等离子处理装置以及等离子处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及等离子处理装置以及等离子处理方法。
【背景技术】
[0002]专利文献1、2所公开的等离子处理装置，将保持在具备环状的框架和保持片的搬运载体的基板(例如晶片)作为处理对象。基板保持在保持片上。另外，这些等离子处理装置具备不使框架、和保持片的基板外周与框架间的区域暴露于等离子下地进行覆盖的盖。
[0003]专利文献
[0004]专利文献I JP特许第4858395号说明书
[0005]专利文献2:美国专利申请公开第2012/0238073号说明书
[0006]盖通过暴露在等离子下而被加热，从而易于成为高温。来自被加热的盖的辐射热给基板外周部的抗蚀剂、保持片、以及框架带来热损伤。作为针对相关的来自盖的辐射热所引起的热损伤的对策，能使基板和搬运载体静电吸附而紧贴在机台(通过冷媒循环而被冷却)，用向机台的传热来进行冷却。为了提升机台与载置于其上的基板间的传热性，已知在它们之间提供氦这样的稀有气体即传热气体(背面气体冷却)。
[0007]在现有的等离子处理装置中，在等离子处理的对象是保持在搬运载体的基板的情况下，关于用哪种方式进行背面气体冷却能兼顾等离子处理性能和冷却性能，尚未进行具体的研讨。
【发明内容】
[0008]本发明的课题在于，对保持在搬运载体的基板进行等离子处理的等离子处理装置中的等离子处理性能和冷却性能这两者的提升。
[0009]本发明的第I方式是对保存在具备框架和保持片的搬运载体的基板进行等离子处理的等离子处理装置，提供如下的等离子处理装置，具备:腔室，其有能减压的内部空间；工艺气体提供单元，其对所述内部空间提供工艺气体；减压单元，其对所述内部空间进行减压；等离子产生单元，其使所述内部空间发生等离子；机台，其设于所述腔室内，具备载置所述搬运载体的电极部；实质平坦的平坦部，其设于所述电极部中的隔着所述保持片载置所述基板的区域即第I区域；第I非平坦部，其设于所述电极部中的第2区域，至少具有I个向从所述搬运载体远离的朝向凹陷的凹部，其中该第2区域至少包含隔着所述保持片载置所述框架的区域、和所述基板与所述框架间的配置所述保持片的区域；和第I传热气体提供部，其对在所述第I非平坦部与所述搬运载体间划定的第I微小空间提供传热气体。
[0010]具体地，等离子处理装置还具备:冷却部，其冷却所述电极部。
[0011]更具体地，等离子处理装置还具备盖，该盖具有:主体，其覆盖载置于所述电极部的所述搬运载体的所述保持片和所述框架；和窗部，其在厚度方向上贯通所述主体而形成，来使保持在载置于所述电极部的所述搬运载体的所述基板在所述内部空间露出，所述盖能与所述机台接合分离。
[0012]提供背面气体冷却能实现高的冷却效率。但是，背面气体冷却存在对于等离子处理性能而言并不优选的问题。例如，在高等离子密度且低偏置功率下、自由基反应处于支配地位的工艺(例如作为等离子切割的一例的Si蚀刻工艺)的情况下，偏置功率的非常小的变动都能给工艺特性带来大的影响。由于若基板单片化则基板自体的强度降低，因此通过传热气体的局部的压力差会在保持片出现挠曲，这成为偏置功率的变动和由其引起的形状异常这样的工艺特性的降低的原因。另外，通过小片化得到的芯片的尺寸非常小，有时会小于传热气体提供部(传热气体提供孔)。这种情况下，在传热气体提供部也出现工艺特性降低。
[0013]在本发明中，不对基板运用背面气体冷却。即，将电极部中的隔着保持片载置基板的区域即第I区域设为实质平坦的平坦部。在此，所谓“实质平坦”，是指除了微细的表面粗度或制造公差这样的不可避免的要因以外能视作平面。
[0014]在本发明中，对电极部中的给等离子处理性能带来的影响少的框架和保持片运用背面气体冷却。即，在电极部中的包含隔着保持片载置框架的区域、和基板与框架间的配置所述保持片的区域的第2区域设置第I非平坦部，从第I传热气体提供部对该第I非平坦部提供传热气体。
[0015]通过如以上那样不对基板运用背面气体冷却，对框架和保持片运用背面气体冷却，能提升等离子处理性能和冷却性能这两者。通过冷却性能提升，能有效果地减小来自盖的辐射热所引起的基板、保持片、以及框架的损伤。
