CN104143509B - 等离子处理装置以及等离子处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种等离子处理装置以及等离子处理方法，使得即使在实施等离子处理的情况下保持片也不会受到不良影响。具备：在室(11)内产生等离子的等离子源(13)；设置于室(11)内且载置输送载体(5)的台(16)；配置于台(16)的上方且覆盖保持片(6)和框(7)，具有在厚度方向上贯通地形成的窗部(33)的盖子(31)；和将盖子(31)相对于台(16)的相对位置变更为第1位置和第2位置的驱动机构(38)。第2位置是盖子(31)与保持片(6)、框(7)、以及基板(2)不接触的位置。盖子(31)至少具备向框(7)的上表面延伸的顶面(36b)、和相对于在框(7)的内径侧露出的保持片(6)的上表面逐渐接近地倾斜的倾斜面(36c)。

Description

等离子处理装置以及等离子处理方法
技术领域
本发明涉及等离子处理装置以及等离子处理方法，尤其涉及对由环状框和保持片构成的输送载体所保持的晶片的等离子处理有效的技术。
背景技术
作为等离子处理装置，已知专利文献1公开的等离子处理装置。该等离子处理装置，将由环状框和保持片构成的输送载体所保持的晶片作为处理对象。而且，在用等离子对晶片进行切割时，通过用遮盖物覆盖环状框，使得环状框不暴露在等离子中。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2012-248741号公报
发明内容
发明要解决的课题
近年来，出于生产率提高的要求，存在为了提高处理速度而提高等离子密度等的倾向。在专利文献1记载的装置中，若要提高处理速度，则遮盖物被等离子加热而成为设想以上的高温。于是，产生了如下问题：受到来自遮盖物的热影响的输送载体的保持片发生变形、收缩、熔融等而难以通过机械手来输送。
因此，本发明的课题在于，提供一种即使在对由环状框和保持片构成的输送载体所保持的晶片实施等离子处理的情况下，保持片也不会受到不良影响的等离子处理装置以及等离子处理方法。
解决课题的手段
本发明的一个方式，
是一种等离子处理装置，其对由环状的框和保持片构成的输送载体所保持的基板实施等离子处理，所述等离子处理装置的特征在于，
具备：
室，其具有能够减压的内部空间；
等离子源，其在所述室内产生等离子；
台，其设置于所述室内并载置所述输送载体；
盖子，其配置于所述台的上方并覆盖所述保持片和所述框，具有在厚度方向上贯通地形成的窗部；和
驱动机构，其将所述盖子相对于所述台的相对位置，变更为第1位置和第2位置，其中所述第1位置是离开所述台并容许所述输送载体相对于所述台的装卸的位置，所述第2位置是所述盖子覆盖在所述台上载置的所述输送载体的所述保持片和所述框、且所述窗部使保持于所述保持片的所述基板露出的位置，
所述第2位置是所述盖子与所述保持片、所述框、以及所述基板不接触的位置，
所述盖子至少具备：顶面，其向所述框的上表面延伸；和倾斜面，其相对于在所述框的内径侧露出的保持片的上表面逐渐接近地倾斜。
根据该构成，能够充分获得盖子与输送载体的距离，能够抑制等离子对保持片的热影响。
优选的是，所述盖子的所述顶面与所述框的上表面之间的间隔，比构成所述窗部的内周缘下部与所述保护片之间的间隔更大。
根据该构成，能够充分获得盖子与输送载体的距离，并且防止等离子从窗部进入到在盖子与输送载体之间形成的空间，能够有效地阻止保持片的变形等。
优选的是，所述盖子，在比所述顶面更靠近内径侧的区域，具备向着所述窗部逐渐接近所述输送载体的上表面。
