JP6220183B2

JP6220183B2 - Plasma etching equipment

Info

Publication number: JP6220183B2
Application number: JP2013164114A
Authority: JP
Inventors: 荒見　淳一; 淳一荒見
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2033-08-07
Also published as: JP2015032819A

Description

本発明は、半導体ウェーハ等をガスプラズマによりエッチングするプラズマエッチング装置に関する。 The present invention relates to a plasma etching apparatus for etching a semiconductor wafer or the like with gas plasma.

半導体デバイスの製造工程では、研削加工によって薄化された半導体ウェーハを分割予定ラインに沿って切断することにより、デバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。半導体ウェーハが研削されると、半導体ウェーハの被研削面に研削歪が残存し、分割後の各デバイスの抗折強度が低下するという問題がある。この問題を解決するために、半導体ウェーハの被研削面にプラズマエッチングを施すことによって、半導体ウェーハの被研削面の研削歪を除去してデバイスの抗折強度を向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 In the manufacturing process of a semiconductor device, a semiconductor wafer thinned by grinding is cut along a predetermined division line to divide a region where the device is formed to manufacture individual semiconductor chips. When a semiconductor wafer is ground, there is a problem that grinding strain remains on the surface to be ground of the semiconductor wafer, and the bending strength of each device after the division is lowered. In order to solve this problem, a technique for improving the bending strength of the device by removing the grinding distortion of the ground surface of the semiconductor wafer by performing plasma etching on the ground surface of the semiconductor wafer has been proposed ( For example, see Patent Document 1).

特許文献１に記載のプラズマエッチング装置には、ハウジング内に上部電極ユニットと下部電極ユニットとが配置されており、ハウジング内にプラズマ発生用ガスが導入される。そして、上部電極ユニットと下部電極ユニットとの間で電圧が印加されることでプラズマが発生して、下部電極ユニットに保持された半導体ウェーハがエッチングされて研削歪が除去される。ハウジング内には、エッチング空間にプラズマを閉じ込めるようにプラズマ捕捉リング部材（confinement ring）が設けられている。プラズマ捕捉部にはスリットや孔が形成され、プラズマを捕捉してガスだけを排出口から排気させている。 In the plasma etching apparatus described in Patent Document 1, an upper electrode unit and a lower electrode unit are disposed in a housing, and a plasma generating gas is introduced into the housing. Then, a voltage is applied between the upper electrode unit and the lower electrode unit to generate plasma, and the semiconductor wafer held by the lower electrode unit is etched to remove grinding distortion. A plasma capture ring member is provided in the housing to confine the plasma in the etching space. A slit or hole is formed in the plasma trapping part, and the plasma is trapped and only the gas is exhausted from the outlet.

特開平１０−８２６９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-8269

しかしながら、特許文献１に記載のプラズマエッチング装置では、プラズマ捕捉リング部材にスリットや孔を形成することによってプラズマを捕捉しているが、スリットや孔の向きによってはプラズマを完全に遮断することができないという問題があった。 However, in the plasma etching apparatus described in Patent Document 1, plasma is captured by forming slits or holes in the plasma capturing ring member, but the plasma cannot be completely shut off depending on the direction of the slits or holes. There was a problem.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、プラズマ捕捉リング部材でプラズマを確実に捕捉してガスだけを排気させる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する。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a plasma etching apparatus capable of reliably capturing plasma with a plasma capturing ring member and exhausting only gas.

本発明のプラズマエッチング装置は、ハウジングと、該ハウジング内に配設され上面に被加工物を保持する保持面を有する被加工物保持テーブルを備えた下部電極ユニットと、該下部電極ユニットの該被加工物保持テーブルと対向して配設され該被加工物保持テーブルに向けてプラズマ発生用ガスを噴出する噴出口を有するガス噴出部を備えた上部電極ユニットと、該ハウジングに形成された被加工物搬入搬出用開口を開閉するゲートと、該ハウジング内を減圧する減圧手段と、を具備するプラズマエッチング装置において、該ハウジングには、該被加工物保持テーブルよりも下方に開口し該減圧手段に連通した排出口を有し、該ハウジング内には、反応生成物の付着を防止するための反応物カバーが着脱可能に設けられており、該反応物カバーの底板は、該被加工物保持テーブルの該保持面よりも下方で且つ該排出口よりも上方の位置に該被加工物保持テーブル外周及び該ハウジング内壁の間に配設され、該ハウジング内の該被加工物保持テーブルの該保持面から上方のプラズマが発生するプラズマ発生領域と該被加工物保持テーブルの下方のガス排出領域とを仕切る円環形状に形成され、プラズマを捕捉しガスのみを通過させるプラズマ捕捉リング部材になっており、該プラズマ捕捉リング部材は、薄板の円環形状に形成され該円環形状の内周から外周側に向かって同心円状に複数のスリットが該薄板の上面から下面に貫通し且つ該薄板の該上面から該下面に向けて傾斜して形成され、上方から鉛直方向下向きに発生するプラズマを該スリット内で捕捉しガスのみを該排出口側へ通過させること、を特徴とする。 The plasma etching apparatus of the present invention includes a housing, a lower electrode unit including a workpiece holding table disposed in the housing and holding a workpiece on an upper surface thereof, and the covering of the lower electrode unit. An upper electrode unit provided with a gas jetting portion disposed opposite to the workpiece holding table and having a jet port for jetting a gas for generating plasma toward the workpiece holding table, and the workpiece formed in the housing A plasma etching apparatus comprising: a gate that opens and closes a material loading / unloading opening; and a decompression unit that depressurizes the inside of the housing. The housing opens below the workpiece holding table and opens to the decompression unit. has an outlet in communication, within the housing, the reactants cover to prevent adhesion of the reaction product is provided detachably, the reaction Ca The bottom plate of the over is arranged between the workpiece holding table outer periphery and the housing inner wall a position above and the discharge port in the lower than the holding surface of the workpiece holding table, within the housing Formed in an annular shape that partitions a plasma generation region where plasma is generated upward from the holding surface of the workpiece holding table and a gas discharge region below the workpiece holding table, trapping the plasma and only gas has become a plasma capture ring member that passes, the plasma capture ring member, a plurality is formed in a ring shape of the thin plate toward the outer side from the inner periphery of the circular ring shape concentric slits of the thin plate Plasma that penetrates from the upper surface to the lower surface and is inclined from the upper surface to the lower surface of the thin plate, is generated in the slit in the vertical direction from above, and only the gas is captured on the outlet side. It passing, characterized by.

