JP6982837B2 - プラズマ処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、保持シートに保持された基板をプラズマ処理する方法に関する。
基板をダイシングする方法として、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、保持シートとその外周領域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基板を、プラズマ処理装置に備えられたステージに載置し、プラズマ処理を行うことを教示している。
特表２０１４−５１３８６８号公報
フレームは、本来、平坦になるよう設計されるが、フレームを製造する際のばらつきや公差、あるいは、生産工程における繰り返し使用等により、平坦度が低い場合がある。平坦度の低いフレームを用いると、フレームに固定されている保持シートにシワが発生しやすい。
プラズマ処理は、通常、搬送キャリアをステージに載置し、静電チャックといわれる静電吸着機構により接触させながら行われる。静電吸着機構は、ステージの内部に配置された静電吸着（Electrostatic Chuck）用電極（以下、ＥＳＣ電極と称する）に電圧を印加し、ＥＳＣ電極と保持シートとの間に働くクーロン力やジョンソン・ラーベック力によって、ステージに保持シートを吸着させる。このとき、保持シートにシワがあると、保持シートは一部がステージから浮き上がった状態でステージに押し付けられる。そのため、保持シートを介した基板とステージとの接触が不十分になる。この現象は、基板が薄いほど顕著である。基板の自重では、保持シートのシワが矯正され難いためである。
保持シートを介した基板とステージとの接触が不十分であると、プラズマ処理中に基板とプラズマとの界面に生じるプラズマシースの形状が歪み、基板に対するエッチングが不均一になって、加工形状のばらつきや未処理部が発生する。さらに、基板の局所的な温度上昇が発生したり、異常放電が発生する場合がある。この温度上昇や異常放電によって、基板や保持シート、さらには、ＥＳＣ電極が破損することも懸念される。その結果、製品の歩留まりが低下する。
本発明の一局面は、搬送キャリアに保持された基板を、プラズマ処理装置に備えられたステージに載置して、前記基板にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、保持シートと、前記保持シートの外周領域に配置されるフレームと、を備える前記搬送キャリアを準備する第１工程と、前記保持シートの前記外周領域以外の内部領域に前記基板を貼着して、前記搬送キャリアに前記基板を保持させる第２工程と、前記保持シートの前記内部領域を撓ませる第３工程と、前記第３工程の後、前記搬送キャリアを前記ステージに載置して、前記基板を前記保持シートを介して前記ステージに接触させる第４工程と、前記第４工程の後、前記基板に前記プラズマ処理を施す第５工程と、を備え、前記第４工程において、前記保持シートの前記内部領域が、前記外周領域よりも先に前記ステージに接触する、プラズマ処理方法に関する。
本発明によれば、搬送キャリアに保持された基板をプラズマ処理する際に、製品の歩留まりが向上する。
本発明の実施形態に係る基板を保持した搬送キャリア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。 本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置の構造を断面で示す概念図である。 本発明の第１実施形態に係るプラズマ処理方法の一部の工程を示すフローチャートである。 保持シートの撓み量Ｑを示す説明図である。 フレームの歪み量Ｒを示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係るプラズマ処理方法の一部の工程を示すフローチャートである。
本実施形態に係るプラズマ処理方法は、搬送キャリアに保持された基板を、プラズマ処理装置に備えられたステージに載置して、基板にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、保持シートと、保持シートの外周領域に配置されるフレームと、を備える搬送キャリアを準備する第１工程（準備工程）と、保持シートの外周領域以外の内部領域に基板を貼着して、搬送キャリアに基板を保持させる第２工程（基板保持工程）と、保持シートの内部領域を撓ませる第３工程（撓み付与工程）と、第３工程の後、搬送キャリアをステージに載置して、基板を保持シートを介してステージに接触させる第４工程（載置工程）と、第４工程の後、基板にプラズマ処理を施す第５工程（プラズマ処理工程）と、を備える。
載置工程の前に、保持シートの内部領域を、撓み量Ｑになるように撓ませる。これにより、載置工程では、まず、内部領域の最も撓んだ領域（通常、内部領域の中央）がステージに接触し始める。そして、保持シートとステージとの接触部は、内部領域から外周領域にまで徐々に広がっていく。そのため、フレームの平坦度が低い場合であっても、保持シートは、シワのない状態でステージに載置される。
以下、本発明の実施形態を示す図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。図示例では、便宜上、同じ機能を備える部材に同じ符号を付している。
