JP6890886B2 - Plasma etching equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ウェーハ等の被加工物を加工する際に用いられるプラズマエッチング装置に関する。 The present invention relates to a plasma etching apparatus used when processing an workpiece such as a wafer.
携帯電話機やパーソナルコンピュータに代表される電子機器では、電子回路を備えたデバイスチップが必須の構成要素になっている。デバイスチップは、例えば、シリコン等の半導体材料でなるウェーハの表面を複数の分割予定ライン(ストリート)で区画し、各領域に電子回路を形成した後、このストリートに沿ってウェーハを分割することで得られる。 In electronic devices such as mobile phones and personal computers, a device chip equipped with an electronic circuit is an indispensable component. The device chip, for example, divides the surface of a wafer made of a semiconductor material such as silicon by a plurality of planned division lines (streets), forms an electronic circuit in each region, and then divides the wafer along the streets. can get.
このウェーハは、切削やレーザーアブレーション等の方法で分割されることが多い。また、近年では、デバイスチップの小型化、軽量化等を目的として、電子回路が形成された後のウェーハを研削等の方法で薄くする機会も増えている。ところが、これらの方法でウェーハを加工すると、チッピングやデブリ、歪等が発生して、デバイスチップの抗折強度は低下し易くなる。 This wafer is often divided by a method such as cutting or laser ablation. Further, in recent years, for the purpose of reducing the size and weight of the device chip, there are increasing opportunities to thin the wafer after the electronic circuit is formed by a method such as grinding. However, when the wafer is processed by these methods, chipping, debris, distortion, and the like occur, and the bending strength of the device chip tends to decrease.
そこで、ウェーハを反応性の高いプラズマに曝すプラズマエッチングと呼ばれる方法により、ウェーハに残留するチッピングやデブリ、歪等を除去する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。このプラズマエッチングに用いられるプラズマエッチング装置は、通常、互いに平行な一対の平板状電極が内部に配置された真空チャンバーを備えている。 Therefore, a technique for removing chipping, debris, strain, etc. remaining on the wafer by a method called plasma etching in which the wafer is exposed to highly reactive plasma has been proposed (see, for example, Patent Document 1). The plasma etching apparatus used for this plasma etching usually includes a vacuum chamber in which a pair of flat plate electrodes parallel to each other are arranged inside.
電極間にウェーハを配置した状態で真空チャンバー内を減圧し、反応性のガスを供給しながら高周波電圧を加えることで、イオンやラジカルを含むプラズマを発生させて、ウェーハに残留するチッピングやデブリ、歪等を除去できる。その結果、デバイスチップの抗折強度は高められる。 By depressurizing the inside of the vacuum chamber with the wafer placed between the electrodes and applying a high-frequency voltage while supplying a reactive gas, plasma containing ions and radicals is generated, and chipping and debris remaining on the wafer, Distortion and the like can be removed. As a result, the bending strength of the device chip is increased.
上述の方法でウェーハに残留するチッピングやデブリ、歪等を除去した後には、真空チャンバーを大気に開放してウェーハを搬出する。一方で、真空チャンバーの内部には、反応性のガスが残留していることもある。そのため、これまでのプラズマエッチング装置では、反応性のガスが外部の環境へと流出しないように、真空チャンバーの全体を囲むカバーを設けた上で、このカバーの内側を排気していた。 After removing chipping, debris, strain, etc. remaining on the wafer by the above method, the vacuum chamber is opened to the atmosphere and the wafer is carried out. On the other hand, reactive gas may remain inside the vacuum chamber. Therefore, in the conventional plasma etching apparatus, a cover surrounding the entire vacuum chamber is provided so that the reactive gas does not flow out to the outside environment, and then the inside of the cover is exhausted.
しかしながら、このようなプラズマエッチング装置では、カバーの内側全体を確実に排気するために、大きな風量が必要であった。 However, in such a plasma etching apparatus, a large air volume is required in order to reliably exhaust the entire inside of the cover.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、真空チャンバーの搬出入口から流出するガスを排出するために大きな風量を必要としないプラズマエッチング装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a plasma etching apparatus that does not require a large air volume to discharge the gas flowing out from the carry-in / out port of the vacuum chamber. is there.
