(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧可能なチャンバと、
前記チャンバ内にプラズマを発生させるプラズマ源と、
基板を保持した保持シートと、前記保持シートが取り付けられて前記基板を囲むフレームと、前記保持シートの前記基板と前記フレームとの間の環状領域に厚み方向に貫通するように設けられた開口部とを備える、前記チャンバに対して搬入出可能な搬送キャリアと、
前記チャンバ内に設けられて前記搬送キャリアが載置されるステージと、
前記保持シートと前記フレームとを覆うための本体と、前記本体に厚み方向に貫通するように形成された窓部と、前記本体から突出する前記保持シートの前記開口部に対応する突出部とを備えるカバーと、
前記ステージから離れて前記ステージに対する前記搬送キャリアの載せ降ろしを許容する第１の位置と、前記本体が前記ステージに載置された前記搬送キャリアの前記保持シートと前記フレームとを覆い、前記窓部が前記保持シートに保持された前記基板を露出させ、かつ前記突出部が前記保持シートの前記開口部を通って前記ステージまで延びて接触する第２の位置とに前記カバーを移動させるカバー駆動機構と
を備えるプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記ステージに形成された冷媒流路と、前記冷媒流路中で冷媒を循環させる冷媒循環装置とを有する前記ステージの冷却装置を備える、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記突出部は前記窓部の周縁に近接して配置されている、請求項１又は請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記突出部と前記窓部の周縁との最短距離が３ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲に設定されている、請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記突出部及び前記開口部は、前記基板の中心に対して点対称に配置されている、請求項１から４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記カバーの前記本体は前記第２の位置で前記搬送キャリアの前記フレームを収容する凹部を備える、請求項１又は請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
基板を保持する保持シートと、
前記保持シートが取り付けられて前記基板を囲むフレームと、
前記保持シートの前記基板と前記フレームとの間の環状領域に厚み方向に貫通するように設けられ、前記基板のプラズマ処理中に前記保持シートと前記フレームとを覆うカバーの一部が貫通してプラズマ処理装置のステージまで延びて接触するようになっている開口部と
を備える搬送キャリア。
【請求項８】
保持シートと、前記保持シートが取り付けられて前記基板を囲むフレームと、前記保持シートの前記基板と前記フレームとの間の環状領域に厚み方向に貫通するように設けられた開口部とを備える搬送キャリアを準備し、
前記搬送キャリアの前記保持シートに基板を保持させ、
前記搬送キャリアをプラズマ処理装置のチャンバ内に搬入してステージ上に載置し、
カバーを上記ステージに対して所定位置に位置決めし、前記カバーの本体で前記搬送キャリアの前記保持シートと前記フレームを覆い、前記本体に設けた窓部で前記基板を露出させ、かつ前記本体から突出する突出部を前記保持シートの前記開口部を貫通させて前記ステージに接触させ、
前記チャンバ内にプラズマを発生させて前記窓部から露出された前記基板にプラズマ処理を施す、プラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマ処理装置、搬送キャリア、及びプラズマ処理方法に関する。特に、本発明は、フレーム付の保持シート（搬送キャリア）に保持された基板を対象とするプラズマ処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエハをダイシングする方法として、レジストマスクを形成したウエハ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には、搬送等におけるウエハのハンドリング性向上のために、外周がリング状のフレームで保持されたシート（保持シート）にウエハ（基板）を貼り付けた状態で、ドライエッチング装置によるプラズマダイシングに供することが開示されている。プラズマダイシング後、保持シートとフレームからなる搬送キャリアはマウンタに移送される。マウンタでは、保持シートがエキスパンドされ、個片化されたチップがピックアップされる。