まず、搬送キャリアの一実施形態について、図１（ａ）および（ｂ）を参照しながら説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る搬送キャリア１０を概略的に示す上面図であり、図１（ｂ）は、撓み付与工程前の搬送キャリア１０の図１（ａ）に示すＢ−Ｂ線での断面図である。
図１（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、その外周領域３ａがフレーム２に固定されている。基板１は、保持シート３の内部領域３ｂに貼着されて、搬送キャリア１０に保持される。外周領域３ａは、保持シート３のフレーム２との重なり部分である。なお、図１では、フレーム２および基板１が共に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。
（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等の回路層を形成した後、回路層とは反対側である本体部の裏面を研削し、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程度である。基板１の厚みは、通常、２５〜１５０μｍ程度と、非常に薄い。そのため、基板１自体は、剛性（自己支持性）をほとんど有さない。そこで、フレーム２に保持シート３の外周領域３ａを固定し、この保持シート３に基板１を貼着する。これにより、基板１の搬送等のハンドリングが容易となる。基板１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）、ノッチ等の切欠き（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等が挙げられる。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）等が例示できる。誘電体としては、ポリイミド等の樹脂膜、低誘電率膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）等が例示できる。
基板１の保持シート３に貼着していない面には、所望の形状にマスクが形成されている（図示せず）。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。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。マスクとしては、例えば、レジスト膜を露光および現像することにより形成されるレジストマスクを用いることができる。また、マスクは、例えば、基板１の表面に形成された誘電体膜（例えば、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４）や、樹脂膜（例えば、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ））あるいは樹脂フィルムをレーザスクライブにより開口して、形成されてもよい。
（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、六角形等の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、ステンレス鋼等の金属や、樹脂等が挙げられる。フレーム２の一方の面には、保持シート３の一方の面の外周領域３ａ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３Ｘ）と粘着剤を有しない面（非粘着面３Ｙ）とを備えている。外周領域３ａにおける粘着面３Ｘ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３Ｘのフレーム２の開口から露出した部分（内部領域３ｂ）には、基板１が貼着される。
粘着面３Ｘは、紫外線（ＵＶ）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３Ｘから容易に剥離され、ピックアップされ易いためである。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、ポリエチレンおよびポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル等の熱可塑性樹脂が挙げられる。基材には、伸縮性を付加するためのゴム成分（例えば、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等）、可塑剤、軟化剤、酸化防止剤、導電性材料等の各種添加剤が配合されていてもよい。また、上記熱可塑性樹脂は、アクリル基等の光重合反応を示す官能基を有していてもよい。基材の厚みは、例えば、５０〜１５０μｍである。プラズマ処理の際、搬送キャリア１０は、ステージと非粘着面３Ｙとが接するように、ステージに載置される。
（プラズマ処理装置）
次に、図２を参照しながら、プラズマダイシング工程に使用されるプラズマ処理装置１００を具体的に説明するが、プラズマ処理装置はこれに限定されるものではない。図２は、本実施形態に用いられるプラズマ処理装置１００の構造の断面を概略的に示している。
プラズマ処理装置１００は、ステージ１１１を備えている。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、ステージ１１１に搭載される。ステージ１１１は、搬送キャリア１０の全体を載置できる程度の大きさを備える。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とともに、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。カバー１２４には、フレーム２がステージ１１１に載置されている状態のとき、フレーム２を押圧するための押さえ部材１０７が配置されている。押さえ部材１０７は、フレーム２と点接触できる部材（例えば、コイルバネや弾力性を有する樹脂）であることが好ましい。これにより、フレーム２およびカバー１２４の熱が互いに影響し合うことを抑制しながら、フレーム２の歪みを矯正することができる。
