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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Plasmabearbeitungsverfahren.
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Eine
auf einer Leiterplatte eines elektronischen Gerätes befestigte Halbleitervorrichtung
wird auf die herkömmliche
Art auf eine Weise hergestellt, bei der Anschlüsse eines Leitungsrahmen und
Metall-Kontakthöcker
(bumps) an Halbleiterelementen befestigt werden, auf denen ein Schaltkreismuster
in dem Zustand eines Wafers ausgebildet ist, und die Halbleiterelemente
werden einem Pack-Prozess unterworfen, so dass sie mit Kunstharz
vergossen (versiegelt) werden können.
Da die Größe elektronischer Geräte in der
jüngsten
Vergangenheit verringert wurde, hat sich ebenfalls die Größe der Halbleitervorrichtung
verringert. Insbesondere wurden aktiv Untersuchungen hinsichtlich
der Verringerung der Dicke eines Halbleiterelementes durchgeführt, und
es wurden Halbleiter-Wafer
genutzt, deren Dicke nicht mehr als 100 μm beträgt.
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Die
mechanische Festigkeit des Halbleiterelementes, dessen Dicke verringert
wurde, ist so gering, dass das Halbleiterelement in dem Prozess
des Schneidens in dem Trennschritt, in dem das Halbleiterelement
in dem Zustand eines Wafers in einzelne Stücke geschnitten wird, wahrscheinlich
bricht und somit die Ausbeute der Bearbeitung unvermeidlich geringer
wird. In Bezug auf das Verfahren des Schneidens des Halbleiterelementes,
dessen Dicke verringert wurde, wurde anstelle des mechanischen Schneideverfahrens
ein Plasma-Trennverfahren vorgeschlagen, wobei der Halbleiter-Wafer
geschnitten wird, wenn Schneidevertiefungen durch die Ätzwirkung
von Plasma ausgebildet werden. In Bezug auf dieses Verfahren kann
beispielsweise auf die
japanische
Patentveröffentlichung
2002-93752 Bezug genommen werden.
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Dieses
Verfahren wird wie folgt ausgeführt. Zuerst
wird eine Fläche,
die der den Schaltkreis bildenden Fläche gegenüberliegt, bearbeitet, um die
Dicke eines Halbleiter-Wafers zu verringern.
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Das
Patent
US-A-5888882 zeigt
ebenfalls bereits ein Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung,
die dünner
gemacht werden muss, wobei eine Schutzschicht, die Löcher besitzt,
auf dem Halbleiter-Wafer bereitgestellt wird. Der Wafer wird dünner gemacht
und anschließend
wird auf der dünnen
Seite eine Schicht bereitgestellt.
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Das
Patent
US-A-4325182 stellt
ein Verfahren zum Ausbilden von Vertiefungen mit geringer Spannung
in Körpern
aus Halbleiter-Material dar.
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Das
Patent
US-B1-6239036 stellt
eine Vorrichtung zum Plasmaätzen
und ein Verfahren zum Plasmaätzen
zum Durchführen
einer Plasmaätz-Behandlung
für ein
Substrat dar. Dieses Dokument stellt bereits einen Schritt zum Entfernen
von Mikro-Rissen dar.
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Wenn
die derart bearbeitete Fläche
des Halbleiter-Wafers der Plasmabearbeitung unterworfen wird, wird
ein Abbau von Spannungen durchgeführt, wobei eine auf der bearbeiteten
Fläche
entstandene Schicht von Mikro-Rissen entfernt wird. Anschließend wird
ein Bereich auf dem Halbleiter-Wafer mit Ausnahme der Schneidelinien
mit einem Fotolack beschichtet, das heißt, es wird eine Maske aus
einem Fotolackfilm ausgebildet. Anschließend wird erneut eine Plasmabearbeitung
von der Seite der maskenbildenden Fläche durchgeführt. Auf
Grund dieser Plasmabearbeitung wird Silizium in den Teilen der Schneidelinien
durch Plasmaätzen
entfernt, und der Halbleiter-Wafer wird in einzelne Stücke der
Halbleiterelemente zerteilt. Anschließend wird die Maske entfernt.
Auf diese Weise wird die individuelle Halbleitervorrichtung fertig
gestellt.
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Bei
dem Prozess des Schneidens eines Halbleiter-Wafers nach dem Stand
der Technik wie oben beschrieben werden die Schritte des Abbaus von
Spannungen, des Ausbildens der Maske und des Plasma-Trennens nacheinander
durchgeführt.
Daher ist es notwendig, eine exklusive Verarbeitungsvorrichtung
für jeden
Schritt zu nutzen. Das heißt,
nachdem die Plasmabearbeitung zum Abbau von Spannungen abgeschlossen
wurde, muss der Halbleiter-Wafer aus der Plasmabearbeitungsvorrichtung herausgenommen
werden. Nachdem die Maske ausgebildet wurde, muss der Halbleiter-Wafer
erneut in die Plasmabearbeitungsvorrichtung hineintransportiert
werden. Daher können
die folgenden Probleme auftreten. Der Herstellungsprozess wird kompliziert, wodurch
die Gerätekosten
für die
Fertigungsanlage steigen und die Produktionseffizienz sinkt. Wenn
darüber
hinaus der sehr dünne
Halbleiter-Wafer, dessen Dicke durch Bearbeiten verringert wurde,
zwischen den Prozessen transportiert und gehandhabt wird, ist es
wahrscheinlich, dass der Halbleiter-Wafer beschädigt wird, was zwangsläufig die
Herstellungsausbeute verringert.
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Daher
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum
Herstellen einer Halbleitervorrichtung bereitzustellen, in dem:
die Gerätekosten
verringert und die Produktionseffizienz erhöht werden, indem der Herstellungsprozess
vereinfacht wird; und indem verhindert wird, dass der Halbleiter-Wafer
beschädigt
wird, wenn er transportiert und gehandhabt wird, so dass die Herstellungsausbeute verbessert
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch die Eigenschaften nach Anspruch 1 gelöst.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Halbleiter-Wafer, auf dem eine Maske zum Bestimmen
von Schneidelinien, die zum Zerteilen eines Halbleiter-Wafers in
einzelne Stücke
von Halbleiterelementen genutzt werden, ausgebildet ist, wie folgt jedem
Schritt unterworfen. Der Halbleiter-Wafer wird einem Plasma-Trennschritt
zum Teilen des Halbleiter-Wafers in einzelne Stücke unterworfen, indem Plasmaätzen auf
den Schneidelinien durchgeführt wird,
wenn der Halbleiter-Wafer von der Seite der Maske Plasma ausgesetzt
ist; der Halbleiter-Wafer wird darüber hinaus einem Masken-Entfernungsschritt
zum Entfernen der Maske durch Nutzung von Plasma unterworfen; der
Halbleiter-Wafer wird darüber
hinaus einem Schritt zum Entfernen von Mikro-Rissen zum Entfernen
von Mikro-Rissen unterworfen, die in dem Schritt des Verringerns
der Dicke erzeugt wurden. Wenn diese Schritte fortgesetzt in der oben
genannten Reihenfolge durchgeführt
werden, kann der Prozess des Herstellens der Halbleitervorrichtung
vereinfacht werden, so dass die Gerätekosten verringert werden
können
und die Produktionseffizienz verbessert werden kann. Darüber hinaus
kann verhindert werden, dass der Halbleiter-Wafer beschädigt wird,
wenn er transportiert und gehandhabt wird, und die Ausbeute der
Bearbeitung kann verbessert werden.
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Gemäß Anspruch
11 der vorliegenden Erfindung wird eine Plasmabearbeitungsvorrichtung
genutzt, umfassend: eine Bearbeitungskammer; eine erste Elektrode,
die eine Ebene aufweist, mit der die Schutzfolie in der Bearbeitungskammer
in engen Kontakt kommt; eine zweite Elektrode, die der ersten Elektrode
in der Bearbeitungskammer ge genüberliegt;
eine Halteeinrichtung, mit der der Halbleiter-Wafer durch die erste
Elektrode in dem Zustand gehalten wird, in dem die Schutzfolie in
engen Kontakt mit der Ebene kommt; eine Druckreduziereinrichtung
zum Reduzieren von Druck auf einen vorgegebenen Wert in der Bearbeitungskammer;
eine Einrichtung zum Einleiten von Plasmaerzeugungsgas, die eine
Vielzahl von Typen von Plasmaerzeugungsgasen selektiv in die Bearbeitungskammer
einleitet; eine Drucksteuereinrichtung, die den Druck in der Bearbeitungskammer
steuert, wenn Plasmaerzeugungsgas eingeleitet wird; einen Abschnitt
zum Zuführen
von Hochfrequenz-Elektroenergie, die der ersten Elektrode eine Hochfrequenzspannung
zuführt,
um das Plasmaerzeugungsgas, das in die Bearbeitungskammer eingeleitet
worden ist, in einen Plasmazustand zu versetzen; sowie eine Einrichtung zum Ändern des
Elektrodenabstandes, die einen Abstand zwischen der ersten und der
zweiten Elektrode ändert.
