CN107204274A - 等离子体处理方法以及等离子体处理装置 - Google Patents

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Abstract

一种等离子体处理方法以及等离子体处理装置，在对保持在保持片的基板进行等离子体处理时，提高产品的成品率。等离子体处理方法包括：载置工序，将保持了基板的保持片载置在设置于等离子体处理装置的载置台；以及固定工序，将保持片固定在所述载置台。还包括：判定工序，在固定工序之后，判定所述保持片与所述载置台的接触状态是否良好；以及等离子体蚀刻工序，在判定工序中判定为接触状态良好的情况下，在载置台上使基板的表面暴露于等离子体，从而对所述基板进行蚀刻。

Description

等离子体处理方法以及等离子体处理装置
技术领域
本公开涉及对保持在保持片的基板进行等离子体处理的方法以及装置。
背景技术
作为切割基板的方法，已知有对形成了掩模的基板实施等离子体蚀刻而将其分割为单个芯片的等离子体切割。专利文献1公开了如下内容，即，为了提高传送等时的基板的操作性，在将基板保持在具备框架和覆盖框架的开口部的保持片的运输载体的状态下，将其载置在等离子体处理装置具备的载置台，并进行等离子体处理。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2014-513868号公报
发明内容
保持片的厚度小，易挠曲。因此，保持了基板的运输载体有时以保持片产生了褶皱的状态载置到载置台。当在保持片残留有褶皱的状态下进行等离子体处理时，会在褶皱的部分产生异常放电，或者使褶皱的部分的温度上升，从而难以正常进行等离子体处理。
近年来，电子设备在小型化和薄型化，搭载在电子设备的IC芯片等的厚度减小。与此相伴地，用于形成成为切割的对象的IC芯片等的基板的厚度也减小，与保持片同样地，基板也变得易挠曲。在将这样的易挠曲的基板粘接到易挠曲的保持片而进行保持的情况下，如果在保持片产生褶皱，则在基板也容易产生褶皱。进而，在框架存在哪怕一点形变的情况下，保持片和基板将变得更容易产生褶皱。
通常，将运输载体载置在载置台，一边通过被称为静电吸盘的静电吸附机构进行接触一边进行等离子体处理。静电吸附机构对配置在载置台的内部的静电吸附(Electrostatic Chuck)用电极(以下，称为ESC电极)施加电压，并通过在ESC电极与保持片之间作用的库伦(Coulomb)力、约翰逊-拉贝克(Johnsen-Rahbek)力使载置台吸附保持片。此时，保持了基板的保持片有时会以产生了褶皱的状态直接载置在载置台。由于在保持片产生的褶皱，保持片以一部分从载置台上浮的状态压附于载置台。因此，隔着保持片的基板与载置台的接触变得不充分。
当在隔着保持片的基板与载置台的接触不充分的状态下进行等离子体处理时，对基板的蚀刻会不均匀，会产生加工形状的偏差、未处理部。进而，存在产生基板的局部性的温度上升或者产生异常放电的情况。由于该温度上升、异常放电，基板、保持片有可能会破损，进而ESC电极有可能会破损。其结果是，产品的成品率下降。
本公开涉及的发明的一个方面涉及等离子体处理方法，该方法包括以下的工序。即，包括：载置工序，将保持了基板的保持片载置在设置于等离子体处理装置的载置台；以及固定工序，将保持片固定在载置台。还包括：判定工序，在固定工序之后，判定保持片与载置台的接触状态是否良好；以及等离子体蚀刻工序，在判定工序中判定为接触状态良好的情况下，在载置台上使基板的表面暴露于等离子体，从而对基板进行蚀刻。
本公开涉及的发明的另一个方面涉及等离子体处理装置，其具备：处理室；载置台，设置在处理室，并载置保持了基板的保持片；固定机构，将保持片固定在载置台；高频电源部，使处理室内产生等离子体；以及判定部，判定保持片与所述载置台的接触状态是否良好。
发明效果
根据本公开涉及的发明，在确认了隔着保持片的基板与载置台的接触的状态之后执行等离子体处理，因此可提高产品的成品率。
附图说明
图1A是概略性地示出本公开的实施方式涉及的保持了基板的运输载体的俯视图。
图1B是本公开的实施方式涉及的保持了基板的运输载体的图1A中的IB-IB线处的剖视图。
图2是用剖面示出本公开的实施方式涉及的等离子体处理装置的基本构造的概念图。
图3是示出本公开的实施方式涉及的等离子体处理方法的一部分工序的流程图。
图4是示出本公开的第一实施方式涉及的等离子体处理装置的一部分的概念图。
图5A是示出图4所示的等离子体处理装置的载置台和判定用气孔的概念图。
图5B是对图4所示的等离子体处理装置在载置台与保持片之间导入了判定用的气体的情况下的图5A涉及的VB-VB剖视图。
图5C是对图4所示的等离子体处理装置在载置台与保持片之间导入了判定用的气体的情况下的图5A涉及的VC-VC剖视图。
图6是示出第一实施方式涉及的等离子体处理方法的一部分工序的流程图。
图7A是示出在第一实施方式涉及的等离子体处理方法的判定工序中隔着保持片的基板与载置台的接触状态良好的情况的图表((a)～(c))。
图7B是示出在第一实施方式涉及的等离子体处理方法的判定工序中隔着保持片的基板与载置台的接触状态不良的情况的图表((a)～(c))。
图7C是示出在第一实施方式涉及的等离子体处理方法的判定工序中隔着保持片的基板与载置台的接触状态不良的情况的图表((a)～(c))。
图7D是示出在第一实施方式涉及的等离子体处理方法的判定工序中隔着保持片的基板与载置台的接触状态不良的情况的图表((a)～(c))。
