CN104616957A - 等离子处理装置以及等离子处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及等离子处理装置，提升等离子处理性能和冷却性能这两者。干式蚀刻装置(1)以保持在具备框架(6)和保持片(5)的搬运载体(4)的晶片(2)为处理对象。机台(11)的电极部(13)具备静电卡盘(17)。静电卡盘(17)的上表面的隔着保持片(5)载置晶片(2)的区域是平坦部，不运用背面气体冷却。静电卡盘(17)的上表面的隔着保持片(5)载置框架(6)的区域、和晶片(2)与框架(6)间的配置保持片(5)的区域形成第1槽结构部(43)。由第1传热气体提供部(41A)介由传热气体提供孔(45、46)向由第1槽结构部(43)和搬运载体(4)划定的微小空间提供来自稀有气体源(48)的传热气体(背面气体冷却)。

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。
背景技术
专利文献1、2所公开的等离子处理装置，将保持在具备环状的框架和保持片的搬运载体的基板(例如晶片)作为处理对象。基板保持在保持片上。另外，这些等离子处理装置具备不使框架、和保持片的基板外周与框架间的区域暴露于等离子下地进行覆盖的盖。
专利文献
专利文献1：JP特许第4858395号说明书
专利文献2：美国专利申请公开第2012/0238073号说明书
盖通过暴露在等离子下而被加热，从而易于成为高温。来自被加热的盖的辐射热给基板外周部的抗蚀剂、保持片、以及框架带来热损伤。作为针对相关的来自盖的辐射热所引起的热损伤的对策，能使基板和搬运载体静电吸附而紧贴在机台(通过冷媒循环而被冷却)，用向机台的传热来进行冷却。为了提升机台与载置于其上的基板间的传热性，已知在它们之间提供氦这样的稀有气体即传热气体(背面气体冷却)。
在现有的等离子处理装置中，在等离子处理的对象是保持在搬运载体的基板的情况下，关于用哪种方式进行背面气体冷却能兼顾等离子处理性能和冷却性能，尚未进行具体的研讨。
发明内容
本发明的课题在于，对保持在搬运载体的基板进行等离子处理的等离子处理装置中的等离子处理性能和冷却性能这两者的提升。
本发明的第1方式是对保存在具备框架和保持片的搬运载体的基板进行等离子处理的等离子处理装置，提供如下的等离子处理装置，具备：腔室，其有能减压的内部空间；工艺气体提供单元，其对所述内部空间提供工艺气体；减压单元，其对所述内部空间进行减压；等离子产生单元，其使所述内部空间发生等离子；机台，其设于所述腔室内，具备载置所述搬运载体的电极部；实质平坦的平坦部，其设于所述电极部中的隔着所述保持片载置所述基板的区域即第1区域；第1非平坦部，其设于所述电极部中的第2区域，至少具有1个向从所述搬运载体远离的朝向凹陷的凹部，其中该第2区域至少包含隔着所述保持片载置所述框架的区域、和所述基板与所述框架间的配置所述保持片的区域；和第1传热气体提供部，其对在所述第1非平坦部与所述搬运载体间划定的第1微小空间提供传热气体。
具体地，等离子处理装置还具备：冷却部，其冷却所述电极部。
更具体地，等离子处理装置还具备盖，该盖具有：主体，其覆盖载置于所述电极部的所述搬运载体的所述保持片和所述框架；和窗部，其在厚度方向上贯通所述主体而形成，来使保持在载置于所述电极部的所述搬运载体的所述基板在所述内部空间露出，所述盖能与所述机台接合分离。
提供背面气体冷却能实现高的冷却效率。但是，背面气体冷却存在对于等离子处理性能而言并不优选的问题。例如，在高等离子密度且低偏置功率下、自由基反应处于支配地位的工艺(例如作为等离子切割的一例的Si蚀刻工艺)的情况下，偏置功率的非常小的变动都能给工艺特性带来大的影响。由于若基板单片化则基板自体的强度降低，因此通过传热气体的局部的压力差会在保持片出现挠曲，这成为偏置功率的变动和由其引起的形状异常这样的工艺特性的降低的原因。另外，通过小片化得到的芯片的尺寸非常小，有时会小于传热气体提供部(传热气体提供孔)。这种情况下，在传热气体提供部也出现工艺特性降低。