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Gemäß Anspruch
11 der vorliegenden Erfindung umfasst die Plasmabearbeitungsvorrichtung: eine
Drucksteuereinrichtung, die den Druck in einer Bearbeitungskammer
steuert; einen Abschnitt zum Einleiten von Plasmaerzeugungsgas,
der selektiv eine Vielzahl von Typen von Plasmaerzeugungsgasen in
die Bearbeitungskammer einleitet; sowie eine Einrichtung zum Ändern des
Elektrodenabstandes, die einen Elektrodenabstand zwischen der ersten Elektrode
und der zweiten Elektrode ändert.
Ein Plasma-Trennschritt
zum Teilen eines Halbleiter-Wafers in einzelne Stücke von
Halbleiterelementen durch Plasmaätzen,
ein Masken-Entfernungsschritt zum Entfernen einer Maske durch Verwendung
von Plasma sowie ein Schritt zum Entfernen von Mikro-Rissen zum
Entfernen von Mikro-Rissen, die in dem Schritt des Verringerns der
Dicke erzeugt wurden, können fortgesetzt
und effizient durch dieselbe Plasmabearbeitungsvorrichtung durchgeführt werden.
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1 ist
eine Seiten-Schnittdarstellung einer Plasmabearbeitungsvorrichtung
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Teilschnittdarstellung einer unteren Elektrode der Plasmabearbeitungsvorrichtung der
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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die 3(a) und 3(b) sind
Schnittdarstellungen der Plasmabearbeitungsvorrich tung der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
ein Blockschaltbild, das eine Anordnung eines Steuersystems der
Plasmabearbeitungsvorrichtung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
darstellt;
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die 5(a) bis 5(h) sind
schematische Darstellungen zum Erläutern eines Prozesses eines Verfahrens
zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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6 ist
ein Ablaufdiagramm des Plasmabearbeitungsverfahrens der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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7 ist
eine Seiten-Schnittdarstellung der Plasmabearbeitungsvorrichtung
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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8 ist
eine Seiten-Schnittdarstellung der Plasmabearbeitungsvorrichtung
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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9 ist
eine Seiten-Schnittdarstellung der Plasmabearbeitungsvorrichtung
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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10 ist
eine Seiten-Schnittdarstellung der Plasmabearbeitungsvorrichtung
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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11 ist
eine Datentabelle, die eine Plasmabearbeitungs-Bedingung in der
Plasmabearbeitung der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Anschließend wird
im Folgenden in Bezug auf die Zeichnungen eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert. 1 ist
eine Seiten-Schnittdarstellung einer Plasmabearbeitungsvorrichtung
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 2 ist eine
Teilschnittdarstellung einer unteren Elektrode der Plasmabearbeitungsvorrichtung
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 3 ist
eine Seiten-Schnittdarstellung
der Plasmabearbeitungsvorrichtung der Ausführungsform der vorlie genden
Erfindung, 4 ist ein Blockschaltbild, das
eine Anordnung eines Steuersystems der Plasmabearbeitungsvorrichtung
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt, 5 ist
eine schematische Darstellung zum Erläutern eines Prozesses eines
Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, 6 ist ein Ablaufdiagramm des
Plasmabearbeitungsverfahrens der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, die 7, 8, 9 und 10 sind
Seiten-Schnittdarstellungen der Plasmabearbeitungsvorrichtung der
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und 11 ist
eine Datentabelle, die eine Plasmabearbeitungs-Bedingung in der
Plasmabearbeitung der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Zunächst wird
im Folgenden in Bezug auf die 1 bis 4 die
Plasmabearbeitungsvorrichtung erläutert. Diese Plasmabearbeitungsvorrichtung
wird bei dem Herstellungsprozess einer Halbleitervorrichtung genutzt,
die auf eine solche Weise erhalten wird, dass ein Halbleiter-Wafer,
auf der den Schaltkreis bildenden Fläche davon (der ersten Fläche) eine
Vielzahl von Halbleiterelementen ausgebildet ist, in einzelne Teile
der Halbleiterelemente unterteilt wird, um eine Halbleitervorrichtung
zu erhalten, deren Dicke nicht mehr als 100 μm beträgt.
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Bei
dem Herstellungsprozess dieser Halbleitervorrichtung wird zuerst
auf der den Schaltkreis bildenden Fläche des Halbleiter-Wafers eine
Schutzfolie befestigt, die aus einem Material besteht, bei dem es
im Vergleich zu Silizium, das ein Grundbestandteil des Halbleiters
ist, schwierig ist, es mittels Plasma zu ätzen. Auf der rückseitigen
Fläche
der gegenüberliegenden
Seite der den Schaltkreis bildenden Fläche des Halbleiter-Wafers ist eine Maske
ausgebildet, um Schneidelinien zu bestimmen, die zum Teilen des Halbleiter-Wafers
in einzelne Stücke
der Halbleiterelemente genutzt werden. Die Schritte des Plasma-Trennens,
des Entfernens der Maske sowie des Entfernens der Mikro-Risse werden
an dem oben genannten Halbleiter-Wafer durch die vorliegende Plasmabearbeitungsvorrichtung
durchgeführt.
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In 1 wird
im Inneren der Unterdruckkammer 1 eine Bearbeitungskammer 2 zum
Ausführen von
Plasmabearbeitung auf dem Halbleiter-Wafer bereitgestellt. Mittels
dieser Bearbeitungskammer 2 ist es möglich, einen dicht abgedichteten
Raum zum Erzeugen eines Plasmas in dem Zustand von verringertem
Druck auszubilden. In einem unteren Teil im Inneren der Bearbeitungskammer 2 ist
die untere Elektrode 3 (die erste Elektrode) angeordnet.
In einem oberen Teil der unteren Elektrode 3 ist die obere Elektrode 4 (die
zweite Elektrode) gegenüber
der unteren Elektrode 3 angeordnet. Die untere Elektrode 3 und
die obere Elektrode 4 sind jeweils in einer zylindrischen
Form ausgebildet und in der Bearbeitungskammer 2 konzentrisch
miteinander angeordnet.
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Die
untere Elektrode 3 ist so eingerichtet, dass die untere
Elektrode 3 von den zwei Schichten von Isolierkörpern 5A, 5B umgeben
ist, die so angebracht sind, dass der untere Teil der Bearbeitungskammer 2 mit
den Isolierkörpern 5A, 58 gefüllt werden
kann und dass eine obere Fläche
der unteren Elektrode 3 zum Festhalten des zu bearbeitenden Objektes
an dem mittleren Teil der Bearbeitungskammer 2 ausgesetzt
und befestigt ist. Die untere Elektrode 3 ist aus einem
leitfähigen
Material wie beispielsweise Aluminium hergestellt. Das Profil der
unteren Elektrode 3 ist auf eine derartige Weise ausgebildet,
dass der stützende
Teil 3b sich von dem scheibenförmigen Elektrodenteil 3a nach
unten erstreckt. Wenn der stützende
Teil 3b von der Unterdruckkammer 1 mittels des
Isoliermaterials 5c gehalten wird, ist die untere Elektrode 3 befestigt
und dabei elektrisch isoliert.
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Die
obere Elektrode 4 ist aus einem leitfähigen Material wie beispielsweise
Aluminium auf dieselbe Weise wie die untere Elektrode 3 hergestellt. Der
Stützteil 4b erstreckt
sich von dem scheibenförmigen
Elektrodenteil 4a nach oben. Der Stützteil 4b ist elektrisch
zu der Unterdruckkammer 1 verlängert und kann durch den Elektroden-Anhebemechanismus 24,
der in 7 dargestellt wird, angehoben werden. In dem Zustand,
wenn die obere Elektrode 4 abgesenkt ist, wird zwischen
der oberen Elektrode 4 und der unteren Elektrode 3 ein
Entladungsraum zum Erzeugen einer elektrischen Plasmaentladung ausgebildet,
der für
die Plasmabearbeitung genutzt wird. Der Elektroden-Anhebemechanismus 24 fungiert
als eine Einrichtung zum Ändern
des Elektrodenabstandes. Wenn die obere Elektrode 4 durch
den Elektroden-Anhebemechanismus 24 angehoben wird, kann der
Elektrodenabstand D zwischen der unteren Elektrode 3 und
der oberen Elektrode 4 geändert werden, der in 2 dargestellt
wird.
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Als
Nächstes
werden Erläuterungen
hinsichtlich der Struktur der unteren Elektrode 3 sowie des
zu bearbeitenden Halbleiter-Wafers gegeben. Eine obere Fläche des
Elektrodenteils 3a der unteren Elektrode 3 ist
eine Haltefläche
in Form einer Ebene (Ebene), auf der der Halbleiter-Wafer abgelegt
wird. In einem äußeren peripheren
Teil der Haltefläche wird
eine isolierende Beschichtungsschicht 3f bereitgestellt.
Die isolierende Beschichtungsschicht 3f wird aus Keramik
wie beispielsweise Aluminium hergestellt. In dem Zustand, wenn die
untere Elektrode 3 in der Unterdruckkammer 1 befestigt
ist, wie in 1 dargestellt, ist der äußere periphere
Teil der isolierenden Beschichtungsschicht 3f teilweise
mit dem Isolierkörper 5A bedeckt.
Auf Grund der oben genannten Struktur ist der äußere periphere Teil der unteren Elektrode 3 von
dem Plasma getrennt, das in dem Entladungsraum 2b erzeugt
wird, so dass das Auftreten einer anomalen elektrischen Entladung
verhindert werden kann.