この構成によれば、上部電極ユニットから下部電極ユニットに電界が発生して、鉛直方向下向きに発生するプラズマによって被加工物保持テーブル上の被加工物がエッチングされる。また、ハウジング内にはプラズマ発生領域とガス排出領域とを仕切るようにプラズマ捕捉リング部材が設けられており、プラズマ捕捉リング部材によってプラズマ発生領域にプラズマが閉じ込められている。この場合、プラズマ捕捉リング部材には、薄板の上面から下面に向かって斜めに貫通したスリットが形成されており、鉛直方向下向きに発生するプラズマはこのスリットの傾斜面によって確実に捕捉され、ハウジング内のガスだけをスリットを通過させて排出口から排出させることができる。 According to this configuration, an electric field is generated from the upper electrode unit to the lower electrode unit, and the workpiece on the workpiece holding table is etched by the plasma generated vertically downward. Further, a plasma trap ring member is provided in the housing so as to partition the plasma generation region and the gas discharge region, and the plasma is confined in the plasma generation region by the plasma trap ring member. In this case, the plasma trap ring member is formed with a slit that penetrates obliquely from the upper surface to the lower surface of the thin plate, and the plasma generated downward in the vertical direction is reliably captured by the inclined surface of the slit, and the inside of the housing This gas can be discharged from the discharge port through the slit.

本発明によれば、プラズマ捕捉リング部材の薄板を斜めに貫通するようにスリットを形成することで、プラズマを確実に捕捉してガスだけを排気させることができる。 According to the present invention, by forming the slit so as to obliquely penetrate the thin plate of the plasma trap ring member, it is possible to capture the plasma reliably and exhaust only the gas.

本実施の形態に係る本実施の形態に係るプラズマエッチング装置の全体模式図である。It is the whole plasma etching apparatus schematic diagram concerning this embodiment concerning this embodiment. 本実施の形態に係る反応物カバーの斜視図である。It is a perspective view of the reactant cover concerning this embodiment. 本実施の形態に係る反応物カバーの部分断面斜視図である。It is a partial section perspective view of the reactant cover concerning this embodiment. 本実施の形態に係るプラズマ捕捉リング部材によるプラズマ捕捉の説明図である。It is explanatory drawing of the plasma capture | acquisition by the plasma capture ring member which concerns on this Embodiment.

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係るプラズマエッチング装置について説明する。図１は、本実施の形態に係るプラズマエッチング装置の全体模式図である。なお、本実施の形態では、容量結合型プラズマ（CCP: Capacitive Coupled Plasma）のプラズマエッチング装置に本発明を適用した例について説明するが、誘導結合型プラズマ（ICP: Inductive Coupled Plasma）のプラズマエッチング装置やその他各種プラズマエッチング装置にも適用可能である。 Hereinafter, a plasma etching apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an overall schematic diagram of a plasma etching apparatus according to the present embodiment. In this embodiment, an example in which the present invention is applied to a capacitively coupled plasma (CCP) plasma etching apparatus will be described. However, an inductively coupled plasma (ICP) plasma etching apparatus is described. And other various plasma etching apparatuses.

図１に示すように、プラズマエッチング装置１は、ハウジング２内のプラズマ発生用ガスをプラズマ化させて、研削後の被加工物Ｗに残存した研削歪をプラズマエッチングによって除去するように構成されている。被加工物Ｗは、略円板状に形成されたシリコン（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）等の半導体ウェーハであり、研削加工によって裏面７１側が研削された後にプラズマエッチング装置１に搬入される。なお、本実施の形態では、被加工物Ｗとして半導体ウェーハを例示するが、被加工物Ｗは、半導体ウェーハに限らず、プラズマエッチングの対象になれば、どのようなものでもよい。 As shown in FIG. 1, the plasma etching apparatus 1 is configured to turn plasma generating gas in the housing 2 into plasma and remove grinding distortion remaining on the workpiece W after grinding by plasma etching. Yes. The workpiece W is a semiconductor wafer made of silicon (Si), gallium arsenide (GaAs) or the like formed in a substantially disc shape, and is carried into the plasma etching apparatus 1 after the back surface 71 side is ground by grinding. In the present embodiment, a semiconductor wafer is exemplified as the workpiece W. However, the workpiece W is not limited to a semiconductor wafer, and any workpiece may be used as long as it is a target of plasma etching.

