CN105990087A - 减压处理装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种减压处理装置，在将晶片吸附保持于静电卡盘上而进行等离子蚀刻的情况下，不需要切换对下部电极所施加的电压。在搬入构件(8)将晶片(W)搬入到腔室内并使保持部(82)所保持的晶片(W)与静电卡盘(3)的吸附面(32)接触的状态下，将保持部(82)与地线连接并且对下部电极(33)施加直流电压，解除保持部(82)对晶片(W)的吸附并且使保持部(82)离开晶片(W)，由此使静电卡盘(3)与晶片(W)带有极性相互不同的电荷，由吸附面(32)对晶片(W)进行吸附保持。

Description

减压处理装置
技术领域
本发明涉及减压处理装置，在腔室内的静电卡盘上保持晶片并在腔室内产生等离子而进行针对晶片的处理。
背景技术
在等离子蚀刻装置等减压处理装置中，通过使腔室内成为真空状态并产生等离子而进行针对晶片的处理。因此，当保持晶片的卡盘工作台采用真空吸附方式时，对晶片进行可靠地保持是较困难的。因此，在减压处理装置中采用利用静电吸附力来吸附保持晶片的静电吸附方式(例如，参照专利文献1)。
对晶片进行静电吸附的静电卡盘由介电常数高的绝缘体形成，在其内部具有下部电极，存在具有两个下部电极的双极型的静电卡盘和具有1个下部电极的单极型的静电卡盘。在通过等离子蚀刻来分割晶片的情况下为了维持静电吸附而需要使用单极型的静电卡盘。作为单极型的静电卡盘，当在晶片被载置于静电卡盘上的状态下对静电卡盘施加高频电压时，供给到静电卡盘和与下部电极相对的上部电极之间的反应气体等离子化，并经由等离子来将晶片接地，所以当对下部电极施加直流电压时，下部电极的上方的绝缘体极化而产生静电吸附力，将晶片静电吸附(例如参照专利文献2)。
专利文献1：日本特许第4938352号公报
专利文献2：日本特开2005-347545号公报
但是，对于单极型的静电卡盘而言，在以不存在等离子的状态对晶片进行吸附保持的情况下需要设置使晶片接地的接地构件。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种减压处理装置，在将晶片吸附保持于单极型的静电卡盘上而进行等离子蚀刻的情况下，不需要专门配设使晶片接地的接地构件而实现对晶片的静电吸附。
根据本发明，提供一种减压处理装置，其通过等离子化了的反应气体对晶片进行加工处理，其特征在于，该减压处理载置具有：由绝缘材料形成的静电卡盘，其将上表面作为吸附面并在内部具有下部电极，由该吸附面对晶片进行静电吸附；上部电极，其与该静电卡盘的该吸附面相对并配设于该静电卡盘的上方；腔室，其对该静电卡盘和该上部电极进行收纳；搬入构件，其将晶片搬入到该腔室内并将晶片载置于该吸附面上；减压构件，其对该腔室内进行减压；气体供给构件，其对该腔室内供给反应气体；以及高频电压施加构件，其对该静电卡盘施加高频电压，将供给到该腔室内的反应气体等离子化，该搬入构件包含：保持部，其具有与晶片的上表面接触的导电性的接触部并对晶片进行保持；导通构件，其使该保持部与地线导通；以及驱动构件，其将该保持部所保持的晶片载置于该静电卡盘上，在将该搬入构件的该保持部所保持的晶片搬入到该腔室内并使该晶片与该静电卡盘的该吸附面接触的状态下，借助该导通构件将该保持部与地线连接并且对该下部电极施加直流电压，接着，解除该保持部对晶片的吸附并且使该保持部离开晶片，由此使该静电卡盘与晶片带有极性相互不同的电荷，由该静电卡盘的该吸附面对晶片进行吸附保持。
在本发明中，由于搬入构件与地线连接，所以搬入构件对晶片进行保持并将晶片载置于静电卡盘上，对静电卡盘施加电压而使晶片带电，静电卡盘通过静电吸附力来对晶片进行保持。之后，当解除搬入构件的吸引力并使搬入构件离开晶片时，能够保持在晶片上带有电荷不变地维持将晶片保持在静电卡盘上的状态。因此，能够在大气压下通过单极型的静电卡盘对晶片进行静电吸附。
附图说明
图1是示出减压处理装置的一例的剖视图。
图2是示出搬入构件的一例的剖视图。
图3是示出将保持在搬入构件上的晶片载置在静电卡盘上的状态的剖视图。