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2 ist
eine Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem der Halbleiter-Wafer 6 vor
dem Beginn des Plasma-Trennens auf die untere Elektrode 3 gelegt
wird. Der Halbleiter-Wafer 6 ist ein Halbleitersubstrat,
dessen Hauptkomponente Silizium ist. Die Schutzfolie 30 ist
an der den Schaltkreis bildenden Fläche (der ersten Fläche) der
Oberfläche
(der unteren Fläche
in 2) des Halbleiter-Wafers 6 befestigt.
In dem Zustand, wenn der Halbleiter-Wafer 6 auf die untere
Elektrode 3 gelegt wird, befindet sich die Schutzfolie 30 in
engem Kontakt mit der Haltefläche 3g des
Elektrodenteils 3a.
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Die
Schutzfolie 30 besteht aus einer isolierenden Schicht,
deren Dicke näherungsweise
100 μm beträgt und die
aus einem isolierenden Kunstharz wie beispielsweise Polyimid hergestellt
ist. Die Schutzfolie 30 ist mit Hilfe eines Klebemittels
lösbar an
der den Schaltkreis bildenden Fläche
des Halbleiter-Wafers 6 befestigt. Wenn der Halbleiter-Wafer 6, an
dem die Schutzfolie 30 befestigt ist, durch die untere
Elektrode 3 gehalten wird, fungiert diese isolierende Schicht
als Dielektrikum in dem Fall des elektrostatischen Anziehens des
Halbleiter-Wafers 6 durch die Haltefläche 3g, wie zu einem
späteren
Zeitpunkt beschrieben wird.
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Hinsichtlich
des Materials der Schutzfolie 30 wird ein Material ausgewählt, das
sich im Vergleich zu Silizium, das in dem Prozess des Plasma-Trennens
der Haupt-Grundbestandteil
des Halbleiter-Wafers ist, schlecht ätzen lässt. Auf Grund der vorgenannten
Vorgänge
fungiert die Schutzfolie 30 selbst dann als Ätzstoppschicht,
wenn die Ätzrate
des Halbleiter-Wafers teilweise fluktuiert, da die Verteilung der Ätzrate durch
das Plasma in dem Prozess des Plasma-Trennens nicht gleichmäßig ist.
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Auf
der rückwärtigen Fläche (der
zweiten Fläche)
auf der gegenüberliegenden
Seite (der oberen Seite in 2) der den
Schaltkreis bildenden Fläche
wird eine Maske zum Festlegen der Schneidelinien in dem Prozess
des Plasma-Trennens ausgebildet, das zu einem späteren Zeitpunkt beschrieben wird.
Diese Maske wird ausgebildet, wenn das Aufbringen eines Musters
mit einem Fotolackfilm durchgeführt
wird, nachdem die rückwärtige Fläche bearbeitet
wurde, wie zu einem späteren
Zeitpunkt beschrieben wird. Auf Grund der vorgenannten Vorgänge wird
ein Bereich außer
demjenigen Teil der Schneidelinie 31b, die dem Plasmaätzen unterworfen
wird, mit dem Kunstharzfilm 31a überzogen.
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Wie
in 2 dargestellt, wird in der unteren Elektrode 3 eine
Vielzahl von anziehenden Löchern 3e bereitgestellt,
die in Richtung der Haltefläche 3g offen
sind, und diese anziehenden Löcher 3e stehen mit
den Sauglöchern 3c in
Strömungsverbindung,
die in der unteren Elektrode 3 bereitgestellt sind. Wie
in 1 dargestellt, sind die Sauglöcher 3c über das Gasleitungs-Umschaltventil 11 mit
der Vakuum-Saugpumpe 12 verbunden. Das Gasleitungs-Umschaltventil 11 ist
mit dem N2-Gasversorgungsabschnitt 13 zum
Bereitstellen von Stickstoffgas verbunden. Wenn das Gasleitungs-Umschaltventil 11 umgeschaltet
wird, können
die Sauglöcher 3c verbunden
werden, wobei sie zwischen der Vakuum-Saugpumpe 12 und
dem N2-Gasversorgungsabschnitt 13 selektiv
umgeschaltet werden.
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Wenn
die Vakuumpumpe 12 in dem Zustand, wenn die Sauglöcher 3c mit
der Vakuum-Saugpumpe 12 in
Strömungsverbindung
stehen, angetrieben wird, wird von den anziehenden Löchern 3e ein
Ansaugen durchgeführt,
und der Halbleiter-Wafer 6, der auf die untere Elektrode 3 gelegt
wurde, wird durch den Unterdruck angezogen und gehalten. Demgemäß bilden
die anziehenden Löcher 3e,
die Sauglöcher 3c und
die Vakuum-Saugpumpe 12 die
anziehende und Halteeinrichtung zum Halten des Halbleiter-Wafers 6 in
dem Zustand, wenn die Schutzfolie 30 in engem Kontakt mit
der Haltefläche 3g des
Elektrodenteils 3a steht, wenn Ansaugen von den anziehenden
Löchern 3e durchgeführt wird,
die zu der Haltefläche 3g der
unteren Elektrode 3 hin offen sind.
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Wenn
die Sauglöcher 3c mit
dem N2-Gasversorgungsabschnitt 13 verbunden
sind, kann N2-Gas aus den anziehenden Löchern 3e auf
die untere Fläche
der Schutzfolie 30 geblasen werden. Wie zu einem späteren Zeitpunkt
beschrieben wird, wird das N2-Gas, das aus
den anziehenden Löchern 3e auf
die untere Fläche
der Schutzfolie 30 geblasen wird, zum Zweck des gewaltsamen
Lösens
der Schutzfolie 30 von der Haltefläche 3g ausgeblasen.
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In
der unteren Elektrode 3 wird ein Kühlmittel-Strömungskanal 3d bereitgestellt,
in dem zum Kühlen
genutztes Kühlmittel
strömt.
Der Kühlmittel-Strömungskanal 3d ist
mit dem Kühlmechanismus 10 verbunden.
Wenn der Kühlmechanismus 10 angetrieben
wird, zirkuliert Kühlmittel
wie beispielsweise Kühlwasser
in dem Kühlmittel-Strömungskanal 3d.
Daher werden die untere Elektrode 3 sowie die Schutzfolie 30 auf
der unteren Elektrode 3, deren jeweilige Temperatur durch
die während
des Prozesses der Plasmabearbeitung erzeugte Hitze erhöht wird,
durch das zirkulierende Kühlmittel
gekühlt.
Der Kühlmittel-Strömungskanal 3d und
der Kühlmechanismus 10 bilden
die Kühleinrichtung
zum Kühlen
der unteren Elektrode 3.
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Der
Auslassanschluss 1a, der mit der Bearbeitungskammer 2 in
Strömungsverbindung
steht, ist über
das Auslass-Umschaltventil 7 mit der Vakuumpumpe 8 verbunden.
Wenn das Auslass-Umschaltventil 7 umgeschaltet und die
Vakuumpumpe 8 angetrieben wird, wird das Innere der Bearbeitungskammer 2 der
Unterdruckkammer 1 durch einen Unterdruck entleert, so
dass der Druck in der Bearbeitungskammer 2 verringert werden
kann. Die Bearbeitungskammer 2 wird mit einem Drucksensor 28 bereitgestellt,
der in 1 ausgelassen und in 4 dargestellt
wird. Wenn der in 4 dargestellte und zu einem
späteren
Zeitpunkt beschriebene Steuerungsabschnitt 33 die Vakuumpumpe 8 gemäß dem Ergebnis
der Messung des Druckes durch diesen Drucksensor 28 steuert,
kann der Druck in der Bearbeitungskammer 2 auf einen gewünschten
Wert verringert werden. Die Vakuumpumpe 8 bildet eine Druckreduziereinrichtung
zum Verringern des Druckes in der Bearbeitungskammer 2 auf
einen gewünschten
Wert. Wenn das Auslass-Umschaltventil 7 auf
die atmosphärische
Luft-Seite umgeschaltet wird, wird die Atmosphäre in die Bearbeitungskammer 2 hineingeleitet,
und der Druck in der Bearbeitungskammer 2 kann wieder auf
atmosphärischen Druck
gebracht werden.
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Im
Folgenden werden die oberen Elektroden 4 ausführlich erläutert. Die
oberen Elektroden 4 umfassen: eine Mittenelektrode 4a;
sowie einen verlängerten
Teil 4f, der aus Isoliermaterial besteht, das den Elektrodenteil 4a umschließt und sich
bis zum äußeren Umfangsteil
der Mittenelektrode 4a erstreckt. Das Profil des verlängerten
Teils 4f ist größer als
das der unteren Elektrode 3 und so angeordnet, dass es
sich außerhalb
der unteren Elektrode 3 erstreckt. An dem Mittenteil auf
der unteren Fläche
der oberen Elektrode 4 wird ein Gas blasender Teil 4e bereitgestellt.