ステージ１１１およびカバー１２４は、処理室（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等が例示できる。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）等の誘電体材料が例示できる。誘電体部材１０８の上方には、上部電極としての第１の電極１０９が配置されている。第１の電極１０９は、第１の高周波電源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。真空チャンバ１０３内にプロセスガスが供給された状態で、第１の電極１０９に第１の高周波電源１１０Ａから高周波電力が供給されることにより、真空チャンバ１０３内にプラズマが発生する。
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。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、ＥＳＣ電極１１９と、第２の高周波電源１１０Ｂに電気的に接続された第２の電極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。静電吸着機構によって、保持シート３はステージ１１１に押し付けられて固定される。以下、保持シート３をステージ１１１に固定する固定機構として、静電吸着機構を備える場合を例に挙げて説明するが、これに限定されない。保持シート３のステージ１１１への固定は、図示しないクランプによって行われてもよい。
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等により構成される。金属層１１６内には、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。これにより、基板１や保持シート３が、プラズマ処理中に加熱されることによって損傷されることが抑制される。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、搬送キャリア１０のフレーム２を支持する。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の所定の位置に載置される。
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の高周波電源１１０Ａ、第２の高周波電源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装置１００を構成する要素の動作を制御する。
以下、本実施形態に係るプラズマ処理方法を、第１実施形態および第２実施形態を例に挙げて説明する。
第１実施形態では、撓み付与工程が、準備工程とともに行われる。具体的には、準備工程において、フレーム２を、その外径を拡張させるような負荷が加わった状態で、保持シート３の外周領域３ａに接合した後、フレーム２を拡張させる負荷を解除することにより、撓み付与工程が実行される。
第２実施形態では、撓み付与工程が、準備工程の後であって載置工程の前に行われる。具体的には、フレーム２を保持シート３の外周領域３ａに接合した後、保持シート３を伸長させることにより、撓み付与工程が実行される。この場合、撓み付与工程は、基板保持工程の前に行われてもよいし、基板保持工程の後に行われてもよい。
［第１実施形態］
本実施形態では、撓み付与工程が、準備工程において、フレーム２を、その外径を拡張させるような負荷が加わった状態で、保持シート３の外周領域３ａに接合した後、フレーム２を拡張させる負荷を解除することにより行われる。図３に、本実施形態に係るプラズマ処理方法の一部をフローチャートで示す。
（１）準備工程（撓み付与工程）
まず、搬送キャリア１０を準備する。搬送キャリア１０は、保持シート３をフレーム２の一方の面に貼着し、固定することにより得られる。例えば、ロール状に捲回された保持シート３を、保持シート３の粘着面３Ｘをフレーム２に対向させながら、図示しない架台に置かれたフレーム２の開口を覆うように巻き出して、フレーム２の一方の面に貼着し、固定する。
このとき、架台に置かれたフレーム２に負荷をかけて、その外径を拡張させておく。この状態で、フレーム２に保持シート３を貼着する。その後、フレーム２に加えられていた負荷を解除する。これにより、保持シート３の内部領域３ｂが撓む。
内部領域３ｂの撓み量Ｑは、載置工程直前の内部領域３ｂの撓み量であり、基板１を保持した保持シート３の内部領域３ｂの撓み量である。撓み量Ｑは、フレーム２の直径、基板１の厚み、基板１の直径、保持シート３の厚み等を考慮して、適宜設定される。例えば、フレーム２の直径が約３００ｍｍ、基板１の直径が約１５０ｍｍ、基板１の厚みが約１００μｍ、保持シート３の厚みが約１１０μｍの場合、撓み量Ｑは、８０μｍから１０００μｍ程度であり得る。
