(57)【要約】【課題】テープと保持面との間に気泡が発生するのを抑制し、テープ焼けを防止すること。【解決手段】下面にテープ（Ｔ）が貼着されたウエーハ（Ｗ）を保持面（４１）で保持する静電チャック（４）は、保持面に形成され吸引源（４３）に連通する複数の細孔（４０）と、保持面上に形成され複数の細孔に接続される凹凸（Ｄ）と、内部に配設される電極（４４）と、を備える。細孔を吸引源に連通させウエーハを吸引保持するときに、凹凸が保持面上の吸引路となる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面にテープを貼着したウエーハの該テープを接触させて保持する保持面を有する静電チャックであって、
該テープは、樹脂基材と、該樹脂基材の一方の面に形成する糊層とを備え、
該静電チャックは、
該保持面に形成し吸引源に連通する細孔と、
該保持面上で形成され該細孔に接続される凹凸と、
内部に配設する電極と備え、
該細孔を吸引源に連通させウエーハを吸引保持するときに該保持面上に形成した該凹凸が該保持面上の吸引路となる該静電チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電チャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
研削装置による研削後のウエーハの被研削面には研削痕が残存しており、この研削痕がウエーハの抗折強度を低下させる原因になっている。このため、プラズマエッチングによってウエーハの被研削面から研削痕を除去する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。プラズマエッチング装置は、開閉扉を介して外部からチャンバ（減圧室）内にウエーハを搬入し、チャンバ内を減圧した状態でエッチングガスを供給する。そして、プラズマ化させたエッチングガスをウエーハに反応させて被研削面から研削痕を除去して、研削済みのウエーハの研削痕に起因した抗折強度の低下を抑えている。
【０００３】
このようなプラズマエッチング装置では、チャンバ内を真空状態にするため、ウエーハを保持するチャックテーブルに、真空吸着式のチャックテーブルではなく、静電吸着式のチャックテーブル、いわゆる静電チャックが採用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１４３７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
また、ウエーハの下面には、保護部材としてテープが貼着されており、ウエーハは、当該テープを介して静電チャックの上面に載置される。この場合、テープと静電チャックとの間に気泡（隙間）が形成されることがある。静電チャックには、エッチングガスがウエーハと反応した反応熱を取り除くため冷却水を通水させる冷却水路を内部に形成している。当該気泡が形成された状態でプラズマエッチングが実施されると、気泡によって静電チャックの上面とテープとが接触していないためにテープが冷却されないで反応熱による高温にさらされる結果、テープの接着剤が溶けテープをウエーハから剥がしたときにデバイスに接着剤が残る。また、テープが更に高温にさらされるとテープが溶けて穴が開いてしまう、いわゆる「テープ焼け」という現象が発生するおそれがある。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、テープと保持面との間に気泡が発生するのを抑制し、テープ焼けを防止することができる静電チャックを提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の静電チャックは、一方の面にテープを貼着したウエーハのテープを接触させて保持する保持面を有する静電チャックであって、テープは、樹脂基材と、樹脂基材の一方の面に形成する糊層とを備え、静電チャックは、保持面に形成し吸引源に連通する細孔と、保持面上で形成され細孔に接続される凹凸と、内部に配設する電極と備え、細孔を吸引源に連通させウエーハを吸引保持するときに保持面上に形成した凹凸が保持面上の吸引路となる。
【０００８】
