等离子体蚀刻装置
阅读：286发布：2020-05-11
专利汇可以提供等离子体蚀刻装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 等离子体 蚀刻 装置，其能够对被加工物的一部分选择性进行加工。 等离子体蚀刻 装置(2)包括： 真空 腔(4)；能够旋转的 静电卡盘 台(34)，其在真空腔内保持被加工物(11)； 喷嘴 (50)，其对被保持于静电卡盘台上的被加工物的一部分供给等离子体蚀刻气体(C)；喷嘴摆动单元(86)，其使喷嘴在静电卡盘台的对应于中心(A)的区域与对应于外周的区域之间以描绘 水 平圆弧状的轨迹(B)的方式进行摆动；以及控制单元(48、88)，它们分别控制静电卡盘台的旋转量和喷嘴的 位置 ，在与保持于静电卡盘台上的被加工物的任意的一部分对应的区域 定位 喷嘴。，下面是等离子体蚀刻装置专利的具体信息内容。
1.一种等离子体蚀刻装置，其特征在于，具有：
真空腔；
能够旋转的静电卡盘台，其在该真空腔的内部保持被加工物；
喷嘴，其向保持于该静电卡盘台上的该被加工物的一部分供给等离子体蚀刻气体；
喷嘴摆动单元，其使该喷嘴在该静电卡盘台的对应于中心的区域与对应于外周的区域之间以描绘水平的圆弧状轨迹的方式进行摆动；以及
控制单元，其分别控制该静电卡盘台的旋转量和该喷嘴的位置，在与保持于该静电卡盘台上的该被加工物的任意一部分对应的区域定位该喷嘴，
所述水平的圆弧状轨迹的一端处于该静电卡盘台的对应于中心的区域，另一端处于该静电卡盘台的对应于外周的区域，
所述控制单元将所述静电卡盘台的旋转动作和所述喷嘴的旋转动作组合起来对所述静电卡盘台与所述喷嘴之间的位置关系进行控制。
2.根据权利要求1所述的等离子体蚀刻装置，其特征在于，
向所述真空腔的内部供给内部气体。
3.根据权利要求1或2所述的等离子体蚀刻装置，其特征在于，
所述喷嘴具有：
喷出所述等离子体蚀刻气体的喷出口；以及
排出口，其形成于该喷出口的周围，排出该等离子体蚀刻气体。
4.根据权利要求1或2所述的等离子体蚀刻装置，其特征在于，
所述喷嘴喷出基团化或离子化的所述等离子体蚀刻气体。
等离子体蚀刻装置
技术领域
背景技术
[0002] 在由移动电话和个人计算机代表的电子设备中，具有电子回路的器件芯片是必需的构成要素。如下制造器件芯片，例如利用多条分割预定线(分割线)划分由硅等的半导体材料构成的晶片的表面，在各区域形成电子回路，然后沿该分割线分割晶片而成。
[0003] 近些年来，以器件芯片的小型化、轻量化等为目的，将形成电子回路后的晶片通过磨削等的方法加工得较薄的机会增多。然而，如果通过磨削将晶片变薄，则该磨削导致的变形(磨削变形)会残存于被磨削面，器件芯片的抗折强度会降低。于是，在对晶片进行磨削后，通过等离子体蚀刻等的方法去除磨削变形(例如，参照专利文献1)。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1：日本特开2000-353676号公报
[0007] 用于上述磨削变形的去除的等离子体蚀刻装置通常具有在内部配置彼此平行的一对平板状电极的真空腔。例如，在电极间配置了晶片的状态下对真空腔内减压，在供给作为原料的气体的同时对电极施加高频电压，从而产生等离子体而能够对晶片进行加工。
[0008] 然而，在该等离子体蚀刻装置中，所产生的等离子体作用于晶片的整个表面上，因此这种状态下无法对晶片的一部分选择性加工。因此，例如在仅对残存磨削变形的部分选择加工等的情况下，就必须形成用于保护其他部分的掩模。
发明内容
[0009] 本发明就是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够对被加工物的一部分选择性进行加工的等离子体蚀刻装置。