根据该构成，能够使提供给窗部的等离子，沿着盖子的上表面流畅地向外径侧流动，能够更加有效地阻止进入到在盖子与输送载体之间形成的空间内。
优选的是，所述盖子具备与所述倾斜面连续，且与所述输送载体最接近地平行延伸的对置面。
根据该构成，能够确保能阻止等离子进入到对置面和输送载体的对置部分的区域。
优选的是，所述盖子的窗部，使所述基板的比外缘区域更靠内侧的区域露出。
根据该构成，盖子的窗部对基板的露出区域进行限制，由此保持片不易暴露于在室内产生的等离子中。因此，保持片不会受到因等离子而变形等的损坏。
本发明的其他方式，
是一种等离子处理方法，是对由环状的框和保持片构成的输送载体所保持的基板实施等离子处理的等离子处理方法，所述等离子处理方法的特征在于，
在具有能够减压的内部空间的室内的台上载置输送载体，
通过具有在厚度方向上贯通地形成的窗部的盖子来覆盖在所述台上载置的所述输送载体的所述保持片和所述框的上方，并且使所述保持片上的基板从所述窗部露出，
在所述盖子覆盖所述保持片和所述框的状态下，在所述内部空间产生等离子，并对从所述窗部露出的基板进行等离子处理，
所述盖子至少具备：顶面，其向所述框的上表面延伸；和倾斜面，其相对于在所述框的内径侧露出的保持片的上表面逐渐接近地倾斜，至少在进行等离子处理的过程中，所述盖子与所述保持片、所述框、以及所述基板不接触。
发明效果
根据本发明，盖子至少具备向框的上表面延伸的顶面、和相对于在框的内径侧露出的保持片的上表面逐渐接近地倾斜的倾斜面，因此能够充分获得盖子与输送载体的距离，能够抑制等离子对保持片的热影响。
附图说明
图1是本实施方式所涉及的干蚀装置的简要正面剖面图。
图2是图1所示的干蚀装置的盖子的俯视图。
图3A是图2的A-A线剖面图(上升位置)。
图3B是图2的A-A线剖面图(下降位置)。
图4A是图3A的部分放大图。
图4B是图3B的部分放大图。
具体实施方式
以下，按照附图对本发明所涉及的实施方式进行说明。另外，在以下的说明中，根据需要使用表示特定的方向、位置的用语(例如，包含“上”、“下”、“侧”、“端”的用语)，但这些用语的使用是为了容易参照附图理解发明，并不是通过这些用语的意思来限定本发明的技术范围。此外，以下的说明本质上不过是例示，并不是意图限制本发明、其应用物、或者其用途。
图1至图4B表示作为本发明的实施方式所涉及的等离子处理装置的一例的干蚀装置1。在本实施方式中，通过该干蚀装置1，对晶片(基板)2实施等离子切割及其后续的灰化(ashing)。等离子切割是指，对形成了多个IC部(半导体装置)的晶片，在边界线(切割道)利用干蚀进行切断，分割为各个IC部的工艺。参照图4A以及图4B，在本实施方式中为圆形的晶片2具备形成了未图示的IC部等的表面2a、和与该表面2a相反侧的背面2b(未形成IC部等)。此外，在晶片2的表面2a以用于等离子切割的图案形成了掩膜3。
干蚀装置1具备具有能减压的内部空间的室11。在该室11中，能够经由未图示的出入口将输送载体5收纳于内部空间。输送载体5具备可拆装地保持晶片2的保持片6。作为保持片6，例如，可以使用能够弹性地伸展、且虽然通过粘着力来保持晶片2但由于紫外线的照射而化学特性发生变化从而粘着力大幅减少的所谓UV胶带。如图4A所示，一个面是具有粘着性的面(粘着面6a)而另一面是不具有粘着性的面(非粘着面6b)。保持片6柔软且仅其自身而言容易弯曲而无法维持一定形状。因此，在保持片6的外周缘附近的粘着面6a，贴着大致环状且厚度薄的框(环状框)7。框7例如由金属构成，具有能够与保持片6一起保持形状的刚性。