【０００３】
プラズマダイシング中にフレームへのプラズマの集中が生じると、ウエハのエッチング効率が低下する。また、プラズマダイシング中にフレームがプラズマに曝されると、フレーム自体へのダメージやフレームがプラズマにより加熱されることによる保持シートの変質も問題となる。さらに、プラズマダイシング中、保持シートにプラズマが作用すると熱による変形や変質が生じて保持シートの性能（例えばエキスパンド時の拡張の均一性）が低下する。そのため、プラズマダイシング時には、フレームリングと保持シートはカバーで覆われる。このカバーは、保持シートに保持されたウエハをプラズマに露出させるための開口を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−９４４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プラズマダイシング中にカバーが保持シートに接触していると、保持シートのカバーへの貼り付きを生じ、ドライエッチング装置からの搬送キャリアの搬出に支障が生じる。そのため、プラズマダイシング中、カバーと保持シートとの間には数ｍｍ程度の隙間が設けられる。つまり、プラズマダイシング中のカバーは保持シートから浮き上がったフローティング状態で維持される。フローティング状態のカバーは十分に冷却されず、数１００℃の高温まで温度上昇する。
【０００６】
高温のカバーからウエハへの輻射熱は、レジスト焼け（熱によるレジストマスクの変形等の劣化）等のウエハの熱的損傷の原因となる。特に、カバーに接近しているウエハの外周付近では、カバーからの輻射熱の影響が顕著である。
【０００７】
本発明は、フレーム付の保持シートに保持された基板を対象とするプラズマ処理において、保持シートを覆うカバーから基板への輻射熱を効果的に抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様は、減圧可能なチャンバと、前記チャンバ内にプラズマを発生させるプラズマ源と、基板を保持した保持シートと、前記保持シートが取り付けられて前記基板を囲むフレームと、前記保持シートの前記基板と前記フレームとの間の環状領域に厚み方向に貫通するように設けられた開口部とを備える、前記チャンバに対して搬入出可能な搬送キャリアと、前記チャンバ内に設けられて前記搬送キャリアが載置されるステージと、前記保持シートと前記フレームとを覆うための本体と、前記本体に厚み方向に貫通するように形成された窓部と、前記本体から突出する前記保持シートの前記開口部に対応する突出部とを備えるカバーと、前記ステージから離れて前記ステージに対する前記搬送キャリアの載せ降ろしを許容する第１の位置と、前記本体が前記ステージに載置された前記搬送キャリアの前記保持シートと前記フレームとを覆い、前記窓部が前記保持シートに保持された前記基板を露出させ、かつ前記突出部が前記保持シートの前記開口部を通って前記ステージまで延びて接触する第２の位置とに前記カバーを移動させるカバー駆動機構とを備えるプラズマ処理装置を提供する。
【０００９】
保持シートに基板を保持した搬送キャリアをステージに載置した後、カバー駆動機構がカバーを第１の位置から第２の位置に移動させる。カバーが第２の位置にある状態で、プラズマ源によりチャンバ内にプラズマを発生させる。カバーの本体に設けられた窓部から露出する基板に対してプラズマ処理が施される。一方、搬送キャリアの保持シートとフレームはカバーの本体で覆われることで保護される。突出部が搬送キャリアの保持シートの開口部を貫通してステージに接触しているので、カバーからステージへの熱伝導によりプラズマ処理中のカバーを効果的に冷却できる。カバーを冷却することで、カバーから基板の輻射熱を効果的に抑制でき、レジスト焼けのような基板の熱的損傷を確実に防止できる。
【００１０】
好ましくは、前記ステージに形成された冷媒流路と、前記冷媒流路中で冷媒を循環させる冷媒循環装置とを有する前記ステージの冷却装置を備える。
【００１１】
