(57)【要約】【課題】プラズマエッチングの際の搬送キャリアの損傷を防止できるプラズマ処理方法を提供する。【解決手段】プラズマ処理方法は、第１のガスを反応室Ｒの内部に供給し、プラズマ処理装置１が備えるＩＣＰコイル９に高周波電力を印加して反応室Ｒの内部に第１のプラズマを生成することにより、ウエハ２の表面２ａに保護膜を堆積させる堆積ステップと、第２のガスを反応室Ｒの内部に供給し、ＩＣＰコイル９に高周波電力を印加して反応室Ｒの内部に第２のプラズマを生成することにより、ウエハ２の表面２ａをエッチングするエッチングステップとを交互に繰り返してウエハ２をプラズマ処理することを含む。さらに、このプラズマ処理方法は、堆積ステップからエッチングステップに移行するときにＩＣＰコイル９に投入する高周波電力を一時的に低下させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のフレームと保持シートからなる搬送キャリアによって基板を保持し、
プラズマ処理装置の反応室の内部に設けられたステージに前記搬送キャリアに保持された前記基板を載置し、
前記ステージの上方に設けられたカバーと前記フレームとを近接させることにより、前記カバーにより前記フレームを保護し、
第１のガスを前記反応室の内部に供給し、前記プラズマ処理装置が備える誘導コイルに高周波電力を印加して前記反応室の内部に第１のプラズマを生成することにより、前記基板の表面に保護膜を堆積させる第１のプラズマ処理と、第２のガスを前記反応室の内部に供給し、前記誘導コイルに高周波電力を印加して前記反応室の内部に第２のプラズマを生成することにより、前記基板の表面をエッチングする第２のプラズマ処理とを交互に繰り返して前記基板をプラズマ処理する
ことを含むプラズマ処理方法において、
前記第１のプラズマ処理から前記第２のプラズマ処理に移行するときに前記誘導コイルに投入する高周波電力を一時的に低下させる、プラズマ処理方法。
【請求項２】
前記第１のプラズマ処理から前記第２のプラズマ処理に移行するときに前記誘導コイルに投入する高周波電力は、前記第１のプラズマ処理で前記誘導コイルに投入する高周波電力よりも小さい、請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】
前記プラズマ処理では、前記反応室の内部での連続な放電状態を持続させる、請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項４】
前記第１のプラズマ処理から前記第２のプラズマ処理に移行するときに前記反応室内の圧力を所定以上に維持することにより、前記プラズマ処理における前記反応室の内部での連続な放電状態を持続させる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項５】
前記第１のガスは、フルオロカーボンを含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項６】
前記第２のガスは、六フッ化硫黄を含む、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項７】
反応室と、
前記反応室内に設けられ、環状のフレームと保持シートからなる搬送キャリアによって保持された基板が載置されるステージと、
前記基板の表面に保護膜を堆積させる第１のプラズマとなる第１のガスを前記反応室内に供給するための第１のガス供給機構と、
前記基板の表面をエッチングするための第２のプラズマとなる第２のガスを前記反応室内に供給するための第２のガス供給機構と、
高周波電力を印加し、前記反応室内で前記第１のプラズマおよび前記第２のプラズマを生成するための誘導コイルと、
前記ステージに載置された前記搬送キャリアを前記第１のプラズマおよび前記第２のプラズマから保護するためのカバーと、
前記第１のプラズマによる処理から前記第２のプラズマによる処理に切り替えるときに前記誘導コイルに印加する高周波電力を一時的に低下させる制御装置と
