JP6524566B2 - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、フレームと保持シートと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を行うための装置および方法に関する。

環状のフレームと保持シートとを具備する搬送キャリアに保持された基板を処理対象とするプラズマ処理装置では、プラズマによるフレームおよび保持シートへの熱ダメージを抑制する必要がある。その理由は、樹脂材料を含む保持シートが加熱されると、保持シートの伸び（変形）などの不具合が発生するためである。そこで、特許文献１は、中央部に窓部を有するドーナツ形のカバーでフレームおよび保持シートを覆うことを提案している。これにより、フレームおよび保持シートはプラズマから遮蔽される。一方、窓部に露出させた基板はプラズマで処理される。

特開２００９−９４４３６号公報

基板を保持した搬送キャリアは、プラズマ処理装置が具備するチャンバ内に搬入され、チャンバ内に設けられたステージに載置される。通常、ステージには冷却機構が設けられており、プラズマによる搬送キャリアへの熱ダメージが抑制されるようになっている。

フレームは、一般に金属および／または樹脂から形成されており、剛性を有している。そのため、フレームが僅かな歪を有すると、ステージに載置した場合に、フレームとステージとの間に微小な隙間が生じる。このような隙間がある状態でプラズマ処理を行うと、チャンバ内での異常放電や、搬送キャリア（特にフレーム）の冷却不足の原因となる。これにより、プラズマ処理による加工不良、保持シートの劣化による搬送トラブルなどを生じ、処理プロセスの安定性が低下する。

環状のフレームと保持シートとを具備する搬送キャリアは、プラズマ処理を行う場合だけでなく、ブレードやレーザを利用する従来のダイシング工法により基板を処理する場合にも用いられている。従来のダイシング工法は、プラズマによる加熱を考慮する必要がなく、かつフレームの歪が機械的に矯正される環境下で実行される。よって、フレームの歪は問題にならない。

本発明は、フレームと保持シートとを備え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、前記処理室にプラズマを発生させるプラズマ励起装置と、前記搬送キャリアが載置される前記チャンバ内のステージと、前記ステージを冷却するための冷却機構と、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の一部と前記フレームの少なくとも一部とを覆い、かつ前記基板をプラズマに露出させる窓部を備えるカバーと、前記フレームに対する前記カバーの相対的な位置を移動させる移動装置と、を備え、前記カバーは、前記ステージに載置された前記フレームと対向するルーフ部と、前記ルーフ部の前記ステージ側の表面の一部に設けられる接合面から前記ステージに載置された前記フレームに対して突出するとともに、前記フレームを前記ステージに対して押圧して前記フレームの歪を矯正する矯正部材と、を具備し、前記矯正部材と前記フレームとの接触面積は、前記矯正部材と前記ルーフ部との前記接合面の面積よりも小さく、前記ルーフ部の前記ステージ側の前記表面の面積よりも前記接合面の面積が小さい、プラズマ処理装置に関する。

本発明の別の局面は、フレームと保持シートとを備え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、（i）前記基板を保持した前記搬送キャリアを、プラズマ処理装置が具備するチャンバ内に搬入して、前記チャンバ内に設けられた冷却機構を具備するステージに載置する工程と、（ii）前記基板をプラズマに露出させる窓部を備えるカバーにより、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の一部と前記フレームの少なくとも一部とを覆う工程と、（iv）前記チャンバ内にプラズマを発生させて、前記窓部を介して前記基板にプラズマ処理を施す工程と、を具備し、前記カバーは、前記ステージに載置された前記フレームと対向するルーフ部と、前記ルーフ部の前記ステージ側の表面の一部に設けられる接合面から前記ステージに載置された前記フレームに対して突出するとともに、前記フレームを前記ステージに対して押圧して前記フレームの撓みを矯正する矯正部材と、を具備し、前記矯正部材と前記フレームとの接触面積は、前記矯正部材と前記ルーフ部との前記接合面の面積よりも小さく、前記ルーフ部の前記ステージ側の前記表面の面積よりも前記接合面の面積が小さく、前記工程（ii）において、前記矯正部材により前記フレームの歪を矯正する、プラズマ処理方法に関する。