ステージを冷媒の循環で冷却することで、突出部をステージに接触させることによるカバーからステージへの熱伝導の効率が向上し、より効果的にカバーを冷却できる。従って、ステージを冷却装置で冷却することにより、カバーからの輻射熱に起因する基板の熱的損傷をより効果的に防止できる。
【００１２】
前記突出部は前記窓部の周縁に近接して配置されていることが好ましい。具体的には、前記突出部と前記窓部の周縁との最短距離が３ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲に設定されていることが好ましい。
【００１３】
カバーの本体のうち窓部の周縁の部分は基板に対して最も近接しているので、この部分から基板への熱輻射が最も顕著である。ステージに接触することでカバーからステージへの熱伝導の経路として機能する突出部を、基板への熱輻射が最も顕著な窓部の周縁に近接して配置することで、より効果的にカバーを冷却できる。従って、突出部を本体の窓部の周縁に近接して配置することで、カバーからの輻射熱に起因する基板の熱的損傷をより効果的に防止できる。
【００１４】
前記突出部及び前記開口部は、前記基板の中心に対して点対称に配置されていることが好ましい。
【００１５】
突出部はステージに接触することでカバーからステージへの熱伝導の経路として機能する。この突出部を基板の中心に対して点対称とすることで、カバーから基板への輻射熱を基板の外周全体で均一に低減できる。
【００１６】
前記カバーの前記本体は前記第２の位置で前記搬送キャリアの前記フレームを収容する凹部を備えることが好ましい。
【００１７】
フレームを収容する凹部を設けることで、第２の位置におけるカバーは搬送キャリアに対して非接触となる。その結果、搬送キャリアからカバーへの直接的な熱伝導が遮断されるので、突出部を介したステージへの熱伝導によってカバーをより効果的に冷却し、カバーから基板への輻射熱をより効果的に抑制できる。
【００１８】
本発明の第２の態様は、基板を保持する保持シートと、前記保持シートが取り付けられて前記基板を囲むフレームと、前記保持シートの前記基板と前記フレームとの間の環状領域に厚み方向に貫通するように設けられ、前記基板のプラズマ処理中に前記保持シートと前記フレームとを覆うカバーの一部が貫通してプラズマ処理装置のステージまで延びて接触するようになっている開口部とを備える搬送キャリアを提供する。
【００１９】
本発明の第３の態様は、保持シートと、前記保持シートが取り付けられて前記基板を囲むフレームと、前記保持シートの前記基板と前記フレームとの間の環状領域に厚み方向に貫通するように設けられた開口部とを備える搬送キャリアを準備し、前記搬送キャリアの前記保持シートに基板を保持させ、前記搬送キャリアをプラズマ処理装置のチャンバ内に搬入してステージ上に載置し、カバーを上記ステージに対して所定位置に位置決めし、前記カバーの本体で前記搬送キャリアの前記保持シートと前記フレームを覆い、前記本体に設けた窓部で前記基板を露出させ、かつ前記本体から突出する突出部を前記保持シートの前記開口部を貫通させて前記ステージに接触させ、前記チャンバ内にプラズマを発生させて前記窓部から露出された前記基板にプラズマ処理を施す、プラズマ処理方法を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、フレーム付の保持シートに保持された基板を対象とするプラズマ処理において、保持シートを覆うカバーに設けた突出部を保持シートの開口部を貫通させてプラズマ処理装置のステージに接触させる。その結果、カバーから基板への輻射熱を効果的に抑制し、この輻射熱によるレジスト焼け等のウエハの熱的損傷を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るドライエッチング装置の断面図。
【図２】図１のドライエッチング装置のカバーリング周辺の平面図。
【図３Ａ】図２のII−II線での断面図（上昇位置）。
【図３Ｂ】図２のII−II線での断面図（降下位置）。
【図４Ａ】図３Ａの拡大図。
【図４Ｂ】図３Ｂの拡大図。
【図５Ａ】ウエハ搬送キャリアの平面図。
【図５Ｂ】図５ＡのＶ−Ｖ線での断面図。
【図６Ａ】カバーの平面図。
【図６Ｂ】図６ＡのVI−VI線での断面図。
【図７Ａ】ウエハ搬送キャリアの第１の代案を示す平面図。
【図７Ｂ】ウエハ搬送キャリアの第２の代案を示す平面図。
【図８】カバーリングの代案を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２３】