を備える、プラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１枚の基板を個片化して複数の素子チップを製造する方法として、プラズマダイシングが知られている。プラズマダイシングは、プラズマ処理方法の１つであり、１枚の基板をプラズマエッチングすることによって複数の素子チップに分割する方法である。分割される素子チップの搬送を容易にするために、プラズマエッチングの前に基板は環状のフレームと保持シートからなる搬送キャリアによって保持される。特許文献１，２に開示されたプラズマ処理装置は、プラズマエッチングの際に搬送キャリアがプラズマに曝されて損傷しないように保護するためのカバーを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１４−５１３８６８号公報
【特許文献２】特許４８５８３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１および特許文献２に開示されているようなカバーを設けた場合でも搬送キャリアの保護は完全ではなく、損傷することがある。例えば保持シートが破れた場合、基板を搬送できない。しかし、特許文献１および特許文献２に開示されているプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置では、搬送キャリアの損傷を防止することについて十分な検討がなされておらず、改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置において、プラズマエッチングの際の搬送キャリアの損傷を防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のプラズマ処理方法は、環状のフレームと保持シートからなる搬送キャリアによって基板を保持し、プラズマ処理装置の反応室の内部に設けられたステージに前記搬送キャリアに保持された前記基板を載置し、前記ステージの上方に設けられたカバーと前記フレームとを近接させることにより、前記カバーにより前記フレームを保護し、第１のガスを前記反応室の内部に供給し、前記プラズマ処理装置が備える誘導コイルに高周波電力を印加して前記反応室の内部に第１のプラズマを生成することにより、前記基板の表面に保護膜を堆積させる第１のプラズマ処理と、第２のガスを前記反応室の内部に供給し、前記誘導コイルに高周波電力を印加して前記反応室の内部に第２のプラズマを生成することにより、前記基板の表面をエッチングする第２のプラズマ処理とを交互に繰り返して前記基板をプラズマ処理することを含むプラズマ処理方法において、前記第１のプラズマ処理から前記第２のプラズマ処理に移行するときに前記誘導コイルに投入する高周波電力を一時的に低下させる。
【０００７】
前記第１のプラズマ処理から前記第２のプラズマ処理に移行するときに前記誘導コイルに投入する高周波電力は、前記第１のプラズマ処理で前記誘導コイルに投入する高周波電力よりも小さくてもよい。
【０００８】
前記プラズマ処理では、前記反応室の内部での連続な放電状態を持続させてもよい。
【０００９】
これらの方法によれば、第１のプラズマ処理から第２のプラズマ処理に移行するときにカバーとフレームとの隙間で異常放電が発生することを防止でき、プラズマエッチングの際の搬送キャリアの損傷を防止できる。通常のプラズマダイシングでは、基板を高速で深く加工する場合には、誘導コイルに印加する高周波電力を高く設定し、第１のプラズマ処理と第２のプラズマ処理とを交互に繰り返すサイクルエッチングが行われる。サイクルエッチングでは、第１のプラズマ処理から第２のプラズマ処理への切り替えの際にプラズマが不安定となる。そのため、誘導コイルに印加する高周波電力を高く設定した場合、反応室内の狭い空間で、即ちカバーとフレームとの隙間で、局所的に強い異常放電が生じることがある。しかし、上記方法のように第１のプラズマ処理から第２のプラズマ処理に移行するとき、誘導コイルに投入する高周波電力を第１のプラズマ処理で誘導コイルに投入する高周波電力よりも一時的に低下させることで、この異常放電を防止でき、連続な放電状態を持続させることができる。
【００１０】
前記第１のプラズマ処理から前記第２のプラズマ処理に移行するときに前記反応室内の圧力を所定以上に維持することにより、前記プラズマ処理における前記反応室の内部での連続な放電状態を持続させてもよい。
【００１１】