この構成によれば、保持面に凹凸が形成されることにより、ウエーハがテープを介して保持面が吸引保持されても、凹凸と細孔が接続されるため、テープと保持面との間に気泡が発生するのを抑制することができる。よって、後にプラズマエッチング等の所定の加工が実施されても、テープ焼けの発生を防止することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、テープと保持面との間に気泡が発生するのを抑制し、テープ焼けを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来の静電チャックでウエーハを保持した場合の部分拡大図である。
【図２】本実施の形態に係るプラズマエッチング装置の模式図である。
【図３】本実施の形態に係る静電チャックの一例を示す斜視図である。
【図４】静電チャックでウエーハを吸引する際の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
プラズマエッチング装置では、研削後のウエーハが静電チャックによって吸着保持される。図１は、従来の静電チャックでウエーハを保持した場合の部分拡大図である。図１Ａはウエーハがチャンバに投入された直後の状態を示し、図１Ｂはチャンバが減圧された状態を示し、図１Ｃはエッチング中の状態を示している。
【００１２】
図１に示すように、静電チャック２は、減圧室を構成するチャンバＣ（図２参照）内に配置されており、ウエーハＷより大径の円板の上面に複数の細孔２０が形成された保持面２１を有する。複数の細孔２０は、円板内で共通の連通路２２に連なり、吸引源２３に接続（連通）されている。
【００１３】
このように構成される静電チャック２では、ウエーハＷを静電吸着する前に予め仮保持として、吸引源２３の吸引力によってウエーハＷが一時的に保持面２１に吸引保持される。具体的には、図１Ａに示すように、ウエーハＷの下面には保護部材としてテープＴが貼着されており、ウエーハＷは、当該テープＴを介して保持面２１上に載置される。保持面２１は、上記した複数の細孔２０及び連通路２２を通じて吸引源２３に引っ張られることで生じる負圧により、ウエーハＷ及びテープＴを吸引保持する。
【００１４】
このとき、複数の細孔２０が所定の間隔を空けて配置されているため、テープＴ（ウエーハＷ）の下面全体が均等に保持面２１に吸引保持されるわけではない。具体的には、細孔２０の周辺が主に吸引されるので、図１Ａに示すように、隣接する細孔２０の間でテープＴの下面と保持面２１との間に気泡Ｂが発生することがある。この場合、テープＴの下面が平坦であり、細孔２０近傍のテープＴが保持面２１に対して強く密着しているため、気泡Ｂは、隣接する細孔２０の間で逃げ難くなっている。
【００１５】
テープＴと保持面２１との間に上記気泡Ｂが残っていると、図１Ｂに示すように、チャンバＣ内が減圧されることで、当該気泡Ｂが膨張する。この状態でプラズマエッチングが実施されると、ワーク（ウエーハＷ及びテープＴ）の一部が保持面２１から浮いた状態で気泡Ｂの周辺がエッチングの熱によって温められる。
【００１６】
特にエッチング中は、図１Ｃに示すように、静電チャック２の内部に形成されるウォータージャケット（不図示）を冷却水が流れており、静電チャック２及びウエーハＷの異常な温度上昇が抑えられている。しかしながら、上記のように、気泡Ｂが発生した箇所のテープＴの下面は、保持面２１に接触していないため、当該テープＴが適切に冷却されない。この結果、気泡Ｂの近傍のテープＴが高温にさらされて焼けてしまい、穴が開くという、いわゆる「テープ焼け」の現象が発生するおそれがある。
【００１７】
テープ焼けの原因となる気泡Ｂの発生を抑制するために、細孔２０の配置間隔（ピッチ）を狭めることも考えられる。しかしながら、細孔２０の数が増える結果、静電チャック２を製造する際の機械加工の工数が増えるため、製造コストの観点からあまり好ましくない。
【００１８】
ところで、静電チャック２は、保持面２１とウエーハＷの被保持面（図１ではテープＴの下面）との接触面積が大きい程、その保持力を高めることができ、安定的にウエーハＷを吸引保持することができる。このため、静電チャック２の保持面２１は、鏡面仕上げされることがある。
【００１９】
また、ウエーハＷに貼着されるテープＴの樹脂基材は、その材質によって硬さが異なる。例えば、テープＴの樹脂基材には、ポリオレフィン（ＰＯ）やポリウレタン（ＰＵ）等の比較的柔らかい材質や、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のように比較的硬い材質が用いられる。
【００２０】
テープＴの樹脂基材が比較的硬い材質の場合、静電チャック２の保持面２１が鏡面仕上げであっても、保持面２１とテープＴとの間には気泡が入り難くなっている。このため、ウエーハＷの保持力に影響を与えることはなく、上記したテープ焼けの問題も起こり難い。