图4是示出将晶片静电吸附在静电卡盘上的状态的剖视图。
图5是示出使搬入构件离开被静电吸附在静电卡盘上的晶片的状态的剖视图。
图6是示出对静电吸附在静电卡盘上的晶片进行等离子蚀刻的状态的剖视图。
图7是示出在结束等离子蚀刻之后将晶片静电吸附在静电卡盘上的状态的剖视图。
图8是示出使搬入构件与静电吸附在静电卡盘上的晶片接触的状态的剖视图。
图9是示出使搬入构件与静电吸附在静电卡盘上的晶片接触并与地线连接的状态的剖视图。
图10是示出搬入构件使晶片离开静电卡盘的状态的剖视图。
标号说明
1：等离子蚀刻装置；2：腔室；20：壳体；21：上壁；211：绝缘体；22：下壁；221：绝缘体；222：开闭口；23：侧壁；24：开闭口；25：挡板；26：挡板开闭构件；261：气缸；262：活塞；3：静电卡盘；30：轴部；31：工作台部；32：吸附面；320：吸引孔；33：下部电极；34：吸引路；35：冷却水流通路；36：导电部；4：上部电极；40：轴部；41：板状部；42：吸附面；420：气体喷出孔；43：气体流通路；44：升降构件；441：气缸；442：活塞杆；443：托架；50：吸引源；51：冷却水供给构件；52：阀；53：减压构件；54：惰性气体供给源；55：反应气体供给源；71：高频电源；72：直流电源；720：开关；8：搬入构件；81：接触部；82：保持部；83：框体；84：臂部；85：导通构件；86：吸引源；87：驱动构件；88：升降移动构件；89：入出移动构件；W：晶片；W1：上表面；W2：下表面。
具体实施方式
图1所示的等离子蚀刻装置1为减压处理装置的一例，具有被壳体20覆盖并收纳有蚀刻对象的晶片的空间即腔室2。
壳体20由上壁21、下壁22和侧壁23形成，在一个侧壁23中形成有开闭口24。开闭口24能够通过挡板25进行开闭。挡板25被挡板开闭构件26驱动而升降。挡板开闭构件26由气缸261和活塞262构成，其中该活塞262与挡板25连结并被气缸261驱动而升降。
在腔室2的内部收纳有：静电卡盘3，其吸附保持晶片；以及上部电极4，其位于静电卡盘3的上方。
静电卡盘3由绝缘材料形成，且由圆柱状的轴部30和在轴部30的上端形成为圆板状的工作台部31构成。并且，高频电源71与静电卡盘3连接。在工作台部31中，虽然不是必须的，形成有在其上表面即吸附面32开口的多个吸引孔320。吸引孔320借助吸引路34来使吸引源50与吸附面32连通。并且，在工作台部31的内部具有下部电极33。下部电极33经由导电部36和开关720与直流电源72的正极连接。
轴部30贯穿插入到构成壳体20的下壁22中，并通过绝缘体221密封并保持。并且，冷却水流通路35在工作台部31的下部和轴部30中循环，冷却水循环路35与冷却水供给构件51连通。
上部电极4配设在静电卡盘3的上方且配设在与静电卡盘3的吸附面32相对的位置上，并与地线连接。上部电极4由圆柱状的轴部40和在轴部40的下端形成为圆板状的板状部41构成。轴部40贯穿插入到构成壳体20的上壁21中，并以能够升降的方式通过绝缘体211密封并保持。
在板状部41中形成有在其下表面42开口的多个气体喷出孔420。包含反应气体供给源55的气体供给构件56经由气体流通路43和阀52与气体喷出孔420连接。例如SF6气体贮藏在反应气体供给源55中。能够通过切换阀52来使反应气体供给源55与气体流通路43连通，并将反应气体从气体喷出孔420送入到腔室2内。通过高频电源71对静电卡盘3施加高频电压而使供给到腔室2的反应气体等离子化。
上部电极4能够被升降构件44驱动而升降。升降构件44由气缸441、活塞杆442以及与活塞杆442连结的托架443构成。托架443是如下的构成：其支承上部电极4，通过气缸441来使活塞杆442升降从而使被托架443支承的上部电极4升降。
在构成壳体20的底壁22中形成有开闭口222，开闭口222与对腔室2的内部进行减压的减压构件53连通。减压构件53能够吸引腔室2的内部的气体并且抽成真空。
在腔室内进行了处理的晶片经由形成于侧壁23的开闭口24而被搬出到腔室2的外部。例如使用图2所示的搬入构件8来将晶片搬入到腔室2内。