图7E是示出在第一实施方式涉及的等离子体处理方法的判定工序中隔着保持片的基板与载置台的接触状态不良的情况的图表((a)～(c))。
图8是示出第二实施方式涉及的等离子体处理装置的一部分的概念图。
图9是示出第二实施方式涉及的等离子体处理方法的一部分工序的流程图。
图10是示出第二实施方式涉及的等离子体处理方法的判定方法的图表((a)、(b))。
图11是示出第三实施方式涉及的等离子体处理装置的一部分的概念图。
图12是示出第三实施方式涉及的等离子体处理方法的一部分工序的流程图。
图13是示出第三实施方式涉及的等离子体处理方法的判定方法的俯视图((a)、(b))。
图14是示出本发明的实施方式涉及的ESC电极的概念图。
符号说明
1：基板
1A：外周部
1B：中央部
2：框架
2a：凹口
2b：切角
3：保持片
3a：粘接面
3b：非粘接面
10：运输载体
100、100A～100C：等离子体处理装置
103：真空腔
103a：气体导入口
103b：排气口
108：电介质构件
109：天线
110A：第一高频电源
110B：第二高频电源
111：载置台
112：工艺气体源
113：灰化气体源
114：减压机构
115：电极层
116：金属层
117：基台
118：外周部
119：ESC电极
120：高频电极部
121：升降杆
122：支承部
123A、123B：升降机构
124：盖
124W：窗部
125：冷媒循环装置
126：直流电源
127：冷媒流路
128：控制装置
129：外周环
210：判定用气孔
211：气体导入路径
212：压力计
213：MFC
214：调压阀
215：旁路阀
216：判定用气体源
220：位移传感器
220a：激光
221：传送臂
222：开闭器
230：温度传感器
231：观察口
具体实施方式
本实施方式涉及的等离子体处理方法包括：载置工序，将保持了基板的保持片载置在设置于等离子体处理装置的载置台；以及固定工序，将保持片固定在载置台。还包括：判定工序，在固定工序之后，判定保持片与载置台的接触状态是否良好；以及等离子体蚀刻工序，在判定工序中判定为接触状态良好的情况下，在载置台上使基板的表面暴露于等离子体，从而对所述基板进行蚀刻。由此，在确认了隔着保持片的基板与载置台的接触状态良好之后执行等离子体处理，因此可抑制等离子体处理不良。其结果是，可提高产品的成品率。
首先，参照图1A和图1B对在本发明中使用的运输载体的一个实施方式进行说明。图1A是概略性地示出基板1和保持基板1的运输载体10的俯视图，图1B是基板1和运输载体10的图1A所示的IB-IB线处的剖视图。如图1A所示，运输载体10具备框架2和保持片3。保持片3的外周部固定在框架2。基板1粘接于保持片3，从而保持在运输载体10。另外，虽然在图1A和图1B中对框架2和基板1均为大致圆形的情况进行了图示，但是不限定于此。
(基板)
基板1是等离子体处理的对象物。基板1例如可通过如下方式制作，即，在主体部的一个表面形成半导体电路、电子部件元件、MEMS等的电路层，然后对作为电路层的相反侧的主体部的背面进行研磨，从而使厚度变薄。通过将基板1单片化，从而可得到具有上述电路层的电子部件(未图示)。
基板1的大小没有特别限定，例如，最大直径为50mm～300mm左右。基板1的厚度通常为25～150μm左右，非常薄。因此，基板1本身基本不具有刚性(自支承性)。因此，将保持片3的外周部固定在大体平坦的框架2，并将基板1粘接到该保持片3。由此，容易进行基板1的传送等处理。基板1的形状也没有特别限定，例如是圆形、方形。此外，也可以在基板1设置定向平面(orientation flat)、凹口等缺口(均未图示)。
基板的主体部的材质也没有特别限定，例如可举出半导体、电介质、金属、或它们的层叠体等。作为半导体，能够例示硅(Si)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)等。作为电介质，能够例示聚酰亚胺等的树脂膜、低介电常数膜(Low-k膜)、二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、钽酸锂(LiTaO3)、铌酸锂(LiNbO3)等。
在基板1的未与保持片3粘接的面以所希望的形状形成有掩模(未图示)。形成有掩模的部分得到保护，使得不会被等离子体所蚀刻。未形成掩模的部分从其表面至背面均会被等离子体所蚀刻。作为掩模，例如能够使用通过对抗蚀剂膜进行曝光和显影而形成的抗蚀剂掩模。此外，掩模例如也可以通过激光划片对形成在基板1的表面的树脂膜(film)进行开口而形成。
(框架)
框架2是具有面积等于或大于整个基板1的开口的框体，具有给定的宽度和大致恒定的薄的厚度。框架2具有能够在保持了保持片3和基板1的状态下进行传送的程度的刚性。
框架2的开口的形状没有特别限定，例如可以是圆形、矩形、六边形等多边形。也可以在框架2设置有定位用的凹口2a、切角2b。作为框架2的材质，例如可举出铝、不锈钢等金属、树脂等。保持片3的一个面的外周缘附近与框架2的一个面粘接。
(保持片)
保持片3例如具备具有粘接剂的面(粘接面3a)和不具有粘接剂的面(非粘接面3b)。粘接面3a的外周缘与框架2的一个面粘接，并覆盖框架2的开口。此外，将基板1粘接在粘接面3a的从框架2的开口露出的部分。
粘接面3a优选由粘接力会由于紫外线(UV)的照射而减小的粘接成分构成。这是因为，通过在切割后进行紫外线照射，从而可容易地从粘接面3a剥离单片化后的基板(电子部件)，并容易拾取。例如，保持片3可通过在膜状的基材的单面涂敷厚度为5～20μm的UV固化型丙烯酸粘接剂而得到。