在输送载体5的保持片6上，通过在粘着面6a上贴着背面2b而保持有晶片2。如图2所示，在保持片6的粘着面6a中被框7包围的圆形区域6c的中央配置有晶片2。具体来说，将晶片2相对于保持片6的位置设定为使得圆形区域6c的中心Cs与晶片2的中心Cw(从表面2a或背面2b观察晶片2时的中心)大体一致。通过将晶片2配置在圆形区域6c的中央，在保持片6的晶片2与框7之间以一定宽度形成宽幅的环状区域6d。
参照图1至图4B，在对干蚀装置1的室(真空容器)11的顶部进行封闭的电介质壁12的上方，配置有作为上部电极的天线(等离子源)13。天线13与第1高频电源部14A电连接。另一方面，在室11内的底部侧，配置有载置如前述那样保持了晶片2的输送载体5的台部16。在室11的气体导入口11a连接有工艺气体源17和灰化气体源18，在排气口11b连接有包含用于对室11内进行真空排气的真空泵的减压机构19。
台部16具备：与第2高频电源部14B电连接的电极部(第2电极部)21；包围电极部21的外周的第1封装部22A；以及包围第1封装部22A的外周的第2封装部22B。电极部21如后述那样，内置静电吸附用电极26的上端面21a附近、即最上部由电介质构成，而其他部分为金属制。电极部21的上端面21a和第1封装部22A的上端面22a，构成载置保持了晶片2的输送载体5的一个水平面即载置面23。第1封装部22A由电介质构成，第2封装部22B由接地屏蔽材料(具有导电性以及耐蚀刻性的金属)构成。输送载体5以保持片6的保持着晶片2的面(粘着面6a)朝上的姿势载置于台部16，保持片6的非粘着面6a载置在台部16的载置面23上。输送载体5通过未图示的输送机构，以相对于台部16的载置面23而言预先决定的位置以及姿势(包括围绕保持片6的圆形区域6c的中心Cs的旋转角度位置)而被载置。以下，将该预先决定的位置以及姿势记载为正规位置。
干蚀装置1在台部16具备冷却装置24。该冷却装置24具备在电极部21内形成的冷媒流路21b、和使被温度调节后的冷媒在冷媒流路21b中循环的冷媒循环装置25。
在电极部21的上端面21a附近，内置有在本实施方式中为单极型的静电吸附用电极26。在该静电吸附用电极26上电连接有直流电源27。
在室11内具备能够在台部16的载置面23的上方升降的盖子31。在以下与盖子31相关的说明中，在提及输送载体5及其所保持的晶片2的情况下，只要没有特别指定，则输送载体5配置于台部16的载置面23的正规位置。
盖子31的外形轮廓为圆形且具有一定的较薄的厚度，在等离子处理中将输送载体5的保持片6和框7覆盖而从等离子中保护起来。因此，盖子31与输送载体5的外形轮廓相比形成为足够大。另外，在本实施方式中，盖子31例如由陶瓷这种电介质构成，并设为从第2封装部22B向外侧露出的尺寸。
如图4A以及图4B所示，在盖子31上，在上表面形成有向着中央部逐渐变低的锥状凹陷32c。在锥状凹陷32c的中央部，形成有从上表面32a至下表面32b在厚度方向上贯通的窗部33。窗部33被设为输送载体5上的保持片6不会直接暴露于如后述那样产生的等离子中的尺寸以及形状。在此，由于晶片2的形状为圆形，因此窗部33与之对应地形成为圆形，且其内径尺寸Dwi比所配置的晶片的外径尺寸Dwa更小。
此外，对于盖子31，在下表面32b，从外周部起向着内周的开口部，首先具备载置于驱动杆37A、37B的上端面而被固定的载置面36a。杆37A、37B贯通台部16的第2封装部22B，使盖子31升降。盖子31在后述的下降位置，其载置面36a与第2封装部22B的上表面面接触。在该面接触状态下，在盖子31暴露于等离子中而温度上升的情况下，其热经由面接触部分而向第2封装部22B散热。即，盖子31被冷却。此外，内周面从载置面36a的内周缘向上方延伸，具备从内周面上端向着环状框的内周部上方侧与环状框的上表面平行地延伸的顶面36b。进而，还具备倾斜面36c，其在与锥状凹陷32c对应的部分几乎不变更厚度地从顶面36b向斜下方延伸。进而还具备对置面36d，其与输送载体5的上表面最接近地从倾斜面36c平行地延伸。
