JP2009094436A - プラズマ処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】保持枠付きの処理対象物についてプラズマ処理をする場合にプラズマが保持枠に集中することを防止して処理性能を向上させることができるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】処理対象物であるウェハ２が保持枠６に保持された粘着シート７の上面に貼着された状態でステージ３上に載置され、ステージ３を覆う真空チャンバ５内にプラズマを発生させてステージ３上に載置されたウェハ２にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置１において、ウェハ２にプラズマ処理が施されている間、ステージ３の上方の所定位置に位置決めされて保持枠６を覆い、中央部に設けられた開口部４０ａからウェハ２を露出させる誘電体製のカバー部材４０を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空チャンバ内のステージ上に処理対象物を載置してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置に関するものである。
プラズマ処理装置は、真空チャンバ内のステージ上に半導体ウェハ等の処理対象物を載置したうえで真空チャンバ内にプラズマを発生させ、処理対象物にプラズマ処理を行う。具体的なプラズマ処理の内容としては処理対象物にダイシングやクリーニングを施すものなどがある。このようなプラズマ処理装置では、真空チャンバに処理対象物を出し入れするとき及びプラズマ処理後の処理対象物の取り扱いを容易にするため、処理対象物の下面に粘着シートを貼り付けるとともに、その粘着シートの外周部に保持枠を貼着させ、処理対象物に対するプラズマ処理の一連の作業を保持枠付きの状態で行うようにしたものが知られている。この保持枠は通常、その使用環境に対する耐久性の観点等からステンレス製等の金属製のものが多く用いられる。
特開２００６−６６６０２号公報 特開２００２−１９０４６３号公報
しかしながら、上記のように処理対象物に対するプラズマ処理を保持枠付きの状態で行うようにすると、保持枠及び粘着シートは処理対象物とともに真空チャンバ内でプラズマに晒されることになるため、真空チャンバ内のプラズマは処理対象物よりも金属製の保持枠の方に集中してしまい、処理対象物に対するプラズマ処理の処理性能が低下するという問題点があった。
そこで本発明は、保持枠付きの処理対象物についてプラズマ処理をする場合にプラズマが保持枠に集中することを防止して処理性能を向上させることができるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
請求項１に記載のプラズマ処理装置は、処理対象物が保持枠に保持された粘着シートの上面に貼着された状態でステージ上に載置され、ステージを覆う真空チャンバ内にプラズマを発生させてステージ上の処理対象物にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、処理対象物にプラズマ処理が施されている間、ステージの上方の所定位置に位置決めされて保持枠を覆い、中央部に設けられた開口部から処理対象物を露出させる誘電体製のカバー部材を備えた。
請求項２に記載のプラズマ処理装置は、請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、カバー部材は真空チャンバに設けられた昇降機構によってステージの上方を昇降自在に設けられ、昇降機構によるカバー部材の下降動作により保持枠に上方から当接されて前記所定位置に位置決めされる。
請求項３に記載のプラズマ処理装置は、請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置であって、カバー部材は、前記所定位置に位置決めされた状態で、処理対象物の外周縁と保持枠の内周縁との間に露出している粘着シートの少なくとも一部の領域の上方を覆う。
請求項４に記載のプラズマ処理装置は、請求項１乃至３の何れかに記載のプラズマ処理