【００２１】
一方、テープＴの樹脂基材が比較的柔らかい材質の場合、静電チャック２の保持面２１が鏡面仕上げであると、保持面２１とテープＴとが密着する部分と、気泡が入る部分とができることがある。この結果、上記したように、減圧したときに気泡が膨張してエッチング時にテープ焼けを引き起こす可能性が有り、エッチングが正常に実施できなくなることが想定される。
【００２２】
そこで、本件発明者等は、静電チャック２の保持面２１の表面形状（保持面２１の平坦度）に着目し、ウエーハＷを保持面２１で保持した際に、テープＴと保持面２１との間で気泡Ｂが発生するのを抑制することに想到した。
【００２３】
具体的に本実施の形態では、静電チャック４の保持面４１に微細なキズ（凹凸Ｄ）をつけ、凹凸面（保持面４１と同義）を形成する構成とした（図２及び図３参照）。これにより、仮にテープＴと保持面４１との間に気泡ができたとしても、凹凸Ｄと細孔４０とが連通（接続）され、保持面４１上に吸引路が形成される。気泡は当該吸引路を通じて吸引源４３に吸引されるため、気泡を除去することができる。したがって、テープＴの下面と保持面４１との間に気泡Ｂが発生し難くなるため、後にプラズマエッチングを実施しても、テープ焼けの発生を防止することが可能である。
【００２４】
次に、図２及び図３を参照して、本実施の形態に係るプラズマエッチング装置について説明する。本実施の形態に係るプラズマエッチング装置の模式図である。図３は、本実施の形態に係る静電チャックの一例を示す斜視図である。なお、以下においては、説明の便宜上、図１で既出の構成を一部同一の符号で示している。
【００２５】
また、本実施の形態では、容量結合型プラズマ（CCP:  Capacitive  Coupled  Plasma）式のプラズマエッチング装置を例示して説明するが、これに限定されない。プラズマエッチング装置は、誘導結合型プラズマ（ICP:  Inductive  Coupled  Plasma）のプラズマエッチング装置やその他の各種プラズマエッチング装置でもよい。
【００２６】
図２に示すように、プラズマプラズマエッチング装置１は、所定の減圧室（チャンバＣ）を区画する筐体部１０内でウエーハＷをプラズマエッチングして研削痕を除去するように構成されている。筐体部１０には、反応ガス等を導入するための導入口１１と、反応ガス等を排出するための排気口１２とが設けられている。チャンバＣ内には、電界を形成する下部電極ユニットとしての静電チャック４と、上部電極ユニット５とが、上下方向で所定の間隔を空けて対向して配設されている。
【００２７】
加工対象であるウエーハＷは、略円板状に形成されたシリコン（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）等の半導体ウエーハであり、下面に保護部材としてテープＴが貼着されている。ウエーハＷは、半導体ウエーハに限らず、保持対象になれば、どのようなものでもよい。例えば、ウエーハＷは、サファイアやシリコンカーバイドで形成される光デバイスウエーハであってもよい。
【００２８】
テープＴは、樹脂基材の一方の面（図２では上面）に糊層（共に不図示）を形成して構成される。樹脂基材は、例えば、ポリオレフィン（ＰＯ）やポリウレタン（ＰＵ）等の比較的柔らかい材質で形成される。なお、樹脂基材の材質は、これに限定されるものではなく、適宜変更が可能である。
【００２９】
図２及び図３に示すように、静電チャック４は、セラミック等の材質により、ウエーハＷより大径の円板状に形成される。静電チャック４は、上面に複数の細孔４０（吸引口）が形成された保持面４１を有している。複数の細孔４０は、ウエーハＷの外縁より内側の範囲で所定間隔を空けて配置されている。複数の細孔４０は、円板内で共通の連通路４２に連なり、不図示のバルブを介して吸引源４３に接続（連通）されている。
【００３０】
また、保持面４１上には、ブラスト加工やラップ加工もしくは研削加工等によって無数の微細な凹凸Ｄが形成されている（研削加工で凹凸Ｄを形成するときは研削痕を交差させて凹凸Ｄを形成する）。すなわち、保持面４１は、無数の凹凸Ｄによって所定の表面粗さを有する凹凸面となっている。なお、保持面４１の表面粗さは、テープＴとの間で気泡を発生させない程度、また、ウエーハＷの保持力を損なわない程度に適宜変更が可能である。また、詳細は後述するが、当該凹凸Ｄは、複数の細孔４０に接続（連通）され、保持面４１上に吸引路を形成する。