この方法によれば、プラズマ処理において、第１のプラズマ処理から第２のプラズマ処理に移行するときに反応室内の圧力を所定以上に維持している。上記の異常放電は反応室内の圧力が所定値以上のときに発生し難いことが実験的に確認できており、従って、所定の圧力を維持してプラズマエッチングを行うことで、この異常放電を防止できる。ここで、第１のプラズマ処理から第２のプラズマ処理に移行するときに反応室内で維持されるべき圧力は装置の態様やプラズマエッチングに使用するガス種等によって異なり、適宜決定される。
【００１２】
前記第１のガスは、フルオロカーボンを含んでもよい。また、前記第２のガスは、六フッ化硫黄を含んでもよい。
【００１３】
この方法によれば、異常放電を防止すべき時期を厳密に特定できる。フルオロカーボンを含むガスは放電し易い性質を有し、六フッ化硫黄を含むガスは放電し難い性質を有する。第１のプラズマ処理から第２のプラズマ処理に移行するときに、フルオロカーボンを含む第１のガスから六フッ化硫黄を含む第２のガスに切り替えるが、このときにカバーとフレームとの隙間に放電し易いフルオロカーボンを含む第１のガスが残留し、その隙間で異常放電を誘発する。これに対し、第２のプラズマ処理から第１のプラズマ処理に移行するときに、カバーとフレームとの隙間に放電し難い六フッ化硫黄を含む第２のガスが残留してもその隙間で異常放電は誘発されない。従って、異常放電を防止すべき時期を第１のプラズマ処理から第２のプラズマ処理に移行するときであると厳密に特定できる。
【００１４】
本発明のプラズマ処理装置は、反応室と、前記反応室内に設けられ、環状のフレームと保持シートからなる搬送キャリアによって保持された基板が載置されるステージと、前記基板の表面に保護膜を堆積させる第１のプラズマとなる第１のガスを前記反応室内に供給するための第１のガス供給機構と、前記基板の表面をエッチングするための第２のプラズマとなる第２のガスを前記反応室内に供給するための第２のガス供給機構と、高周波電力を印加し、前記反応室内で前記第１のプラズマおよび前記第２のプラズマを生成するための誘導コイルと、前記ステージに載置された前記搬送キャリアを前記第１のプラズマおよび前記第２のプラズマから保護するためのカバーと、前記第１のプラズマによる処理から前記第２のプラズマによる処理に切り替えるときに前記誘導コイルに印加する高周波電力を一時的に低下させる制御装置とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置において、第１のプラズマ処理から第２のプラズマ処理に移行するとき、誘導コイルに投入する高周波電力を一時的に低下させている。そのため、カバーとフレームとの隙間で異常放電が発生することを防止でき、プラズマエッチングの際の搬送キャリアの損傷を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係るプラズマ処理装置の概略を示す正面断面図。
【図２】図１の部分拡大図。
【図３】図２の平面図。
【図４】実施形態に係るプラズマ処理方法のフローチャート。
【図５】図４のプラズマ処理工程におけるプラズマ処理装置の状態変化を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「側」、「端」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。
【００１８】
図１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、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。プラズマダイシングとは、複数のＩＣ部が形成されたウエハ２を、ドライエッチングを用いて切断し、個々のＩＣ部に個片化する工法である。図２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とは反対側でＩＣ部等は形成されていない裏面２ｂとを備える。また、ウエハ２の上面にはプラズマダイシングのためのパターンで、マスク３が形成されている。
【００１９】