驱动杆37A、37B被仅在图1中概念性地示出的驱动机构38进行升降驱动。盖子31通过驱动杆37A、37B的升降而升降。具体来说，盖子31能够移动到图3A以及图4A所示的上升位置(第1位置)、和图3B以及图4B所示的下降位置(第2位置)。
如图3A以及图4A所示，上升位置的盖子31，具有充足间隔地位于台部16的载置面23的上方。因此，若盖子31位于上升位置，则能够进行在载置面23放置输送载体5(保持有晶片2)的作业、和反之从载置面23取下输送载体5的作业。
如图3B以及图4B所示，下降位置的盖子31覆盖位于正规位置的输送载体5的保持片6(除了保持有晶片2的部分以外)和框7。此时，盖子31的顶面36b，相对于框7具有充足的间隙a(例如，5mm)，防止等离子处理时的热影响。此外，盖子31的倾斜面36c相对于在框7的内径侧露出的保持片6而言确保充足的距离。进而，对置面36d与晶片2的外周部对置，其间隙b被设为与所述间隙a相比足够小的值。从附图可知，下降位置的盖子31，与框7、保持片6、晶片2的任意一者都不接触，在其内径侧的对置面36d最接近输送载体5。
此外，下降位置(图3B以及图4B)的盖子31，使位于正规位置的输送载体5的保持片6所保持的晶片2经由窗部33而露出。即，使晶片2的比外周区域(例如，从外周缘起向内径侧5mm以内的区域)更靠内侧的区域露出。晶片2的外周区域，原本就是与产品化无关的、被废弃的区域。因此，通过用盖子31覆盖该区域，能够充分抑制等离子对该外周侧的保持片6的影响。通过盖子31将晶片2的外周区域覆盖多少，只要考虑和对置面36d与晶片2的间隙b之间的关系、即等离子对保持片6产生多少影响来决定即可。若增大间隙b，则能够抑制盖子31对保持片6产生的放射热的影响，但暴露于等离子的可能性变高。另一方面，若减小间隙b，则保持片6不易暴露于等离子中，但对保持片6产生的放射热的影响变大。因此，只要决定间隙b和盖子31所覆盖的范围，使得能够同时抑制放射热和等离子的影响即可。
通过具备所述构成的盖子31，等离子不会到达保持片6。即，不会发生保持片6暴露于等离子中而受到热影响发生变形、或者熔敷于盖子31等的不良情况。
仅在图1中示意性地示出的控制装置40，对包括第1以及第2高频电源部14A、14B、工艺气体源17、灰化气体源18、减压机构19、冷却装置24、直流电源27、以及驱动机构38在内的构成干蚀装置1的要素的动作进行控制。
接着，对本实施方式的干蚀装置1的动作进行说明。
首先，将在保持片6的圆形区域6c的中央贴着晶片2的输送载体5通过未图示的输送机构运入室11内，并配置在台部16的载置面23上的正规位置。此时，盖子31位于上升位置(图3A以及图4A)。
然后，通过驱动机构38对驱动杆37A、37B进行驱动，使盖子31从上升位置(图3A以及图4A)下降到下降位置(图3B以及图4B)。若盖子31成为下降位置，则输送载体5的保持片6和框7被盖子31覆盖，晶片2从其窗部33露出。但是，晶片2的外周区域2c被窗部33的内周缘部33a覆盖。
接下来，从直流电源27对静电吸附用电极26施加直流电压，通过静电吸附而将晶片2保持于台部16的载置面23(电极部21的上端面21a)。
