JP6807558B2

JP6807558B2 - Plasma processing method and plasma processing equipment

Info

Publication number: JP6807558B2
Application number: JP2016218161A
Authority: JP
Inventors: 尚吾置田; 功幸松原; 伊藤　彰宏; 彰宏伊藤; 篤史針貝
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2016-11-08
Publication date: 2021-01-06
Anticipated expiration: 2036-11-08
Also published as: JP2018078168A

Description

本発明は、プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置に関する。 The present invention relates to a plasma processing method and a plasma processing apparatus.

１枚の基板を個片化して複数の素子チップを製造する方法として、プラズマダイシングが知られている。プラズマダイシングは、プラズマ処理方法の１つであり、１枚の基板をプラズマエッチングすることによって複数の素子チップに分割する方法である。分割される素子チップの搬送を容易にするために、プラズマエッチングの前に基板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よって保持される。特許文献１，２に開示されたプラズマ処理装置は、プラズマエッチングの際に搬送キャリアがプラズマに曝されて損傷しないように保護するためのカバーを備える。 Plasma dicing is known as a method for manufacturing a plurality of element chips by separating one substrate into individual pieces. Plasma dicing is one of the plasma processing methods, and is a method of dividing one substrate into a plurality of element chips by plasma etching. In order to facilitate the transfer of the divided element chips, the substrate is held by a transfer carrier consisting of an annular frame and a holding sheet prior to plasma etching. The plasma processing apparatus disclosed in Patent Documents 1 and 2 includes a cover for protecting the transport carrier from being exposed to plasma and being damaged during plasma etching.

特表２０１４−５１３８６８号公報Special Table 2014-513868 特許４８５８３９５号公報Japanese Patent No. 4858395

特許文献１および特許文献２に開示されているようなカバーを設けた場合でも搬送キャリアの保護は完全ではなく、損傷することがある。例えば保持シートが破れた場合、基板を搬送できない。しかし、特許文献１および特許文献２に開示されているプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置では、搬送キャリアの損傷を防止することについて十分な検討がなされておらず、改善の余地がある。 Even if a cover as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 is provided, the protection of the transport carrier is not perfect and may be damaged. For example, if the holding sheet is torn, the substrate cannot be conveyed. However, in the plasma processing methods and plasma processing devices disclosed in Patent Documents 1 and 2, sufficient studies have not been made on preventing damage to the transport carrier, and there is room for improvement.

本発明は、プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置において、プラズマエッチングの際の搬送キャリアの損傷を防止することを課題とする。 An object of the present invention is to prevent damage to a transport carrier during plasma etching in a plasma processing method and a plasma processing apparatus.

本発明のプラズマ処理方法は、環状のフレームと保持シートからなる搬送キャリアによって基板を保持し、プラズマ処理装置の反応室の内部に設けられたステージに前記搬送キャリアに保持された前記基板を載置し、前記ステージの上方に設けられたカバーと前記フレームとを近接させることにより、前記カバーにより前記フレームを保護し、第１のガスを前記反応室の内部に供給し、前記プラズマ処理装置が備える誘導コイルに高周波電力を印加して前記反応室の内部に第１のプラズマを生成することにより、前記基板の表面に保護膜を堆積させる第１のプラズマ処理と、第２のガスを前記反応室の内部に供給し、前記誘導コイルに高周波電力を印加して前記反応室の内部に第２のプラズマを生成することにより、前記基板の表面をエッチングする第２のプラズマ処理とを交互に繰り返して前記基板をプラズマ処理することを含むプラズマ処理方法において、前記第１のプラズマ処理から前記第２のプラズマ処理に移行するときに前記誘導コイルに投入する高周波電力を一時的に低下させる。 In the plasma processing method of the present invention, a substrate is held by a transport carrier composed of an annular frame and a holding sheet, and the substrate held by the transport carrier is placed on a stage provided inside a reaction chamber of a plasma processing apparatus. Then, by bringing the cover provided above the stage close to the frame, the frame is protected by the cover, the first gas is supplied to the inside of the reaction chamber, and the plasma processing apparatus is provided. A first plasma treatment in which a protective film is deposited on the surface of the substrate by applying high-frequency power to the induction coil to generate a first plasma inside the reaction chamber, and a second gas in the reaction chamber. A second plasma process for etching the surface of the substrate is alternately repeated by supplying a second plasma to the inside of the reaction chamber and applying a high frequency power to the induction coil to generate a second plasma inside the reaction chamber. In a plasma treatment method including plasma treatment of the substrate, the high frequency power applied to the induction coil when shifting from the first plasma treatment to the second plasma treatment is temporarily reduced.

前記第１のプラズマ処理から前記第２のプラズマ処理に移行するときに前記誘導コイルに投入する高周波電力は、前記第１のプラズマ処理で前記誘導コイルに投入する高周波電力よりも小さくてもよい。 The high-frequency power applied to the induction coil when shifting from the first plasma treatment to the second plasma processing may be smaller than the high-frequency power applied to the induction coil in the first plasma treatment.

前記プラズマ処理では、前記反応室の内部での連続な放電状態を持続させてもよい。 In the plasma treatment, a continuous discharge state inside the reaction chamber may be maintained.

これらの方法によれば、第１のプラズマ処理から第２のプラズマ処理に移行するときにカバーとフレームとの隙間で異常放電が発生することを防止でき、プラズマエッチングの際の搬送キャリアの損傷を防止できる。通常のプラズマダイシングでは、基板を高速で深く加工する場合には、誘導コイルに印加する高周波電力を高く設定し、第１のプラズマ処理と第２のプラズマ処理とを交互に繰り返すサイクルエッチングが行われる。サイクルエッチングでは、第１のプラズマ処理から第２のプラズマ処理への切り替えの際にプラズマが不安定となる。そのため、誘導コイルに印加する高周波電力を高く設定した場合、反応室内の狭い空間で、即ちカバーとフレームとの隙間で、局所的に強い異常放電が生じることがある。しかし、上記方法のように第１のプラズマ処理から第２のプラズマ処理に移行するとき、誘導コイルに投入する高周波電力を第１のプラズマ処理で誘導コイルに投入する高周波電力よりも一時的に低下させることで、この異常放電を防止でき、連続な放電状態を持続させることができる。 According to these methods, it is possible to prevent abnormal discharge from occurring in the gap between the cover and the frame when shifting from the first plasma treatment to the second plasma treatment, and damage to the transport carrier during plasma etching can be prevented. Can be prevented. In ordinary plasma dicing, when the substrate is deeply machined at high speed, the high frequency power applied to the induction coil is set high, and cycle etching is performed in which the first plasma treatment and the second plasma treatment are alternately repeated. .. In cycle etching, the plasma becomes unstable when switching from the first plasma treatment to the second plasma treatment. Therefore, when the high frequency power applied to the induction coil is set high, a strong abnormal discharge may occur locally in a narrow space in the reaction chamber, that is, in the gap between the cover and the frame. However, when shifting from the first plasma processing to the second plasma processing as in the above method, the high frequency power applied to the induction coil is temporarily lower than the high frequency power applied to the induction coil in the first plasma processing. By doing so, this abnormal discharge can be prevented and a continuous discharge state can be maintained.

前記第１のプラズマ処理から前記第２のプラズマ処理に移行するときに前記反応室内の圧力を所定以上に維持することにより、前記プラズマ処理における前記反応室の内部での連続な放電状態を持続させてもよい。 By maintaining the pressure in the reaction chamber at a predetermined level or higher when shifting from the first plasma treatment to the second plasma treatment, a continuous discharge state inside the reaction chamber in the plasma treatment is maintained. You may.