在本发明中，不对基板运用背面气体冷却。即，将电极部中的隔着保持片载置基板的区域即第1区域设为实质平坦的平坦部。在此，所谓“实质平坦”，是指除了微细的表面粗度或制造公差这样的不可避免的要因以外能视作平面。
在本发明中，对电极部中的给等离子处理性能带来的影响少的框架和保持片运用背面气体冷却。即，在电极部中的包含隔着保持片载置框架的区域、和基板与框架间的配置所述保持片的区域的第2区域设置第1非平坦部，从第1传热气体提供部对该第1非平坦部提供传热气体。
通过如以上那样不对基板运用背面气体冷却，对框架和保持片运用背面气体冷却，能提升等离子处理性能和冷却性能这两者。通过冷却性能提升，能有效果地减小来自盖的辐射热所引起的基板、保持片、以及框架的损伤。
也可以对盖运用背面气体冷却。这种情况下，还具备：第2非平坦部，其设置在所述电极部中的包含所述盖与所述电极部相接的区域的第3区域，具有至少1个向从所述搬运载体远离的朝向凹陷的凹部；和第2传热气体提供部，其对在所述第2非平坦部与所述盖间划定的第2微小空间提供所述传热气体。
具体地，具备第1静电吸附电极，其内置于所述电极部中的所述第1区域。
另外，也可以具备第2静电吸附电极，其内置于所述电极部中的所述第2区域。框架和保护薄片静电吸附在电极部，提升了框架和保护薄片的冷却效率。
也可以让所述第2静电吸附电极延伸到所述盖与所述电极部相接的区域。盖静电吸附在电极部，提升了盖的冷却效率。
作为替代案，也可以还具备夹紧机构，其对所述机台按压所述盖。
对第1静电吸附电极可以施加直流电压，也可以叠加在直流电压上作为偏置电压来施加高频电压。
优选地，所述第1静电吸附电极为单极型，所述第2静电吸附电极为双极型。
单极型的静电吸附电极由于能均匀地吸附于基板整面，因此在等离子处理性能的点上优于双极型。例如，在等离子切割的情况下，将基板单片化的前后的吸附力变动、和局部的吸附力的差都是单极型少于双极型。双极型的静电吸附电力在等离子处理性能的点上逊于单极型，但静电吸附力强过单极型。基板通过单极型的第1静电吸附电极静电吸附在电极部，框架和保持片(基板与框架间的部分)通过双极型的第2静电吸附电极静电吸附在电极部，由此能进一步提升等离子处理性能和冷却性能这两者。
也可以让所述第1静电吸附电极和所述第2静电吸附电极都是单极型。通过使第1以及第2静电吸附电极都为比双极型简易的构成的单极型，能简化等离子处理装置的构成。
本发明的第2方式是保持在具备框架和保持片的搬运载体的基板的等离子处理方法，提供如下等离子处理方法：将保持所述基板的所述搬运载体搬入到等离子处理装置的腔室内，隔着所述保持片在所述电极部中的实质平坦的平坦部载置所述基板，在所述电极部中的至少具有1个凹部的非平坦部隔着所述保持片载置所述框架，并载置所述基板与所述框架间的所述保持片，对在所述非平坦部与所述搬运载体间划定的第1微小空间提供传热气体，并使所述腔室内发生等离子，从而对所述基板施予等离子处理。
发明的效果
根据本发明，在电极部的平坦部配置基板而且不对其运用背面冷却。另一方面，在第1非平坦部配置框架和保持片(基板与框架间的区域)，并对其运用背面冷却。由此，能提升以保持在搬运载体的基板为处理对象的等离子处理装置中的等离子处理性能和冷却性能这两者。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式所涉及的等离子处理装置(盖为降下位置)的截面图。
图2是图1的部分放大图。
图3是载置于机台的搬运载体和覆盖其的盖的俯视图。
图4是第1以及第2的静电吸附电极的部分俯视图。
图5是本发明的第1本实施方式所涉及的等离子处理装置(盖为上升位置)的截面图。
图6是本发明的第2实施方式所涉及的等离子处理装置的部分截面图。
图7是本发明的第3实施方式所涉及的等离子处理装置的部分截面图。
图8是本发明的第4实施方式所涉及的等离子处理装置的部分截面图。
图9是本发明的第5实施方式所涉及的等离子处理装置的部分截面图。
标号的说明
1          干式蚀刻装置
2          晶片
2a         表面
2b         背面
3          腔室