[0010] 本发明提供一种等离子体蚀刻装置，其特征在于，具有：真空腔；能够旋转的静电卡盘台，其在该真空腔内保持被加工物；喷嘴，其向保持于该静电卡盘台上的该被加工物的一部分供给等离子体蚀刻气体；喷嘴摆动单元，其使该喷嘴在该静电卡盘台的对应于中心的区域与对应于外周的区域之间以描绘水平圆弧状的轨迹的方式进行摆动；以及控制单元，其分别控制该静电卡盘台的旋转量和该喷嘴的位置，在与保持于该静电卡盘台上的该被加工物的任意的一部分对应的区域定位该喷嘴。
[0011] 本发明优选向所述真空腔内供给内部气体。
[0012] 此外，本发明优选所述喷嘴具有：喷出所述等离子体蚀刻气体的喷出口；以及形成于该喷出口的周围而排出该等离子体蚀刻气体的排出口。
[0013] 此外，本发明优选所述喷嘴喷出基团化或离子化的所述等离子体蚀刻气体。
[0014] 发明的效果
[0015] 本发明的等离子体蚀刻装置具有：喷嘴，其向保持于静电卡盘台上的被加工物的一部分供给等离子体蚀刻气体；喷嘴摆动单元，其使喷嘴在静电卡盘台的对应于中心的区域与对应于外周的区域之间以描绘水平圆弧状的轨迹的方式进行摆动；以及控制单元，其分别控制静电卡盘台的旋转量和喷嘴的位置，在与保持于静电卡盘台上的被加工物的任意的一部分对应的区域定位喷嘴，因此能够向被加工物的任意的一部分供给等离子体蚀刻气体。即，本发明可提供一种能够对被加工物的一部分选择性进行加工的等离子体蚀刻装置。附图说明
[0016] 图1是示意性表示等离子体蚀刻装置的结构例的图。
[0017] 图2是示意性表示等离子体蚀刻装置的结构例的分解立体图。
[0018] 图3的(A)是示意性表示对喷嘴组件的位置进行控制的状况的俯视图，图3的(B)是示意性表示对静电卡盘台的旋转量进行控制的状况的俯视图。
[0019] 图4是示意性表示利用从喷嘴组件供给的等离子体对被加工物进行加工的状况的局部剖面侧视图。
[0020] 标号说明
[0021] 2：等离子体蚀刻装置，4：真空腔，6：主体，6a：侧壁，6b：开口部，6c：底壁，8：盖，10：闸门，12：开闭组件，14：配管，16：排气泵，18：台座，18a：吸引路，18b：冷却流路，20：保持部，
22：轴部，24：支承组件，26：固定部件，28：旋转部件，30：径向轴承，32：唇封，34：静电卡盘台，36：主体，36a：吸引路，38：电极，40：直流电源，42：吸引泵，44：循环组件，46：旋转驱动组件，48：控制组件(控制单元)，50：喷嘴组件(喷嘴)，52：第1喷嘴，52a：喷出口，54a、54b、54c、
58a、58b、58c：阀，56a、56b、56c：流量控制器，60a：第1气体供给源，60b：第2气体供给源，
60c：第3气体供给源，62：电极，64：高频电源，66：第2喷嘴，66a：排出口，68：排气组件，70：排气泵，72：支承组件，74：固定部件，76：旋转部件，78：径向轴承，80：唇封，82：滑轮部件，84：
带，86：旋转驱动组件(喷嘴摆动单元)，88：控制组件(控制单元)，90：配管，11：被加工物，A：
中心，B：轨迹，C：等离子体(等离子体蚀刻气体)，D：内部气体。
22：轴部，24：支承组件，26：固定部件，28：旋转部件，30：径向轴承，32：唇封，34：静电卡盘台，36：主体，36a：吸引路，38：电极，40：直流电源，42：吸引泵，44：循环组件，46：旋转驱动组件，48：控制组件(控制单元)，50：喷嘴组件(喷嘴)，52：第1喷嘴，52a：喷出口，54a、54b、54c、
58a、58b、58c：阀，56a、56b、56c：流量控制器，60a：第1气体供给源，60b：第2气体供给源，
60c：第3气体供给源，62：电极，64：高频电源，66：第2喷嘴，66a：排出口，68：排气组件，70：排气泵，72：支承组件，74：固定部件，76：旋转部件，78：径向轴承，80：唇封，82：滑轮部件，84：
带，86：旋转驱动组件(喷嘴摆动单元)，88：控制组件(控制单元)，90：配管，11：被加工物，A：
中心，B：轨迹，C：等离子体(等离子体蚀刻气体)，D：内部气体。
具体实施方式