膜状的基材的材质没有特别限定，例如可举出聚乙烯和聚丙烯等聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯等热塑性树脂。也可以在基材中配合用于附加伸缩性的橡胶成分(例如，乙丙橡胶(EPM)、三元乙丙橡胶(EPDM)等)、可塑剂、软化剂、防氧化剂、导电性材料等各种添加剂。此外，上述热塑性树脂也可以具有丙烯酸基等表现出光聚合反应的官能团。基材的厚度例如为50～150μm。在进行等离子体处理时，运输载体10载置在载置台，使得载置台与非粘接面3b相接。
(等离子体处理装置)
接下来，参照图2对本发明的实施方式涉及的等离子体处理装置100的基本构造进行说明。图2概略性地示出等离子体处理装置100的基本构造的剖面。
等离子体处理装置100具备载置台111。运输载体10载置在载置台111，使得保持片3的保持有基板1的面朝向上方。载置台111具有能够载置整个运输载体10的程度的大小。在载置台111的上方配置有盖124，盖124覆盖保持片3的至少一部分和框架2，并且具有使基板1的至少一部分露出的窗部124W。
载置台111和盖124配置在处理室(真空腔103)内。真空腔103是上部开口的大致圆筒状，上部开口被作为盖体的电介质构件108封闭。作为构成真空腔103的材料，能够例示铝、不锈钢(SUS)、对表面进行了防蚀铝加工的铝等。作为构成电介质构件108的材料，能够例示氧化钇(Y2O3)、氮化铝(AlN)、氧化铝(Al2O3)、石英(SiO2)等电介质材料。在电介质构件108的上方配置有作为上部电极的天线109。天线109与第一高频电源110A电连接。载置台111配置在真空腔103内的底部侧。
在真空腔103连接有气体导入口103a。在气体导入口103a分别通过配管连接有灰化气体源113和作为等离子体产生用气体的供给源的工艺气体源112。此外，在真空腔103设置有排气口103b，在排气口103b连接有减压机构114，减压机构114包括用于对真空腔103内的气体进行排气而进行减压的真空泵。
载置台111具备分别为大致圆形的电极层115、金属层116、支承电极层115和金属层116的基台117、以及包围电极层115、金属层116以及基台117的外周部118。外周部118由具有导电性和耐蚀刻性的金属构成，保护电极层115、金属层116以及基台117不受等离子体的损害。在外周部118的上表面配置有圆环状的外周环129。外周环129具有保护外周部118的上表面不受等离子体的损害的作用。电极层115和外周环129例如由上述的电介质材料构成。
在电极层115的内部配置有构成静电吸附机构的ESC电极119和与第二高频电源110B电连接的高频电极部120。ESC电极119与直流电源126电连接。静电吸附机构由ESC电极119和直流电源126构成。通过静电吸附机构，保持片3压附并固定在载置台111。以下，以作为将保持片3固定在载置台111的固定机构而具备静电吸附机构的情况为例进行说明，但是不限定于此。也可以通过未图示的夹具将保持片3固定在载置台111。
金属层116例如由在表面形成了防蚀铝被覆的铝等构成。在金属层116内形成有冷媒流路127。冷媒流路127对载置台111进行冷却。通过对载置台111进行冷却，从而搭载在载置台111的保持片3被冷却，并且其一部分与载置台111接触的盖124也被冷却。由此，可抑制基板1、保持片3在等离子体处理过程中由于被加热而损伤。冷媒流路127内的冷媒通过冷媒循环装置125进行循环。
在载置台111的外周附近配置有贯通载置台111的多个支承部122。支承部122通过升降机构123A进行升降驱动。当运输载体10传送到真空腔103内时，交接给上升至给定的位置的支承部122。支承部122对运输载体10的框架2进行支承。通过使支承部122的上端面下降至与载置台111相同的水平以下，从而运输载体10搭载在载置台111的给定的位置。
在盖124的端部连结有多个升降杆121，使盖124能够进行升降。升降杆121通过升降机构123B进行升降驱动。能够与升降机构123A独立地通过升降机构123B进行盖124的升降的动作。
控制装置128对构成等离子体处理装置100的要素的动作进行控制，等离子体处理装置100包括第一高频电源110A、第二高频电源110B、工艺气体源112、灰化气体源113、减压机构114、冷媒循环装置125、升降机构123A、升降机构123B以及静电吸附机构。
接下来，参照图3对本实施方式涉及的等离子体处理方法的基本的工序进行说明。图3是示出等离子体处理方法的一部分工序的流程图。
(1)准备工序
首先，准备运输载体10。运输载体10可通过将保持片3粘接并固定在框架2的一个面而得到。此时，如图1B所示，使保持片3的粘接面3a与框架对置。接下来，通过将基板1粘接到保持片3的粘接面3a，从而使运输载体10保持基板1。
(2)搬入工序
接下来，将保持了基板1的运输载体10搬入到真空腔103内。
在真空腔103内，通过升降杆121的驱动，盖124上升至给定的位置。接下来，开闭器(shutter)222打开，从未图示的负载锁定室搬入保持在传送臂221(均参照图8)的运输载体10。多个支承部122以上升的状态待机。当运输载体10到达载置台111上方的给定的位置时，运输载体10交接给支承部122。运输载体10载置在支承部122的上端面，使得保持片3的保持着基板1的面朝向上方。
(3)载置工序