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Der
Gas blasende Teil 4e stellt Gas zum Erzeugen von Plasma
bereit, das zum Erzeugen einer elektrischen Plasmaentladung in dem
elektrischen Entladungsraum genutzt wird, der zwischen der oberen
Elektrode 4 und der unteren Elektrode 3 ausgebildet
ist. Der Gas blasende Teil 4e ist ein kreisförmiger Plattenteil,
der aus einem porösen
Material mit einer großen
Anzahl winziger Löcher
darin besteht. Gas zum Erzeugen von Plasma wird über die winzigen Löcher gleichförmig aus
dem Gas enthaltenden Raum 4g in den elektrischen Entladungsraum
geblasen, so dass das Gas gleichmäßig zugeführt werden kann.
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In
dem Stützteil 4b wird
ein Gasversorgungsloch 4c bereitgestellt, das mit dem Gas
enthaltenden Raum 4g in Strömungsverbindung steht. Das
Gasversorgungsloch 4c ist über den Abschnitt zum Anpassen
der Gas-Strömungsgeschwindigkeit 19 und das
Gas-Umschaltventil 20 mit
dem ersten Plasmaerzeugungsgas-Zuführungsabschnitt 21,
dem zweiten Plasmaerzeugungsgas-Zuführungsabschnitt 22 sowie
dem dritten Plasmaerzeugungsgas-Zuführungsabschnitt 23 verbunden.
Der erste Plasmaerzeugungsgas-Zuführungsabschnitt 21 und
der dritte Plasmaerzeugungsgas-Zuführungsabschnitt 23 leiten
Mischgas ein, das Fluorgas enthält,
wie beispielsweise Mischgas, in dem Schwefel-Hexafluorid (SF6) oder Kohlenstoff-Tetrafluorid (CF4) mit Heliumgas gemischt wird. Der zweite
Plasmaerzeugungsgas-Zuführungsabschnitt 22 leitet
Gas ein, das Sauerstoffgas (O2) enthält.
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Wenn
das Gas-Umschaltventil 20 umgeschaltet wird, kann entweder
der erste Plasmaerzeugungsgas-Zuführungsabschnitt 21,
der zweite Plasmaerzeugungsgas-Zuführungsabschnitt 22 oder
der dritte Plasmaerzeugungsgas-Zuführungsabschnitt 23 das
Plasmaerzeugungsgas von dem Gas blasenden Teil 4e in den
elektrischen Entla dungsraum einleiten. Demgemäß bilden der erste Plasmaerzeugungsgas-Zuführungsabschnitt 21,
der zweite Plasmaerzeugungsgas-Zuführungsabschnitt 22,
der dritte Plasmaerzeugungsgas-Zuführungsabschnitt 23 sowie
das Gas-Umschaltventil 20 die Plasmaerzeugungsgas-Zuführungseinrichtung
zum selektiven Einleiten einer Vielzahl von Gasarten in die Bearbeitungskammer 2.
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Wenn
der Abschnitt zum Anpassen der Gas-Strömungsgeschwindigkeit 19 in
dem oben genannten Plasmaerzeugungsgas-Zuführungssystem gemäß einem
von dem Steuerungsabschnitt 33 gesendeten Befehl gesteuert
wird, kann eine Strömungsgeschwindigkeit
von dem elektrischen Entladungsraum zugeführtem Gas beliebig angepasst werden.
Auf Grund der vorgenannten Vorgänge
wird der Druck in der Bearbeitungskammer 2, in die Plasmaerzeugungsgas
eingeleitet wird, gemäß der im Voraus
eingestellten Plasmabearbeitungs-Bedingung und dem von dem Drucksensor 28 erkannten Druck
in der Bearbeitungskammer 2 gesteuert. Demgemäß bildet
der Abschnitt zum Anpassen der Gas-Strömungsgeschwindigkeit 19 die
Drucksteuereinrichtung zum Steuern des Druckes in der Bearbeitungskammer 2.
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In
diesem Zusammenhang kann hinsichtlich der Drucksteuereinrichtung
zum Steuern des Druckes in der Bearbeitungskammer 2 mit
Ausnahme des oben genannten Verfahrens, in dem die Strömungsgeschwindigkeit
des in die Bearbeitungskammer 2 eingeleiteten Gases angepasst
wird, der Stand der Technik genutzt werden, beispielsweise das Verfahren,
in dem ein Volumen von Auslassgas gesteuert wird, das außerhalb
der Unterdruckkammer 2 abgelassen wird. In diesem Verfahren
kann die zu nutzende Vakuumpumpe 8 eine Pumpe mit variabler
Kapazität
sein, und eine Auslasskapazität
der Vakuumpumpe 8 kann von dem Steuerungsabschnitt 33 gesteuert
werden. Alternativ dazu wird ein Ventil mit einstellbarem Öffnungsgrad,
dessen Öffnungsgrad
frei eingestellt werden kann, in dem Auslassloch 1a eingerichtet,
und dieses Ventil mit einstellbarem Öffnungsgrad kann von dem Steuerungsabschnitt 33 gesteuert
werden.
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Die
untere Elektrode 3 ist mit dem Abschnitt zum Zuführen von
Hochfrequenz-Elektroenergie 17 über den
Anpassungsschaltkreis 16 elektrisch verbunden. Wenn der
Abschnitt zum Zuführen
von Hochfrequenz-Elektroenergie 17 angetrieben wird, wird
eine Hochfrequenzspannung zwischen die obere Elektrode 4,
die elektrisch zu der Un terdruckkammer 1 fortgesetzt wird,
die mit dem Erdungsabschnitt 9 geerdet ist, und die untere
Elektrode 3 zugeführt. Auf
Grund der vorgenannten Vorgänge
wird in dem Entladungsraum zwischen der oberen Elektrode 4 und
der unteren Elektrode 3 eine elektrische Plasmaentladung
erzeugt. Demgemäß wird das
der Bearbeitungskammer 2 zugeführte Plasmaerzeugungsgas in den
Plasmazustand versetzt. Der Anpassungsschaltkreis 16 führt in dem
Fall des Erzeugens dieses Plasmas eine Impedanzanpassung zwischen
dem elektrischen Plasmaentladungs-Stromkreis in der Bearbeitungskammer 2 und
dem Hochfrequenz-Elektroenergiequellenabschnitt 17 durch.
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Die
untere Elektrode 3 ist über
einen RF-Filter 15 mit dem elektrostatisch anziehenden
Wechselstrom-Elektroenergiequellenabschnitt 18 verbunden. Wenn
der elektrostatisch anziehende Gleichstrom-Elektroenergiequellenabschnitt 18 angetrieben
wird, wie in 3(a) dargestellt, sammeln sich negative
elektrische Ladungen auf der Oberfläche der unteren Elektrode 3.
Wenn durch Antreiben des Hochfrequenz-Elektroenergiequellenabschnittes 17 Plasma
in der Bearbeitungskammer 2 erzeugt wird, wie durch den
gepunkteten Teil 31 in 3(b) dargestellt,
wird der Gleichstrom-Zuführungsstromkreis 32 zum
Verbinden des Halbleiter-Wafers 6, der über die Schutzfolie 30 auf
die Haltefläche 3g gelegt
ist, mit dem Erdungsabschnitt 9 über das Plasma in der Bearbeitungskammer 2 ausgebildet.
Auf Grund der vorgenannten Vorgänge
wird ein geschlossener Stromkreis ausgebildet, in dem die untere
Elektrode 3, der RF-Filter 15, der elektrostatisch
anziehende Gleichstrom-Elektroenergiequellenabschnitt 18,
der Erdungsabschnitt 9, das Plasma und der Halbleiter-Wafer 6 in
dieser Reihenfolge nacheinander miteinander verbunden werden, und
auf dem Halbleiter-Wafer 6 werden positive elektrische
Ladungen angesammelt.
-
Zwischen
den negativen elektrischen Ladungen, die auf der Haltefläche 3g der
unteren Elektrode 3, die aus leitfähigem Material hergestellt
wurde, angesammelt wurden, und den positiven elektrischen Ladungen,
die auf dem Halbleiter-Wafer 6 angesammelt wurden, wirkt
die Coulomb'sche
Kraft. Durch die Coulomb'sche
Kraft wird der Halbleiter-Wafer 6 von der
unteren Elektrode 3 gehalten. Zu dieser Zeit verhindert
der RF-Filter 15, dass die Hochfrequenzspannung des Hochfrequenz-Elektroenergiequellen-Abschnittes 17 direkt
an den elektrostatisch anziehenden Gleichstrom-Elektroenergiequellenabschnitt 18 weitergegeben
wird. In diesem Zusammenhang kann die Polarität des elektrostatisch anziehenden
Gleichstrom-Elektroenergiequellenabschnittes 18 umgekehrt
werden.
-
In
der oben genannten Anordnung bildet der elektrostatisch anziehende
Gleichstrom-Elektroenergiequellenabschnitt 18 die
Gleichspannungs-Zuführungseinrichtung
zum elektrostatischen Anziehen des Halbleiter-Wafers 6 durch
Ausnutzen der Coulomb'schen
Kraft, die zwischen dem Halbleiter-Wafer 6 und der Haltefläche 3g der
unteren Elektrode 3 wirkt, die voneinander durch die Schutzfolie 30 getrennt
sind, wenn Gleichspannung an die untere Elektrode 3 angelegt
wird. Das heißt,
hinsichtlich der Halteeinrichtung zum Halten des Halbleiter-Wafers 6 auf
der unteren Elektrode 3 werden die durch Unterdruck anziehende
Einrichtung zum Anziehen der Schutzfolie 30 durch Unterdruck über die
Vielzahl von anziehenden Löchern 3e,
die in Richtung der Haltefläche 3g offen
sind, sowie die Gleichspannungs-Zuführungseinrichtung, wie oben
beschrieben, bereitgestellt, und diese zwei Arten von Einrichtungen
werden ordnungsgemäß genutzt.
