JP2016040800A - プラズマエッチング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レジストが塗られたウエハに対してプラズマによりエッチングを行うプラズマエッチング装置において、フォーカスリングへのプラズマの照射を防ぐ。
【解決手段】基部１上に配置され、ウエハ１０が載置される静電チャック２と、基部１上の静電チャック２の周囲に配置され、静電チャック２側がウエハ１０と干渉しないよう肉薄であるフォーカスリング４と、ウエハ１０上の外周部分に被せられ、当該ウエハ１０が静電チャック２上に載置されることでフォーカスリング４の肉薄部分４１を覆う保護カバー５とを備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、レジストが塗られたウエハに対してプラズマによりエッチングを行うプラズマエッチング装置に関するものである。

従来から、図３に示すように、レジスト１１が塗られたウエハ１０に対してプラズマによりエッチングを行うプラズマエッチング装置が知られている。図３に示すプラズマエッチング装置では、金属アルミニウムからなる基部１上に、ウエハ１０が載置される静電チャック２が配置されている。基部１と静電チャック２は、有機物からなる接着剤層３により接着されている。また、基部１上の静電チャック２の周囲には、フォーカスリング４が配置されている。このフォーカスリング４は、装置で発生するプラズマを安定させ、また、基部１の表面が露出することを防ぐものである。このフォーカスリング４は、静電チャック２側がウエハ１０と干渉しないよう肉薄（肉薄部分４１）となっている。

しかしながら、図３に示すプラズマエッチング装置では、ウエハ１０とフォーカスリング４との間、静電チャック２とフォーカスリング４との間に隙間が存在している。そのため、エッチングを行った際に、プラズマがこの隙間を介して侵入し、接着剤層３がプラズマの照射を受けて消耗するという課題がある。また、静電チャック２とフォーカスリング４との間において、基部１の表面が露出している。そのため、この露出表面にもプラズマが照射されて溶射皮膜が消耗し、基部１の金属アルミニウムが露出してしまうと異常放電（アーキング）が発生するという課題がある。この接着剤層３の消耗及び異常放電の発生は、プラズマエッチング装置としての機能に悪影響を及ぼし、また、装置としての寿命が短くなる原因となる。

そこで、図４に示すように、静電チャック２に段差を設け、接着剤層３及び基部１へのプラズマの照射を防ぐように構成している（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−１０８８１６号公報 特開２００７−１５００３６号公報

上述したように、図４に示す構成とすることで、接着剤層３及び基部１へのプラズマの照射を防ぐことができる。一方、図３，４に示す従来構成では、フォーカスリング４の肉薄部分４１がエッチングにより消耗する。そして、フォーカスリング４が削れて基部１が露出してしまうと、異常放電を起こす恐れがある。そのため、フォーカスリング４を定期的に交換する必要がある。
ここで、プラズマエッチング装置においてエッチングを行う空間（エッチング室）にはガスが充填されており、フォーカスリング４の交換を行う場合には、その置換作業を行う必要がある。しかしながら、この置換作業には時間がかかる（数日程度かかる）ため、フォーカスリング４の交換に時間を要することになり、装置稼働率を下げる主因となっている。

なお、従来技術として特許文献２に開示される装置も知られている。この特許文献２に開示された装置では、ウエハ１０の外周部分に対する過剰なエッチングを防ぐため、ウエハ１０上にプラズマエッチング用治具を被せている。しかしながら、この装置は、ウエハ１０をプラズマにより研磨して平坦化するものであり、レジスト１１が塗られたウエハ１０に対してエッチングを行うものとは異なる。そして、プラズマエッチング用治具を図３，４の構成に適用しても、フォーカスリング４へのプラズマの照射を防ぐことは考慮されていないため、上記課題を解決することはできない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、レジストが塗られたウエハに対してプラズマによりエッチングを行うプラズマエッチング装置において、フォーカスリングへのプラズマの照射を防ぐことができるプラズマエッチング装置を提供することを目的としている。

この発明に係るプラズマエッチング装置は、基部上に配置され、ウエハが載置される静電チャックと、基部上の静電チャックの周囲に配置され、静電チャック側がウエハと干渉しないよう肉薄であるフォーカスリングと、ウエハ上の外周部分に被せられ、当該ウエハが静電チャック上に載置されることでフォーカスリングの肉薄部分を覆う保護カバーとを備えたものである。

この発明によれば、上記のように構成したので、レジストが塗られたウエハに対してプラズマによりエッチングを行うプラズマエッチング装置において、フォーカスリングへのプラズマの照射を防ぐことができる。

この発明の実施の形態１に係るプラズマエッチング装置の構成を示す断面図である。 この発明の実施の形態１における保護カバーの構成を示す平面図である。 従来のプラズマエッチング装置の構成を示す断面図である。 従来のプラズマエッチング装置の別の構成を示す断面図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るプラズマエッチング装置の構成を示す断面図である。
プラズマエッチング装置は、レジスト１１が塗られたウエハ１０に対してプラズマによりエッチングを行う装置である。なお、レジスト１１は熱可塑性を有する物質であり、ウエハ１０の外周部分のレジスト１１は表面張力により盛り上がっている。

プラズマエッチング装置は、エッチングを行う空間をガスで充填する必要があるため、ウエハ１０に対するエッチングを行うエッチング室（図１に示す構成が配置された空間）と、装置外とエッチング室との間でウエハ１０の搬送を行う搬送室とに分かれている。また、搬送室には外部とエッチング室との間でウエハ１０の搬送を行う搬送アームが設けられている。そして、作業者は、搬送室に設けられた扉を介して搬送アーム上にウエハ１０を載置することでウエハ１０のセッティングを行う。

