-
Technisches Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Plasmaverarbeitungsvorrichtung,
die eine Plasmabehandlung auf einem zu behandelnden Objekt ausführt,
das auf einer Bühne in einer Vakuumkammer montiert ist.
-
Stand der Technik
-
Bei
einer Plasmabehandlung durch eine Plasmaverarbeitungsvorrichtung
wird ein zu behandelndes Objekt wie etwa ein Halbleiterwafer auf
einer Bühne in einer Vakuumkammer montiert und wird ein Plasma
in der Vakuumkammer erzeugt, sodass das Objekt einer Plasmabehandlung
unterzogen wird. Insbesondere wird das zu behandelnde Objekt einem Dicing
und einer Reinigung unterworfen. In einem bekannten Plasmabehandlungsverfahren
wird eine Kleberschicht unter dem zu behandelnden Objekt vorgesehen
und wird gleichzeitig ein Halterahmen an dem Umfang der Kleberschicht
befestigt. Das Objekt mit dem daran befestigten Halterahmen wird
einer Reihe von Plasmabehandlungen unterzogen. Dank des Halterahmens
kann das Objekt einfach in die Kammer geladen und wieder aus derselben
entladen werden. Außerdem vereinfacht der Halterahmen die Handhabung
des Objekts nach der Plasmabehandlung. Meistens ist ein derartiger
Halterahmen aus einem Metall wie etwa Edelstahl ausgebildet, das
in der gegebenen Betriebsumgebung dauerhafter ist. Die vorstehend
beschriebene Plasmaverarbeitungsvorrichtung wird in den Patentdokumenten
1 und 2 angegeben.
-
Wenn
jedoch ein Objekt mit einem Halterahmen einer Plasmabehandlung unterworfen
wird, wird nicht nur das Objekt, sondern werden auch der Halterahmen
und die Kleberschicht dem Plasma in der Vakuumkammer ausgesetzt.
Das in der Vakuumkammer erzeugte Plasma konzentriert sich stärker
an dem aus Metall ausgebildeten Halterahmen als an dem zu behandelnden
Objekt. Dies hat eine Verschlechterung der Leistung der Plasmabehandlung zur
Folge.
- Patentdokument 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 2006-066602
- Patentdokument 2: ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 2002-190463
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Wenn
ein zu behandelndes Objekt mit einem Halterahmen einer Plasmabehandlung
unterzogen wird, verhindert die Plasmaverarbeitungsvorrichtung der
vorliegenden Erfindung eine Konzentration des Plasmas an dem Halterahmen,
wodurch die Leistung der Plasmabehandlung erhöht wird.
-
Gemäß der
Plasmaverarbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird ein
zu behandelndes Objekt, das an der oberen Fläche einer
durch einen Halterahmen gehaltenen Kleberschicht befestigt ist, an
einer Bühne in einer Vakuumkammer montiert. In der Vakuumkammer,
in der die Bühne aufgenommen ist, wird ein Plasma erzeugt,
um das Objekt auf der Bühne einer Plasmabehandlung zu unterziehen.
Die Vorrichtung umfasst ein Abdeckungsglied aus einem dielektrischen
Material.
-
In
der vorliegenden Erfindung wird der die Kleberschicht haltende Halterahmen
während der Plasmabehandlung des an der Bühne
montierten Objekts durch das dielektrische Abdeckungsglied bedeckt,
das an einer vorbestimmten Position über der Bühne
platziert ist, wobei gleichzeitig das Objekt an einer Öffnung
in der Mitte der Abdeckung freiliegt. Dank dieses Aufbaus kann einerseits
eine Konzentration des in der Vakuumkammer erzeugten Plasmas an
dem Halterahmen verhindert werden, während andererseits
die Plasmabehandlung an dem Objekt ungehindert fortschreiten kann.
Dadurch wird die Leistung der Plasmabehandlung auf dem Objekt mit dem
Halterahmen verbessert. Die Kleberschicht weist einen freien Bereich
zwischen dem Außenumfang des Objekts und dem Innenumfang
des Halterahmens auf. Das Abdeckungsglied bedeckt wenigstens einen
Abschnitt über dem freien Bereich der Kleberschicht, wodurch
die dem Plasma ausgesetzte Fläche reduziert wird. Dementsprechend
wird eine Wärmeverzerrung der Kleberschicht reduziert,
wodurch die Handhabung des Objekts nach der Plasmabehandlung vereinfacht
wird.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
eine Schnittansicht von vorne einer Plasmaverarbeitungsvorrichtung
gemäß einer beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
2 ist
eine Schnittansicht von oben der Plasmaverarbeitungsvorrichtung
gemäß der beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
3 ist
eine Schnittansicht von der Seite der Plasmaverarbeitungsvorrichtung
gemäß der beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
4A ist
eine perspektivische Explosionsansicht eines Wafers und eines Halterahmens
der Plasmaverarbeitungsvorrichtung gemäß der beispielhaften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
4B ist
eine perspektivische Explosionsansicht eines Wafers mit dem daran
befestigten Halterahmen der Plasmaverarbeitungsvorrichtung gemäß der
beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
5 ist
eine teilweise vergrößerte Schnittansicht von
der Seite der Plasmaverarbeitungsvorrichtung gemäß der
beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
6A ist
eine Seitenansicht eines Saugträgerwerkzeugs und eines
Wafers mit einem Halterahmen der Plasmaverarbeitungsvorrichtung
gemäß der beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
6B ist
eine Seitenansicht des Saugträgerwerkzeugs und des Wafers
mit dem Halterahmen der Plasmaverarbeitungsvorrichtung gemäß der
beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
7 ist
eine Schnittansicht von vorne der Plasmaverarbeitungsvorrichtung
gemäß der beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
8 ist
eine Schnittansicht von vorne der Plasmaverarbeitungsvorrichtung
gemäß der beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
9 ist
eine Schnittansicht von vorne der Plasmaverarbeitungsvorrichtung
gemäß der beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
10 ist
eine weitere Schnittansicht von vorne der Plasmaverarbeitungsvorrichtung
gemäß der beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
11 ist
eine weitere Schnittansicht von vorne der Plasmaverarbeitungsvorrichtung
gemäß der beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
12 ist
eine weitere Schnittansicht von vorne der Plasmaverarbeitungsvorrichtung
gemäß der beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
- 1
- Plasmaverarbeitungsvorrichtung
- 200
- Halbleiterwafer
(zu behandelndes Objekt)
- 2a
- Außenumfang
des Wafers (Außenumfang des zu behandelndenObjekts)
- 300
- Bühne
- 5
- Vakuumkammer
- 6
- Halterahmen
- 6a
- Innenumfang
des Halterahmens
- 7
- Kleberschicht
- 8
- Wafer
mit Halterahmen
- 18
- dielektrischer
Film (Filmglied)
- 33
- Hubzylinder
(Hubmechanismus)
- 40
- Abdeckungsglied
- 40a
- Öffnung
-
Ausführliche Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsformen
-
Erste beispielhafte Ausführungsform
-
Im
Folgenden wird eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
-
1 ist
eine Schnittansicht von vorne auf die Plasmaverarbeitungsvorrichtung
gemäß der beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine
Schnittansicht von oben der Plasmaverarbeitungsvorrichtung gemäß der
beispielhaften Ausführungsform. 3 ist eine Schnittansicht
von der Seite der Plasmaverarbeitungsvorrichtung gemäß der
beispielhaften Ausführungsform.