-
In
der oberen Elektrode 4 wird ein Kühlmittel-Strömungskanal 4d bereitgestellt.
Der Kühlmittel-Strömungskanal 4d ist
mit dem Kühlmechanismus 10 verbunden.
Wenn der Kühlmechanismus 10 angetrieben
wird, zirkuliert Kühlmittel
wie beispielsweise Kühlwasser
in dem Kühlmittel-Strömungskanal 4d.
Auf Grund der vorgenannten Vorgänge
wird die obere Elektrode 4 gekühlt, deren Temperatur durch die
bei der Plasmabearbeitung erzeugte Hitze erhöht wird.
-
Auf
der Seite der Bearbeitungskammer 2 wird ein Öffnungsteil 1b zum
Hinein- und Herausbefördern
eines zu bearbeitenden Objektes bereitgestellt, wie in 7 dargestellt.
Außerhalb
des Öffnungsteils 1b wird
eine Tür 25 bereitgestellt,
die durch den Türöffnungs-
und -schließmechanismus 26 angehoben
wird. Wenn die Tür 25 angehoben wird,
kann der Öffnungsteil 1b geöffnet und
geschlossen werden. 7 ist eine Ansicht, die einen
Zustand darstellt, in dem die Tür 25 abgesenkt
ist und das Öffnungsteil 1b geöffnet ist
und der Halbleiter-Wafer 6 hinein- und hinausbefördert wird.
-
In
dem Fall, dass der Halbleiter-Wafer 6 hinein- und hinausbefördert wird,
wird die obere Elektrode 4 durch den Elektroden-Anhebemechanismus 24 angehoben,
und ein Beför derungsraum
wird auf der unteren Elektrode 3 sichergestellt. In diesem
Zustand wird durch Betätigen
des Armes 27a bewirkt, dass sich der anziehende Kopf 27,
der den Halbleiter-Wafer 6 anzieht und hält, durch
den Öffnungsteil 1b in die
Bearbeitungskammer 2 hineinbewegt. Auf diese Weise wird
der Halbleiter-Wafer 6 auf die untere Elektrode 3 befördert, und
der Halbleiter-Wafer 6 (Halbleitervorrichtung), der verarbeitet
wurde, wird von der unteren Elektrode 3 weg- und hinausbefördert.
-
Als
Nächstes
werden in Bezug auf 4 Erläuterungen hinsichtlich der
Anordnung des Steuersystems der Plasmabearbeitungsvorrichtung gegeben.
In 4 wird der Steuerungsabschnitt 33 mit dem
Speicherabschnitt 34 zum Speichern verschiedener Daten
und Bearbeitungsprogramme verbunden. In dem Speicherabschnitt 34 werden
die Plasmabearbeitungsbedingung 34a und das Plasmabearbeitungs-Betriebsprogramm 34b gespeichert.
Der Betriebs-Eingabeabschnitt 35 ist eine Eingabeeinrichtung
wie beispielsweise eine Tastatur und gibt Daten wie beispielsweise
eine Plasmabearbeitungsbedingung und einen Betriebsbefehl ein. Der
Anzeigeabschnitt 36 ist eine Anzeigevorrichtung, die eine Führungsbildebene
in dem Fall des Eingebens für
einen Betrieb anzeigt.
-
In
Bezug auf die in 11 dargestellte Datentabelle
werden die Plasmabearbeitungsbedingungen 34a im Folgenden
erläutert.
Die Plasmabearbeitungsbedingungen 34a enthalten die erste,
die zweite und die dritte Bedingung, die dem Plasma-Trennprozess,
dem Veraschungsprozess zum Entfernen der Maske beziehungsweise dem
Prozess zum Abbau von Spannungen mittels Plasma zum Entfernen der
Mikro-Risse entsprechen. Wie in 11 dargestellt,
setzen sich die Plasmabearbeitungsbedingungen aus der RF-Leistung
[W], die eine Ausgabe einer Hochfrequenz-Elektroenergiequelle anzeigt,
sowie aus einem Druck [Pa] und einem Elektrodenabstand [mm] zusammen.
Die Daten für
am besten für
jeden Prozess geeignete Bedingungen werden in dem Speicherabschnitt 34 in
Bezug auf jeden Punkt gespeichert, wie oben beschrieben.
-
In
Bezug auf die zulässigen
Bereiche, die als die Daten für
Bedingungen in dem Prozess des Plasma-Trennens zugelassen werden
können,
beträgt der
zulässige
Bereich der RF-Leistung 500 bis 3000 [W], der zulässige Bereich
des Verarbeitungsdruckes beträgt
5 bis 300 [Pa] und der zulässige
Bereich für den
Elektrodenabstand beträgt
5 bis 50 [mm]. In dem Speicherabschnitt 34 werden als die
erste Bedingung diejenigen numerischen Werte gespeichert, die als die
am besten geeigneten Werte in den oben genannten Bereichen betrachtet
werden.
-
In
Bezug auf den zulässigen
Bereich, der als Daten für
Bedingungen in dem Prozess des Veraschens zugelassen werden kann,
beträgt
der zulässige
Bereich der RF-Leistung
100 bis 1000 [W], der zulässige
Bereich des Verarbeitungsdruckes beträgt 5 bis 100 [Pa] und der zulässige Bereich
für den
Elektrodenabstand beträgt
50 bis 100 [mm]. In dem Speicherabschnitt 34 werden als
die zweite Bedingung diejenigen numerischen Werte gespeichert, die
als die am besten geeigneten Werte in den oben genannten Bereichen
betrachtet werden.
-
In
Bezug auf den zulässigen
Bereich, der als Daten für
Bedingungen in dem Prozess des Abbaus von Spannungen zugelassen
werden kann, beträgt der
zulässige
Bereich der RF-Leistung 500 bis 3000 [W], der zulässige Bereich
des Verarbeitungsdruckes beträgt
300 bis 2000 [Pa] und der zulässige
Bereich für
den Elektrodenabstand beträgt
50 bis 20 [mm]. In dem Speicherabschnitt 34 werden als
die dritte Bedingung diejenigen numerischen Werte gespeichert, die
als die am besten geeigneten Werte in den oben genannten Bereichen
betrachtet werden.
-
In
diesem Zusammenhang können
in dem Fall, wenn die RF-Leistung in den Prozessen des Plasma-Trennens,
Veraschens und Abbaus von Spannungen mittels Plasma nicht geändert wird, auch
die RF-Strom-Bedingungen nicht individuell als die erste bis dritte
Bedingung eingestellt werden.
-
In
dem Plasmabearbeitungs-Betrieb, der gemäß dem Betriebsprogramm 34b durchgeführt wurde,
steuert der Steuerungsabschnitt 33 das Gas-Umschaltventil 20,
den Abschnitt zum Anpassen der Gas-Strömungsgeschwindigkeit 19,
das Gasleitungs-Umschaltventil 11,
den Hochfrequenz-Elektroenergiequellenabschnitt 17, den
elektrostatisch anziehenden Gleichstrom-Elektroenergiequellenabschnitt 18,
das Auslass-Umschaltventil 7,
die Vakuumpumpe 8, die Vakuum-Saugpumpe 12, den
Türöffnungs- und -schließmechanismus 26 sowie
den Elektroden-Anhebemechanismus 24.
-
Zu
dieser Zeit wird der Druck eingestellt, wenn der Steuerungsabschnitt 33 den
Abschnitt zum Anpassen der Gas-Strömungsgeschwindigkeit 19 gemäß dem Druckerkennungs-Ergebnis
des Drucksensors 28 und gemäß der oben genannten Plasmabearbeitungsbedingung 34a steuert.
Auf dieselbe Weise werden auch der Elektrodenabstand D und die Ausgabe
einer Hochfrequenz-Elektroenergiequelle auf die Plasmabearbeitungsbedingung
eingestellt, wenn der Steuerungsabschnitt 33 den Hochfrequenz-Elektroenergiequellenabschnitt 17 sowie
den Elektroden-Anhebemechanismus 24 steuert.
-
Die
Plasmabearbeitungsvorrichtung ist zusammengesetzt wie oben beschrieben.
In Bezug auf 5 und die anderen Zeichnungen
erfolgen Erläuterungen
hinsichtlich des Verfahrens des Herstellens der Halbleitervorrichtung,
in dem die oben genannte Plasmabearbeitungsvorrichtung genutzt wird,
sowie hinsichtlich des Plasmabearbeitungsverfahrens, das in dem
Prozess des Verfahrens des Herstellens dieser Halbleitervorrichtung
durchgeführt
wird.