[0016]也可以对盖运用背面气体冷却。这种情况下，还具备:第2非平坦部，其设置在所述电极部中的包含所述盖与所述电极部相接的区域的第3区域，具有至少I个向从所述搬运载体远离的朝向凹陷的凹部；和第2传热气体提供部，其对在所述第2非平坦部与所述盖间划定的第2微小空间提供所述传热气体。
[0017]具体地，具备第I静电吸附电极，其内置于所述电极部中的所述第I区域。
[0018]另外，也可以具备第2静电吸附电极，其内置于所述电极部中的所述第2区域。框架和保护薄片静电吸附在电极部，提升了框架和保护薄片的冷却效率。
[0019]也可以让所述第2静电吸附电极延伸到所述盖与所述电极部相接的区域。盖静电吸附在电极部，提升了盖的冷却效率。
[0020]作为替代案，也可以还具备夹紧机构，其对所述机台按压所述盖。
[0021]对第I静电吸附电极可以施加直流电压，也可以叠加在直流电压上作为偏置电压来施加高频电压。
[0022]优选地，所述第I静电吸附电极为单极型，所述第2静电吸附电极为双极型。
[0023]单极型的静电吸附电极由于能均匀地吸附于基板整面，因此在等离子处理性能的点上优于双极型。例如，在等离子切割的情况下，将基板单片化的前后的吸附力变动、和局部的吸附力的差都是单极型少于双极型。双极型的静电吸附电力在等离子处理性能的点上逊于单极型，但静电吸附力强过单极型。基板通过单极型的第I静电吸附电极静电吸附在电极部，框架和保持片(基板与框架间的部分)通过双极型的第2静电吸附电极静电吸附在电极部，由此能进一步提升等离子处理性能和冷却性能这两者。
[0024]也可以让所述第I静电吸附电极和所述第2静电吸附电极都是单极型。通过使第I以及第2静电吸附电极都为比双极型简易的构成的单极型，能简化等离子处理装置的构成。
[0025]本发明的第2方式是保持在具备框架和保持片的搬运载体的基板的等离子处理方法，提供如下等离子处理方法:将保持所述基板的所述搬运载体搬入到等离子处理装置的腔室内，隔着所述保持片在所述电极部中的实质平坦的平坦部载置所述基板，在所述电极部中的至少具有I个凹部的非平坦部隔着所述保持片载置所述框架，并载置所述基板与所述框架间的所述保持片，对在所述非平坦部与所述搬运载体间划定的第I微小空间提供传热气体，并使所述腔室内发生等离子，从而对所述基板施予等离子处理。
[0026]发明的效果
[0027]根据本发明，在电极部的平坦部配置基板而且不对其运用背面冷却。另一方面，在第I非平坦部配置框架和保持片(基板与框架间的区域)，并对其运用背面冷却。由此，能提升以保持在搬运载体的基板为处理对象的等离子处理装置中的等离子处理性能和冷却性能这两者。
【附图说明】
[0028]图1是本发明的第I实施方式所涉及的等离子处理装置(盖为降下位置)的截面图。
[0029]图2是图1的部分放大图。
[0030]图3是载置于机台的搬运载体和覆盖其的盖的俯视图。
[0031]图4是第I以及第2的静电吸附电极的部分俯视图。
[0032]图5是本发明的第I本实施方式所涉及的等离子处理装置(盖为上升位置)的截面图。
[0033]图6是本发明的第2实施方式所涉及的等离子处理装置的部分截面图。
[0034]图7是本发明的第3实施方式所涉及的等离子处理装置的部分截面图。
[0035]图8是本发明的第4实施方式所涉及的等离子处理装置的部分截面图。
[0036]图9是本发明的第5实施方式所涉及的等离子处理装置的部分截面图。
[0037]标号的说明
[0038]I干式蚀刻装置
[0039]2晶片
[0040]2a表面
[0041]2b背面
[0042]3腔室
[0043]3a出入口
[0044]3b排气口
[0045]4搬运载体
[0046]5保持片
[0047]5a粘着面
[0048]5b非粘着面
[0049]6框架
[0050]7电介质壁
[0051]7a气体导入口
[0052]8天线
[0053]9A第I高频电源
[0054]9B第2高频电源
[0055]10工艺气体源
[0056]11机台
[0057]12减压机构
[0058]13电极部
[0059]14基台部
[0060]15外装部<