JP6485702B2

JP6485702B2 - プラズマ処理方法および電子部品の製造方法

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Publication number: JP6485702B2
Application number: JP2015175748A
Authority: JP
Inventors: 篤史針貝; 功幸松原; 秀夫加納; 満廣島; 渡邉　彰三; 彰三渡邉; 和田　年弘; 年弘和田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-09-07
Filing date: 2015-09-07
Publication date: 2019-03-20
Anticipated expiration: 2035-09-07
Also published as: JP2017054854A

Description

本発明は、プラズマ処理方法および電子部品の製造方法に関し、特に、ステージの上方にカバーを備えるプラズマ処理装置を用いるプラズマ処理方法に関する。

基板をダイシングする方法として、レジストマスクを形成した基板にプラズマエッチングを施して個々のチップに分割するプラズマダイシングが知られている。特許文献１は、搬送等における基板のハンドリング性向上のために、基板を、保持シートと保持シートの外周部に配置されたフレームとを備える搬送キャリアに保持させた状態でステージに載置し、プラズマ処理を行うことを教示している。

この場合、搬送キャリアがプラズマに直接晒されると、樹脂材料からなる保持シートや保持シートをフレームに固定するための接着剤が加熱される。この熱により、保持シートの伸び（変形）や接着剤の接着性の低下が生じて、保持シートがフレームから剥がれるなど、搬送キャリアがダメージを受けることが懸念される。

そのため、特許文献１では、プラズマ処理装置の反応室内のステージの上方に、窓部を有する誘電体製のカバーを配置している。カバーは、上記フレームを覆うための本体部、および、本体部に厚み方向に貫通するように形成された窓部を備えている。プラズマ処理の際、本体部はフレームおよび保持シートを覆って、これらをプラズマに晒されないようにするとともに、窓部は基板を露出させる。露出した基板のうち、レジストマスクの形成されていない部分がプラズマによりエッチングされる。

特開２００９−９４４３６号公報

プラズマ処理工程では、基板の表面を垂直にエッチングするために、例えば、ＳＦ_６などのフッ素系ガスのプラズマによるエッチングステップと、パーフルオロシクロブタン（Ｃ_４Ｆ_８）などのフッ化炭素ガスのプラズマによる保護膜堆積ステップとが、交互に繰り返される場合がある。このような方法を用いて、複数の基板に対して連続してプラズマ処理を行うと、処理枚数が増えるにつれて反応室内に付着物が蓄積し、基板の汚染が生じたり、所望のエッチングができなくなる場合がある。

付着物は、例えば、炭素を含む物質であり、カバーのステージに対向する面（以下、カバーの裏面と称する）に付着する。この物質は、例えば、上記の保護膜堆積ステップにおいて使用されるフッ化炭素ガスに由来する反応生成物である。プラズマ処理の際、カバーは、フレームおよび保持シートをプラズマから保護するため、フレームおよび保持シートに接触しないように、かつ、できるだけステージに接近するような位置に配置される。

保護膜堆積ステップにおいて、反応室内に導入されたフッ化炭素ガスは、プラズマ中でイオンやラジカルに分解され、それらの一部はカバーとステージとの間に入り込んで、カバーの裏面に接触する。これにより、カバーの裏面には、フッ化炭素ガスに由来する炭素を含む反応生成物が付着する。

エッチングステップにおいて、反応室に導入されたフッ素系ガスは、プラズマ中でイオンやラジカルに分解され、同様に、それらの一部がカバーとステージとの間に入り込む。通常、エッチングステップでは、ステージにバイアス電圧が印加される。これにより、フッ素系ガスの分解成分がステージ上に載置された基板に衝突する際の速度が大きくなり、エッチング反応が促進される。しかし、カバーの裏面はステージから離間して、ステージの上方にあるため、ステージにバイアス電圧を印加しても、カバーの裏面に対するエッチング反応の促進効果は得られ難い。そのため、カバーとステージとの間に入り込んだフッ素系ガスの分解成分は、保護膜堆積ステップにおいてカバーの裏面に付着した反応生成物を十分に除去することができない。その結果、上記プラズマ処理工程が繰り返されるたびに、カバーの裏面には上記反応生成物が蓄積していく。蓄積した反応生成物は、やがてカバーの裏面から剥離して、ステージや基板の上に落下したり、反応室内を浮遊したりする。その結果、基板が汚染されたり、所望のエッチングができなくなったりする。

本発明の一局面は、保持シートと前記保持シートの外周部に配置されたフレームとを備える搬送キャリアに保持された基板を、反応室の内部に設けられたステージに載置し、前記ステージの上方に配置され、かつ、前記基板を露出させるための窓部を備えるカバーで前記フレームを覆って、前記基板をプラズマ処理するプラズマ処理方法であって、前記基板を保持する前記搬送キャリアを、前記ステージに載置する載置工程と、前記カバーと前記ステージとの距離を、前記カバーが前記搬送キャリアに接触することなく前記フレームを覆う第１の距離に調節する距離調節工程と、前記距離調節工程の後、前記ステージに載置された前記基板に対して、前記プラズマ処理を行うプラズマ処理工程と、前記プラズマ処理工程の後、前記基板を、前記搬送キャリアとともに前記反応室から搬出する搬出工程と、前記搬出工程の後、前記反応室の内部にプラズマを発生させて、前記カバーに付着した付着物を除去する除去工程と、を含み、前記除去工程における前記カバーと前記ステージとの距離が、前記第１の距離よりも大きい第２の距離である、プラズマ処理方法に関する。