本発明によれば、フレームの歪に起因する異常放電や、搬送キャリアの冷却不足を抑制することができる。よって、プラズマ処理のプロセスの安定性が向上する。

本発明の第一実施形態に係るプラズマ処理装置の第一状態を概念的に示す断面図である。 搬送キャリアの上面図である。 基板を保持する搬送キャリアの上面図（ａ）およびそのIIIb−IIIb線断面図（ｂ）である。 第一実施形態に係るプラズマ処理装置の第二状態を示す断面図である。 ステージに載置された搬送キャリアと矯正部材との位置関係を示す上面図である。 第二実施形態に係るプラズマ処理装置の第一状態の要部拡大断面図である。 第二実施形態に係るプラズマ処理装置の第二状態の要部拡大断面図である。 第二実施形態に係るカバーのルーフ部内面から突出する矯正部材である突起部の斜視図である。 第三実施形態に係るプラズマ処理装置の第一状態の要部拡大断面図である。 第三実施形態に係るプラズマ処理装置の第二状態の要部拡大断面図である。 第三実施形態に係るカバーの周側部内面から突出する矯正部材である枝部の斜視図である。 第四実施形態に係るプラズマ処理装置の第一状態の要部拡大断面図である。 第四実施形態に係るプラズマ処理装置の第二状態の要部拡大断面図である。 第四実施形態に係るカバーの周側部内面から突出する矯正部材である環状フランジ部の切り欠き斜視図である。 第五実施形態に係るプラズマ処理装置の第一状態の要部拡大断面図である。 第五実施形態に係るプラズマ処理装置の第二状態の要部拡大断面図である。 第五実施形態に係るカバーのルーフ部および周側部内面から突出する矯正部材である突起部の斜視図である。 第六実施形態に係るプラズマ処理装置の第一状態の要部拡大断面図である。 第六実施形態に係るプラズマ処理装置の第二状態の要部拡大断面図である。 第七実施形態に係るプラズマ処理装置の第一状態の要部拡大断面図である。 第七実施形態に係るプラズマ処理装置の第二状態の要部拡大断面図である。

次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、以下の説明は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態に係るプラズマ処理装置であるドライエッチング装置１の構造を概念的に示す断面図である。
ドライエッチング装置１は、環状のフレーム７と保持シート６とを備える搬送キャリア４に保持された基板２に、プラズマ処理として、プラズマダイシングを施す装置である。プラズマダイシングとは、例えば複数の集積回路（ＩＣ）が形成されたシリコンウエハなどの基板２を、ドライエッチングにより境界線（ストリート）で切断し、複数のＩＣに個片化する工法である。

ドライエッチング装置１は、減圧可能な処理室５を有するチャンバ（真空容器）３ を備える。基板２を保持した搬送キャリア４は、チャンバ３が有する開閉可能な出入口（図示せず）から処理室５に搬入される。

プラズマ発生に必要なガスは、プロセスガス源１２から配管を通ってチャンバ３が具備するガス導入口３ａに供給される。すなわち、プロセスガス源１２および配管は、プロセスガス供給部の少なくとも一部を構成している。一方、チャンバ３は、処理室５内を排気して減圧するための排気口３ｂを有する。排気口３ｂは、真空ポンプを含む減圧機構１４と接続されている。

ドライエッチング装置１のチャンバ３の頂部を閉鎖する誘電体壁８の上方には、プラズマ励起装置を構成する上部電極（アンテナ）９が配置されている。上部電極９は第１高周波電源１０Ａと電気的に接続されている。一方、処理室５の底部側には、基板２を保持した搬送キャリア４が載置されるステージ１１が配置されている。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。

ステージ１１は、電極部１５と、電極部１５を保持する基台１６とを具備する。電極部１５の外周は、外装部１７により取り囲まれている。電極部１５は、搬送キャリア４の載置面１８を有する薄い誘電体部１５ｂと、冷媒流路１５ａを有する金属部１５ｃとで構成される。冷媒流路１５ａは、温調された冷媒を冷媒流路１５ａ内で循環させる冷媒循環装置２１と連通している。冷媒流路１５ａと冷媒循環装置２１は、ステージ１１を冷却するための冷却機構を構成している。

図２は、搬送キャリアの一例の上面図である。搬送キャリア４は、弾性的に伸展可能な保持シート６と、剛性を有するフレーム７とを備えている。図３は、基板２を保持した搬送キャリア４の上面図（ａ）、およびそのIIIb−IIIb線断面図（ｂ）である。保持シート６は、粘着剤を有する面（粘着面６ａ）と、粘着剤を有しない面（非粘着面６ｂ）とを備えている。

フレーム７は、プラズマ処理の対象物である基板２と同じか、それ以上の面積の開口を有し、略一定の薄い厚みを有している。フレーム７の開口の形状は、特に限定されず、円形でもよく、矩形、六角形などの多角形でもよい。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。フレーム７は、後述するカバー２４の内径よりも大きな内径を有し、カバー２４の外径よりも小さな最大外径を有していることが好ましい。

