてしまうという問題があった。

【００１７】そしてこのような異常を修正するために
は、装置の分解、板バネ１０が入ったピン差込部品４の
交換をした後に、再び装置を組立てなければならず、そ
のための工数や部品代がかかると共にウェハー６のエッ
チング処理作業の能率が低下して、ウェハー６を用いた
完成品のコストアップを招くという問題があった。

【００１８】そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、押
上げ用ピンがピン支持部材から抜けにくくして、エッチ
ング異常、搬送時の載置位置のずれ、修理工数や部品代
の増加、エッチング作業能率の低下、ひいてはウェハー
を用いた完成品のコストアップを防止できる、押上げ用
ピン構造を有するプラズマエッチング装置を提供するこ
とを課題とするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によるプラズマエッチング装置は、複数の孔
が形成され上面にワークが載置されるワーク支持プレー
トと、前記孔に挿通されワークの下面に当接して上下動
可能な押上げ用ピンと、この押上げ用ピンの下端部を支
持するピン支持部材と、このピン支持部材を介して前記
押上げ用ピンの上下動を駆動する駆動手段とを備えた押
上げ用ピン構造において、前記押上げ用ピンの下端部が
ネジ結合を介して前記ピン支持部材に支持されるように
した押上げ用ピン構造を有した構成としたものである。

【００２０】このような構成の押上げ用ピン構造を有し
たプラズマエッチング装置によれば、押上げ用ピンがネ
ジ結合を介してピン支持部材に係止して支持されるよう
にしたため、ネジ結合は板バネのようにその劣化により
容易に係止力を失うことはないので、押上げ用ピンがピ
ン支持部材から抜ける可能性を従来の板バネの場合より
も低減させることができ、すなわち抜けにくくすること
ができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて具体的に説明する。図１ないし図９
は、本発明によるプラズマエッチング装置の第１の実施
の形態を説明するために参照する図である。

【００２２】図１は本実施の形態に係るプラズマエッチ
ング装置を示す図であり、同図において、円板状の上部
電極１と下部電極２は、互いに上下方向に接近・離隔可
能に設けられている。下部電極２には、従来と同様に図
１６に示すように、半径方向の所定の位置で、円周方向
に１２０°間隔の３ヵ所の位置に孔２ａがあいており、
この３ヵ所の孔２ａの各々には、図１に示すように、押
上げ用ピン８が挿通されている。

【００２３】押上げ用ピン８はサファイア製のピンが用
いられており、図２に示すように、直方体に形成され、
ネジ部１３ｂが一体的に形成されたアルミニウム製のピ
ン支持部１３と一体的に構成されている。すなわち図３
に示すように、押上げ用ピン８の下端部はピン支持部１
３の穴１３ａに接着剤を塗布して嵌合し、抜けないよう
に固着されている。

【００２４】このような構成の押上げ用ピン８は、その
ピン支持部１３の下方のネジ部１３ｂが、図５に示すよ
うに、ピンホルダー１５（ピン支持部材）のネジ穴にネ
ジ結合して支持されている。そしてこのピンホルダー１
５は、ピンプレート５の大径穴５ａ内に嵌合すると共
に、ピンホルダー１５の下側突出部１５ａはピンプレー
ト５の小径穴５ｂを貫いて、図１３に示すようなＥリン
グ７により係止されている。このため、押上げ用ピン８
はピンホルダー１５及びＥリング７を介してピンプレー
ト５に対する上下動が制限されており、押上げ用ピン８
はピンプレート５と一体的に上下動するように構成され
ている。

【００２５】下部電極２の図１中下側には底付円筒状の
第１ケーシング１４が設けられており、この第１ケーシ
ング１４の底部１４ａとピンプレート５との間には蛇腹
１２が設けられている。また、第１ケーシング１４の底
部１４ａの中央下部には駆動シリンダー１６（駆動手
段）が設けられており、この駆動シリンダー１６の伸縮
自在なピストンロッド１６ａの上端部は、ピンプレート
５の中央下部に固定して連結される構造になっている。

【００２６】第１ケーシング１４の底部１４ａの下側に
は、やはり底付円筒状の第２ケーシング２０が設けられ
ており、この第２ケーシング２０の底部の下側には、下
部電極２及び第１ケーシング１４の一体的な上下動を駆
動する駆動シリンダーのピストンロッド２２が固定して
連結される構造になっている。

【００２７】上部電極１の周縁部には円筒部材２４が下
垂して設けられており、上部電極１の上側には、図示し
てないガス貯蔵部と連結されたガス導入管２６と、図示
してない真空装置と連結されたガス排出管２８が、中央
部のガス給排室３０に合流するように連結されている。

