等离子处理方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种等离子处理方法及装置。
【背景技术】
[0002]作为等离子处理装置，已知有专利文献1和专利文献2中公开的等离子处理装置。在这些等离子处理装置中，在将基板保持在由环状框架和保持片构成的搬运载体上的状态下，对基板进行等离子切割、等离子灰化等等离子处理。而且，在进行等离子处理时，通过以罩覆盖环状框架和保持片，不会使环状框架和保持片暴露于等离子体。
[0003]专利文献1:日本专利第4858395号公报
[0004]专利文献2:美国申请公开第2012/0238073号公报
【发明内容】
[0005]然而，在上述现有的等离子处理装置中，在通过等离子体加热罩而搬出搬运载体前，可能会受到如下等热损伤:由树脂材料构成的保持片、用于将保持片固定在环状框架上的粘接剂受到来自罩的辐射热，保持片伸长(变形)、粘接材料的粘接性降低，由此导致保持片从环状框架剥离。
[0006]特别是如果在搬出前停止搬运载体向工作台的静电吸附，则工作台无法充分地对搬运载体进行冷却，而使保持片容易受到热损伤。
[0007]因此，本发明的课题在于防止因等离子处理引起的搬运载体的保持片受到的热损伤。
[0008]作为用于解决上述课题的方案，本发明提供一种等离子处理方法，在处理室内对保持在搬运载体上的基板实施等离子处理，该搬运载体由环状框架和保持片构成，该等离子处理方法具有如下工序:第一工序，在设于上述处理室内的冷却后的工作台上载置保持有基板的搬运载体；第二工序，在使设于上述工作台上的罩与上述工作台相对移动而使基板从形成在上述罩上的窗部露出的状态下，覆盖搬运载体的保持片和框架；第三工序，对保持在上述搬运载体上的基板进行等离子处理；第四工序，对上述罩进行冷却；及第五工序，从上述处理室搬出保持有基板的搬运载体。
[0009]发明效果
[0010]根据本发明，由于在进行等离子处理的第三工序和搬出搬运载体的第五工序之间执行冷却罩的第四工序，因此，能够防止保持片因来自罩的辐射热而受到热损伤。
【附图说明】
[0011]图1是本实施方式的等离子处理装置的概略正面剖视图。
[0012]图2是表示图1的等离子处理装置的处理工序的概略说明图。
[0013]图3是表示本实施方式的等离子处理的流程图。
[0014]图4是表示其它实施方式的等离子处理的流程图。
[0015]图5是表示其它实施方式的等离子处理的流程图。
【具体实施方式】
[0016]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，以下的说明本质上只是示例性的，并不用于限制本发明、其适用对象或其用途。另外，附图是示意性的，各尺寸的比例与实物不同。
[0017]图1表示本发明的实施方式的等离子处理装置1。该等离子处理装置1是用于对晶圆2(基板)实施等离子处理的装置，具备具有能够减压的内部空间的腔体3。在该腔体3中，能够经由未图示的出入口将搬运载体4搬入和搬出到内部空间即处理室5。
[0018]搬运载体4具备将晶圆2保持为能够装卸的保持片6。作为保持片6，例如可以使用所谓的UV胶带:能够弹性伸展并通过粘接力保持晶圆2，而通过照射紫外线使化学特性发生变化，粘接力大幅减小。保持片6的一面由具有粘接性的面(粘接面)构成，另一面由不具有粘接性的面(非粘接面)构成。另外，保持片6较为柔软，其自身容易挠曲而无法维持固定形状。因此，在保持片6的外周缘附近的粘接面上粘贴有大致环状且厚度较薄的框架7(环状框架)。框架7例如为金属制，且具有能够保持其形状的刚性。
[0019]在搬运载体4的保持片6上，通过将晶圆2的背面粘贴在粘接面上而保持晶圆2。在保持片6的粘接面中的、由框架7围成的圆形区域的中央配置有晶圆2。具体而言，设定晶圆2相对于保持片6的位置使得圆形区域的中心与晶圆2的中心大致一致。通过将晶圆2配置在圆形区域的中央，在保持片6的晶圆2的外周和框架7的内周之间以一定宽度形成较宽的环形区域。
[0020]在等离子处理装置1的封闭腔体3 (真空容器)的顶部的电介质壁8的上方配置有作为上部电极的天线9 (等离子源)。天线9与第一高频(RF:Rad1 Frequency)电源部10A电连接。另一方面，在腔体3内的底部侧配置有如上所述载置保持有晶圆2的搬运载体4的工作台11。在腔体3的空气导入口 3a分别连接有工艺气体源12和灰化气体源13。另一方面，在排气口 3b连接有减压机构14，减压机构14包含用于对腔体3内进行真空排气的真空栗和用于调整腔体3内的压力的压力调节阀。
[0021]工作台11具备电极部15、配置在电极部15的下端侧的基台部16及包围电极部15和基台部16的外周的外装部17。
[0022]电极部15由静电吸盘15b和配置在静电吸盘15b的下端侧的电极部主体15c构成。
[0023]静电吸盘15b由陶瓷等电介质材料构成。在静电吸盘15b内，双极性的静电吸附用电极22a(ESC:Electric Static Chuck)内置于上方侧，高频电极22b内置于下方侧。静电吸附用电极22a与直流电源23电连接。静电吸附用电极22a跨及载置搬运载体4的电极部15的整个上表面区域所对应的静电吸盘15b的整个上侧区域地配置。由此，能够静电吸附搬运载体4。高频电极22b与第二高频电源部10B电连接。在俯视观察下，高频电极22b的外周缘部位于比载置在搬运载体4上的晶圆2靠外侧的位置。由此，能够通过产生的等离子体而对晶圆2整体进行蚀刻。