撓み量Ｑは、例えば、以下のようにして求められる。図４に示すように、搬送キャリア１０を、保持シート３が水平面に接触しないように、複数本の棒状部材２００の上端面に載置する。このとき、内部領域３ｂの中心を通る断面において、外周領域３ａにおける非粘着面３Ｙを通る直線Ｌ１と、内部領域３ｂにおける非粘着面３Ｙのうち、保持シート３が最も撓んでいる部分の接線Ｌ２との最短距離を、撓み量Ｑとする。最短距離は、例えば、非接触型の光学式測定装置等により測定できる。後述する初期の撓み量Ｑ０も、同様にして求められる。なお、図４では、説明を分かりやすくするため、撓み量Ｑを強調して示している。
撓み量Ｑは、真空チャンバ１０３内で測定してもよい。この場合、保持シート３がステージ１１１に接触しない程度以上に上昇させた支持部１２２の上端面に、搬送キャリア１０を載置すること以外は、上記と同様にして、最短距離を求めればよい。
ここで、フレーム２は、フレーム２を製造する際のばらつきや公差、あるいは、生産工程における繰り返し使用等により、歪んでいる場合がある。この場合、保持シート３の撓み量Ｑおよび初期の撓み量Ｑ０は、フレーム２の歪み量Ｒを加味した値である。フレーム２が歪んでいる（歪み量Ｒ＞０）場合、保持シート３の撓み量Ｑを、フレーム２の歪み量Ｒよりも大きくする。これにより、フレーム２の歪みに影響されることなく、保持シート３の内部領域３ｂを外周領域３ａよりも先にステージ１１１に接触させることができる。
歪み量Ｒは、例えば、以下のようにして求められる。図５に示すように、フレーム２単体（あるいは搬送キャリア１０）を水平面に置く。このとき、フレーム２の水平面から最も浮き上がった部分と、水平面との間の距離が歪み量Ｒである。なお、図５では、説明を分かりやすくするため、歪み量Ｒを強調して示している。
（２）基板保持工程
保持シート３の粘着面３Ｘに基板１を貼着することにより、基板１を搬送キャリア１０に保持させる。例えば、搬送キャリア１０を粘着面３Ｘを上向きに架台に載置し、基板１を粘着面３Ｘに貼着する。あるいは、基板１を架台に載置しておき、これに搬送キャリア１０を被せるようにして、基板１を保持シート３に貼着する。
（３）搬入工程
次に、基板１が保持された搬送キャリア１０を真空チャンバ１０３内に搬入する。
真空チャンバ１０３内では、昇降ロッド１２１の駆動により、カバー１２４が所定の位置まで上昇している。続いて、図示しないロードロック室から搬送キャリア１０が搬入される。複数の支持部１２２は、上昇した状態で待機している。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、支持部１２２に搬送キャリア１０が受け渡される。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。
（４）載置工程
搬送キャリア１０が支持部１２２に受け渡されると、真空チャンバ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。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。このとき、保持シート３の内部領域３ｂが、外周領域３ａよりも先にステージ１１１に接触し始める。
続いて、あるいは、支持部１２２と共に、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。このとき、カバー１２４に配置された押さえ部材１０７がフレーム２に点接触できるように、カバー１２４とステージ１１１との距離は調節されている。これにより、フレーム２が押さえ部材１０７によって押圧されるとともに、フレーム２および保持シート３の基板１を保持していない部分がカバー１２４によって覆われ、基板１はカバー１２４の窓部１２４Ｗから露出する。
カバー１２４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。カバー１２４の内径（窓部１２４Ｗの直径）はフレーム２の内径よりも小さく、カバー１２４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、カバー１２４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。窓部１２４Ｗからは、基板１の少なくとも一部が露出する。保持シート３を撓ませると、搬送キャリア１０をステージ１１１に載置した際に、保持シート３の外周領域３ａにシワが発生する場合がある（後述参照）。しかし、外周領域３ａはカバー１２４により覆われるため、プラズマ処理時の温度上昇や異常放電等は抑制される。カバー１２４は、例えば、セラミックス（例えば、アルミナ、窒化アルミニウム等）や石英等の誘電体や、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等の金属で構成される。
（５）固定工程
ステージ１１１に載置された搬送キャリア１０を、ステージ１１１上に固定する。ステージ１１１がＥＳＣ電極１１９を備える場合、ＥＳＣ電極１１９に電圧を印加することにより、搬送キャリア１０の保持シート３とステージ１１１との間に吸着力を発生させ、保持シート３、ひいては基板１を、ステージ１１１に固定することができる。このように基板１をステージ１１１に固定させることにより、保持シート３の撓みによって生じ得るシワは、外周領域３ａに集中する。外周領域３ａは、上記のとおりカバー１２４に覆われるため、プラズマ処理時の温度上昇や異常放電等は抑制される。