本発明の他の一局面は、保持シートと前記保持シートの外周部に配置されたフレームとを備える搬送キャリアに保持された基板を、反応室の内部に設けられたステージに載置し、前記ステージの上方に配置され、かつ、前記基板を露出させるための窓部を備えるカバーで前記フレームを覆って、前記基板をプラズマ処理する電子部品の製造方法であって、保持シートと前記保持シートの外周部に配置されたフレームとを備える搬送キャリアに保持された基板を準備する工程と、前記基板を保持する前記搬送キャリアを、前記ステージに載置する載置工程と、前記カバーと前記ステージとの距離を、前記カバーが前記搬送キャリアに接触することなく前記フレームを覆う第１の距離に調節する距離調節工程と、前記距離調節工程の後、前記ステージに載置された前記基板にプラズマ処理を行って、前記基板を個片化するダイシング工程と、前記ダイシング工程の後、個片化された前記基板を、前記搬送キャリアとともに前記反応室から搬出する搬出工程と、前記搬出工程の後、前記反応室の内部にプラズマを発生させて、前記カバーに付着した付着物を除去する除去工程と、を含み、前記除去工程における前記カバーと前記ステージの距離が、前記第１の距離よりも大きい第２の距離である、電子部品の製造方法に関する。

本発明によれば、カバーの裏面に付着する付着物を除去することができるため、電子部品の歩留まりが向上する。

本発明に用いられるプラズマ処理装置の一例を概念的に示す断面図である。本発明の一実施形態に係る載置工程からプラズマ処理工程までを示す概念図である（（ａ）〜（ｇ））。本発明の一実施形態に係る搬出工程から除去工程までを示す概念図である（（ｈ）〜（ｍ））。図１に示すプラズマ処理装置の一部の動作を概念的に示す断面図である。本発明に用いられる搬送キャリアの一例を概略的に示す上面図（ａ）およびそのＢ−Ｂ線での断面図（ｂ）である。本発明に用いられるプラズマ処理装置の他の一例を概念的に示す断面図である。図６に示すプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理工程および除去工程における、カバーとステージの位置関係を示す概念図である（（ａ）、（ｂ））。

本発明に係るプラズマ処理方法は、保持シートと保持シートの外周部に配置されたフレームとを備える搬送キャリアに保持された基板を、反応室の内部に設けられたステージに載置し、ステージの上方に配置され、かつ、基板を露出させるための窓部を備えるカバーでフレームを覆って、基板をプラズマ処理するプラズマ処理方法である。すなわち、基板を保持する搬送キャリアを、ステージに載置する載置工程と、カバーとステージとの距離を、カバーが搬送キャリアに接触することなくフレームを覆う第１の距離に調節する距離調節工程と、距離調節工程の後、ステージに載置された基板に対して、プラズマ処理を行うプラズマ処理工程と、プラズマ処理工程の後、基板を、搬送キャリアとともに反応室から搬出する搬出工程と、搬出工程の後、反応室の内部にプラズマを発生させて、カバーに付着した付着物を除去する除去工程と、を含む。除去工程の際、カバーとステージとの距離（第２の距離ｄ２）を、プラズマ処理の際のカバーとステージとの距離（第１の距離ｄ１）よりも大きくする。これにより、カバーの裏面にまでプラズマが入り込むことができるため、カバーの裏面に付着する付着物が除去される。

本発明に係る電子部品の製造方法は、前記プラズマ処理方法を用いて基板をダイシングする方法である。すなわち、本発明に係る電子部品の製造方法は、保持シートと保持シートの外周部に配置されたフレームとを備える搬送キャリアに保持された基板を準備する工程と、基板を保持する搬送キャリアを、ステージに載置する載置工程と、カバーとステージとの距離を、カバーが搬送キャリアに接触することなくフレームを覆う第１の距離に調節する距離調節工程と、距離調節工程の後、ステージに載置された基板にプラズマ処理を行って、基板を個片化するダイシング工程と、ダイシング工程の後、個片化された基板を、搬送キャリアとともに前記反応室から搬出する搬出工程と、搬出工程の後、反応室の内部にプラズマを発生させて、カバーに付着した付着物を除去する除去工程と、を備える。上記のとおり、カバーの裏面に付着する付着物を除去できるため、電子部品の歩留まりが向上する。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら、詳細に説明する。
（第１実施形態）
まず、図１を参照しながら、本発明に用いられるプラズマ処理装置の一実施形態を詳細に説明する。図１は、プラズマ処理装置の断面を示す概念図である。図１に示すプラズマ処理装置は、カバーを昇降させることにより、カバーとステージとの距離を変動させる。