[0022] 参照附图，对本发明的实施方式进行说明。图1是示意性表示本实施方式的等离子体蚀刻装置的结构例的图，图2是示意性表示等离子体蚀刻装置的结构例的分解立体图。另外，为了便于说明，图2中省略了构成要素的一部分。
[0023] 如图1和图2所示，本实施方式的等离子体蚀刻装置2具有形成处理空间的真空腔4。真空腔4由箱状的主体6和封闭主体6的上部的盖8构成。在主体6的侧壁6a的一部分形成有用于搬入搬出板状的被加工物11(参照图4)的开口部6b。
[0024] 被加工物11代表的是由硅等的半导体材料构成的圆盘状的晶片。该被加工物11的表面例如被排列为格子状的分割预定线(分割线)划分为多个区域，在各区域形成有被称作IC、LSI等的电子回路。
[0025] 另外，在本实施方式中，将由硅等的半导体材料构成的圆盘状的晶片作为被加工物11，然而关于被加工物11的材质、形状等不做限制。例如，还可以将由陶瓷、树脂、金属等的材料构成的基板用作被加工物11。
[0026] 在侧壁6a的外侧配置有关闭开口部6b的闸门10。在闸门10的下方设置有由汽缸等构成的开闭组件12，闸门10利用该开闭组件12而上下移动。如果利用开闭组件12使闸门10向下方移动，使开口部6b露出，则能够通过开口部6b将被加工物11搬入处理空间或将被加工物11从处理空间中搬出。
[0027] 在主体6的底壁6c通过配管14等而连接排气泵16。在对被加工物11进行加工时，利用开闭组件12使闸门10向上方移动而关闭开口部6b，此后，通过排气泵16对处理空间进行排气、减压。
[0028] 在处理空间内配置有用于支承被加工物11的台座18。台座18由圆盘状的保持部20、以及从保持部20的下表面中央向下方延伸的柱状的轴部22构成。
[0029] 在底壁6c的中央部设置有以能够旋转的方式支承台座18的轴部22的支承组件24。支承组件24包括固定于底壁6c的中央部的圆筒状的固定部件26。在固定部件26的内侧配置有固定于轴部22的圆筒状的旋转部件28。
[0030] 旋转部件28通过径向轴承30而与固定部件26连结。在径向轴承28的处理空间侧设置有环状的唇封32。作为唇封32，例如可使用圣戈班(Saint-Goban)公司的Omniseal(注册商标)等。通过该唇封32，能够在维持处理空间的气密性的同时使台座18进行旋转。
[0031] 在保持部20的上表面设置有圆盘状的静电卡盘台34。静电卡盘台34具有由绝缘材料形成的主体36和嵌入于主体36的多个电极38，通过在电极38间发生的静电气吸附、保持被加工物11。各电极38与例如能够产生5kV左右的高电压的直流电源40连接。
[0032] 此外，在静电卡盘台34的主体36形成有用于吸引被加工物11的吸引路36a。该吸引路36a通过形成于台座18的内部的吸引路18a等而与吸引泵42连接。
[0033] 在通过静电卡盘台34保持被加工物11时，首先，在静电卡盘台34的上表面放置被加工物11并使吸引泵42进行动作。由此，被加工物11利用吸引泵42的吸引力而紧密贴合于静电卡盘台34的上表面。在这种状态下，如果在电极38间产生了电位差，则能够利用静电气吸附、保持被加工物11。
[0034] 此外，在台座18的内部形成有冷却流路18b。冷却流路18b的两端与使制冷剂循环的循环组件44连接。在使循环组件44进行动作时，制冷剂从冷却流路18b的一端向另一端流动，对台座18等进行冷却。
[0035] 在轴部22的下端连结有马达等的旋转驱动组件46。台座18和静电卡盘台34利用该旋转驱动组件46的旋转力而进行旋转。在旋转驱动组件46连接有控制组件(控制单元)48，通过该控制组件48对台座18和静电卡盘台34的旋转量(旋转角度)进行控制。
[0036] 在静电卡盘台34的上方配置有向被加工物11供给等离子体(等离子体蚀刻气体)的喷嘴组件(喷嘴)50。喷嘴组件50具有喷射等离子体的圆筒状的第1喷嘴52。