-
Wie
in 1 und 2 gezeigt, umfasst die Plasmaverarbeitungsvorrichtung 1 eine
Bühne 300, auf der ein Halbleiterwafer (nachfolgend
einfach als Wafer bezeichnet) 200 als zu behandelndes Objekt montiert
wird, und eine Vakuumkammer 5, die die Bühne 300 aufnimmt
und einen umschlossenen Raum 4 bildet. 2 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 von 1. 3 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 von 2.
-
Der
Wafer 200 wird auf der oberen Fläche der Kleberschicht 7 befestigt,
deren Umfang durch den Halterahmen 6 gehalten wird, der
aus einem Metall wie etwa Edelstahl ausgebildet ist. In diesem Zustand
wird der Wafer 200 auf einer Bühne 300 montiert,
wobei die Behandlungsfläche, auf der eine Schaltung ausgebildet
werden soll, nach oben gerichtet ist. Der Halterahmen 6 ist
ringförmig ausgebildet und weist einen Innendurchmesser
auf, der größer als der Außendurchmesser
des Wafers 200 ist. Im Folgenden wird der Wafer 200,
der an der oberen Fläche der durch den Halterahmen 6 gehaltenen
Kleberschicht 7 befestigt ist, als gerahmter Wafer 8 bezeichnet.
-
4A ist
eine perspektivische Explosionsansicht eines Wafers und eines Halterahmens
der Plasmaverarbeitungsvorrichtung gemäß der beispielhaften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4B ist
eine perspektivische Explosionsansicht des Wafers mit dem befestigten
Halterahmen der Plasmaverarbeitungsvorrichtung gemäß der
beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie
in 1 bis 3, 4A und 4B gezeigt, weist
die Vakuumkammer 5 zwei Öffnungen 11 zum Laden
und Entladen des gerahmten Wafers 8 und zwei Tore 12 zum Öffnen
und Schließen der Öffnungen 11 auf. Jedes
der beiden Tore 12 wird in Bezug auf die Vakuumkammer 5 unter
einer Betriebssteuerung der Steuereinrichtung 14 durch
einen Tor-Öffnungs-/Schließ-Antriebsabschnitt 15 nach
oben oder unten bewegt, um die entsprechende Öffnung 11 zu öffnen
oder zu schließen.
-
Die
Bühne 300 umfasst eine untere Elektrode 16 und
einen Tisch 17, der um die untere Elektrode 16 herum
angeordnet ist. Die oberen Flächen der unteren Elektrode 16 und
des Tisches 17 sind jeweils flach ausgebildet und schließen
im wesentlichen eben aneinander an. Die untere Elektrode 16 weist eine
Außenform auf, die größer als diejenige
des Wafers 200 ist. Wenn der gerahmte Wafer 8 derart
auf der Bühne 300 montiert ist, dass die Mitte
des gerahmten Wafers 8 (d. h. die Mitte des Wafers 200)
im wesentlichen mit der Mitte der Bühne 300 (d.
h. mit der Mitte der unteren Elektrode 16) in einer vertikalen Richtung
ausgerichtet ist, passt der Wafer 200 in einen vorbestimmten
Abschnitt auf der oberen Fläche der unteren Elektrode 16 und
passt der Halterahmen 6 in einen vorbestimmten Abschnitt
auf dem Tisch 17 (siehe 1). Die
obere Fläche der unteren Elektrode 16 wird durch
den dielektrischen Film 18 bedeckt, der durch ein dielektrisches
Filmglied gebildet wird.
-
5 ist
eine teilweise vergrößerte Schnittansicht von
der Seite der Plasmaverarbeitungsvorrichtung gemäß der
beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 5 ist eine ringförmige Rille 19 auf
der oberen Fläche des Tisches 17 ausgebildet.
Die Position und die Größe der Rille 19 sind
derart gewählt, dass sie dem Halterahmen 6 des gerahmten
Wafers 8 entsprechen, der von oben eingepasst wird, wenn
der gerahmte Wafer 8 derart auf der Bühne 300 montiert wird,
dass die Mitte des gerahmten Wafers 8 (d. h. die Mitte
des Wafers 200) im wesentlichen mit der Mitte der Bühne 300 (d.
h. mit der Mitte der unteren Elektrode 16) in einer vertikalen Richtung
ausgerichtet ist.