当运输载体10交接给支承部122并且传送臂221退出时，开闭器222关闭，真空腔103置于密闭状态。接下来，支承部122开始下降。支承部122的上端面下降至与载置台111相同的水平以下，从而运输载体10载置于载置台111。接下来，升降杆121进行驱动。升降杆121使盖124下降至给定的位置。此时，将盖124与载置台111的距离调节为，使盖124能够在不与运输载体10接触的情况下覆盖框架2。由此，框架2以及保持片3的未保持基板1的部分在不与盖124接触的情况下被盖124所覆盖，基板1从盖124的窗部124W露出。
盖124例如是具有大致圆形的外形轮廓的面包圈形，具有恒定的宽度和薄的厚度。盖124的内径(窗部124W的直径)小于框架2的内径，盖124的外径大于框架2的外径。因此，当将运输载体10搭载于载置台的给定的位置并使盖124下降时，盖124能够覆盖保持片3的至少一部分和框架2。基板1的至少一部分从窗部124W露出。盖124例如由陶瓷(例如，氧化铝、氮化铝等)、石英等电介质、铝或表面进行了防蚀铝处理的铝等金属构成。
(4)固定工序
在固定工序中，载置在载置台111的运输载体10固定在载置台111上。在载置台111具备ESC电极119的情况下，通过对ESC电极119施加电压，从而能够在运输载体10的保持片3与载置台111之间产生吸附力，将保持片3进而将运输载体10固定在载置台111。
ESC电极119大致分为单极型和双极型这两种类型。
单极型的ESC电极119包括至少一个电极。在单极型的ESC电极119包括两个以上的电极的情况下，均施加极性相同的电压。具备单极型的ESC电极119的静电吸附机构作为吸附机制而利用库伦力。通过对ESC电极119施加电压，从而在由电介质构成的载置台111的表面感应出由介电极化造成的电荷，并且使载置在载置台111上的保持片3带电。其结果是，在载置台111的表面感应出的电荷与带电的保持片3之间作用库伦力，运输载体10被吸附在载置台111。另外，为了使保持片3带电，只要在真空腔103内产生等离子体并使保持片3暴露于产生的等离子体即可。
另一方面，双极型的ESC电极119具备正极和负极，对正极和负极分别施加极性不同的电压。作为双极型的ESC电极119，例如可使用如图14所示的梳形电极。从直流电源126对正极施加V1的电压，并从直流电源126对负极施加-V1的电压。
作为具备双极型的ESC电极119的静电吸附机构的吸附机制，存在利用库伦力的情况和利用约翰逊-拉贝克力的情况。根据吸附机制，适宜地选择ESC电极119的构造、构成ESC电极119的材料(例如，陶瓷)。无论是哪种吸附机制的情况，均能够通过对正极和负极分别施加极性不同的电压，从而在ESC电极与保持片3之间产生吸附力，使运输载体10吸附于载置台111。另外，在双极型的情况下，与单极型的情况不同，无需为了进行吸附而使保持片3带电。
双极型的ESC电极能够根据向正极和负极施加电压的方法而作为单极型发挥功能。具体地，能够通过对正极和负极施加极性相同的电压，从而用作单极型的ESC电极。以下，将对双极型的ESC电极的正极和负极分别施加极性不同的电压的情况称为双极模式，将对正极和负极施加极性相同的电压的情况称为单极模式。
在单极模式的情况下，对正极和负极施加极性相同的电压，并作为吸附机制利用库伦力。与双极模式的情况不同，仅对正极和负极施加电压并不能吸附运输载体10。在单极模式中，为了吸附运输载体10，需要使保持片3带电。因此，在通过单极模式进行吸附的情况下，使真空腔103内产生等离子体，并使保持片3暴露于该等离子体，从而使保持片3带电。由此，运输载体10被吸附在载置台111。以上，对单极型和双极型的ESC电极119进行了说明，无论使用哪种类型，均能够使运输载体10吸附于载置台。
另外，在单极型的ESC电极119或单极模式的情况下，为了使运输载体10吸附于载置台111而产生的等离子体与在后面说明的等离子体蚀刻工序中产生的等离子体相比，优选以小的投入功率产生。这是为了抑制等离子体对运输载体10的损伤。从同样的观点出发，优选只对天线109施加用于产生等离子体的高频电力，对载置台111具备的高频电极部120则不施加。此外，在产生等离子体时供给到真空腔103内的气体优选为不易蚀刻运输载体10和基板1的气体。作为这样的气体，能够例示氩、氮、氦等。此外，关于产生等离子体的时机，优选在载置工序结束之后进行，即，优选在运输载体10载置在载置台111的状态下进行。另外，只要是搬入工序之后，也可以在将运输载体10载置在载置台111之前产生上述等离子体。
在ESC电极119为双极型的情况下，在运输载体10交接给支承部122之后，从直流电源126对ESC电极119施加电压。由此，保持片3在与载置台111接触的同时被吸附在载置台111，从而保持片3固定在载置台111。另外，也可以在保持片3载置在载置台111之后(与载置台111接触之后)，开始对ESC电极119施加电压。
(5)判定工序
在固定工序之后，例如通过以下的各实施方式所示的方法进行判定工序。
在判定工序中，当判定为保持片3与载置台111的接触状态良好，进而判定为隔着保持片3的基板1与载置台111的接触状态良好时，进入到后面说明的等离子体蚀刻工序。另一方面，当判定为接触状态不良时，从真空腔103搬出运输载体10。或者，支承部122再次上升，运输载体10与载置台111分离，并从载置工序开始进行重试。在重试中，在使支承部122上升或者下降的期间，也可以使支承部122稍微进行升降。由此，容易消除保持片3的褶皱。
(6)等离子体蚀刻工序
