等離子處理方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種等離子處理方法及裝置。
【背景技術】
[0002]作為等離子處理裝置，已知有專利文獻1和專利文獻2中公開的等離子處理裝置。在這些等離子處理裝置中，在將基板保持在由環狀框架和保持片構成的搬運載體上的狀態下，對基板進行等離子切割、等離子灰化等等離子處理。而且，在進行等離子處理時，通過以罩覆蓋環狀框架和保持片，不會使環狀框架和保持片暴露于等離子體。
[0003]專利文獻1:日本專利第4858395號公報
[0004]專利文獻2:美國申請公開第2012/0238073號公報
【發明內容】
[0005]然而，在上述現有的等離子處理裝置中，在通過等離子體加熱罩而搬出搬運載體前，可能會受到如下等熱損傷:由樹脂材料構成的保持片、用于將保持片固定在環狀框架上的粘接劑受到來自罩的輻射熱，保持片伸長(變形)、粘接材料的粘接性降低，由此導致保持片從環狀框架剝離。
[0006]特別是如果在搬出前停止搬運載體向工作臺的靜電吸附，則工作臺無法充分地對搬運載體進行冷卻，而使保持片容易受到熱損傷。
[0007]因此，本發明的課題在于防止因等離子處理引起的搬運載體的保持片受到的熱損傷。
[0008]作為用于解決上述課題的方案，本發明提供一種等離子處理方法，在處理室內對保持在搬運載體上的基板實施等離子處理，該搬運載體由環狀框架和保持片構成，該等離子處理方法具有如下工序:第一工序，在設于上述處理室內的冷卻后的工作臺上載置保持有基板的搬運載體；第二工序，在使設于上述工作臺上的罩與上述工作臺相對移動而使基板從形成在上述罩上的窗部露出的狀態下，覆蓋搬運載體的保持片和框架；第三工序，對保持在上述搬運載體上的基板進行等離子處理；第四工序，對上述罩進行冷卻；及第五工序，從上述處理室搬出保持有基板的搬運載體。
[0009]發明效果
[0010]根據本發明，由于在進行等離子處理的第三工序和搬出搬運載體的第五工序之間執行冷卻罩的第四工序，因此，能夠防止保持片因來自罩的輻射熱而受到熱損傷。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實施方式的等離子處理裝置的概略正面剖視圖。
[0012]圖2是表示圖1的等離子處理裝置的處理工序的概略說明圖。
[0013]圖3是表示本實施方式的等離子處理的流程圖。
[0014]圖4是表示其它實施方式的等離子處理的流程圖。
[0015]圖5是表示其它實施方式的等離子處理的流程圖。
【具體實施方式】
[0016]以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。此外，以下的說明本質上只是示例性的，并不用于限制本發明、其適用對象或其用途。另外，附圖是示意性的，各尺寸的比例與實物不同。
[0017]圖1表示本發明的實施方式的等離子處理裝置1。該等離子處理裝置1是用于對晶圓2(基板)實施等離子處理的裝置，具備具有能夠減壓的內部空間的腔體3。在該腔體3中，能夠經由未圖示的出入口將搬運載體4搬入和搬出到內部空間即處理室5。
[0018]搬運載體4具備將晶圓2保持為能夠裝卸的保持片6。作為保持片6，例如可以使用所謂的UV膠帶:能夠彈性伸展并通過粘接力保持晶圓2，而通過照射紫外線使化學特性發生變化，粘接力大幅減小。保持片6的一面由具有粘接性的面(粘接面)構成，另一面由不具有粘接性的面(非粘接面)構成。另外，保持片6較為柔軟，其自身容易撓曲而無法維持固定形狀。因此，在保持片6的外周緣附近的粘接面上粘貼有大致環狀且厚度較薄的框架7(環狀框架)。框架7例如為金屬制，且具有能夠保持其形狀的剛性。