保持シート６は、フレーム７の外形輪郭内の面積より僅かに小さい面積を有する。保持シート６の一方の面の周縁部が、粘着剤により、フレーム７の一方の面に貼着されている。保持シートはフレーム７の幅全体にわたって貼着する必要はなく、例えばフレーム７の内側から１０ｍｍ幅程度の領域に貼着すればよい。これにより、フレーム７の開口を覆うように、保持シート６がフレーム７に固定される。保持シート６は、例えば、ＵＶ硬化型アクリル粘着剤（粘着面６ａ）と、ポリオレフィン製の基材（非粘着面６ｂ）とで構成することができる。粘着剤は、紫外線照射により、粘着力が減少する成分を含むことが好ましい。これにより、ダイシング後に紫外線照射を行うことで、個片化された基板（チップ）を粘着面６ａから剥離しやすくなる。

基板２は、フレーム７の開口内に位置するように、保持シート６の粘着面６ａに貼着されている。保持シート６は柔軟であるため、保持シート６に基板２を貼着しただけでは、ダイシングにより個片化された基板２（チップ）を安定に搬送することが困難である。基板２が貼着された保持シート６を、剛性を有するフレーム７に固定することにより、ダイシング後においても基板２を搬送することが容易となる。基板２の中心をフレーム７の開口の中心に配置することで、基板２とフレーム７との間には、一定幅で露出する粘着面６ａの環状領域が形成される。環状領域は、プラズマ処理の際、後述するカバー２４により覆われる領域に対応する。

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。

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（図示せず）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。

処理室５内のステージ１１の上方には、プラズマ処理を行う際に、ステージ１１に載置された搬送キャリア４の保持シート６の一部（環状領域）とフレーム７とを覆うカバー２４が設けられている。カバー２４の外形輪郭は円形であり、搬送キャリア４の外形輪郭よりも十分に大きく形成されていることが好ましい。カバー２４は、ドーナツ形のルーフ部２４ａと、ルーフ部２４ａの周縁から屈曲部を介してステージ１１側に延在する筒状の周側部２４ｂとを有し、ルーフ部２４ａの中央に円形の窓部２５を有する。プラズマ処理の際、ルーフ部２４ａは保持シート６の一部とフレーム７の少なくとも一部とを覆い、窓部２５は基板２の少なくとも一部をプラズマに露出させる。ルーフ部２４ａの窓部２５の周囲には、中央部に向かって徐々に標高が低くなるテーパ状窪みが形成されている。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。なお、カバー２４は、保持シート６の環状領域の全体とフレーム７の全体を覆うように設けられることが、これらをプラズマから遮蔽する観点からは望ましい。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。その場合、保持シート６の環状領域の面積の例えば５０％以上がカバー２４で覆われることが好ましい。また、フレーム７の上面（カバー２４と対向する側の面）の面積の例えば５０％以上がカバー２４で覆われることが好ましい。

カバー２４は、更に、ルーフ部２４ａ内面からステージ１１に載置されたフレーム７に対して突出し、フレーム７をステージ１１に対して押圧してフレーム７の歪を矯正する矯正部材２４ｃを有する。カバー２４が保持シート６の一部とフレーム７とを覆っているとき、周側部２４ｂの下端部は、ステージ１１と接触する。周側部２４ｂの下端部は、ステージ１１を貫通する１つ以上の昇降ロッド２６の上端部に連結され、昇降可能である。昇降ロッド２６を昇降させる駆動機構は、特に限定されない。昇降ロッド２６は、図１に概念的に示す駆動機構２７により昇降駆動され、昇降ロッド２６と共にカバー２４が昇降する。すなわち、昇降ロッド２６および駆動機構２７は、フレーム７に対する矯正部材２４ｃの相対的な位置を移動させる移動装置として機能する。具体的には、カバー２４は、搬送キャリア４の保持シート６の一部とフレーム７とを覆う降下位置と、搬送キャリア４の搬入および搬出を行う際の上昇位置とに移動可能である。図４は、カバー２４が上昇位置にあるプラズマ処理装置の状態を示している。なお、降下位置において、カバー２４のルーフ部２４ａの中心側の端部は、保持シート６および基板２のいずれとも直接接触しないことが望ましい。その理由は、プラズマにより加熱されたカバー２４の熱が保持シート６および基板２に伝わることを避けるためである。