3a         出入口
3b         排气口
4          搬运载体
5          保持片
5a         粘着面
5b         非粘着面
6          框架
7          电介质壁
7a         气体导入口
8          天线
9A         第1高频电源
9B         第2高频电源
10         工艺气体源
11         机台
12         减压机构
13         电极部
14         基台部
15         外装部
16         冷却装置
17         静电卡盘
18         电极部主体
18a        冷媒流路
19         盖
19a        主体
19b        窗部
19c        环状突部
21         冷媒循环装置
22A        第1驱动杆
22B        第2驱动杆
23A        第1驱动机构
23B        第2驱动机构
24         第1静电吸附电极
25         第2静电吸附电极
25a        正极
25b        负极
26A        第1直流电源
26B        第2直流电源
27         偏置电极
28         控制装置
29         电源
30         夹紧机构
41A        第1传热气体提供部
41B        第2传热气体提供部
42         平坦部
43         第1槽结构部
43a        第1槽
44         第2槽结构部
44a        第2槽
45、46、47 传热气体提供孔
48         稀有气体源
49         平坦面
49a、49b   收容槽
50A、50B   O型圈
A1         第1区域
A2         第2区域
A3         第3区域
具体实施方式
以下按照附图来说明本发明所涉及的实施方式。在以下的说明中，有时使用表示特定的方向或位置的用语(包括“上”、“下”、“侧”、“端”这样的用语)。这些用语的使用是为了易于理解参考附图的发明，并不通过这些用语的意义限定本发明的技术范围。另外，以下的说明本质上只是例示，本发明并不意图限制其运用物、或其用途。
(第1实施方式)
图1到图4表示本发明的实施方式所涉及的等离子处理装置的一例的干式蚀刻装置1。在本实施方式中，由该干式蚀刻装置1对晶片(基板)2施予等离子切割。所谓等离子切割，是在边界线(切割道)使用干式蚀刻来切断形成多个IC部(半导体装置)的晶片2、分割为各个IC部的工法。参考图2，在本实施方式中，圆形的晶片2具备：形成未图示的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)。在晶片2的表面2a以用于等离子切割的图案来形成掩模(未图示)。
参考图1，干式蚀刻装置1具备有能减压的内部空间的腔室(真空容器)3。能介由腔室3的出入口3a将搬运载体4收纳在内部空间。
参考图2以及图3，搬运载体4具备能拆装地保持晶片2的保持片5。作为保持片5，例如能使用UV胶带。UV胶带能伸展，通过粘着力保持晶片2，但因紫外线的照射而化学的特性发生变化，从而粘着力大幅减少。保持片5的一方的面是有粘着性的面(粘着面5a)，另一方是没有粘着性的面(非粘着面5b)。保持片5柔软，仅凭其自身容易挠曲，难以维持恒定形状。为此，保在持薄片5的外周缘附近的粘着面5a粘贴大致环状、厚度薄的框架6。框架6例如由不锈钢、铝这样的金属或树脂构成，有和保持片5一起能保持形状的刚性。在搬运载体4的保持片5，通过将背面2b粘贴在粘着面5a来保持晶片2。
