JP6226118B2 - Plasma processing apparatus and plasma processing method - Google Patents
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Description
本発明はプラズマ処理に関する。本発明は、特に、フレームと保持シートを備える搬送キャリアに保持された基板のプラズマ処理に有効な技術に関する。 The present invention relates to plasma processing. The present invention particularly relates to a technique effective for plasma processing of a substrate held on a transport carrier including a frame and a holding sheet.
特許文献1に開示されたプラズマ処理装置は、リング状のフレームと保持シートからなる搬送キャリアに保持された基板を処理対象とする。チャンバ内のステージに基板を保持した搬送キャリアが載置される。このプラズマ処理装置は、基板のプラズマ処理時に保持シートとフレームを覆ってプラズマに曝されないようにするカバーリングを備える。カバーリングは、プラズマの熱影響を受けないように搬送キャリアの保持シートとフレームを保護する。
The plasma processing apparatus disclosed in
特開2012−248741号公報 JP 2012-248741 A
プラズマの熱影響から搬送キャリア、特に保持シートを効果的に保護するには、保持シート上に保持されている基板の近傍までカバーリングで覆う必要がある。しかし、基板の近傍までカバーリングで覆われていると、基板の外周縁部周辺でのプラズマ発生用ガスの流れの円滑性が損なわれ、プラズマ発生用ガスの滞留が生じる。具体的には、チャンバの上方から基板に向かうプラズマ発生用ガスは、カバーリング上を流れてしまい、基板の外周縁部付近の領域に流入しない傾向が生じる。プラズマ発生用ガスの滞留は、基板の外周縁部付近の領域での局所的なエッチングレート低下と、それによるエッチング分布の不均一化の原因となる。 In order to effectively protect the transport carrier, particularly the holding sheet, from the thermal effect of the plasma, it is necessary to cover the vicinity of the substrate held on the holding sheet with a cover ring. However, when the vicinity of the substrate is covered with the cover ring, the smoothness of the flow of the plasma generating gas around the outer peripheral edge of the substrate is impaired, and the plasma generating gas stays. Specifically, the gas for plasma generation from the upper part of the chamber toward the substrate flows on the cover ring and tends not to flow into the region near the outer peripheral edge of the substrate. The retention of the plasma generating gas causes a local decrease in the etching rate in a region near the outer peripheral edge of the substrate, and thereby causes a non-uniform etching distribution.
本発明は、基板の外周縁部周辺でのプラズマ発生用ガスの流れの円滑性向上を課題とする。 An object of the present invention is to improve the smoothness of the flow of the plasma generating gas around the outer peripheral edge of the substrate.
本発明の第1の態様は、環状のフレームと保持シートからなる搬送キャリアに保持された基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、減圧可能な処理室を有するチャンバと、前記処理室を減圧する減圧手段と、前記処理室にプラズマ発生用ガスを供給するガス供給手段と、前記処理室内にプラズマを発生させるプラズマ源と、前記チャンバ内に設けられて前記搬送キャリアが載置されるステージと、前記ステージに載置された前記搬送キャリアの前記保持シートと前記フレームとを覆うための本体と、前記本体に厚み方向に貫通するように形成された窓部とを備えるカバーと、前記ステージに対する前記カバーの相対的な位置を、前記ステージから離れて前記ステージに対する前記搬送キャリアの載せ降ろしを許容する第1の位置と、前記ステージに載置された前記搬送キャリアの前記保持シートと前記フレームとを覆い、前記窓部が前記保持シートに保持された前記基板を露出させる第2の位置とに設定可能であり、前記第2の位置では、前記カバーと前記基板の外周縁部との間に隙間があり、前記カバーと前記ステージとの間に前記搬送キャリアの前記フレームが収容されて前記隙間にて開放された空間が画定される、駆動機構と、前記カバーが前記第2の位置にあるときに、前記空間から前記空間の外側へのプロセスガスの流れを許容するように前記空間と前記空間の外側とを流体的に連通させる流路と、前記カバーが前記第2の位置にあるときに、前記本体と前記ステージとの外周部とを、前記ステージに載置された前記搬送キャリアの外側で接触させる接触部とを備えるプラズマ処理装置を提供する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus for performing a plasma processing on a substrate held on a transport carrier composed of an annular frame and a holding sheet, the chamber having a processing chamber capable of depressurization, and the processing chamber. Decompression means for depressurization, gas supply means for supplying a plasma generating gas to the processing chamber, a plasma source for generating plasma in the processing chamber, and a stage provided in the chamber on which the carrier is placed A cover comprising: a main body for covering the holding sheet and the frame of the transport carrier placed on the stage; and a window formed to penetrate the main body in the thickness direction; and the stage A relative position of the cover with respect to the first position that allows the transfer carrier to be loaded and unloaded from the stage away from the stage. , And can be set to a second position that covers the holding sheet and the frame of the transport carrier placed on the stage, and the window portion exposes the substrate held on the holding sheet, In the second position, there is a gap between the cover and the outer peripheral edge of the substrate, and the space in which the frame of the transport carrier is accommodated and opened by the gap between the cover and the stage. And defining a drive mechanism and a fluid between the space and the outside of the space to allow a flow of process gas from the space to the outside of the space when the cover is in the second position. a flow path for to communicated, when said cover is in said second position, said an outer peripheral portion of the body and the stage, contact portion for contacting the outside of the transport carrier mounted on said stage To provide a plasma processing apparatus comprising a.