当在判定工序中判定为上述的接触状态良好时，工艺气体从工艺气体源112通过气体导入口103a导入到真空腔103内部。另一方面，减压机构114从排气口103b对真空腔103内的气体进行排气，从而将真空腔103内维持为给定的压力。
接下来，从第一高频电源110A对天线109投入高频电力，从而使真空腔103内产生等离子体P。产生的等离子体P由离子、电子、原子团等构成。从形成在基板1的抗蚀剂掩模露出的部分的表面至背面通过与产生的等离子体P1的物理化学的反应而被除去(蚀刻)，基板1被单片化。
在此，可以从第二高频电源110B对高频电极部120投入例如100kHz以上的高频电力。能够通过从第二高频电源110B对高频电极部120施加的高频电力来控制离子对基板1的入射能。通过对高频电极部120投入高频电力，从而在载置台111的表面产生偏置电压，通过该偏置电压对入射到基板1的离子进行加速，使蚀刻速度增加。
蚀刻的条件可根据基板1的材质等进行设定。例如，在基板1为Si的情况下，通过在真空腔103内产生以六氟化硫(SF6)等为原料的等离子体，从而对基板1进行蚀刻。在该情况下，例如，一边从工艺气体源112以100～800sccm供给SF6气体，一边通过减压机构114将真空腔103的压力控制为10～50Pa。此时，对天线109供给1000～5000W的频率为13.56MHz的高频电力，并且对高频电极部120供给50～1000W的100kHz以上(例如，400～500kHz或者13.56MHz)的高频电力。另外，sccm是流量的单位，1sccm是一分钟流过1cm3的标准状态(0℃、一个大气压)的气体的量。
为了抑制蚀刻过程中的运输载体10的温度上升，优选通过冷媒循环装置125将在载置台111内循环的冷媒的温度设定为-20至20℃。由此，如果保持片3与载置台111的接触状态良好，则等离子体处理过程中的保持片3的温度可控制为例如60℃以下。因此，可抑制保持片3的热损伤。
在等离子体切割的情况下，优选垂直地对从抗蚀剂掩模露出的基板1的表面进行蚀刻。在该情况下，如上所述，可以交替地重复进行利用了SF6等氟系气体的等离子体的蚀刻步骤和利用了全氟环丁烷(perfluorocyclobutane)(C4F8)等碳氟化合物气体的等离子体的保护膜沉积步骤。
在通过蚀刻将基板1进行单片化之后，执行灰化。将灰化用的工艺气体(例如，氧气、氧气与含氟的气体的混合气体等)从灰化气体源113导入到真空腔103内。另一方面，通过减压机构114进行排气，将真空腔103内维持为给定的压力。通过从第一高频电源110A投入高频电力，从而在真空腔103内产生氧等离子体，完全除去从盖124的窗部124W露出的单片化后的基板1(电子部件)的表面的抗蚀剂掩模。
(7)搬出工序
当灰化结束时，排出真空腔103内的气体，打开开闭器222。通过从开闭器222进入的传送臂221将保持单片化后的基板1的运输载体10从等离子体处理装置100搬出。当运输载体10被搬出时，开闭器222迅速关闭。运输载体10的搬出处理可以按照与如上所述的将基板1搭载于载置台111的顺序相反的顺序进行。即，在使盖124上升至给定的位置之后，使对ESC电极119的施加电压为零，解除运输载体10对载置台111的吸附，使支承部122上升。在支承部122上升至给定的位置之后，搬出运输载体10。
(第一实施方式)
以下，参照图4～图7E对本实施方式涉及的等离子体处理方法以及等离子体处理装置100A进行说明。图4是示出本实施方式涉及的等离子体处理装置100A的一部分的概念图。图5A是示出等离子体处理装置100A的载置台111和判定用气孔210的概念图。图5B和图5C分别是示出在载置台111与保持片3之间导入了判定用的气体G时的状态的VB-VB剖视图和VC-VC剖视图。图6是示出本实施方式涉及的等离子体处理方法的一部分的流程图。图7A((a)～(c))～图7E((a)～(c))是示出本实施方式涉及的等离子体处理方法的判定方法的图表。关于对图7A～图7E标注的(a)～(c)，(a)表示导入到气体导入路径211的气体的流量的时间变化，(b)表示气体导入路径211中的气体G的压力的时间变化。此外，(c)表示调压阀214的阀开度的时间变化。
如图4所示，本实施方式涉及的等离子体处理装置100A在载置台111的表面具备与气体导入路径211连接的判定用气孔210。在本实施方式涉及的等离子体处理方法中，如图6所示，在(5)判定工序中，从判定用气孔210将气体G导入到载置台111与保持片3之间，根据气体G的压力是否从开始导入气体G起在规定时间内达到规定值，判定保持片3与载置台111的接触状态是否良好，进而判定隔着保持片3的基板1与载置台111的接触状态是否良好。或者，根据从判定用气孔210将气体G导入到载置台111与保持片3之间时的气体G的压力的控制信息，判定保持片3与载置台111的接触状态是否良好，进而判定隔着保持片的基板1与载置台111的接触状态是否良好。(5)判定工序以外的工序((1)准备工序～(4)固定工序、(6)等离子体蚀刻工序以及(7)搬出工序)与上述的各工序同样地进行。关于气体G的压力的控制信息将在后面进行说明。
在将保持了基板1且产生了褶皱W的保持片3静电吸附在载置台111的情况下，褶皱W有时会被静电吸附所矫正。但是，在静电吸附力不足、褶皱W大到不能完全矫正的程度的情况下，在静电吸附之后仍会残存有褶皱W。此时，在具有褶皱W的部分(例如，图5A的VB-VB线上)，如图5B所示，会在保持片3与载置台111的表面之间产生间隙。因此，在具有褶皱W的部分，保持片3不能与载置台111的表面密接，判定用气孔210不会被保持片3堵住。另一方面，在没有褶皱W的部分(例如，图5A的VC-VC线上)，如图5C所示，保持片3与载置台111的表面密接。因此，判定用气孔210被保持片3堵住。像这样，根据有无褶皱W，判定用气孔210被保持片3堵塞的状态会变化。因此，在本实施方式中，基于供给到判定用气孔210的气体G的状态(气体G的压力或气体G的压力的控制信息等)，判定保持片3与载置台111的接触状态是否良好。