装置であって、カバー部材をステージ上に載置させたときにカバー部材の開口部によって囲まれるステージ上の領域が誘電体製の膜部材で覆われている。
本発明では、ステージ上に載置された処理対象物にプラズマ処理が施されている間、ステージの上方の所定位置に位置決めされた誘電体製のカバー部材により、粘着シートを保持する保持枠が覆われるとともに、カバー部材の中央部に設けられた開口部から処理対象物が露出されるようになっているので、真空チャンバ内に発生したプラズマが保持枠に集中することが防止される一方、処理対象物に対するプラズマ処理の進行は妨げられないので、保持枠付きの処理対象物に対するプラズマ処理の処理性能を向上させることができる。また、カバー部材により処理対象物の外周縁と保持枠の内周縁との間に露出している粘着シートの少なくとも一部の領域の上方を覆うことにより、露出されている粘着シートがプラズマに晒される領域を小さくすることができるので、粘着シートの熱変形を小さくすることができ、プラズマ処理後の取り扱いを容易なものとすることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装置の正面断面図、図２は本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装置の平面断面図、図３は本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装置の側面断面図、図４（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態における保持枠付きウェハの斜視図、図５は本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装置の部分拡大側面断面図、図６（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態における吸着搬送ツールと保持枠付きウェハの側面図、図７、図８、図９、図１０、図１１及び図１２は本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装置の正面断面図である。
図１、図２及び図３において、プラズマ処理装置１は処理対象物である半導体ウェハ（以下、ウェハと略す）２が載置されるステージ３及びこのステージ３を覆って内部に密閉した空間４を形成する真空チャンバ５を有している。ここで、図２は図１における矢視ＩＩ−ＩＩ断面図、図３は図２における矢視ＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
ウェハ２は金属製（例えばステンレス製）等の保持枠６に外周部が保持された粘着シート７の上面に貼着されており、この状態のまま、処理面である回路形成面を上方に向けてステージ３上に載置される。保持枠６はリング形状を有しており、その内径はウェハ２の外径よりも大きくなっている。以下、保持枠６に保持された粘着シート７の上面に貼着されたウェハ２を「保持枠付きウェハ８」と称する。図４（ａ）はこの保持枠付きウェハ８の分解斜視図であり、図４（ｂ）は保持枠付きウェハ８の（完成）斜視図である。
真空チャンバ５には保持枠付きウェハ８を真空チャンバ５に出し入れするための２つのウェハ出入口１１が設けられており、これら２つのウェハ出入口１１を開閉する位置にはゲート１２が設けられている。これら２つのゲート１２は制御装置１４から作動制御がなされるゲート開閉駆動部１５を介して真空チャンバ５に対して昇降し、対応するウェハ出入口１１を開閉する。
ステージ３は下部電極１６と、この下部電極１６の外周側に設けられたテーブル部１７から成る。下部電極１６の上面とテーブル部１７の上面はともに平坦でほぼ同じ高さとなっている。下部電極１６は保持枠付きウェハ８のウェハ２の外形よりも大きい外形を有しており、保持枠付きウェハ８の中心（すなわちウェハ２の中心）とステージ３の中心（すなわち下部電極１６の中心）が上下方向にほぼ一致するように保持枠付きウェハ８をステージ３上に載置した状態では、ウェハ２は下部電極１６の上面の領域内に収まり、保持枠６はテーブル部１７の領域内に収まるようになっている（図１）。下部電極１６の上面は