ただし、ＥＳＣ電極１１９への電圧印加は、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前に開始されてもよい。例えば、ＥＳＣ電極１１９への電圧印加は、保持シート３の内部領域３ｂがステージ１１１に接触する前に開始されてもよいし、保持シート３の内部領域３ｂの最も撓んだ部分がステージ１１１に接触した後、外周領域３ａが接触する前に開始されてもよい。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して、保持シート３の外周領域３ａの少なくとも一部がステージ１１１に接触した後に、ＥＳＣ電極１１９への電圧印加を開始してもよい。
（６）プラズマ処理工程
基板１にプラズマ処理を施す。まず、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、第１の電極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内にプラズマを発生させる。発生したプラズマは、イオン、電子、ラジカル等から構成される。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、発生したプラズマとの物理化学的反応によって除去（エッチング）され、基板１は個片化される。
プラズマ処理工程は、載置工程の後、所定の期間経過してから開始されてもよい。通常、ステージ１１１は冷却（例えば、−１０℃〜−２０℃）されている。載置工程の後、基板１を保持した搬送キャリア１０をステージ１１１に接触させた状態で、所定の期間、静置することにより、保持シート３および基板１の温度が安定する。その後、プラズマ処理を行うことにより、エッチングが均一になり易くなる。所定の期間は特に限定されないが、例えば、６０秒〜１２０秒である。搬送キャリア１０の静置は、載置工程の後、固定工程の前に行ってもよいし、固定工程の後に行ってもよい。
搬送キャリア１０の静置を、載置工程の後、固定工程の前に行う場合、具体的には、基板１を保持した搬送キャリア１０をステージ１１１に載置した後、その状態で所定の期間、静置する。その後、ＥＳＣ電極１１９に電圧を印加して、基板１をステージ１１１に固定し、プラズマ処理を行う。
搬送キャリア１０の静置を、固定工程の後に行う場合、具体的には、基板１を保持した搬送キャリア１０をステージ１１１に載置した後、ＥＳＣ電極１１９に電圧を印加し、基板１をステージ１１１に固定する。この状態で所定の期間、静置し、その後、プラズマ処理を行う。
固定工程の後、プラズマ処理工程の前に、ステージ１１１と保持シート３との間に冷却用ガス（例えば、ヘリウム、アルゴン、窒素）を導入し、保持シート３の冷却を促進させてもよい。この場合、固定工程の後、所定の期間が経過してから、冷却用ガスを導入してもよい。基板１が十分に固定された後、冷却用ガスを導入することで、冷却効果がより高まる。
第２の高周波電源１１０Ｂから第２の電極１２０に、例えば１００ｋＨｚ以上の高周波電力を投入してもよい。イオンの基板１への入射エネルギーは、第２の高周波電源１１０Ｂから第２の電極１２０に印加された高周波電力によって制御することができる。第２の電極１２０に高周波電力が投入されることにより、ステージ１１１の表面にバイアス電圧が発生し、このバイアス電圧によって基板１に入射するイオンが加速され、エッチング速度が増加する。
エッチングの条件は、基板１の材質等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（ＳＦ６）等を原料とするプラズマ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、ＳＦ６ガスを１００〜８００ｓｃｃｍで供給しながら、減圧機構１１４により真空チャンバ１０３の圧力を１０〜５０Ｐａに制御する。このとき、第１の電極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、第２の電極１２０に５０〜１０００Ｗの１００ｋＨｚ以上（例えば、４００〜５００ｋＨｚ、あるいは、１３．５６ＭＨｚ）の高周波電力を供給する。
レジストマスクから露出した基板１の表面は、垂直にエッチングされることが望ましい。この場合、上記のように、ＳＦ６等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（Ｃ４Ｆ８）等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を、交互に繰り返してもよい。
エッチングによって基板１が個片化された後、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等）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の高周波電源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から露出している個片化された基板１（電子部品）の表面のレジストマスクが完全に除去される。
（７）搬出工程
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る。個片化された基板１を保持する搬送キャリア１０は、プラズマ処理装置１００から搬出される。搬送キャリア１０が搬出されると、真空チャンバ１０３は再び密閉状態に置かれる。搬送キャリア１０の搬出プロセスは、上記のような基板１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よい。すなわち、カバー１２４を所定の位置にまで上昇させた後、ＥＳＣ電極１１９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。支持部１２２が所定の位置まで上昇した後、搬送キャリア１０は搬出される。