本発明の一態様によれば、プラズマエッチング装置であって、被加工物を搬出入するための搬出入口を有する真空チャンバーと、該真空チャンバー内で被加工物を保持する静電チャックテーブルと、該真空チャンバー内にプラズマエッチング用の反応性ガスを供給するガス供給部と、被加工物を該真空チャンバーに搬入し、又は、被加工物を該真空チャンバーから搬出する際に、該搬出入口から流出するガスを排出する排気手段と、を備え、該排気手段は、該搬出入口を含む該真空チャンバーの一部分のみを囲み該真空チャンバーの内部の処理空間の体積よりも小さい空間を内部に持つ排気ボックスを有するプラズマエッチング装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a vacuum chamber which is a plasma etching apparatus and has a carry-in / out port for carrying in / out a work piece, and an electrostatic chuck table for holding the work piece in the vacuum chamber. A gas supply unit that supplies a reactive gas for plasma etching into the vacuum chamber and a work piece are carried in from the vacuum chamber, or when the work piece is carried out from the vacuum chamber, the work piece is carried out from the carry-in port. comprising an exhaust means for discharging the outflowing gas, and exhaust means, with only a portion of the vacuum chamber containing the該搬entrance smaller space than the volume of the processing space inside the enclosed viewed vacuum chamber therein A plasma etching apparatus having an exhaust box is provided.
本発明の一態様において、前記排気手段は、前記搬出入口から流出するガスを排出するための排気風量を調整する排気風量調整ユニットを更に有しても良い。また、本発明の一態様において、前記真空チャンバーの前記搬出入口から流出するガスを検出するガス検知ユニットを更に備えても良い。 In one aspect of the present invention, the exhaust means may further include an exhaust air volume adjusting unit that adjusts the exhaust air volume for discharging the gas flowing out from the carry-in port. Further, in one aspect of the present invention, a gas detection unit for detecting the gas flowing out from the carry-in port of the vacuum chamber may be further provided.
本発明の一態様に係るプラズマエッチング装置は、被加工物を真空チャンバーに搬入し、又は、被加工物を真空チャンバーから搬出する際に、真空チャンバーの搬出入口から流出するガスを排出する排気手段を備え、この排気手段は、真空チャンバーの搬出入口を含む一部分のみを囲む排気ボックスを有している。 The plasma etching apparatus according to one aspect of the present invention is an exhaust means for discharging the gas flowing out from the carry-in / out port of the vacuum chamber when the work piece is carried into the vacuum chamber or the work piece is carried out from the vacuum chamber. The exhaust means has an exhaust box that surrounds only a part including the inlet / outlet of the vacuum chamber.
つまり、本発明の一態様に係るプラズマエッチング装置では、真空チャンバーの一部分のみを囲む排気ボックスを排気するだけで良いので、従来のように、真空チャンバーの全体を囲むカバーを排気する構造に比べて大きな風量を必要としない。このように、本発明の一態様によれば、真空チャンバーの搬出入口から流出するガスを排出するために大きな風量を必要としないプラズマエッチング装置を提供できる。 That is, in the plasma etching apparatus according to one aspect of the present invention, since it is only necessary to exhaust the exhaust box that surrounds only a part of the vacuum chamber, as compared with the conventional structure that exhausts the cover that surrounds the entire vacuum chamber. Does not require a large air volume. As described above, according to one aspect of the present invention, it is possible to provide a plasma etching apparatus that does not require a large air volume to discharge the gas flowing out from the carry-in / out port of the vacuum chamber.