【００２８】このようなプラズマエッチング装置は、図
１に示すように、下部電極２の上面から突出して上昇す
る途中の押上げ用ピン８の上端の上に、図示しない搬送
アームにより搬送されてきたウェハー６（ワーク）が、
図示するように載置される。上記搬送アームがウェハー
６と下部電極２の間から抜け出た後、駆動シリンダー１
６のピストンロッド１６ａが収縮して、図６に示すよう
に、ピンプレート５及び押上げ用ピン８が下降する。こ
のため押上げ用ピン８の先端が下部電極２の上面より下
降して、ウェハー６が下部電極２（ワーク支持プレー
ト）の上面に載置される。

【００２９】それから駆動シリンダーのピストンロッド
２２を長く伸ばすことにより、第１ケーシング１４及び
第２ケーシング２０と共に下部電極２は上昇していき、
図７に示すように、下部電極２の周縁部が円筒部材２４
の下端部に嵌合することにより、上部電極１と下部電極
２との間に、ガス給排室３０と連通するエッチング処理
室３２を形成する。

【００３０】そして、ガス排出管２８から真空ポンプに
よりエッチング処理室３２内の空気を吸引して、エッチ
ング処理室３２内を１０^-1〜１０Ｔｏｒｒ位の真空にす
る。それから、ガス導入管２６からウェハー６の上面を
エッチング処理するためのガスが供給されると共に、下
部電極２に１３．５６ＭＨｚ位の高周波電力を印加する
ことにより、ウェハー６のエッチング処理作業を行う。

【００３１】エッチング処理作業が終了したら、ガス導
入管２６からのガスの供給を止めると共に、ガス排出管
２８からの空気の吸引も止めて、ガス導入管２６から今
度は窒素（Ｎ₂）を供給する。そして、エッチング処理
室３２内が大気圧になったら駆動シリンダーのピストン
ロッド２２が短く収縮することにより、下部電極２は図
６に示すように下降して上部電極１から離隔する。

【００３２】次に駆動シリンダー１６のピストンロッド
１６ａが長く伸びることにより、図１に示すように、ピ
ンプレート５が上昇して押上げ用ピン８を押し上げ、ウ
ェハー６を下部電極２から離隔させる。そして、前記搬
送アームがウェハー６と下部電極２の間に挿し込まれた
後、押上げ用ピン８を下降させることによりウェハー６
を搬送アームの上に乗せ、その搬送アームがウェハー６
を他の所定の場所へ搬送するようになっている。

【００３３】このような押上げ用ピン構造を有するプラ
ズマエッチング装置によれば、押上げ用ピン８がネジ結
合を介してピンホルダー１５に係止して支持されるよう
にしたため、ネジ結合は従来の板バネ１０のようにその
劣化により容易に係止力を失うことはないので、押上げ
用ピン８がピンホルダー１５から抜ける可能性を板バネ
１０の場合よりも低減させることができる。このため、
押上げ用ピン８がピンホルダー１５から抜けにくくし
て、エッチング異常、搬送時の載置位置のずれ、修理工
数や部品代の増加、エッチング処理作業の能率の低下、
ひいてはウェハーを用いた完成品のコストアップを防止
することができる。

【００３４】ところで、押上げ用ピン８を交換するとき
は、図８，図９に示すような専用工具１７を、下部電極
２の孔２ａの上方から差し込んで、専用工具１７の先端
に形成された四角形の凹部１７ａを、押上げ用ピン８の
ピン支持部１３の直方体の部分に嵌合させてから、専用
工具１７のつまみ部１７ｂを回転させて、ピン支持部１
３のネジ部１３ｂとピンホルダー１５のネジ穴とのネジ
結合を離脱させて押上げ用ピン８を取り出し、別の押上
げ用ピン８と交換して、専用工具１７によりまたピンホ
ルダー１５にネジ結合させることができる。

【００３５】このため、従来のようにプラズマエッチン
グ装置を分解、組立てしなくて済むので、修理工数を低
減させてエッチング処理作業の能率を向上させることが
できる。また従来のように板バネ１０をピン差込部品４
ごと交換しなくともよいので、ピンホルダー１５はその
まま使うことができるので、交換する部品数を低減させ
ることができる。

【００３６】またピンプレート５と第１ケーシング１４
の底部１４ａとの間には蛇腹１２が設けられているの
で、たとえ蛇腹１２の外側の第１ケーシング１４内が真
空になったとしても、そしてたとえ蛇腹１２の内側が外
気と連通して大気圧になったとても、それらの真空部分
と大気圧部分の間を遮断することができる。

【００３７】なお、上記実施の形態においては本発明を
プラズマエッチング装置に適用して、押上げ用ピン８が
ウェハー６を押し上げる場合について説明したが、本発
明はプラズマエッチング装置以外の他の装置にも適用す
ることができ、押上げ用ピン８がウェハー６以外のもの
を押し上げる場合にも適用することができる。