この方法によれば、プラズマ処理において、第１のプラズマ処理から第２のプラズマ処理に移行するときに反応室内の圧力を所定以上に維持している。上記の異常放電は反応室内の圧力が所定値以上のときに発生し難いことが実験的に確認できており、従って、所定の圧力を維持してプラズマエッチングを行うことで、この異常放電を防止できる。ここで、第１のプラズマ処理から第２のプラズマ処理に移行するときに反応室内で維持されるべき圧力は装置の態様やプラズマエッチングに使用するガス種等によって異なり、適宜決定される。 According to this method, in the plasma treatment, the pressure in the reaction chamber is maintained above a predetermined value when shifting from the first plasma treatment to the second plasma treatment. It has been experimentally confirmed that the above-mentioned abnormal discharge is unlikely to occur when the pressure in the reaction chamber is above a predetermined value. Therefore, plasma etching is performed while maintaining the predetermined pressure to prevent this abnormal discharge. it can. Here, the pressure to be maintained in the reaction chamber when shifting from the first plasma treatment to the second plasma treatment differs depending on the mode of the apparatus, the gas type used for plasma etching, and the like, and is appropriately determined.

前記第１のガスは、フルオロカーボンを含んでもよい。また、前記第２のガスは、六フッ化硫黄を含んでもよい。 The first gas may contain fluorocarbons. In addition, the second gas may contain sulfur hexafluoride.

この方法によれば、異常放電を防止すべき時期を厳密に特定できる。フルオロカーボンを含むガスは放電し易い性質を有し、六フッ化硫黄を含むガスは放電し難い性質を有する。第１のプラズマ処理から第２のプラズマ処理に移行するときに、フルオロカーボンを含む第１のガスから六フッ化硫黄を含む第２のガスに切り替えるが、このときにカバーとフレームとの隙間に放電し易いフルオロカーボンを含む第１のガスが残留し、その隙間で異常放電を誘発する。これに対し、第２のプラズマ処理から第１のプラズマ処理に移行するときに、カバーとフレームとの隙間に放電し難い六フッ化硫黄を含む第２のガスが残留してもその隙間で異常放電は誘発されない。従って、異常放電を防止すべき時期を第１のプラズマ処理から第２のプラズマ処理に移行するときであると厳密に特定できる。 According to this method, the time when abnormal discharge should be prevented can be strictly specified. A gas containing fluorocarbon has a property of being easily discharged, and a gas containing sulfur hexafluoride has a property of being difficult to discharge. When shifting from the first plasma treatment to the second plasma treatment, the first gas containing fluorocarbon is switched to the second gas containing sulfur hexafluoride, but at this time, a discharge is made in the gap between the cover and the frame. A first gas containing fluorocarbon, which is easy to easily remain, remains, and an abnormal discharge is induced in the gap. On the other hand, when shifting from the second plasma treatment to the first plasma treatment, even if a second gas containing sulfur hexafluoride, which is difficult to discharge, remains in the gap between the cover and the frame, the gap is abnormal. Discharge is not induced. Therefore, it can be strictly specified that the time when the abnormal discharge should be prevented is the time when the first plasma treatment is shifted to the second plasma treatment.

本発明のプラズマ処理装置は、反応室と、前記反応室内に設けられ、環状のフレームと保持シートからなる搬送キャリアによって保持された基板が載置されるステージと、前記基板の表面に保護膜を堆積させる第１のプラズマとなる第１のガスを前記反応室内に供給するための第１のガス供給機構と、前記基板の表面をエッチングするための第２のプラズマとなる第２のガスを前記反応室内に供給するための第２のガス供給機構と、高周波電力を印加し、前記反応室内で前記第１のプラズマおよび前記第２のプラズマを生成するための誘導コイルと、前記ステージに載置された前記搬送キャリアを前記第１のプラズマおよび前記第２のプラズマから保護するためのカバーと、前記第１のプラズマによる処理から前記第２のプラズマによる処理に切り替えるときに前記誘導コイルに印加する高周波電力を一時的に低下させる制御装置とを備える。 The plasma processing apparatus of the present invention has a reaction chamber, a stage on which a substrate provided in the reaction chamber and held by a transport carrier composed of an annular frame and a holding sheet is placed, and a protective film on the surface of the substrate. The first gas supply mechanism for supplying the first gas to be the first plasma to be deposited into the reaction chamber and the second gas to be the second plasma for etching the surface of the substrate are said. A second gas supply mechanism for supplying to the reaction chamber, an induction coil for applying high-frequency power to generate the first plasma and the second plasma in the reaction chamber, and mounting on the stage. A cover for protecting the conveyed carrier from the first plasma and the second plasma, and an application to the induction coil when switching from the treatment by the first plasma to the treatment by the second plasma. It is equipped with a control device that temporarily reduces high-frequency power.

本発明によれば、プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置において、第１のプラズマ処理から第２のプラズマ処理に移行するとき、誘導コイルに投入する高周波電力を一時的に低下させている。そのため、カバーとフレームとの隙間で異常放電が発生することを防止でき、プラズマエッチングの際の搬送キャリアの損傷を防止できる。 According to the present invention, in the plasma processing method and the plasma processing apparatus, when shifting from the first plasma processing to the second plasma processing, the high frequency power applied to the induction coil is temporarily reduced. Therefore, it is possible to prevent an abnormal discharge from occurring in the gap between the cover and the frame, and it is possible to prevent damage to the transport carrier during plasma etching.

実施形態に係るプラズマ処理装置の概略を示す正面断面図。The front sectional view which shows the outline of the plasma processing apparatus which concerns on embodiment. 図１の部分拡大図。A partially enlarged view of FIG. 図２の平面図。The plan view of FIG. 実施形態に係るプラズマ処理方法のフローチャート。The flowchart of the plasma processing method which concerns on embodiment. 図４のプラズマ処理工程におけるプラズマ処理装置の状態変化を示すグラフ。The graph which shows the state change of the plasma processing apparatus in the plasma processing process of FIG.

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、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。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, terms indicating a specific direction or position (for example, terms including "top", "bottom", "side", and "edge") are used as necessary, but the use of these terms is used. Is for facilitating the understanding of the invention with reference to the drawings, and the meaning of those terms does not limit the technical scope of the present invention. In addition, the following description is merely an example and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.

図１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、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部が形成されたウエハ２を、ドライエッチングを用いて切断し、個々のＩＣ部に個片化する工法である。図２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とは反対側でＩＣ部等は形成されていない裏面２ｂとを備える。また、ウエハ２の上面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。 FIG. 1 shows a dry etching apparatus 1 which is an example of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the dry etching apparatus 1 performs plasma dicing and subsequent ashing on the wafer (substrate) 2. Plasma dicing is a method of cutting a wafer 2 on which a plurality of IC portions are formed by using dry etching to separate the wafers into individual IC portions. Referring to FIG. 2, the circular wafer 2 in the present embodiment has a front surface 2a on which an IC portion or the like (not shown) is formed and a back surface 2b on the opposite side of the front surface 2a on which the IC portion or the like is not formed. Be prepared. Further, a mask 3 is formed on the upper surface of the wafer 2 with a pattern for plasma dicing.