【００３１】
静電チャック４では、保持面４１上の空気が複数の細孔４０及び連通路４２を通じて吸引源４３に引っ張られることにより、保持面４１上に負圧が発生する。これにより、ウエーハＷを保持面４１で仮保持することが可能である。
【００３２】
また、静電チャック４の内部には、上記した構成の他に、一対の電極４４が配設されている。一対の電極４４は、保持面４１の略全体に至る範囲で円板内に埋め込まれている。各電極４４は、直流電源４５に接続されている。一対の電極４４に直流電源４５から直流電力が印加されることにより、保持面４１上に静電気を発生させることができる。これにより、ウエーハを保持面４１で吸着保持（本保持）することが可能である。なお、電極４４は単極構造及び双極構造のいずれの構造で形成されていてもよい。
【００３３】
また、静電チャック４は、高周波電源４６に接続されている。一方、上部電極ユニット５は、ウエーハＷの上面に対向する下面を備えている。上部電極ユニット５はアース５１に接続されている。
【００３４】
次に、図２及び図４を参照して、本実施の形態に係るプラズマエッチング装置の動作について説明する。図４は、静電チャックでウエーハを吸引する際の模式図であり、図４Ａ、Ｂは、その動作遷移図を表している。
【００３５】
本実施の形態に係るプラズマエッチング装置は、主に以下の３つの工程を経てウエーハの研削痕を除去する。本実施の形態に係るプラズマエッチング方法は、静電チャック４でウエーハＷを吸引保持する吸引保持工程（仮保持工程）と、静電チャック４でウエーハＷを静電力保持する静電力保持工程（本保持工程）と、ウエーハＷの露出面（上面）をプラズマエッチングするプラズマエッチング工程と、を備える。
【００３６】
先ず、吸引保持工程について説明する。図２に示すように、ウエーハＷは、不図示の搬送手段によってプラズマエッチング装置１のチャンバＣ内に搬送される。具体的にウエーハＷは、静電チャック４の保持面４１の中心とウエーハＷの中心とが一致するように位置づけられ、ウエーハＷは、テープＴを介して保持面４１上に載置される。
【００３７】
上記したように、保持面４１上には、無数の凹凸Ｄが形成されている。図４Ａに示すように、保持面４１上にウエーハＷが載置された状態においては、テープＴの下面と保持面４１との間には、無数の凹凸Ｄによって僅かな隙間Ｇが形成されている。当該隙間Ｇは、複数の細孔４０に接続されている。すなわち、当該隙間Ｇは、保持面４１に形成される吸引路を構成する。
【００３８】
複数の細孔４０及び連通路４２が吸引源４３に連通され、吸引源４３によって保持面４１上の空気が吸引されると、保持面４１上には負圧が発生する。このとき、隙間Ｇにも負圧が発生するため、比較的柔らかい材質のテープＴは、負圧によって保持面４１側に引っ張られる。
【００３９】
この結果、テープＴの下面は、図４Ｂに示すように、保持面４１の凹凸形状にならうようにして保持面４１に密着される。このように、隙間Ｇを埋めるようテープＴが保持面４１に密着されるため、テープＴと保持面４１との間に気泡が発生し難くなっている。なお、仮に気泡が発生したとしても、吸引源４３による吸引が継続されることで、上記隙間Ｇが流路となって気泡が徐々に吸引される。この結果、気泡を除去することが可能である。
【００４０】
このように、本実施の形態では、保持面４１に敢えて凹凸Ｄを形成し（キズをつけ）、テープＴを吸引保持する際の流路（吸引路）として当該凹凸Ｄを用いている。これにより、気泡の発生を極力抑制することが可能になっている。なお、気泡が無くなったかどうかは、吸引時間や吸引圧の監視、又は目視等によって判断してもよい。以上により、ウエーハＷを保持面４１で仮保持することが可能である。
【００４１】
次に静電力保持工程が実施される。図２に示すように、静電力保持工程では、吸引源４３によるウエーハＷの吸引保持が解除される一方、一対の電極４４に直流電力が供給されることで保持面４１上に静電気が発生し、静電力によってウエーハＷがテープＴを介して保持面４１に吸着保持（静電力保持）される。吸引源４３によるウエーハＷの吸引保持から静電力によるウエーハＷの吸着保持をスムーズに切替えることで、図４Ｂに示すように、テープＴと保持面４１と間に気泡がなく密着した状態で、ウエーハＷを保持面４１で本保持することが可能である。
【００４２】