图2所示的搬入构件8具有：保持部82，其具有对晶片的上表面W1进行吸引保持的接触部81；框体83，其对保持部82的接触部81以外的部分进行保持；臂部84，其与框体83连结；导通构件85，其在闭合开关的状态下使接触部81与地线导通；吸引源86，其对接触部81作用吸引力；以及驱动构件87，其将吸引保持了的晶片载置于静电卡盘3上。在导通构件85中具有开关850，该开关850对接触部81与地线连接的状态和不连接的状态进行切换。并且，吸引源86和保持部82经由进行开闭的阀860来连接。驱动构件87具有：升降移动构件88，其使臂部84升降；以及入出移动构件89，其经由开闭口24将保持部82和框体83相对于腔室2搬出搬入。
保持部82由具有导电性的材料构成，并具有对晶片进行吸引保持的吸引孔。并且，对晶片进行吸引的吸引孔也可以由多孔质部件构成。
接着，对使用图1所示的等离子蚀刻装置1进行晶片的蚀刻的方法进行说明。
首先，打开图2所示的阀860而使搬入构件8的保持部82与吸引源86连通，利用保持部82对晶片W的上表面W1进行吸引保持。并且，构成图1所示的挡板开闭构件26的气缸261使活塞杆262下降从而使挡板25下降而开放开闭口24，在该状态下，入出移动构件89使保持部82和框体83以及臂部84进入到腔室2内，由此将保持于保持部82的晶片W搬入到腔室2内。并且，如图3所示，在断开开关850的状态下，升降移动构件88使晶片W下降并将晶片W载置到静电卡盘3的吸附面32之上。此时，开关720是断开的，没有对下部电极33施加电压。
接着，如图4所示，在晶片W的下表面W2与静电卡盘3的吸附面32接触的状态下，闭合开关720，对下部电极33施加正电压。并且，使开关850闭合，使搬入构件8的保持部82与地线连接。这样，在下部电极33的上方带有正电荷，在晶片W的下表面W2侧带有负电荷，在晶片W的上表面W1侧带有正电荷。因此，静电卡盘3与晶片W彼此带有极性不同的电荷，由此变成晶片W被静电吸附力吸附保持于吸附面32上的状态。另外，对下部电极33施加的电压也可以是负电压。
接着，如图5所示，保持使开关720和开关850闭合不变地断开阀860，解除对保持部82的接触部81作用的吸引力。并且，升降移动构件88使臂部84和保持部82以及框体83上升。这样，由于晶片W被静电吸附力吸附保持在静电卡盘3上，所以搬送构件8的保持部82离开晶片W的上表面W1，在晶片W的被加工面即上表面W1朝向上方露出的状态下，晶片W的下表面W2被吸附保持在吸附面32上。之后，入出移动构件89使臂部84和保持部82以及框体83退出到腔室2的外部，挡板开闭构件26使挡板25上升而将腔室2内密闭。此时，腔室2的内部的压力为大气压。
这样，保持部82保持着晶片W而将晶片W载置到静电卡盘3上，对静电卡盘3施加电压并且使搬入构件8的保持部82与地线连接，静电卡盘3使晶片带电而通过静电吸附力保持晶片W，之后，当解除保持部82的吸引力并使保持部82离开晶片W时，晶片W上仍带有电荷，能够维持将晶片W保持在静电卡盘3上的状态。因此，不需要使晶片W接地的接地构件。并且，如图1所示，当通过对吸附面32配设与吸引源连通的吸引孔320并对吸引孔320进行吸引从而起到对晶片进行吸引保持的辅助的作用时，效果更好。
接着，如图5所示，在晶片W的被加工面即上表面W1朝向上方露出的状态下，图1所示的减压构件53对腔室2内进行减压使其成为真空。并且，打开阀52并将例如SF6气体从反应气体供给源55送入到气体流通路43，使气体从气体喷出孔420朝向下方喷出。
接着，如图6所示，保持使开关720闭合不变地使开关710闭合，通过高频电源71对晶片W与上部电极4之间施加高频电压。这样，使反应气体在静电卡盘3与上部电极4之间等离子化。通过反应气体的等离子对晶片W的上表面W1进行蚀刻加工。另外，也可以使下部电极33与直流电源72的负极连接。