プラズマ処理中、ガス供給手段から供給されたプラズマ発生用ガスは、カバーと前記基板の外周縁部との隙間から、カバーとステージとの間に画定された空間に流入する。空間に流入したプラズマ発生用ガスは、流路を介して空間外に流出する。その結果、基板の外周縁部周辺でのプラズマ発生用ガスの流れの円滑性が向上し、基板の外周縁部周辺でのプラズマ発生用ガスの滞留が解消される。プラズマ発生用ガスの滞留が解消することで、基板の外周縁部付近の領域での局所的なエッチングレート低下が生じず、エッチング分布が均一化される。 During the plasma processing, the plasma generating gas supplied from the gas supply means flows into a space defined between the cover and the stage through a gap between the cover and the outer peripheral edge of the substrate. The plasma generating gas that has flowed into the space flows out of the space through the flow path. As a result, the smoothness of the flow of the plasma generating gas around the outer peripheral edge of the substrate is improved, and the stagnation of the plasma generating gas around the outer peripheral edge of the substrate is eliminated. By eliminating the retention of the plasma generating gas, the local etching rate does not decrease in the region near the outer peripheral edge of the substrate, and the etching distribution is made uniform.
本発明の第2の態様は、環状のフレームと保持シートからなる搬送キャリアに保持された基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、前記基板を保持した前記搬送キャリアをプラズマ処理装置の処理室内に搬入してステージ上に載置し、前記ステージに載置された前記搬送キャリアの前記保持シートと前記フレームとを覆うための本体と、前記本体に厚み方向に貫通するように形成された窓部とを備えるカバーで搬送キャリアを覆い、前記カバーと前記ステージとの間に画定された空間に前記搬送キャリアの前記フレームを収容し、前記空間は前記カバーと前記基板の外周縁部との間の隙間にて開放され、前記本体と前記ステージとの外周部とを、前記ステージに載置された前記搬送キャリアの外側で接触させ、前記処理室にプラズマ発生用ガスを供給しつつ、前記処理室内にプラズマを発生させ、前記窓部を介して前記基板にプラズマ処理を施し、前記隙間から前記空間に流入した前記プラズマ発生用ガスを、前記カバー又は前記ステージに設けた流路を介して、前記空間から前記空間の外側に流出させる、プラズマ処理方法を提供する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a plasma processing method for performing a plasma treatment on a substrate held on a transfer carrier comprising an annular frame and a holding sheet, wherein the transfer carrier holding the substrate is processed by a plasma processing apparatus. A main body for carrying in the room and placing on the stage and covering the holding sheet and the frame of the transport carrier placed on the stage, and formed so as to penetrate the main body in the thickness direction And a cover provided with a window, the carrier is covered, and the frame of the carrier is accommodated in a space defined between the cover and the stage. The space is formed between the cover and the outer peripheral edge of the substrate. It is open at the gap between the an outer peripheral portion of the body and the stage, is contacted outside of the transport carrier placed on the stage, plug into the processing chamber While supplying a gas for generating gas, plasma is generated in the processing chamber, the substrate is subjected to plasma processing through the window, and the gas for generating plasma flowing into the space through the gap is supplied to the cover or There is provided a plasma processing method for flowing out from the space to the outside of the space through a flow path provided in the stage.
搬送キャリアの保持シートとフレームとを覆う位置にあるカバーとステージとの間に画定された空間を空間の外側と連通させる流路を設けたことで、基板の外周縁部周辺でのプラズマ発生用ガスの流れの円滑性向上する。その結果、基板の外周縁部付近の領域での局所的なエッチングレート低下を解消して、エッチング分布を均一化できる。 For generating plasma around the outer peripheral edge of the substrate by providing a channel that communicates the space defined between the cover and the stage at the position covering the carrier carrier holding sheet and the frame with the outside of the space Improves the smoothness of gas flow. As a result, the local etching rate drop in the region near the outer peripheral edge of the substrate can be eliminated, and the etching distribution can be made uniform.