判定用气孔210例如优选如图5A所示，形成在载置台111的表面且形成在与所载置的基板1的外周部1A对应的位置。基板1的外周部1A例如是从基板1的外缘起1～3mm内侧的区域。将基板1的外周部1A以外的区域称为中央部1B。通过在与基板1的外周部1A对应的位置形成判定用气孔210，从而能够在不对主要设置在基板1的中央部1B且具备上述的电路层等的元件区域造成不良影响的情况下判定隔着保持片3的基板1与载置台111的接触状态是否良好。在图5A～图5C中，为了方便，对外周部1A附加影线示出。
在载置台111的表面的与基板1的中央部1B(特别是元件区域)对应的位置，优选不设置判定用气孔210。这是因为，当在基板1的中央部1B形成判定用气孔210时，存在在判定用气孔210附近的基板1的表面产生等离子体蚀刻局部性地变得不均匀等不良影响的情况。可认为这是因为，在等离子体处理过程中在基板1与等离子体的界面产生的等离子体鞘的形状在判定用气孔210的附近会变形。特别是，在通过等离子体处理将基板1单片化的等离子体切割中，隔着保持片3载置在载置台111上的基板1会被等离子体蚀刻至到达保持片3的表面，因此容易受到判定用气孔210的影响。在该情况下，如果基板1薄，则更容易受到判定用气孔210的影响。
判定用气孔210优选如图5A所示地以等间隔形成在与外周部1A对应的位置。由此，能够提高隔着保持片3的基板1与载置台111的接触状态的检测精度。以下对其理由进行说明。
保持片3的褶皱W由于保持片3存在松弛而产生。另一方面，因为保持片3的周围被框架2所固定，因此具有适度的张力。因此，在保持片3产生的褶皱W多数情况下具有如下的形状，即，在保持片3的接近框架2的部分产生端部，并横穿保持片3的未保持基板1的区域，直至到达保持有基板1的区域。即，在保持基板1的区域产生的褶皱W在大多数情况下形成为横穿基板1的外周部1A。因此，通过在载置台111的表面的与基板1的外周部1A对应的位置以等间隔配置判定用气孔210，从而能够掌握基板1的大致整个面的接触状态。
在将判定用气孔210配置在与外周部1A对应的载置台111的表面的情况下，判定用气孔210优选沿着外周部1A的外形以20mm至100mm的间隔进行配置。特别是，从由于设置判定用气孔210而造成的载置台111的制造成本等观点出发，判定用气孔210优选以大约50mm的间隔进行配置。判定用气孔210的数目只要根据基板1的大小适宜地进行设定即可。例如，在基板1的直径为200mm的情况下，只要配置12个左右的判定用气孔210即可，在基板1的直径为300mm的情况下，只要配置16个左右的判定用气孔210即可。
判定用气孔210的形状也没有特别限定，可以是圆形、楕圆形、多边形(四角形、六边形等)等。判定用气孔210的尺寸也没有特别限定，只要是容纳于外周部1A的程度的大小即可。关于判定用气孔210的尺寸，可以使具有相同的面积的对应圆的直径为例如0.3～1.0mm，优选为0.5～0.8mm。特别是，从改善由上述的判定用气孔210造成的等离子体蚀刻的不均匀的观点出发，也可以将判定用气孔210的尺寸进一步小口径化(例如，0.05～0.3mm)。在判定用气孔210被小口径化的情况下，也可以将判定用气孔210配置在基板1的中央部1B。但是，在该情况下，优选减小从判定用气孔210供给的气体G的压力。在判定用气孔210被小口径化的情况下，且特别在基板1薄的情况下，由于从判定用气孔210供给的气体G的压力，保持片3可能会产生挠曲。因此，在此后的等离子体切割工序中，有时会产生等离子体鞘的变形，进而产生蚀刻不均匀等不良。
判定用的气体G的种类没有特别限定，只要使用不会影响等离子体蚀刻的种类的气体即可。作为判定用的气体G，例如可举出氦、氩、氮等。
如图4所示，判定用气孔210与气体导入路径211连接。在气体导入路径211连接有测定气体导入路径211中的气体的压力的压力计212、调节气体的流量的流量控制器(MFC)213、调整判定用的气体G的压力的调压阀214、用于对气体G进行排气的旁路阀(bypassvalve)215、判定用气体源216等。在具有多个判定用气孔210的情况下，只要使气体导入路径211分岔，从而使全部的判定用气孔210与气体导入路径211连接即可。从判定用气体源216供给的气体G通过MFC213调整为给定的流量，并供给到气体导入路径211。然后，基于由压力计212测定的气体导入路径211内的气体压力，调整调压阀214的阀开度，从而能够将气体导入路径211内的气体压力调整为给定的压力。通过打开旁路阀215，从而对气体导入路径211内部的气体G进行排气。
在判定工序中，基于气体导入路径211中的气体G的压力或气体G的压力的控制信息，进行接触状态的判定。在图7A((b)和(c))示出判定为接触状态良好的情况下的图表。在图7B((b)和(c))以及图7C((b)和(c))示出判定为接触状态不良的情况下的图表。