降下位置では、矯正部材２４ｃがフレーム７をステージ１１に対して押圧する。すなわち、カバー２４に矯正部材２４ｃを付加するだけで、フレーム７にステージ１１に対する機械的な力を確実に加えることができる。これにより、フレーム７が歪を有する場合でも、その歪が矯正され、フレーム７とステージ１１との間に歪みに起因する隙間が生じなくなる。すなわち、フレーム７の歪みを矯正することで、保持シート６を介してフレーム７を載置面１８に確実に接触させることができる。また、フレーム７の歪みを矯正することで、フレーム７に貼り付けられている保持シート６の載置面１８に対する浮きが抑制され、保持シート６を載置面１８に確実に接触させることができる。よって、フレーム７の歪に起因する異常放電や、搬送キャリア４の冷却不足を抑制することができる。矯正部材２４ｃの形状は特に限定されないが、ルーフ部２４ａがプラズマから受ける熱がフレーム７に伝導しにくい態様であることが望ましい。

矯正部材２４ｃは、カバー２４のルーフ部２４ａおよび／または周側部２４ｂと同じ材質でカバー２４と一体に設ければよい。あるいは、カバー２４とは別に矯正部材２４ａを準備し、カバー２４の所定箇所に接合により固定してカバー２４と一体化してもよい。矯正部材２４ａは、カバー２４のルーフ部２４ａおよび／または周側部２４ｂと同じ材質でもよく、異なる材質でもよい。

矯正部材２４ｃは、弾性体であることが好ましい。この場合、矯正部材２４ｃがフレーム７を押圧して弾性変形する位置までカバー２４を降下させることが可能である。よって、周側部２４ｂを載置面１８に確実に接触させて、カバー２４の冷却を良くするとともに、矯正部材２４ｃでフレーム７を確実に押圧してフレーム７の歪みを矯正することができる。例えば、矯正部材２４ｃの少なくとも一部に弾性を有する材質を用いることで、矯正部材２４ｃに弾性を持たせることができる。弾性を有する材質としては、例えば、耐プラズマ性のある樹脂材料などが好ましい。また、矯正部材２４ｃに弾性を持たせるために、金属製のバネやコイルを組み込んでもよい。突起部２４ｃが弾性体である場合、例えばルーフ部２４ａの内面に溝部を形成し、この溝部に弾性体を嵌め込むことで、カバー２４と一体化してもよい。

以下、ドライエッチング装置１のカバー２４が降下位置にある状態を第一状態、上昇位置にある状態を第二状態ともいう。

図５は、ステージ１１に載置された搬送キャリア４と矯正部材２４ｃとの位置関係を示す上面図である。図５は、図１に示される第一状態のドライエッチング装置１を、処理室５内の上方からカバー２４を透かして見たときの状態を示している。ステージ１１には、基板２を保持する搬送キャリア４が載置されており、破線でその設置個所を示す複数の矯正部材２４ｃが降下位置でフレーム７をステージ１１に対し押圧している。矯正部材２４ｃの数は、特に限定されない。ただし、フレーム７の歪を矯正する十分な効果を得る観点から、複数の矯正部材２４ｃが、フレーム７に沿うように一定間隔毎に設けられていることが好ましい。特に、フレーム７の開口の中心に対して対称な複数箇所（例えば４箇所以上）を、対応する数（例えば４つ以上）の矯正部材２４ｃにより、ステージ１１に対して押圧することが望ましい。また、フレーム７の開口に沿って均等な間隔で、フレーム７の複数個所（例えば３箇所以上）を、対応する数（例えば３つ以上）の矯正部材２４ｃで押圧するようにしてもよい。

処理室５への搬送キャリア４の搬入および搬出は、ステージ１１を貫通する複数のフレーム昇降ピン１９と、図示しない搬送アームとの協働により行われる。具体的には、フレーム昇降ピン１９は、ドライエッチング装置１が第一状態であるときの降下位置（格納位置）と、搬送キャリア４の授受を行う上昇位置とに移動可能である。フレーム昇降ピン１９は、所定の駆動機構により昇降駆動される。搬送キャリア４は、フレーム昇降ピン１９と共に昇降する。図４では、フレーム昇降ピン１９は上昇位置にある。フレーム昇降ピン１９が下降するときに、ステージ１１に搬送キャリア４を載置する作業が行われる。

誘電体部１５ｂの載置面１８付近には、図１に示すように、静電吸着用電極２２ａが内蔵されていることが好ましい。静電吸着用電極２２ａは、直流電源２３と電気的に接続されている。これにより、搬送キャリア４の載置面１８は、静電チャックとして機能する。静電吸着用電極２２ａは双極型であっても単極型であってもよい。