【００３８】また、前記実施の形態においては押上げ用
ピン８にサファイアを用いたものについて説明したが、
押上げ用ピン８は高い硬度を有するものであれば、サフ
ァイア以外の他の材料を用いたものであってもよい。

【００３９】また、前記実施の形態においては押上げ用
ピン８のピン支持部１３にアルミニウムを用いたものに
ついて説明したが、そのピン支持部１３もアルミニウム
以外の他の材料を用いたものであってもよい。

【００４０】また、前記実施の形態においては下部電極
２の３ヵ所に押上げ用ピン８が通る３つの孔２ａをあけ
た場合について説明したが、下部電極２には孔２ａを４
ヵ所以上にあけることもできる。

【００４１】以上、本発明の実施の形態について具体的
に述べてきたが、本発明は上記の実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の技術的思想に基づいて、その
他にも各種の変更が可能なものである。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプラズマ
エッチング装置によれば、押上げ用ピンがピン支持部材
から抜ける可能性を従来の板バネの場合よりも低減させ
ることができるため、押上げ用ピンがピン支持部材から
抜けにくくして、エッチング異常、搬送時の載置位置の
ずれ、修理工数や部品代の増加、エッチング処理作業の
能率の低下、ひいてはウェハーを用いた完成品のコスト
アップを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプラズマエッ
チング装置を示す側面断面図である。

【図２】図１における押上げ用ピン８を示す拡大斜視図
である。

【図３】図４における押上げ用ピン８のＩＩＩ−ＩＩＩ
線断面図である。

【図４】図３における押上げ用ピン８のＩＶ−ＩＶ線部
分断面図である。

【図５】押上げ用ピン８のネジ部１３ｂとピンホルダー
１５とのネジ結合部を示す部分拡大断面図である。

【図６】プラズマエッチング装置の動作を説明するため
の側面断面図である。

【図７】プラズマエッチング装置の動作を説明するため
の側面断面図である。

【図８】押上げ用ピン８を交換するときに使う専用工具
１７を示す斜視図である。

【図９】図８における専用工具１７のＩＸ矢視図であ
る。

【図１０】従来のプラズマエッチング装置を示す側面断
面図である。

【図１１】石英ピン３の下端部を板バネ１０によりピン
差込部品４に係止した状態を示す部分拡大断面図であ
る。

【図１２】板バネ１０を示すその斜視図である。

【図１３】Ｅリング７を示すその平面図である。

【図１４】従来のプラズマエッチング装置の動作を説明
するための側面断面図である。

【図１５】従来のプラズマエッチング装置の動作を説明
するための側面断面図である。

【図１６】下部電極２の孔２ａを示す下部電極２の平面
図である。

【図１７】石英ピン３が下降せずウェハー６が傾いた状
態を示すプラズマエッチング装置の部分側面断面図であ
る。

【符号の説明】

１…上部電極、２…下部電極、２ａ…孔、３…石英ピ
ン、４…ピン差込部品、４ａ…差込孔、４ｂ…部屋、４
ｃ…突当たり面、４ｄ…下側突出部、５…ピンプレー
ト、５ａ…大径穴、５ｂ…小径穴、６…ウェハー、７…
Ｅリング、８…押上げ用ピン、１０…板バネ、１２…蛇
腹、１３…ピン支持部、１３ａ…穴、１３ｂ…ネジ部、
１４…第１ケーシング、１４ａ…底部、１５…ピンホル
ダー、１５ａ…下側突出部、１６…駆動シリンダー、１
６ａ…ピストンロッド、１７…専用工具、１７ａ…凹
部、１７ｂ…つまみ部、２０…第２ケーシング、２２…
ピストンロッド、２４…円筒部材、２６…ガス導入管、
２８…ガス排出管、３０…ガス給排室、３２…エッチン
グ処理室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の孔が形成され上面にワークが載置
   されるワーク支持プレートと、 前記孔に挿通されワークの下面に当接して上下動可能な
   押上げ用ピンと、 前記押上げ用ピンの下端部を支持するピン支持部材と、 前記ピン支持部材を介して前記押上げ用ピンの上下動を
   駆動する駆動手段と、 を備えた押上げ用ピン構造において、 前記押上げ用ピンの下端部がネジ結合を介して前記ピン
   支持部材に支持されるようにした押上げ用ピン構造を有
   したことを特徴とするプラズマエッチング装置。
2. 【請求項２】 前記押上げ用ピンの下端部がネジ結合を
   介して前記ピン支持部材に支持されるようにした押上げ
   用ピン構造を用いて、 ワークを他の場所に搬送したり、他の場所から搬送され
   てきたワークを受け取るときは前記駆動手段により前記
   押上げ用ピンを上昇させ、 前記受け取ったワークを前記ワーク支持プレート上に載
   置するときは前記駆動手段により前記押上げ用ピンを下
   降させるようにした押上げ用ピン構造を備えたことを特
   徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング装置。