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「側」、「端」を含む用語)を用いる場合があるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following explanation, terms indicating a specific direction or position (for example, terms including “up”, “down”, “side”, “end”) may be used as necessary. The use is intended to facilitate understanding of the invention with reference to the drawings, and the technical scope of the present invention is not limited by the meaning of these terms. Further, the following description is merely illustrative in nature and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
(第1実施形態)
図1から図3は本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置の一例であるドライエッチング装置1を示す。本実施形態では、このドライエッチング装置1で、ウエハ(基板)2にプラズマダイシングとそれに続くアッシングを施す。プラズマダイシングとは、複数のIC部(半導体装置)が形成されたウエハを、ドライエッチングにより境界線(ストリート)で切断し、個々のIC部に分割する工法である。図2及び図3を参照すると、本実施形態では円形であるウエハ2は、図示しないIC部等が形成された表面2aと、この表面2aとは反対側の裏面2b(IC部等は形成されていない。)とを備える。また、ウエハ2の表面2aにはプラズマダイシングのためのパターンで、マスク3が形成されている。
(First embodiment)
1 to 3 show a
ドライエッチング装置1は、チャンバ(真空容器)4内の減圧可能な処理室4aに対し、開閉可能な出入口4bを介して搬入出可能な搬送キャリア5を備える。図2に最も明瞭に示すように、搬送キャリア5は、ウエハ2を着脱可能に保持する保持シート6を備える。保持シート6としては、例えば、弾性的に伸展可能であって粘着力によりウエハ2を保持するが、紫外線の照射によって化学的特性が変化して粘着力が大幅に減少するいわゆるUVテープを使用できる。図3を併せて参照すると、保持シート6の図において一方の面が粘着性を有する面(粘着面6a)で他方が粘着性を有しない面(非粘着面6b)である。保持シート6は柔軟でそれ自体のみでは容易に撓んで一定形状を保持できない。そのため、保持シート6の外周縁部付近の粘着面6aには、概ねリング状で厚みの薄いフレーム7が貼着されている。フレーム7は例えば金属からなり、保持シート6と共に形状を保持できる剛性を有する。
The
搬送キャリア5の保持シート6には、粘着面6aに裏面2bを貼着することでウエハ2が保持されている。図2に示すように、保持シート6の粘着面6aのうちフレーム7で囲まれた円形領域6cの中央にウエハ2が配置されている。具体的には、円形領域6cの中心Csとウエハ2の中心Cw(ウエハ2を表面2a又は裏面2bから見たときの中心)とが概ね一致するように、保持シート6に対するウエハ2の位置が設定されている。ウエハ2を円形領域6cの中央に配置したことにより、保持シート6のウエハ2とフレーム7との間には一定幅で幅広の環状領域6dが形成される。
The
図1を参照すると、ドライエッチング装置1のチャンバ4(ヒータ8で加熱されるインナーチャンバ9を含む)の頂部を閉鎖する誘電体壁11の上方には、上部電極としてのアンテナ(プラズマ源)12が配置されている。アンテナ12は第1の高周波電源13Aが電気的に接続されている。一方、チャンバ11内の底部側には、前述のようにウエハ2を保持した搬送キャリア5が載置されるステージ14が配置されている。チャンバ4へのガス導入口11a(本実施形態では誘電体壁11に設けられている)にはプラズマ発生用ガスの供給原であるプロセスガス源(ガス供給手段)15と他のプラズマ発生用ガスの供給原であるアッシングガス源16とが配管によって接続されている。チャンバ4の排気口4cには、処理室4a内を真空排気して減圧するための真空ポンプを含む減圧機構(減圧手段)17が接続されている。
Referring to FIG. 1, an antenna (plasma source) 12 serving as an upper electrode is disposed above a
ステージ14は、第2の高周波電源13Bに電気的に接続された電極部21と、電極部21の外周を取り囲む第1外装部22Aと、さらに第1外装部22Aの外周を取り囲む第2外装部22Bとを備える。第2外装部22Bは最外層の外装部でありステージ14における外周部を構成する部材である。電極部21は静電吸着用電極23が内蔵される上端面21a付近、つまり最上部を構成する薄い誘電体部24と、誘電体部24の下側の金属部25とを備える。電極部21の上端面21aと第1外装部22Aの上端面22aは、ウエハ2を保持した搬送キャリア5が載置される一つの水平面である載置面26を構成する。第1外装部22Aは誘電体からなり、第2外装部22Bはアースシールド材(導電性および耐エッチング性を有する金属)からなる。搬送キャリア5は、保持シート6のウエハ2を保持している面(粘着面6a)が上向きの姿勢でステージ14に載置され、保持シート6の非粘着面6bがステージ14の載置面26上に載置される。搬送キャリア5は、図示しない搬送機構によってステージ14の載置面26に対して予め定められた位置および姿勢(保持シート6の円形領域6cの中心Cs回りに回転角度位置を含む)で載置される。以下、この予め定められた位置および姿勢を正規位置と呼ぶ。
The
ドライエッチング装置1は、ステージ14に冷却装置27を備える。この冷却装置27は、電極部21の金属部25内に形成された冷媒流路25aと、温調された冷媒を冷媒流路25a中で循環させる冷媒循環装置28とを備える。なお、第2外装部22Bについては、冷媒流路やこれを強制的に冷却する手段は設けていない。