ドライエッチング装置１は、圧力調整可能な反応室Ｒを画定するチャンバ４を備える。チャンバ４では、出入口４ａを介して搬送キャリア５を反応室Ｒに収納することができる。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。ＵＶテープの一方の面は粘着性を有する面（粘着面６ａ）であり、他方の面は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維持できない。このため、保持シート６の外周縁付近の粘着面６ａには、厚みの薄い環状のフレーム７が貼着されている。フレーム７は、例えば、ステンレス、アルミニウム等の金属や樹脂からなり、保持シート６と共に形状を保持できる剛性を有する。 The dry etching apparatus 1 includes a chamber 4 that defines a pressure-adjustable reaction chamber R. In the chamber 4, the transport carrier 5 can be housed in the reaction chamber R via the doorway 4a. The transport carrier 5 includes a holding sheet 6 that holds the wafer 2 detachably. As the holding sheet 6, for example, a so-called UV tape which is elastically stretchable and holds the wafer 2 by the adhesive force, but whose chemical properties are changed by irradiation with ultraviolet rays and the adhesive force is significantly reduced can be used. .. One surface of the UV tape is an adhesive surface (adhesive surface 6a), and the other surface is a non-adhesive surface (non-adhesive surface 6b). The holding sheet 6 is flexible and cannot easily bend by itself to maintain a constant shape. Therefore, a thin annular frame 7 is attached to the adhesive surface 6a near the outer peripheral edge of the holding sheet 6. The frame 7 is made of, for example, a metal or resin such as stainless steel or aluminum, and has rigidity capable of holding the shape together with the holding sheet 6.

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３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、ウエハ２とフレーム７との間には一定幅の環状領域６ｄが形成される。そして、平面視で、この環状領域６ｄにＲＦ電極２１の外周縁が位置するように設定されている。 The wafer 2 is held on the holding sheet 6 of the transport carrier 5 by attaching the back surface 2b to the adhesive surface 6a. As shown in FIG. 3, the wafer 2 is arranged in the center of the circular region 6c surrounded by the frame 7 in the adhesive surface 6a of the holding sheet 6. Specifically, the position of the wafer 2 with respect to the holding sheet 6 is substantially aligned with the center Cs of the circular region 6c and the center Cw of the wafer 2 (the center when the wafer 2 is viewed from the front surface 2a or the back surface 2b). It is set. By arranging the wafer 2 in the center of the circular region 6c, an annular region 6d having a constant width is formed between the wafer 2 and the frame 7. Then, in a plan view, the outer peripheral edge of the RF electrode 21 is set to be located in this annular region 6d.

図１に示すように、ドライエッチング装置１のチャンバ４の頂部を閉鎖する誘電体壁８の上方には、上部電極としてのＩＣＰ（Inductive Coupled Plasma）コイル（誘導コイル）９が配置されている。ＩＣＰコイル９は第１の高周波電源部１０に電気的に接続されている。一方、チャンバ４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１１が配置されている。チャンバ４のガス導入口８ａには第１のガス源（第１のガス供給機構）１２ａと第２のガス源（第２のガス供給機構）１２ｂとアッシングガス源１３とが流体的に接続され、排気口４ｂにはチャンバ４内を真空排気するための真空ポンプを含む減圧機構１４ａが圧力調整弁１４ｂを介して接続されている。 As shown in FIG. 1, an ICP (Inductive Coupled Plasma) coil (induction coil) 9 as an upper electrode is arranged above the dielectric wall 8 that closes the top of the chamber 4 of the dry etching apparatus 1. The ICP coil 9 is electrically connected to the first high frequency power supply unit 10. On the other hand, on the bottom side of the chamber 4, a stage 11 on which the transfer carrier 5 holding the wafer 2 is placed is arranged as described above. A first gas source (first gas supply mechanism) 12a, a second gas source (second gas supply mechanism) 12b, and an ashing gas source 13 are fluidly connected to the gas inlet 8a of the chamber 4. A pressure reducing mechanism 14a including a vacuum pump for evacuating the inside of the chamber 4 is connected to the exhaust port 4b via a pressure adjusting valve 14b.

図２に示すように、ステージ１１は、静電チャック１６Ａ、およびその下方側に配置される電極部本体１６Ｂからなる電極部１５と、電極部本体１６Ｂの下方側に配置される基台部１７と、これらの外周を取り囲む外装部１８とを備える。また、ステージ１１には冷却装置１９が設けられている。 As shown in FIG. 2, the stage 11 has an electrode portion 15 composed of an electrostatic chuck 16A and an electrode portion main body 16B arranged on the lower side thereof, and a base portion 17 arranged on the lower side of the electrode portion main body 16B. And an exterior portion 18 surrounding these outer circumferences. Further, the stage 11 is provided with a cooling device 19.

電極部１５の静電チャック１６Ａは、薄いセラミックス、溶射セラミックス、又は、誘電材料からなるシートで構成されている。静電チャック１６Ａの上面の中央部分には、ウエハ２を保持した搬送キャリア５が載置される。また静電チャック１６Ａの外周側部分には、後述するカバー２８が載置される。静電チャック１６Ａには、双極型又は単極型である静電吸着用電極２０が上方側に内蔵され、単極型であるＲＦ（高周波）電極２１が下方側に内蔵されている。静電吸着用電極２０には直流電源２２が電気的に接続されている。静電吸着用電極２０は、搬送キャリア５の中心部分からカバー２８の外周側下面に至る全体、もしくは、少なくともフレーム７の下側まで、に亘って配置されている。これにより、フレーム７およびカバー２８、もしくは、少なくともフレーム７を静電吸着することができる。ＲＦ電極２１には第２の高周波電源部２３が電気的に接続されている。ＲＦ電極２１の外周縁部は、平面視で、搬送キャリア５上に載置したウエハ２よりも外周側で、後述するカバー２８の内周縁の内周側に位置している。これにより、発生させたプラズマでウエハ２の全体をエッチングすることができると共に、シース領域がカバー２８にかかることがなく、熱によるダメージを軽減することができる。 The electrostatic chuck 16A of the electrode portion 15 is made of a sheet made of thin ceramics, thermal sprayed ceramics, or a dielectric material. A transport carrier 5 holding the wafer 2 is placed on the central portion of the upper surface of the electrostatic chuck 16A. A cover 28, which will be described later, is placed on the outer peripheral side portion of the electrostatic chuck 16A. In the electrostatic chuck 16A, a bipolar or unipolar electrostatic adsorption electrode 20 is built in on the upper side, and a unipolar RF (radio frequency) electrode 21 is built in on the lower side. A DC power supply 22 is electrically connected to the electrostatic adsorption electrode 20. The electrostatic adsorption electrode 20 is arranged from the central portion of the transport carrier 5 to the lower surface on the outer peripheral side of the cover 28, or at least to the lower side of the frame 7. As a result, the frame 7 and the cover 28, or at least the frame 7, can be electrostatically adsorbed. A second high frequency power supply unit 23 is electrically connected to the RF electrode 21. The outer peripheral edge of the RF electrode 21 is located on the outer peripheral side of the wafer 2 placed on the transport carrier 5 and on the inner peripheral side of the inner peripheral edge of the cover 28, which will be described later, in a plan view. As a result, the entire wafer 2 can be etched with the generated plasma, and the sheath region does not cover the cover 28, so that damage due to heat can be reduced.

電極部１５の電極部本体１６Ｂは、金属（例えば、アルミニウム合金）で構成されている。冷却部１６には、冷媒流路２４が形成されている。 The electrode portion main body 16B of the electrode portion 15 is made of a metal (for example, an aluminum alloy). A refrigerant flow path 24 is formed in the cooling unit 16.