図１から図４Ａは本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置の一例であるドライエッチング装置１を示す。本実施形態では、このドライエッチング装置１で、ウエハ（基板）２にプラズマダイシングとそれに続くアッシングを施す。図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、本実施形態では円形であるウエハ２は、図示しないＩＣ部等が形成された表面２ａと、この表面２ａとは反対側の裏面２ｂ（ＩＣ部等は形成されていない。）とを備える。また、ウエハ２の表面２ａにはプラズマダイシングのためのパターンで、レジストマスク３が形成されている。
【００２４】
ドライエッチング装置１は、減圧可能なチャンバ１１に対して図示しない出入口を介して搬入出可能な搬送キャリア５を備える。図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、搬送キャリア５は、ウエハ２を着脱可能に保持する保持シート６を備える。保持シート６としては、例えば、弾性的に伸展可能であって粘着力によりウエハ２を保持するが、紫外線の照射によって化学的特性が変化して粘着力が大幅に減少するいわゆるＵＶテープを使用できる。保持シート６の図において一方の面が粘着性を有する面（粘着面６ａ）で他方が粘着性を有しない面（非粘着面６ｂ）である。保持シート６は柔軟でそれ自体のみでは容易に撓んで一定形状を保持できない。そのため、保持シート６の外周縁付近の粘着面６ａには、概ねリング状で厚みの薄いフレーム７が貼着されている。フレーム７は例えば金属からなり、保持シート６と共に形状を保持できる剛性を有する。
【００２５】
搬送キャリア５の保持シート６には、粘着面６ａに裏面２ｂを貼着することでウエハ２が保持されている。図５Ａに最も明瞭に示すように、保持シート６の粘着面６ａのうちフレーム７で囲まれた円形領域６ｃの中央にウエハ２が配置されている。具体的には、円形領域６ｃの中心Ｃｓとウエハ２の中心Ｃｗ（ウエハ２を表面２ａ又は裏面２ｂから見たときの中心）とが概ね一致するように、保持シート６に対するウエハ２の位置が設定されている。ウエハ２を円形領域６ｃの中央に配置したことにより、保持シート６のウエハ２とフレーム７との間には一定幅で幅広の環状領域６ｄが形成される。
【００２６】
保持シート６の環状領域６ｄの部分には、保持シート６を厚み方向に貫通する複数個（本実施形態では１６個）の開口部８（本実施形態では同一形状）が形成されている。これらの開口部８は円形領域６ｃの中心Ｃｓ（ウエハ２の中心Ｃｗ）に対して点対称に配置されている。詳細には、１６個の開口部８は円形領域６ｃの中心Ｃｓ（ウエハ２の中心Ｃｗ）からの距離が同じであり、かつ円形領域６ｃの中心Ｃｓ（ウエハ２の中心Ｃｗ）に対して等角度間隔で配置されている。
【００２７】
個々の開口部８の周縁は無端状の閉じた形状を有し、フレーム７からもウエハ２からも離れている。言い換えれば、個々の開口部８の周縁は保護シート６のみで画定されている。本実施形態における開口部８の周縁の形状は、円形領域６ｃの中心Ｃｓ（ウエハ２の中心Ｃｗ）側が比較的尖っているが、その他の部分は概ね一定幅の液滴状である。
【００２８】
図１から図４Ｂを参照すると、ドライエッチング装置１のチャンバ（真空容器）１１の頂部を閉鎖する誘電体壁１２の上方には、上部電極としてのアンテナ（プラズマ源）１３が配置されている。アンテナ１３は第１の高周波電源部１４Ａに電気的に接続されている。一方、チャンバ１１内の底部側には、前述のようにウエハ２を保持した搬送キャリア５が載置されるステージ部１６が配置されている。チャンバ１１のガス導入口１１ａにはプロセスガス源１７とアッシングガス源１８とが接続され、排気口１１ｂにはチャンバ１１内を真空排気するための真空ポンプを含む減圧機構１９が接続されている。
【００２９】
ステージ部１６は、第２の高周波電源部１４Ｂに電気的に接続された下部電極としての電極部２１と、誘電体からなり電極部２１の外周を取り囲む外装部２２とを備える。電極部２１は後述するように静電吸着用電極２６が内蔵される上端面２１ａ付近、つまり最上部は誘電体で構成されているが、他の部分は金属製である。電極部２１の上端面２１ａと外装部２２の上端面２２ａは、ウエハ２を保持した搬送キャリア５が載置される一つの水平面である載置面２３を構成する。搬送キャリア５は、保持シート６のウエハ２を保持している面（粘着面６ａ）が上向きの姿勢でステージ部１６に載置され、保持シート６の非粘着面６ａがステージ部１６の載置面２３上に載置される。搬送キャリア５は、図示しない搬送機構によってステージ部１６の載置面２３に対して予め定められた位置及び姿勢（保持シートの円形領域６ｃの中心Ｃｓ回りに回転角度位置を含む）で載置される。以下、この予め定められた位置及び姿勢を正規位置と呼ぶ。