プラズマ処理装置１００Ａは、ステージ１１１を備えている。ステージ１１１の上方には、フレーム２および保持シート３の少なくとも一部を覆う本体部１２４Ｂ、および、基板１の少なくとも一部を露出させるための窓部１２４Ｗを有するカバー１２４が配置されている。窓部１２４Ｗは、本体部１２４Ｂをその厚み方向に貫通する開口により形成される。

ステージ１１１およびカバー１２４は、反応室（真空チャンバ１０３）内に配置されている。真空チャンバ１０３は、上部が開口した概ね円筒状であり、上部開口は蓋体である誘電体部材１０８により閉鎖されている。真空チャンバ１０３を構成する材料としては、アルミニウム、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、表面をアルマイト加工したアルミニウムなどが例示できる。誘電体部材１０８を構成する材料としては、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、石英（ＳｉＯ₂）などの誘電体材料が例示できる。誘電体部材１０８の上方には、上部電極としてのアンテナ１０９が配置されている。アンテナ１０９は、第１高周波電源１１０Ａと電気的に接続されている。ステージ１１１は、真空チャンバ１０３内の底部側に配置される。

真空チャンバ１０３には、ガス導入口１０３ａが接続されている。ガス導入口１０３ａには、プラズマ発生用ガスの供給源であるプロセスガス源１１２およびアッシングガス源１１３が、それぞれ配管によって接続されている。また、真空チャンバ１０３には、排気口１０３ｂが設けられており、排気口１０３ｂには、真空チャンバ１０３内のガスを排気して減圧するための真空ポンプを含む減圧機構１１４が接続されている。

ステージ１１１は、それぞれ略円形の電極層１１５と、金属層１１６と、電極層１１５および金属層１１６を支持する基台１１７と、電極層１１５、金属層１１６および基台１１７を取り囲む外周部１１８とを備える。外周部１１８は導電性および耐エッチング性を有する金属により構成されており、電極層１１５、金属層１１６および基台１１７をプラズマから保護する。外周部１１８の上面には、円環状の外周リング１２９が配置されている。外周リング１２９は、外周部１１８の上面をプラズマから保護する役割をもつ。外周リング１２９の外径が外周部１１８の外径よりも大きい場合、外周リング１２９は、真空チャンバ１０３内に供給される各種ガスがステージ１１１の上方に偏在するように、これらガスの流れを制御する。電極層１１５および外周リング１２９は、例えば、上記の誘電体材料により構成される。

電極層１１５の内部には、静電吸着機構を構成する電極部（以下、ＥＳＣ電極と称する）１１９と、第２高周波電源１１０Ｂに電気的に接続された高周波電極部１２０とが配置されている。ＥＳＣ電極１１９には、直流電源１２６が電気的に接続されている。静電吸着機構は、ＥＳＣ電極１１９および直流電源１２６により構成されている。

金属層１１６は、例えば、表面にアルマイト被覆を形成したアルミニウムなどにより構成される。金属層１１６内には、冷却部としての冷媒流路１２７が形成されている。冷媒流路１２７は、ステージ１１１を冷却する。ステージ１１１が冷却されることにより、ステージ１１１に搭載された保持シート３が冷却されるとともに、ステージ１１１にその一部が接触しているカバー１２４も冷却される。冷媒流路１２７内の冷媒は、冷媒循環装置１２５により循環される。

ステージ１１１の外周付近には、ステージ１１１を貫通する複数の支持部１２２が配置されている。支持部１２２は、昇降機構１２３Ａにより昇降駆動される。搬送キャリア１０が真空チャンバ１０３内に搬送されると、所定の位置まで上昇した支持部１２２に受け渡される。支持部１２２は、搬送キャリア１０のフレーム２を支持する。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の所定の位置に搭載される。

カバー１２４の端部には、複数の昇降ロッド１２１が連結しており、カバー１２４を昇降可能にしている。昇降ロッド１２１は、昇降機構１２３Ｂにより昇降駆動される。昇降機構１２３Ｂによるカバー１２４の昇降の動作は、昇降機構１２３Ａとは独立して行うことができる。

制御装置１２８は、第１高周波電源１１０Ａ、第２高周波電源１１０Ｂ、プロセスガス源１１２、アッシングガス源１１３、減圧機構１１４、冷媒循環装置１２５、昇降機構１２３Ａ、昇降機構１２３Ｂおよび静電吸着機構を含むプラズマ処理部１００を構成する要素の動作を制御する。

本実施形態に係るプラズマ処理方法において実行される具体的な工程を、図２および図３を用いて説明する。図２および図３では、プラズマ処理装置１００Ａのように、カバー１２４を昇降ロッド１２１により昇降させることにより、カバー１２４とステージ１１１との距離を変動させる装置を用いているが、これに限定されるものではない。図２は、プラズマ処理装置の載置工程からプラズマ処理工程までの動作を示す概念図であり、図３は、プラズマ処理装置の搬出工程から除去工程までの動作を示す概念図である。