The
電極部21の上端21a付近(誘電体部24)には、静電吸着用電極23が内蔵されている。この静電吸着用電極23には直流電源29が電気的に接続されている。静電吸着用電極23は双極型であっても単極型であってもよい。
In the vicinity of the
ステージ14を貫通する複数の昇降ピン31が設けられている。昇降ピン31は図1にのみ概念的に示す駆動機構32Aにより昇降駆動される。昇降ピン31によって、ステージ14の載置面26に対して搬送キャリア5を載せる作業と、その逆に載置面26から搬送キャリア5を降ろす作業とが実行される。昇降ピン31は図1において破線で示すようにステージ14から突出した位置に上昇でき、この高さ位置で図示しない搬送機構(出入口4bから処理室4aに対して進退する)との間で搬送キャリア5との受け渡しが行われる。また、昇降ピン31は先端が搬送キャリア5の載置面16と同一面を構成する格納位置に降下できる。昇降ピン31が格納位置にあるときに、搬送キャリア5は載置面26に載置される。
A plurality of lifting
チャンバ4の処理室4a内にはステージ14の載置面16の上方に昇降可能なカバー33が備えられている。また、カバー33を昇降させるための複数の昇降ロッド34がステージ14の第2外装部22Bを貫通して設けられている。昇降ロッド34の上端にカバー33が連結されている。図1にのみ概念的に示す駆動機構32Bにより昇降ロッド34が昇降駆動され、昇降ロッド34と共にカバー33が昇降する。具体的には、カバー33は、図1において破線で示す上昇位置(第1の位置)と、図1において実線で示す降下位置(第2の位置)とに移動可能である。上昇位置のカバー33は、ステージ14の載置面23の上方に十分な間隔を有して位置する。降下位置のカバー33は、正規位置にある搬送キャリア5の保持シート6(ウエハ2を保持している部分は除いた環状領域6d)とフレーム7を覆う。
A
カバー33の詳細を説明する。以下のカバー33に関する説明において、搬送キャリア5及びそれに保持されたウエハ2に言及する場合、特に指定しない限り搬送キャリア5はステージ14の載置面26に対して前述した正規位置に配置されているものとする。
Details of the
カバー33は外形輪郭が円形であって一定の薄い厚みを有し、プラズマ処理中に搬送キャリア5の保持シート6とフレーム7を覆ってプラズマから保護する。このため、カバー33は搬送キャリア5の外形輪郭よりも十分に大きく形成されている。本実施形態では、カバー33は例えばセラミックのような誘電体で構成されている。
The
図2及び図3を参照すると、カバー33の本体33aの上面33bには、中央部に向かって徐々に低くなるテーパ状窪み33cが形成されている。テーパ状窪み33cの中央部には、上面33bから下面33dまで厚み方向に貫通する窓部33eが形成されている。窓部33eは平面視で円形であり、この円形の中心Ccは、前述した中心Cs,Cwと一致する。窓部33eの形状及び寸法は、搬送キャリア5上の保持シート6が、直接、後述するようにして発生させたプラズマに曝されないように設定されている。また、窓部33eの形状及び寸法は、カバー33の本体33aのうち窓部33eを画定する内端面33nとウエハ2の外周縁部との間に、プロセスガスの流れを許容する隙間35が画定されるように設定されている。
Referring to FIGS. 2 and 3, the
図2及び図3を参照すると、カバー33の本体33aの下面33dには、外周部にカバー側突部33gが形成されている。カバー側突部33gはステージ14の第2外装部22に向けて下向きに突出し、平面視で狭幅のリング状である。言い換えれば、カバー側突部33gはカバー33の本体33aから下向きに突出する、高さが低く厚みが比較的薄い円筒状である。カバー側突部33gの先端面(下端面)は、平坦で狭幅のリング状である接触面33fが形成されている。図3に最も明瞭に示すように、カバー33が降下位置にあるとき、カバー33とステージ14とが互いに接触する。具体的には、カバー側突出部33gの接触面33fとステージ14側の接触面(ステージ側受け部)22bとが接触する。本実施形態では、接触面22bは第2外装部22Bの上面のうち外周部付近の領域(平坦で狭幅のリング状)である、第2外装部22Bの上面の最外周縁部には、接触面22bを取り囲むようにカバー33に向けて上向きに突出する縁部22cが設けられている。縁部22cは、高さがカバー側突出部33gよりも十分に低く、かつ厚みもカバー側突出部33gよりも十分に低い円筒状である。
Referring to FIGS. 2 and 3, a cover-
カバー33の本体33aの下面33dは、カバー側突部33gの内周面33hの上端から中央部に向けてフレーム7の上面と平行に延びる天井面33iを備える。また、カバー33の本体33aの下面33dには、天井面33iからテーパ状窪み33cに対応する部分に、本体33aの厚さが概ね一定となるように斜め下方へ延びる傾斜面33jが設けられている。この傾斜面33jから搬送キャリア5の上面に最も接近して延びる前述の内端面33nが設けられている。
The
図3に最も明瞭に示すように、カバー33が後述する降下位置にあるとき、カバー33の本体33aの下面33d(天井面33iと傾斜面33jの両方を含む)とカバー側突部33gの内周面33hとにより、搬送キャリア5のフレーム7と保持シート6を囲む空間36が形成される。この空間36は隙間35で開放しており、チャンバ4の処理室4a内のうちウエハ2の上方の領域に流体的に連通している。
As shown most clearly in FIG. 3, when the
カバー側突部33gには、それ自体の内周面33hから外周面33kまで貫通する貫通孔(流路)37が設けられている。図2に示すように、本実施形態では、複数個(具体的には16個)の貫通孔37が、平面視において窓部33eの中心Ccに対して等角度間隔で設けられている。カバー33の下面33dとカバー側突部33gの内周面33hとにより画定された空間36は、これらの貫通孔37を介して開放され、チャンバ4の処理室4a内のうち平面視においてステージ14よりも外側の領域に流体的に連通している。貫通孔37の個数、寸法、形状、及び配置は、プロセスガスの空間36からの流出を許容するように設定されている。