[0037] 在第1喷嘴52的上游端并排连接有多个气体供给源。具体而言，例如，通过阀54a、流量控制器56a、阀58a等，连接有供给SF6的第1气体供给源60a，并且通过阀54b、流量控制器56b、阀58b等，连接有供给O2的第2气体供给源60b，并且通过阀54c、流量控制器56c、阀58c等，连接有供给惰性气体的第3气体供给源60c。
[0038] 由此，能够将由多个气体以期望的流量比混合而成的混合气体提供给第1喷嘴52。在第1喷嘴52的中游部配置有等离子体生成用的电极62。此外，在该电极62连接有高频电源
64。高频电源64对电极62供给例如0.5kV～5kV、450kHz～2.45GHz左右的高频电压。
64。高频电源64对电极62供给例如0.5kV～5kV、450kHz～2.45GHz左右的高频电压。
[0039] 如果在供给作为等离子体的原料的混合气体的同时，对电极62供给高频电压，则使混合气体实现基团化或离子化，能够在第1喷嘴52的内部生成等离子体。所生成的等离子体从形成于第1喷嘴52的下游端的喷出口52a喷出。另外，气体供给源的数量和气体的种类可根据被加工物11的种类等而任意变更。此外，各气体的流量比在能够生成等离子体的范围内适当设定。
[0040] 以包围第1喷嘴52的下游侧的方式配置有直径大于第1喷嘴52的直径的圆筒状的第2喷嘴66。在第2喷嘴66的上游侧通过内部具有排气流路的排气组件68而与排气泵70连接。另一方面，第2喷嘴66的下游端位于比第1喷嘴52的喷出口52a靠下方的位置，从而成为将从喷出口52a喷出的等离子体等排出到外部的排出口66a。
[0041] 在盖8上设置有对包括第1喷嘴52和第2喷嘴66的喷嘴组件50进行支承的支承组件72。支承组件72包括固定于盖8上的圆筒状的固定部件74。在固定部件74的内侧配置有固定喷嘴组件50的圆柱状的旋转部件76。
[0042] 旋转部件76通过径向轴承78而与固定部件74连结。在径向轴承78的处理空间侧设置有与唇封32同样构成的环状的唇封80。使用该唇封80，能够在维持处理空间的气密性的同时使旋转部件76旋转。
[0043] 在旋转部件76的上部固定有圆盘状的滑轮部件82。滑轮部件82隔着带84而与马达等的旋转驱动组件(喷嘴摆动单元)86连结。旋转部件76利用经由滑轮部件82和带84传递来的旋转驱动组件86的旋转力而旋转。
[0044] 在旋转驱动组件86连接有控制组件(控制单元)88，利用控制组件88对旋转部件76的旋转量(旋转角度)进行控制。利用控制组件88对旋转部件76的旋转量进行控制，从而能够使喷嘴组件50摆动以描绘水平圆弧状的轨迹。
[0045] 因而，通过上述的控制组件48对静电卡盘台34的旋转量进行控制，并通过控制组件88对喷嘴组件50的位置进行控制，从而能够自由调整被加工物11与喷嘴组件50的位置关系。另外，在本实施方式中，利用不同的控制组件48和控制组件88对旋转驱动组件46和旋转驱动组件86进行控制，也可以利用相同的控制组件(控制单元)对旋转驱动组件46和旋转驱动组件86进行控制。
[0046] 在主体6的侧壁6a的另一部分设置有配管90。该配管90通过阀(未图示)、流量控制器(未图示)等，与第3气体供给源60c连接。通过配管90而从第3气体供给源60c供给的惰性气体成为在真空腔4的处理空间内充满的内部气体。
[0047] 下面对使用上述等离子体蚀刻装置2对被加工物11加工时的步骤的示例进行说明。首先，利用开闭组件12使闸门10下降。接着，通过开口部6b将被加工物11搬入真空腔4的处理空间，以使得通过等离子体蚀刻加工的被加工面侧在上方露出的方式将被加工物11放置于静电卡盘台34的上表面。
[0048] 此后，使吸引泵42进行动作，使被加工物11紧密贴合于静电卡盘台34。并且，在电极38间产生电位差，利用静电气吸附、保持被加工物11。此外，利用开闭组件12使闸门10上升而关闭开口部6b，利用排气泵16对处理空间排气、减压。
[0049] 例如，在将处理空间减压至200Pa左右后，通过配管90而将从第3气体供给源60c供给的惰性气体充满处理空间内。另外，作为在处理空间内充满的内部气体，可使用Ar、He等的稀有气体或在稀有气体中混合了N2、H2等而成的混合气体等。此外，对静电卡盘台34的旋转量和喷嘴组件50的位置进行控制，以调整被加工物11和喷嘴组件50的位置关系。