載置工程およびプラズマ処理工程において、ステージ１１１は、冷媒流路１２７に常時循環している冷媒により、例えば１５℃程度に冷却されている。搬送キャリア１０が反応室１０３内に搬入されるまで、カバー１２４は、その下端１２４Ｌがステージ１１１に接触することにより、冷却されている（図２（ａ））。次いで、昇降ロッド１２１が駆動して、カバー１２４が所定の位置まで上昇する（図２（ｂ））。続いて、図示しないゲートバルブが開いて搬送キャリア１０が搬入される。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、複数の支持部１２２が上昇し（図２（ｃ））、搬送キャリア１０を支持する。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に受け渡されると、上記ゲートバルブが閉じられ、反応室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（図２（ｄ））。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（図２（ｅ））。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（図２（ｆ））。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（第１の距離ｄ１）が調節される（距離調節工程）。距離ｄ１は特に限定されないが、例えば、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度である。距離ｄ１は、本体部１２４Ｂのステージ１１１に対向する部分とステージ１１１との最短距離である。

続いて、基板１に対してプラズマ処理工程が行われる。このとき、ＥＳＣ型電極には電圧が印加されている。これにより、搬送キャリア１０がステージ１１１に静電吸着され、冷却される。プラズマ処理工程において、カバー１２４は、カバーの下端１２４Ｌがステージ１１１に接触する位置にあることが好ましい。プラズマ処理工程の間、下端１２４Ｌをステージ１１１に接触させて冷却することにより、カバー１２４の輻射熱による基板１および保持シート３の熱的ダメージを抑制することができる。このとき、保持シート３の温度は、例えば、５０℃以上１５０℃以下に制御される。一方、カバー１２４が冷却されると、後述する保護膜堆積ステップに用いられるフッ化炭素ガスなどによって、カバーの本体部１２４Ｂの裏面には、反応生成物が付着し易くなる。しかし、プラズマ処理工程の後、カバー１２４とステージ１１１とを適切な距離に離して除去工程を行うため、除去工程で生成されるプラズマは、本体部１２４Ｂの裏面に十分照射される。その結果、本体部１２４Ｂの裏面の付着物は除去される。

本体部１２４Ｂは、例えば、略円形の外形輪郭を有したドーナツ形であり、一定の幅および薄い厚みを備えている。本体部１２４Ｂの内径（窓部１２４Ｗの直径）はフレーム２の内径よりも小さく、本体部１２４Ｂの外径はフレーム２の外径よりも大きい。したがって、搬送キャリア１０をステージの所定の位置に搭載し、カバー１２４を降下させると、本体部１２４Ｂは、フレーム２と保持シート３の少なくとも一部を覆うことができる。一方、窓部１２４Ｗからは、基板１の少なくとも一部が露出する。本体部１２４Ｂは、例えば、セラミックス（例えば、アルミナ、窒化アルミニウムなど）や石英などの誘電体や、アルミニウムあるいは表面がアルマイト処理されたアルミニウムなどの金属で構成される。

支持部１２２およびカバー１２４が所定の位置に配置されると、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。

続いて、アンテナ１０９に第１の高周波電源１１０Ａから高周波電力を投入し、真空チャンバ１０３内にプラズマＰ１を発生させる（図２（ｇ））。発生したプラズマＰ１は、イオン、電子、ラジカルなどから構成される。次いで、第２高周波電源１１０Ｂから高周波電極１２０に高周波電力を投入し、基板１に対するプラズマ処理を開始する。イオンの基板１への入射エネルギーは、第２高周波電源１１０Ｂから高周波電極１２０に印加されたバイアス電圧によって制御することができる。基板１に形成されたレジストマスクから露出した部分の表面から裏面までが、発生したプラズマＰ１との物理化学的反応によってエッチングされ、基板１は個片化される。

プラズマを発生させる条件は、基板１の材質などに応じて設定される。例えば、基板１がＳｉの場合、真空チャンバ１０３内に、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）などのフッ素含有ガスのプラズマＰ１を発生させることにより、基板１はエッチングされる。この場合、例えば、プロセスガス源１１２から、ＳＦ_６ガスを１００〜８００ｓｃｃｍで供給しながら、減圧機構１１４により反応室１０３の圧力を１０〜５０Ｐａに制御する。アンテナ１０９に１０００〜５０００Ｗの周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給するとともに、高周波電極１２０に５０〜１０００Ｗの周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給する。

プラズマ処理工程では、基板１の表面を垂直にエッチングするために、上記のＳＦ_６などのフッ素系ガスのプラズマによるエッチングステップと、パーフルオロシクロブタン（Ｃ_４Ｆ_８）などのフッ化炭素ガスのプラズマによる保護膜堆積ステップとが、交互に繰り返される。このとき、保護膜堆積ステップに用いられるフッ化炭素ガスが、カバー１２４とステージ１１１との間に入り込み、カバー１２４の裏面に炭素を含む反応生成物を付着させる場合がある（図４（ａ）参照）。