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係るプラズマエッチング装置2の構成例を模式的に示す断面図である。なお、図1では、一部の構成要素を機能ブロックで示している。
An embodiment according to one aspect of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of the
プラズマエッチング装置2は、内部に処理空間4が形成された真空チャンバー6を備えている。真空チャンバー6の側壁6aの一部には、板状の被加工物11を真空チャンバー6に搬入し、又は、この被加工物11を真空チャンバー6から搬出するための搬出入口8が形成されている。搬出入口8の外側には、搬出入口8を開閉するためのゲート10が配置されている。
The
ゲート10の下方には、開閉機構12が設けられており、ゲート10はこの開閉機構12によって上下に移動する。開閉機構12でゲート10を下方に移動させて、搬出入口8を開くことで、この搬出入口8を通じて被加工物11を真空チャンバー6の処理空間4に搬入し、又は、被加工物11を真空チャンバー6の処理空間4から搬出できる。
An opening /
真空チャンバー6の底壁6bには、排気口14が形成されている。この排気口14は、真空ポンプ等の排気ユニット16に接続されている。また、真空チャンバー6の処理空間4には、下部電極18と上部電極20とが対向するように配置されている。下部電極18は、導電性の材料で形成されており、円盤状の保持部22と、保持部22の下面中央から下方に延びる円柱状の支持部24とを含む。
An
支持部24は、真空チャンバー6の底壁6bに形成された開口26に通されている。開口26内において、底壁6bと支持部24との間には、絶縁性の軸受け28が配置されており、真空チャンバー6と下部電極18とは、絶縁されている。下部電極18は、真空チャンバー6の外部で高周波電源30に接続されている。
The
保持部22の上面には、凹部が形成されており、この凹部には、被加工物11を保持するための絶縁性のテーブル(静電チャックテーブル)32が設けられている。テーブル32には、上面から下面に貫通する吸引孔32aが形成されており、この吸引孔32aは、下部電極28の内部に形成された流路34等を介して吸引源36に接続されている。
A recess is formed on the upper surface of the
テーブル32の内部には、複数の電極32bが埋め込まれている。この電極32bに電力を供給することで、各電極32bと被加工物11との間に静電気の力を作用させて、被加工物11を吸着、保持できる。真空チャンバー6の処理空間4が減圧されると、吸引源36の負圧を利用する方法で被加工物11を保持できなくなる。そこで、この静電気の力を使って被加工物11を保持する。
A plurality of
保持部22の内部には、冷却流路38が形成されている。冷却流路38の一端は、支持部24に形成された冷媒供給路40を介して循環ユニット42に接続されており、冷却流路38の他端は、支持部24に形成された冷媒排出路44を介して循環ユニット42に接続されている。この循環ユニット42を作動させると、冷媒は、冷媒供給路40、冷却流路38、冷媒排出路44の順に流れ、下部電極18を冷却する。
A
上部電極20は、導電性の材料で形成されており、真空チャンバー6の処理空間4にプラズマエッチング用のガス(反応性ガス)を供給するための円盤状のガス供給部46と、ガス供給部46の上面中央から上方に延びる円柱状の支持部48とを含む。支持部48は、真空チャンバー6の上壁6cに形成された開口50に通されている。
The
開口50内において、上壁6cと支持部48との間には、絶縁性の軸受け52が配置されており、真空チャンバー6と上部電極20とは、絶縁されている。上部電極20は、真空チャンバー6の外部で高周波電源30に接続されている。また、支持部48の上端部には、昇降機構56に連結された支持アーム58が取り付けられており、この昇降機構56及び支持アーム58によって、上部電極20は上下に移動する。
In the opening 50, an insulating bearing 52 is arranged between the
ガス供給部46の下面には、複数のガス噴出口60が設けられている。このガス噴出口60は、流路62等を介してガス供給源64に接続されている。ガス供給源64は、例えば、SF6(フッ素系ガス)供給源、O2(酸素系ガス)供給源、He供給源等で構成されており、SF6、O2、及びHeが混合された反応性のガス(反応性ガス)を供給する。ただし、ガス供給源64から供給されるガスの種類は、被加工物11の種類等に応じて変更される。
A plurality of
真空チャンバー6の外側には、搬出入口8から流出するガス(例えば、フッ化水素(HF))を排出するための排気ユニット(排気手段)66が設けられている。排気ユニット66は、真空チャンバー6の搬出入口8を囲む排気ボックス68を有している。この排気ボックス68は、例えば、搬出入口8が設けられた側壁6aの一部を覆う形に形成される。すなわち、排気ボックス68は、搬出入口8を含む真空チャンバー6の一部分のみを囲み、真空チャンバー6の全体を囲んでいない。
An exhaust unit (exhaust means) 66 for discharging the gas (for example, hydrogen fluoride (HF)) flowing out from the carry-in / out
排気ボックス68の一部には、被加工物11を排気ボックス68内の空間70に搬入し、又は、この被加工物11を排気ボックス68内の空間70から搬出するための搬出入口72が形成されている。搬出入口72の外側には、搬出入口72を開閉するためのゲート74が配置されている。
A carry-out
ゲート74の下方には、開閉機構76が設けられており、ゲート74はこの開閉機構76によって上下に移動する。開閉機構76でゲート74を下方に移動させて、搬出入口72を開くことで、この搬出入口72を通じて被加工物11を排気ボックス68の空間70に搬入し、又は、被加工物11を排気ボックス68の空間70から搬出できる。
An opening /
排気ボックス68の上部には、空間70内のガスを排出するための排気口78が形成されている。この排気口78は、空間70の排気に必要な風量を調整するためのバルブ等を含む排気風量調整ユニット80に接続されている。
An