参考图1，在封闭干式蚀刻装置1的腔室3的顶部的电介质壁7的上方配置作为上部电极的天线8。天线8与第1高频电源9A电连接。天线8和第1高频电源9A构成等离子产生单元。在腔室4的底部侧配置载置搬运载体4的机台11，该搬运载体4保持晶片2。在形成于电介质壁7的腔室3的去往内部空间的气体导入口7a连接工艺气体源10。在腔室3的排气口3b连接用于对内部空间进行真空排气的包括真空泵在内的减压机构12。
参考图1以及图2，机台11具备：电极部13；支承电极部13的基台部14；和包围电极部13和基台部14的外周的外装部15。外装部15由接地屏蔽材料(有导电性以及耐蚀刻性的金属)构成。由外装部15保护电极部13和基台部14不受等离子影响。在机台11设置冷却装置16。
电极部13具备：构成机台11的最上层的静电卡盘17；和配置在静电卡盘17的下方的铝合金那样的金属制的电极部主体18。
电极部13的静电卡盘17由薄的陶瓷、溶射陶瓷、或电介质材料所形成的片(带)构成。在静电卡盘17的上表面的中央部分载置保持晶片2的搬运载体4。另外，在静电卡盘17的外周侧部分载置后述的盖19。在电极部13内置第1以及第2静电吸附电极24、25和偏置电极27。在静电卡盘17上设置用于冷却所载置的搬运载体4和盖19的传热气体提供部41A、41B。静电卡盘17和传热气体提供部41A、41B的详细在后面叙述。
冷却装置(冷却部)16具备：形成于电极部主体18的冷媒流路18a；和冷媒循环装置21。冷媒循环装置21通过使在冷媒流路18a中进行温度调节的冷媒循环来进行冷却，将电极部13维持在期望温度。
搬运载体4以保持片5的保持晶片2的面(粘着面5a)朝上的姿态载置于机台11的电极部13，保持片5的非粘着面5b与电极部13的上表面接触。搬运载体4通过未图示的搬送机构以预先确定的位置以及姿态相对于电极部13的静电卡盘17载置。以下将该预先确定的位置以及姿态称作正规位置。
载置在正规位置的搬运载体4在等离子处理后，通过第1驱动杆22A而被抬起，并被排出(图5参考)。第1驱动杆22A被仅在图1以及图5概念性地示出的第1驱动机构23A实施升降驱动。具体地，能使搬运载体5移动到图5所示的上升位置、和图1所示的降下位置。
参考图1到图3，在腔室3内具备在机台11的上方侧升降的盖19。盖19具备：外形轮廓为圆形且厚度较薄的主体19a、和在厚度方向上贯通该主体19a的中央地形成的窗部19b。在主体19a的下表面形成降下时与电极部13的静电卡盘17的上表面抵接的环状突部19c。环状突部19c的下表面成为在半径方向上有给定的宽度尺寸的环状的接触面19d。盖19(主体19a)由铝或铝合金等的金属材料、碳化硅、氮化铝、热传导性良好的陶瓷材料这样的材料构成。
盖19的主体19a的外径尺寸形成得与搬运载体4的外形轮廓相比足够大。这是为了在等离子处理中覆盖搬运载体4的框架6和保持片5(晶片2的外周部与框架6间的区域)和框架6来保护其不受等离子影响。将盖19的窗部19b的直径设定在相对于晶片2的外径尺寸例如±2mm的范围。在等离子处理中，介由窗部19b，晶片2在腔室3的内部空间露出。
盖19的升降动作通过与主体19a连结的第2驱动杆22B进行。第2驱动杆22B被仅在图1以及图5概念性地示出的第2驱动机构23B实施升降驱动。通过第2驱动杆22B的升降而盖19升降。具体地，盖19能移动到图5所示的上升位置、和图1所示的降下位置。
参考图5，上升位置的盖19在机台11的上方位于有足够的间隔的位置。因此，若盖19处于上升位置，则能进行将搬运载体4(保持着晶片2)载于电极部13的静电卡盘17的上表面的作业，反之，能进行将搬运载体4从电极部13的上表面取下的作业。
参考图1以及图2，降下位置的盖19覆盖处于正规位置的搬运载体4的保持片5(除了保持晶片2的部分以外)和框架6。另外，在盖19处于降下位置时，环状突部19c的下表面(上述的接触面19d)与电极部13的静电卡盘17的上表面抵接。即，第2驱动机构23B作为使盖19相对于机台11升降的单元发挥功能，并且还作为使盖19相对于机台11接合分离的单元发挥功能。
以下参考图1以及图2来说明电极部13的静电卡盘17和传热气体提供部41A、41B。在以下的说明中，除非特别提到，否则保持晶片2的搬运载体4都处于正规位置(以预先确定的位置以及姿态载置在静电卡盘17上的状态)。