-
Zunächst ist
in 5(a) die Referenznummer 6 ein
Halbleiter-Wafer vor der Verarbeitung des Verringerns der Dicke,
auf dem eine Vielzahl von Halbleiterelementen ausgebildet ist. In
diesem Zustand überschreitet
die Dicke des Halbleiter-Wafers 100 μm. Bevor die Verarbeitung des
Verringerns der Dicke durchgeführt
wird, wird die Schutzfolie 30, die durch Verwenden eines
Klebemittel-Elementes abgezogen werden kann, an der den Schaltkreis
bildenden Fläche
(der ersten Fläche)
des Halbleiter-Wafers 6 befestigt (Folienbefestigungs-Prozess).
In diesem Fall ist das Profil der Schutzfolie 30 dasselbe
wie das des Halbleiter-Wafers 6, so dass die Schutzfolie 30 die
gesamte, den Schaltkreis bildende Fläche 6a abdecken und
nicht über
den Halbleiter-Wafer 6 herausragen kann. Auf Grund der
vorgenannten Vorgänge
wird die Schutzfolie 30 während der zu einem späteren Zeitpunkt
durchgeführten
Plasmabearbeitung Plasma nicht ausgesetzt. Daher ist es möglich zu
verhindern, dass die Schutzfolie 30 durch Plasma beschädigt wird.
-
Anschließend wird
die rückwärtige Fläche (die
zweite Fläche)
auf der gegenüberliegenden
Seite zu der den Schaltkreis bildenden Fläche durch Bearbeiten abgetragen,
wie in 5(b) dargestellt. Die Dicke
t des Halbleiter-Wafers wird auf einen Wert verringert, der nicht
mehr als 100 μm
beträgt
(Prozess des Verringerns der Dicke). In diesem Prozess des Verringerns
der Dicke wird die Schicht von Mikro-Rissen 6b auf der
bearbeiteten Fläche
auf der rückwärtigen Seite
erzeugt. Da diese Schicht von Mikro-Rissen 6b die mechanische
Festigkeit des Halbleiter-Wafers 6 verringert, wird sie
in dem Prozess entfernt, der zu einem späteren Zeitpunkt durchgeführt wird.
-
Anschließend wird
nach dem Abschließen des
Prozesses des Verringerns der Dicke auf der rückwärtigen Fläche die Maske ausgebildet,
um die Schneidelinien zu bestimmen, die zum Teilen des Halbleiter-Wafers 6 in
einzelne Stücke
der Halbleiterelemente genutzt werden (der maskenbildende Prozess).
Zunächst
wird, wie in 5(c) dargestellt, der aus Kunstharz
bestehende Fotolackfilm 31 auf der rückwärtigen Fläche ausgebildet, so dass er
die gesamte Fläche
des Halbleiter-Wafers 6 bedecken kann. Anschließend wird,
wie in 5(d) dargestellt, das Muster
durch Fotolithografie auf dem Fotolackfilm 31 ausgebildet,
um somit Teile des Fotolackfilms 31 zu entfernen, die den
Schneidelinien 31b entsprechen. Auf Grund der vorstehenden
Vorgänge
wird auf der rückwärtigen Fläche des
Halbleiter-Wafers 6 die Maske ausgebildet, deren Bereich
mit Ausnahme der Teile der Schneidelinien 31b mit dem Fotolackfilm 31a bedeckt
ist. Der Halbleiter-Wafer 6, der die Maske in diesem Zustand
besitzt, wird zu einem durch Plasmabearbeitung zu bearbeitenden
Objekt.
-
In
Bezug auf das in 6 dargestellte Ablaufdiagramm
und darüber
hinaus in Bezug auf jede Zeichnung wird im Folgenden das Plasmabearbeitungsverfahren
erläutert,
dessen zu bearbeitendes Objekt dieser Halbleiter-Wafer 6 mit
der Maske ist. Zunächst
wird, wie in 7 dargestellt, der Halbleiter-Wafer 6 mit
der Maske in die Bearbeitungskammer 2 hineinbefördert (ST1).
In dem Zustand dieses Beförderungsbetriebes
wird der Arm 27a bedient, während die obere Elektrode 4 durch
den Elektroden-Anhebemechanismus 24 angehoben
wird, und der Halbleiter-Wafer 6, dessen Seite der maskenbildenden
Fläche
durch den anziehenden Kopf 27 gehalten wird, wird von dem Öffnungsteil 1b in
die Bearbeitungskammer 2 befördert und der Halbleiter-Wafer 6 wird
auf der unteren Elektrode 3 abgelegt.
-
Anschließend wird
die Vakuum-Saugpumpe 12 angetrieben, um durch Unterdruck
aus den anziehenden Löchern 3e anzusaugen,
und das Ansaugen des Halbleiter-Wafers 6 durch Unterdruck
wird eingeschaltet und der elektrostatisch anziehende Gleichstrom-Elektroenergiequellenabschnitt 18 wird
eingeschaltet (ST2). Durch dieses Ansaugen durch Unterdruck wird
der Halbleiter-Wafer 6 von der unteren Elektrode 3 gehalten,
während
die Schutzfolie 30 in engem Kontakt mit der Haltefläche 3g der
unteren Elektrode 3 steht (der Prozess des Haltens des
Wafers).
-
Anschließend wird,
wie in 8 dargestellt, die Tür 25 geschlossen und
die obere Elektrode 4 wird abgesenkt (ST3). Auf Grund der
vorstehenden Vorgänge
wird der Elektrodenabstand zwischen der oberen Elektrode 4 und
der unteren Elektrode 3 auf den Elektrodenabstand D1 eingestellt,
der durch die erste Bedingung der Plasmabearbeitungsbedingung dargestellt
wird. Anschließend
wird die Vakuumpumpe 8 in Gang gesetzt, um mit dem Dekomprimieren der
Bearbeitungskammer 2 zu beginnen (ST4). Wenn der Unterdruck
in der Bearbeitungskammer 2 einen vorgegebenen Wert erreicht
hat, wird das Plasmatrenngas (das erste Plasmaerzeugungsgas) eingeleitet,
das aus einem Mischgas besteht, welches Schwefel-Hexafluorid und
Helium enthält
(ST5).
-
Während des
Prozesses des Gaseinleitens wird der Gasdruck in der Bearbeitungskammer 2 erfasst
und mit der Plasmabearbeitungsbedingung verglichen, und es wird
bestätigt,
dass der Druck den durch die erste Bedingung dargestellten Wert
erreicht hat (ST6). Das heißt,
in den Schritten (ST3) und (ST6) wird sowohl der Elektrodenabstand
D zwischen der unteren Elektrode 3 und der oberen Elektrode 4,
die der unteren Elektrode 3 gegenüber liegt, als auch der Druck
in der Bearbeitungskammer 2 auf die erste Bedingung der
Plasmabearbeitungsbedingung eingestellt (der Schritt des Einstellens
der ersten Bedingung).
-
Nachdem
das Einstellen eines Zustandes abgeschlossen wurde, wird der Hochfrequenz-Elektroenergiequellenabschnitt 18 angetrieben
und die Hochfrequenzspannung wird zwischen der oberen Elektrode 4 und
der unteren Elektrode 3 zugeführt, um die elektrische Plasmaentladung
zu starten (ST7). Auf Grund der vorstehenden Vorgänge wird das
erste Plasmaerzeugungsgas, das Fluorgas enthält, in dem elektrischen Entladungsraum
zwischen der oberen Elektrode 4 und der unteren Elektrode 3 in
den Plasmazustand versetzt. Durch das Erzeugen von Plasma wird der
Halbleiter-Wafer 6 einem Plasma aus Fluorgas wie beispielsweise
Schwefel-Hexafluorid von der Seite der Maske (der Seite des Fotolackfilms 31a)
ausgesetzt. Durch diese Bestrahlung von Plasma werden nur die Siliziumteile
des Grundmaterials des Halbleiter-Wafers 6, die diejenigen
Teile der Schneidelinien 31b sind, die nicht mit dem Fotolackfilm 31a bedeckt
sind, durch das Plasma des Fluorgases mittels Plasma geätzt.
-
Zur
gleichen Zeit wird ein Gleichstrom-Zuführungsstromkreis in dem elektrischen
Entladungsraum zwischen der oberen Elektrode 4 und der
unteren Elektrode 3 ausgebildet, wie in 3 dargestellt. Auf
Grund der vorstehenden Vorgänge
wird zwischen der unteren Elektrode 3 und dem Halbleiter-Wafer 6 eine
elektrostatisch anziehende Kraft erzeugt, so dass der Halbleiter-Wafer 6 auf
der unteren Elektrode 3 durch die elektrostatisch anziehende Kraft
gehalten wird. Daher ist die Schutzfolie 30 in engem Kontakt
mit der Haltefläche 3g der
unteren Elektrode 3. Demgemäß kann der Halbleiter-Wafer 6 in dem
Prozess der Plasmabearbeitung stabil gehalten werden. Zur gleichen
Zeit kann die Schutzfolie 30 durch die von der unteren
Elektrode 3 bereitgestellte Kühlfunktion gekühlt werden,
so dass das Auftreten von Hitzeschäden verhindert werden kann,
die durch die elektrische Plasmaentladung erzeugt werden.