【００３０】
ドライエッチング装置１は、ステージ部１６の冷却装置２４を備える。この冷却装置２４は、電極部２１内に形成された冷媒流路２１ｂと、温調された冷媒を冷媒流路２１ｂ中で循環させる冷媒循環装置２５とを備える。
【００３１】
電極部２１の上端面２１ａ付近には、本実施形態では単極型である静電吸着用電極２６が内蔵されている。この静電吸着用電極２６には直流電源２７が電気的に接続されている。
【００３２】
チャンバ１１内にはステージ部１６の載置面２３の上方に昇降可能なカバー３１を備える。以下のカバー３１に関する説明において、搬送キャリア５及びそれに保持されたウエハ２に言及する場合、特に指定しない限り搬送キャリア５はステージ部１６の載置面２３の正規位置に配置されているものとする。
【００３３】
図６Ａ及び図６Ｂに最も明瞭に示すように、カバー３１は外形輪郭が円形であって一定の薄い厚みを有する部材である本体３２を備える。本実施形態では、本体３２は例えばセラミックのような誘電体からなる。
【００３４】
図４Ａ及び図４Ｂも併せて参照すると、カバー３１の本体３２の平面視での中央部には、上面３２ａから下面３２ｂまで厚み方向に貫通する窓部３３が設けられている。本実施形態ではウエハ２の形状が円形であるので、それに対応して窓部３３の平面視での形状も円形である。具体的には、本体３２の中央には上面３２側から下面３２ｂ側に向けて漸次縮径するテーパ状窪み３２ｃが形成され、このテーパ状窪み３２ｃの底部に形成された開口が窓部３３を構成している。プラズマ処理時には、搬送キャリア５の保持シート６に保持されたウエハ２は、この窓部３３を介してプラズマに対して露出される。そのため、窓部３３の平面視での直径Ｄｗｉは、ウエハ２の直径Ｄｗａよりも大きく設定されている。
【００３５】
一方、カバー３１の本体３２の窓部３３以外の部分は、プラズマ処理中に搬送キャリア５の保持シート６とフレーム７を覆ってプラズマから保護する。そのため、本体３２の外径Ｄｃは搬送キャリア５の外形輪郭よりも十分に大きく設定されている。
【００３６】
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、カバー３１の本体３２には、下面３２ａから下向きに突出する複数個（本実施形態では１６個）の突出部３４が設けられている。これらの突出部３４は、プラズマ処理時に搬送キャリア５の保持シート６に形成された開口部８を貫通してステージ部１６の電極部２１の上端面２１ａに接触する。従って、突出部３４の位置、個数、形状、及び寸法は開口部８に対応している。
【００３７】
図２及び図６Ａを参照すると、突出部３４は窓部３３の中心Ｃｗｉに対して点対称に配置されている。詳細には、１６個の開口部８は窓部３３の中心Ｃｗｉからの距離が同じであり、かつ窓部３３の中心Ｃｗｉに対して等角度間隔で配置されている。また、図２に最も明瞭に示すように、正規位置に配置された搬送キャリア５の保持シート６の１６個の開口部８の位置と、カバー３１の突出部３４の位置とが一致する。個々の突出部３４の平面視での形状（平面視での周縁の形状）は、窓部３３の中心Ｃｗｉ側が比較的尖っているが、その他の部分は概ね一定幅の液滴状であり、保持シート６の開口部８と概ね相似形である。しかし、吐出部３４の平面視での寸法は、開口部８より小さい。従って、カバー３１の昇降により、個々の突出部３４は対応する開口部８を保持シート６に接触することなく貫通し、突出部３４の先端３４ａ側が電極部２１の上端面２１ａに接触する。
【００３８】
個々の突出部３４の先端３４ａには伝熱シート３５が貼着されている。本実施形態では伝熱シート３５は導電性と弾性を有している。伝熱シート３５は必ずしも導電性と弾性を有する必要はない。しかし、後に詳述するように、導電性を有することでカバー３１が電極部２１に静電吸着され、弾性を有することで静電吸着時に伝熱シート３５が電極部２１に密着するので、カバー３１の冷却効率の点から導電性と弾性を有することがより好ましい。カバー３１の本体３２からの突出部３４の突出量δ１、すなわち本体３２の下面３２ｂから突出部３４の先端３４ａの伝熱シート３５までの距離は、すべての突出部３４で同一である。また、個々の突出部３４の先端３４ａに貼着した伝熱シート３５の端面３５ａは平坦面としている。そのため、カバー３１の昇降により、個々の突出部３４は対応する開口部８を保持シート６に接触することなく貫通した際に、すべての突出部３４の先端３４ａの伝熱シート３５の端面３５ａの全体が、電極部２１の上端面２１ａに接触する。