-
Die
untere Elektrode 16 ist mit einem Waferhaltemechanismus 20 verbunden
(siehe 1). Der Waferhaltemechanismus 20 umfasst
ein Vakuumfutter, einen elektrostatischen Saugmechanismus usw. Die
Steuereinrichtung 14 leistet eine Steuerung des Waferhaltemechanismus 20,
sodass die untere Elektrode 16 den darauf montierten Wafer 200 hält.
Eine Hochfrequenz-Stromversorgung 21 und eine Kühleinheit 22 sind
mit der unteren Elektrode 16 verbunden. Die Steuereinrichtung 14 leistet
eine Steuerung der Hochfrequenz-Stromversorgung 21, um
eine Hochfrequenzspannung an der unteren Elektrode 16 anzulegen.
Die Steuereinrichtung 14 leistet eine Steuerung der Kühleinheit 22,
um ein Kühlmittel in der unteren Elektrode 16 zirkulieren
zu lassen.
-
In
der Vakuumkammer 5 ist die obere Elektrode 23 über
der unteren Elektrode 16 angeordnet. Die obere Elektrode 23 ist
mit einem Prozessgas-Zuführabschnitt 31 verbunden,
der ein Prozessgas zu der Vakuumkammer 5 zuführt.
Insbesondere wird der Prozessgas-Zuführabschnitt 31 unter
der Steuerung der Steuereinrichtung 14 betrieben, um ein
für die Plasmaverarbeitung benötigtes Prozessgas
wie etwa ein Sauerstoff-basiertes Gas und ein Fluor-basiertes Gas über
die obere Elektrode 23 zu der Vakuumkammer 5 zuzuführen.
Eine Vakuum-Ablassöffnung 5a, die an einem unteren
Abschnitt der Vakuumkammer 5 angeordnet ist (siehe 3),
ist mit einem Vakuumentlüftungsabschnitt 32 verbunden.
Der Vakuumentlüftungsabschnitt 32 wird unter der
Steuerung der Steuereinrichtung 14 betrieben und führt
Luft unter einer Saugkraft von der Vakuumkammer 5 nach außen
ab, um die Vakuumkammer 5 unter einem Vakuum zu halten.
-
Eine
poröse Platte 24 ist an der unteren Fläche
der oberen Elektrode 23 angeordnet. Das Prozessgas, das
von dem Prozessgas-Zuführabschnitt 31 in die obere
Elektrode 23 zugeführt wird, geht durch die poröse
Platte 24 hindurch und wird gleichmäßig über
den auf der Bühne 300 montierten Wafer 200 gesprüht.
-
In
der Vakuumkammer 5 ist ein Paar von Hubzylindern 33 in
der horizontalen Richtung (d. h. in der Y-Achsenrichtung) senkrecht
zu der Richtung der einander gegenüberliegend angeordneten
zwei Öffnungen 11 (d. h. zu der X-Achsenrichtung)
angeordnet (siehe 1 und 3). Die
Hubzylinder 33 weisen Kolbenstangen 34 auf, die
sich jeweils in der vertikalen Richtung in der Vakuumkammer 5 erstrecken, wobei
die Spitze nach oben gerichtet ist. Die Steuereinrichtung 14 leistet
eine Steuerung des Abdeckungsglied-Auf/Abwärts-Antriebsabschnitts 35,
sodass die Kolbenstangen 34 der Hubzylinder 33 synchron
zueinander nach oben und unten bewegt werden.
-
Das
Abdeckungsglied 40 aus einem dielektrischen Material (zum
Beispiel Keramik) ist über dem Tisch 17 der Bühne 300 angeordnet.
Das Abdeckungsglied 40 ist ringförmig ausgebildet
und weist in ihrer Mitte eine runde Öffnung 40a auf.
Das Abdeckungsglied 40 weist eine derartige Größe
und Form auf, dass der Wafer 200 an der Öffnung 40a freiliegt, während
gleichzeitig die obere Fläche des Halterahmens 6 bedeckt
wird, wenn das Abdeckungsglied 40 auf den gerahmten Wafer 8 gelegt
ist.
-
In 2, 3 und 5 weist
das Abdeckungsglied 40 ein Paar von Laschen 41 auf,
die einander in der Y-Achsenrichtung gegenüberliegend an dem
Außenumfang angeordnet sind. Die Laschen 41 sind
jeweils mit den Spitzen (den oberen Enden) der Kolbenstangen 34,
die jeweils direkt unter den Laschen angeordnet sind, verbunden.
Eine synchrone nach oben und unten gerichtete Bewegung der Kolbenstangen 34 der
Hubzylinder 33 gestattet eine nach oben und unten gerichtete
Bewegung des Abdeckungsglieds 40, wobei dessen horizontaler
Zustand über der Bühne 300 aufrechterhalten
wird.
-
Wenn
die Hubzylinder 33 die Kolbenstangen 34 zu der
oberen Endposition bewegen, ist das Abdeckungsglied 40 an
der höchsten Position direkt unter der oberen Elektrode 23 angeordnet
(siehe 1 und 3, in denen die Position des
Abdeckungsglieds 40 durch die gepunkteten Linien angegeben werden).
Wenn der gerahmten Wafer 40 auf der Bühne 300 montiert
ist, d. h. wenn die Hubzylinder 33 die Kolbenstangen 34 nach
unten zu der unteren Endposition bewegen, befindet sich das Abdeckungsglied 40 an
der „Halterahmen-Kontaktposition”, an der das Abdeckungsglied 40 von
oben in einem Kontakt mit der oberen Fläche des Halterahmens 6 des
gerahmten Wafers 8 steht. Wenn der gerahmten Wafer 8 nicht
auf der Bühne 300 montiert ist, befindet sich
das Abdeckungsglied 40 an der „Bühnen-Kontaktposition”,
an der das Abdeckungsglied 40 von oben in einem Kontakt
mit der oberen Fläche der Bühne 300 steht.