誘電体製の膜部材である誘電体膜１８で覆われている。
図５において、テーブル部１７の上面には円環状の溝部１９が設けられている。この溝部１９は、保持枠付きウェハ８の中心（すなわちウェハ２の中心）とステージ３の中心（すなわち下部電極１６の中心）が上下方向にほぼ一致するように保持枠付きウェハ８をステージ３上に載置したときに、保持枠付きウェハ８の保持枠６が上方から嵌入する位置及び大きさに設けられている。
下部電極１６にはウェハ保持機構２０が設けられている。ウェハ保持機構２０は真空チャックや静電吸引機構等から成り、制御装置１４により作動制御がなされて作動し、下部電極１６上に載置されたウェハ２を下部電極１６上に保持する。下部電極１６にはまた、高周波電源部２１及び冷却ユニット２２が接続されている。高周波電源部２１は制御装置１４により作動制御がなされて作動し、下部電極１６に高周波電圧を印加する。また、冷却ユニット２２は制御装置１４により作動制御がなされて作動し、下部電極１６内で冷媒を循環させる。
真空チャンバ５内の下部電極１６の上方位置には上部電極２３が設けられている。上部電極２３には真空チャンバ５内にプロセスガスを供給するプロセスガス供給部３１が接続されている。このプロセスガス供給部３１は制御装置１４により作動制御がなされて作動し、プラズマ処理に必要な酸素系ガスやフッ素系ガス等のプロセスガスを上部電極２３経由で真空チャンバ５内に供給する。真空チャンバ５の下部には真空排気口５ａが設けられており（図３）、ここには真空排気部３２が接続されている。この真空排気部３２は制御装置１４により作動制御がなされて作動し、真空チャンバ５内の空気を吸引排気して真空チャンバ５内を真空状態にする。
上部電極２３の下面には多孔質プレート２４が設けられており、プロセスガス供給部３１から上部電極２３内に供給されたプロセスガスはこの多孔質プレート２４を通過してステージ３上に載置されたウェハ２に均一に吹き付けられる。
図３において、真空チャンバ５には一対の昇降シリンダ３３が２つのウェハ出入口１１が対向する方向（Ｘ軸方向）と直交する水平方向（Ｙ軸方向）に並んで設けられている。各昇降シリンダ３３はそれぞれピストンロッド３４の先端部を上方に向けており、各ピストンロッド３４は真空チャンバ５内を上下方向に延びている。これら一対の昇降シリンダ３３は制御装置１４により作動制御がなされるカバー部材昇降駆動部３５を介して作動し、互いに同期してピストンロッド３４を上下方向に突没させる。
ステージ３（テーブル部１７）の上方には誘電体（例えばセラミックス）製のカバー部材４０が設けられている。このカバー部材４０はその中央部に円形の開口部４０ａが形成されたリンク形状を有しており、保持枠付きウェハ８の上方に重ねられたときに開口部４０ａからウェハ２を露出させることができるとともに、保持枠６の上面の全域を覆うことができる形状及び大きさに形成されている。
図２、図３及び図５において、カバー部材４０の外周部のＹ軸方向に対向する位置には一対の鍔部４１が設けられている。各鍔部４１はその直下に配置されている昇降シリンダ３３のピストンロッド３４の先端（上端）部と連結されており、一対の昇降シリンダ３３が同期してピストンロッド３４を上下方向に突没させると、カバー部材４０は水平姿勢を維持したままステージ３の上方を昇降する。
カバー部材４０は両昇降シリンダ３３のピストンロッド３４を最大突出位置まで上動させた状態では上部電極２３の直下の「上動位置」に位置する（図１、図２及び図３中に一
点鎖線で示すカバー部材４０参照）。一方、カバー部材４０は、両昇降シリンダ３３のピストンロッド３４を最大没入位置まで下動させた状態では保持枠付きウェハ８の保持枠６に上方から当接した「保持枠当接位置」に位置し（ステージ３上に保持枠付きウェハ８が載置されているとき）、或いはステージ３の上面に上方から当接した「ステージ当接位置」に位置する（ステージ３上に保持枠付きウェハ８が載置されていないとき）。