The
図1にのみ模式的に示す制御装置38は、第1及び第2の高周波電源13A,13B、プロセスガス源15、アッシングガス源16、減圧機構17、冷却装置27、直流電源29、及び駆動機構32A,32Bを含むドライエッチング装置1を構成する要素の動作を制御する。
The
次に、本実施形態のドライエッチング装置1の動作を説明する。
Next, operation | movement of the
まず、保持シート6の円形領域6cの中央にウエハ2を貼着した搬送キャリア5を図示しない搬送機構によってチャンバ4の処理室4a内に搬入して昇降ピン31に受け渡し、昇降ピン31の降下によりステージ14の載置面26上の正規位置に配置する。このとき、カバー33は上昇位置(図1において破線で示す)にある。
First, the
続いて、駆動機構32Bにより昇降ロッド34を駆動し、カバー33を上昇位置(図1において点線で示す)から降下位置(図1において実線で示す)に降下させる。カバー33が降下位置となると、搬送キャリア5の保持シート6とフレーム7はカバー33で覆われ、窓部33eからウエハ2が露出する。また、カバー33の接触面33fはステージ14の接触面に接触する。
Subsequently, the elevating
次に、直流電源29から静電吸着用電極23に直流電圧を印加し、ウエハ2をステージ14の載置面26(電極部21の上端面21a)に静電吸着により保持し得る状態にする。
Next, a DC voltage is applied from the
さらに、プロセスガス源15からチャンバ4の処理室4a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17により排気し、処理室4a内を所定圧力に維持する。その後、アンテナ12に対して高周波電源13Aから高周波電力を供給して処理室4a内にプラズマPを発生させてカバー33の窓部33eから露出しているウエハ2に照射する。このとき、ステージ14の電極部21(金属部25)には高周波電源13Bからバイアス電圧が印加される。また、プラズマの発生に伴い、ウエハ2はステージ14の載置面26に静電吸着されて固定される。ウエハ2のマスク3から露出している部分(ストリート)では、プラズマP中のラジカルとイオンの物理化学的作用よって表面2aから裏面2bまで除去され、ウエハ2は個別のチップに分割される。
Further, while introducing the process gas for plasma dicing from the
プラズマダイシング完了後、アッシングが実行される。アッシングガス源16からチャンバ4の処理室4a内にアッシング用のプロセスガス(例えば、酸素ガス)を導入しつつ、減圧機構17により排気し、処理室4aを所定圧力に維持する。その後、アンテナ12に対して高周波電源13Aから高周波電力を供給してチャンバ4内にプラズマPを発生させてカバー33の窓部33eから露出しているウエハ2に照射する。酸素プラズマPの照射によりウエハ2の表面2aからマスク3が完全に除去される。
Ashing is performed after plasma dicing is completed. While introducing the ashing process gas (for example, oxygen gas) from the
プラズマ処理中は、カバー33は降下位置にあり、窓部33eから露出するウエハ2にプラズマPが照射されるが、このプラズマ照射領域はカバー33の本体33aによって覆われた領域を除く内径側である。したがって、ウエハ2の外周領域よりも外径側に位置する保持シート6(特に、環状領域6dの内周部)がプラズマPに曝されることはなく、熱による変形や変質が生じることを防止できる。また、フレーム7へのプラズマPの集中に起因するウエハ2のエッチング効率の低下は生じない。
During the plasma processing, the
プラズマ処理中は、カバー33は降下位置にある。そのため、カバー33(カバー側突部33gの接触面33f)は、ステージ14(第2外装部22Bに設けられた接触22b)と接触する。また、カバー33の本体33aの下面33d(天井面33iと傾斜面33jの両方を含む)とカバー側突部33gの内周面33hとにより画定される空間36内に、搬送キャリア5のフレーム7と保持シート6とが位置している。
During the plasma processing, the
プラズマ処理中、チャンバ4の上方に位置する誘電体壁11に設けられたガス導入口11aからチャンバ4内の処理室4aに導入されたプロセスガスは、ウエハ2に向けて下向きに降下して排気口4cから排出される。ウエハ2の外周縁付近に到達したプロセスガスは、カバー33の本体33aの内端面33nとウエハ2の外周縁部との間の隙間35から空間36内に流入する。空間36内に流入したプロセスガスは、カバー側突部33gに設けられた貫通孔37を通って空間36から処理室4a内に流出する。このように、貫通孔37を設けることでプロセスガスが空間36を円滑に通過して流れるようにしているので、ウエハ2の外周縁部周辺でのプロセスガスの流れの円滑性が向上し、ウエハ2の外周縁部周辺でのプロセスガスの滞留が解消される。プロセスガスの滞留が解消することで、プラズマダイシング時に、ウエハ2の外周縁部付近の領域での局所的なエッチングレート低下が生じず、エッチング分布が均一化される。また、アッシング時には、ウエハ2の外周縁部付近の領域で局所的にマスク3の除去効率が低下することがなく、確実にマスク3全体を除去することができる。
During the plasma processing, the process gas introduced into the
プラズマ処理中は、カバー33は降下位置にあり、この降下位置では、カバー33(カバー側突部33gの接触面33h)は、ステージ14(第2外装部22Bに設けられた接触面22b)と接触する。プラズマPに曝されることでカバー33に発生した熱は、この接触を介して熱伝達によりステージ14の最外層である第2外装部22Bに伝わる。ステージ14の第2外装部22はカバー33からの熱伝達により加熱されて昇温する。この昇温ないし加熱により、ステージ14の第2外装部22Bの外周面に電離したプロセスガスに由来する付着物がステージ14に堆積して付着膜が形成されるのを効果的に防止できる。ステージ14を加熱するためにヒータのような手段を設ける必要がない点で、簡易かつ低コストで付着膜形成防止を実現できる。