-
Wie
in 2 und 5 gezeigt, weist die Spitze
jeder Kolbenstange 34 eine Vielzahl von Verbindungsvorsprüngen 34a auf,
die nach oben vorstehen. Weiterhin weist jede der Laschen 41 des
Abdeckungsglieds 40 eine Vielzahl von Verbindungslöchern 41a auf,
die sich vertikal durch die Lasche erstrecken. Die Kolbenstangen 34 sind
derart mit den Laschen 41 des Abdeckungsglieds 40 verbunden, dass
die Verbindungsvorsprünge 34a nach oben in die
Verbindungslöcher 41a eingesteckt werden, bis eine
Stoßfläche 34b am Ansatz der Verbindungsvorsprünge 34a gegen
die untere Fläche der Laschen 41 stößt.
Wenn bei dem oben beschriebenen Aufbau das Abdeckungsglied 40 einen
Kontakt zu der oberen Fläche des gerahmten Wafers 8 oder
der Bühne 300 herstellt, während sich
die Kolbenstangen 34 von der oberen Endposition zu der
unteren Endposition bewegen, stoppt das Abdeckungsglied 40 an
der Kontaktposition. Die Stoßfläche 34b der
Kolbenstangen 34 entfernt sich jedoch nach unten von den
Laschen 41, wodurch die Verbindung zwischen dem Abdeckungsglied 40 und
den Kolbenstangen 34 aufgehoben wird. Die Kolbenstangen 34 bewegen
sich nach unten zu der unteren Endposition. Dabei gehen die Verbindungsvorsprünge 34a der
Kolbenstangen 34 nach unten durch die Verbindungslöcher 41a der
Laschen 41.
-
In
dem oben beschriebenen Aufbau sind die Hubzylinder 33 derart
positioniert, dass sich die Verbindungsvorsprünge 34a der
Kolbenstangen 34 nicht aus den Verbindungslöchern 41a der
Laschen 41 lösen, auch wenn das sich nach unten
bewegende Abdeckungsglied 40 den Halterahmen 6 des
gerahmten Wafers 8 kontaktiert und sich die Kolbenstangen 34 nach
unten zu der unteren Endposition bewegen. Wenn sich also die Kolbenstangen 34 der
Hubzylinder 33 von der unteren Endposition nach oben bewegen,
stößt die Stoßfläche 34b der
Kolbenstangen 34 von unten gegen die untere Fläche
der Laschen 41 und wird das Abdeckungsglied 40 durch
die Kolbenstangen 34 gehoben.
-
6A und 6B zeigen
jeweils eine Seitenansicht eines Saugträgerwerkzeugs und
eines gerahmten Wafers der Plasmaverarbeitungsvorrichtung gemäß der
beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 6A und 6B umfasst das
Saugträgerwerkzeug 50, das für das Laden
und das Entladen des gerahmten Wafers 8 in und aus der Vakuumkammer 5 verwendet
wird, eine Halterung 51 und eine scheibenförmige Waferhalterung 53.
Die Halterung 51 wird durch einen Bediener oder eine zusätzlich
vorgesehene Wafer-Lade-/Entladeeinrichtung gehalten. Die Waferhalterung 53,
die an ihrer unteren Fläche eine Vielzahl von Saugabschnitten 52 aufweist,
ist an der Spitze der Halterung 51 angeordnet. Die Waferhalterung 52 weist
eine Größe auf, die den Halterahmen 6 des
gerahmten Wafers 8 bedeckt. Die Saugabschnitte 52 sind über
eine Vakuumleitung (nicht gezeigt), die sich durch die Waferhalterung 53 und
die Halterung 51 erstreckt, mit einer Vakuumquelle (ebenfalls
nicht gezeigt) verbunden. Nachdem der gerahmte Wafer 8 auf
eine flache Ebene gelegt wurde, wird das über dem Wafer 8 angeordnete
Saugträgerwerkzeug 50 nach unten nahe zu dem Wafer 8 bewegt
(in der durch den Pfeil A in 6A angegebenen
Richtung), sodass die Waferhalterung 53 auf die Rahmenhalterung 6 trifft.
An der Position, an der die Saugabschnitte 52 die obere
Fläche der Rahmenhalterung 6 kontaktieren, wird
durch das Abführen der Luft über die Vakuumleitung
unter dem Unterdruck aus der Vakuumquelle dafür gesorgt,
dass der Halterahmen 6 des gerahmten Wafers 8 an
dem Saugabschnitt 52 des Saugträgerwerkzeugs 50 wie
in 6B gezeigt haftet. In diesem Zustand trägt
das Saugträgerwerkzeug 50 den gerahmten Wafer 8 zu
einer vorbestimmten Position, ohne die obere Fläche (auf
der eine Schaltung ausgebildet werden soll) des Wafers 200 zu
kontaktieren.
-
Im
Folgenden werden die Prozeduren der Plasmabehandlung des Wafers 200 durch
die Plasmaverarbeitungsvorrichtung 1 der Ausführungsform beschrieben.
-
Zuerst
leistet die Steuereinrichtung 14 eine Steuerung des Abdeckungsglied-Auf/Abwärts-Antriebsabschnitts 35,
sodass sich die Kolbenstangen 34 der Hubzylinder 33 nach
oben zu der oberen Endposition bewegen, um das Abdeckungsglied 40 zu der
höchsten Position zu heben.
-
Nachdem
das Abdeckungsglied 40 an der höchsten Position
platziert wurde, haftet der gerahmte Wafer 8 aufgrund der
Saugkraft an dem Saugträgerwerkzeug 50 außerhalb
der Vakuumkammer 5. Die Steuereinrichtung leistet eine
Steuerung des Tor-Öffnungs-/Schließ-Antriebsabschnitts 15,
um das Tor 12 an einer der Öffnungen 11 nach
unten zu bewegen und dadurch die Öffnung zu öffnen.