図５及び図２に示すように、昇降シリンダ３３のピストンロッド３４の先端部とカバー部材４０の鍔部４１とは、ピストンロッド３４の先端部から上方に突出して延びた複数の連結突起３４ａがカバー部材４０の鍔部４１を上下に貫通して設けられた複数の連結穴４１ａに下方から挿通され、連結突起３４ａの根元の当接面３４ｂ（図５）が鍔部４１の下面に下方から当接することによって連結されている。このため、ピストンロッド３４が最大突出位置から最大没入位置まで下動している途中でカバー部材４０が保持枠付きウェハ８或いはステージ３に上方から当接したときには、カバー部材４０はその当接した位置に停止するが、ピストンロッド３４の当接面３４ｂは鍔部４１の下面から下方に離間してカバー部材４０とピストンロッド３４との連結は外れ、ピストンロッド３４はそのまま最大没入位置まで下動する。このときピストンロッド３４の連結突起３４ａは鍔部４１の連結穴４１ａ内を下動する。
ここで、両昇降シリンダ３３は、下降中のカバー部材４０が保持枠付きウェハ８の保持枠６と当接し、ピストンロッド３４がそのまま最大没入位置まで下動したときであってもピストンロッド３４の連結突起３４ａが鍔部４１の連結穴４１ａから下方へ抜けない位置に設けられている。したがって両昇降シリンダ３３のピストンロッド３４が最大没入位置から上動すると、その途中でピストンロッド３４の当接面３４ｂは鍔部４１の下面に下方から当接し、カバー部材４０はピストンロッド３４により持ち上げられて上動する。
保持枠付きウェハ８の真空チャンバ５内への搬入及び搬出を行うための吸着搬送ツール５０は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、作業者或いは別途設けたウェハ搬入搬出装置が把持する把持部５１及び把持部５１の先端部に設けられて下面に複数の吸着部５２を備えた円盤状のウェハ保持部５３を有して成る。ウェハ保持部５３は保持枠付きウェハ８の保持枠６を包含する大きさを有しており、複数の吸着部５２はそれぞれウェハ保持部５３及び把持部５１内を延びる真空管路を介して真空源（真空管路、真空源とも図示せず）に繋がっている。
保持枠付きウェハ８を平らな面の上に載置した状態で、その上方からウェハ保持部５３と保持枠６が上下方向に重なるように吸着搬送ツール５０を近づけ（図６（ａ）中に示す矢印Ａ）、複数の吸着部５２が保持枠６に上面から接触したところで真空源により真空管路内の空気を真空吸引すれば、図６（ｂ）に示すように、保持枠付きウェハ８の保持枠６が吸着搬送ツール５０の複数の吸着部５２に吸着されるので、その状態を保持したまま吸着搬送ツール５０を移動させることによって、ウェハ２の上面（回路形成面）に触れることなく、保持枠付きウェハ８を任意の箇所に移動させることができる。
次に、本実施の形態におけるプラズマ処理装置１を用いてウェハ２にプラズマ処理を施す手順を説明する。これには先ず、制御装置１４からカバー部材昇降駆動部３５の作動制御を行って２つの昇降シリンダ３３のピストンロッド３４を最大突出位置まで上動させ、カバー部材４０を上動位置に位置させる。
カバー部材４０を上動位置に位置させたら、真空チャンバ５の外で吸着搬送ツール５０により保持枠付きウェハ８を吸着し、制御装置１４からゲート開閉駆動部１５の作動制御を行って一方のウェハ出入口１１のゲート１２を下降させる。これによりウェハ出入口１１が開口したら、そのウェハ出入口１１から保持枠付きウェハ８を吸着させた吸着搬送ツ
ール５０を水平方向に差し入れ、保持枠付きウェハ８をステージ３の上方に位置させる（図７）。そして、保持枠付きウェハ８の保持枠６がステージ３のテーブル部１７に設けられた溝部１９の直上に位置するように吸着搬送ツール５０を下降させ（図８）、吸着搬送ツール５０の真空吸引を解除すると、保持枠付きウェハ８の保持枠６は自重でテーブル部１７の溝部１９内に嵌入する（図９）。これによりウェハ２は下部電極１６上に載置された状態となる。
ここで、前述のように、ステージ３のテーブル部１７に設けられた溝部１９は、保持枠付きウェハ８の中心とステージ３の中心とをほぼ一致させた状態で保持枠付きウェハ８をステージ３上に載置したときに、保持枠付きウェハ８の保持枠６が嵌入する位置及び大きさに設けられているので、上記のように保持枠付きウェハ８の保持枠６をステージ３のテーブル部１７に設けられた溝部１９に嵌入させることにより、保持枠付きウェハ８の中心（すなわちウェハ２の中心）とステージ３の中心（すなわち下部電極１６の中心）を上下方向にほぼ一致させた状態で保持枠付きウェハ８をステージ３上に載置することができる。