During the plasma processing, the
前述のように、プラズマPに曝されることで発生した熱は、カバー33(カバー側突部33gの接触面33h)とステージ14(第2外装部22Bに設けられた接触面22b)の接触により、ステージ14へ伝わる。言い換えれば、プラズマPへの曝露によりカバー33で発生した熱はステージ14へ放熱され、カバー33は冷却される。カバー33、特に内端面33nは、隙間35を介してウエハ2の外周縁部と対向している。従って、カバー33をステージ14への放熱で冷却することにより、カバー33からウエハ2の外周縁部への輻射熱への影響を抑制できる。
As described above, the heat generated by exposure to the plasma P is caused by the contact between the cover 33 (the
(第2実施形態)
図4及び図5に示す本発明の第2実施形態に係るドライエッチング装置1では、カバー33が固定されている一方、ステージ14が昇降する。具体的には、カバー33はチャンバ4に対して固定されている。図4及び図5ではカバー33はチャンバ4の側壁に固定されているが、カバー33の固定位置と固定方法は特に限定されない。ステージ14は概念的に示す駆動機構32Cにより昇降駆動される。
(Second Embodiment)
In the
カバー33には第1実施形態のようなカバー側突部33g(例えば図2参照)は設けられておらず、天井面33iがカバー33の外周縁部まで延びている。
The
ステージ14の第2外装部22Bの上面には外周部にステージ側突部22dが形成されている。ステージ側突部22dはカバー33に向けて上向きに突出し、平面視で狭幅のリング状である。言い換えれば、ステージ側突出部22dは第2外装部22Bから上向きに突出する、高さが低く厚みが比較的薄い円筒状である。ステージ側突部22dの先端面(上端面)は、平坦で狭幅のリング状である接触面22fが形成されている。
On the upper surface of the
ステージ14が降下位置にあるとき、カバー33がステージ14に対して相対的に上昇位置である。上昇位置のカバー33とステージ14との間には、昇降ピン31によるウエハ2の受け渡しとステージ14の載置面26上への配置が可能な間隔が設けられる。
When the
プラズマ処理中、ステージ14は上昇位置にあり、カバー33はステージ14に対して相対的に降下位置にある。この位置では、ステージ側突部22dの接触面22fがカバー33の天井面33iに一部であるカバー33側の接触面33mに面接触する。
During the plasma processing, the
ステージ側突部22dには上端面である接触面22fに内周面22gから外周面22hまで貫通する溝(流路)41が形成されている。溝41の個数、寸法、形状、及び配置は、プロセスガスの空間36からの流出を許容するように設定されている。
A groove (flow path) 41 that penetrates from the inner
プロセス処理中、ウエハ2の外周縁付近に到達したプロセスガスは、カバー33の本体33aの内端面33nとウエハ2の外周縁部との間の隙間35から空間36内に流入する。空間36内に流入したプロセスガスは、ステージ側突部22dに設けられた溝41を通って空間36から処理室4a内に流出する。つまり、ステージ側突部22dに溝41を設けることで、プロセスガスが空間36を円滑に通過して流れるようにしているので、ウエハ2の外周縁部周辺においてプロセスガスは滞留することなく円滑に流れる。その結果、プラズマダイシング時に、ウエハ2の外周縁部付近の領域での局所的なエッチングレート低下が生じず、エッチング分布が均一化される。また、アッシング時には、ウエハ2の外周縁部付近の領域で局所的にマスク3の除去効率が低下することがなく、確実にマスク3全体を除去することができる。
During the process, the process gas that has reached the vicinity of the outer peripheral edge of the
第2実施形態のその他の構成及び作用は第1実施形態と同様である。 Other configurations and operations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
第2実施形態において溝41に代えて、第1実施形態の貫通孔37(例えば図3参照)と同様の貫通孔をステージ側突部22dに設けてもよい。逆に、第1実施形態において貫通孔37(例えば図3参照)に代えて、第2実施形態の溝41と同様の溝をカバー側突部33gに設けてもよい。
In the second embodiment, instead of the
本発明は、前記実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
カバー33は、全体を単一の材料で構成しているが、例えば、耐熱性に優れた材料と熱伝導に優れた材料を組み合わせた複合体としてもよい。
The
ドライエッチング装置1で実行される処理はプラズマダイシングとアッシングに限定されず、例えば通常のドライエッチングであってもよい。また、ドライエッチング装置は実施形態のようなICP型に限定されず平行平板型であってもよい。さらに、本発明はドライエッチング装置に限定されずCVD装置等の他のプラズマ処理装置にも適用できる。
The process executed by the
1 ドライエッチング装置
2 ウエハ(基板)
2a 表面
2b 裏面
3 マスク
4 チャンバ
4a 処理室
4b 出入口
4c 排気口
5 搬送キャリア
6 保持シート
6a 粘着面
6b 非粘着面
6c 円形領域
6d 環状領域
7 フレーム
8 ヒータ
9 インナーチャンバ
11 誘電体壁
11a ガス導入口
12 アンテナ(プラズマ源)
13A,13B 高周波電源部
14 ステージ
15 プロセスガス源(ガス供給手段)
16 アッシングガス源(ガス供給手段)
17 減圧機構(減圧手段)
21 電極部
21a 上端面
22A 第1外装部
22B 第2外装部
22a 上端面
22b 接触面(ステージ側受け部)