静電吸着用電極２２ａの下方には、第２高周波電源１０Ｂと電気的に接続された下部電極２２ｂが配置されている。下部電極２２ｂに第２高周波電源１０Ｂからバイアス電圧を印加することにより、プラズマ中のイオンが基板２へ入射する際のエネルギーを制御することができる。

ドライエッチング装置１の各要素の動作は、図１に概念的に示す制御装置２８により制御される。ここで、ドライエッチング装置１の要素には、第１および第２高周波電源１０Ａ、１０Ｂ、プロセスガス源１２、減圧機構１４、冷媒循環装置２１、直流電源２３、駆動機構２７などが含まれる。すなわち、駆動機構２７は、制御装置２８からの指令に応じて、昇降ロッド２６の各動作を制御する。フレーム昇降ピン１９の各動作は、制御装置２８からの指令に応じて、所定の駆動機構により制御される。

次に、搬送キャリア４に保持された基板２にプラズマ処理を施すための各プロセスについて例示的に説明する。

まず、基板２を保持した搬送キャリア４を、図示しない搬送機構によって、第二状態のドライエッチング装置１の処理室５内に搬入する。その際、搬送キャリア４は、上昇位置にあるフレーム昇降ピン１９に受け渡される（図４参照）。次に、フレーム昇降ピン１９が降下してステージ１１の載置面１８に搬送キャリア４が載置される。このとき、カバー２４は上昇位置にある。

次に、駆動機構２７により、昇降ロッド２６を上昇位置から降下位置に移動させ、カバー２４が具備する矯正部材２４ｃにより、ステージ１１に載置された搬送キャリア４のフレーム７をステージ１１に対して押圧する。これにより、フレーム７とステージ１１の載置面１８との間に歪みに起因する隙間が生じないように、フレーム７の歪が矯正される。フレーム７の歪みを矯正することで、保持シート６を介してフレーム７を載置面１８に確実に接触させることができる。また、フレーム７の歪みを矯正することで、フレーム７に貼り付けられている保持シート６の載置面１８に対する浮きを抑制し、保持シート６を載置面１８に確実に接触させることができる。

このとき、カバー２４により、搬送キャリア４の保持シート６の一部とフレーム７とが覆われる。一方、基板２は、カバー２４の窓部２５から露出する。これにより、ドライエッチング装置１の第一状態が達成される。

ステージ１１の誘電体部１５ｂの載置面１８付近に静電吸着用電極２２ａが内蔵されている場合、直流電源２３から静電吸着用電極２２ａに直流電圧が印加される。フレーム７は歪みが矯正された状態で保持シート６を介して載置面１８に確実に接触しているため、電圧印加により、フレーム７と載置面１８とを確実に静電吸着でき、フレーム７を冷却することができる。同様に、保持シート６は、載置面１８に対する浮きが抑制された状態で載置面１８に確実に接触しているため、電圧印加により、保持シート６およびこれに貼着された基板２と載置面１８とを確実に静電吸着でき、保持シート６および基板２を冷却することができる。

次に、チャンバ３の処理室５内にプラズマを発生させ、カバー２４の窓部２５から露出する基板２にプラズマ処理を施す。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。

基板２のレジストマスクから露出している部分（ストリート）は、プラズマ中のラジカルとイオンの物理化学的作用よって表面から裏面まで除去され、基板２は複数のチップに個片化される。

プラズマダイシング完了後、アッシングが実行される。図示しないアッシングガス源から処理室５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チャンバ３内にプラズマを発生させ、基板２に照射する。酸素プラズマの照射により、基板２の表面からレジストマスクが除去される。アッシング処理終了後、搬送キャリア４は搬送機構により処理室５から搬出される。

ドライエッチング装置１で実行されるプラズマ処理は、プラズマダイシング、アッシングなどに限定されず、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、上記実施形態のようなＩＣＰ型に限定されず、平行平板型であってもよい。さらに、本発明のプラズマ処理装置は、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。

なお、静電チャックとして機能する静電吸着用電極は、必ずしも必要ではない。ただし、フレーム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、誘電体部１５ｂの載置面１８付近に静電吸着用電極を設けることが望ましい。これにより、例えば矯正部材２４ａによる押圧が緩んだ場合でも、静電吸着用電極がフレームに静電引力を働かせ、フレームをステージに密着させやすくなる。一旦、矯正部材２４ｃによりフレーム７がステージ１１に押圧されると、その後、たとえ矯正部材２４ｃ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とステージ１１との間に隙間は生じにくくなる。