このように構成されたプラズマエッチング装置2では、真空チャンバー6の搬出入口8から流出するガスを排出するために、真空チャンバー6の一部分のみを囲む排気ボックス68を排気するだけで良い。すなわち、真空チャンバーの全体を囲むカバーを排気する従来の構造に比べて、大きな風量を必要としない。具体的には、従来のプラズマエッチング装置に比べて、排気の風量を1/10〜1/5程度まで減らすことができる。よって、プラズマエッチング装置2に接続される排気系を小型化してコストダウンできる。
In the
また、本実施形態のプラズマエッチング装置2では、排気ボックス68の空間70の体積(容積)が小さいので、真空チャンバーの全体を囲むカバーを有する従来の構造に比べて、真空チャンバー6の搬出入口8から流出するガスが希釈され難い。そのため、ガス検知ユニット(不図示)の性能を変えることなく、僅かなガスの流出を適切に検出できるようになる。なお、ガス検知ユニットは、例えば、排気ボックス68の空間70内や、排気口78、排気風量調整ユニット80の下流側等に設けられる。
Further, in the
また、本実施形態のプラズマエッチング装置2では、真空チャンバー6に被加工物11を搬入する際や、真空チャンバー6から被加工物11を搬出する際に、排気ボックス68を排気することで、真空チャンバー6の内部の処理空間4への大気の混入が抑制される。これにより、被加工物11をエッチングする際に、大気中の水等の影響による有害なフッ化水素(HF)の発生を抑制できる。
Further, in the
なお、本発明は、上記実施形態の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、排気ユニット(排気手段)66は、排気ボックス68の空間70を常に排気するように制御されても良いし、被加工物11を搬出入するタイミングに合わせて、排気ボックス68の空間70を排気するように制御されても良い。
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and can be implemented with various modifications. For example, the exhaust unit (exhaust means) 66 may be controlled so as to constantly exhaust the
また、上記実施形態では、真空チャンバー6内でプラズマを発生させるタイプのプラズマエッチング装置2について説明しているが、本発明に係るプラズマエッチング装置は、真空チャンバーの外部で発生させたプラズマを真空チャンバー内に供給する、いわゆる、リモートプラズマエッチング装置でも良い。
Further, in the above embodiment, the type of
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。 In addition, the structure, method, etc. according to the above-described embodiment can be appropriately modified and implemented as long as the scope of the object of the present invention is not deviated.
2 プラズマエッチング装置
4 処理空間
6 真空チャンバー
6a 側壁
6b 底壁
6c 上壁
8 開口
10 ゲート
12 開閉機構
14 排気口
16 排気ユニット
18 下部電極
20 上部電極
22 保持部
24 支持部
26 開口
28 軸受け
30 高周波電源
32 テーブル(静電チャックテーブル)
32a 吸引孔
32b 電極
34 流路
36 吸引源
38 冷却流路
40 冷媒導入路
42 循環ユニット
44 冷媒排出路
46 ガス供給部
48 支持部
50 開口
52 軸受け
56 昇降機構
58 支持アーム
60 ガス噴出口
62 流路
64 ガス供給源
66 排気ユニット(排気手段)
68 排気ボックス
70 空間
72 搬出入口
74 ゲート
76 開閉機構
78 排気口
80 排気風量調整ユニット
11 被加工物
2 Plasma etching equipment 4
68
Claims (3)
被加工物を搬出入するための搬出入口を有する真空チャンバーと、
該真空チャンバー内で被加工物を保持する静電チャックテーブルと、
該真空チャンバー内にプラズマエッチング用の反応性ガスを供給するガス供給部と、
被加工物を該真空チャンバーに搬入し、又は、被加工物を該真空チャンバーから搬出する際に、該搬出入口から流出するガスを排出する排気手段と、を備え、
該排気手段は、該搬出入口を含む該真空チャンバーの一部分のみを囲み該真空チャンバーの内部の処理空間の体積よりも小さい空間を内部に持つ排気ボックスを有することを特徴とするプラズマエッチング装置。 It is a plasma etching device
A vacuum chamber with an inlet / outlet for loading / unloading the work piece,
An electrostatic chuck table that holds the workpiece in the vacuum chamber,
A gas supply unit that supplies a reactive gas for plasma etching into the vacuum chamber,
It is provided with an exhaust means for discharging the gas flowing out from the carry-in / out port when the work piece is carried into the vacuum chamber or the work piece is carried out from the vacuum chamber.
Exhaust means, plasma etching apparatus characterized by having an exhaust box with only a portion of the vacuum chamber containing the該搬entrance smaller space than the volume of the processing space inside the enclosed viewed vacuum chamber therein.
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