当按照所希望的量对晶片W的上表面W1进行蚀刻加工时，停止从反应气体供给源55向腔室2内供给反应气体，并且如图7所示，使开关710断开而停止对静电卡盘3与上部电极4之间施加高频电压，停止反应气体的等离子化。此时，使开关720保持闭合的状态，维持对下部电极33施加正电压的状态。这样当停止反应气体的等离子化时，虽然成为在下部电极33与上部电极4之间不存在等离子的状态，但由于在晶片W的蚀刻中，在静电卡盘3与上部电极4之间存在等离子，静电卡盘3与上部电极4之间是通电的状态，所以在晶片W上带有静电，如图7所示，晶片W成为因静电而被保持在静电卡盘3上的状态。
也就是说，只要从直流电源72对下部电极33供给直流电压，在晶片上就保持有与此平衡的电荷，所以晶片不受等离子有无的影响而被保持于静电卡盘3上。
接着，在打开图1所示的开闭口222并从开闭口222向外部排出反应气体之后，挡板开闭构件26使挡板25下降而打开开闭口24。并且，如图8所示，搬入构件8的入出移动构件89使保持部82和框体83从开闭口24进入到腔室2内，升降移动构件88使保持部82和框体83下降而使接触部81与晶片W的上表面W1接触，并将阀860打开而使保持部82对晶片W的上表面W1进行吸引保持。当使保持部82的接触部81与晶片W接触时，使开关850断开而使保持部82与地线为非连接状态。并且，使开关720保持闭合，维持对下部电极33施加正电压的状态。
接着，如图9所示，使开关720断开而停止向下部电极33施加正电压。接着，使开关850闭合而连接保持部82和地线。这样，去除晶片W上带电的电荷，解除静电卡盘3对晶片W的吸附保持。并且，在该状态下，如图10所示，在保持使阀860打开的状态下，当升降移动构件88使保持部82和框体83上升时，能够使晶片W离开静电卡盘3的吸附面32。也可以在使晶片W离开吸附面32之后断开开关850。并且，当具有起到如下的辅助作用的吹气机构时效果更好，该吹气机构在使晶片W离开静电卡盘3的吸附面32时，从形成于吸附面32的吸引孔320喷射空气并通过空气的喷出而使晶片离开。
当晶片W离开吸附面32时，入出移动构件89将保持部82从开闭口24搬出到腔室2的外部。这样，搬入构件8在驱动构件87所进行的驱动下将保持于静电卡盘3的晶片W搬出而使该晶片W离开静电卡盘3时，能够通过使构成搬入构件8的保持部82与地线导通而去除晶片W的上表面W1侧所带有的正电荷。因此，即使不具有从静电卡盘3升起晶片W或者使晶片W上浮的构件，也能够使晶片W离开静电卡盘3并将其搬出。
另外，在上述实施方式中，使用搬入构件8来进行将晶片W从腔室2搬出的动作，但是也可以使用与搬入构件8不同的搬出构件来进行将晶片W从腔室2搬出的动作。

Claims (2)

1.一种减压处理装置，其通过等离子化了的反应气体对晶片进行加工处理，其特征在于，该减压处理载置具有：
由绝缘材料形成的静电卡盘，其将上表面作为吸附面并在内部具有下部电极，该吸附面对晶片进行静电吸附；
上部电极，其与该静电卡盘的该吸附面相对并配设于该静电卡盘的上方；
腔室，其对该静电卡盘和该上部电极进行收纳；
搬入构件，其将晶片搬入到该腔室内并将晶片载置于该吸附面上；
减压构件，其对该腔室内进行减压；
气体供给构件，其对该腔室内供给反应气体；以及
高频电压施加构件，其对该静电卡盘施加高频电压，将供给到该腔室内的反应气体等离子化，
该搬入构件包含：
保持部，其具有与晶片的上表面接触的导电性的接触部，对晶片进行保持；
导通构件，其使该保持部与地线导通；以及
驱动构件，其将该保持部所保持的晶片载置于该静电卡盘上，
在将该搬入构件的该保持部所保持的晶片搬入到该腔室内并使该晶片与该静电卡盘的该吸附面接触的状态下，借助该导通构件将该保持部与地线连接并且对该下部电极施加直流电压，接着，解除该保持部对晶片的吸附并且使该保持部离开晶片，由此使该静电卡盘与晶片带有极性相互不同的电荷，由该静电卡盘的该吸附面对晶片进行吸附保持。
2.根据权利要求1所述的减压处理装置，其中，
在该静电卡盘的吸附面对晶片进行了吸附保持的状态下，该高频电压施加构件对该上部电极与该下部电极之间施加高频电压，将供给到该腔室内的该反应气体等离子化而对晶片进行等离子蚀刻。
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