在静电卡盘17中的中央部分、即隔着保持片5载置晶片2的区域(第1区域A1)的上表面近旁，内置单极型的第1静电吸附电极24。如图4所示，本实施方式中的第1静电吸附电极24是具有稍大于晶片2的外径的厚度较薄的圆板状。在第1静电吸附电极24电连接第1直流电源26A。
在静电卡盘17中的包围中央部分的外周部分，在上表面近旁内置本实施方式中为双极型的第2静电吸附电极25。具体地，第2静电吸附电极25除了包含隔着保持片5载置框架6的区域、和晶片2与框架6间的载置保持片5的区域的区域(第2区域A2)以外，还内置在降下位置的盖19的环状突部19c所抵接的区域(第3区域A3)。如图4所示，第2静电吸附电极25具备：包围第1静电吸附电极24的周围的无端状的正极25a；和配置在正极25a的外侧的无端状的负极25b。正极25a与第2直流电源26B的正极电连接，负极25b与第2直流电源26B的负极电连接。在本实施方式中，第2静电吸附电极的正极25a和正极25b都是以恒定宽度蜿蜒的带状。
在静电卡盘17中的第1静电吸附电极24的下方内置偏置电极27。偏置电极27与用于施加偏置电压的第2高频电源9B电连接。
在静电卡盘17的上表面中的隔着保持片5载置晶片2的第1区域A2设置实质平坦的平坦部42。在此，所谓“实质平坦”是指，除去微细的表面粗度或制造公差这样的不可避免的要因以外能视作平面。
在静电卡盘17的上表面中的包含隔着框架6载置保持片5的区域、和晶片2与框架6间的载置保持片5的区域的区域的第2区域A2设置第1槽结构部(第1非平坦部)43。第1槽结构部43从静电卡盘17的上表面向下方(从搬运载体4远离的朝向)凹陷，且具备流体性相互连通的多个第1槽(凹部)43a。在静电卡盘17，在设置第1槽结构部43的部分设置传热气体提供孔45、46。一方的传热气体提供孔45设置在与框架6对置的位置，另一方的传热气体提供孔46设置在晶片2与框架6间的与保持片5对应的位置。传热气体提供孔45、46流体性地与稀有气体源48连接。稀有气体源48提供氦这样的稀有气体即传热气体。第1传热气体提供部41A包含传热气体提供孔45、46和稀有气体源48。
由第1槽结构部43和载置在静电卡盘17上的搬运载体4(保持片5中的安装框架6的部分、晶片2和框架6间)形成微小空间(第1微小空间)。来自稀有气体源48的传热气体介由传热气体提供孔45、46放出到该微小空间。
在静电卡盘17的上表面中的、降下位置的盖19的环状突部19c的接触面19d所抵接的第3区域A3，设置第2槽结构部(第2非平坦部)44。第2槽结构部44从静电卡盘17的上表面向下方(从搬运载体4远离的朝向)凹陷，且具备相互流体性地连通的多个第2槽(凹部)44a。在静电卡盘17，在设置第2槽结构部44的部分设置传热气体提供孔47。传热气体提供孔47流体性地与稀有气体源48连接。第2传热气体提供机构41包含传热气体提供孔47和稀有气体源48。
由第2槽结构部44和抵接在静电卡盘17上的盖19的环状突部19c的接触面19d形成微小空间(第2微小空间)。来自稀有气体源48的传热气体介由传热气体提供孔47放出到该微小空间。
图1以及图5示意地示出的控制装置28对构成干式蚀刻装置1的各要素的动作进行控制。这些要素包含：第1以及第2高频电源9A、9B、工艺气体源10、减压机构12、第1以及第2直流电源26A、26B、冷媒循环装置21、第1以及第2驱动机构23A、23B、以及第1以及第2传热气体提供部41A、41B的稀有气体源48。
接下来说明本实施方式的干式蚀刻装置1的动作。
首先，由未图示的搬送机构将在保持片5的中央粘贴了晶片2的搬运载体4搬入到腔室3的内部空间，载置到静电卡盘17上的正规位置。这时，盖19处干上升位置(图5)。
由第2驱动机构23B驱动第2驱动杆22B，使盖19从上升位置(图5)降下到降下位置(图1)。在盖19成为降下位置时，搬运载体4的框架6和保持片5(晶片2与框架6间的区域)被盖19覆盖，晶片2从窗部19b露出。另外，盖19的环状突部19c的下端面(接触面19d)与静电卡盘17的上表面(第3区域A3)接触。