-
Wenn
das Plasmaätzen
voranschreitet, wie in 5(e) dargestellt,
wird die Schnittvertiefung 6d nur in einem Teil der Schneidelinie 31b ausgebildet. Wenn
die Tiefe dieser Schnittvertiefung 6d die Gesamtdicke des
Halbleiter-Wafers 6 erreicht, wird der Halbleiter-Wafer 6 in
einzelne Stücke
der Halbleiterelemente 6c geteilt, wie in 5(e) dargestellt (der Plasma-Trennschritt). Die
elektrische Leistung der Hochfrequenz-Elektroenergiequelle wird gemäß der ersten
Bedingung bestimmt, die in dem Bereich von 500 bis 3000 [W] eingestellt
ist. Wenn eine vorgegebene Plasmabearbeitungszeit abgelaufen ist
und der Betrieb des Plasma-Trennens abgeschlossen wurde, wird die
elektrische Plasmaentladung gestoppt (ST8).
-
Anschließend wird
der Abstand zwischen den Elektroden geändert, so dass der Prozess
mit dem Schritt des Veraschens durch Plasma (ST9) fortgesetzt werden
kann. Wie in 9 dargestellt, wird die obere
Elektrode 4 angehoben und der Elektrodenabstand zwischen
der oberen Elektrode 4 und der unteren Elektrode 3 wird
auf den Elektrodenabstand D2 eingestellt, der durch die zweite Bedingung
der Plasmabearbeitungsbedingung dargestellt wird. Der Elektrodenabstand
D2 wird in dem Fall des Entfernens der Maske so eingestellt, dass
er größer ist
als der Elektrodenabstand D1 in dem Fall des oben beschriebenen
Plasma-Trennens und der Elektrodenabstand D3 in dem Fall des Entfernens
der Mikro-Risse, das zu einem späteren
Zeitpunkt beschrieben wird.
-
Anschließend wird
das Gas zum Veraschen durch Plasma (das zweite Plasmaerzeugungsgas) von
dem zweiten Plasmaerzeugungsgas-Zuführungsabschnitt 22 eingeleitet
(ST10). Anschließend wird
der Gasdruck in der Bearbeitungskammer 2 während des
Prozesses des Einleitens von Gas erfasst und mit der Plasmabearbeitungsbedingung
verglichen, um zu bestätigen,
dass der Druck den durch die zweite Bedingung dargestellten Druck
erreicht hat (ST11). Das heißt,
in (ST9) und (ST11) werden der Elektrodenabstand und der Druck in
der Bearbeitungskammer 2 auf die zweite Bedingung der Plasmabearbeitung
eingestellt (der Schritt zum Einstellen eines zweiten Zustandes).
-
Nachdem
das Einstellen des Zustandes abgeschlossen wurde, wird der Hochfrequenz-Elektroenergiequellenabschnitt 18 angetrieben
und eine Hochfrequenzspannung wird zwischen der oberen Elektrode 4 und
der unteren Elektrode 3 zugeführt, um die elektrische Plasmaentladung
zu starten (ST12). Auf Grund der vorstehenden Vorgänge wird das
zweite Plasmaerzeugungsgas, das Sauerstoffgas enthält, in dem
elektrischen Entladungsraum zwischen der oberen Elektrode 4 und
der unteren Elektrode 3 in den Plasmazustand versetzt.
Wenn das somit erzeugte Plasma auf die Seite der Maskenausbildungsflache
(die Seite der zweiten Fläche)
des Halbleiter-Wafers 6 einwirkt, wird der aus organischem
Material bestehende Kunstharzfilm 31a durch das Plasma
von Sauerstoffgas verascht.
-
Wenn
dieser Prozess des Veraschens voranschreitet, wird der Fotolackfilm 31a stufenweise
entfernt. Schließlich
wird die Maske von der Seite der zweiten Fläche des Halbleiter-Wafers 6 vollständig entfernt,
wie in 5(f) dargestellt (der Masken-Entfernungsschritt).
Die elektrische Leistung der Hochfrequenz-Elektroenergiequelle in
diesem Masken-Entfernungsschritt ist die zweite Bedingung, die in
dem Bereich von 100 bis 1000 [W] eingestellt ist. Nachdem die Maske
vollständig
entfernt wurde, wird die elektrische Plasmaentladung gestoppt (ST13).
-
Anschließend wird
der Abstand zwischen den Elektroden geändert, so dass der Prozess mit dem
Schritt zum Entfernen von Mikro-Rissen (ST14) fortgesetzt werden
kann. Wie in 10 dargestellt, wird die obere
Elektrode 4 erneut abgesenkt und der Elektrodenabstand
zwischen der oberen Elektrode 4 und der unteren Elektrode 3 wird
auf den Elektrodenabstand D3 eingestellt, der durch die dritte Bedingung
der Plasmabearbeitungsbedingung dargestellt wird.
-
Anschließend wird
das Gas zum Plasmaätzen
(das dritte Plasmaerzeugungsgas) zum Entfernen der Mikro-Risse von
dem dritten Plasmaerzeugungsgas-Zuführungsabschnitt 23 eingeleitet (ST15).
In diesem Fall wird in dem Schritt zum Entfernen von Mikro-Rissen dieselbe Gasart
wie das in dem Plasma-Trennschritt genutzte Plasmaerzeugungsgas
(das erste Plasmaerzeugungsgas) genutzt, das heißt, ein Mischgas, das Schwefel-Hexafluorid,
also ein Fluorgas, und Helium enthält. In diesem Zusammenhang
ist es möglich,
dass in dem Fall, wenn immer dieselbe Gasart wie das erste Plasmaerzeugungsgas
als das dritte Plasmaerzeugungsgas genutzt wird, der dritte Plasmaerzeugungsgas-Zuführungsabschnitt 23 nicht
bereitgestellt wird, und der erste Plasmaerzeugungsgas-Zuführungsabschnitt 21 kann
auch als der dritte Plasmaerzeugungsgas-Zuführungsabschnitt 23 genutzt
werden.
-
Anschließend wird
der Gasdruck in der Bearbeitungskammer 2 während des
Prozesses des Einleitens von Gas erfasst und mit der Plasmabearbeitungsbedingung
verglichen, um zu bestätigen,
dass der Druck den durch die erste Bedingung dargestellten Druck
erreicht hat (ST16). Das heißt,
in (ST14) und (ST16) werden der Elektrodenabstand und der Druck
in der Bearbeitungskammer 2 auf die dritte Bedingung der
Plasmabearbeitung eingestellt (der Schritt zum Einstellen eines
dritten Zustandes).
-
Nachdem
das Einstellen des Zustandes abgeschlossen wurde, wird der Hochfrequenz-Elektroenergiequellenabschnitt 18 angetrieben
und eine Hochfrequenzspannung wird zwischen der oberen Elektrode 4 und
der unteren Elektrode 3 zugeführt, so dass die elektrische
Plasmaentladung gestartet wird (ST17).
-
Auf
Grund der vorgenannten Vorgänge
wird das dritte Plasmaerzeugungsgas, das Fluorgas enthält, in dem
elektrischen Entladungsraum zwischen der oberen Elektrode 4 und
der unteren Elektrode 3 in den Plasmazustand versetzt.
-
Wenn
das somit erzeugte Plasma auf den Halbleiter-Wafer 6 einwirkt,
wie in 5(g) dargestellt, wird die Schicht
von Mikro-Rissen 6b, die auf der Fläche (der zweiten Fläche) auf
der Seite der Masken-Entfernung des Halbleiter-Elementes 6c verbleibt,
das in einzelne Stücke
unterteilt wurde, durch Plasmaätzen
entfernt (der Schritt zum Entfernen von Mikro-Rissen). Die elektrische
Leistung der Hochfrequenz-Elektroenergiequelle in dem Schritt zum
Entfernen von Mikro-Rissen ist die dritte Bedingung, die in dem
Bereich von 50 bis 3000 [W] eingestellt wird. Wenn eine vorgegebene
Zeit abgelaufen ist, wird die elektrische Plasmaentladung gestoppt (ST18).
-
Anschließend wird
der Betrieb der Vakuumpumpe 8 gestoppt (ST19) und das Auslass-Umschaltventil 7 wird
umgeschaltet, um sich zu der atmosphärischen Luft zu öffnen (ST20).
Auf Grund der vorstehenden Vorgänge
wird der Druck in der Bearbeitungskammer wieder auf atmosphärischen
Druck gebracht. Anschließend
wird der Zustand des Ansaugens durch Unterdruck abgeschaltet und
die elektrostatisch anziehende Gleichstrom-Elektroenergiequelle
wird abgeschaltet (ST21). Auf Grund der vorstehenden Vorgänge kann
der Halbleiter-Wafer 6, der in einzelne Stücke der
Halbleiterelemente unterteilt und von der Schutzfolie 30 angezogen
und auf dieser gehalten wurde, freigegeben werden.
-
Anschließend wird
der Halbleiter-Wafer 6, dessen Plasmabearbeitung abgeschlossen
wurde, hinausbefördert
(ST22). Während
Stickstoffgas aus den anziehenden Löchern 3e geblasen
wird, wird der Halbleiter-Wafer 6 durch den anziehenden
Kopf 27 angezogen und gehalten und aus der Bearbeitungskammer 2 hinausbefördert. Auf
diese Weise wird die Plasmabearbeitung abgeschlossen, bei der die Schritte
des Plasma-Trennens, des Veraschens sowie des Plasmaätzens durch
dieselbe Plasmabearbeitungsvorrichtung fortgesetzt durchgeführt werden.