[0024]电极部主体15c由金属(例如铝合金)构成。在电极部主体15c上形成有冷媒流路 15a ο
[0025]电极部15的上表面和外装部17的上表面构成载置保持有晶圆2的搬运载体4的一个水平面即载置面18。在电极部15上沿周向均等地形成有连通上下表面的多个第一贯通孔。突出销19以分别能够升降的方式配置于各第一贯通孔。突出销19的上端面与载置面18齐平而载置搬运载体4，并通过向上方突出使搬运载体4离开载置面18。
[0026]外装部17由接地屏蔽材料(具有导电性和耐蚀刻性的金属)构成，在外装部17上，沿周向均等地形成有连通上下表面的多个第二贯通孔。驱动杆26以分别能够升降的方式配置于各第二贯通孔。通过外装部17保护电极部15和基台部16免受等离子体的影响。
[0027]搬运载体4以保持片6的保持晶圆2的一面(粘接面6a)朝上的姿势载置于工作台11上，保持片6的非粘接面6b载置于工作台11的载置面18上。搬运载体4通过未图示的搬运机构相对于工作台11的载置面18以预定位置和姿势(包括绕保持片6的圆形区域的中心的旋转角度位置)被载置。以下，将该预定位置和姿势记为正常位置。
[0028]等离子处理装置1具备用于冷却工作台11的冷却装置20。该冷却装置20具备形成在电极部15内的冷媒流路15a和使控温后的冷媒在冷媒流路中循环的冷媒循环装置
21ο
[0029]在腔体3内具备能够在工作台11的载置面18的上方升降的罩24。罩24的外形轮廓为圆形且具有一定的较薄的厚度，在中央部形成有窗部25。而且，罩24在等离子处理中覆盖搬运载体4的保持片6和框架7以免受等离子体的影响。因此，罩24比搬运载体4的外形轮廓足够大地形成。
[0030]罩24的下表面载置于驱动杆26的上端面。驱动杆26由图1中仅概念性地表示的驱动机构27驱动而升降。罩24通过驱动杆26的升降而进行升降。具体而言，罩24能够定位在载置于工作台11的载置面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在等离子处理中保护保持片6和框架7免受等离子体的影响，但位于不与载置于工作台11的载置面18的搬运载体4的保持片6接触的距离。通过在下降位置处使罩24和保持片6不接触，能够防止通过等离子处理加热后的罩24的热量直接传递给保持片6，并且能够防止保持片6的粘接面与罩24接触而粘到罩24上。
[0031]第一上升位置的罩24相对于载置于工作台11的载置面18的搬运载体4的保持片6确保足够大的距离，抑制因来自罩24的辐射热引起的热损伤对保持片6产生影响。
[0032]第二上升位置的罩24以具有充分的间隔的方式位于工作台11的载置面18的上方。因此，若罩24位于第二上升位置，则能够进行将搬运载体4 (保持有晶圆2)搬入到载置面18的作业和相反地将搬运载体4从载置面18搬出的作业。
[0033]图1中仅示意性地表示的控制装置28控制构成等离子处理装置1的要素的动作，等离子处理装置1包括第一及第二高频电源部10Α，10Β、工艺气体源12、灰化气体源13、减压机构14、冷却装置20、直流电源23及驱动机构27。
[0034]接着，参照图2和图3对本实施方式的等离子处理装置1的动作进行说明。
[0035]如图2(a)所示，使罩24上升至第二上升位置(步骤S 1)，如图2(b)所示，通过未图示的搬运机构将在保持片6的圆形区域的中央粘贴有晶圆2的搬运载体4搬入到腔体3内，并配置在工作台11的载置面18上的正常位置(步骤S2:搬入处理)。
[0036]如图2 (c)所示，通过驱动机构27对驱动杆26进行驱动，使罩24从第二上升位置下降至下降位置(步骤S3)。当罩24成为下降位置时，搬运载体4的保持片6和框架7被罩24覆盖，且晶圆2从该窗部25露出。但是，在下降位置处，罩24不与保持片6和框架7接触。
[0037]从直流电源23对静电吸附用电极22a施加直流电压，通过静电吸附将搬运载体4保持在工作台11的载置面18 (电极部15的上端面)上(步骤S4)。在该状态下，工作台11被控温在15?20°C，由于搬运载体4与工作台11的载置面18紧贴，因此维持在20°C左右。
[0038]如图2(d)所示，执行以下的等离子处理(步骤S5:等离子切割处理和等离子灰化处理)。
[0039]在等离子切割处理中，从工艺气体源12向腔体3内导入工艺气体(例如SF6)，并且通过减压机构14排气，将处理室5维持在预定压力(例如10Pa)。其后，由高频电源部10A对天线9供给高频电力(例如2000W)而在腔体3内产生等离子体P，并照射到从罩24的窗部25露出的晶圆2。此时，由高频电源部10B对工作台11的电极部15施加偏置电压(例如50W)。另外，通过冷却装置20冷却工作台11 (例如20°C )。在晶圆2的表面，在前工序中已经形成有规定芯片区域的抗蚀掩模。当对形成有抗蚀掩模的晶圆2进行等离子处理时，在晶圆2的表面的未被抗蚀掩模保护的部分(切割道)，通过等离子体P中的自由基和离子的物理化学作用，晶圆2被蚀刻。而且，通过持续蚀刻直至到达晶圆2的背面，晶圆2被分割为独立的