冷却装置１９は、冷却部１６に形成される冷媒流路２４と、冷媒循環装置２５とで構成されている。冷媒循環装置２５は、冷媒流路２４に温調した冷媒を循環させ、冷却部１６を所望温度に維持する。本実施形態に於ける冷却装置１９では、ステージ１１の冷却、つまり搬送キャリア５とカバー２８の双方の冷却ができるようになっている。これにより、プラズマ処理装置の小型化と、構造の簡素化が可能となる。 The cooling device 19 is composed of a refrigerant flow path 24 formed in the cooling unit 16 and a refrigerant circulation device 25. The refrigerant circulation device 25 circulates the temperature-controlled refrigerant in the refrigerant flow path 24, and maintains the cooling unit 16 at a desired temperature. In the cooling device 19 in the present embodiment, the stage 11 can be cooled, that is, both the transport carrier 5 and the cover 28 can be cooled. This makes it possible to reduce the size of the plasma processing apparatus and simplify the structure.

外装部１８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。外装部１８により、電極部１５、冷却部１６、および基台部１７がプラズマから保護される。 The exterior portion 18 is made of an earth shield material (a metal having conductivity and etching resistance). The exterior portion 18 protects the electrode portion 15, the cooling portion 16, and the base portion 17 from plasma.

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１１の電極部１５に載置され、保持シート６の非粘着面６ｂが電極部１５の上面に接触する。搬送キャリア５は、図示しない搬送機構によって電極部１５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記載する。 The transport carrier 5 is placed on the electrode portion 15 of the stage 11 with the surface (adhesive surface 6a) of the holding sheet 6 holding the wafer 2 facing upward, and the non-adhesive surface 6b of the holding sheet 6 is the electrode portion 15. Contact the top surface of. The transport carrier 5 is mounted on the electrode portion 15 by a transport mechanism (not shown) at a predetermined position and posture (including a rotation angle position around the center Cs of the circular region 6c of the holding sheet 6). Hereinafter, this predetermined position and posture will be referred to as a normal position.

正規位置に載置された搬送キャリア５は、後述する処理後に、第１駆動ロッド２６によって持ち上げられて排出される。第１駆動ロッド２６は、図１にのみ概念的に示す第１駆動機構２７により昇降駆動される。具体的には、搬送キャリア５は、図１に示す上昇位置と、図２に示す降下位置とに移動させることができるようになっている。 The transport carrier 5 placed in the normal position is lifted and discharged by the first drive rod 26 after a process described later. The first drive rod 26 is driven up and down by the first drive mechanism 27 conceptually shown only in FIG. Specifically, the transport carrier 5 can be moved to the ascending position shown in FIG. 1 and the descending position shown in FIG.

チャンバ４内の反応室Ｒにはステージ１１の上方側で昇降するカバー２８を備える。カバー２８は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属材料、若しくは、炭化ケイ素、窒化アルミニウム等の熱伝導性に優れたセラミックス材料を、外形輪郭が円形であって、内径側に窓部３２を有する一定の薄い厚みのドーナツ状に形成したものである。 The reaction chamber R in the chamber 4 is provided with a cover 28 that moves up and down on the upper side of the stage 11. The cover 28 is made of a metal material such as aluminum or an aluminum alloy, or a ceramic material having excellent thermal conductivity such as silicon carbide and aluminum nitride, and has a circular outer contour and a window portion 32 on the inner diameter side. It is formed in the shape of a thin donut.

カバー２８の外径寸法は、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。これは、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ためである。 The outer diameter of the cover 28 is formed to be sufficiently larger than the outer contour of the transport carrier 5. This is to cover the holding sheet 6 and the frame 7 of the transport carrier 5 to protect them from the plasma during the plasma treatment.

カバー２８は、降下時、その下面をステージ１１の載置面１１ａの外周部に接触させる。したがって、カバー２８の熱をステージ１１へと逃がしやすくなり、カバー２８を効率的に冷却することが可能となる。またカバー２８の下面を、ステージ１１の載置面１１ａに接触させることで、搬送キャリア５への熱ダメージを効果的に防止することができる。又、カバー２８の下面に弾性のあるシートを配置して、カバー２８と載置面１１ａの接触を増しても良い。特に輻射熱で高温になりやすいフレーム７の加熱を抑制して、これに接する保持シート６の熱ダメージを防止することができる。 When the cover 28 is lowered, its lower surface is brought into contact with the outer peripheral portion of the mounting surface 11a of the stage 11. Therefore, the heat of the cover 28 can be easily released to the stage 11, and the cover 28 can be efficiently cooled. Further, by bringing the lower surface of the cover 28 into contact with the mounting surface 11a of the stage 11, heat damage to the transport carrier 5 can be effectively prevented. Further, an elastic sheet may be arranged on the lower surface of the cover 28 to increase the contact between the cover 28 and the mounting surface 11a. In particular, it is possible to suppress heating of the frame 7, which tends to become hot due to radiant heat, and prevent thermal damage to the holding sheet 6 in contact with the frame 7.

カバー２８の上面は、石英、アルミナ、窒化アルミニウム、フッ化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、又は、アルミニウム材料の表面を酸化処理したアルマイト等のプラズマとの反応性の低い材料によって形成されている。いずれの材料を選択するかは使用するプロセスガスとの関係を考慮して決定すればよい。なお、カバー２８の下面（後述する電極部１５と当接する部分）には、静電吸着力を高めるために（例えば、導電シートを貼着することにより）導電層を形成してもよい。 The upper surface of the cover 28 is formed of quartz, alumina, aluminum nitride, aluminum fluoride, silicon carbide, silicon nitride, or a material having low reactivity with plasma such as alumite obtained by oxidizing the surface of the aluminum material. Which material to select may be determined in consideration of the relationship with the process gas used. A conductive layer may be formed on the lower surface of the cover 28 (a portion that comes into contact with the electrode portion 15 described later) in order to increase the electrostatic adsorption force (for example, by attaching a conductive sheet).

ＲＦ電極２１の外径寸法は、ウエハ２の外径寸法と同じかそれよりも大きくなっている。ＲＦ電極２１の外径寸法は、大きくするほどエッチングレートの均一性で有利となる反面、大きくなりすぎると発生するプラズマのシース領域がカバー２８にかかるようになるためカバー２８へ衝突するイオンが増加し、カバー２８をより激しく加熱してしまう問題がある。従って、ＲＦ電極２１の外径寸法を適切に設計することが、エッチングレートの均一性とカバー２８の過加熱防止（過剰に加熱されて高温になることを防止すること）を図る上で重要となる。本実施形態では、ウエハ２の外径寸法、ＲＦ電極２１の外径寸法、カバー２８の内径寸法の順で大きくなるように形成することで、エッチングの均一性とカバー２８の過加熱防止を両立させている。 The outer diameter of the RF electrode 21 is the same as or larger than the outer diameter of the wafer 2. The larger the outer diameter of the RF electrode 21, the more advantageous the uniformity of the etching rate. On the other hand, if the outer diameter is too large, the sheath region of the plasma generated will be applied to the cover 28, so that the number of ions colliding with the cover 28 will increase. However, there is a problem that the cover 28 is heated more violently. Therefore, it is important to properly design the outer diameter of the RF electrode 21 in order to ensure uniformity of the etching rate and prevention of overheating of the cover 28 (prevention of overheating and high temperature). Become. In the present embodiment, the outer diameter of the wafer 2, the outer diameter of the RF electrode 21, and the inner diameter of the cover 28 are formed so as to increase in this order, thereby achieving both uniformity of etching and prevention of overheating of the cover 28. I'm letting you.