22c 縁部
22d ステージ側突部
22f 接触面
22g 内周面
22h 外周面
23 静電吸着用電極
24 誘電体部
25 金属部
25a 冷媒流路
26 載置面
27 冷却装置
28 冷媒循環装置
29 直流電源
31 昇降ピン
32A,32B,32C 駆動機構
33 カバー
33a 本体
33b 上面
33c テーパ状窪み
33d 下面
33e 窓部
33g カバー側突部
33f 接触面
33h 内周面
33i 天井面
33j 傾斜面
33k 外周面
33m 接触面
33n 内端面
34 昇降ロッド
35 隙間
36 空間
37 貫通孔
38 制御装置
41 溝
Cs,Cw,Cc 中心
P プラズマ
1
13A, 13B High-frequency
16 Ashing gas source (gas supply means)
17 Pressure reducing mechanism (pressure reducing means)
21
Claims (6)
減圧可能な処理室を有するチャンバと、
前記処理室を減圧する減圧手段と、
前記処理室にプラズマ発生用ガスを供給するガス供給手段と、
前記処理室内にプラズマを発生させるプラズマ源と、
前記チャンバ内に設けられて前記搬送キャリアが載置されるステージと、
前記ステージに載置された前記搬送キャリアの前記保持シートと前記フレームとを覆うための本体と、前記本体に厚み方向に貫通するように形成された窓部とを備えるカバーと、
前記ステージに対する前記カバーの相対的な位置を、前記ステージから離れて前記ステージに対する前記搬送キャリアの載せ降ろしを許容する第1の位置と、前記ステージに載置された前記搬送キャリアの前記保持シートと前記フレームとを覆い、前記窓部が前記保持シートに保持された前記基板を露出させる第2の位置とに設定可能であり、前記第2の位置では、前記カバーと前記基板の外周縁部との間に隙間があり、前記カバーと前記ステージとの間に前記搬送キャリアの前記フレームが収容されて前記隙間にて開放された空間が画定される、駆動機構と、
前記カバーが前記第2の位置にあるときに、前記空間から前記空間の外側へのプロセスガスの流れを許容するように前記空間と前記空間の外側とを流体的に連通させる流路と、
前記カバーが前記第2の位置にあるときに、前記本体と前記ステージとの外周部とを、前記ステージに載置された前記搬送キャリアの外側で接触させる接触部と
を備えるプラズマ処理装置。 A plasma processing apparatus for performing plasma processing on a substrate held by a carrier carrying an annular frame and a holding sheet,
A chamber having a process chamber capable of depressurization;
Decompression means for decompressing the processing chamber;
Gas supply means for supplying a plasma generating gas to the processing chamber;
A plasma source for generating plasma in the processing chamber;
A stage provided in the chamber and on which the carrier is placed;
A cover provided with a main body for covering the holding sheet and the frame of the transport carrier placed on the stage, and a window formed to penetrate the main body in the thickness direction;
A relative position of the cover with respect to the stage; a first position that allows the transport carrier to be loaded and unloaded from the stage; and the holding sheet of the transport carrier placed on the stage; A second position that covers the frame and the window portion exposes the substrate held by the holding sheet, and in the second position, the cover and an outer peripheral edge portion of the substrate; A drive mechanism in which there is a gap between the cover and the stage, and the frame of the transport carrier is accommodated between the cover and the stage to define a space opened by the gap;
A flow path that fluidly communicates the space and the outside of the space to allow a process gas flow from the space to the outside of the space when the cover is in the second position ;
A plasma processing apparatus , comprising: a contact portion that contacts an outer peripheral portion of the main body and the stage outside the transport carrier placed on the stage when the cover is in the second position .