そして、プラズマエッチング工程が実施される。プラズマエッチング工程では、チャンバＣ内が減圧され、チャンバＣ内に導入口１１から反応ガスが導入される。なお、吸引保持工程で気泡の発生が抑制されているため、チャンバＣ内が減圧されても、気泡が膨張することはない。反応ガスとしては、例えば、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、四フッ化メタン（ＣＦ４）、三フッ化窒素（ＮＦ３）等のフッ素を含むフッ素系安定ガスが用いられる。
【００４３】
反応ガスがウエーハＷを覆うように供給された状態で、静電チャック４と上部電極ユニット５との間で高周波電圧が印加されることにより、反応ガスがプラズマ化（ラジカル化）される。そして、プラズマ化した反応ガスによってウエーハＷの被研削面がラジカル連鎖反応によってドライエッチング（等方性エッチング）され、ウエーハＷの被研削面から研削痕が除去されて抗折強度が向上される。上記したように、テープＴと保持面４１との間には、気泡が発生していないため、エッチング工程が実施されても、テープ焼けが発生することはない。なお、上部電極ユニット５の下面に複数の導入口（不図示）を形成させ、上部電極ユニット５から反応ガスを供給させてもよい。
【００４４】
以上のように、本実施の形態によれば、静電チャック４の保持面４１にキズをつけ、無数の不規則な凹凸Ｄを形成している。これにより、テープＴの下面を保持面４１上に発生する負圧で吸引したとしても、凹凸Ｄと細孔４０とが接続され、凹凸Ｄと保持面４１との隙間を吸引することができる。よって、テープＴの下面と保持面４１との間に気泡が発生し難くなっている。仮に気泡が発生したとしても、凹凸Ｄを吸引路として用いることにより、気泡を除去することが可能である。そして、気泡が無い状態でプラズマエッチング工程が実施されることにより、テープ焼けの発生を防止することができる。また、気泡発生防止のために細孔４０の数を増やす必要がないため、既存の構成を用いることが可能であり、コストアップの要因ともなり得ない。
【００４５】
なお、上記実施の形態では、プラズマエッチング装置を例示して説明したが、この構成に限定されない。本発明に係る静電チャック４は、どのような装置に適用されてもよい。
【００４６】
また、上記実施の形態における各工程は、あくまで一例を示すものであり、各工程における装置の動作やオペレータの動作の順序は適宜変更が可能である。また、各工程をフルオートで実施してもよく、オペレータが手動で実施してもよい。
【００４７】
また、上記実施の形態では、テープＴの樹脂基材がポリオレフィン（ＰＯ）やポリウレタン（ＰＵ）等の比較的柔らかい材質で形成される構成としたが、この構成に限定されない。テープＴの樹脂基材は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のように比較的硬い材質で形成されてもよい。この場合、テープＴは、保持面４１に吸引保持されても、図４Ｂのように下面が保持面４１の凹凸Ｄにならって密着することはない。
【００４８】
しかしながら、図４Ａに示すように、ウエーハＷは、テープＴの下面と保持面４１との間に形成される僅かな隙間Ｇを維持して保持面４１に吸引保持されるため、気泡の発生が抑制されている。仮に気泡が発生したとしても、吸引源４３による吸引が継続されることで、上記隙間Ｇが流路となって気泡が徐々に吸引される。この結果、気泡を除去することが可能である。したがって、本実施の形態に係る静電チャック４によれば、テープＴの材質、すなわち、テープＴの硬さによらず気泡の発生を抑制し、ウエーハＷを適切に保持面４１に吸引保持することが可能である。
【００４９】
また、本実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。
【００５０】
また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上説明したように、本発明は、テープ焼けを防止することができるという効果を有し、特に、プラズマエッチング装置に適用可能な静電チャックに有用である。
【符号の説明】
【００５２】
Ｔ  テープ（樹脂基材）
Ｗ  ウエーハ
４  静電チャック
４１  保持面（凹凸面）
４０  細孔
４３  吸引源
４４  電極
Ｂ  気泡
Ｄ  凹凸
Ｇ  隙間（吸引路）
【図１】
2019021712.tif 000003
【図２】
2019021712.tif 000004
【図３】
2019021712.tif 000005
【図４】
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