从第1直流电源26A对单极型的第1静电吸附电极24施加直流电压，通过静电吸附将晶片2隔着保持片5保持在静电卡盘17的上表面。另外，从第2直流电源26B对双极型的第2静电吸附电极25施加直流电压，通过静电吸附将框架6和保持片5(晶片2与框架6间的区域)保持在静电卡盘17的上表面。另外，通过从第2直流电源26B对双极型的第2静电吸附电极25施加直流电压，盖19静电吸附在静电卡盘17的上表面。换言之，盖19通过静电吸附力被按压在静电卡盘17的上表面。
另外，由第1传热气体提供部41A，介由传热气体提供孔45、46将来自稀有气体源48的传热气体提供到由第1槽结构部43和载置在静电卡盘17上的搬运载体4(保持片5中的安装框架6的部分、晶片2和框架6间的部分)划定的第1微小空间。在第1微小空间内充满传热气体。
进而，由第2传热气体提供部41B，介由传热气体提供孔47将来自稀有气体源48的传热气体提供给由第2槽结构部44和抵接在静电卡盘17上的盖19的环状突部19c划定的第2微小空间。在第2微小空间内充满传热气体。
接下来，将等离子切割用的工艺气体从工艺气体源10导入到腔室3内，并由减压机构12排气，使腔室3内维持在给定压力。之后，从第1高频电源9A对天线8提供高频电力来使腔室3内发生等离子，使等离子照射到从盖19的窗部19b露出的晶片2。这时，从第2高频电源2B对偏置电极27施加偏置电压。另外，由冷却装置16冷却包括电极部13在内的机台11。在晶片2的从掩模露出的部分(切割道)，通过等离子体中的自由基和离子的物理化学作用从表面2a除去到背面2b，晶片2被分割为独立的芯片(单片化)。
在等离子切割中，盖19暴露于等离子下而被加热。但是，盖19由热传导性良好的材料构成，环状突部19c通过基于第2静电吸附电极25的静电吸附而被按压在静电卡盘17的上表面。为此，在盖19产生的热能释放到由冷却装置16冷却的机台11。换言之，在等离子切割中，盖19通过向机台11的热传导而被冷却。另外，介于盖19与静电卡盘17间存在由第2传热气体提供部41B提供给第2槽结构部44的传热气体(背面气体冷却)，能以高的传热效率将盖19的热释放到机台11。
在等离子切割中，晶片2通过第1静电吸附电极24隔着保持片5静电吸附在静电卡盘17的上表面。为此，在等离子切割中，在晶片2产生的热能释放到由冷却装置16冷却的机台11。换言之，在等离子切割中，晶片2通过向机台11的热传导而被冷却。但是，在晶片2与静电卡盘17间并未运用背面气体冷却。
在等离子切割中，框架6和保持片5通过第2静电吸附电极25而静电吸附在静电卡盘17的上表面。为此，在等离子切割中，在框架6、以及保持片5产生的热能释放到由冷却装置16冷却的机台11。换言之，在等离子切割中，框架6和保持片5通过向机台11的热传导而被冷却。另外，介于框架6以及保持片5与静电卡盘17间存在由第1传热气体提供部41A提供给第1槽结构部43的传热气体(背面气体冷却)，能以高的传热效率将盖19的热释放到机台11。
如以上那样，通过除了用向机台11的热传导来冷却暴露于等离子下而被加热的盖19自身以外，还用向机台11的热传导冷却晶片2、框架6、以及保持片5，能有效果地防止来自盖19的辐射热带给搬运载体5(薄片、框架、晶片)的热损伤。特别是，由于对盖19、框架6、以及保持片5运用背面气体冷却，因此能以更高的效率进行冷却。
在等离子切割后，由第2驱动机构23B驱动第2驱动杆22B使盖19从降下位置移动到上升位置。之后，由第1驱动机构23A驱动第1驱动杆22A使搬运载体4从降下位置向上升位置移动，通过未图示的搬送机构将搬运载体4从腔室3搬出。
在本实施方式中，通过将晶片2配置在静电卡盘17的平坦部42而不运用背面冷却，另一方面，将框架6和保持片5(晶片2与框架6间的区域)配置在第1槽结构部43并运用背面冷却，提升了等离子处理性能和冷却性能这两者。以下对于这点进行详述。