プラズマエッチング装置１は、ハウジング２によってチャンバー室３が形成されている。ハウジング２の側壁２２には、被加工物Ｗが搬入及び搬出される被加工物搬入搬出用開口２３が形成されており、側壁２２の外壁面には被加工物搬入搬出用開口２３を開閉するゲート２４が取り付けられている。ゲート２４は、エアシリンダ等で構成された不図示のゲート作動手段に連結されており、ゲート作動手段によって上下方向に移動されることで被加工物搬入搬出用開口２３を開閉する。被加工物搬入搬出用開口２３がゲート２４によって閉じられることで、チャンバー室３内が気密に密閉される。 In the plasma etching apparatus 1, a chamber chamber 3 is formed by a housing 2. A workpiece loading / unloading opening 23 through which the workpiece W is loaded and unloaded is formed on the side wall 22 of the housing 2, and the workpiece loading / unloading opening 23 is opened and closed on the outer wall surface of the side wall 22. A gate 24 is attached. The gate 24 is connected to a gate actuating means (not shown) constituted by an air cylinder or the like, and opens and closes the workpiece loading / unloading opening 23 by being moved up and down by the gate actuating means. By closing the workpiece loading / unloading opening 23 by the gate 24, the chamber 3 is hermetically sealed.

チャンバー室３内には、鉛直方向下方に向かう電界を形成する下部電極ユニット４と上部電極ユニット５とが上下方向で対向して配設されている。下部電極ユニット４は、ハウジング２の底壁２５に設けられた円筒状の支持部材４１に支持されており、チャンバー室３内で所定の高さに位置付けられている。下部電極ユニット４は、導電性材料で形成された被加工物保持テーブル４２の上面に、セラミック材で形成された円板状のテーブル板材４３を取り付けて構成されている。被加工物保持テーブル４２には、下部電極ユニット４と上部電極ユニット５との間に高周波電圧を印加する高周波電源４４が電気的に接続されている。 In the chamber 3, a lower electrode unit 4 and an upper electrode unit 5 that form an electric field directed downward in the vertical direction are disposed to face each other in the vertical direction. The lower electrode unit 4 is supported by a cylindrical support member 41 provided on the bottom wall 25 of the housing 2, and is positioned at a predetermined height in the chamber chamber 3. The lower electrode unit 4 is configured by attaching a disk-shaped table plate material 43 formed of a ceramic material to the upper surface of a workpiece holding table 42 formed of a conductive material. A high frequency power supply 44 that applies a high frequency voltage between the lower electrode unit 4 and the upper electrode unit 5 is electrically connected to the workpiece holding table 42.

被加工物保持テーブル４２の上面には円形凹部４５が形成されており、この円形凹部４５にテーブル板材４３が嵌め込まれている。テーブル板材４３の上面には、被加工物Ｗを保持する静電チャック式の保持面４６が形成されている。保持面４６はテーブル板材４３内に埋設された不図示の内部電極に電圧が印加されることで、保持面４６に生じる静電気によって被加工物Ｗが吸着保持される。なお、内部電極は単極構造の双極構造のいずれでもよい。また、被加工物保持テーブル４２は、静電チャックによる吸着の前に、真空チャックによって被加工物Ｗを仮止めする構成としてもよい。 A circular recess 45 is formed on the upper surface of the workpiece holding table 42, and a table plate material 43 is fitted into the circular recess 45. On the upper surface of the table plate 43, an electrostatic chuck type holding surface 46 for holding the workpiece W is formed. The holding surface 46 attracts and holds the workpiece W by static electricity generated on the holding surface 46 when a voltage is applied to an internal electrode (not shown) embedded in the table plate 43. The internal electrode may have either a monopolar structure or a bipolar structure. Further, the workpiece holding table 42 may be configured to temporarily fix the workpiece W by a vacuum chuck before being attracted by an electrostatic chuck.

また、被加工物保持テーブル４２内には、冷媒が通る冷却通路４７が形成されている。冷却通路４７は冷却手段４８に接続されており、冷却手段４８から冷却通路４７に冷媒が供給される。エッチング時には、被加工物保持テーブル４２に発生する熱が冷媒に伝達されて、被加工物保持テーブル４２の異常な温度上昇が抑えられている。 A cooling passage 47 through which the refrigerant passes is formed in the workpiece holding table 42. The cooling passage 47 is connected to the cooling means 48, and the refrigerant is supplied from the cooling means 48 to the cooling passage 47. At the time of etching, heat generated in the workpiece holding table 42 is transmitted to the refrigerant, and an abnormal temperature rise of the workpiece holding table 42 is suppressed.

上部電極ユニット５は、ハウジング２を貫通する導電性の支柱部５１の下端に設けられている。支柱部５１の上端側は、ハウジング２から上方に突出しており、ハウジング２の上壁２６に設けられた昇降駆動手段５２に連結されている。この昇降駆動手段５２が駆動されることで、上部電極ユニット５が下部電極ユニット４に対して離反又は接近される。上部電極ユニット５は、導電性材料で形成されたガス噴出テーブル５３の下面に、セラミック材で形成された円板状の拡散板材（ガス噴出部）５４を取り付けて構成される。また、ガス噴出テーブル５３は、支柱部５１を介して接地されている。 The upper electrode unit 5 is provided at the lower end of a conductive support column 51 that penetrates the housing 2. The upper end side of the support column 51 protrudes upward from the housing 2 and is connected to a lifting drive means 52 provided on the upper wall 26 of the housing 2. By driving the raising / lowering driving means 52, the upper electrode unit 5 is separated or brought closer to the lower electrode unit 4. The upper electrode unit 5 is configured by attaching a disk-shaped diffusion plate material (gas ejection portion) 54 formed of a ceramic material to the lower surface of a gas ejection table 53 formed of a conductive material. Further, the gas ejection table 53 is grounded via the support column 51.