上記エッチングによって基板１が個片化され、電子部品４（チップ）が得られる。続いて、アッシングが実行される。アッシング用のプロセスガス（例えば、酸素ガスや、酸素ガスとフッ素を含むガスとの混合ガスなど）を、アッシングガス源１１３から真空チャンバ１０３内に導入する。一方、減圧機構１１４による排気を行い、真空チャンバ１０３内を所定の圧力に維持する。第１高周波電源１１０Ａからの高周波電力の投入により、真空チャンバ１０３内には酸素プラズマが発生し、カバー１２４の窓部１２４Ｗから露出している電子部品４の表面のレジストマスクが完全に除去される。

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、ゲートバルブが開く。電子部品４を保持する搬送キャリア１０は、ゲートバルブから進入した搬送機構によって、反応室１０３から搬出される（搬出工程）。搬送キャリア１０が搬出されると、ゲートバルブは速やかに閉じられる。

ここで、搬送キャリア１０の搬出プロセスは、上記のように、搬送キャリア１０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、図３に示すように、プラズマ処理工程の後（図３（ｈ））、カバー１２４を所定の位置にまで上昇させる（図３（ｉ））。次いで、図示しないＥＳＣ型電極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（図３（ｊ））。支持部１２２が所定の位置まで上昇し、搬送キャリア１０が搬送機構に受け渡されると、支持部１２２が、その端部がステージ１１１のレベル以下になるまで下降するとともに、ゲートバルブが開き、搬送キャリア１０が搬出される（図３（ｋ））。

搬送キャリア１０が搬出され、ゲートバルブが閉じられた後、除去工程が開始される。すなわち、再び、真空チャンバ１０３内にガスを供給し、プラズマＰ２を発生させる（図３（ｌ））。除去工程において、カバー１２４とステージ１１１との距離（第２の距離ｄ２）を、プラズマ処理工程におけるカバー１２４とステージ１１１との距離（第１の距離ｄ１）よりも大きくする。これにより、プラズマ処理工程の場合と比較して、カバーの本体部１２４Ｂの裏面にもプラズマＰ２が入り込み易くなる。そのため、カバーの本体部１２４Ｂの裏面に付着した付着物がプラズマＰ２によってエッチングされて、除去される。

除去工程におけるカバー１２４とステージ１１１との距離ｄ２は、距離ｄ１より大きい限り、特に限定されない。カバー１２４が、搬送キャリア１０の受け渡し位置にあるときの、カバー１２４とステージ１１１との距離を第３の距離ｄ３とすると（図３（ｋ）参照）、距離ｄ２は、距離ｄ３と同じであっても良い（ｄ２＝ｄ３＞ｄ１）し、距離ｄ３より大きくても良いし（ｄ２＞ｄ３＞ｄ１）、距離ｄ３と距離ｄ１との間であっても良い（ｄ３＞ｄ２＞ｄ１）。距離ｄ２は、付着物の除去効果が高まる点では、大きい方が好ましいが、生産性の観点からは、距離ｄ３以下であることが好ましい。

除去工程は、搬出工程の後、一旦、カバー１２４をステージ１１１に接触するまで下降させて、カバー１２４を冷却させてから行っても良い。このとき、プラズマＰ２を発生させる準備が整った後、再びカバー１２４を距離ｄ２まで上昇させて、あるいは、上昇させる途中で、除去工程を開始する。また、除去工程は、搬出工程の後、カバー１２４の冷却を行わずに（カバー１２４をステージ１１１に接触するまで下降させずに）、行っても良い。このとき、カバー１２４は、ステージ１１１との距離が距離ｄ２になるように、わずかに上昇（ｄ２＞ｄ３の場合）または下降（ｄ２＜ｄ３の場合）させても良く、あるいは、昇降させなくても良い（ｄ２＝ｄ３の場合）。この場合、生産性の観点からは有利であるが、除去工程が終了した後、速やかにカバー１２４を下降させて、下端１２４Ｌをステージ１１１に接触させ、カバー１２４を冷却することが好ましい。

距離ｄ２は、具体的には、１．５ｍｍより大きいことが好ましく、２ｍｍ以上であることがより好ましい。距離ｄ２がこの範囲であると、プラズマＰ２がカバーの本体部１２４Ｂの裏面にさらに入り込み易くなり、付着物の除去効果がより高まる。距離ｄ２の上限値は特に限定されず、生産性等を考慮して適宜設定すれば良い。

除去工程の際、プラズマＰ２が発生している状態で、距離ｄ２を変化させることが好ましい。すなわち、プラズマＰ２が発生している状態で、カバー１２４および／またはステージ１１１（この場合、カバー１２４）を昇降させることが好ましい。カバー１２４および／またはステージ１１１が昇降することにより、プラズマＰ２の分布が変化し、プラズマＰ２がカバーの本体部１２４Ｂの裏面にムラなく照射され易くなる。そのため、付着物はさらに除去され易い。

付着物の除去効果がより高まる点で、除去工程の間、カバー１２４は冷却されないことが好ましい。本実施形態では、プラズマ処理工程の間、カバーの下端１２４Ｌをステージ１１１に接触させて、カバー１２４を冷却させる一方、除去工程の間は、カバー１２４をプラズマ処理工程のときよりも上方に配置することで、カバー１２４とステージ１１１とを非接触状態にし、カバー１２４の冷却を停止することができる。すなわち、本実施形態によれば、カバー１２４のステージ１１１に対する位置を変化させることによって、プラズマ処理工程および除去工程におけるカバー１２４とステージ１１１との距離を、それぞれ適切に設定することが可能となるとともに、カバー１２４を各工程に応じた適切な冷却状態または非冷却状態に置くことができる。

