JP2017168766A - プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 - Google Patents
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【解決手段】基板を保持させた保持シートを、プラズマ処理装置に設置されたステージに載置する載置工程と、前記保持シートを前記ステージに固定する固定工程と、前記固定工程の後、前記保持シートの前記ステージへの接触状態の良否を判定する判定工程と、前記判定工程において接触状態が良好であると判定された場合に、前記ステージ上で、前記基板の表面をプラズマに晒すことにより前記基板をエッチングする、プラズマエッチング工程と、を備えるプラズマ処理方法。
【選択図】図3
Description
基板1は、プラズマ処理の対象物である。基板1は、例えば、本体部の一方の表面に、半導体回路、電子部品素子、MEMS等の回路層を形成した後、回路層とは反対側である本体部の裏面を研削し、厚みを薄くすることにより作製される。基板1を個片化することにより、上記回路層を有する電子部品(図示せず)が得られる。
フレーム2は、基板1の全体と同じかそれ以上の面積の開口を有した枠体であり、所定の幅および略一定の薄い厚みを有している。フレーム2は、保持シート3および基板1を保持した状態で搬送できる程度の剛性を有している。
保持シート3は、例えば、粘着剤を有する面(粘着面3a)と粘着剤を有しない面(非粘着面3b)とを備えている。粘着面3aの外周縁は、フレーム2の一方の面に貼着しており、フレーム2の開口を覆っている。また、粘着面3aのフレーム2の開口から露出した部分には、基板1が貼着される。
次に、図2を参照しながら、本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置100の基本構造を説明する。図2は、プラズマ処理装置100の基本構造の断面を概略的に示している。
(1)準備工程
まず、搬送キャリア10を準備する。搬送キャリア10は、保持シート3をフレーム2の一方の面に貼着し、固定することにより得られる。このとき、図1(b)に示すように、保持シート3の粘着面3aをフレームに対向させる。次いで、保持シート3の粘着面3aに基板1を貼着することにより、基板1を搬送キャリア10に保持させる。
次に、基板1が保持された搬送キャリア10を真空チャンバ103内に搬入する。
真空チャンバ103内では、昇降ロッド121の駆動により、カバー124が所定の位置まで上昇している。続いて、シャッター222が開いて、図示しないロードロック室から、搬送アーム221(いずれも図8参照)に保持された搬送キャリア10が搬入される。複数の支持部122は、上昇した状態で待機している。搬送キャリア10がステージ111上方の所定の位置に到達すると、支持部122に搬送キャリア10が受け渡される。搬送キャリア10は、保持シート3の基板1を保持している面が上方を向くように、支持部122の上端面に載置される。
搬送キャリア10が支持部122に受け渡され、搬送アーム221が退出すると、シャッター222が閉じられ、真空チャンバ103は密閉状態に置かれる。次に、支持部122が降下を開始する。支持部122の上端面が、ステージ111と同じレベル以下にまで降下することにより、搬送キャリア10は、ステージ111に載置される。続いて、昇降ロッド121が駆動する。昇降ロッド121は、カバー124を所定の位置にまで降下させる。このとき、カバー124が搬送キャリア10に接触することなくフレーム2を覆うことができるように、カバー124とステージ111との距離は調節されている。これにより、フレーム2および保持シート3の基板1を保持していない部分は、カバー124と接触することなくカバー124によって覆われ、基板1はカバー124の窓部124Wから露出する。
固定工程では、ステージ111に載置された搬送キャリア10がステージ111上に固定される。ステージ111がESC電極119を備える場合、ESC電極119に電圧を印加することにより、搬送キャリア10の保持シート3とステージ111との間に吸着力を発生させ、保持シート3、ひいては搬送キャリア10を、ステージ111に固定することができる。