保持枠付きウェハ８をステージ３上に載置したら、吸着搬送ツール５０を真空チャンバ５の外に出し、制御装置１４からゲート開閉駆動部１５の作動制御を行って現在開口しているウェハ出入口１１のゲート１２を上昇させ、そのウェハ出入口１１を閉止させる。
ウェハ出入口１１を閉止させたら、制御装置１４からカバー部材昇降駆動部３５の作動制御を行ってカバー部材４０を下降させる。カバー部材４０は下降の途中でステージ３上に載置された保持枠付きウェハ８の保持枠６の上面に上方から当接し、保持枠当接位置に位置決めされる。また、カバー部材４０が保持枠６の上面に上方から当接して保持枠当接位置に位置決めされた後は、カバー部材４０とピストンロッド３４との連結は外れてカバー部材４０は保持枠６の上に載った状態となるので、保持枠６はカバー部材４０の自重によってステージ３上に押し付けられ、保持枠６はカバー部材４０とステージ３との間に挟持されてステージ３上（テーブル部１７上）に固定される（図１）。そして、このようにカバー部材４０が保持枠当接位置に位置決めされた状態では、保持枠付きウェハ８の保持枠６の上面は誘電体製のカバー部材４０によって上方から覆われ、ウェハ２はカバー部材４０の中央部に設けられた開口部４０ａから外部に露出された状態となる。
また、このようにカバー部材４０が保持枠当接位置に位置決めされて、保持枠６の上面がカバー部材４０によって上方から覆われた状態では、カバー部材４０の開口部４０ａの内周縁４０ｂはウェハ２の外周縁２ａと水平方向に対向した状態となる（図５）。
また、図２及び図５に示すようにカバー部材４０が保持枠当接位置に位置決めされた状態では、カバー部材４０の開口部４０ａの内周縁４０ｂとウェハ２の外周縁２ａ（図４及び図５）は近接しており、ウェハ２の外周縁２ａと保持枠６の内周縁６ａ（図４及び図５）との間に露出している粘着シート７のほとんどの領域は、粘着シート７と離間した状態で水平方向に延びるカバー部材４０の開口部４０ａの内縁部４０ｃ（図５）によって覆われる。すなわち、カバー部材４０は、保持枠当接位置に位置決めされた状態で、ウェハ２の外周縁２ａと保持枠６の内周縁６ａとの間に露出している粘着シート７の一部（ここでは大部分）の領域の上方を（粘着シート７と離間した状態で）覆うようになっている。
このようにカバー部材４０が保持枠６の上面に上方から当接して保持枠当接位置に位置決めされた状態において、カバー部材４０の開口部４０ａの内縁部４０ｃの下面と粘着シート７の上面との間の上下方向距離Δ（図５）及びカバー部材４０の開口部４０ａの内周縁４０ｂと保持枠６の内周縁６ａとの間の水平方向距離Ｌ（図５）は、ウェハ２の外周縁２ａとカバー部材４０の開口部４０ａの内周縁４０ｂとの間から入り込んだプラズマがカ
バー部材４０の下方の保持枠６に到達しにくい寸法に定められている。
このようにして処理対象物であるウェハ２がステージ３上（下部電極１６上）に載置されたら、制御装置１４から真空排気部３２の作動制御を行って真空チャンバ５内の空気を抜き、真空チャンバ５内を真空状態とする。次いで、制御装置１４からプロセスガス供給部３１の作動制御を行って上部電極２３へプロセスガス（フッ素系ガス及び酸素系ガス）を供給し、多孔質プレート２４を介してステージ３上に載置されたウェハ２の上面にプロセスガスが均一に吹き付けられるようにする。そして、この状態で制御装置１４から高周波電源部２１を駆動して下部電極１６に高周波電圧を印加すると、下部電極１６と上部電極２３の間にフッ素系ガスのプラズマが発生し、ウェハ２に対するプラズマ処理が実行される。
このプラズマ処理が実行されている間、粘着シート７の外周部を保持する金属製等の保持枠６は誘電体製のカバー部材４０によってその上面が上方から覆われており、真空チャンバ５内に発生したプラズマが保持枠６に集中することが防止される。なお、プラズマ処理の実行中は、制御装置１４から冷却ユニット２２の作動制御を行って冷媒を下部電極１６内に循環させ、プラズマの熱によってウェハ２が昇温するのを防止するようにする。