进而，一边从工艺气体源17向室11内导入等离子切割用的工艺气体，一边通过减压机构19进行排气，将处理室15维持在规定压力。然后，从高频电源部14A对天线13供给高频电力，在室11内产生等离子P，并照射到从盖子31的窗部33露出的晶片2。此时，从高频电源部14B向台部16的电极部21施加偏置电压。此外，台部16被冷却装置24冷却。对于晶片2的从掩膜3露出的部分(切割道)，通过等离子P中的自由基(radical)和离子的物理化学作用而从表面2a至背面2b被除去，晶片2被分割为单独的芯片。
等离子切割完成后，执行灰化。一边从灰化气体源18向室11内导入灰化用的工艺气体(例如，氧气体)，一边通过减压机构19进行排气，将处理室15维持在规定压力。然后，从高频电源部14A对天线13供给高频电力，在室11内产生等离子P，并照射到从盖子31的窗部33露出的晶片2。通过氧等离子P的照射，掩膜3从半导体晶片2的表面2a被完全地除去。
灰化后，通过驱动机构38对驱动杆37A、37B进行驱动，使盖子31从下降位置向上升位置移动。然后，通过未图示的输送机构将输送载体5运出到室11外。
另外，所述等离子处理中，盖子31位于下降位置，虽然等离子P照射到从窗部33露出的晶片2，但这是除了被盖子31覆盖的晶片2的外周区域2c之外的内径侧。因此，与晶片2的外周区域相比更位于外径侧的保持片6(尤其是，环状区域6d的内周部)不会暴露于等离子P，能够防止因热而产生变形、变质。当然，不会产生等离子P向框7的集中所引起的晶片2的蚀刻效率的下降。
此外，所述等离子处理中，在位于下降位置的盖子31的顶面36b与输送载体5的框7之间设置有充足的间隙a。因此，能够充分抑制从盖子31向框7的放射热的影响。
此外，即使是盖子31的锥状凹陷32c，也由于形成有倾斜面36c，因此与保持片6之间也能够确保充足的距离。因此，不会由于来自盖子31的放射热，而使保持片6发生变形并粘贴于盖子31。
进而，晶片2的外周缘与在盖子31上形成的窗部33的内周缘部33a之间的间隙b，如前所述，决定与盖子31所覆盖的范围之间的关系，使得能够同时抑制放射热和等离子的影响。因此，既不会产生覆盖晶片2的范围过大而白白被废弃的产品部分，反之也不会发生保持片6暴露于等离子中而受到损坏的情况。
进而还有，所产生的等离子P沿着锥状凹陷32c的上表面流畅地向外径侧流动。因此，也不会在盖子31的窗部33滞留而向保持片6侧流动。
另外，本发明不限定于所述实施方式所记载的构成，能够进行各种变更。
本实施方式所涉及的盖子31，整体由单一的材料构成，但例如，也可以采用对耐热性优异的材料和热传导优异的材料进行组合的复合体。
此外，本实施方式的驱动机构38经由驱动杆37A、37B使盖子31相对于台部16而升降，但也可以使台16相对于固定于室11内的盖子31而升降。
此外，静电吸附用电极不限定于实施方式这种单极型，也可以是双极型。
进而，通过干蚀装置1执行的处理不限定于等离子切割和灰化，例如也可以是通常的干蚀。此外，干蚀装置不限定于实施方式这种ICP型，也也可以是平行平板型。进而，本发明不限定于干蚀装置，也可以应用于CVD装置等其他等离子处理装置。
符号说明
1 干蚀装置
2 晶片(基板)
2a 表面
2b 背面
2c 外周区域
3 掩膜
5 输送载体
6 保持片
6a 粘着面
6b 非粘着面
6c 圆形区域
6d 环状区域
7 框
11 室
11a 气体导入口
11b 排气口
12 电介质壁
13 天线(等离子源)
14A、14B 高频电源
15 处理室
16 台部
17 工艺气体源
18 灰化气体源
19 减压机构
21 电极部
21a 上端面
21b 冷媒流路
22A 第1封装部
22B 第2封装部
