JP2016152314A - プラズマ処理装置および電子部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
処理対象が上述の搬送キャリアではなく、基板単体の場合、基板をステージに静電吸着させるとともに、ステージ表面に設けたガス孔から冷却用ガスとして、基板裏面にHeなどの伝熱ガスを供給することにより、さらに冷却効率を向上できる。
前記キャリアは、前記基板の周囲に配置されるフレームと、前記基板および前記フレームを保持する保持シートとを備え、
前記プラズマ処理装置は、
チャンバと、
前記チャンバ内に配置され、かつ前記キャリアが搭載される上面を有するステージと、
前記上面の、前記フレームの底面に対向する位置に設けられ、かつ冷却用ガスを前記ステージと前記キャリアとの間に供給するガス孔と、
前記チャンバ内にプラズマを発生させるプラズマ励起装置と、を備える、プラズマ処理装置に関する。
電子部品の前駆体である基板を保持したキャリアを準備する準備工程、
前記基板を保持した前記キャリアを前記ステージの前記上面に搭載する搭載工程、
前記搭載工程の後に、前記ガス孔より冷却用ガスを前記ステージと前記キャリアとの間に供給するガス供給工程、ならびに
前記搭載工程の後に、前記プラズマ励起装置により前記チャンバ内に発生させたプラズマにより前記基板をプラズマ処理するプラズマ工程を備え、
前記キャリアは、前記基板の周囲に配置されるフレームと、前記基板および前記フレームを保持する保持シートとを備え、
前記ガス孔は、前記上面の、前記フレームの底面に対向する位置に設けられている、電子部品の製造方法に関する。
ガス孔30には、冷却用ガス(例えば、ヘリウムガスなどの伝熱ガス)を収容する冷却用ガス源32から配管31を経由して冷却用ガスが供給される。ガス孔30からステージ11の上面18と搬送キャリア4の間に供給された冷却用ガスは、ステージ11と搬送キャリア4の間の伝熱を促進する。上述したように、搬送キャリア4は、冷却されたステージ11に静電吸着されることにより、冷却されているが、冷却用ガスを供給することにより、基板2および搬送キャリア4の冷却効率をさらに向上することができる。
図5および図7は、それぞれ、押圧機構がフレーム7をプラズマから遮蔽する機能を有する場合の押圧機構部分を模式的に示す断面図である。図6および図8は、それぞれ、図5および図7に示す押圧機構を備える場合の押圧機構、基板および搬送キャリアの上面図である。
(基板および搬送キャリア)
プラズマ処理の対象物である基板2は、特に限定されない。基板2の材質としては、例えば、単結晶Si、SiO2、SiCなどが挙げられる。基板2の形状も、特に限定されず、例えば、円形、多角形である。基板2の大きさも、特に限定されず、例えば最大径は50mm〜300mm程度である。基板2には、オリエンテーションフラット(オリフラ)、ノッチなどの切欠きが設けられていてもよい。
フレーム7には、位置決めのためのノッチやコーナーカットが設けられていてもよい。フレーム7の材質は、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼などの金属、樹脂などである。
ガス孔30の形状は特に制限されず、円状、楕円状、多角形状(四角形、六角形など)などであってもよい。この場合、ガス孔のサイズは、同じ面積を有する相当円の直径が、例えば、0.3〜1.0mmであることが好ましく、0.5〜0.8mmであってもよい。
静電吸着用電極22aは、必ずしもフレーム7の直下の領域に設ける必要はない。ただし、フレーム7が半導体材料および/または導電材料を具備する場合には、フレーム7の直下の領域において、誘電体部15bの載置面18付近に静電吸着用電極22aを設けることが望ましい。これにより、例えば押圧機構29による押圧が緩んだ場合でも、静電吸着用電極22aがフレーム7に静電気力を働かせ、フレーム7部分において搬送キャリア4をステージ11に密着させやすくなる。一旦、押圧機構29によりフレーム7がステージ11に押圧されると、その後、たとえ押圧機構29による押圧が解除されたとしても、静電チャックによりフレーム7部分において搬送キャリア4とステージ11との間に隙間は生じにくくなる。
