(57)【要約】【課題】エッチング中に基板割れを生じることなく加工できるエッチング装置及びエッチング方法の提供。【解決手段】基板Ｓの周縁部Ｓａを押圧して基板トレイ３２上に固定するように構成されたクランプリング３３と、クランプリングと基板の周縁部との間に設けられたリング部材３４とを有し、基板トレイが、表面に表面凹部３２ａが、かつ裏面に裏面凹部３２ｂと裏面凹部を囲んで基板電極３１に接触する周囲接触面部３２ｃとが形成され、そして冷却ガス流路３２ｄが形成されたものであり、リング部材が、１．５Ｗ／ｍＫ以下の熱伝導率を有する材料から構成されている。このエッチング装置を用い、基板の載置された基板トレイを基板電極上に装着し、基板の周縁部をリング部材を介してクランプリングで押圧して固定し、冷却ガス流路にガスを流しながら、高密度プラズマ雰囲気下で基板をエッチングする。【選択図】図３
2010098010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高密度プラズマ雰囲気で、基板電極上に載置される基板を加工するエッチング装置において、基板電極上に装着される基板トレイ内に載置される基板を基板トレイ上に固定するために基板の周縁部を押圧するように構成されたクランプリングと、このクランプリングと基板の周縁部との間に設けられたリング部材とを有してなり、該基板トレイが、表面に加工すべき基板を受ける表面凹部が形成され、かつ該表面凹部に対応した裏面の部分に裏面凹部とこの裏面凹部を囲んで基板電極に接触する周囲接触面部とが形成され、そして該裏面凹部から該表面凹部へと貫通する複数の冷却ガス流路が形成されたものであり、該リング部材が、１．５Ｗ／ｍＫ以下の熱伝導率を有する材料から構成されたものであることを特徴とするエッチング装置。
【請求項２】
前記リング部材が、合成樹脂、石英、サファイア、イットリア、及びシリコーンゴムから選ばれた材料で構成されたものであることを特徴とする請求項１記載のエッチング装置。
【請求項３】
前記合成樹脂が、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂から選ばれた樹脂であることを特徴とする請求項２記載のエッチング装置。  
【請求項４】
前記合成樹脂が、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、及びフェノール樹脂から選ばれた樹脂であることを特徴とする請求項２記載のエッチング装置。  
【請求項５】
前記リング部材が、クランプリングの基板との接触面の少なくとも一部に突出するように埋め込まれるか又は接合され、このリング部材が、クランプリングにより基板の周縁部を押圧するように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のエッチング装置。
【請求項６】
真空チャンバ内にガスを導入してマイクロ波や高周波を用いて高密度プラズマを形成し、基板電極上に載置された基板を加工するエッチング方法において、基板の載置された基板トレイを基板電極上に装着し、基板の周縁部を、１．５Ｗ／ｍＫ以下の熱伝導率を有する材料から構成されたリング部材を介して、クランプリングで押圧して基板を基板トレイ上に固定し、冷却ガス流路に冷却ガスを流しながら基板を加工することからなり、該基板トレイとして、表面に加工すべき基板を受ける表面凹部が形成され、かつ該表面凹部に対応した裏面の部分に裏面凹部とこの裏面凹部を囲んで基板電極に接触する周囲接触面部とが形成され、そして該裏面凹部から該表面凹部へと貫通する複数の冷却ガス流路が形成された基板トレイを用いて基板を加工することを特徴とするエッチング方法。
【請求項７】
前記リング部材として、合成樹脂、石英、サファイア、イットリア、及びシリコーンゴムから選ばれた材料で構成されたものを用いることを特徴とする請求項６記載のエッチング方法。
【請求項８】
前記合成樹脂が、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂から選ばれた樹脂であることを特徴とする請求項７記載のエッチング方法。  
【請求項９】
前記合成樹脂が、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、及びフェノール樹脂から選ばれた樹脂であることを特徴とする請求項７記載のエッチング方法。  
【請求項１０】
前記リング部材として、クランプリングの基板との接触面の少なくとも一部に突出するように埋め込まれるか又は接合され、このリング部材が基板の周縁部を押圧するように構成されているものを用いることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載のエッチング方法。