-
7 bis 9 sind
Schnittansichten von vorne der Plasmaverarbeitungsvorrichtung gemäß der
beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 7 wird das Saugträgerwerkzeug 50 mit
dem daran haftenden Wafer 8 horizontal durch eine der Öffnungen 11 eingesteckt,
sodass der gerahmte Wafer 8 über der Bühne 300 angeordnet
ist. In 8 wird das Saugträgerwerkzeug 50 nach
unten bewegt, sodass der Halterahmen 6 des gerahmten Wafers 8 direkt über
der Rille 19 an dem Tisch 17 der Bühne 300 positioniert
ist. In 9 gestattet das Beenden des
Vakuumsogs des Saugträgerwerkzeugs 50, dass der
Halterahmen 6 des gerahmten Wafers 8 aufgrund
seines Eigengewichts in die Rille 19 gepasst wird. Durch
diese Prozeduren wird der Wafer 200 an der unteren Elektrode 16 montiert.
-
Wie
weiter oben beschrieben, sind die Position und die Größe
der Rille 19 derart gewählt, dass sie dem Halterahmen 6 des
eingepassten gerahmten Wafers 8 entsprechen, wenn der gerahmte
Wafer derart an der Bühne 300 montiert ist, dass
seine Mitte im wesentlichen mit der Mitte der Bühne 300 ausgerichtet
ist. Wenn also der Halterahmen 6 des gerahmten Wafers 8 in
die Rille 19 gepasst wird, kann der gerahmte Wafer 8 derart
an der Bühne 300 montiert werden, dass die Mitte
des gerahmten Wafers 8 (d. h. die Mitte des Wafers 200)
und die Mitte des Wafers 300 (d. h. die Mitte der unteren
Elektrode 16) in einer vertikalen Richtung im wesentlichen
ausgerichtet sind.
-
Nachdem
der gerahmte Wafer 8 an der Bühne 300 montiert
wurde, wird das Saugträgerwerkzeug 50 aus der
Vakuumkammer 5 entladen. Die Steuereinrichtung 14 leistet
eine Steuerung des Tor-Öffnungs-/Schließ-Antriebsabschnitts 15,
sodass sich eines der Tore 12, das an der derzeit geöffneten Öffnung 11 angeordnet
ist, nach oben bewegt und dadurch die Öffnung schließt.
-
Wenn
die Öffnungen 11 geschlossen sind, leistet die
Steuereinrichtung 14 eine Steuerung des Abdeckungsglied-Auf/Abwärts-Antriebsabschnitts 35,
sodass das Abdeckungsglied 40 nach unten bewegt wird. Während
der nach unten gerichteten Bewegung kontaktiert das Abdeckungsglied 40 von oben
die obere Fläche des Halterahmens 6 des an der
Bühne 300 montierten gerahmten Wafers 8 und bleibt
an dieser Halterahmen-Kontaktposition stehen. Nachdem das Abdeckungsglied 40 von
oben die obere Fläche des Halterahmens 6 des an
der Bühne 300 montierten gerahmten Wafers 8 kontaktiert
hat und an der Halterahmen-Kontaktposition stehen geblieben ist,
lösen sich die Kolbenstangen 34 aus der Verbindung
mit dem Abdeckungsglied 40, sodass das Abdeckungsglied 40 an
dem Halterahmen 6 gelassen wird. Der Halterahmen 6 wird
durch das Eigengewicht des Abdeckungsglieds 40 nach unten
auf die Bühne 300 gedrückt. Der Halterahmen 6 wird
also zwischen dem Abdeckungsglied 40 und der Bühne 300 eingeschlossen
an dem Tisch 17 der Bühne 300 fixiert
(siehe 1). In diesem Zustand, in dem das Abdeckungsglied 40 an
dem Halterahmen-Kontaktteil positioniert ist, wird die obere Fläche
des Halterahmens 6 des gerahmten Wafers 8 von
oben durch das Abdeckungsglied 40 bedeckt, während gleichzeitig
der Wafer 200 über die Öffnung 40a in der
Mitte des Abdeckungsglieds 40 nach außen hin freiliegt.
Dabei ist der Innenumfang 40b der Öffnung 40a des
Abdeckungsglieds 40 horizontal dem Außenumfang 2a des
Wafers 200 zugewandt (siehe 5). Weiterhin
ist der Innenumfang 40b der Öffnung 40a des
Abdeckungsglieds 40 dem Außenumfang 2a des
Wafers 200 benachbart, wobei die zwischen dem Außenumfang 2a des
Wafers 200 und dem Innenumfang 6a des Halterahmens 6 freiliegende
Fläche der Kleberschicht 7 beinahe vollständig durch
den Innenumfangsabschnitt 40c um die Öffnung 40a des
Abdeckungsglieds 40 bedeckt wird, der sich horizontal über
eine bestimmte Distanz von der Kleberschicht 7 erstreckt
(siehe 5). Durch das Beibehalten eines Abstands zu der
Kleberschicht 7 bedeckt das Abdeckungsglied 40 (in
dieser Ausführungsform nur teilweise) die Fläche
des Abdeckungsglieds 7, die zwischen dem Außenumfang 2a des Wafers 200 und
dem Innenumfang 6a des Halterahmens 6 freiliegt.
-
In 5 gibt Δ den
vertikalen Abstand zwischen der unteren Fläche des Innenumfangsabschnitts 40c um
die Öffnung 40a des Abdeckungsglieds 40 und
der oberen Fläche der Kleberschicht 7 wieder.
Weiterhin gibt L den horizontalen Abstand zwischen dem Innenumfang 40b der Öffnung 40a des
Abdeckungsglieds 40 und dem Innenumfang 6a des
Halterahmens 6 an. Wenn also das Abdeckungsglied 40 die
obere Fläche des Halterahmens 6 von oben kontaktiert
und an der Halterahmen-Kontaktposition positioniert ist, sind der
vertikale Abstand Δ und der horizontale Abstand L derart
bemessen, dass das Plasma den Halterahmen 6 unter dem Abdeckungsglied 40 auch
dann kaum erreichen kann, wenn es durch den Bereich zwischen dem
Außenumfang 2a des Wafers 200 und dem
Innenumfang 40b der Öffnung 40a des Abdeckungsglieds 40 eindringt.