このプラズマエッチング装置のエッチング室には、図１に示すように、金属アルミニウムからなる基部１上に、ウエハ１０が載置される静電チャック２が配置されている。基部１と静電チャック２は、有機物からなる接着剤層３により接着されている。また、基部１上の静電チャック２の周囲には、フォーカスリング４が配置されている。このフォーカスリング４は、発生するプラズマを安定させ、また、基部１の表面が露出することを防ぐものである。このフォーカスリング４は、静電チャック２側がウエハ１０と干渉しないよう肉薄（肉薄部分４１）となっている。

そして、本発明では、図１，２に示すように、保護カバー５がウエハ１０上の外周部分に被せられる。この保護カバー５は、ウエハ１０が静電チャック２上に載置されることでフォーカスリング４の肉薄部分４１を覆ってプラズマの照射を防ぐものであり、例えば石英により構成される。

また、保護カバー５は、フォーカスリング４との対向面が肉厚（肉厚部分５１）であり、当該肉厚部分５１の内壁とウエハ１０の外壁との間のクリアランス（図１のＡ部分）は小さくなるよう構成されている。ただし、保護カバー５をウエハ１０に被せる際の作業性も考慮する必要があるため、例えばウエハ１０の直径に対して０．１〜０．５％程度のクリアランスは許容される。

また、保護カバー５の肉厚部分５１の高さは、静電チャック２上にウエハ１０が載置された際に当該ウエハ１０と当該保護カバー５との間に隙間がなくなるように設計されている。これにより、ウエハ１０と保護カバー５との間からのプラズマの侵入を防ぐことができる。

また、保護カバー５は、搬送アームにウエハ１０を載置する際に被せられるため、搬送中に保護カバー５がウエハ１０からずれて落ちるようなことがない形状に構成されている。すなわち、保護カバー５は、ウエハ１０上の外周面に乗る面５２を確保しつつ、ウエハ１０上のチップが配置される面を干渉することがない形状に構成される。

次に、本発明のプラズマエッチング装置の作業工程について説明する。
プラズマエッチング装置によりエッチングを行う場合には、まず、作業者は、搬送室の扉を介して搬送アーム上に、加工対象であるウエハ１０を載置する。なお、このウエハ１０上にはレジスト１１が塗られている。そして、作業者は、このウエハ１０上に保護カバー５を被せる。

その後、搬送アームは、保護カバー５が被せられたウエハ１０を、搬送室からエッチング室に搬送して静電チャック２上に載置する。これにより、図１に示すように、ウエハ１０に被せられた保護カバー５が、フォーカスリング４上の肉薄部分４１を覆って、当該肉薄部分４１の露出を防ぐ。また、ウエハ１０と保護カバー５との間には隙間は存在しない。

その後、ウエハ１０に対してプラズマによるエッチングが行われる。この際、フォーカスリング４の肉薄部分４１は保護カバー５により覆われているため、当該肉薄部分４１に対するプラズマの照射を防ぐことができる。
また、通常、ウエハ１０の外周端はレジスト１１が薄くなっているため、図３，４に示す従来構成では、この外周部分が過剰なエッチングを受けて削れてしまう。しかしながら、本発明の保護カバー５を用いることで、ウエハ１０の外周端の露出も防ぐことができ、プラズマの照射を防ぐことができる。

そして、エッチングが完了した後、搬送アームは、保護カバー５が被せられたウエハ１０を、エッチング室から搬送室に搬送する。そして、作業者は、搬送室の扉を介して、保護カバー５が被せられたウエハ１０を取り出す。なお、保護カバー５は繰り返し使用可能であり、エッチングにより消耗した場合に新しいものに交換すればよい。

以上のように、この実施の形態１によれば、ウエハ１０上の外周部分に被せられ、当該ウエハ１０が静電チャック上に載置されることでフォーカスリング４の肉薄部分を覆う保護カバー５を用いたので、レジスト１１が塗られたウエハ１０に対してプラズマによりエッチングを行うプラズマエッチング装置において、フォーカスリング４へのプラズマの照射を防ぐことができる。その結果、フォーカスリング４の交換が不要となり、装置稼働率を向上させることができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１ 基部
２ 静電チャック
３ 接着剤層
４ フォーカスリング
５ 保護カバー
１０ ウエハ
１１ レジスト
４１ 肉薄部分
５１ 肉厚部分
５２ 面

Claims (3)

1. レジストが塗られたウエハに対してプラズマによりエッチングを行うプラズマエッチング装置において、
   基部上に配置され、前記ウエハが載置される静電チャックと、
   前記基部上の前記静電チャックの周囲に配置され、前記静電チャック側が前記ウエハと干渉しないよう肉薄であるフォーカスリングと、
   前記ウエハ上の外周部分に被せられ、当該ウエハが前記静電チャック上に載置されることで前記フォーカスリングの肉薄部分を覆う保護カバーと
   を備えたことを特徴とするプラズマエッチング装置。
2. 前記保護カバーは、前記フォーカスリングとの対向面が肉厚であり、当該肉厚部分の内壁と前記ウエハの外壁との間のクリアランスは小さい
   ことを特徴とする請求項１記載のプラズマエッチング装置。
3. 前記保護カバーは、前記フォーカスリングとの対向面が肉厚であり、当該肉厚部分の高さは、前記ウエハが前記静電チャックに載置された際に当該ウエハと当該保護カバーとの間に隙間がなくなるように設計された
   ことを特徴とする請求項１記載のプラズマエッチング装置。

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