通过背面气体冷却能实现高的冷却效率。但是，背面气体冷却存在对于等离子处理性能来说并不优选的问题。例如，在高等离子密度且低偏置功率下、自由基反应处于支配性地位的工艺(例如作为等离子切割的一例的Si蚀刻工艺)的情况下，偏置功率的非常小的变动都会给工艺特性带来大的影响。由于若晶片2单片化就会使晶片2自身的强度降低，因此通过传热气体的局部的压力差而在保持片5出现挠曲，这成为偏置功率的变动和由此引起的形状异常这样的工艺特性的降低的原因。另外，通过小片化得到的芯片的尺寸非常小，有时会小于传热气体提供孔(例如与本实施方式中的传热气体提供孔45～47同样的孔)。这种情况下，也会在传热气体提供孔出现工艺特性降低。
根据以上的点，通过不对晶片2运用背面气体冷却，而对框架6和保持片5运用背面气体冷却，能提升等离子处理性能和冷却性能这两者。通过冷却性能提升，能有效果地减小来自盖19的辐射热引起的晶片2、保持片5、以及框架6的损伤。
在本实施方式中，如上述那样在晶片2的静电吸附中使用单极型的第1静电吸附电极24，另一方面，针对搬运载体4(框架6、保持片5)以及盖19使用双极型的第2静电吸附电极25，由此也提升了等离子处理性能和冷却性能这两者。以下关于这点进行详述。
晶片2通过单极型的第1静电吸附电极24而静电吸附在静电卡盘17。主要通过库伦力而静电吸附的单极型的静电吸附电极，其静电吸附力弱于双极型。但是，由于单极型的静电吸附电极能均匀地吸附在晶片整面，因此在等离子处理性能的点上，要优于主要通过因流过保持片5以及晶片2的背面的电流而产生的约翰逊一拉贝克力而静电吸附的双极型。例如，在等离子切割的情况下，将晶片2单片化的前后的吸附力变动、和局部的吸附力的差，都是单极型少于双极型。另外，特别是在高等离子密度且低偏置功率的自由基反应处于支配性地位的工艺(例如Si蚀刻工艺)的情况下，伴随将晶片2单片化的前后的偏置功率的变化，会发生双极型的静电吸附电极的图案向基板侧的转印。另一方面，框架6和盖19通过双极型的第2静电吸附电极25而静电吸附在静电卡盘17。双极型的静电吸附电极在等离子处理性能的点上逊于单极型，但静电吸附力强过单极型，在本发明中，在给等离子处理性能直接带来影响的晶片2的静电吸附中使用单极型的第1静电吸附电极24，另一方面，对与晶片2相比给等离子处理性能带来的影响少的搬送框架6和盖19使用静电吸附力强的双极型的第2静电吸附电极25。其结果，能提升等离子处理性能和静电吸附性能两者。通过静电吸附性能的提升，能有效果地通过向机台的传热来冷却搬运载体4和盖19，能有效果地减小来自盖19的辐射热所引起的损伤。
以下说明本发明的其它实施方式。这些实施方式的说明中未特别提到的构成和动作与第1实施方式同样。
(第2实施方式)
在图6所示的第2实施方式中，没有了偏置电极27和第2高频电源9B，从电源29对第1静电吸附电极24施加在直流电压叠加了作为偏置电压的高频电压而得到的电压。通过去掉第2高频电源9B，能简化静电卡盘17的构成。
(第3实施方式)
在图7所示的第3实施方式中，第2静电吸附电极25仅配置在包含静电卡盘17中的隔着保持片5载置框架6的区域、和晶片2与框架6间的载置保持片5的区域的第2区域A2。即，第2静电吸附电极25不设置在静电卡盘17中的降下位置的盖19所抵接的第3区域A3，盖19没有被相对于静电卡盘17静电吸附。在等离子处理中，通过第2驱动机构23B让盖19被向机台11侧施力，由此将环状突部19c的接触面19d按压在静电卡盘17的上表面。
(第4实施方式)
在图8所示的第4实施方式中，使第2静电吸附电极25为单极型。一般而言，单极型的静电吸附电极比双极型的静电吸附电极构成简易。通过使第1静电吸附电极24和第2静电吸附电极25两者为单极型，能简化静电卡盘17的构成。在使第1以及第2静电吸附电极24、25都为单极型的情况下，可对相对于这些电源公共的直流电源施加直流电压。通过相关的电源的共通化，能进一步简化静电卡盘17的构成。
(第5实施方式)
在图9所示的第5实施方式中，从静电卡盘17的上表面中的降下位置的盖19的环状突部19c的接触面19d所抵接的第3区域A3去掉第2槽结构部44(参考图2)而构成平坦面49。在设于该平坦面49的收容槽49a、49b收容密封部件的一例的O型圈50A、50B。由降下位置的盖19的环状突部19c的下端、平坦面49、和O型圈50A、50B划定微小空间，由第2传热气体提供部41B介由传热气体提供孔47对该微小空间提供来自稀有气体源48的传热气体。