プラズマ処理装置が、上記のように、カバー１２４をステージ１１１の外周付近に配置される昇降ロッド１２１により昇降させる機構を備える場合、図４（ａ）に示すように、プラズマ処理の間、カバーの下端１２４Ｌはステージ１１１（電極層１１５）の上面に接触している。このとき、例えば、保護膜堆積ステップに用いられるフッ化炭素ガスが、外周リング１２９の上面やカバー１２４と外周リング１２９との隙間１３０に接触すると、外周リング１２９の上面や隙間１３０に炭素を含む付着物５ｂが付着する。外周リング１２９の上面や隙間１３０は、カバーの本体部１２４Ｂの裏面と同様、プラズマに曝されにくい。そのため、付着物５ｂがそこに留まった状態で、プラズマ処理工程が終了する場合がある。

プラズマ処理工程が終了し、搬送キャリア１０を反応室から搬出するために昇降ロッド１２１が上昇すると、隙間１３０に付着する付着物５ｂは、昇降ロッド１２１とともに上昇するカバー１２４の動きに刺激されて、カバー１２４の下端１２４Ｌの直下に入り込む（図４（ｂ））。搬送キャリアの搬出が終了すると、カバー１２４を冷却するため、昇降ロッド１２１は下降して、カバー１２４の下端１２４Ｌを再びステージ１１１の上面に接触させようとする。このとき、下端１２４Ｌの直下には、付着物５ｂが入り込んでいるため、カバー１２４はステージ１１１と接触することができない（図４（ｃ））。そのため、カバー１２４の冷却が不十分になる。

プラズマ処理の間、カバー１２４の上面（上記裏面とは反対側の面）はプラズマに曝されている。そのため、カバー１２４全体が高温（例えば、２５０℃以上）になっている。プラズマ処理が終了した後も、カバー１２４はすぐには冷却されず、周囲に放熱し続ける。このまま、次の基板１がステージ１１１に載置されると、基板１を保持する保持シート３に熱的ダメージを与える場合がある。そのため、カバー１２４は、プラズマ処理工程が終了した後もできるだけステージ１１１に接触させて、冷却されることが望ましい。

図４（ｂ）および（ｃ）に示す現象は、プラズマ処理工程の後、カバー１２４を所定の位置にまで上昇させてから（図３（ｉ））、カバー１２４を下降させるまでに（図３（ｍ））に生じ得る。しかし、この冷却不良も、図３（ｉ）から（ｍ）の間で行われる除去工程において、カバー１２４とステージ１１１との距離（第２の距離ｄ２）を適切に設定することで、解消することができる。

すなわち、除去工程におけるカバー１２４とステージ１１１との距離ｄ２を、プラズマ処理工程におけるカバー１２４とステージ１１１との距離ｄ１よりも大きくすることにより、プラズマＰ２は、付着物５ｂが付着するカバー１２４の下端１２４Ｌの直下にも入り込み易くなる。そのため、カバー１２４の裏面に付着した付着物５ａとともに、カバー１２４の下端１２４Ｌの直下に入り込んだ付着物５ｂも除去され得る。

除去工程は、付着物の除去効果が高まる点で、酸素雰囲気下で行うことが好ましい。酸素雰囲気とは、反応室中に含まれる全気体に対する酸素の含有率が、５０〜１００体積％であることをいう（以下、同様）。なかでも、除去効率の観点から、酸素含有率は、８０〜１００体積％であることが好ましく、９５〜１００体積％であることがより好ましい。

除去工程では、例えば、アッシングガス源１１３から、Ｏ_２ガスを１５０〜２００ｓｃｃｍおよびＣＦ_４を０〜５０ｓｃｃｍで供給しながら、減圧機構１１４により反応室１０３の圧力を５〜１０Ｐａに制御する。アンテナ１０９に１〜５ｋＷ程度の周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給するとともに、高周波電極１２０に０〜３０Ｗの周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給する。除去工程は、このような条件で、例えば１〜２分間行われる。

除去工程の後、カバー１２４をステージ１１１にその一部が接触する位置にまで下降させて（図３（ｍ））、カバー１２４を冷却させる。このようにして、一連の工程が終了する。カバー１２４は、この状態で、次の基板１が搬送されるまで待機し（図２（ａ））、再び、図５（ｂ）以降に示す工程が行われる。