ドライエッチング装置１は、圧力調整可能な反応室Ｒを画定するチャンバ４を備える。チャンバ４では、出入口４ａを介して搬送キャリア５を反応室Ｒに収納することができる。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。ＵＶテープの一方の面は粘着性を有する面（粘着面６ａ）であり、他方の面は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維持できない。このため、保持シート６の外周縁付近の粘着面６ａには、厚みの薄い環状のフレーム７が貼着されている。フレーム７は、例えば、ステンレス、アルミニウム等の金属や樹脂からなり、保持シート６と共に形状を保持できる剛性を有する。
【００２０】
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３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、ウエハ２とフレーム７との間には一定幅の環状領域６ｄが形成される。そして、平面視で、この環状領域６ｄにＲＦ電極２１の外周縁が位置するように設定されている。
【００２１】
図１に示すように、ドライエッチング装置１のチャンバ４の頂部を閉鎖する誘電体壁８の上方には、上部電極としてのＩＣＰ（Inductive Coupled Plasma）コイル（誘導コイル）９が配置されている。ＩＣＰコイル９は第１の高周波電源部１０に電気的に接続されている。一方、チャンバ４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１１が配置されている。チャンバ４のガス導入口８ａには第１のガス源（第１のガス供給機構）１２ａと第２のガス源（第２のガス供給機構）１２ｂとアッシングガス源１３とが流体的に接続され、排気口４ｂにはチャンバ４内を真空排気するための真空ポンプを含む減圧機構１４ａが圧力調整弁１４ｂを介して接続されている。
【００２２】
図２に示すように、ステージ１１は、静電チャック１６Ａ、およびその下方側に配置される電極部本体１６Ｂからなる電極部１５と、電極部本体１６Ｂの下方側に配置される基台部１７と、これらの外周を取り囲む外装部１８とを備える。また、ステージ１１には冷却装置１９が設けられている。
【００２３】
電極部１５の静電チャック１６Ａは、薄いセラミックス、溶射セラミックス、又は、誘電材料からなるシートで構成されている。静電チャック１６Ａの上面の中央部分には、ウエハ２を保持した搬送キャリア５が載置される。また静電チャック１６Ａの外周側部分には、後述するカバー２８が載置される。静電チャック１６Ａには、双極型又は単極型である静電吸着用電極２０が上方側に内蔵され、単極型であるＲＦ（高周波）電極２１が下方側に内蔵されている。静電吸着用電極２０には直流電源２２が電気的に接続されている。静電吸着用電極２０は、搬送キャリア５の中心部分からカバー２８の外周側下面に至る全体、もしくは、少なくともフレーム７の下側まで、に亘って配置されている。これにより、フレーム７およびカバー２８、もしくは、少なくともフレーム７を静電吸着することができる。ＲＦ電極２１には第２の高周波電源部２３が電気的に接続されている。ＲＦ電極２１の外周縁部は、平面視で、搬送キャリア５上に載置したウエハ２よりも外周側で、後述するカバー２８の内周縁の内周側に位置している。これにより、発生させたプラズマでウエハ２の全体をエッチングすることができると共に、シース領域がカバー２８にかかることがなく、熱によるダメージを軽減することができる。
【００２４】
電極部１５の電極部本体１６Ｂは、金属（例えば、アルミニウム合金）で構成されている。冷却部１６には、冷媒流路２４が形成されている。
【００２５】
冷却装置１９は、冷却部１６に形成される冷媒流路２４と、冷媒循環装置２５とで構成されている。冷媒循環装置２５は、冷媒流路２４に温調した冷媒を循環させ、冷却部１６を所望温度に維持する。本実施形態に於ける冷却装置１９では、ステージ１１の冷却、つまり搬送キャリア５とカバー２８の双方の冷却ができるようになっている。これにより、プラズマ処理装置の小型化と、構造の簡素化が可能となる。
【００２６】
外装部１８はアースシールド材（導電性および耐エッチング性を有する金属）からなる。外装部１８により、電極部１５、冷却部１６、および基台部１７がプラズマから保護される。
【００２７】