本发明并不限定于所述实施方式的构成，能进行各种变更。
例如，能采用通过使机台11相对于固定在腔室3内的盖19升降来使盖19相对于机台11接合分离的构成。
另外，虽然以ICP型的干式蚀刻装置为例说明了本发明，但本发明还能运用在平行平板型的干式蚀刻装置中。另外，本发明还能运用在限定在干式蚀刻装置的CVD装置那样的其它等离子处理装置中。

Claims (13)

1.一种等离子处理装置，对保持在具备框架和保持片的搬运载体的基板进行等离子处理，
所述离子处理装置具备：
腔室，其有能减压的内部空间；
工艺气体提供单元，其对所述内部空间提供工艺气体；
减压单元，其对所述内部空间进行减压；
等离子产生单元，其使所述内部空间产生等离子；
机台，其设于所述腔室内，具备载置所述搬运载体的电极部；
实质平坦的平坦部，其设置在所述电极部中的、隔着所述保持片载置所述基板的区域即第1区域；
第1非平坦部，其设置在所述电极部中的第2区域，至少具有1个向从所述搬运载体远离的朝向凹陷的凹部，所述第2区域至少包含隔着所述保持片载置所述框架的区域、和所述基板与所述框架间的配置所述保持片的区域；和
第1传热气体提供部，其向在所述第1非平坦部与所述搬运载体间划定的第1微小空间提供传热气体。
2.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其中，
所述等离子处理装置还具备：
冷却部，其冷却所述电极部。
3.根据权利要求2所述的等离子处理装置，其中，
所述等离子处理装置还具备盖，
所述盖具有：
主体，其覆盖载置于所述电极部的所述搬运载体的所述保持片和所述框架；和
窗部，其在厚度方向上贯通所述主体而形成，来使保持在载置于所述电极部的所述搬运载体的所述基板在所述内部空间露出，
所述盖能与所述机台接合分离。
4.根据权利要求3所述的等离子处理装置，其中，
所述等离子处理装置还具备：
第2非平坦部，其设于所述电极部中的、包含所述盖与所述电极部相接的区域的第3区域，至少具有1个向从所述搬运载体远离的朝向凹陷的凹部；和
第2传热气体提供部，其向在所述第2非平坦部与所述盖间划定的第2微小空间提供所述传热气体。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的等离子处理装置，其中，
所述等离子处理装置还具备：
第1静电吸附电极，其内置于所述电极部中的所述第1区域。
6.根据权利要求5所述的等离子处理装置，其中，
所述等离子处理装置还具备：
第2静电吸附电极，其内置于所述电极部中的所述第2区域。
7.根据权利要求6所述的等离子处理装置，其中，
所述第2静电吸附电极延伸到所述盖与所述电极部相接的区域。
8.根据权利要求6所述的等离子处理装置，其中，
所述等离子处理装置还具备：
夹紧机构，其对所述机台按压所述盖。
9.根据权利要求5所述的等离子处理装置，其中，
对所述第1静电吸附电极施加直流电压。
10.根据权利要求5所述的等离子处理装置，其中，
对所述第1静电吸附电极施加在直流电压上叠加高频电压而得到的电压。
11.根据权利要求6所述的等离子处理装置，其中，
所述第1静电吸附电极是单极型，所述第2静电吸附电极是双极型。
12.根据权利要求6所述的等离子处理装置，其中，
所述第1静电吸附电极和所述第2静电吸附电极都是单极型。
13.一种等离子处理方法，是保持在具备框架和保持片的搬运载体的基板的等离子处理方法，
将保持所述基板的所述搬运载体搬入到等离子处理装置的腔室内，隔着所述保持片在所述电极部中的实质平坦的平坦部载置所述基板，在所述电极部中的至少具有1个凹部的非平坦部，隔着所述保持片载置所述框架，并载置所述基板与所述框架间的所述保持片，
对在所述非平坦部与所述搬运载体间划定的第1微小空间提供传热气体，并使所述腔室内产生等离子，从而对所述基板施予等离子处理。
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