[0019]在搬運載體4的保持片6上，通過將晶圓2的背面粘貼在粘接面上而保持晶圓2。在保持片6的粘接面中的、由框架7圍成的圓形區域的中央配置有晶圓2。具體而言，設定晶圓2相對于保持片6的位置使得圓形區域的中心與晶圓2的中心大致一致。通過將晶圓2配置在圓形區域的中央，在保持片6的晶圓2的外周和框架7的內周之間以一定寬度形成較寬的環形區域。
[0020]在等離子處理裝置1的封閉腔體3 (真空容器)的頂部的電介質壁8的上方配置有作為上部電極的天線9 (等離子源)。天線9與第一高頻(RF:Rad1 Frequency)電源部10A電連接。另一方面，在腔體3內的底部側配置有如上所述載置保持有晶圓2的搬運載體4的工作臺11。在腔體3的空氣導入口 3a分別連接有工藝氣體源12和灰化氣體源13。另一方面，在排氣口 3b連接有減壓機構14，減壓機構14包含用于對腔體3內進行真空排氣的真空栗和用于調整腔體3內的壓力的壓力調節閥。
[0021]工作臺11具備電極部15、配置在電極部15的下端側的基臺部16及包圍電極部15和基臺部16的外周的外裝部17。
[0022]電極部15由靜電吸盤15b和配置在靜電吸盤15b的下端側的電極部主體15c構成。
[0023]靜電吸盤15b由陶瓷等電介質材料構成。在靜電吸盤15b內，雙極性的靜電吸附用電極22a(ESC:Electric Static Chuck)內置于上方側，高頻電極22b內置于下方側。靜電吸附用電極22a與直流電源23電連接。靜電吸附用電極22a跨及載置搬運載體4的電極部15的整個上表面區域所對應的靜電吸盤15b的整個上側區域地配置。由此，能夠靜電吸附搬運載體4。高頻電極22b與第二高頻電源部10B電連接。在俯視觀察下，高頻電極22b的外周緣部位于比載置在搬運載體4上的晶圓2靠外側的位置。由此，能夠通過產生的等離子體而對晶圓2整體進行蝕刻。
[0024]電極部主體15c由金屬(例如鋁合金)構成。在電極部主體15c上形成有冷媒流路 15a ο
[0025]電極部15的上表面和外裝部17的上表面構成載置保持有晶圓2的搬運載體4的一個水平面即載置面18。在電極部15上沿周向均等地形成有連通上下表面的多個第一貫通孔。突出銷19以分別能夠升降的方式配置于各第一貫通孔。突出銷19的上端面與載置面18齊平而載置搬運載體4，并通過向上方突出使搬運載體4離開載置面18。
[0026]外裝部17由接地屏蔽材料(具有導電性和耐蝕刻性的金屬)構成，在外裝部17上，沿周向均等地形成有連通上下表面的多個第二貫通孔。驅動桿26以分別能夠升降的方式配置于各第二貫通孔。通過外裝部17保護電極部15和基臺部16免受等離子體的影響。
[0027]搬運載體4以保持片6的保持晶圓2的一面(粘接面6a)朝上的姿勢載置于工作臺11上，保持片6的非粘接面6b載置于工作臺11的載置面18上。搬運載體4通過未圖示的搬運機構相對于工作臺11的載置面18以預定位置和姿勢(包括繞保持片6的圓形區域的中心的旋轉角度位置)被載置。以下，將該預定位置和姿勢記為正常位置。
[0028]等離子處理裝置1具備用于冷卻工作臺11的冷卻裝置20。該冷卻裝置20具備形成在電極部15內的冷媒流路15a和使控溫后的冷媒在冷媒流路中循環的冷媒循環裝置
21ο