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１１の電極部１５に載置され、保持シート６の非粘着面６ｂが電極部１５の上面に接触する。搬送キャリア５は、図示しない搬送機構によって電極部１５に対して予め定められた位置および姿勢（保持シート６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および姿勢を正規位置と記載する。
【００２８】
正規位置に載置された搬送キャリア５は、後述する処理後に、第１駆動ロッド２６によって持ち上げられて排出される。第１駆動ロッド２６は、図１にのみ概念的に示す第１駆動機構２７により昇降駆動される。具体的には、搬送キャリア５は、図１に示す上昇位置と、図２に示す降下位置とに移動させることができるようになっている。
【００２９】
チャンバ４内の反応室Ｒにはステージ１１の上方側で昇降するカバー２８を備える。カバー２８は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属材料、若しくは、炭化ケイ素、窒化アルミニウム等の熱伝導性に優れたセラミックス材料を、外形輪郭が円形であって、内径側に窓部３２を有する一定の薄い厚みのドーナツ状に形成したものである。
【００３０】
カバー２８の外径寸法は、搬送キャリア５の外形輪郭よりも十分に大きく形成されている。これは、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ためである。
【００３１】
カバー２８は、降下時、その下面をステージ１１の載置面１１ａの外周部に接触させる。したがって、カバー２８の熱をステージ１１へと逃がしやすくなり、カバー２８を効率的に冷却することが可能となる。またカバー２８の下面を、ステージ１１の載置面１１ａに接触させることで、搬送キャリア５への熱ダメージを効果的に防止することができる。又、カバー２８の下面に弾性のあるシートを配置して、カバー２８と載置面１１ａの接触を増しても良い。特に輻射熱で高温になりやすいフレーム７の加熱を抑制して、これに接する保持シート６の熱ダメージを防止することができる。
【００３２】
カバー２８の上面は、石英、アルミナ、窒化アルミニウム、フッ化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、又は、アルミニウム材料の表面を酸化処理したアルマイト等のプラズマとの反応性の低い材料によって形成されている。いずれの材料を選択するかは使用するプロセスガスとの関係を考慮して決定すればよい。なお、カバー２８の下面（後述する電極部１５と当接する部分）には、静電吸着力を高めるために（例えば、導電シートを貼着することにより）導電層を形成してもよい。
【００３３】
ＲＦ電極２１の外径寸法は、ウエハ２の外径寸法と同じかそれよりも大きくなっている。ＲＦ電極２１の外径寸法は、大きくするほどエッチングレートの均一性で有利となる反面、大きくなりすぎると発生するプラズマのシース領域がカバー２８にかかるようになるためカバー２８へ衝突するイオンが増加し、カバー２８をより激しく加熱してしまう問題がある。従って、ＲＦ電極２１の外径寸法を適切に設計することが、エッチングレートの均一性とカバー２８の過加熱防止（過剰に加熱されて高温になることを防止すること）を図る上で重要となる。本実施形態では、ウエハ２の外径寸法、ＲＦ電極２１の外径寸法、カバー２８の内径寸法の順で大きくなるように形成することで、エッチングの均一性とカバー２８の過加熱防止を両立させている。
【００３４】
カバー２８の昇降動作は第２駆動ロッド２９によって行われる。カバー２８と第２駆動ロッド２９とは熱伝導性に優れた材料からなるネジ等によって固定されている。そして、カバー２８が加熱された場合には、その熱は第２駆動ロッド２９を介して放熱される。第２駆動ロッド２９は図１にのみ概念的に示す第２駆動機構３０により昇降駆動される。第２駆動ロッド２９の昇降によりカバー２８が昇降する。具体的には、カバー２８は、図１に示す上昇位置と、図２に示す降下位置との間で移動可能である。またカバー２８は、下降位置においてその下面がステージ１１の電極部１５の上面と接触する。このように、第２駆動機構３０は、カバー２８をステージ１１に対して昇降させる昇降手段として機能すると共に、カバー２８をステージ１１の載置面１１ａ（電極部１５の上面）に接離させる接離手段としても機能する。又、第２駆動ロッド２９は第１駆動ロッド２６と連動し、駆動機構を１つとしても良い。
【００３５】