【請求項１１】
前記基板を、基板に実質的な機械的応力を与えず、しかも基板の加工中に発生する応力を逃がすことのできる程度のクランプ力で固定することを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング装置及びエッチング方法に関し、例えば光導波路や光変調器等に利用され得る基板をプラズマ雰囲気中で加工するためのエッチング装置及びエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光変調器や光導波路等に利用される焦電性高誘電体材料をプラズマ中で加工するエッチング装置として、表面が陽極酸化膜で被覆された基板電極、アルミナで構成された基板押さえクランプ部材等を備えた装置が使用されていたが、焦電性高誘電体材料からなる基板を加工する際に、加工温度のムラ及びチャージアップが要因で基板割れが発生するという問題があった。また、基板割れが発生しやすい基板としては、焦電性高誘電体からなる基板の他に、基板トレイ上で基板の一部を貫通する処理を行った貫通基板があるが、この場合も、必ずしも満足すべき解決策は提案されていない。
【０００３】
そのため、温度ムラやチャージアップを解消するために、基板トレイの形状を改良し、基板の表面側や裏面側に冷却ガスを流すように構成したエッチング装置が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００４】
また、焦電性高誘電体基板の割れ発生を抑制するために、基板載置面と基板押さえ治具又はクランプの基板に接触する面とを導体で構成し、基板表面電位と裏面電位との差を僅少に保つようにした基板保持機構を設けたエッチング装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。この場合、導体としてＮｉ、Ｃｕ、Ａｌが用いられている。
【特許文献１】特許第３６４０３８５号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特許第３６４０３８６号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特開２００２−３７３８８７号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記前者の従来技術（特許文献１及び２）においては、熱伝導性を良くして温度ムラやチャージアップを解消したとしても、従来の基板トレイの形状では、基板を固定するクランプリング自体の温度上昇のために、加工時間が長くなるにつれて、基板自体が焦電効果で分極して基板トレイにくっつき、基板を剥がすのが困難になると共に、基板割れが発生するという問題がある。例えば、５枚に１枚程度から１０枚に１枚程度の基板割れが発生する。
【０００６】
また、上記後者の従来技術（特許文献３）においては、基板表面電位と裏面電位との差を僅少に保ったとしても、基板を固定するクランプリング自体の温度上昇のために、加工時間が長くなるにつれて、基板自体が焦電効果で分極して基板トレイにくっつき、基板を剥がすのが困難になると共に、基板割れが発生するという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、上述の従来技術の問題点を解決することにあり、基板の周縁部とクランプリングとの間に特定のリング部材を設けることにより、エッチング中に割れやすい基板の割れを生じることなく加工できるエッチング装置及びエッチング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、焦電性高誘電体基板をクランプリングにより固定してプラズマエッチングする際に、プラズマが照射されることによる温度上昇が基板割れの要因ではないかとの考えから、クランプリングの各位置における温度上昇とエッチング時間との関係を検討した結果（後述する図１に、エッチング時間に対する温度上昇をプロットする）、クランプリング、特にその先端部がプラズマに曝されやすいために、その温度上昇が高いことが、基板割れの要因であることに気が付き、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明のエッチング装置は、高密度プラズマ雰囲気で、基板電極上に載置される基板を加工するエッチング装置において、基板電極上に装着される基板トレイ内に載置される基板を基板トレイ上に固定するために基板の周縁部を押圧するように構成されたクランプリングと、このクランプリングと基板の周縁部との間に設けられたリング部材とを有してなり、該基板トレイが、表面に加工すべき基板を受ける表面凹部が形成され、かつ該表面凹部に対応した裏面の部分に裏面凹部とこの裏面凹部を囲んで基板電極に接触する周囲接触面部とが形成され、そして該裏面凹部から該表面凹部へと貫通する複数の冷却ガス流路が形成されたものであり、該リング部材が、１．５Ｗ／ｍＫ以下の熱伝導率を有する材料から構成されたものであることを特徴とする。