単極型のESC電極119は、少なくとも1つの電極を含む。単極型のESC電極119に2以上の電極が含まれる場合、いずれにも同じ極性の電圧が印加される。単極型のESC電極119を備える静電吸着機構は、吸着メカニズムとしてクーロン力を利用する。ESC電極119に電圧を印加することにより、誘電体からなるステージ111の表面に誘電分極による電荷を誘起させるとともに、ステージ111の上に載置された保持シート3を帯電させる。その結果、ステージ111の表面に誘起された電荷と帯電した保持シート3との間でクーロン力が働き、搬送キャリア10がステージ111に吸着される。なお、保持シート3を帯電させるためには、真空チャンバ103内でプラズマを発生させ、発生したプラズマに保持シート3を曝せばよい。
固定工程の後、例えば、以下の各実施形態に示す方法によって判定工程が行われる。
判定工程において、保持シート3とステージ111との接触状態、ひいては、保持シート3を介した基板1とステージ111との接触状態が良好であると判定されると、後述するプラズマエッチング工程に進む。一方、接触状態が不良であると判定されると、搬送キャリア10は真空チャンバ103から搬出される。あるいは、再び支持部122が上昇して、搬送キャリア10はステージ111から離間され、載置工程からリトライされる。リトライにおいて、支持部122を上昇あるいは降下させる間に、支持部122を小さく昇降させてもよい。これにより、保持シート3のシワが解消され易くなる。
判定工程において、上記の接触状態が良好であると判定されると、プロセスガス源112からガス導入口103aを通って、プロセスガスが真空チャンバ103内部に導入される。一方、減圧機構114は、真空チャンバ103内のガスを排気口103bから排気し、真空チャンバ103内を所定の圧力に維持する。
アッシングが終了すると、真空チャンバ103内のガスが排出され、シャッター222が開く。個片化された基板1を保持する搬送キャリア10は、シャッター222から進入した搬送アーム221によって、プラズマ処理装置100から搬出される。搬送キャリア10が搬出されると、シャッター222は速やかに閉じられる。搬送キャリア10の搬出プロセスは、上記のような基板1をステージ111に搭載する手順とは逆の手順で行われても良い。すなわち、カバー124を所定の位置にまで上昇させた後、ESC電極119への印加電圧をゼロにして、搬送キャリア10のステージ111への吸着を解除し、支持部122を上昇させる。支持部122が所定の位置まで上昇した後、搬送キャリア10は搬出される。
以下、本実施形態に係るプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置100Aを図4〜図7Eを用いて説明する。図4は、本実施形態に係るプラズマ処理装置100Aの一部を示す概念図である。図5(a)は、プラズマ処理装置100Aのステージ111および判定用ガス孔210を示す概念図である。図5(b)および(c)は、ステージ111と保持シート3との間に、判定用のガスGを導入した際の様子を示す断面図である。図6は、本実施形態に係るプラズマ処理方法の一部を示すフローチャートである。図7A((a)〜(c))〜7E((a)〜(c))は、本実施形態に係るプラズマ処理方法の判定方法を示すグラフである。
本実施形態は、プラズマ処理装置100Bが、判定用ガス孔210に替えて、図8に示すように、変位センサ220を備えること以外、第1実施形態と同様である。以下、本実施形態に係るプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置100Bを図8〜図10を用いて説明する。図8は、本実施形態で使用されるプラズマ処理装置100Bの一部を示す概念図である。図9は、本実施形態に係るプラズマ処理方法の一部を示すフローチャートである。図10(a)および(b)は、本実施形態に係るプラズマ処理方法の判定方法を示すグラフである。
本実施形態は、プラズマ処理装置100Cが、判定用ガス孔210に替えて、図11に示すように、温度センサ230を備えること以外、第1実施形態と同様である。以下、本実施形態に係るプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置100Cを図11〜図13を用いて説明する。図11は、本実施形態で使用されるプラズマ処理装置100Cの一部を示す概念図である。図12は、本実施形態に係るプラズマ処理方法の一部を示すフローチャートである。図13(a)および(b)は、本実施形態に係るプラズマ処理方法の判定方法を示す上面図である。