ガス噴出テーブル５３の下面には円形凹部５５が形成されており、この円形凹部５５に拡散板材５４が嵌め込まれている。この拡散板材５４は、ガス噴出テーブル５３及び支柱部５１内の流路を通じてガス供給手段５６に接続されている。拡散板材５４には、プラズマ発生用ガスを被加工物保持テーブル４２に向けて噴出する多数の噴出口（不図示）が形成されている。ガス供給手段５６から拡散板材５４にプラズマ発生用ガスが供給されることで、拡散板材５４から被加工物保持テーブル４２上の被加工物Ｗに対して全体的にプラズマ発生用ガスが噴射される。 A circular recess 55 is formed on the lower surface of the gas ejection table 53, and a diffusion plate material 54 is fitted into the circular recess 55. The diffusion plate material 54 is connected to the gas supply means 56 through a flow path in the gas ejection table 53 and the column portion 51. The diffusion plate 54 is formed with a number of jets (not shown) through which plasma generating gas is jetted toward the workpiece holding table 42. By supplying the plasma generation gas from the gas supply means 56 to the diffusion plate material 54, the plasma generation gas is entirely injected from the diffusion plate material 54 to the workpiece W on the workpiece holding table 42. .

なお、プラズマ発生用ガスとしては、フッ素系ガスを主体とする混合ガスが使用される。例えば、プラズマ発生用ガスとして、六フッ化イオウ（ＳＦ_６）、ヘリウム（Ｈｅ）、酸素（Ｏ_２）からなる混合ガスを用いてもよいし、六フッ化イオン（ＳＦ_６）、三フッ化メチル（ＣＨＦ_３）、酸素（Ｏ_２）からなる混合ガスを用いてもよいし、六フッ化イオウ（ＳＦ_６）、窒素（Ｎ_２）、酸素（Ｏ_２）からなる混合ガスを用いてもよい。 Note that a gas mixture mainly composed of a fluorine-based gas is used as the plasma generating gas. For example, a mixed gas composed of sulfur hexafluoride (SF ₆ ), helium (He), and oxygen (O ₂ ) may be used as the plasma generating gas, or hexafluoride ions (SF ₆ ), trifluoride. A mixed gas composed of methyl (CHF ₃ ) and oxygen (O ₂ ) may be used, or a mixed gas composed of sulfur hexafluoride (SF ₆ ), nitrogen (N ₂ ), and oxygen (O ₂ ) may be used. Good.

ハウジング２には、被加工物保持テーブル４２の下方に排出口２７が形成されており、排出口２７にはホース２８を介して減圧手段２９が接続されている。減圧手段２９は、いわゆるターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）であり、減圧手段２９によってエアやプラズマ発生用ガスが吸引されることでチャンバー室３内が減圧される。また、ハウジング２の側壁２２は、プラズマエッチング中の反応生成物の付着を防止するための反応物カバー６で覆われている。反応物カバー６の底板は、被加工物保持テーブル４２の周囲でプラズマを捕捉する円環形状のプラズマ捕捉リング部材６１になっている。 A discharge port 27 is formed in the housing 2 below the workpiece holding table 42, and a pressure reducing means 29 is connected to the discharge port 27 via a hose 28. The decompression means 29 is a so-called turbo molecular pump (TMP), and the inside of the chamber 3 is decompressed by sucking air or plasma generating gas by the decompression means 29. Further, the side wall 22 of the housing 2 is covered with a reactant cover 6 for preventing adhesion of reaction products during plasma etching. The bottom plate of the reactant cover 6 is an annular plasma trap ring member 61 that traps plasma around the workpiece holding table 42.

反応物カバー６は、アルミニウム等のプラズマに反応しない材質で形成されており、ハウジング２に対して着脱可能に設けられている。プラズマエッチング中の反応性物質は、反応物カバー６に堆積するため、反応物カバー６を取り外すことでハウジング２内のクリーニングを容易にしている。プラズマ捕捉リング部材６１は、チャンバー室３内を、被加工物保持テーブル４２の保持面４６の上方でプラズマが発生するプラズマ発生領域３１と被加工物保持テーブル４２の下方のガス排出領域３２とに仕切るように薄板の円環形状に形成されている。 The reactant cover 6 is made of a material that does not react to plasma, such as aluminum, and is detachably attached to the housing 2. Since the reactive substance during the plasma etching is deposited on the reactant cover 6, the inside of the housing 2 is easily cleaned by removing the reactant cover 6. The plasma trap ring member 61 is formed in the chamber chamber 3 into a plasma generation region 31 where plasma is generated above the holding surface 46 of the workpiece holding table 42 and a gas discharge region 32 below the workpiece holding table 42. It is formed in a thin annular shape so as to partition.