-
Nachdem
der Wafer 200 als zu behandelndes Objekt an der unteren
Elektrode 16 der Bühne 300 montiert wurde,
leistet die Steuereinrichtung 14 eine Steuerung des Vakuumentlüftungsabschnitts 32,
um Luft aus der Vakuumkammer 5 nach außen abzuführen
und ein Vakuum in derselben aufrechtzuerhalten. Dann leistet die
Steuerung 14 eine Steuerung des Prozessgas-Zuführabschnitts 31,
um ein Prozessgas (z. B. ein Fluor-basiertes Gas oder ein Sauerstoff-basiertes
Gas) zu der oberen Elektrode 23 zuzuführen. Das
durch die poröse Platte 24 gehende Prozessgas
wird gleichmäßig auf die obere Fläche
des an der Bühne 300 montierten Wafers 200 gesprüht.
In diesem Zustand steuert die Steuereinrichtung 14 die
Hochfrequenz-Stromversorgung 21, um eine Hochfrequenzspannung
an der unteren Elektrode 16 anzulegen. Das Anlegen der
Hochfrequenzspannung erzeugt ein Plasma aus einem Fluor-basierten
Gas zwischen der unteren Elektrode 16 und der oberen Elektrode 23.
Der Wafer 200 wird dadurch einer Plasmabehandlung unterzogen.
-
Während
der Plasmabehandlung bedeckt das Abdeckungsglied 40 die
obere Fläche des Halterahmens 6, der aus einem
Metall oder ähnlichem ausgebildet wird und den Umfang der
Kleberschicht 7 hält, um zu verhindern, dass sich
das in der Vakuumkammer 5 erzeugte Plasma an dem Halterahmen 6 konzentriert.
Während der Plasmabehandlung leistet die Steuereinrichtung 14 eine
Steuerung der Kühleinheit 22, um ein Kühlmittel
in der unteren Elektrode 16 zirkulieren zu lassen. Dadurch
wird der Wafer 200 vor einer durch die Wärme des
Plasmas verursachte Temperaturerhöhung geschützt.
-
Nach
Abschluss der Plasmabehandlung des Wafers 200 leistet die
Steuereinrichtung 14 eine Steuerung des Prozessgas-Versorgungsabschnitts 31,
um die Zufuhr des Prozessgases zu der Vakuumkammer 5 zu
stoppen. Gleichzeitig leistet die Steuereinrichtung 14 eine
Steuerung des Vakuumentlüftungsabschnitts 32,
um das Vakuum in der Vakuumkammer 5 aufzuheben. Die Steuerung 14 leistet
eine Steuerung des Abdeckungsglied-Auf-/Abwärts-Antriebsabschnitts 35,
um die Kolbenstangen 34 der zwei Hubzylinder 33 zu
der oberen Endposition zu bewegen. Dadurch kann das Abdeckungsglied 40 an der
höchsten Position platziert werden. Dann öffnet die
Betriebssteuerung der Steuereinrichtung 14 eines der Tore 12 für
eine der Öffnungen 11. Das Saugträgerwerkzeug 50 wird
durch die geöffnete Öffnung in die Vakuumkammer 5 eingeführt. Ähnlich
wie bei dem Laden des Wafers in die Vakuumkammer 5 wird der
gerahmte Wafer 8 durch die Saugkraft an dem Saugträgerwerkzeug 50 gehalten.
Das Saugträgerwerkzeug 50 mit dem gerahmten Wafer 8 wird
durch die eine geöffnete Öffnung 11 aus
der Vakuumkammer 5 entladen. Danach wird das Tor auf der
Seite der geöffneten Öffnung geschlossen. Damit
wird die Abfolge von Operationen abgeschlossen.
-
Der
gerahmte Wafer 8 wird nach der Plasmabehandlung nicht notwendigerweise
durch die für das Laden des gerahmten Wafers 8 vor
der Plasmabehandlung verwendete Öffnung entladen. Zum Beispiel
kann der gerahmte Wafer 8 auch durch die andere Öffnung
entladen werden, die der für das Laden verwendeten Öffnung
gegenüberliegt. Insbesondere wenn die Plasmabehandlung
in einem Inline-Prozess ausgeführt wird, bei dem die Plasmaverarbeitungsvorrichtung 1 mit
anderen Vorrichtungen verbunden ist, wird vorzugsweise eine Öffnung
für das Laden und die andere Öffnung für
das Entladen verwendet.
-
Bei
der Plasmaverarbeitungsvorrichtung 1 der beispielhaften
Ausführungsform wird während der Plasmabehandlung
des Wafers 200, der als zu behandelndes Objekt an der Bühne 300 montiert
ist, der Halterahmen 6 zum Halten der Kleberschicht 7 durch
das dielektrische Abdeckungsglied 40 bedeckt, das an einer
vorbestimmten Position über der Bühne 300 (d.
h. an der Halterahmen- Kontaktposition) platziert ist. Gleichzeitig
liegt der Wafer 200 durch die Öffnung 40a in
der Mitte des Abdeckungsglieds 40 frei. Durch diesen Aufbau
wird verhindert, dass sich das in der Vakuumkammer 5 erzeugte
Plasma an dem Halterahmen 6 konzentriert, sodass die Plasmabehandlung
an dem Wafer 200 ohne Behinderung fortschreiten kann. Daraus
resultiert, dass die Leistung der Plasmabehandlung auf dem Wafer 200 mit dem
Halterahmen 6 verbessert wird.