【００１０】
熱伝導率の低い材料で構成されたリング部材をクランプリングと基板の周縁部との間に設けることにより、基板温度の上昇が抑えられて、エッチング加工中の基板の割れが減少する。
【００１１】
前記リング部材が、合成樹脂（好ましくは、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂等から選ばれた合成樹脂）、石英、サファイア、イットリア、並びにシリコーンゴムから選ばれた材料で構成されたものであることを特徴とする。前記合成樹脂が、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、及びフェノール樹脂から選ばれた樹脂であることを特徴とする。  
【００１２】
前記リング部材が、クランプリングの基板との接触面の少なくとも一部に突出するように埋め込まれるか又は接合され、このリング部材が、クランプリングにより基板の周縁部を押圧するように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明のエッチング方法は、真空チャンバ内にガスを導入してマイクロ波や高周波を用いて高密度プラズマを形成し、基板電極上に載置された基板を加工するエッチング方法において、基板の載置された基板トレイを基板電極上に装着し、基板の周縁部を、１．５Ｗ／ｍＫ以下の熱伝導率を有する材料から構成されたリング部材を介して、クランプリングで押圧して基板を基板トレイ上に固定し、冷却ガス流路に冷却ガスを流しながら基板を加工することからなり、該基板トレイとして、表面に加工すべき基板を受ける表面凹部が形成され、かつ該表面凹部に対応した裏面の部分に裏面凹部とこの裏面凹部を囲んで基板電極に接触する周囲接触面部とが形成され、そして該裏面凹部から該表面凹部へと貫通する複数の冷却ガス流路が形成された基板トレイを用いて基板を加工することを特徴とする。
【００１４】
前記エッチング方法において、リング部材として、合成樹脂（好ましくは、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂等から選ばれた合成樹脂）、石英、サファイア、イットリア、並びにシリコーンゴムから選ばれた材料で構成されたものを用いることが好ましい。この合成樹脂は、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、及びフェノール樹脂から選ばれた樹脂であることが好ましい。
【００１５】
また、前記エッチング方法において、リング部材として、クランプリングの基板との接触面の少なくとも一部に突出するように埋め込まれるか又は接合され、このリング部材が基板の周縁部を押圧するように構成されているものを用いてエッチングを行っても良い。
【００１６】
前記エッチング方法においては、基板を、基板に実質的な機械的応力を与えず、しかも基板の加工中に発生する応力を逃がすことのできる程度のクランプ力で固定してエッチングを行う。
【００１７】
本発明のエッチング方法によれば、クランプリングと基板の周縁部との間に熱伝導率の低い材料で構成されたリング部材を設けたことにより、エッチング加工中の基板割れが減少する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、割れやすい基板をエッチング加工する際に、加工中に基板を均一な低い温度に保持することができ、チャージアップが抑制できるので、基板割れを起こさずに、加工することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態では、基板として、焦電性高誘電体基板を例にとり説明するが、本発明は、エッチング加工中に割れやすい基板に適用可能である。
【００２０】
本発明者らは、まず、Ｓｉ基板をクランプリングにより固定して高周波プラズマエッチングする際の、プラズマによるクランプリングの各位置及び基板に対する温度の影響について検討した。その結果を図１に示す。図１のグラフ上部に示したように、基板にクランプリングを接触させて固定した状態でエッチングを行って、各位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの温度を測定した。
【００２１】