2:フレーム、2a:ノッチ、2b:コーナーカット
3:保持シート、3a:粘着面、3b:非粘着面
10:搬送キャリア
100、100A〜100C:プラズマ処理装置
103:真空チャンバ、103a:ガス導入口、103b:排気口、108:誘電体部材、109:アンテナ、110A:第1高周波電源、110B:第2高周波電源、111:ステージ、112:プロセスガス源、113:アッシングガス源、114:減圧機構、115:電極層、116:金属層、117:基台、118:外周部、119:ESC電極、120:高周波電極部、121:昇降ロッド、122:支持部、123A、123B:昇降機構、124:カバー、124W:窓部、125:冷媒循環装置、126:直流電源、127:冷媒流路、128:制御装置、129:外周リング
210:判定用ガス孔、211:ガス導入経路、212:マノメータ、213:MFC、214:調圧バルブ、215:バイパス弁、216:判定用ガス源
220:変位センサ、220a:レーザ光、221:搬送アーム、222:シャッター
230:温度センサ、231:ビューイングポート
Claims (8)
- 基板を保持させた保持シートを、プラズマ処理装置に設置されたステージに載置する載置工程と、
前記保持シートを前記ステージに固定する固定工程と、
前記固定工程の後、前記保持シートの前記ステージへの接触状態の良否を判定する判定工程と、
前記判定工程において接触状態が良好であると判定された場合に、前記ステージ上で、前記基板の表面をプラズマに晒すことにより前記基板をエッチングする、プラズマエッチング工程と、
を備えるプラズマ処理方法。 - 前記プラズマ処理装置が、前記ステージの表面に形成され、ガス導入経路に接続された判定用ガス孔を備えており、
前記判定工程において、前記判定用ガス孔から前記ステージと前記保持シートとの間にガスを導入し、前記ガス導入経路における前記ガスの圧力または前記圧力の制御情報に基づいて、前記接触状態の判定を行う、請求項1に記載のプラズマ処理方法。 - 前記プラズマ処理装置が、前記ステージに載置された前記基板の表面の高さを測定する変位センサを備えており、
前記判定工程において、前記変位センサにより、前記ステージに載置された前記基板の表面の高さを測定し、測定された前記基板の前記表面の高さに基づいて、前記接触状態の判定を行う、請求項1に記載のプラズマ処理方法。 - 前記プラズマ処理装置が、前記ステージを冷却する冷却部および温度センサを備えており、
前記判定工程において、前記温度センサにより、前記ステージに載置された前記基板の温度を測定し、測定された前記基板の前記温度に基づいて、前記接触状態の判定を行う、請求項1に記載のプラズマ処理方法。 - 処理室と、
前記処理室に設けられ、基板を保持させた保持シートを載置するステージと、
前記保持シートを前記ステージに固定する固定機構と、
前記処理室内でプラズマを発生させる高周波電源部と、
前記保持シートの前記ステージへの接触状態の良否を判定する判定部と、
を備えるプラズマ処理装置。 - さらに、前記ステージの表面に設けられ、ガス導入経路に接続された判定用ガス孔を備えており、
前記判定部は、前記ガス導入経路における前記判定用ガス孔から前記ステージと前記保持シートとの間に導入されるガスの圧力または前記圧力の制御情報に基づいて、前記接触状態の判定を行う、請求項5に記載のプラズマ処理装置。 - さらに、前記ステージに載置された前記基板の表面の高さを測定する変位センサを備えており、
前記判定部は、前記変位センサにより測定される、前記ステージに載置された前記基板の表面の高さに基づいて、前記接触状態の判定を行う、請求項5に記載のプラズマ処理装置。 - さらに、前記ステージを冷却する冷却部および温度センサを備えており、
前記判定部は、前記温度センサにより測定される、前記ステージに載置された前記基板の温度に基づいて、前記接触状態の判定を行う、請求項5に記載のプラズマ処理装置。
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