-
In
dieser Serie der Plasmabearbeitung ist die Schutzfolie 30 vollständig mit
dem Halbleiter-Wafer 6 bedeckt, wie vorstehend beschrieben.
Daher wird die Schutzfolie 30 nicht Plasma ausgesetzt.
Demgemäß werden
an der Schutzfolie 30 keine Schäden verursacht, das heißt, an der
Schutzfolie 30 wird keine thermische Verformung verursacht.
Demgemäß kommt
die Schutzfolie 30 immer in engen Kontakt mit der Haltefläche 3g und
dem Halbleiter-Wafer 6 und erfüllt ihre Funktion der Schutzfolie.
-
Anschließend wird
der Halbleiter-Wafer 6 zusammen mit der Schutzfolie 30 hinausbefördert, wird zu
dem Schritt des Abziehens der Schutzfolie geschickt, und die Schutzfolie 30 wird
von der den Schaltkreis bildenden Fläche der Halbleiter-Vorrichtung
abgezogen, die erhalten wurde, wenn der Halbleiter-Wafer 6 in
einzelne Stücke
der Halbleiterelemente 6c unterteilt wurde (der Schritt
des Abziehens der Schutzfolie). Wie in 5(h) dargestellt,
wird die Schutzfolie 30 anschließend abgezogen, die Klebemittelfolie 37 zum
Halten ist auf der zweiten Fläche des
Halbleiterelementes 6c befestigt und jedes Halbleiterelement 6c wird
auf der Klebemittelfolie 37 gehalten.
-
Wie
oben erläutert,
wird bei dem Verfahren des Herstellens einer Halbleitervorrichtung
der vorliegenden Ausführungsform
zuerst die Maske zum Bestimmen der Schneidelinien zum Teilen des
Halbleiter-Wafers in einzelne Stücke
der Halbleiterelemente ausgebildet. Anschließend werden die drei Prozesse der
Plasmabearbeitung, deren Aufgaben sich voneinander unterscheiden,
an dem Halbleiter-Wafer durchgeführt,
auf dem diese Maske ausgebildet wird.
-
Der
Plasma-Trennschritt, bei dem Plasma von der Seite der Maske auftrifft,
um Plasmaätzen
an Teilen der Schneidelinien durchzuführen und den Halbleiter-Wafer
in einzelne Stücke
der Halbleiterelemente zu unterteilen, der Masken-Entfernungsschritt, bei
dem die Maske durch Verwendung von Plasma entfernt wird, sowie der
Schritt zum Entfernen von Mikro-Rissen, bei dem die während des
Schrittes des Verringerns der Dicke erzeugten Mikro-Risse entfernt werden,
werden fortgesetzt in der oben genannten Reihenfolge durchgeführt.
-
Die
Plasmabearbeitungsvorrichtung zum Durchführen einer Serie der oben beschriebenen Plasmabearbeitung
umfasst: eine Drucksteuereinrichtung, die den Druck in der Bearbeitungskammer steuert;
eine Einrichtung zum Einleiten von Plasmaerzeugungsgas, die selektiv
eine Vielzahl von Typen von Plasmaerzeugungsgasen in die Bearbeitungskammer
einleitet; sowie eine Einrichtung zum Ändern des Elektrodenabstandes,
die einen Abstand zwischen der unteren und der oberen Elektrode ändert.
-
Auf
Grund der vorgenannten Vorgänge
wird es möglich,
die Plasmabearbeitungsbedingung in derselben Vorrichtung gemäß dem Objekt
der Verarbeitung umzuschalten. Da her können der Plasma-Trennschritt,
bei dem der Halbleiter-Wafer durch Plasmaätzen in einzelne Stücke der
Halbleiterelemente unterteilt wird, der Masken-Entfernungsschritt, bei
dem durch die Verwendung von Plasma die Maske entfernt wird, sowie
der Schritt zum Entfernen von Mikro-Rissen, bei dem die während des
Schrittes des Verringerns der Dicke erzeugten Mikro-Risse entfernt werden,
fortgesetzt, effizient von derselben Plasmabearbeitungsvorrichtung
durchgeführt
werden.
-
Demgemäß können verschiedene
Probleme effizient gelöst
werden, die nach dem Stand der Technik auftraten, bei dem die Schritte
des Abbaus von Spannungen, der Ausbildung der Maske sowie des Plasma-Trennens
nacheinander durchgeführt werden.
-
Es
ist möglich,
eine Halbleitervorrichtung ohne einen komplizierten Herstellungsprozess
herzustellen, bei dem der Halbleiter-Wafer nach dem Abschluss der
Plasmabearbeitung zum Abbau von Spannungen aus der Plasmabearbeitungsvorrichtung
herausbefördert
wird, dann wird die Maske darauf ausgebildet und der Halbleiter-Wafer
wird erneut in die Plasmabearbeitungsvorrichtung hineinbefördert, ohne
dass die Gerätekosten
der Fertigungsanlage steigen und die Produktionseffizienz sinkt.
Darüber
hinaus ist es möglich,
das Auftreten von Schäden
an einem sehr dünnen
Halbleiter-Wafer zu verhindern, dessen Dicke durch Bearbeiten verringert wurde,
wenn der sehr dünne
Halbleiter-Wafer zwischen den Prozessen transportiert und gehandhabt wird.
Daher wird es möglich,
den Ertrag der Verarbeitung zu erhöhen.
-
In
dieser Ausführungsform
wird ein Beispiel bereitgestellt, bei dem der Plasma-Trennschritt unter Nutzung
einer Art von Mischgas, das Fluorgas enthält, durchgeführt wird.
Der Plasma-Trennschritt kann jedoch durchgeführt werden, während eine
Vielzahl von Typen von Gas schrittweise ausgetauscht wird. So können beispielsweise
die Anordnung der Plasmaerzeugungsgas-Zuführungseinrichtung und der Prozess
dahingehend geändert
werden, dass die Schicht von SiO2 des Halbleiter-Wafers
durch Plasma von Fluorgas aus Wasserstoffbrückenbildung geätzt wird
und der Schutzfilm (der Passivierungsfilm) durch Plasma von Sauerstoffgas
geätzt
wird.
-
Industrielle Anwendung
-
Gemäß Anspruch
1, dem Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung der
vorliegenden Erfindung, wird ein Halbleiter-Wafer, auf dem eine
Maske ausgebildet wird, um Schneidelinien zu bestimmen, die zum
Zerteilen eines Halbleiter-Wafers in einzelne Stücke von Halbleiterelementen
genutzt werden, den Schritten wie folgt unterworfen. Der Halbleiter-Wafer
wird einem Plasma-Trennschritt zum Teilen des Halbleiter-Wafers
in einzelne Stücke unterworfen,
indem Plasmaätzen
auf den Schneidelinien durchgeführt
wird, wenn der Halbleiter-Wafer von der Seite der Maske Plasma ausgesetzt
ist; der Halbleiter-Wafer wird darüber hinaus einem Masken-Entfernungsschritt
zum Entfernen der Maske durch Nutzung von Plasma unterworfen; der
Halbleiter-Wafer wird darüber
hinaus einem Schritt zum Entfernen von Mikro-Rissen zum Entfernen
von Mikro-Rissen
unterworfen, die in dem Schritt des Verringerns der Dicke erzeugt
wurden. Wenn diese Schritte fortgesetzt in der oben genannten Reihenfolge durchgeführt werden,
kann der Herstellungsprozess der Halbleitervorrichtung vereinfacht
werden, so dass die Gerätekosten
verringert und die Produktionseffizienz verbessert werden können. Darüber hinaus
kann verhindert werden, dass der Halbleiter-Wafer beschädigt wird,
während
er transportiert und gehandhabt wird, und die Ausbeute der Bearbeitung kann
verbessert werden.
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Gemäß Anspruch
11, der Plasmabearbeitungsvorrichtung, die in dem Plasmabearbeitungsverfahren
der vorliegenden Erfindung genutzt wird, umfasst die Plasmabearbeitungsvorrichtung:
eine Drucksteuereinrichtung, die den Druck in einer Bearbeitungskammer
steuert; einen Abschnitt zum Einleiten von Plasmaerzeugungsgas,
der selektiv eine Vielzahl von Typen von Plasmaerzeugungsgasen in die
Bearbeitungskammer einleitet; sowie eine Einrichtung zum Ändern des
Elektrodenabstandes, die einen Elektrodenabstand zwischen der ersten
Elektrode und der zweiten Elektrode ändert, des Weiteren können ein
Plasma-Trennschritt zum Teilen eines Halbleiter-Wafers in einzelne
Stücke
von Halbleiterelementen durch Plasmaätzen, ein Masken-Entfernungsschritt
zum Entfernen einer Maske durch Verwendung von Plasma sowie ein
Schritt zum Entfernen von Mikrorissen zum Entfernen von Mikro-Rissen,
die in dem Schritt des Verringerns der Dicke erzeugt wurden, fortgesetzt
und effizient durch dieselbe Plasmabearbeitungsvorrichtung durchgeführt werden.