プラズマ捕捉リング部材６１は、被加工物保持テーブル４２の保持面４６よりも下方で、且つ排出口２７よりも上方の位置において、被加工物保持テーブル４２の外周とハウジング２の側壁２２の内壁面の間を埋めるように配設されており、プラズマ発生領域３１にプラズマを閉じ込めている。また、プラズマ捕捉リング部材６１には、上面から下面に向かって斜めに貫通するスリット６４が形成されており、スリット６４を介してプラズマ発生領域３１とガス排出領域３２とが連通されている。このため、プラズマ発生領域３１において鉛直方向下向きに発生するプラズマはスリット６４の傾斜面で捕捉され、プラズマ発生ガスだけがガス排出領域３２側に通過する。なお、プラズマ捕捉リング部材６１の詳細については後述する。 The plasma trap ring member 61 is located below the holding surface 46 of the workpiece holding table 42 and above the discharge port 27, and the outer periphery of the workpiece holding table 42 and the inner wall surface of the side wall 22 of the housing 2. The plasma is confined in the plasma generation region 31. In addition, the plasma trap ring member 61 is formed with a slit 64 penetrating obliquely from the upper surface to the lower surface, and the plasma generation region 31 and the gas discharge region 32 are communicated with each other through the slit 64. For this reason, the plasma generated vertically downward in the plasma generation region 31 is captured by the inclined surface of the slit 64, and only the plasma generation gas passes to the gas discharge region 32 side. The details of the plasma trap ring member 61 will be described later.

このように構成されたプラズマエッチング装置１では、ゲート２４からチャンバー室３内に研削加工後の被加工物Ｗが投入され、裏面７１を上方に向けた状態で被加工物Ｗが被加工物保持テーブル４２に保持される。ゲート２４が閉じられて密閉空間が形成されると共に、上部電極ユニット５が下部電極ユニット４に近づけられ、プラズマエッチングに適した電極間距離に調整される。そして、チャンバー室３内が真空排気されて、上部電極ユニット５から被加工物Ｗに向けてプラズマ発生用ガスが噴射される。このプラズマ発生用ガスが噴射された状態で、上部電極ユニット５と下部電極ユニット４との間で高周波電圧が印加される。 In the plasma etching apparatus 1 configured as described above, the workpiece W after grinding is put into the chamber chamber 3 from the gate 24, and the workpiece W is held by the workpiece with the back surface 71 facing upward. It is held on the table 42. The gate 24 is closed to form a sealed space, and the upper electrode unit 5 is brought closer to the lower electrode unit 4 and adjusted to an interelectrode distance suitable for plasma etching. Then, the chamber chamber 3 is evacuated and a plasma generating gas is injected from the upper electrode unit 5 toward the workpiece W. A high frequency voltage is applied between the upper electrode unit 5 and the lower electrode unit 4 while the plasma generating gas is injected.

この結果、下部電極ユニット４と上部電極ユニット５との間でプラズマが発生し、被加工物Ｗの裏面７１にプラズマが作用して被加工物Ｗの裏面７１がプラズマエッチングされる。これにより、被加工物Ｗの裏面７１に残存した研削歪が除去され、被加工物Ｗの抗折強度が向上される。プラズマ発生領域３１で発生したプラズマがプラズマ捕捉リング部材６１によって遮断されるため、プラズマがプラズマ発生領域３１内に閉じ込められて、プラズマ発生用ガスだけが排出口２７から排気される。よって、減圧手段２９に向かう途中で、ホース２８等にプラズマが反応して不具合が生じることがない。 As a result, plasma is generated between the lower electrode unit 4 and the upper electrode unit 5, plasma acts on the back surface 71 of the workpiece W, and the back surface 71 of the workpiece W is plasma etched. Thereby, the grinding distortion remaining on the back surface 71 of the workpiece W is removed, and the bending strength of the workpiece W is improved. Since the plasma generated in the plasma generation region 31 is blocked by the plasma trap ring member 61, the plasma is confined in the plasma generation region 31 and only the plasma generation gas is exhausted from the discharge port 27. Therefore, there is no problem that the plasma reacts with the hose 28 or the like on the way to the decompression means 29.

図２を参照して、反応物カバーについて詳細に説明する。図２Ａは、本実施の形態に係る反応物カバーの斜視図であり、図２Ｂは、本実施の形態に係る反応物カバーの部分断面斜視図である。なお、図２は、反応物カバーの一例を示すものであり、この構成に限定されない。反応物カバーは、プラズマを捕捉してガスだけを通過させるプラズマ捕捉リング部材を備えていれば、どのように構成されていてもよい。 The reactant cover will be described in detail with reference to FIG. 2A is a perspective view of the reactant cover according to the present embodiment, and FIG. 2B is a partial cross-sectional perspective view of the reactant cover according to the present embodiment. In addition, FIG. 2 shows an example of the reactant cover and is not limited to this configuration. The reactant cover may have any configuration as long as it includes a plasma trap ring member that traps plasma and allows only gas to pass.

図２Ａに示すように、反応物カバー６においては、プラズマ捕捉リング部材６１が環状の底板になっており、プラズマ捕捉リング部材６１の外縁部に筒状の側板６２が立設されている。側板６２はハウジング２の側壁２２を覆うように形成されており（図１参照）、プラズマエッチング中に側板６２に反応生成物が付着することで、側壁２２に対する反応生成物の付着を防止している。また、側板６２の外径は、ハウジング２内から反応物カバー６を取り外し易いように、側板６２の外面とハウジング２の側壁２２の内壁面との間に僅かな隙間が空くように設計されている（図１参照）。 As shown in FIG. 2A, in the reactant cover 6, the plasma trap ring member 61 is an annular bottom plate, and a cylindrical side plate 62 is erected on the outer edge of the plasma trap ring member 61. The side plate 62 is formed so as to cover the side wall 22 of the housing 2 (see FIG. 1), and the reaction product adheres to the side plate 62 during plasma etching, thereby preventing the reaction product from adhering to the side wall 22. Yes. Further, the outer diameter of the side plate 62 is designed so that a slight gap is provided between the outer surface of the side plate 62 and the inner wall surface of the side wall 22 of the housing 2 so that the reactant cover 6 can be easily removed from the inside of the housing 2. (See FIG. 1).