図１から明らかなように、メカクランプにより基板を保持した場合、クランプリングの高周波印加域である先端部（位置Ａ）及びクランプリングの中央部（位置Ｂ）の温度が、エッチング時間に関係なく、クランプリング外周縁部（位置Ｃ）及びクランプリングを支持する裏金属部（位置Ｄ）よりも高くなることがわかった。クランプリングがエッチング時間１４００秒程度、クランプリングの先端部温度３５０℃程度で割れたことから、この先端部（位置Ａ）の温度上昇が基板割れの要因ではないかと考えられた。位置Ｅで測定したＳｉ基板の温度は、エッチング初期には上昇するが、２００秒程度経過すると一定となった。
【００２２】
本実施の形態で用いる焦電性高誘電体基板、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）からなる基板は、図２に示すように、１００℃から１５０℃、２００℃、３００℃と温度が高くなるにつれて、焦電効果（電圧発生）の発生が増加することが知られている。焦電効果が発生すると、分極して基板がチャージアップし、トレイに引っ付き易くなる。
【００２３】
従って、基板を固定するクランプリング、特にその先端部の温度上昇のために、加工時間が長くなるにつれて、基板自体が焦電効果で分極して基板トレイにくっつき、基板を剥がすのが困難になると共に、基板の割れが生じるものと考えられる。そのため、基板の割れをなくすためには、クランプリング、特にその先端部である基板接触部の温度が高くならないような手段を講じる必要がある。
【００２４】
本発明に係るエッチング装置の実施の形態によれば、高密度プラズマ雰囲気で、基板電極上に載置される焦電性高誘電体基板を加工するエッチング装置において、基板電極上に装着される基板トレイ内に載置される基板を基板トレイ上に固定するために基板の周縁部を押圧するように構成されたクランプリングと、このクランプリングと基板の周縁部との間に設けられたリング部材とを有してなり、該基板トレイが、表面に加工すべき基板を受ける表面凹部が形成され、かつ該表面凹部に対応した裏面の部分に裏面凹部とこの裏面凹部を囲んで基板電極に接触する周囲接触面部とが形成され、そして該裏面凹部から該表面凹部へと貫通する複数の冷却ガス流路が形成されたものであり、該リング部材が、１．５Ｗ／ｍＫ以下の熱伝導率を有する材料から構成されたものであることが好ましい。
【００２５】
上記したように、熱伝導率の低いリング部材をクランプリングと基板の周縁部との間に設けることにより、エッチング加工中の基板割れが極めて少なくなる。この場合、上記焦電性高誘電体基板の他に、基板割れが発生しやすい基板として、基板トレイ上で基板の一部を貫通する処理を行った貫通基板についても上記と同じエッチング装置を用いれば、エッチング加工中の基板割れが少なくなる。
【００２６】
前記リング部材が、合成樹脂、石英、サファイア、イットリア、及びシリコーンゴムから選ばれた材料で構成されたものであることが好ましく、前記合成樹脂が、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂から選ばれた樹脂であることが好ましく、この合成樹脂が、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、及びフェノール樹脂から選ばれた樹脂であることが好ましく、前記リング部材が、クランプリングの基板との接触面の少なくとも一部に突出するように埋め込まれるか又は接合され、このリング部材が、クランプリングにより基板の周縁部を押圧するように構成されていることが好ましい。
【００２７】
本発明に係るエッチング方法の実施の形態によれば、真空チャンバ内にガスを導入してマイクロ波や高周波を用いて高密度プラズマを形成し、基板電極上に載置された焦電性高誘電体基板を加工するエッチング方法において、基板の載置された基板トレイを基板電極上に装着し、基板の周縁部を、１．５Ｗ／ｍＫ以下の熱伝導率を有する材料から構成されたリング部材を介して、クランプリングで押圧して基板を基板トレイ上に固定し、冷却ガス流路に冷却ガスを流しながら基板を加工することからなり、該基板トレイとして、表面に加工すべき基板を受ける表面凹部が形成され、かつ該表面凹部に対応した裏面の部分に裏面凹部とこの裏面凹部を囲んで基板電極に接触する周囲接触面部とが形成され、そして該裏面凹部から該表面凹部へと貫通する複数の冷却ガス流路が形成された基板トレイを用いて基板を加工することが好ましい。
【００２８】
このエッチング方法におけるリング部材の材料、合成樹脂の種類、リング部材の構成等については、上記エッチング装置において説明したものと同じである。また、このエッチング方法においては、基板に実質的な機械的応力を与えず、しかも基板の加工中に発生する応力を逃がすことのできる程度のクランプ力で基板を固定することが好ましい。
【００２９】