【００３９】
図６Ａに最も明瞭に示すように、突出部３４はカバー３１の本体３２に形成された窓部３３の周縁３３ａに近接して配置されている。具体的には、突出部３４と窓部３３の周縁３３ａとの最短距離δ２は３ｍｍ以上２０ｍｍ以下に設定されている。
【００４０】
カバー３１の本体３２の下面３２ａには、突出部３４よりも外側に平面視で環状の収容凹溝（凹部）３６が形成されている。この収容凹部溝３６の位置、形状、及び寸法は、後に詳述するようにカバー３１を突出部３４の先端３４ａの伝熱シート３５が電極部２１の上端面２１ａに接触する位置まで降下させた際に、搬送キャリア５のフレーム７を収容するように設定している。具体的には、この位置までカバー３１を降下させた際に、収容凹溝３６の底壁３６ａと両側壁３６ｂ，３６ｃはいずれもフレーム７に接触しないように、収容凹溝３６の位置と寸法を設定している。
【００４１】
カバー３１の本体３２の下面３２ｂ側には窓部３３を挟んで互い対向する位置に駆動ロッド３７Ａ，３７Ｂの上端側が固定されている。これらの駆動ロッド３７Ａ，３７Ｂは図１にのみ概念的に示す駆動機構３８により昇降駆動される。駆動ロッド３７Ａ，３７Ｂの昇降によりカバー３１が昇降する。具体的には、カバー３１は、図３Ａ及び図４Ａに示す上昇位置（第１の位置）と、図３Ｂ及び図４Ｂに示す降下位置（第２の位置）とに移動可能である。
【００４２】
図３Ａ及び図４Ｂに示すように、上昇位置のカバー３１は十分に間隔を隔ててステージ部１６の載置面２３の上方に位置している。従って、カバー３１が上昇位置であれば、載置面２３に搬送キャリア５（ウエハ２を保持している。）を載せる作業と、その逆に載置面２３から搬送キャリア５を降ろす作業とが可能である。
【００４３】
図３Ｂ及び図４Ｂに示すように、カバー３１が降下位置にあると、正規位置にある搬送キャリア５の保持シート６（ウエハ２を保持している部分は除く）とフレーム７はカバー３１の本体３２で覆われる。具体的には、保持シート６の上方に隙間δ３を隔てて本体３２の下面３２ｂが位置する。また、フレーム７は本体３２の下面３２ａに形成された収容凹溝３６内に収容され、収容凹溝３６の底壁３６ａ及び両側壁３６ｂ，３６ｃのいずれにも接触しない。
【００４４】
また、カバー３１が降下位置（図３Ｂ及び図４Ｂ）にあるとき、正規位置にある搬送キャリア５の保持シート６に保持されたウエハ２は窓部３３を介してカバー３１の本体３２から露出している。具体的には、図４Ｂに最も明瞭に示すように、窓部３３の周縁３３ａとウエハ２の外周縁との間には隙間δ４が形成されており、ウエハ２はカバー３１に対して非接触である。
【００４５】
さらに、カバー３１が降下位置（図３Ｂ及び図４Ｂ）にあるとき、すべての突出部３４は保持シート６に形成された対応する開口部８を貫通し、これらの突出部３４の先端３４ａの伝熱シート３５の端面３５ａがステージ部１６の電極部２１の上端面２１ａに接触する。前述のように、開口部８を貫通する突出部３４は保持シート６に対して非接触である。
【００４６】
図１にのみ模式的に示す制御装置４０は、第１及び第２の高周波電源部１４Ａ，１４Ｂ、プロセスガス源１７、アッシングガス源１８、減圧機構１９、冷却装置２４、直流電源２７、及び駆動機構３８を含むドライエッチング装置１を構成する要素の動作を制御する。
【００４７】
次に、本実施形態のドライエッチング装置１の動作を説明する。
【００４８】
まず、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、搬送キャリア５の保持シート６の円形領域６ｃの中央にウエハ２を貼着して保持させる。次に、この搬送キャリア５を図示しない搬送機構によってチャンバ１１内に搬入し、ステージ部１６の載置面２３上の正規位置に配置する。この際、カバー３１は上昇位置（図３Ａ及び図４Ｂ）にある。
【００４９】
次に、駆動機構３８により駆動ロッド３７Ａ，３７Ｂを駆動し、カバー３１を上昇位置（図３Ａ及び図４Ａ）から降下位置（図３Ｂ及び図４Ｂ）に降下させる。カバー３１が降下位置となると、搬送キャリア５の保持シート６とフレーム７はカバー３１の本体３２で覆われ、本体３２の窓部３２からウエハ２が露出する。また、カバー３１が降下位置となると、突出部３４は対応する開口部８を貫通し、突出部３４の先端３４ａの伝熱シート３５が電極部２１の上端面２１ａに接触する。