在判定工序中，气体G以给定的流量导入到气体导入路径211(图7A(a))。此时，在从开始导入气体G起在规定时间内气体导入路径211中的气体G的压力达到规定值的情况下(图7A(b))，判定为保持片3与载置台111的接触状态良好，进而判定为隔着保持片3的基板1与载置台111的接触状态良好。这是因为，在保持片3与载置台111的接触状态良好的情况下，保持片3与载置台111的密接性高，从保持片3与载置台111的间隙泄漏的气体减少。
也可以在接触状态的判定中使用气体G的压力的控制信息(图7A(c))。作为气体G的压力的控制信息，例如能够使用调压阀214的阀开度、关于阀开度的稳定性的信息。在利用调压阀214的阀开度的情况下，例如，可以在对调压阀214的阀开度设定规定值并且将气体G的压力调压为给定的压力的状态下的阀开度超过该规定值的情况下，判定为上述接触状态良好。在利用关于调压阀214的阀开度的稳定性的信息的情况下，例如，可以在设定监视时间并且在将气体G的压力调压为给定的压力之后直到经过了监视时间为止的期间阀开度维持超过规定值的状态的情况下，判定为上述接触状态良好。
另一方面，如图7B所示，在即使以给定的流量对气体导入路径211导入气体G(图7B(a))，从开始导入气体G起在规定时间内气体导入路径211中的气体的压力仍未达到规定值的情况下(图7B(b))，判定为保持片3与载置台111的接触状态差，进而判定为隔着保持片3的基板1与载置台111的接触状态不良。这是因为，可认为判定用的气体G从保持片3与载置台111的间隙泄漏。在该情况下，如图7B(c)所示，将气体G的压力调压为给定的压力的状态下的阀开度在规定时间内不会超过规定值。
在此，图7B的图表(b)和图表(c)示出气体G的泄漏过大的情况。在气体G的泄漏为中等程度的情况下，气体G的压力和阀开度分别为如图7C(b)和图7C(c)所示的图表。与图7B(a)同样地，图7C(a)示出以给定的流量对气体导入路径211导入气体G的情况。在图7C(b)中，虽然气体G的压力达到了规定值，但是其所需时间超过了规定时间。同样地，在图7C(c)中，虽然阀开度达到了规定值，但是其所需时间超过了规定时间。
在将调压阀214的阀开度作为判定上述接触状态的主要的因素的情况下，也可以根据图7D(a)～图7D(c)所示的图表像以下那样判定上述接触状态。例如，可以在如下情况下判定为上述接触状态不良，该情况是，在以给定的流量对气体导入路径211导入气体G时，虽然在规定时间内气体G的压力达到了规定值(图7D(b))，但是阀开度未达到规定值(图7D(c))。
在设定调压阀214的阀开度的监视时间并且将监视时间内的阀开度作为判定接触状态的主要的因素的情况下，可以根据图7E(a)～图7E(c)所示的图表像以下那样判定上述接触状态。例如，在如下情况下判定为上述接触状态不良，该情况是，在以给定的流量对气体导入路径211导入气体G时，虽然在规定时间内气体G的压力达到规定值(图7E(b))，但是在监视时间内阀开度比规定值低(图7E(c))。另外，图7D和图7E所示的图表在气体G的泄漏比图7B和图7C的情况少的情况下容易得到。
在判定工序结束之后进行等离子体蚀刻工序的情况下，优选在判定工序结束之后打开旁路阀215，对残存在气体导入路径211的气体G进行排气。在保持片3对载置台111的静电吸附力弱的情况下，当基板1的厚度随着等离子体蚀刻的进行而减小时，基板1将变得易挠曲。因此，当在气体导入路径211残存有气体G的状态下进行等离子体蚀刻工序时，有时会由于气体G的残压而使判定用气孔210附近的基板1随保持片3一同从载置台111上浮。当基板1从载置台111上浮时，容易产生加工形状的异常、异常放电等问题。进而，因为保持片3与载置台111的密接性下降，所以难以充分冷却保持片3。
(第二实施方式)
除了等离子体处理装置100B代替判定用气孔210而如图8所示地具备位移传感器220以外，本实施方式与第一实施方式相同。以下，使用图8～图10对本实施方式涉及的等离子体处理方法以及等离子体处理装置100B进行说明。图8是示出在本实施方式中使用的等离子体处理装置100B的一部分的概念图。图9是示出本实施方式涉及的等离子体处理方法的一部分的流程图。图10(a)和图10(b)是示出本实施方式涉及的等离子体处理方法的判定方法的图表。图10(a)是基板1距载置台111的高度恒定的情况下的图表，图10(b)是基板1距载置台111的高度存在微小的位移C的情况下的图表。
在本实施方式涉及的等离子体处理方法中，如图9所示，在(5)判定工序中，基于由位移传感器220测定的、固定在载置台111的基板1的表面的高度进行接触状态的判定。(5)判定工序以外的工序((1)准备工序～(4)固定工序、(6)等离子体蚀刻工序以及(7)搬出工序)与上述的各工序同样地进行。
如图8所示，位移传感器220例如设置在传送臂221的与载置台111对置的面。在通过传送臂221将运输载体10搬入到真空腔103内并载置在载置台111之后，传送臂221再次在载置了基板1的载置台111上移动。此时，位移传感器220测定位移传感器220与基板1之间的距离。位移传感器220的种类没有特别限定，优选为非接触式。作为非接触式的位移传感器220，可举出光学式(激光器)、涡流式、超声波式等。其中，从能够以短的测定时间进行测定的方面考虑，优选使用了激光的位移传感器220。在该情况下，位移传感器220具备激光220a的照射部和接收进行了扩散反射的激光220a的光接收部(均未图示)。位移传感器220对基板1大致垂直地照射激光220a，并且接收在基板1反射的扩散反射光。根据此时的成像的位置，测定从位移传感器220到基板1的距离。通过传送臂221的运动，能够测定至少通过基板1的一条直线上的位移传感器220与基板1的距离。