プラズマ捕捉リング部材６１は、被加工物保持テーブル４２（図１参照）の外周に沿うように、中央に開口部分６５を設けた薄板の円環形状に形成されている。プラズマ捕捉リング部材６１の開口縁部は下方に突出しており、被加工物保持テーブル４２の外周面に当接する当接板６３になっている。また、プラズマ捕捉リング部材６１には、上面視円弧状の複数のスリット６４が径方向に並んでおり、開口部分６５の周囲にはスリット６４の複数の列が作られている。すなわち、プラズマ捕捉リング部材６１には、内周側から外周側に向かって同心円状に複数のスリット６４が配置されている。 The plasma trap ring member 61 is formed in a thin annular shape having an opening 65 at the center thereof along the outer periphery of the workpiece holding table 42 (see FIG. 1). The opening edge of the plasma trap ring member 61 protrudes downward, and serves as an abutment plate 63 that abuts on the outer peripheral surface of the workpiece holding table 42. The plasma trap ring member 61 has a plurality of arcs 64 arranged in an arc shape when viewed from above, and a plurality of rows of slits 64 are formed around the opening 65. That is, in the plasma trap ring member 61, a plurality of slits 64 are arranged concentrically from the inner peripheral side toward the outer peripheral side.

図２Ｂに示すように、プラズマ捕捉リング部材６１の複数のスリット６４は、薄板の上面から下面に向けて傾斜して貫通形成されている。各スリット６４は、上面から下面に向かう鉛直方向下向きにおいて、内周側から外周側に向かうように傾斜している。すなわち、スリット６４は、上部電極ユニット５と下部電極ユニット４とによって発生される電界方向である鉛直方向下向きに対して交差する方向に傾斜している。このスリット６４の傾斜によって、プラズマエッチング時にガスの通過を許容する一方で、鉛直方向下向きのプラズマを捕捉する傾斜面６６が形成される。 As shown in FIG. 2B, the plurality of slits 64 of the plasma trap ring member 61 are formed to penetrate from the upper surface of the thin plate to the lower surface. Each slit 64 is inclined so as to go from the inner peripheral side to the outer peripheral side in the vertical downward direction from the upper surface to the lower surface. That is, the slit 64 is inclined in a direction that intersects the downward direction in the vertical direction, which is the direction of the electric field generated by the upper electrode unit 5 and the lower electrode unit 4. The inclination of the slit 64 forms an inclined surface 66 that captures the vertically downward plasma while allowing gas to pass during plasma etching.

ここで、図３を参照して、プラズマ捕捉リング部材によるプラズマ捕捉について説明する。図３は、本実施の形態に係るプラズマ捕捉リング部材によるプラズマ捕捉の説明図である。 Here, with reference to FIG. 3, the plasma trapping by the plasma trapping ring member will be described. FIG. 3 is an explanatory view of plasma trapping by the plasma trapping ring member according to the present embodiment.

図３に示すように、ハウジング２内に反応物カバー６が取り付けられ、ハウジング２の側壁２２と被加工物保持テーブル４２との間がプラズマ捕捉リング部材６１に覆われている。このプラズマ捕捉リング部材６１によってチャンバー室３内が上下に仕切られてプラズマ発生領域３１とガス排出領域３２に分けられている。また、プラズマ捕捉リング部材６１には、上記したように上面から下面に向かって斜めに貫通する複数のスリット６４が形成されており、この複数のスリット６４によってプラズマ発生領域３１からガス排出領域３２に向かうガスの流路が形成されている。 As shown in FIG. 3, the reactant cover 6 is attached in the housing 2, and the space between the side wall 22 of the housing 2 and the workpiece holding table 42 is covered with a plasma trap ring member 61. The chamber 3 is divided into a plasma generation region 31 and a gas discharge region 32 by the plasma trap ring member 61. Further, as described above, a plurality of slits 64 that penetrate obliquely from the upper surface to the lower surface are formed in the plasma trap ring member 61, and the plurality of slits 64 lead the plasma generation region 31 to the gas discharge region 32. A gas flow path is formed.

この場合、複数のスリット６４において、ガスの流入口となる上面側の開口６７が、ガスの流出口となる下面側の開口６８に対して鉛直方向において重ならないように形成されている。すなわち、各スリット６４の上面側の開口６７の真下には傾斜面６６が位置付けられ、下面側の開口６８が位置付けられることがない。よって、プラズマ発生領域３１からガス排出領域３２に向かう場合には、各スリット６４を鉛直方向に通過することはできず、各スリット６４を傾斜面６６に沿って斜め方向に通過しなければならない。このように、プラズマ捕捉リング部材６１のスリット６４は、傾斜面６６に沿って流れるガスだけを通過させている。 In this case, in the plurality of slits 64, the upper surface side opening 67 serving as the gas inflow port is formed so as not to overlap the lower surface side opening 68 serving as the gas outflow port in the vertical direction. That is, the inclined surface 66 is positioned directly below the opening 67 on the upper surface side of each slit 64, and the opening 68 on the lower surface side is not positioned. Therefore, when going from the plasma generation region 31 to the gas discharge region 32, the slits 64 cannot pass through in the vertical direction, and the slits 64 must pass through the inclined surface 66 in an oblique direction. As described above, the slit 64 of the plasma trap ring member 61 allows only gas flowing along the inclined surface 66 to pass therethrough.