【００５０】
次に、直流電源２７から静電吸着用電極２６に直流電圧を印加し、ウエハ２をステージ部１６の載置面２３（電極部２１の上端面２１ａ）に静電吸着により保持する。また、電極部２１の上端面２１ａに接触しているカバー３１の突出部３４の先端３４ａは導電性を有する伝熱シート３５であるので、カバー３１に対しても静電吸着力が作用する。その結果、カバー３１の突出部３４は電極部２１の上端面２１ａに押し付けられ、伝熱シート３５が電極部２１の上端面２１ａに密着する。
【００５１】
次に、プロセスガス源１７からチャンバ１１内にプラズマダイシング用のプロセスガスを導入しつつ、減圧機構１９により排気し、処理室１５を所定圧力に維持する。その後、アンテナ１３に対して高周波電源部１４Ａから高周波電力を供給してチャンバ１１内にプラズマＰを発生させてカバー３１の窓部３３から露出しているウエハ２に照射する。この際、ステージ部１６の電極部２１には高周波電源部１４Ｂからバイアス電圧が印加される。また、冷却装置２４によりステージ部１６が冷却される。ウエハ２のレジストマスク３から露出している部分では、プラズマＰ中のラジカルとイオンの物理化学的作用よって除去され、表面２ａから裏面２ｂまで除去されウエハ２は個別のチップに分割される。
【００５２】
プラズマダイシング完了後、アッシングが実行される。アッシングガス源１８からチャンバ１１内にアッシング用のプロセスガス（例えば酸素ガス）を導入しつつ、減圧機構１９により排気し、処理室１５を所定圧力に維持する。その後、アンテナ１３に対して高周波電源部１４Ａから高周波電力を供給してチャンバ１１内にプラズマＰを発生させてカバー３１の窓部３３から露出しているウエハ２に照射する。酸素プラズマＰの照射により半導体ウエハ５の表面５ａからレジストマスク７が完全に除去される。
【００５３】
アッシング後、駆動機構３８により駆動ロット３７Ａ，３７Ｂを駆動してカバー３１を降下位置から上昇位置へ移動させる。その後、図示しない搬送機構によって搬送キャリア５がチャンバ１１外に搬出される。
【００５４】
プラズマ処理中、カバー３１は降下位置にある。そのため、カバー３１の本体３２に設けられた窓部３３から露出するウエハ２に対してはプラズマＰが照射されるが、搬送キャリア５の保持シート６とフレーム７はカバー３１の本体３２で覆われることでプラズマＰに曝されずに保護される。従って、フレーム７へのプラズマＰの集中に起因するウエハ２のエッチング効率の低下は生じない。また、プラズマＰが作用することで保持シート６に熱による変形や変質に生じるのを防止できる。
【００５５】
また、プラズマ処理中、降下位置にあるカバー３１の本体３２の下面３２ｂと保護シート６との間には隙間δ３が設けられ、かつ保護シート６の開口部８を貫通するカバー３１の突出部３４も保護シート６に対して非接触である。つまり、カバー３１のいかなる部分も保護シート６に接触してない。従って、保護シート６のカバー３１への貼り付けが生じない。
【００５６】
プラズマ処理中のカバー３１は搬送キャリア５の保護シート６にもリング７にも接触しておらず、いわばフローティング状態にある。仮にフローティング状態のカバーは十分に冷却されないとすると、カバー３１からウエハ２への輻射熱がウエハ２の熱的損傷の原因となる。本実施形態では、冷却装置２４によって冷却されているステージ部１６への熱伝導によりカバー３１を冷却している。以下、この点について詳述する。プラズマ処理中のカバー３１は降下位置にあるので、カバー３１の複数の突出部３４は保護シート６の開口部８を貫通して先端３４ａの伝熱シート３５の端面３５ａがステージ部１６の載置面２３（電極部２１の上端面２１ａ）に密に接触する。そのため、プラズマＰに曝されることでカバー３１の本体３２に生じる熱は突出部３４を通ってステージ部１６に伝わる。つまり、突出部３４がステージ部１６と接触することでカバー３１からステージ部１６への熱伝導の経路として機能し、それによってカバー３１が効果的に冷却される。突出部３４を設けたことによるステージ部１６への熱伝導で効果的に冷却されることでプラズマ処理中のカバー３１の本体３２の過度の温度上昇を抑制できるので、カバー３１からウエハ２への輻射熱を効果的に抑制し、例えばプラズマダイシング時のレジスト焼けのようなウエハ７の熱的損傷を確実に防止できる。