如图10(a)所示，在基板1距载置台111的高度恒定的情况下，判定为隔着保持片3的基板1与载置台111的接触状态良好。另一方面，如图10(b)所示，在基板1距载置台111的高度存在微小的位移C的情况下，判定在基板1和保持片3产生了褶皱，隔着保持片3的基板1与载置台111的接触状态不良。此外，也可以将保持片3距载置台111的高度添加为判定接触状态的因素。在该情况下，在保持片3距载置台111的高度存在微小的位移C的情况下，可判断在保持片3产生了褶皱。
(第三实施方式)
除了等离子体处理装置100C代替判定用气孔210而如图11所示地具备温度传感器230以外，本实施方式与第一实施方式相同。以下，使用图11～图13对本实施方式涉及的等离子体处理方法以及等离子体处理装置100C进行说明。图11是示出在本实施方式中使用的等离子体处理装置100C的一部分的概念图。图12是示出本实施方式涉及的等离子体处理方法的一部分的流程图。图13(a)和图13(b)是示出本实施方式涉及的等离子体处理方法的判定方法的俯视图。图13(a)是基板1的表面具备温度同样为低温(例如，0℃以下)的区域LR的情况下的图。此外，图13(b)是基板1的表面的至少一部分具备高温(例如，10℃以上)的区域HR的情况下的图。
在本实施方式涉及的等离子体处理方法中，如图12所示，在(5)判定工序中，基于由温度传感器230测定的、固定在载置台111的基板1的表面的温度，进行接触状态的判定。在本实施方式中，载置台111例如被冷却为-10℃以下，因此在基板1的接触状态良好的情况下，基板1的表面的温度同样低。(5)判定工序以外的工序((1)准备工序～(4)固定工序、(6)等离子体蚀刻工序以及(7)搬出工序)与上述的各工序同样地进行。
温度传感器230的种类没有特别限定，优选为非接触式。作为非接触式的温度传感器230，可优选地举出测定红外线辐射能的辐射温度计。在真空腔103的上方设置有观察口(观察窗)231，能够对真空腔103的内部进行视觉确认。辐射温度计等温度传感器230例如设置在真空腔103的外侧，并设置为与该观察口231对置。温度传感器230例如通过测量从基板1的表面辐射的红外线辐射能，从而测定基板1的表面温度。
如图13(a)所示，在基板1的表面的温度具备同样为低温(例如，0℃以下)的区域LR的情况下，可判定隔着保持片3的基板1与载置台111的接触状态良好。另一方面，如图13(b)所示，在基板1的表面的至少一部分具备高温(例如，10℃以上)的区域HR的情况下，可判定隔着保持片3的基板1与载置台111的接触状态不良。
本公开涉及的发明的等离子体处理方法作为对保持在保持片的基板进行等离子体处理的方法是有用的。

Claims (8)

1.一种等离子体处理方法，包括：
载置工序，将保持了基板的保持片载置在设置于等离子体处理装置的载置台；
固定工序，将所述保持片固定在所述载置台；
判定工序，在所述固定工序之后，判定所述保持片与所述载置台的接触状态是否良好；以及
等离子体蚀刻工序，在所述判定工序中判定为接触状态良好的情况下，在所述载置台上使所述基板的表面暴露于等离子体，从而对所述基板进行蚀刻。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，所述等离子体处理装置具备判定用气孔，所述判定用气孔形成在所述载置台的表面，并与气体导入路径连接，
在所述判定工序中，从所述判定用气孔将气体导入到所述载置台与所述保持片之间，并基于所述气体导入路径中的所述气体的压力或所述压力的控制信息进行所述接触状态的判定。
3.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，所述等离子体处理装置具备位移传感器，所述位移传感器测定载置在所述载置台的所述基板的表面的高度，
在所述判定工序中，通过所述位移传感器测定载置在所述载置台的所述基板的表面的高度，并基于测定的所述基板的所述表面的高度进行所述接触状态的判定。
4.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，所述等离子体处理装置具备温度传感器以及对所述载置台进行冷却的冷却部，
在所述判定工序中，通过所述温度传感器测定载置在所述载置台的所述基板的温度，并基于测定的所述基板的所述温度进行所述接触状态的判定。
5.一种等离子体处理装置，具备：
处理室；
载置台，其设置在所述处理室，并载置保持了基板的保持片；
固定机构，其将所述保持片固定在所述载置台；
高频电源部，其使所述处理室内产生等离子体；以及
判定部，其判定所述保持片与所述载置台的接触状态是否良好。
6.根据权利要求5所述的等离子体处理装置，还具备：判定用气孔，其设置在所述载置台的表面，并与气体导入路径连接，
所述判定部基于从所述气体导入路径中的所述判定用气孔导入到所述载置台与所述保持片之间的气体的压力或所述压力的控制信息进行所述接触状态的判定。
7.根据权利要求5所述的等离子体处理装置，还具备：位移传感器，其测定载置在所述载置台的所述基板的表面的高度，
所述判定部基于由所述位移传感器测定的载置在所述载置台的所述基板的表面的高度进行所述接触状态的判定。
8.根据权利要求5所述的等离子体处理装置，还具备：
冷却部，其对所述载置台进行冷却；以及
温度传感器，
所述判定部基于由所述温度传感器测定的载置在所述载置台的所述基板的温度进行所述接触状态的判定。
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