カバー２８の昇降動作は第２駆動ロッド２９によって行われる。カバー２８と第２駆動ロッド２９とは熱伝導性に優れた材料からなるネジ等によって固定されている。そして、カバー２８が加熱された場合には、その熱は第２駆動ロッド２９を介して放熱される。第２駆動ロッド２９は図１にのみ概念的に示す第２駆動機構３０により昇降駆動される。第２駆動ロッド２９の昇降によりカバー２８が昇降する。具体的には、カバー２８は、図１に示す上昇位置と、図２に示す降下位置との間で移動可能である。またカバー２８は、下降位置においてその下面がステージ１１の電極部１５の上面と接触する。このように、第２駆動機構３０は、カバー２８をステージ１１に対して昇降させる昇降手段として機能すると共に、カバー２８をステージ１１の載置面１１ａ（電極部１５の上面）に接離させる接離手段としても機能する。又、第２駆動ロッド２９は第１駆動ロッド２６と連動し、駆動機構を１つとしても良い。 The raising and lowering operation of the cover 28 is performed by the second drive rod 29. The cover 28 and the second drive rod 29 are fixed by screws or the like made of a material having excellent thermal conductivity. Then, when the cover 28 is heated, the heat is dissipated via the second drive rod 29. The second drive rod 29 is driven up and down by the second drive mechanism 30 conceptually shown only in FIG. The cover 28 moves up and down as the second drive rod 29 moves up and down. Specifically, the cover 28 can be moved between the ascending position shown in FIG. 1 and the descending position shown in FIG. Further, the lower surface of the cover 28 comes into contact with the upper surface of the electrode portion 15 of the stage 11 at the lowered position. In this way, the second drive mechanism 30 functions as an elevating means for raising and lowering the cover 28 with respect to the stage 11, and also brings the cover 28 into contact with and detached from the mounting surface 11a (upper surface of the electrode portion 15) of the stage 11. It also functions as a means of separation. Further, the second drive rod 29 may be interlocked with the first drive rod 26 to have one drive mechanism.

図１に示すように、上昇位置のカバー２８は、ステージ１１の載置面１１ａの上方に十分な間隔を有して位置している。従って、カバー２８が上昇位置にあれば、電極部１５の上面に搬送キャリア５を載せる作業と、その逆に電極部１５の上面から搬送キャリア５を降ろす作業とを行うことが可能となっている。 As shown in FIG. 1, the cover 28 in the raised position is located above the mounting surface 11a of the stage 11 with a sufficient distance. Therefore, if the cover 28 is in the raised position, it is possible to carry out the work of placing the transport carrier 5 on the upper surface of the electrode portion 15 and vice versa, the work of lowering the transport carrier 5 from the upper surface of the electrode portion 15. ..

図２に示すように、降下位置のカバー２８は、正規位置にある搬送キャリア５の保持シート６の一部とフレーム７とを覆う。また、カバー２８の外周側下面は、電極部１５の上面に接触し、静電吸着用電極２０によって静電吸着される。又は、第２駆動ロッド２９により載置面１１ａに押し付けて接触する。この状態では、カバー２８の熱は電極部１５、基台部１７、および外装部１８からチャンバ４を介して外部へと放熱可能である。 As shown in FIG. 2, the cover 28 in the lowered position covers a part of the holding sheet 6 of the transport carrier 5 in the normal position and the frame 7. Further, the lower surface on the outer peripheral side of the cover 28 comes into contact with the upper surface of the electrode portion 15 and is electrostatically adsorbed by the electrostatic adsorption electrode 20. Alternatively, the second drive rod 29 presses the mounting surface 11a into contact with the mounting surface 11a. In this state, the heat of the cover 28 can be dissipated to the outside from the electrode portion 15, the base portion 17, and the exterior portion 18 via the chamber 4.

カバー２８により搬送キャリア５を覆うことで、搬送キャリア５はプラズマから保護される。また、カバー２８の天井面２８ｂは、フレーム７に対して十分な隙間ａ（例えば、１〜５ｍｍ）を有しているため、搬送キャリア５はプラズマ処理時の熱影響を受け難い。また、カバー２８の傾斜面２８ｃは、フレーム７の内径側で露出する保持シート６に対して十分な距離を確保する。図面から明らかなように、降下位置のカバー２８は、フレーム７、保持シート６、およびウエハ２のいずれにも接触しない。又は、フレーム７の撓みを矯正する為に、カバー２８の一部（例えば、４〜８点）が熱伝導性の悪い樹脂材等を介してフレーム７を載置面１１ａに押し付けても良い。 By covering the transport carrier 5 with the cover 28, the transport carrier 5 is protected from plasma. Further, since the ceiling surface 28b of the cover 28 has a sufficient gap a (for example, 1 to 5 mm) with respect to the frame 7, the transport carrier 5 is not easily affected by heat during plasma processing. Further, the inclined surface 28c of the cover 28 secures a sufficient distance from the holding sheet 6 exposed on the inner diameter side of the frame 7. As is clear from the drawings, the cover 28 in the lowered position does not touch any of the frame 7, the holding sheet 6, and the wafer 2. Alternatively, in order to correct the bending of the frame 7, a part of the cover 28 (for example, 4 to 8 points) may press the frame 7 against the mounting surface 11a via a resin material or the like having poor thermal conductivity.

図１にのみ模式的に示す制御装置３１は、第１の高周波電源部１０、第１のガス源１２ａ、第２のガス源１２ｂ、アッシングガス源１３、減圧機構１４ａ、直流電源２２、第２の高周波電源部２３、冷媒循環装置２５、第１駆動機構２７、および第２駆動機構３０を含むドライエッチング装置１を構成する各要素の動作を制御する。 The control device 31 schematically shown only in FIG. 1 includes a first high-frequency power supply unit 10, a first gas source 12a, a second gas source 12b, an ashing gas source 13, a decompression mechanism 14a, a DC power supply 22, and a second. Controls the operation of each element constituting the dry etching apparatus 1 including the high frequency power supply unit 23, the refrigerant circulation device 25, the first drive mechanism 27, and the second drive mechanism 30.

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, the operation of the dry etching apparatus 1 of the present embodiment will be described.

第１工程（保持工程）では、搬送キャリア５の保持シート６の円形領域６ｃの中央にウエハ２を貼着する。 In the first step (holding step), the wafer 2 is attached to the center of the circular region 6c of the holding sheet 6 of the transport carrier 5.

第２工程（載置工程）では、第１工程でウエハ２が貼着された搬送キャリア５を図示しない搬送機構によってチャンバ４内の反応室Ｒに搬入し、ステージ１１上の正規位置に載置する。このとき、カバー２８は上昇位置（図１）にある。 In the second step (mounting step), the transfer carrier 5 to which the wafer 2 is attached in the first step is carried into the reaction chamber R in the chamber 4 by a transfer mechanism (not shown) and placed at a regular position on the stage 11. To do. At this time, the cover 28 is in the raised position (FIG. 1).

第３工程（フレーム保護工程）では、第２駆動機構３０により第２駆動ロッド２９を駆動し、カバー２８を上昇位置（図１）から降下位置（図２）に降下させ、フレーム７に近接させる。カバー２８が降下位置となると、搬送キャリア５の保持シート６の一部とフレーム７はカバー２８で覆われ、その窓部３２からウエハ２が露出する。またカバー２８は電極部１５と接触する。 In the third step (frame protection step), the second drive rod 29 is driven by the second drive mechanism 30 to lower the cover 28 from the ascending position (FIG. 1) to the descending position (FIG. 2) and bring it closer to the frame 7. .. When the cover 28 is in the lowered position, a part of the holding sheet 6 of the transport carrier 5 and the frame 7 are covered with the cover 28, and the wafer 2 is exposed from the window portion 32 thereof. Further, the cover 28 comes into contact with the electrode portion 15.