（第二実施形態）
図６Ａおよび図６Ｂは、本発明の第二実施形態に係るプラズマ処理装置の第一状態および第二状態の要部の構造を、それぞれ概念的に示す断面図である。本実施形態が第一実施形態と異なる点は、ステージ内に設置された磁力発生源２２ｃを具備する点である。磁力発生源２２ｃとしては、例えば電磁石、永久磁石などを用いることができる。よって、フレーム７が磁性材料を具備する場合には、磁力発生源２２ｃによりフレーム７に磁力を働かせ、磁力によりフレーム７をステージ１１の電極部１５に引き寄せ、密着させることができる。これにより、プロセスの更なる安定化を図ることができる。この効果を得る観点からは、ステージ１１の誘電体部１５ｂの載置面１８付近において、フレーム７と対向するように磁力発生源２２ｃを設置することが好ましい。磁性材料としては、例えば鉄、ニッケルなどが挙げられる。

図６Ｃは、本実施形態に係るカバー２４のルーフ部２４ａ内面から突出する矯正部材である突起部２４ｃの斜視図である。図６Ａ、図６Ｂでは、突起部２４ｃは概念的に先端の尖った円錐として示されているが、突起部２４ｃのフレーム７との接触面は、図６Ｃに示すような平面または球面であることが好ましい。突起部２４ｃは、フレーム７に沿うように一定間隔毎に複数設けられている。

突起部２４ｃは、ルーフ部２４ａとの接合面に比べ、フレーム７と接触する部分の面積が小さくなっている。このような突起部２４ｃによれば、カバー２４がプラズマから受ける熱がフレーム７に伝導しにくいため、フレーム７の冷却不足を抑制する効果が大きくなる。突起部２４ｃの形状は、図示例のような円錐台に限られず、ルーフ部２４ａとの接合面が多角形である角錐台でもよい。

（第三実施形態）
図７Ａおよび図７Ｂは、本発明の参考形態である第三実施形態に係るプラズマ処理装置の第一状態および第二状態の要部の構造を、それぞれ概念的に示す断面図である。図７Ｃは、本実施形態に係るカバー２４の周側部２４ｂ内面から突出する矯正部材である枝部２４ｄの斜視図である。

本実施形態が第一実施形態と異なる点は、カバー２４の周側部２４ｂから突出する枝部２４ｄが矯正部材としてフレーム７を押圧する点である。枝部２４ｄは、フレーム７に沿うように一定間隔毎に複数設けられている。

枝部２４ｄは、プラズマの熱をダイレクトに受けるルーフ部２４ａではなく、周側部２４ｂから突出しているため、カバー２４がプラズマから受ける熱がフレーム７に伝導しにくい。よって、フレーム７の冷却不足を抑制する効果が大きくなる。枝部２４ｄの形状は、図示例のような板状に限られず、例えば棒状でもよい。

（第四実施形態）
図８Ａおよび図８Ｂは、本発明の参考形態である第四実施形態に係るプラズマ処理装置の第一状態および第二状態の要部の構造を、それぞれ概念的に示す断面図である。図８Ｃは、本実施形態に係るカバー２４の周側部２４ｂ内面から突出する矯正部材である環状フランジ部２４ｅの切り欠き斜視図である。

本実施形態が第一実施形態と異なる点は、カバー２４の周側部２４ｂから突出する環状フランジ部２４ｅが矯正部材としてフレーム７を押圧する点である。環状フランジ部２４ｅは、フレーム７に沿うように周側部２４ｂの全周にわたって設けてもよく、環状フランジ部２４ｅが部分的に切り欠かれていてもよい。

環状フランジ部２４ｅは、プラズマの熱をダイレクトに受けるルーフ部２４ａではなく、周側部２４ｂから突出しているため、カバー２４がプラズマから受ける熱がフレーム７に伝導しにくい。よって、フレーム７の冷却不足を抑制する効果が大きくなる。また、フレーム７と接触する面積が比較的大きいため、フレーム７をステージ１１の電極部１５に対して押圧する力が大きくなる。よって、プロセスの安定性を向上させる効果が大きくなる。

（第五実施形態）
図９Ａおよび図９Ｂは、本発明の第五実施形態に係るプラズマ処理装置の第一状態および第二状態の要部の構造を、それぞれ概念的に示す断面図である。図９Ｃは、本実施形態に係るカバー２４のルーフ部２４ａおよび周側部２４ｂ内面から突出する矯正部材である突起部２４ｆの斜視図である。