ウェハ２のプラズマ処理が終了したら、制御装置１４からプロセスガス供給部３１の作動制御を行って真空チャンバ５内へのプロセスガスの供給を停止させるとともに、真空排気部３２の作動制御を行って真空チャンバ５内の真空を破壊する。そして、制御装置１４からカバー部材昇降駆動部３５の作動制御を行って２つの昇降シリンダ３３のピストンロッド３４を最大突出位置まで上動させ、カバー部材４０を上動位置に位置させる。次いで、制御装置１４から一方のウェハ出入口１１のゲート１２を開いて吸着搬送ツール５０を真空チャンバ５内に挿入し、真空チャンバ５内への搬入時と同様の要領によって吸着搬送ツール５０に保持枠付きウェハ８を吸着させる。そして、その保持枠付きウェハ８を吸着させた吸着搬送ツール５０を開口させたウェハ出入口１１から真空チャンバ５の外部に出し、制御装置１４からゲート１２を閉止すれば一連の作業は完了する。
なお、プラズマ処理後の保持枠付きウェハ８を搬出するウェハ出入口１１はプラズマ処理前の保持枠付きウェハ８を搬入したウェハ出入口１１と同じである必要はなく、搬入時のウェハ出入口１１とは反対側（対向する位置）に設けられたウェハ出入口１１から搬出するようにしてもよい。特に、このプラズマ処理装置１が他の装置と連結されてインライン化されているときには、一方のウェハ出入口１１から搬出して他方のウェハ出入口１１から搬出するようにすることが好ましい。
このように、本実施の形態におけるプラズマ処理装置１では、ステージ３上に載置された処理対象物であるウェハ２にプラズマ処理が施されている間、ステージ３の上方の所定位置（保持枠当接位置）に位置決めされた誘電体製のカバー部材４０により、粘着シート７を保持する保持枠６が覆われるとともに、カバー部材４０の中央部に設けられた開口部４０ａからウェハ２が露出されるようになっているので、真空チャンバ５内に発生したプラズマが保持枠６に集中することが防止される一方、ウェハ２に対するプラズマ処理の進行は妨げられないので、保持枠６付きのウェハ２（保持枠付きウェハ８）に対するプラズマ処理の処理性能を向上させることができる。
また、本実施の形態におけるプラズマ処理装置１では、カバー部材４０は真空チャンバ５に設けられた一対の昇降シリンダ３３（昇降機構）によってステージ３の上方を昇降自在に設けられ、この昇降機構によるカバー部材４０の下降動作により保持枠６に上方から当接されて上記所定位置（保持枠当接位置）に位置決めされるようになっているので、カバー部材４０の位置決めが非常に容易である。また、保持枠６は位置決めされたカバー部
材４０の自重によってステージ３上に固定されるので、ウェハ保持機構２０によってはステージ３上に固定できない保持枠６の固定を簡単に行うことができる。
また、カバー部材４０は、上記所定位置（保持枠当接位置）に位置決めされた状態で、ウェハ２の外周縁２ａと保持枠６の内周縁６ａとの間に露出している粘着シート７の少なくとも一部の領域（上記の例では図５中に示す幅Ｌの円環領域であり、ウェハ２の外周縁２ａと保持枠６の内周縁６ａとの間の粘着シート７の大部分の領域）の上方を覆うようになっている。後工程でのウェハ２の取り扱い（例えばダイシング後のエキスパンド）を考慮してウェハ２の外周縁２ａと保持枠６の内周縁６ａとの間隔が大きめにとられている場合には、その間から露出している粘着シート７が広範囲にわたってプラズマの影響を受けることになり、熱変形による劣化やエキスパンド時における粘着シート７の伸びのばらつきなどが生じてプラズマ処理後の保持枠付きウェハ８の取り扱いが困難になるところであるが、本実施の形態におけるプラズマ処理装置１によればその部分の粘着シート７の上方がカバー部材４０によって覆われてプラズマに晒されることが防止されるため、上記のような不都合が生じるおそれがない。