第４工程（吸着工程）では、直流電源２２から静電吸着用電極２０に直流電圧を印加し、ウエハ２をステージ１１の電極部１５の上面に静電吸着により保持する。このとき、静電吸着用電極２０がカバー２８の下面の近傍に配置されているため、十分な静電力を作用させて吸着状態を安定させることができる。 In the fourth step (adsorption step), a DC voltage is applied from the DC power supply 22 to the electrostatic adsorption electrode 20, and the wafer 2 is held on the upper surface of the electrode portion 15 of the stage 11 by electrostatic adsorption. At this time, since the electrostatic adsorption electrode 20 is arranged near the lower surface of the cover 28, a sufficient electrostatic force can be applied to stabilize the adsorption state.

第５工程（プラズマ処理工程）では、堆積ステップとエッチングステップとを順次繰り返すサイクルエッチングと称するプラズマ処理により、ウエハ２を個別のチップに分割する。 In the fifth step (plasma treatment step), the wafer 2 is divided into individual chips by a plasma treatment called cycle etching in which the deposition step and the etching step are sequentially repeated.

堆積ステップでは、第１のガス源１２ａからＣ_４Ｆ_８を含むガス（第１のガス）を反応室Ｒに供給する。そして、第１の高周波電源部１０からＩＣＰコイル９に高周波電力を印加して反応室Ｒの内部に第１のプラズマを生成し、カバー２８の窓部３２から露出しているウエハ２に照射する。これにより、ウエハ２の表面に保護膜を堆積させる（第１のプラズマ処理）。 In the deposition step, a gas containing C ₄ F ₈ (first gas) is supplied to the reaction chamber R from the first gas source 12a. Then, high-frequency power is applied from the first high-frequency power supply unit 10 to the ICP coil 9 to generate a first plasma inside the reaction chamber R, and the wafer 2 exposed from the window portion 32 of the cover 28 is irradiated. .. As a result, a protective film is deposited on the surface of the wafer 2 (first plasma treatment).

エッチングステップでは、第２のガス源１２ｂからＳＦ_６を含むガス（第２のガス）を反応室Ｒに供給する。そして、第１の高周波電源部１０からＩＣＰコイル９に高周波電力を印加して反応室Ｒの内部に第２のプラズマを生成し、カバー２８の窓部３２から露出しているウエハ２に照射する。これにより、ウエハ２の表面をエッチングする（第２のプラズマ処理）。 In the etching step, a gas containing SF ₆ (second gas) is supplied from the second gas source 12b to the reaction chamber R. Then, high-frequency power is applied from the first high-frequency power supply unit 10 to the ICP coil 9 to generate a second plasma inside the reaction chamber R, and the wafer 2 exposed from the window portion 32 of the cover 28 is irradiated. .. As a result, the surface of the wafer 2 is etched (second plasma treatment).

堆積ステップおよびエッチングステップでは、第２の高周波電源部２３からステージ１１のＲＦ電極２１にバイアス電圧が印加される。また、冷却装置１９によりステージ１１が冷却される。ウエハ２のマスク３から露出している部分は、上記の第１のプラズマおよび第２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。 In the deposition step and the etching step, a bias voltage is applied from the second high frequency power supply unit 23 to the RF electrode 21 of the stage 11. Further, the stage 11 is cooled by the cooling device 19. The portion of the wafer 2 exposed from the mask 3 is removed from the front surface 2a to the back surface 2b by the physicochemical action of radicals and ions in the first plasma and the second plasma described above, and the wafer 2 is formed into individual chips. It is divided.

図５に示すように、サイクルエッチングの条件は、反応室Ｒ内のＳＦ_６を含むガスの量、反応室Ｒ内のＣ_４Ｆ_８を含むガスの量、反応室Ｒ内の圧力、圧力調整弁１４ｂの開度、ＩＣＰコイル９への投入電力（ＩＣＰパワー）、および第２の高周波電源部２３から下部電極への投入電力（Ｂｉａｓパワー）によって規定されている。図５では、サイクルエッチングが２サイクル分示されている。図５に示す堆積ステップの安定化時間とは、エッチングステップから堆積ステップまでの切り替えが完了するまでの時間である。エッチングステップでの安定化時間とは、堆積ステップからエッチングステップまでの切り替えが完了するまでの時間である。エッチングステップでのブレイクスルー（ＢＴ）時間とは、堆積ステップでマスク及び開口部に堆積した保護膜に対して、開口部の底面に堆積した保護膜を除去する時間である。 As shown in FIG. 5, the cycle etching conditions include the amount of gas containing SF ₆ in the reaction chamber R, the amount of gas containing C ₄ F ₈ in the reaction chamber R, the pressure in the reaction chamber R, and the pressure adjustment. It is defined by the opening degree of the valve 14b, the input power to the ICP coil 9 (ICP power), and the input power from the second high frequency power supply unit 23 to the lower electrode (Gas power). In FIG. 5, cycle etching is shown for two cycles. The stabilization time of the deposition step shown in FIG. 5 is the time until the switching from the etching step to the deposition step is completed. The stabilization time in the etching step is the time required to complete the switching from the deposition step to the etching step. The breakthrough (BT) time in the etching step is the time for removing the protective film deposited on the bottom surface of the opening with respect to the protective film deposited on the mask and the opening in the deposition step.

堆積ステップ（本処理）は、例えば、原料ガスとしてＣ_４Ｆ_８を含むガス（第１のガス）を３５０ｓｃｃｍで供給しながら、反応室Ｒ内の圧力を２０Ｐａに調整し、第１の高周波電源部１０からＩＣＰコイル９への投入電力を４８００Ｗとして、第２の高周波電源部２３から電極部１５への投入電力を０Ｗとして、１〜５秒間、処理する条件で行われる。 In the deposition step (main treatment), for example, the pressure in the reaction chamber R is adjusted to 20 Pa while supplying a gas containing C ₄ F ₈ as a raw material gas (first gas) at 350 sccm, and the first high frequency power source is used. The processing is performed for 1 to 5 seconds, with the input power from the unit 10 to the ICP coil 9 being 4800 W and the input power from the second high frequency power supply unit 23 to the electrode unit 15 being 0 W.

堆積ステップからエッチングステップへの切り替え（エッチングステップの安定化処理）は、例えば、圧力調整弁１４ｂの開度を５％に固定して反応室Ｒ内の圧力を１５Ｐａ以上に調整し、第１の高周波電源部１０からＩＣＰコイル９への投入電力を３５００Ｗとして、第２の高周波電源部２３から電極部１５への投入電力を０Ｗとして、１〜３秒間、処理する条件で行われる。好ましくは、この切り替え時において、反応室Ｒの圧力は、エッチングステップ（ＢＴ）での圧力に対して８０％以上である。また、好ましくは、この切り替え時において、ＩＣＰコイル９への投入電力は、堆積ステップでの電力の９０％以下である。 The switching from the deposition step to the etching step (stabilization process of the etching step) is performed by, for example, fixing the opening degree of the pressure adjusting valve 14b to 5% and adjusting the pressure in the reaction chamber R to 15 Pa or more, and first. The processing is performed under the conditions that the input power from the high frequency power supply unit 10 to the ICP coil 9 is 3500 W and the input power from the second high frequency power supply unit 23 to the electrode unit 15 is 0 W for 1 to 3 seconds. Preferably, at the time of this switching, the pressure in the reaction chamber R is 80% or more with respect to the pressure in the etching step (BT). Further, preferably, at the time of this switching, the power input to the ICP coil 9 is 90% or less of the power in the deposition step.