【００５７】
ウエハ２の外周縁とカバー３１の本体３２の形成された窓部３３の周縁３３ａの隙間δ４は、プラズマＰの保護シート６への照射防止のためには可能な限り小さく設定することが好ましい。従って、特にウエハ２の外周縁付近ではカバー３１からの輻射熱の影響が顕著である。本実施形態では、ステージ部１６への熱伝導の経路として機能する突出部３４を窓部３３の周縁３３ａに近接して配置しているので、カバー３１の本体３２のうち窓部３３の周縁３３ａを含む領域が特に効果的に冷却される。その結果、ウエハ２の外周縁付近におけるカバー３１からの輻射熱を効果的に低減できる。このように、本実施形態では、突出部３４を窓部３３の周縁３３ａに近接して配置することで、カバーからの輻射熱に起因するウエハ２の熱的損傷をより効果的に防止できる。
【００５８】
プラズマ処理中、降下位置にあるカバー３１の突出部３４はウエハ２の中心Ｃｗ（窓部３３の中心Ｃｗｉと概ね一致する）に対して点対称に配置される。つまり、カバー３１からステージ部１６への熱伝導の経路として機能する突出部３４がウエハ２の外周縁全体に偏ることなく均一に配置される。そのため、カバー３１からウエハ２への輻射熱をウエハ２の外周全体で均一に低減できる。
【００５９】
プラズマ処理中の搬送キャリア５のフレーム７は、降下位置にあるカバー３１の本体３２の下面３２ｂの収容凹溝３６内に収容され、カバー３１に対して非接触である。そのため、搬送キャリア５のフレーム７からカバー３１への直接的な熱伝導が遮断される。この点でも、突出部３４を介したステージ部１６への熱伝導によってカバー３１をより効果的に冷却し、カバー３１からウエハ２への輻射熱をより効果的に抑制できる。
【００６０】
本発明は前記実施形態に限定されず、以下に例示的に列挙するように本発明は種々の変形が可能である。
【００６１】
カバー３１の突出部３４及びそれに対応する保持シート６の開口部８の形状、寸法、個数、配置等は実施形態のものに限定されない。例えば、図７Ａに示すように、平面視での面積が比較的広い突出部３４（この例では湾曲した矩形状）を等角度間隔で複数個（この例では４個）設け、保持シート６にはそれに対応する開口部８を設けてもよい。また、図７Ｂに示すようにウエハ２の径方向（カバー３１の本体３２の平面視での内外方向）に複数個（この例では２個）の突出部３４Ａ，３４Ｂを設け、保持シート６にはそれに対応する開口部８Ａ，８Ｂを設けてもよい。
【００６２】
カバー３１の材質に関しては、例えば図８に示すように全体を単一の材料（この例ではカーボン材）であってもよい。
【００６３】
静電吸着用電極は実施形態のような単極型に限定されず、双極型であってもよい。
【００６４】
ドライエッチング装置１で実行される処理はプラズマダイシングとアッシングに限定されず、例えば通常のドライエッチングであってもよい。また、ドライエッチング装置は実施形態のようなＩＣＰ型に限定されず平行平板型であってもよい。さらに、本発明はドライエッチング装置に限定されずＣＶＤ装置等の他のプラズマ処理装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００６５】
１  ドライエッチング装置
２  ウエハ
２ａ  表面
２ｂ  裏面
３  レジストマスク
５  搬送キャリア
６  保持シート
６ａ  粘着面
６ｂ  非粘着面
６ｃ  円形領域
６ｄ  環状領域
７  フレーム
８，８Ａ，８Ｂ  開口部
１１  チャンバ
１１ａ  ガス導入口
１１ｂ  排気口
１２  誘電体壁
１３  アンテナ
１４Ａ，１４Ｂ  高周波電源
１６  ステージ部
１７  プロセスガス源
１８  アッシングガス源
１９  減圧機構
２１  電極部
２１ａ  上端面
２１ｂ  冷媒流路
２２  外装部
２２ａ  上端面
２３  載置面
２４  冷却装置
２５  冷媒循環装置
２６  静電吸着用電極
２７  直流電源
３１  カバー
３２  本体
３２ａ  上面
３２ｂ  下面
３２ｃ  テーパ状窪み
３３  窓部
３３ａ  周縁
３４  突出部
３４ａ  先端
３５  伝熱シート
３５ａ  端面
３６  収容凹溝
３６ａ  底壁
３６ｂ，３６ｃ  側壁
３７Ａ，３７Ｂ  駆動ロッド
３８  駆動機構
４０  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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