そして、チャンバー室３内にプラズマ発生用ガスが供給され、上部電極ユニット５（図１参照）と下部電極ユニット４との間に高周波電圧が印加される。プラズマ発生領域３１において、鉛直方向下向きに電界が発生し、プラズマ発生用ガスがプラズマ化されて被加工物Ｗの裏面７１に垂直に入射される。これにより、被加工物Ｗの裏面７１がプラズマエッチングされ、プラズマエッチングによって発生した反応生成物が反応物カバー６に付着する。また、プラズマエッチング時には、減圧手段２９（図１参照）によってプラズマ発生領域３１からガス排出領域３２に向かうガスの流れが形成されている。 Then, a plasma generating gas is supplied into the chamber 3, and a high frequency voltage is applied between the upper electrode unit 5 (see FIG. 1) and the lower electrode unit 4. In the plasma generation region 31, an electric field is generated downward in the vertical direction, and the plasma generating gas is turned into plasma and is vertically incident on the back surface 71 of the workpiece W. Thereby, the back surface 71 of the workpiece W is plasma-etched, and the reaction product generated by the plasma etching adheres to the reactant cover 6. Further, during plasma etching, a gas flow from the plasma generation region 31 toward the gas discharge region 32 is formed by the decompression means 29 (see FIG. 1).

プラズマ発生領域３１で発生したプラズマＰは、電界の影響を受けて鉛直方向下向きに移動する。このため、被加工物保持テーブル４２の周囲では、プラズマ捕捉リング部材６１にプラズマＰが捕捉される。具体的には、プラズマ捕捉リング部材６１のスリット６４の傾斜面６６は電界の方向に対して交差する方向となるため、このスリット６４の傾斜面６６によってプラズマＰの移動が遮断される。よって、プラズマＰがスリット６４を通過することがなく、プラズマ発生領域３１内にプラズマＰが閉じ込められる。 The plasma P generated in the plasma generation region 31 moves downward in the vertical direction under the influence of the electric field. For this reason, the plasma P is trapped by the plasma trap ring member 61 around the workpiece holding table 42. Specifically, since the inclined surface 66 of the slit 64 of the plasma trap ring member 61 is in a direction intersecting the direction of the electric field, the movement of the plasma P is blocked by the inclined surface 66 of the slit 64. Therefore, the plasma P is not confined in the plasma generation region 31 without passing through the slit 64.

一方で、プラズマ発生領域３１内のプラズマ発生用ガスは、スリット６４の傾斜面６６に阻害されることなく、矢印Ａに示すように、スリット６４を通ってガス排出領域３２側に流出する。このように、プラズマ捕捉リング部材６１では、プラズマ発生用ガスからプラズマＰが捕捉されて、ガスだけが減圧手段２９（図１参照）に向かって排気される。よって、プラズマＰのガス排出領域３２側への流出が抑えられ、装置各部に反応して不具合が生じることがない。 On the other hand, the plasma generating gas in the plasma generation region 31 flows out to the gas discharge region 32 side through the slit 64 as indicated by an arrow A without being obstructed by the inclined surface 66 of the slit 64. Thus, in the plasma trap ring member 61, the plasma P is trapped from the plasma generating gas, and only the gas is exhausted toward the decompression means 29 (see FIG. 1). Therefore, the outflow of the plasma P to the gas discharge region 32 side is suppressed, and no malfunction occurs due to reaction with each part of the apparatus.

以上のように、本実施の形態に係るプラズマエッチング装置１によれば、上部電極ユニット５から下部電極ユニット４に電界が発生して、鉛直方向下向きに発生するプラズマＰによって被加工物保持テーブル４２上の被加工物Ｗがエッチングされる。また、ハウジング２内にはプラズマ発生領域３１とガス排出領域３２とを仕切るようにプラズマ捕捉リング部材６１が設けられており、プラズマ捕捉リング部材６１によってプラズマ発生領域３１にプラズマＰが閉じ込められている。この場合、プラズマ捕捉リング部材６１には、薄板の上面から下面に向かって斜めに貫通したスリット６４が形成されており、鉛直方向下向きに発生するプラズマＰはこのスリット６４の傾斜面６６によって確実に捕捉され、ハウジング２内のガスだけをスリット６４を通過させて排出口２７から排出させることができる。 As described above, according to the plasma etching apparatus 1 according to the present embodiment, an electric field is generated from the upper electrode unit 5 to the lower electrode unit 4, and the workpiece holding table 42 is generated by the plasma P generated downward in the vertical direction. The upper workpiece W is etched. Further, a plasma trap ring member 61 is provided in the housing 2 so as to partition the plasma generation region 31 and the gas discharge region 32, and the plasma P is confined in the plasma generation region 31 by the plasma trap ring member 61. . In this case, the plasma trap ring member 61 is formed with a slit 64 that penetrates obliquely from the upper surface to the lower surface of the thin plate, and the plasma P generated downward in the vertical direction is surely ensured by the inclined surface 66 of the slit 64. Only the gas in the housing 2 that has been captured can pass through the slit 64 and be discharged from the outlet 27.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change and implement variously. In the above-described embodiment, the size, shape, and the like illustrated in the accompanying drawings are not limited to this, and can be appropriately changed within a range in which the effect of the present invention is exhibited. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.