エッチングステップ（ＢＴ）は、例えば、原料ガスとしてＳＦ_６を含むガス（第２のガス）を７００ｓｃｃｍで供給しながら、反応室Ｒ内の圧力を１５Ｐａに調整し、第１の高周波電源部１０からＩＣＰコイル９への投入電力を４８００Ｗとして、第２の高周波電源部２３から電極部１５への投入電力を１００Ｗとして、１〜３秒間、処理する条件で行われる。 In the etching step (BT), for example, while supplying a gas containing SF ₆ (second gas) as a raw material gas at 700 sccm, the pressure in the reaction chamber R is adjusted to 15 Pa, and the pressure in the reaction chamber R is adjusted to 15 Pa from the first high frequency power supply unit 10. The processing is performed under the condition that the input power to the ICP coil 9 is 4800 W and the input power from the second high frequency power supply unit 23 to the electrode unit 15 is 100 W for 1 to 3 seconds.

エッチングステップ（本処理）は、例えば、原料ガスとしてＳＦ_６を含むガス（第２のガス）を７００ｓｃｃｍで供給しながら、反応室Ｒ内の圧力を２５Ｐａに調整し、第１の高周波電源部１０からＩＣＰコイル９への投入電力を４８００Ｗとして、第２の高周波電源部２３から電極部１５への投入電力を３０Ｗとして、５〜１５秒間、処理する条件で行われる。 In the etching step (main process), for example, while supplying a gas containing SF ₆ (second gas) as a raw material gas at 700 sccm, the pressure in the reaction chamber R is adjusted to 25 Pa, and the first high frequency power supply unit 10 The input power to the ICP coil 9 is 4800 W, and the input power from the second high frequency power supply unit 23 to the electrode unit 15 is 30 W, and the processing is performed for 5 to 15 seconds.

エッチングステップから堆積ステップへの切り替え（堆積ステップの安定化処理）は、例えば、反応室Ｒ内の圧力を２０Ｐａに調整し、第１の高周波電源部１０からＩＣＰコイル９への投入電力を４８００Ｗとして、第２の高周波電源部２３から電極部１５への投入電力を０Ｗとして、１〜３秒間、処理する条件で行われる。 In the switching from the etching step to the deposition step (stabilization process of the deposition step), for example, the pressure in the reaction chamber R is adjusted to 20 Pa, and the input power from the first high frequency power supply unit 10 to the ICP coil 9 is 4800 W. The power input from the second high-frequency power supply unit 23 to the electrode unit 15 is set to 0 W, and the processing is performed for 1 to 3 seconds.

上記のような条件で、堆積ステップとエッチングステップとを複数回繰り返すサイクルエッチングにより、ウエハ２は深さ方向に垂直にエッチングされ、個別のチップに分割される。 Under the above conditions, the wafer 2 is etched perpendicularly to the depth direction by cycle etching in which the deposition step and the etching step are repeated a plurality of times, and the wafer 2 is divided into individual chips.

第６工程（アッシング工程）では、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１３からチャンバ４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１４ａおよび圧力調整弁１４ｂにより排気し、チャンバ４内を所定圧力に維持する。その後、ＩＣＰコイル９に対して第１の高周波電源部１０から高周波電力を供給してチャンバ４内にプラズマを発生させてカバー２８の窓部３２から露出しているウエハ２に照射する。プラズマ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。なお、第５工程で個片化されたチップの吸着状態は、プラズマ電位との差による静電吸着と、エッチングの帯電による残留吸着との両方により、維持されている。したがって、第５工程の個片化後から本工程まで放電を連続してアッシングすることが好ましい。また、本実施形態のようにガス種を切り替える場合は、例えば０〜１０秒程度の短い時間でガス種を切り替え、さらに例えば０〜１０秒程度の短い時間でアッシング用のプラズマを励起してアッシングすることが好ましい。 In the sixth step (ashing step), ashing is executed after the completion of plasma dicing. While introducing a process gas for ashing (for example, oxygen gas) from the ashing gas source 13 into the chamber 4, the pressure reducing mechanism 14a and the pressure regulating valve 14b exhaust the gas to maintain the inside of the chamber 4 at a predetermined pressure. After that, high-frequency power is supplied to the ICP coil 9 from the first high-frequency power supply unit 10 to generate plasma in the chamber 4 and irradiate the wafer 2 exposed from the window portion 32 of the cover 28. The mask 3 is completely removed from the surface 2a of the wafer 2 by irradiation with plasma. The adsorption state of the chips separated in the fifth step is maintained by both electrostatic adsorption due to the difference from the plasma potential and residual adsorption due to the charge of etching. Therefore, it is preferable to continuously ash the discharge from the individualization of the fifth step to the main step. Further, when the gas type is switched as in the present embodiment, the gas type is switched in a short time of, for example, about 0 to 10 seconds, and the plasma for ashing is excited and ashed in a short time of, for example, about 0 to 10 seconds. It is preferable to do so.

第７工程（搬出工程）では、アッシング後、第２駆動機構３０により第２駆動ロッド２９を駆動してカバー２８を降下位置から上昇位置へ移動させる。その後、第１駆動機構２７により第１駆動ロッド２６を駆動して搬送キャリア５を降下位置から上昇位置へと移動させ、図示しない搬送機構によって搬送キャリア５をチャンバ４外に搬出する。 In the seventh step (unloading step), after ashing, the second drive rod 29 is driven by the second drive mechanism 30 to move the cover 28 from the descending position to the ascending position. After that, the first drive rod 26 is driven by the first drive mechanism 27 to move the transfer carrier 5 from the lower position to the ascending position, and the transfer carrier 5 is carried out of the chamber 4 by a transfer mechanism (not shown).

本実施形態によれば、堆積ステップからエッチングステップに移行するときにカバー２８とフレーム７との隙間で異常放電が発生することを防止でき、プラズマエッチングの際の搬送キャリア５の損傷を防止できる。サイクルエッチングでは、堆積ステップからエッチングステップへの切り替えの際にプラズマの切り替えが必要であるためプラズマが不安定となる。そのため、ＩＣＰコイル９に印加する高周波電力を高く設定した場合、反応室Ｒ内の狭い空間で、即ちカバー２８とフレーム７との隙間で、局所的に強い異常放電が生じることがある。しかし、本実施形態のように堆積ステップからエッチングステップに移行するとき、ＩＣＰコイル９に投入する高周波電力を一時的に低下させることで、この異常放電を防止でき、連続な放電状態を持続させることができる。 According to this embodiment, it is possible to prevent an abnormal discharge from occurring in the gap between the cover 28 and the frame 7 when shifting from the deposition step to the etching step, and it is possible to prevent damage to the transport carrier 5 during plasma etching. In cycle etching, the plasma becomes unstable because it is necessary to switch the plasma when switching from the deposition step to the etching step. Therefore, when the high frequency power applied to the ICP coil 9 is set high, a strong abnormal discharge may locally occur in a narrow space in the reaction chamber R, that is, in the gap between the cover 28 and the frame 7. However, when shifting from the deposition step to the etching step as in the present embodiment, this abnormal discharge can be prevented by temporarily reducing the high frequency power applied to the ICP coil 9, and a continuous discharge state can be maintained. Can be done.