ところで、上記の説明では処理対象物が保持枠付きウェハ８であったため、カバー部材４０は保持枠６の上面を上方から覆うという役割を果たすものであったが、処理対象物が保持枠６の付いていないウェハ２（但し、前述の保持枠付きウェハ８のウェハ２と同径のものであるとする）である場合には、カバー部材４０をステージ当接位置に位置決めしてカバー部材４０を予めステージ３の上面に載置させておくことにより、ウェハ２をステージ３上に載置するときの目標とすることができる。すなわち、制御装置１４からカバー部材昇降駆動部３５の作動制御を行ってカバー部材４０をステージ３の上方に載置させた後、開口させたウェハ出入口１１から吸着搬送ツール５０に吸着させたウェハ２を真空チャンバ５内に差し入れてウェハ２をステージ３の上方に位置させ（図１０）、そのうえでウェハ２の外周縁２ａがステージ３上に載置したカバー部材４０の開口部４０ａの領域内に収まるように吸着搬送ツール５０を下降させて吸着搬送ツール５０の真空吸引を解除すれば（図１１）、ウェハ２の中心とステージ３の中心（すなわち下部電極１６の中心）を上下方向にほぼ一致させた状態でウェハ２をステージ３上に（誘電体膜１８で覆われた下部電極１６上に）載置することができる（図１２）。
このように、本実施の形態におけるプラズマ処理装置１では、保持枠６が付いているウェハ２（保持枠付きウェハ８）と保持枠６が付いていないウェハ２のどちらに対しても用いることができ、カバー部材４０は前者の場合には保持枠６の上面を上方から覆って金属製等の保持枠６にプラズマが集中することを防止するとともに粘着シート７がプラズマに晒されて粘着シート７が劣化するのを防止する役割を果たし、後者の場合にはウェハ２をステージ３上（下部電極１６上）に載置するときの位置決め部材としての役割を果たすようになっている。
ここで、前述のように、下部電極１６の上面は誘電体膜１８で覆われており、しかも図１０に示すように、下部電極１６はステージ３上に載置させたカバー部材４０の開口部４０ａによって囲まれるステージ３上の領域（カバー部材４０の開口部４０ａをステージ３上に投影した領域）よりも大きくなっている。すなわち、カバー部材４０をステージ３上に載置させたときにカバー部材４０の開口部４０ａによって囲まれるステージ３上の領域が誘電体膜１８で覆われているので、下部電極１６がウェハ２よりも大径であっても下部電極１６の表面（上面）はプラズマに晒されず、プラズマが下部電極１６の表面に集中して処理対象物であるウェハ２のプラズマ処理の進行を妨げるようなことがない。
これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態では、下部電極１６の上面が誘電体
膜１８（誘電体製の膜部材）で覆われる構成となっていたが、保持枠６が付いていないウェハ２に対してプラズマ処理を行わないのであれば、この誘電体膜１８は必ずしも必要ではない。
また、上述の実施の形態では、カバー部材４０は真空チャンバ５に設けられた一対の昇降シリンダ３３（昇降機構）によってステージ３の上方を昇降自在であり、この昇降機構によるカバー部材４０の下降動作により保持枠６に上方から当接されて上記所定位置（保持枠当接位置）に位置決めされるようになっていたが、カバー部材４０は必ずしも保持枠６に上方から当接させて位置決めしめければならないわけではなく、保持枠６に上方から当接させない状態で、一対の昇降シリンダ３３によって保持枠６を所定位置（保持枠当接位置）に位置決めするようになっていてもよい。
また、カバー部材４０は必ずしも真空チャンバ５に設けられた昇降機構によって昇降させる構成になっていなくてもよく、作業者が手作業でカバー部材４０の真空チャンバ５内への搬入・搬出及びステージ３に載置された保持枠付きウェハ８の保持枠６上への載置等を行うようになっていてもよい。
また、上述の実施の形態では、保持枠付きウェハ８はウェハ２が粘着シート７の上方に位置する姿勢でステージ３に載置されるようになっていたが、保持枠付きウェハ８はこれとは上下反対の姿勢で、すなわちウェハ２が粘着シート７の下方に位置する姿勢でステージ３に載置されるようになっていてもよい。保持枠付きウェハ８をこのような姿勢でステージ３に載置してプラズマ処理を行う場合としては、保持枠付きウェハ８を本プラズマ処理装置１に搬入する前に、粘着シート７の側からウェハ２のダイシングラインに沿ってレーザ光を照射して粘着シート７にダイシングラインに沿った溝を形成しておき、その後この保持枠付きウェハ８を本プラズマ処理装置１のステージ３に載置し、カバー部材４０で保持枠６を上方から押さえたたうえで、粘着シート７をマスクとしてウェハ２にプラズマエッチングを施してウェハ２を複数のチップに分割する処理（プラズマダイシング）を行うような場合が挙げられる。