[0029]在腔體3內具備能夠在工作臺11的載置面18的上方升降的罩24。罩24的外形輪廓為圓形且具有一定的較薄的厚度，在中央部形成有窗部25。而且，罩24在等離子處理中覆蓋搬運載體4的保持片6和框架7以免受等離子體的影響。因此，罩24比搬運載體4的外形輪廓足夠大地形成。
[0030]罩24的下表面載置于驅動桿26的上端面。驅動桿26由圖1中僅概念性地表示的驅動機構27驅動而升降。罩24通過驅動桿26的升降而進行升降。具體而言，罩24能夠定位在載置于工作臺11的載置面18的下降位置、上方的第一上升位置以及上方的第二上升位置(最上方位置)。下降位置的罩24在等離子處理中保護保持片6和框架7免受等離子體的影響，但位于不與載置于工作臺11的載置面18的搬運載體4的保持片6接觸的距離。通過在下降位置處使罩24和保持片6不接觸，能夠防止通過等離子處理加熱后的罩24的熱量直接傳遞給保持片6，并且能夠防止保持片6的粘接面與罩24接觸而粘到罩24上。
[0031]第一上升位置的罩24相對于載置于工作臺11的載置面18的搬運載體4的保持片6確保足夠大的距離，抑制因來自罩24的輻射熱引起的熱損傷對保持片6產生影響。
[0032]第二上升位置的罩24以具有充分的間隔的方式位于工作臺11的載置面18的上方。因此，若罩24位于第二上升位置，則能夠進行將搬運載體4 (保持有晶圓2)搬入到載置面18的作業和相反地將搬運載體4從載置面18搬出的作業。
[0033]圖1中僅示意性地表示的控制裝置28控制構成等離子處理裝置1的要素的動作，等離子處理裝置1包括第一及第二高頻電源部10Α，10Β、工藝氣體源12、灰化氣體源13、減壓機構14、冷卻裝置20、直流電源23及驅動機構27。
[0034]接著，參照圖2和圖3對本實施方式的等離子處理裝置1的動作進行說明。
[0035]如圖2(a)所示，使罩24上升至第二上升位置(步驟S 1)，如圖2(b)所示，通過未圖示的搬運機構將在保持片6的圓形區域的中央粘貼有晶圓2的搬運載體4搬入到腔體3內，并配置在工作臺11的載置面18上的正常位置(步驟S2:搬入處理)。
[0036]如圖2 (c)所示，通過驅動機構27對驅動桿26進行驅動，使罩24從第二上升位置下降至下降位置(步驟S3)。當罩24成為下降位置時，搬運載體4的保持片6和框架7被罩24覆蓋，且晶圓2從該窗部25露出。但是，在下降位置處，罩24不與保持片6和框架7接觸。
[0037]從直流電源23對靜電吸附用電極22a施加直流電壓，通過靜電吸附將搬運載體4保持在工作臺11的載置面18 (電極部15的上端面)上(步驟S4)。在該狀態下，工作臺11被控溫在15?20°C，由于搬運載體4與工作臺11的載置面18緊貼，因此維持在20°C左右。
[0038]如圖2(d)所示，執行以下的等離子處理(步驟S5:等離子切割處理和等離子灰化處理)。
[0039]在等離子切割處理中，從工藝氣體源12向腔體3內導入工藝氣體(例如SF6)，并且通過減壓機構14排氣，將處理室5維持在預定壓力(例如10Pa)。其后，由高頻電源部10A對天線9供給高頻電力(例如2000W)而在腔體3內產生等離子體P，并照射到從罩24的窗部25露出的晶圓2。此時，由高頻電源部10B對工作臺11的電極部15施加偏置電壓(例如50W)。另外，通過冷卻裝置20冷卻工作臺11 (例如20°C )。在晶圓2的表面，在前工序中已經形成有規定芯片區域的抗蝕掩模。當對形成有抗蝕掩模的晶圓2進行等離子處理時，在晶圓2的表面的未被抗蝕掩模保護的部分(切割道)，通過等離子體P中的自由基和離子的物理化學作用，晶圓2被蝕刻。而且，通過持續蝕刻直至到達晶圓2的背面，晶圓2被分割為獨立的