なお、搬出工程における支持部１２２の上昇前（例えば、図３（ｉ）のカバー１２４の上昇中あるいは上昇後）に、保持シート３を除電する除電工程を設けても良い。保持シート３にプラズマ処理時の電荷が残留し、保持シート３がステージ１１１に残留吸着している場合、保持シート３をステージ１１１から滑らかに剥離することが困難なためである。除電は、第１高周波電源１１０Ａから、例えば、２００Ｗ程度の弱い高周波電力を投入して、弱いプラズマを発生させることにより行っても良い。このとき、支持部１２２を微少な距離だけ上昇させて、保持シート３の少なくとも一部とステージ１１１との間に微小な空間を形成させても良い。これにより、保持シート３とステージ１１１との間にも弱いプラズマが回り込むことができるため、除電効果がさらに高まる。除電によって、保持シート３はステージ１１１から滑らかに剥離されるため、搬出の際に保持シート３が損傷するなどのトラブルが抑制され、電子部品の歩留まりはさらに向上する。

また、アッシングの終了後、支持部１２２を上昇させるまでの間（図３（ｈ）〜（ｊ））に、真空チャンバ１０３内に冷却用ガスを導入し、カバー１２４を冷却する冷却工程を設けても良い。これにより、カバー１２４からの輻射熱による、保持シート３の熱的ダメージがさらに抑制し易くなる。保持シート３の熱的ダメージを抑制する観点から、カバー１２４を所定の位置まで上昇させて、カバー１２４を保持シート３から遠ざけた後（図３（ｉ））、上記の冷却工程を行うことが好ましい。

次に、本発明で使用される基板１および搬送キャリア１０の一実施形態について、図５（ａ）および（ｂ）を参照しながら説明する。図５（ａ）は、搬送キャリア１０およびこれに保持された基板１を概略的に示す上面図であり、図５（ｂ）は、基板１および搬送キャリア１０の（ａ）に示すＢ−Ｂ線での断面図である。なお、図５（ａ）および（ｂ）では、フレーム２および基板１が共に略円形である場合について図示するが、これに限定されるものではない。

図５（ａ）に示すように、搬送キャリア１０は、フレーム２および保持シート３を備えている。保持シート３は、その外周部がフレーム２に固定されている。基板１は、保持シート３に貼着されて、搬送キャリアに保持される。

（フレーム）
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。

フレーム２の開口の形状は特に限定されないが、例えば、円形や、矩形、六角形など多角形であってもよい。フレーム２には、位置決めのためのノッチ２ａやコーナーカット２ｂが設けられていてもよい。フレーム２の材質としては、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼などの金属や、樹脂などが挙げられる。フレーム２の一方の面には、保持シート３の一方の面の外周縁付近が貼着される。

（保持シート）
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。

粘着面３ａは、紫外線の照射によって粘着力が減少する粘着成分からなることが好ましい。ダイシング後に紫外線照射を行うことにより、個片化された基板（電子部品）が、粘着面３ａから容易に剥離されるため、ピックアップし易い。例えば、保持シート３は、フィルム状の基材の片面にＵＶ硬化型アクリル粘着剤を、５〜２０μｍの厚みに塗布することにより得られる。

フィルム状の基材の材質は特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンや、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルなどが挙げられる。基材は、ゴム成分、可塑剤、軟化剤、酸化防止剤、導電性材料などの各種添加剤が配合されていても良い。基材の厚みは、例えば、５０〜１５０μｍである。

（基板）
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などの回路層を形成した後、本体部の回路層とは反対側の表面を研削し、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。

基板１の大きさは特に限定されず、例えば、最大径５０ｍｍ〜３００ｍｍ程度、厚み２５〜１５０μｍ程度である。その形状も特に限定されず、例えば、円形、角型である。また、基板１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（いずれも図示せず）が設けられていてもよい。

基板１の本体部の材質も特に限定されず、例えば、半導体、誘電体、金属、あるいはこれらの積層体などが挙げられる。半導体としては、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などが例示できる。誘電体としては、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、ポリイミド、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）などが例示できる。

基板１の保持シート３に貼着していない面には、所望の形状にレジストマスクが形成されている（図示せず）。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がプラズマによりエッチングされ得る。

（第２実施形態）
本実施形態では、プラズマ処理装置１００Ａに替えて、図６に例示されるプラズマ処理装置１００Ｂを用いる。プラズマ処理装置１００Ｂは、カバー１２４を反応室１０３に連結させる点、ステージ１１１に昇降ロッド１３１の端部を連結させる点、および、ステージ１１１の下面と反応室１０３の底面の間にベローズ（伸縮管）１３２を配置した点以外、プラズマ処理装置１００Ａと同様の構成である。なお、図６は、プラズマ処理装置１００Ｂの断面を示す概念図である。

プラズマ処理装置１００Ｂは、ステージ１１１を昇降させることにより、カバー１２４とステージ１１１との距離を変動させる。ステージ１１１は、昇降ロッド１３１により昇降および支持される。ベローズ１３２は、ステージ１１１の径とほぼ同じ径を有する蛇腹状の管であり、昇降ロッド１３１や支持部１２２の一部は、ベローズ１３２の内部に配置されている。ベローズ１３２の内部には、さらに、図示しない各種配線（例えば、第２高周波電源１１０Ｂと高周波電極１２０を結ぶ配線、直流電源１２６とＥＳＣ電極１１９を結ぶ配線等）、冷媒循環装置１２５と冷媒流路１２７とを結ぶ配管等が配置される。ベローズ１３２の内部空間と、真空チャンバ１０３におけるプロセスガスが導入される空間とは、分離している。図７（ａ）および（ｂ）に、プラズマ処理装置１００Ｂを用いたプラズマ処理工程および除去工程における、カバー１２４とステージ１１１との位置関係を示す。図７（ａ）に示すように、プラズマ処理工程では、カバーとステージとは、距離ｄ１を保っている。除去工程では、ステージ１１１をプラズマ処理工程の場合よりも降下させ、図７（ｂ）に示すように、カバー１２４とステージ１１１との距離ｄ２を距離ｄ１よりも大きくする。