前記カバーの前記本体に設けられて前記ステージの外周部に向けて突出するカバー側突部と、
前記ステージに設けられ、前記カバーが前記第2の位置にあるときに、前記カバー側突部の先端と接触するステージ側受け部と
を備え、
前記流路は前記カバー側突出部に形成されている、請求項1に記載のプラズマ処理装置。 The contact portion is
A cover-side protrusion provided on the main body of the cover and protruding toward the outer periphery of the stage;
A stage-side receiving portion that is provided on the stage and contacts the tip of the cover-side protrusion when the cover is in the second position;
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the flow path is formed in the cover side protruding portion.
前記ステージの外周部に設けられて前記カバーに向けて突出するステージ側突部と、
前記カバーに設けられ、前記カバーが前記第2の位置にあるときに、前記ステージ側突出部の先端と接触するステージ側受け部と
を備え、
前記流路は前記ステージ側突部に形成されている、請求項1に記載のプラズマ処理装置。 The contact portion is provided on an outer peripheral portion of the stage and protrudes toward the cover, and a stage side protrusion,
A stage-side receiving portion that is provided on the cover and contacts the tip of the stage-side protruding portion when the cover is in the second position;
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the flow path is formed in the stage side protrusion.
前記基板を保持した前記搬送キャリアをプラズマ処理装置の処理室内に搬入してステージ上に載置し、
前記ステージに載置された前記搬送キャリアの前記保持シートと前記フレームとを覆うための本体と、前記本体に厚み方向に貫通するように形成された窓部とを備えるカバーで搬送キャリアを覆い、前記カバーと前記ステージとの間に画定された空間に前記搬送キャリアの前記フレームを収容し、前記空間は前記カバーと前記基板の外周縁部との間の隙間にて開放され、前記本体と前記ステージとの外周部とを、前記ステージに載置された前記搬送キャリアの外側で接触させ、
前記処理室にプラズマ発生用ガスを供給しつつ、前記処理室内にプラズマを発生させ、前記窓部を介して前記基板にプラズマ処理を施し、
前記隙間から前記空間に流入した前記プラズマ発生用ガスを、前記カバー又は前記ステージに設けた流路を介して、前記空間から前記空間の外側に流出させる、プラズマ処理方法。 A plasma processing method for performing plasma processing on a substrate held by a carrier carrying an annular frame and a holding sheet,
Carrying the carrier carrying the substrate into a processing chamber of a plasma processing apparatus and placing it on a stage;
Covering the transport carrier with a cover including a main body for covering the holding sheet and the frame of the transport carrier placed on the stage, and a window portion formed to penetrate the main body in the thickness direction, It said housing the frame of the transport carrier to a space defined between the cover and the stage, the space is open at the gap between the outer peripheral edge of the said cover substrate, wherein said main body The outer periphery of the stage is brought into contact with the outside of the transport carrier placed on the stage,
Generating plasma in the processing chamber while supplying a plasma generating gas to the processing chamber, and performing plasma processing on the substrate through the window;
The plasma processing method, wherein the plasma generating gas that has flowed into the space from the gap is caused to flow out of the space to the outside of the space through a flow path provided in the cover or the stage.
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