JP6890886B2 - プラズマエッチング装置 - 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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
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１４ 排気口
１６ 排気ユニット
１８ 下部電極
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２２ 保持部
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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
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４０ 冷媒導入路
４２ 循環ユニット
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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
Claims (3)
- 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ことを特徴とするプラズマエッチング装置。 - 前記排気手段は、前記搬出入口から流出するガスを排気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することを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング装置。
- 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る請求項１又は請求項２に記載のプラズマエッチング装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017086404A JP6890886B2 (ja) | 2017-04-25 | 2017-04-25 | プラズマエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017086404A JP6890886B2 (ja) | 2017-04-25 | 2017-04-25 | プラズマエッチング装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018186172A JP2018186172A (ja) | 2018-11-22 |
| JP6890886B2 true JP6890886B2 (ja) | 2021-06-18 |
Family
ID=64357156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017086404A Active JP6890886B2 (ja) | 2017-04-25 | 2017-04-25 | プラズマエッチング装置 |
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| JP3150058B2 (ja) * | 1994-12-05 | 2001-03-26 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| JPH08259266A (ja) * | 1995-03-27 | 1996-10-08 | Toshiba Corp | ドライエッチング装置 |
| JP2004096089A (ja) * | 2002-07-09 | 2004-03-25 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理装置及び基板処理方法 |
-
2017
- 2017-04-25 JP JP2017086404A patent/JP6890886B2/ja active Active
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| JP2018186172A (ja) | 2018-11-22 |
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