[0050] 图3的(A)是示意性表示对喷嘴组件50的位置进行控制的状况的俯视图，图3的(B)是示意性表示对静电卡盘台34的旋转量进行控制的状况的俯视图。另外，图3的(A)和图3的(B)中，一并示出了静电卡盘台34的旋转的中心A和喷嘴组件50的轨迹B。
[0051] 如图3的(A)和图3的(B)所示，喷嘴组件50在静电卡盘台34的对应于中心A的区域与对应于外周的区域之间，以描绘水平圆弧状的轨迹的方式进行摆动。即，能够使喷嘴组件50向静电卡盘台34的径方向的任意位置移动。
[0052] 因此，如图3的(A)所示，利用控制组件88对喷嘴组件50的位置进行调整，并如图3的(B)所示，利用控制组件48对静电卡盘台34的旋转量进行调整，则能够使喷嘴组件50对准与在静电卡盘台34上保持的被加工物11的任意的一部分对应的区域。
[0053] 图4是示意性表示利用从喷嘴组件50供给的等离子体对被加工物11加工的状况的局部剖面侧视图。如图4所示，在将喷嘴组件50对准与被加工物11的任意的一部分对应的区域后，从第1气体供给源60a、第2气体供给源60b、第3气体供给源60c能够分别以任意流量供给SF6、O2、惰性气体。
[0054] 此外，对电极62供给高频电压，使SF6、O2、惰性气体的混合气体基团化或离子化。由此，从第1喷嘴52的喷出口52a喷出等离子体(等离子体蚀刻气体)C，能够对下方的被加工物11进行加工。从喷出口52a喷出的等离子体C通过排出口66a而被排气泵70吸引，从而排出到处理空间的外部。
[0055] 如图4所示，位于喷嘴组件50的下端的排出口66a与被加工物11的被加工面之间的距离变得足够小。具体而言，例如为0.1mm～10mm，优选为1mm～2mm。此外，喷嘴组件50的外侧的区域被内部气体D(惰性气体)充满。
[0056] 因此，从喷出口52a喷出的等离子体C会漏出到喷嘴组件50的外部，不会对被加工物11的非意愿部分进行加工。即，能够对被加工物11的任意的一部分供给等离子体C以选择性进行加工。
[0057] 此外，在本实施方式的等离子体蚀刻装置2中，将2种旋转动作组合起来对静电卡盘台34与喷嘴组件50之间的位置关系进行控制。因此，相比于例如通过直线动作对静电卡盘台34与喷嘴组件50之间的位置关系进行控制的情况，易于维持处理空间的气密性。即，在适当地维持处理空间的气密性的同时，能够调整被加工物11与喷嘴组件50之间的位置关系。
[0058] 如上所述，本实施方式的等离子体蚀刻装置2具有：喷嘴组件(喷嘴)50，其向保持于静电卡盘台34上的被加工物11的一部分供给等离子体(等离子体蚀刻气体)C；旋转驱动组件(喷嘴摆动单元)86，其使喷嘴组件50在静电卡盘台34的对应于中心A的区域与对应于外周的区域之间以描绘水平圆弧状的轨迹B的方式进行摆动；以及控制组件(控制单元)48、88，它们分别控制静电卡盘台34的旋转量和喷嘴组件50的位置，在与保持于静电卡盘台34上的被加工物11的任意的一部分对应的区域定位喷嘴组件50，因此能够对被加工物11的任意的一部分供给等离子体C进行加工。
[0059] 另外，本发明不限于上述实施方式的内容，可以进行各种变更并实施。例如，在上述实施方式中，使用滑轮部件82、带84、旋转驱动组件(喷嘴摆动单元)86等以使喷嘴组件(喷嘴)50摆动，然而用于使喷嘴组件50摆动的机构(喷嘴摆动单元)不限于上述内容。
[0060] 此外，在上述实施方式中，通过配管90而从第3气体供给源60c向真空腔4的处理空间内供给内部气体(惰性气体)，也可以从第3气体供给源60c起通过第1喷嘴52供给内部气体。
[0061] 此外，上述实施方式的结构、方法等可以在不脱离本发明的目的的范围内适当变更并实施。
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