カバー24の材質は、例えば石英やアルミナなどのセラミクスや、表面をアルマイト処理したアルミニウムなどである。カバー24の材質としてセラミクスを用いる場合、ステージ11に載置されるカバー24の底面は、Niなどの金属メッキを施すことにより、導電性としてもよい。また、表面をアルマイト処理したアルミニウムをカバー24に用いる場合、ステージ11に載置されるカバー24の底面は、アルマイト処理を施さずにアルミニウムを露出させた状態とするか、もしくはNiなどの金属メッキを施すことにより、導電性としてもよい。このように、カバー24の底面に導電性を付与することで、静電吸着用電極22aによって、カバー24をステージ11に吸着させることができ、その結果、カバー24を効率よく冷却することができる。なお、カバー24は、少なくともフレーム7の全体を覆うように設けられることが好ましく、フレーム7の全体に加え、フレーム7と基板2との間の保持シート6の露出した部分全体を覆うように設けてもよい。これらの場合、フレーム7や露出した保持シート6をプラズマから遮蔽し易い。ただし、保持シート6の環状領域の一部やフレーム7の一部に、カバー24で覆われない領域があってもよい。
押圧機構(具体的には、環状カバー、クランプおよび押圧部材(弾性体)など)の形状や材質は特に限定されない。熱伝導率を高める観点からは、押圧機構の材質は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼などの金属や、アルマイト処理をしたアルミニウムなどであることが好ましい。
カバー24を昇降する第一昇降ロッド26aおよび押圧機構を昇降する第二昇降ロッド26bは、共通の駆動機構27により昇降駆動させてもよい。例えば、第一昇降ロッド26aと第二昇降ロッド26bとをステージ11の下方で連結し、同時に昇降させてもよい。第一昇降ロッド26aおよび第二昇降ロッド26bを昇降させる駆動機構は、特に限定されない。
次に本発明の一実施形態に係る電子部品の製造方法について説明する。
電子部品の製造方法は、チャンバと、チャンバ内に配置されるステージと、ステージの上面に設けられたガス孔と、プラズマ励起装置とを備えるプラズマ処理装置を用いる電子部品の製造方法であって、(i)基板を保持したキャリア(搬送キャリア)を準備する準備工程と、(ii)基板(電子部品の前駆体)を保持した搬送キャリアをステージの上面に搭載する搭載工程と、(iii)搭載工程の後に、ガス孔より冷却用ガスをステージと搬送キャリアとの間に供給するガス供給工程と、(iv)搭載工程の後に、プラズマ励起装置によりチャンバ内に発生させたプラズマにより基板をプラズマ処理して電子部品を得るプラズマ工程とを備える。ここで、ガス孔は、ステージの上面のフレームの底面に対向する位置に設けられている。そのため、ガス孔から冷却用ガスを放出することで、基板および搬送キャリアを冷却用ガスにより効率よく冷却することができる。電子部品の製造方法には、上述のプラズマ処理装置が使用できる。
(工程(i)準備工程)
工程(i)では、基板2と、基板2の周囲に配置されるフレーム7とを、保持シート6に保持させることにより、基板2を保持した状態の搬送キャリア4を準備する。具体的には、保持シート6の粘着面6aに、基板2およびフレーム7を貼り付ける。基板2の保持シート6に貼着されていない面には、所望形状のレジストマスクが形成されている。レジストマスクが形成されている部分は、プラズマによるエッチングから保護される。レジストマスクが形成されていない部分は、その表面から裏面までをプラズマによりエッチング可能である。
工程(ii)では、基板2を保持した搬送キャリア4を、プラズマ処理装置1が備えるチャンバ3(具体的には、処理室5)内に搬入して、処理室5内に設けられたステージ11に載置する。搬送キャリア4は、基板2を保持している面を上部電極9に向けた姿勢でステージ11に載置される。
搭載工程(ii)の後、ガス孔30から、ステージ11と搬送キャリア4との間にHeガスなどの伝熱ガスを冷却用ガスとして供給する。このとき、搬送キャリア4がステージ11に静電吸着された状態で冷却用ガスを供給することが好ましい。ガス孔30は、ステージ11の上面18において、フレーム7の底面に対向する位置に設けられている。ガス孔30から上面18と搬送キャリア4の間に供給された冷却用ガスは、ステージ11と搬送キャリア4の間の伝熱を促進する。また、冷却液循環装置21から冷却液流路15aに冷却液を循環させることにより、ステージ11を冷却してもよく、この場合、搬送キャリア4の冷却効率をさらに向上することができる。