本実施形態が第一実施形態と異なる点は、第一状態のとき、すなわち矯正部材２４ｆがフレーム７をステージ１１の電極部１５に対して押圧しているときに、矯正部材２４ｆがフレーム７に当接する第一接触面２４Ｓａおよびステージ１１に当接する第二接触面２４Ｓｂを有する点である。ステージ１１は冷却機構により冷却されているため、ステージ１１と接触する矯正部材２４ｆも冷却される。これにより、矯正部材２４ｆを介してフレーム７を更に冷却することが可能となる。よって、冷却の効果を高めることができる。また、矯正部材２４ｆは、カバー２４と一体であるため、カバー２４も冷却される。これにより、カバー２４から保持シート６およびフレーム７に放射される輻射熱を抑制することができる。よって、搬送キャリア４を冷却する効果が更に高められる。なお、図示例では、矯正部材２４ｆは、カバー２４のルーフ部２４ａおよび周側部２４ｂの両方と接触または連続しているが、ルーフ部２４ａのみと接触または連続していてもよい。

ステージ１１と矯正部材２４ｆとの接触を許容する場合、矯正部材２４ｆの体積を大きくすることができる。これにより、矯正部材２４ｆの熱容量が大きくなり、ステージ１１に当接する第二接触面２４Ｓｂの面積も大きくなる。よって、矯正部材２４ｆとステージ１１との熱交換は効率的に進行する。同様に、フレーム７に当接する第一接触面２４Ｓａの面積も大きくなり、矯正部材２４ｆとフレーム７との熱交換も効率的に進行する。上記効果を得る観点からは、矯正部材２４ｆの熱伝導率をカバー２４のルーフ部２４ａの熱伝導率よりも大きくすることが有効である。矯正部材２４ｆ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、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。

（第六実施形態）
図１０Ａおよび図１０Ｂは、本発明の第六実施形態に係るプラズマ処理装置の第一状態および第二状態の要部の構造を、それぞれ概念的に示す断面図である。
本実施形態が第一実施形態と異なる点は、ステージ１１の搬送キャリア４と当接する表面が、搬送キャリア４に保持された基板２と対向する平坦な第１領域と、第１領域を囲むように設けられた第１領域より標高の低い第２領域と、を有する点である。矯正部材２４ｃがフレーム７をステージ１１の電極部１５に対して押圧しているとき、フレーム７は第２領域と対向している。これにより、保持シート６に適度な張力が付与され、基板２と第１領域との密着性が高められる。よって、プロセスの安定性が更に向上する。第１領域と第２領域との標高差は、例えば０．５ｍｍ以上が好ましく、１ｍ以上が更に好ましい。ただし、標高差が大きすぎると、保持シート６の負担が大きくなるため、標高差は５ｍｍ以下とすることが好ましい。

（第７実施形態）
図１１Ａおよび図１１Ｂは、本発明の第七実施形態に係るプラズマ処理装置の第一状態および第二状態の要部の構造を、それぞれ概念的に示す断面図である。ただし、ドライエッチング装置１のカバー２４がステージ１１（電極部１５）に対して相対的に降下位置にある状態が第一状態であり、相対的に上昇位置にある状態が第二状態である。

本実施形態が第一実施形態と異なる点は、カバー２４がチャンバ３の側壁に固定され、ステージ１１がカバー２４に対して移動可能である点である。このとき、矯正部材２４ｃも当然にチャンバ３に対して固定される。この場合、カバー２４を昇降させる駆動機構は不要であり、ステージ１１を昇降させる駆動機構が必要となる。ステージ１１を昇降させる駆動機構は、フレーム７に対するカバー２４の相対的な位置を移動させる移動装置として機能する。

本実施形態によれば、カバー２４がチャンバ３に固定されているため、カバー２４にカバー内冷媒流路３０を内蔵させ、冷媒を循環させる機構を設けることが容易となる。よって、カバー２４の温度上昇を抑制しやすくなる。これにより、カバー２４から保持シート６およびフレーム７に放射される輻射熱を抑制することができ、搬送キャリア４を冷却する効果が更に高められる。

本発明のプラズマ処理装置および処理方法は、搬送キャリアに保持された基板をプラズマ処理するプロセスにおいて有用であり、搬送キャリアの状態に大きく影響されることなく、プラズマダイシングをはじめとする様々なエッチングを安定的に実施することができる。