図１に示すように、上昇位置のカバー２８は、ステージ１１の載置面１１ａの上方に十分な間隔を有して位置している。従って、カバー２８が上昇位置にあれば、電極部１５の上面に搬送キャリア５を載せる作業と、その逆に電極部１５の上面から搬送キャリア５を降ろす作業とを行うことが可能となっている。
【００３６】
図２に示すように、降下位置のカバー２８は、正規位置にある搬送キャリア５の保持シート６の一部とフレーム７とを覆う。また、カバー２８の外周側下面は、電極部１５の上面に接触し、静電吸着用電極２０によって静電吸着される。又は、第２駆動ロッド２９により載置面１１ａに押し付けて接触する。この状態では、カバー２８の熱は電極部１５、基台部１７、および外装部１８からチャンバ４を介して外部へと放熱可能である。
【００３７】
カバー２８により搬送キャリア５を覆うことで、搬送キャリア５はプラズマから保護される。また、カバー２８の天井面２８ｂは、フレーム７に対して十分な隙間ａ（例えば、１〜５ｍｍ）を有しているため、搬送キャリア５はプラズマ処理時の熱影響を受け難い。また、カバー２８の傾斜面２８ｃは、フレーム７の内径側で露出する保持シート６に対して十分な距離を確保する。図面から明らかなように、降下位置のカバー２８は、フレーム７、保持シート６、およびウエハ２のいずれにも接触しない。又は、フレーム７の撓みを矯正する為に、カバー２８の一部（例えば、４〜８点）が熱伝導性の悪い樹脂材等を介してフレーム７を載置面１１ａに押し付けても良い。
【００３８】
図１にのみ模式的に示す制御装置３１は、第１の高周波電源部１０、第１のガス源１２ａ、第２のガス源１２ｂ、アッシングガス源１３、減圧機構１４ａ、直流電源２２、第２の高周波電源部２３、冷媒循環装置２５、第１駆動機構２７、および第２駆動機構３０を含むドライエッチング装置１を構成する各要素の動作を制御する。
【００３９】
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。
【００４０】
第１工程（保持工程）では、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を貼着する。
【００４１】
第２工程（載置工程）では、第１工程でウエハ２が貼着された搬送キャリア５を図示しない搬送機構によってチャンバ４内の反応室Ｒに搬入し、ステージ１１上の正規位置に載置する。このとき、カバー２８は上昇位置（図１）にある。
【００４２】
第３工程（フレーム保護工程）では、第２駆動機構３０により第２駆動ロッド２９を駆動し、カバー２８を上昇位置（図１）から降下位置（図２）に降下させ、フレーム７に近接させる。カバー２８が降下位置となると、搬送キャリア５の保持シート６の一部とフレーム７はカバー２８で覆われ、その窓部３２からウエハ２が露出する。またカバー２８は電極部１５と接触する。
【００４３】
第４工程（吸着工程）では、直流電源２２から静電吸着用電極２０に直流電圧を印加し、ウエハ２をステージ１１の電極部１５の上面に静電吸着により保持する。このとき、静電吸着用電極２０がカバー２８の下面の近傍に配置されているため、十分な静電力を作用させて吸着状態を安定させることができる。
【００４４】
第５工程（プラズマ処理工程）では、堆積ステップとエッチングステップとを順次繰り返すサイクルエッチングと称するプラズマ処理により、ウエハ２を個別のチップに分割する。
【００４５】
堆積ステップでは、第１のガス源１２ａからＣ４Ｆ８を含むガス（第１のガス）を反応室Ｒに供給する。そして、第１の高周波電源部１０からＩＣＰコイル９に高周波電力を印加して反応室Ｒの内部に第１のプラズマを生成し、カバー２８の窓部３２から露出しているウエハ２に照射する。これにより、ウエハ２の表面に保護膜を堆積させる（第１のプラズマ処理）。
【００４６】
エッチングステップでは、第２のガス源１２ｂからＳＦ６を含むガス（第２のガス）を反応室Ｒに供給する。そして、第１の高周波電源部１０からＩＣＰコイル９に高周波電力を印加して反応室Ｒの内部に第２のプラズマを生成し、カバー２８の窓部３２から露出しているウエハ２に照射する。これにより、ウエハ２の表面をエッチングする（第２のプラズマ処理）。
【００４７】