本実施形態では、ステージ１１１の内部に配置された冷却部（冷媒流路１２７）は、主に搬送キャリア１０の冷却に寄与する。カバー１２４は、例えば、図示しない冷却装置によって冷却される真空チャンバ１０３の側壁に接触させることにより、冷却されても良い。あるいは、カバー１２４は、カバー１２４の内部に冷媒の流路（図示せず）を設け、そこに図示しない冷媒循環装置により冷媒を循環させることにより、冷却されても良い。このとき、真空チャンバ１０３の側壁に、カバー内部の流路と、真空チャンバ１０３の外部に配置された冷媒循環装置とを繋ぐ貫通孔を設けても良い。なお、除去効果の低下を抑制する観点から、除去工程の際には、カバー１２４が冷却されないように、カバーおよびステージに対する冷却機構を停止しておくことが好ましい。

本発明のプラズマ処理方法は、ステージの上方にカバーを備えるプラズマ処理装置を用いてプラズマ処理を行う場合に有用である。

１：基板、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、４：電子部品、５、５ａ、５ｂ：付着物、１０：搬送キャリア、１００Ａ、１００Ｂ：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（プラズマ源）、１１０Ａ：第１の高周波電源、１１０Ｂ：第２の高周波電源、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、１２１：カバー用昇降ロッド、１２２：支持部、１２２ａ：上端面、１２３Ａ、１２３Ｂ：昇降機構、１２４：カバー、１２４Ｂ：本体部、１２４Ｗ：窓部、１２４Ｌ：カバーの下端、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、１３０：隙間、１３１：ステージ用昇降ロッド、１３２：ベローズ

Claims

保持シートと前記保持シートの外周部に配置されたフレームとを備える搬送キャリアに保持された基板を、反応室の内部に設けられたステージに載置し、前記ステージの上方に配置され、かつ、前記基板を露出させるための窓部を備えるカバーで前記フレームを覆って、前記基板をプラズマ処理するプラズマ処理方法であって、
前記基板を保持する前記搬送キャリアを、前記ステージに載置する載置工程と、
前記カバーと前記ステージとの距離を、前記カバーが前記搬送キャリアに接触することなく前記フレームを覆う第１の距離に調節する距離調節工程と、
前記距離調節工程の後、前記ステージに載置された前記基板に対して、前記プラズマ処理を行うプラズマ処理工程と、
前記プラズマ処理工程の後、前記基板を、前記搬送キャリアとともに前記反応室から搬出する搬出工程と、
前記搬出工程の後、前記反応室の内部にプラズマを発生させて、前記カバーに付着した付着物を除去する除去工程と、を含み、
前記除去工程における前記カバーと前記ステージとの距離が、前記第１の距離よりも大きい第２の距離である、プラズマ処理方法。
前記第２の距離が、２ｍｍ以上である、請求項１に記載のプラズマ処理方法。
前記除去工程において、前記第２距離を変化させる、請求項１または２に記載のプラズマ処理方法。
前記プラズマ処理工程において、前記カバーが冷却される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
前記除去工程において、前記カバーが冷却されない、請求項１〜４のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
前記ステージの内部に冷却部が設けられており、
前記カバーの一部を前記ステージに接触させることにより、前記カバーが冷却される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
保持シートと前記保持シートの外周部に配置されたフレームとを備える搬送キャリアに保持された基板を、反応室の内部に設けられたステージに載置し、前記ステージの上方に配置され、かつ、前記基板を露出させるための窓部を備えるカバーで前記フレームを覆って、前記基板をプラズマ処理する電子部品の製造方法であって、
保持シートと前記保持シートの外周部に配置されたフレームとを備える搬送キャリアに保持された基板を準備する工程と、
前記基板を保持する前記搬送キャリアを、前記ステージに載置する載置工程と、
前記カバーと前記ステージとの距離を、前記カバーが前記搬送キャリアに接触することなく前記フレームを覆う第１の距離に調節する距離調節工程と、
前記距離調節工程の後、前記ステージに載置された前記基板にプラズマ処理を行って、前記基板を個片化するダイシング工程と、
前記ダイシング工程の後、個片化された前記基板を、前記搬送キャリアとともに前記反応室から搬出する搬出工程と、
前記搬出工程の後、前記反応室の内部にプラズマを発生させて、前記カバーに付着した付着物を除去する除去工程と、を含み、
前記除去工程における前記カバーと前記ステージの距離が、前記第１の距離よりも大きい第２の距離である、電子部品の製造方法。