また、本実施形態によれば、第５工程のプラズマ処理工程において、堆積ステップからエッチングステップに移行するときに反応室Ｒ内の圧力を所定以上に維持している。上記の異常放電は反応室Ｒ内の圧力が所定値以上のときに発生し難いことが実験的に確認できており、従って、所定の圧力を維持してプラズマエッチングを行うことで、この異常放電を防止できる。 Further, according to the present embodiment, in the plasma treatment step of the fifth step, the pressure in the reaction chamber R is maintained at a predetermined level or higher when shifting from the deposition step to the etching step. It has been experimentally confirmed that the above-mentioned abnormal discharge is unlikely to occur when the pressure in the reaction chamber R is equal to or higher than a predetermined value. Therefore, by performing plasma etching while maintaining the predetermined pressure, this abnormal discharge is performed. Can be prevented.

また、本実施形態によれば、異常放電を防止すべき時期を厳密に特定できる。フルオロカーボン（Ｃ_４Ｆ_８）を含むガスは放電し易い性質を有し、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）を含むガスは放電し難い性質を有する。堆積ステップからエッチングステップに移行するときに、Ｃ_４Ｆ_８を含むガスからＳＦ_６を含むガスに切り替えるが、一般のプラズマ処理では、このときにカバー２８とフレーム７との隙間に放電し易いフルオロカーボンをＣ_４Ｆ_８を含むガスが残留し、その隙間で異常放電を誘発するおそれがある。これに対し、エッチングステップから堆積ステップに移行するときに、カバー２８とフレーム７との隙間に放電し難いＳＦ_６を含むガスが残留してもその隙間で異常放電は誘発されない。従って、異常放電を防止すべき時期を堆積ステップからエッチングステップに移行するときであると厳密に特定できる。 Further, according to the present embodiment, it is possible to strictly specify the time when the abnormal discharge should be prevented. The gas containing fluorocarbon (C ₄ F ₈ ) has a property of being easily discharged, and the gas containing sulfur hexafluoride (SF ₆ ) has a property of being difficult to discharge. From the deposition step when moving the etching step, but switching from gas containing C ₄ F ₈ to a gas including SF _6, in general the plasma treatment, easy to discharge in the gap between the cover 28 and the frame 7 at this time fluorocarbon The gas containing C ₄ F ₈ may remain, and an abnormal discharge may be induced in the gap. On the other hand, when the transition from the etching step to the deposition step, even if a gas containing SF ₆ which is difficult to discharge remains in the gap between the cover 28 and the frame 7, abnormal discharge is not induced in the gap. Therefore, it can be strictly specified that the time when the abnormal discharge should be prevented is the time when the deposition step is shifted to the etching step.

以上より、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、個々の実施形態の内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。 Although the specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, an embodiment of the present invention may be a combination of the contents of the individual embodiments as appropriate.

１…ドライエッチング装置（プラズマ処理装置）
２…ウエハ（基板）
３…マスク
４…チャンバ
５…搬送キャリア
６…保持シート
７…フレーム
８…誘電体壁
９…ＩＣＰコイル
１０…第１の高周波電源部
１１…ステージ
１２ａ…第１のガス源（第１のガス供給機構）
１２ｂ…第２のガス源（第２のガス供給機構）
１３…アッシングガス源
１４ａ…減圧機構
１４ｂ…圧力調整弁
１５…電極部
１６Ａ…静電チャック
１６Ｂ…電極部本体
１７…基台部
１８…外装部
１９…冷却装置
２０…静電吸着用電極
２１…ＲＦ（高周波）電極
２２…直流電源
２３…第２の高周波電源部
２４…冷媒流路
２５…冷媒循環装置
２６…第１駆動ロッド
２７…第１駆動機構
２８…カバー
２８ａ…プロテクト部
２８ｂ…天井面
２８ｃ…傾斜面
２９…第２駆動ロッド
３０…第２駆動機構
３１…制御装置 1 ... Dry etching equipment (plasma processing equipment)
2 ... Wafer (board)
3 ... Mask 4 ... Chamber 5 ... Transport carrier 6 ... Holding sheet 7 ... Frame 8 ... Dielectric wall 9 ... ICP coil 10 ... First high frequency power supply 11 ... Stage 12a ... First gas source (first gas supply) mechanism)
12b ... Second gas source (second gas supply mechanism)
13 ... Ashing gas source 14a ... Decompression mechanism 14b ... Pressure control valve 15 ... Electrode 16A ... Electrostatic chuck 16B ... Electrode body 17 ... Base 18 ... Exterior 19 ... Cooling device 20 ... Electrode for electrostatic adsorption 21 ... RF (high frequency) electrode 22 ... DC power supply 23 ... Second high frequency power supply unit 24 ... Refrigerant flow path 25 ... Refrigerant circulation device 26 ... First drive rod 27 ... First drive mechanism 28 ... Cover 28a ... Protect part 28b ... Ceiling surface 28c ... Inclined surface 29 ... Second drive rod 30 ... Second drive mechanism 31 ... Control device

Claims

The substrate is held by a transport carrier consisting of an annular frame and a holding sheet.
The substrate held by the transport carrier is placed on a stage provided inside the reaction chamber of the plasma processing apparatus.
By bringing the cover provided above the stage close to the frame, the cover protects the frame.
A first gas is supplied to the inside of the reaction chamber, and high-frequency power is applied to an induction coil included in the plasma processing apparatus to generate a first plasma inside the reaction chamber, thereby forming a first plasma on the surface of the substrate. A first plasma treatment for depositing a protective film, a second gas is supplied to the inside of the reaction chamber, and a high frequency power is applied to the induction coil to generate a second plasma inside the reaction chamber. In a plasma processing method including plasma processing of the substrate by alternately repeating a second plasma treatment of etching the surface of the substrate.
In the plasma treatment, a continuous discharge state inside the reaction chamber is maintained.
A plasma processing method for temporarily reducing the high-frequency power applied to the induction coil when shifting from the first plasma processing to the second plasma processing.

The high-frequency power applied to the induction coil when shifting from the first plasma treatment to the second plasma processing is smaller than the high-frequency power applied to the induction coil in the first plasma processing, claim 1. The plasma treatment method according to.

By maintaining the pressure in the reaction chamber at a predetermined level or higher when shifting from the first plasma treatment to the second plasma treatment, a continuous discharge state inside the reaction chamber in the plasma treatment is maintained. the plasma processing method according to claim 1 or請Motomeko 2.

The plasma treatment method according to any one of claims 1 to 3, wherein the first gas contains fluorocarbon.

The plasma treatment method according to any one of claims 1 to 4, wherein the second gas contains sulfur hexafluoride.

Reaction room and
A stage provided in the reaction chamber on which a substrate held by a transport carrier composed of an annular frame and a holding sheet is placed, and
A first gas supply mechanism for supplying a first gas, which becomes a first plasma for depositing a protective film on the surface of the substrate, into the reaction chamber, and a first gas supply mechanism.
A second gas supply mechanism for supplying a second gas, which is a second plasma for etching the surface of the substrate, into the reaction chamber, and a second gas supply mechanism.
An induction coil for applying high-frequency power to generate the first plasma and the second plasma in the reaction chamber,
A cover for protecting the transport carrier mounted on the stage from the first plasma and the second plasma,
Control that temporarily reduces the high-frequency power applied to the induction coil when switching from the processing by the first plasma to the processing by the second plasma while maintaining the continuous discharge state inside the reaction chamber. A plasma processing device including a device.