堆積ステップおよびエッチングステップでは、第２の高周波電源部２３からステージ１１のＲＦ電極２１にバイアス電圧が印加される。また、冷却装置１９によりステージ１１が冷却される。ウエハ２のマスク３から露出している部分は、上記の第１のプラズマおよび第２プラズマ中のラジカルとイオンの物理化学的作用よって表面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。
【００４８】
図５に示すように、サイクルエッチングの条件は、反応室Ｒ内のＳＦ６を含むガスの量、反応室Ｒ内のＣ４Ｆ８を含むガスの量、反応室Ｒ内の圧力、圧力調整弁１４ｂの開度、ＩＣＰコイル９への投入電力（ＩＣＰパワー）、および第２の高周波電源部２３から下部電極への投入電力（Ｂｉａｓパワー）によって規定されている。図５では、サイクルエッチングが２サイクル分示されている。図５に示す堆積ステップの安定化時間とは、エッチングステップから堆積ステップまでの切り替えが完了するまでの時間である。エッチングステップでの安定化時間とは、堆積ステップからエッチングステップまでの切り替えが完了するまでの時間である。エッチングステップでのブレイクスルー（ＢＴ）時間とは、堆積ステップでマスク及び開口部に堆積した保護膜に対して、開口部の底面に堆積した保護膜を除去する時間である。
【００４９】
堆積ステップ（本処理）は、例えば、原料ガスとしてＣ４Ｆ８を含むガス（第１のガス）を３５０ｓｃｃｍで供給しながら、反応室Ｒ内の圧力を２０Ｐａに調整し、第１の高周波電源部１０からＩＣＰコイル９への投入電力を４８００Ｗとして、第２の高周波電源部２３から電極部１５への投入電力を０Ｗとして、１〜５秒間、処理する条件で行われる。
【００５０】
堆積ステップからエッチングステップへの切り替え（エッチングステップの安定化処理）は、例えば、圧力調整弁１４ｂの開度を５％に固定して反応室Ｒ内の圧力を１５Ｐａ以上に調整し、第１の高周波電源部１０からＩＣＰコイル９への投入電力を３５００Ｗとして、第２の高周波電源部２３から電極部１５への投入電力を０Ｗとして、１〜３秒間、処理する条件で行われる。好ましくは、この切り替え時において、反応室Ｒの圧力は、エッチングステップ（ＢＴ）での圧力に対して８０％以上である。また、好ましくは、この切り替え時において、ＩＣＰコイル９への投入電力は、堆積ステップでの電力の９０％以下である。
【００５１】
エッチングステップ（ＢＴ）は、例えば、原料ガスとしてＳＦ６を含むガス（第２のガス）を７００ｓｃｃｍで供給しながら、反応室Ｒ内の圧力を１５Ｐａに調整し、第１の高周波電源部１０からＩＣＰコイル９への投入電力を４８００Ｗとして、第２の高周波電源部２３から電極部１５への投入電力を１００Ｗとして、１〜３秒間、処理する条件で行われる。
【００５２】
エッチングステップ（本処理）は、例えば、原料ガスとしてＳＦ６を含むガス（第２のガス）を７００ｓｃｃｍで供給しながら、反応室Ｒ内の圧力を２５Ｐａに調整し、第１の高周波電源部１０からＩＣＰコイル９への投入電力を４８００Ｗとして、第２の高周波電源部２３から電極部１５への投入電力を３０Ｗとして、５〜１５秒間、処理する条件で行われる。
【００５３】
エッチングステップから堆積ステップへの切り替え（堆積ステップの安定化処理）は、例えば、反応室Ｒ内の圧力を２０Ｐａに調整し、第１の高周波電源部１０からＩＣＰコイル９への投入電力を４８００Ｗとして、第２の高周波電源部２３から電極部１５への投入電力を０Ｗとして、１〜３秒間、処理する条件で行われる。
【００５４】
上記のような条件で、堆積ステップとエッチングステップとを複数回繰り返すサイクルエッチングにより、ウエハ２は深さ方向に垂直にエッチングされ、個別のチップに分割される。
【００５５】
第６工程（アッシング工程）では、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１３からチャンバ４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１４ａおよび圧力調整弁１４ｂにより排気し、チャンバ４内を所定圧力に維持する。その後、ＩＣＰコイル９に対して第１の高周波電源部１０から高周波電力を供給してチャンバ４内にプラズマを発生させてカバー２８の窓部３２から露出しているウエハ２に照射する。プラズマの照射によりウエハ２の表面２ａからマスク３が完全に除去される。なお、第５工程で個片化されたチップの吸着状態は、プラズマ電位との差による静電吸着と、エッチングの帯電による残留吸着との両方により、維持されている。したがって、第５工程の個片化後から本工程まで放電を連続してアッシングすることが好ましい。また、本実施形態のようにガス種を切り替える場合は、例えば０〜１０秒程度の短い時間でガス種を切り替え、さらに例えば０〜１０秒程度の短い時間でアッシング用のプラズマを励起してアッシングすることが好ましい。