１：ドライエッチング装置、２：基板、３：チャンバ、３ａ：ガス導入口、３ｂ：排気口、４：搬送キャリア、５：処理室、６：保持シート、６ａ：粘着面、６ｂ：非粘着面、７：フレーム、８：誘電体壁、９：上部電極（アンテナ）、１０Ａ：第１高周波電源、１０Ｂ：第２高周波電源、１１：ステージ、１２：プロセスガス源、１４：減圧機構、１５：電極部、１５ａ：冷媒流路、１５ｂ：誘電体部、１５ｃ：金属部、１６：基台、１７：外装部、１８：載置面、１９：フレーム昇降ピン、２１：冷媒循環装置、２２ａ：静電吸着用電極、２２ｂ：下部電極、２２ｃ：磁力発生源、２３：直流電源、２４：カバー、２４ａ：ルーフ部、２４ｂ：周側部、２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｆ：矯正部材、２５：窓部、２６：昇降ロッド、２７：駆動機構、２８：制御装置、２４Ｓａ：第一当接面、２４Ｓｂ：第二当接面、３０：カバー内冷媒流路

Claims (9)

1. フレームと保持シートとを備え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、
   前記処理室にプラズマを発生させるプラズマ励起装置と、
   前記搬送キャリアが載置される前記チャンバ内のステージと、
   前記ステージを冷却するための冷却機構と、
   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の一部と前記フレームの少なくとも一部とを覆い、かつ前記基板をプラズマに露出させる窓部を備えるカバーと、
   前記フレームに対する前記カバーの相対的な位置を移動させる移動装置と、を備え、
   前記カバーは、
   前記ステージに載置された前記フレームと対向するルーフ部と、
   前記ルーフ部の前記ステージ側の表面の一部に設けられる接合面から前記ステージに載置された前記フレームに対して突出するとともに、前記フレームを前記ステージに対して押圧して前記フレームの歪を矯正する矯正部材と、
   を具備し、
   前記矯正部材と前記フレームとの接触面積は、前記矯正部材と前記ルーフ部との前記接合面の面積よりも小さく、
   前記ルーフ部の前記ステージ側の前記表面の面積よりも前記接合面の面積が小さい、プラズマ処理装置。
2. 前記矯正部材が、少なくとも前記ルーフ部から前記フレームに対して突出する突起部を含む、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記突起部は、前記フレームを前記ステージに対して押圧しているときに、前記フレームに当接する第一接触部および前記ステージに当接する第二接触部を有する、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記矯正部材の熱伝導率が、前記ルーフ部よりも大きい、請求項３に記載のプラズマ処理装置。
5. 複数の前記突起部が、前記フレームに沿うように一定間隔毎に設けられている、請求項２〜４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
6. 更に、前記ステージ内に設置された静電チャックを具備し、
   前記静電チャックが、前記フレームに静電気力を働かせて前記フレームを前記ステージに密着させる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
7. 更に、前記ステージ内に設置された磁力発生源を具備し、
   前記フレームが、磁性材料を具備し、
   前記磁力発生源が前記フレームに磁力を働かせて前記フレームを前記ステージに密着させる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
8. 前記ステージの前記搬送キャリアと当接する表面が、
   前記搬送キャリアに保持された前記基板と対向する平坦な第１領域と、前記第１領域を囲むように設けられた前記第１領域より標高の低い第２領域と、を有し、
   前記矯正部材が前記フレームを前記ステージに対して押圧しているときに、前記搬送キャリアの前記フレームが、前記第２領域と対向する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
9. フレームと保持シートとを備え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、
   （i）前記基板を保持した前記搬送キャリアを、プラズマ処理装置が具備するチャンバ内に搬入して、前記チャンバ内に設けられた冷却機構を具備するステージに載置する工程と、
   （ii）前記基板をプラズマに露出させる窓部を備えるカバーにより、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の一部と前記フレームの少なくとも一部とを覆う工程と、
   （iv）前記チャンバ内にプラズマを発生させて、前記窓部を介して前記基板にプラズマ処理を施す工程と、を具備し、
   前記カバーは、
   前記ステージに載置された前記フレームと対向するルーフ部と、
   前記ルーフ部の前記ステージ側の表面の一部に設けられる接合面から前記ステージに載置された前記フレームに対して突出するとともに、前記フレームを前記ステージに対して押圧して前記フレームの撓みを矯正する矯正部材と、を具備し、
   前記矯正部材と前記フレームとの接触面積は、前記矯正部材と前記ルーフ部との前記接合面の面積よりも小さく、
   前記ルーフ部の前記ステージ側の前記表面の面積よりも前記接合面の面積が小さく、
   前記工程（ii）において、前記矯正部材により前記フレームの歪を矯正する、プラズマ処理方法。

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