［第２実施形態］
本実施形態は、撓み付与工程が、基板保持工程の後であって載置工程の前に、フレーム２に固定された保持シート３を伸長することにより行われること以外、第１実施形態と同様である。図６に、本実施形態に係るプラズマ処理方法の一部をフローチャートで示す。ただし、撓み付与工程は、準備工程の後、基板保持工程の前に行ってもよい。
保持シート３を伸長する方法は、特に限定されない。例えば、内部領域３ｂに治具を押し当てて負荷をかけることにより伸長させてもよいし、保持シート３を加熱することにより伸長させてもよい。なかでも、特別な装置（治具）を必要としない点で、保持シート３を加熱する方法が好ましい。
加熱の条件は特に限定されず、保持シート３の材質、厚み等に応じて適宜設定すればよい。なかでも、保持シート３の損傷を抑制する観点から、表面が５０〜６０℃程度になるように保持シート３を加熱することが好ましい。加熱する方法も特に限定されず、架台に保持シート３を載置して、上部から加熱装置により加熱してもよいし、保持シート３をホットプレート等に載置して加熱してもよい。
加熱は、プラズマ処理装置１００の内部で行われてもよい。この場合、搬送キャリア１０が支持部１２２に受け渡された後、支持部１２２がステージ１１１のレベル以下にまで下降するまでの間に、保持シート３を加熱する。
基板保持工程の後、撓み付与工程に供される前の保持シート３は、その自重および基板１の質量により、撓んでいる場合がある。この初期の撓み量Ｑ０は、例えば、５０μｍから８００μｍ程度である。この場合、保持シート３の伸長は、内部領域３ｂの撓み量Ｑが初期の撓み量Ｑ０よりも大きくなるように行われる。
本発明のプラズマ処理方法は、保持シートに保持された基板をプラズマ処理する方法として有用である。
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
３Ｘ：粘着面
３Ｙ：非粘着面
３ａ：外周領域
３ｂ：内部領域
１０：搬送キャリア
１００：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
１０７：押さえ部材
１０８：誘電体部材
１０９：第１の電極
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：第２の電極
１２１：昇降ロッド
１２２：支持部
１２３Ａ、１２３Ｂ：昇降機構
１２４：カバー
１２４Ｗ：窓部
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
２００：棒状部材

Claims (4)

  1. 搬送キャリアに保持された基板を、プラズマ処理装置に備えられたステージに載置して、前記基板にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、
    保持シートと、前記保持シートの外周領域に配置されるフレームと、を備える前記搬送キャリアを準備する第１工程と、
    前記保持シートの前記外周領域以外の内部領域に前記基板を貼着して、前記搬送キャリアに前記基板を保持させる第２工程と、
    前記保持シートの前記内部領域を撓ませる第３工程と、
    前記第３工程の後、前記搬送キャリアを前記ステージに載置して、前記基板を前記保持シートを介して前記ステージに接触させる第４工程と、
    前記第４工程の後、前記基板に前記プラズマ処理を施す第５工程と、を備え、
    前記第３工程は、前記第１工程とともに行われ、かつ、前記フレームを、外径を拡張させるような負荷が加わった状態で前記保持シートの前記外周領域に接合した後、前記フレームを拡張させる前記負荷を解除することにより行われ、
    前記第４工程において、前記保持シートの前記内部領域が、前記外周領域よりも先に前記ステージに接触する、プラズマ処理方法。
  2. 搬送キャリアに保持された基板を、プラズマ処理装置に備えられたステージに載置して、前記基板にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、
    保持シートと、前記保持シートの外周領域に配置されるフレームと、を備える前記搬送キャリアを準備する第１工程と、
    前記保持シートの前記外周領域以外の内部領域に前記基板を貼着して、前記搬送キャリアに前記基板を保持させる第２工程と、
    前記保持シートの前記内部領域を撓ませる第３工程と、
    前記第３工程の後、前記搬送キャリアを前記ステージに載置して、前記基板を前記保持シートを介して前記ステージに接触させる第４工程と、
    前記第４工程の後、前記基板に前記プラズマ処理を施す第５工程と、を備え、
    前記第３工程は、前記第１工程の後、前記保持シートを加熱して伸長させることにより行われ、
    前記第４工程において、前記保持シートの前記内部領域が、前記外周領域よりも先に前記ステージに接触する、プラズマ処理方法。
  3. 前記第３工程において、前記保持シートの前記内部領域の撓み量Ｑを、前記フレームの歪み量Ｒよりも大きくする、請求項１または２に記載のプラズマ処理方法。
  4. 前記第４工程の後、所定の期間経過した後に前記第５工程を開始する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
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