搭載工程の後、チャンバ3(具体的には、処理室5)内にプラズマを発生させて、カバー24の窓部25から露出する基板2をプラズマ処理する。より具体的には、プロセスガス源12から処理室5内にプラズマダイシング用のプロセスガスを導入しつつ、減圧機構14により処理室5内を排気し、処理室5内を所定圧力に維持する。その後、上部電極(アンテナ)9に対して第1高周波電源10Aから高周波電力を供給して処理室5内にプラズマを発生させ、基板2にプラズマを照射する。このとき、ステージ11の電極部15には第2高周波電源10Bからバイアス電圧が印加される。
Claims (10)
- キャリアに保持された基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、
前記キャリアは、前記基板の周囲に配置されるフレームと、前記基板および前記フレームを保持する保持シートとを備え、
前記プラズマ処理装置は、
チャンバと、
前記チャンバ内に配置され、かつ前記キャリアが搭載される上面を有するステージと、
前記上面の、前記フレームの底面に対向する位置に設けられ、かつ冷却用ガスを前記ステージと前記キャリアとの間に供給するガス孔と、
前記チャンバ内にプラズマを発生させるプラズマ励起装置と、を備える、プラズマ処理装置。 - 前記上面は、第1の粗度を有する第1の領域と、前記第1の領域の周囲に配置され、かつ前記第1の粗度より小さい第2の粗度を有する第2の領域とを有し、
前記ガス孔は、前記第1の領域に設けられる、請求項1に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第1の粗度を示す算術平均粗さRa1は、1.6μm以上かつ2μm以下であり、
前記第2の粗度を示す算術平均粗さRa2は、0.1μm以上かつ1.2μm以下である、請求項2に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第2の領域の最大高さは、前記第1の領域の最大高さよりも高い、請求項2または3に記載のプラズマ処理装置。
- 前記上面は、さらに、前記第1の領域の内側に形成され、かつ第3の粗度を有する第3の領域を有し、
前記第3の粗度を示す算術平均粗さRa3は、前記算術平均粗さRa1以下である、請求項2〜4のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第3の領域の最大高さは、前記第2の領域の最大高さと同じである、請求項5に記載のプラズマ処理装置。
- さらに、前記フレームを前記ステージに対して押圧する押圧機構を備える、請求項1〜6のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記押圧機構が、少なくとも前記フレームを覆うように形成された環状カバーと、前記環状カバーの前記フレームに対向する側に形成された押圧部材と、を備える、請求項7に記載のプラズマ処理装置。
- 前記押圧部材が弾性体である、請求項8に記載のプラズマ処理装置。
- チャンバと、前記チャンバ内に配置されるステージと、前記ステージの上面に設けられたガス孔と、プラズマ励起装置とを備えるプラズマ処理装置を用いる電子部品の製造方法であって、
電子部品の前駆体である基板を保持したキャリアを準備する準備工程、
前記基板を保持した前記キャリアを前記ステージの前記上面に搭載する搭載工程、
前記搭載工程の後に、前記ガス孔より冷却用ガスを前記ステージと前記キャリアとの間に供給するガス供給工程、ならびに
前記搭載工程の後に、前記プラズマ励起装置により前記チャンバ内に発生させたプラズマにより前記基板をプラズマ処理して前記電子部品を得るプラズマ工程を備え、
前記キャリアは、前記基板の周囲に配置されるフレームと、前記基板および前記フレームを保持する保持シートとを備え、
前記ガス孔は、前記上面の、前記フレームの底面に対向する位置に設けられている、電子部品の製造方法。
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