22a 上端面
23 载置面
24 冷却装置
25 冷媒循环装置
26 静电吸附用电极
27 直流电源
31 盖子
32a 上表面
32b 下表面
32c 锥状凹陷
33 窗部
33a 内周缘部
36a 载置面
36b 顶面
36c 倾斜面
36d 对置面
37A、37B 驱动杆
38 驱动机构
40 控制装置

Claims (6)

1.一种等离子处理装置，其对由保持片和在所述保持片的外周缘附近的粘着面贴着的环状的框构成的输送载体所保持的基板实施等离子处理，所述等离子处理装置的特征在于，
具备：
室，其具有能够减压的内部空间；
等离子源，其在所述室内产生等离子；
台，其设置于所述室内并载置所述输送载体，并且所述台具备电极部和包围所述电极部的封装部；
盖子，其配置于所述台的上方并覆盖所述保持片和所述框，具有在厚度方向上贯通地形成的窗部；和
驱动机构，其将所述盖子相对于所述台的相对位置，变更为第1位置和第2位置，其中所述第1位置是离开所述台并容许所述输送载体相对于所述台的装卸的位置，所述第2位置是所述盖子覆盖在所述台上载置的所述输送载体的所述保持片和所述框、且所述窗部使保持于所述保持片的所述基板露出的位置，
所述第2位置是所述盖子与所述保持片、所述框、以及所述基板不接触的位置，
所述盖子的下表面至少具备：最外周部；内周面，其从所述最外周部的内周缘向上方延伸；顶面，其从所述内周面的上端向着所述框的内周部上方侧与所述框的上表面平行地延伸；倾斜面，其与所述顶面连续设置，且相对于在所述框的内径侧露出的保持片的上表面逐渐接近地倾斜并且向斜下方延伸，
所述盖子的所述最外周部在所述第2位置与所述封装部抵接。
2.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，
所述盖子的所述顶面与所述框的上表面之间的间隔，比构成所述窗部的内周缘下部与所述保持片之间的间隔更大。
3.根据权利要求1或2所述的等离子处理装置，其特征在于，
所述盖子，在比所述顶面更靠近内径侧的区域，具备向着所述窗部逐渐接近所述输送载体的上表面。
4.根据权利要求1或2所述的等离子处理装置，其特征在于，
所述盖子具备与所述倾斜面连续，且与所述输送载体最接近地平行延伸的对置面。
5.根据权利要求1或2所述的等离子处理装置，其特征在于，
所述盖子的窗部，使所述基板的比外缘区域更靠内侧的区域露出。
6.一种等离子处理方法，是对由保持片和在所述保持片的外周缘附近的粘着面贴着的环状的框构成的输送载体所保持的基板实施等离子处理的等离子处理方法，所述等离子处理方法的特征在于，
在具有能够减压的内部空间的室内的台上载置输送载体，其中所述台具备电极部和包围所述电极部的封装部，
通过具有在厚度方向上贯通地形成的窗部的盖子来覆盖在所述台上载置的所述输送载体的所述保持片和所述框的上方，并且使所述保持片上的基板从所述窗部露出，
在所述盖子覆盖所述保持片和所述框的状态下，在所述内部空间产生等离子，并对从所述窗部露出的基板进行等离子处理，
所述盖子的下表面至少具备：最外周部；内周面，其从所述最外周部的内周缘向上方延伸；顶面，其从所述内周面的上端向着所述框的内周部上方侧与所述框的上表面平行地延伸；倾斜面，其与所述顶面连续设置，且相对于在所述框的内径侧露出的保持片的上表面逐渐接近地倾斜并且向斜下方延伸，至少在进行等离子处理的过程中，所述盖子与所述保持片、所述框、以及所述基板不接触，且至少在进行等离子处理的过程中，所述盖子的所述最外周部与所述封装部抵接。
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