保持枠付きの処理対象物についてプラズマ処理をする場合にプラズマが保持枠に集中することを防止して処理性能を向上させることができるプラズマ処理装置を提供する。
本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装置の正面断面図 本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装置の平面断面図 本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装置の側面断面図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における保持枠付きウェハの斜視図 本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装置の部分拡大側面断面図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における吸着搬送ツールと保持枠付きウェハの側面図 本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装置の正面断面図 本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装置の正面断面図 本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装置の正面断面図 本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装置の正面断面図 本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装置の正面断面図 本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装置の正面断面図
符号の説明
１ プラズマ処理装置
２ 半導体ウェハ（処理対象物）
２ａ ウェハの外周縁（処理対象物の外周縁）
３ ステージ
５ 真空チャンバ
６ 保持枠
６ａ 保持枠の内周縁
７ 粘着シート
８ 保持枠付きウェハ
１８ 誘電体膜（膜部材）
３３ 昇降シリンダ（昇降機構）
４０ カバー部材
４０ａ 開口部

Claims (4)

  1. 処理対象物が保持枠に保持された粘着シートの上面に貼着された状態でステージ上に載置され、ステージを覆う真空チャンバ内にプラズマを発生させてステージ上の処理対象物にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、処理対象物にプラズマ処理が施されている間、ステージの上方の所定位置に位置決めされて保持枠を覆い、中央部に設けられた開口部から処理対象物を露出させる誘電体製のカバー部材を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
  2. カバー部材は真空チャンバに設けられた昇降機構によってステージの上方を昇降自在に設けられ、昇降機構によるカバー部材の下降動作により保持枠に上方から当接されて前記所定位置に位置決めされることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  3. カバー部材は、前記所定位置に位置決めされた状態で、処理対象物の外周縁と保持枠の内周縁との間に露出している粘着シートの少なくとも一部の領域の上方を覆うことを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
  4. カバー部材をステージ上に載置させたときにカバー部材の開口部によって囲まれるステージ上の領域が誘電体製の膜部材で覆われていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のプラズマ処理装置。
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