【００５６】
第７工程（搬出工程）では、アッシング後、第２駆動機構３０により第２駆動ロッド２９を駆動してカバー２８を降下位置から上昇位置へ移動させる。その後、第１駆動機構２７により第１駆動ロッド２６を駆動して搬送キャリア５を降下位置から上昇位置へと移動させ、図示しない搬送機構によって搬送キャリア５をチャンバ４外に搬出する。
【００５７】
本実施形態によれば、堆積ステップからエッチングステップに移行するときにカバー２８とフレーム７との隙間で異常放電が発生することを防止でき、プラズマエッチングの際の搬送キャリア５の損傷を防止できる。サイクルエッチングでは、堆積ステップからエッチングステップへの切り替えの際にプラズマの切り替えが必要であるためプラズマが不安定となる。そのため、ＩＣＰコイル９に印加する高周波電力を高く設定した場合、反応室Ｒ内の狭い空間で、即ちカバー２８とフレーム７との隙間で、局所的に強い異常放電が生じることがある。しかし、本実施形態のように堆積ステップからエッチングステップに移行するとき、ＩＣＰコイル９に投入する高周波電力を一時的に低下させることで、この異常放電を防止でき、連続な放電状態を持続させることができる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、第５工程のプラズマ処理工程において、堆積ステップからエッチングステップに移行するときに反応室Ｒ内の圧力を所定以上に維持している。上記の異常放電は反応室Ｒ内の圧力が所定値以上のときに発生し難いことが実験的に確認できており、従って、所定の圧力を維持してプラズマエッチングを行うことで、この異常放電を防止できる。
【００５９】
また、本実施形態によれば、異常放電を防止すべき時期を厳密に特定できる。フルオロカーボン（Ｃ４Ｆ８）を含むガスは放電し易い性質を有し、六フッ化硫黄（ＳＦ６）を含むガスは放電し難い性質を有する。堆積ステップからエッチングステップに移行するときに、Ｃ４Ｆ８を含むガスからＳＦ６を含むガスに切り替えるが、一般のプラズマ処理では、このときにカバー２８とフレーム７との隙間に放電し易いフルオロカーボンをＣ４Ｆ８を含むガスが残留し、その隙間で異常放電を誘発するおそれがある。これに対し、エッチングステップから堆積ステップに移行するときに、カバー２８とフレーム７との隙間に放電し難いＳＦ６を含むガスが残留してもその隙間で異常放電は誘発されない。従って、異常放電を防止すべき時期を堆積ステップからエッチングステップに移行するときであると厳密に特定できる。
【００６０】
以上より、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、個々の実施形態の内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１…ドライエッチング装置（プラズマ処理装置）
２…ウエハ（基板）
３…マスク
４…チャンバ
５…搬送キャリア
６…保持シート
７…フレーム
８…誘電体壁
９…ＩＣＰコイル
１０…第１の高周波電源部
１１…ステージ
１２ａ…第１のガス源（第１のガス供給機構）
１２ｂ…第２のガス源（第２のガス供給機構）
１３…アッシングガス源
１４ａ…減圧機構
１４ｂ…圧力調整弁
１５…電極部
１６Ａ…静電チャック
１６Ｂ…電極部本体
１７…基台部
１８…外装部
１９…冷却装置
２０…静電吸着用電極
２１…ＲＦ（高周波）電極
２２…直流電源
２３…第２の高周波電源部
２４…冷媒流路
２５…冷媒循環装置
２６…第１駆動ロッド
２７…第１駆動機構
２８…カバー
２８ａ…プロテクト部
２８ｂ…天井面
２８ｃ…傾斜面
２９…第２駆動ロッド
３０…第２駆動機構
３１…制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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