-
Außerdem
kann bei der Plasmaverarbeitungsvorrichtung 1 der beispielhaften
Ausführungsform das Abdeckungsglied 40 über
der Bühne mittels eines in der Vakuumkammer 5 angeordneten
Paars von Hubzylindern 33 (Hubmechanismus) nach oben und
unten bewegt werden. Die nach unten gerichtete Bewegung des Hubmechanismus
gestattet, dass das Abdeckungsglied 40 nach unten bewegt
wird und den Halterahmen 6 von oben kontaktiert, um an
der oben genannten vorbestimmten Position (an der Halterahmen-Kontaktposition)
positioniert zu werden. Dieser Aufbau ermöglicht eine einfache
Positionierung des Abdeckungsglieds 40. Außerdem
kann die Positionierung des Halterahmens 6 auf der Bühne 300 – die nicht
mittels des Waferhaltemechanismus 20 erzielt werden kann – einfach
durch das Eigengewicht des korrekt positionierten Abdeckungsglieds 40 erzielt werden.
-
Das
an der vorbestimmten Position (an der Halterahmen-Kontaktposition)
platzierte Abdeckungsglied 40 bedeckt wenigstens eine Fläche
der Kleberschicht 7, die zwischen dem Außenumfang 2a des
Wafers 200 und dem Innenumfang 6a des Halterahmens 6 freiliegt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform
entspricht die oben genannte freiliegende Fläche dem in 5 gezeigten
ringförmigen Bereich mit der Breite L. Die Fläche
der Kleberschicht 7 zwischen dem Außenumfang 2a des
Wafers 200 und dem Innenumfang 6a des Halterahmen 6 wird beinahe
vollständig durch das Abdeckungsglied 40 bedeckt.
Wenn der Abstand zwischen dem Außenumfang 2a des
Wafers 200 und dem Innenumfang 6a des Halterahmens 6 relativ
groß vorgesehen ist, um den Wafer 200 in folgenden
Prozessen zu handhaben (z. B. in einem Dehnungsprozess nach dem
Dicing), wird die freiliegende Fläche der Kleberschicht 7 in
einem breiten Bereich dem Plasma ausgesetzt. Durch die Aussetzung
an das Plasma wirken eine Wärmeverzerrung oder Variationen
in dem Ausdehnungsgrad der Kleberschicht 7 während
des Dehnungsprozesses 200, wodurch eine einfache Handhabung
des gerahmten Wafers 8 nach der Plasmabehandlung beeinträchtigt
wird. Bei der Plasmaverarbeitungsvorrichtung 1 dieser Ausführungsform
bedeckt das Abdeckungsglied 40 den oben genannten Bereich
und schützt ihn vor einer Aussetzung an das Plasma. Durch
den Aufbau dieser Ausführungsform können also
die weiter oben geschilderten Probleme beseitigt werden.
-
Wie
vorstehend beschrieben, dient das Abdeckungsglied 40 als
eine Abdeckung, die die obere Fläche des Halterahmens 6 des
als zu behandelndem Objekt montierten gerahmten Wafers 8 bedeckt. Wenn
das zu behandelnde Objekt ein Wafer 200 ohne einen Halterahmen 6 ist
(aber einen gleichen Durchmesser wie der Wafer 200 des
gerahmten Wafers 8 aufweist), gestattet eine vorausgehende
Positionierung des Abdeckungsglieds 40 an der Bühnenkontaktposition
auf der Bühne 300, dass das Abdeckungsglied als
Positionierungsziel für eine korrekte Platzierung des Wafers 200 auf
der Bühne 300 verwendet wird.
-
10 bis 12 sind
Schnittansichten von vorne einer anderen Plasmaverarbeitungsvorrichtung
gemäß der beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In 10 leistet
die Steuereinrichtung 14 eine Steuerung des Abdeckungsglied-Auf-/Abwärts-Antriebsabschnitts 35,
um das Abdeckungsglied 40 über der Bühne 300 anzuordnen.
Der Wafer 200, der durch eine Saugkraft an dem Saugträgerwerkzeug 50 haftet,
wird durch eine geöffnete Öffnung 11 in
die Vakuumkammer 5 geladen und über der Bühne 300 positioniert.
In 11 wird das Saugträgerwerkzeug 50 derart
nach unten bewegt, dass der Außenumfang 2a des
Wafers 200 in die Öffnung 40a des Abdeckungsglieds 40 passt,
wobei dann der Vakuumsog des Saugträgerwerkzeugs 50 aufgehoben
wird. In 12 befindet sich der Wafer 200 derart
auf der Bühne 300 (d. h. auf der unteren Elektrode 16,
die durch den dielektrischen Film 18 bedeckt wird), dass
die Mitte des Wafers 200 im wesentlichen mit der Mitte
der unteren Elektrode 16 der Bühne 300 in
einer vertikalen Richtung ausgerichtet ist.
-
Die
Plasmaverarbeitungsvorrichtung 1 der Ausführungsform
kann für einen Wafer 200 mit einem Halterahmen 6 und
einen Wafer 200 ohne einen Halterahmen 6 verwendet
werden. Wenn ein Wafer 200 mit einem Halterahmen 6 verwendet
wird, bedeckt das Abdeckungsglied 40 die obere Fläche
des Halterahmens 6 von oben, nicht nur, um eine Konzentration
des Plasmas an dem aus einem Metall oder ähnlichem ausgebildeten
Halterahmen 6 zu verhindern, sondern auch, um die Kleberschicht 7 vor
einer durch die Aussetzung an das Plasma verursachten Beeinträchtigung
zu schützen. Wenn ein Wafer 200 ohne Halterahmen 6 verwendet
wird, dient das Abdeckungsglied 40 als ein Positionierungsglied
für die Montage des Wafers 200 an der unteren
Elektrode 16 der Bühne 300.
-
Wie
weiter oben beschrieben, wird die obere Fläche der unteren
Elektrode 16 durch den dielektrischen Film 18 bedeckt.
Außerdem weist die untere Elektrode 16 wie in 10 gezeigt
eine Außenform auf, die größer als die
durch die Öffnung 40a umgebene Fläche
der Bühne 300 (und insbesondere als die Fläche
der Öffnung 40a des Abdeckungsglieds 40 auf
der Stufe 300) ist. Die durch die Öffnung 40a des
auf der Bühne 300 positionierten Abdeckungsglieds 40 umgebene
Fläche wird also durch den dielektrischen Film 18 bedeckt.