例えば、上記した実施の形態において、反応物カバー６とプラズマ捕捉リング部材６１とが一体成形される構成としたが、この構成に限定されない。プラズマ捕捉リング部材６１は、反応物カバー６と別体に形成されていてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the reactant cover 6 and the plasma trap ring member 61 are integrally formed. However, the present invention is not limited to this configuration. The plasma trap ring member 61 may be formed separately from the reactant cover 6.

また、上記した実施の形態において、プラズマエッチング装置１は、プラズマ捕捉リング部材６１に側板６２を設けた反応物カバー６を備える構成としたが、この構成に限定されない。プラズマエッチング装置１は、プラズマ捕捉リング部材６１だけを備える構成としてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the plasma etching apparatus 1 is configured to include the reactant cover 6 in which the side plate 62 is provided on the plasma trap ring member 61, but is not limited to this configuration. The plasma etching apparatus 1 may be configured to include only the plasma trap ring member 61.

また、上記した実施の形態において、プラズマ捕捉リング部材６１のスリット６４が傾斜する構成としたが、この構成に限定されない。スリット６４は、上部電極ユニット５と下部電極ユニット４の間に形成される電界の方向に対して交差するように形成されていればよい。 In the above embodiment, the slit 64 of the plasma trap ring member 61 is inclined. However, the present invention is not limited to this configuration. The slit 64 may be formed so as to intersect the direction of the electric field formed between the upper electrode unit 5 and the lower electrode unit 4.

また、上記した実施の形態において、プラズマ捕捉リング部材６１のスリット６４の開口形状が上面視円弧状に形成されたが、この構成に限定されない。スリット６４の開口形状は、円環形状のプラズマ捕捉リング部材６１に対して同心円状に配置される構成であれば、どのような開口形状でもよい。 Further, in the above-described embodiment, the opening shape of the slit 64 of the plasma trapping ring member 61 is formed in an arc shape when viewed from above, but is not limited to this configuration. The opening shape of the slit 64 may be any opening shape as long as it is concentrically arranged with respect to the annular plasma capturing ring member 61.

以上説明したように、本発明は、プラズマ捕捉リング部材でプラズマを確実に捕捉してガスだけを排気させることができるという効果を有し、特に、半導体ウェーハをプラズマエッチングするプラズマエッチング装置に有用である。 As described above, the present invention has an effect that the plasma can be reliably trapped by the plasma trap ring member and only the gas can be exhausted, and is particularly useful for a plasma etching apparatus for plasma etching a semiconductor wafer. is there.

１プラズマエッチング装置
２ハウジング
３チャンバー室
４下部電極ユニット
５上部電極ユニット
６反応物カバー
２３被加工物搬入搬出用開口
２４ゲート
２７排出口
２９減圧手段
３１プラズマ発生領域
３２ガス排出領域
４２被加工物保持テーブル
４４高周波電源
４６保持面
５３ガス噴出テーブル
５４拡散板材（ガス噴出部）
６１プラズマ捕捉リング部材
６４スリット
Ｐプラズマ
Ｗ被加工物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma etching apparatus 2 Housing 3 Chamber chamber 4 Lower electrode unit 5 Upper electrode unit 6 Reactant cover 23 Opening for workpiece carry-in / out 24 Gate 27 Discharge port 29 Decompression means 31 Plasma generation region 32 Gas discharge region 42 Workpiece holding Table 44 High frequency power supply 46 Holding surface 53 Gas ejection table 54 Diffusion plate material (gas ejection section)
61 Plasma capture ring member 64 Slit P Plasma W Workpiece

Claims

A housing, a lower electrode unit including a workpiece holding table disposed in the housing and having a holding surface for holding the workpiece on the upper surface; and the workpiece holding table of the lower electrode unit facing the workpiece holding table An upper electrode unit provided with a gas jetting portion having a jet port for jetting plasma generating gas toward the workpiece holding table, and a workpiece loading / unloading opening formed in the housing are opened and closed. In a plasma etching apparatus comprising a gate and decompression means for decompressing the inside of the housing,
The housing has a discharge port that opens below the workpiece holding table and communicates with the pressure reducing means,
In the housing, a reactant cover for preventing adhesion of reaction products is detachably provided,
A bottom plate of the reactant cover is disposed between the outer periphery of the workpiece holding table and the inner wall of the housing at a position below the holding surface of the workpiece holding table and above the discharge port ; It is formed in an annular shape that separates a plasma generation region where plasma is generated upward from the holding surface of the workpiece holding table in the housing and a gas discharge region below the workpiece holding table , and traps the plasma. It is a plasma capture ring member that allows only gas to pass through ,
The plasma trap ring member is formed in a thin annular shape, and a plurality of slits are formed concentrically from the inner periphery to the outer periphery of the annular shape and penetrate from the upper surface to the lower surface of the thin plate, and the upper surface of the thin plate Is formed so as to be inclined from the upper surface to the lower surface and traps plasma generated vertically downward from above in the slit and passes only gas to the discharge port side,
A plasma etching apparatus.