Also auch wenn die untere Elektrode 16 einen Durchmesser
aufweist, der größer als der Wafer 200 ist,
wird die (obere) Fläche der unteren Elektrode 16 nicht
dem Plasma ausgesetzt. Daraus resultiert, dass die Plasmabehandlung auf
dem Wafer 200 als dem zu behandelnden Objekt ohne eine
durch eine Konzentration des Plasmas an der Fläche der
unteren Elektrode 16 verursachte Behinderung fortschreiten
kann.
-
Die
Erfindung wurde anhand von bestimmten Ausführungsformen
beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf die hier beschriebenen
Aufbauten beschränkt ist. Zum Beispiel ist bei dem oben
beschriebenen Aufbau die obere Fläche der unteren Elektrode 16 durch
einen dielektrischen Film 18 (d. h. durch ein Filmglied
aus einem dielektrischen Material) bedeckt. Wenn die Plasmabehandlung
nicht auf einem Wafer 200 ohne Halterahmen 6 ausgeführt
wird, muss der Aufbau allerdings nicht notwendigerweise einen dielektrischen
Film 18 umfassen.
-
Bei
dem oben beschriebenen Aufbau der Ausführungsform kann
das Abdeckungsglied 40 über der Bühne 300 durch
ein in der Vakuumkammer 5 angeordnetes Paar von Hubzylindern 33 (Hubmechanismus)
nach oben und unten bewegt werden. Durch die nach unten gerichtete
Bewegung des Hubmechanismus kann das Abdeckungsglied 40 den
Halterahmen 6 von oben kontaktieren, wodurch das Abdeckungsglied 40 an
der oben genannten vorbestimmten Position (an der Halterahmen-Kontaktposition) positioniert
wird. Das Abdeckungsglied 40 muss jedoch nicht notwendigerweise
von oben in einen Kontakt mit dem Halterahmen 6 gebracht
werden. Zum Beispiel kann der Halterahmen 6 auch durch
ein Paar von Hubzylinder 33 an einer vorbestimmten Position (an
der Halterahmen-Kontaktposition) positioniert werden, ohne dass
dabei ein Kontakt des Abdeckungsglieds 40 von oben mit
dem Halterahmen 6 hergestellt wird.
-
Weiterhin
muss die Vorrichtung nicht unbedingt einen Aufbau aufweisen, in
dem das Abdeckungsglied 40 durch den in der Vakuumkammer 5 angeordneten
Hubmechanismus nach oben und unten bewegt wird. Zum Beispiel kann
ein Bediener die Aufgabe übernehmen, das Abdeckungsglied 40 manuell
in und aus der Vakuumkammer 5 zu laden und zu entladen
und das Abdeckungsglied 40 auf dem Halterahmen 6 des
gerahmten Wafers 8 auf der Bühne 300 zu
montieren.
-
Weiterhin
wird in den oben beschriebenen Ausführungsformen der gerahmte
Wafer 8 derart auf der Bühne 300 montiert,
dass der Wafer 200 über der Kleberschicht 7 positioniert
ist. Der gerahmte Wafer 8 kann aber auch umgekehrt auf
der Bühne 300 montiert werden, sodass der Wafer 200 unter
der Kleberschicht 7 positioniert ist. Wenn der gerahmte
Wafer 8 in der umgekehrten Haltung auf der Bühne 300 montiert
wird, folgt die Plasmabehandlung der folgenden Prozedur. Zuerst
wird eine Rille an der Kleberschicht 7 entlang der Dicing-Linie
des Wafers 200 durch das Führen eines Laserlichts
entlang der Dicing-Linie von der Seite der Kleberschicht 7 ausgebildet.
Dann wird der gerahmte Wafer 8 auf der Bühne 300 der
Plasmaverarbeitungsvorrichtung 1 montiert. Anschließend wird
der Halterahmen 6 durch das Abdeckungsglied 40 von
oben gehalten und wird ein Plasmaätzen auf dem Wafer 200 ausgeführt,
wobei die Kleberschicht 7 als Ätzmaske dient,
sodass der Wafer 200 einem Plasma-Dicing unterzogen wird,
in dem der Wafer 200 in eine Vielzahl von Chips unterteilt
wird.
-
Industrielle Anwendbarkeit
-
Wenn
ein zu behandelndes Objekt mit einem Halterahmen einer Plasmabehandlung
unterzogen wird, kann die vorliegende Erfindung eine Plasmaverarbeitungsvorrichtung
vorsehen, die eine Konzentration des Plasmas an dem Halterahmen
verhindert und die Leistung der Behandlung verbessert.
-
Zusammenfassung
-
Es
wird eine Plasmaverarbeitungsvorrichtung (1) angegeben,
die ein durch eine Plasmabehandlung zu behandelndes Objekt vorsieht.
Der Wafer (200), der als zu behandelndes Objekt an der
oberen Fläche einer durch einen Halterahmen (6)
gehaltenen Kleberschicht befestigt ist, wird auf einer Bühne
(300) montiert. In der Vakuumkammer (5), in der die
Bühne (300) aufgenommen ist, wird ein Plasma erzeugt,
sodass der an der Bühne (300) montierte Wafer
(200) einer Plasmabehandlung unterzogen wird. Die Plasmaverarbeitungsvorrichtung
(1) enthält ein Abdeckungsglied (40),
das aus einem dielektrischen Material ausgebildet ist. Während
der Plasmabehandlung auf dem Wafer (200) wird der Halterahmen
(6) durch das Abdeckungsglied (40) bedeckt, das
an einer vorbestimmten Position über der Bühne (300)
positioniert ist, während gleichzeitig der Wafer (200)
durch eine Öffnung (40a) in der Mitte des Abdeckungsglieds
(40) freiliegt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2006-066602 [0003]
- - JP 2002-190463 [0003]