本発明に係るエッチング装置の別の実施の形態によれば、高密度プラズマ雰囲気で、基板電極上に載置される焦電性高誘電体基板を加工するエッチング装置において、基板電極上に装着される基板トレイ内に載置される基板を基板トレイ上に固定するために基板の周縁部を押圧するように構成されたクランプリングと、このクランプリングと基板の周縁部との間に設けられた、１．５Ｗ／ｍＫ以下、好ましくは０．５Ｗ／ｍＫ以下の熱伝導率を有する材料から構成されたリング部材とを有してなり、この基板トレイが、表面に加工すべき基板を受ける表面凹部が形成され、かつ表面凹部に対応した裏面の部分に裏面凹部とこの裏面凹部を囲んで基板電極に接触する周囲接触面部とが形成され、そして裏面凹部から表面凹部へと貫通する複数の冷却ガス流路が形成されたアルミニウムで構成されたものであり、また、このリング部材が、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、及びフェノール樹脂から選ばれた合成樹脂や、石英、サファイア、イットリア、並びにシリコーンゴムから選ばれた材料で構成されたものであり、リング部材は、クランプリングと別部材であっても良く、又はクランプリングの基板との接触面の少なくとも一部に突出するように埋め込まれるか又は接合されているものでも良い。シリコーンゴムは基板の外周縁部を傷つけたくない場合に有用である。
【００３０】
上記したように、熱伝導率の低いリング部材をクランプリングと基板の周縁部との間に設けることにより、エッチング加工中の基板割れが極めて少なくなる。例えば、５００枚で１枚割れる程度になる。
【００３１】
本発明に係るエッチング方法の別の実施の形態によれば、真空チャンバ内にガスを導入してマイクロ波や高周波を用いて高密度プラズマを形成し、基板電極上に載置された焦電性高誘電体基板を加工するエッチング方法において、基板の載置された基板トレイを基板電極上に装着し、基板の周縁部を、合成樹脂（好ましくは、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂であり、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、及びフェノール樹脂から選ばれた樹脂）、石英、サファイア、イットリア、並びにシリコーンゴムから選ばれた１．５Ｗ／ｍＫ以下、好ましくは０．５Ｗ／ｍＫ以下の熱伝導率を有する材料で構成されたリング部材を介して、クランプリングを用いて、基板に実質的な機械的応力を与えず、しかも基板の加工中に発生する応力を逃がすことのできる程度のクランプ力で押圧して基板を基板トレイ上に固定し、冷却ガス流路に冷却ガスを流しながら基板を加工することからなり、基板トレイとして、表面に加工すべき基板を受ける表面凹部が形成され、かつこの表面凹部内に対応した裏面の部分に裏面凹部とこの裏面凹部を囲んで基板電極に接触する周囲接触面部とが形成され、そして裏面凹部から表面凹部へと貫通する複数の冷却ガス流路が形成された基板トレイを用いて基板を加工する。
【００３２】
上記フッ素樹脂としては、例えば、テフロン（登録商標）のようなＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＥＣＴＦＥ、ＰＣＴＦＥ、ＰＶＦ等を挙げることができる。また、上記リング部材としては、ポリイミド樹脂、及びエポキシ樹脂から選ばれた材料から構成されたものであることが好ましい。
【００３３】
上記したリング部材を構成する材料の熱伝導率は、通常、以下の表１に示す通りである。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
リング部材は、上記したように、１．５Ｗ／ｍＫ以下という低い熱伝導率を有する材料から構成されていることが必要であるが、この熱伝導率以外に、これらの材料がクランプリングの押圧力（クランプ力）に対して破壊されず、十分に押圧力に耐えることができる強度、例えば、圧縮強度１２ＭＰａ程度以上の強度を有するものであること、また、エッチング時の雰囲気温度が通常１００℃程度であることから、この温度以上の耐熱性を有するものであることが望ましい。
【００３６】
本発明において使用できる基板は、例えば焦電性高誘電体からなる基板や、基板トレイ上で基板の一部を貫通する処理を行った貫通基板等がある。この場合、焦電性高誘電体基板としては、特に制限される訳ではなく、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）、タンタル酸リチウム（ＬＴ）、ＰＺＴ、並びに酸化マグネシウム、酸化スカンジウム及び酸化チタンから選ばれた少なくとも１つをドープしたニオブ酸リチウムやタンタル酸リチウム、さらに水晶からなる基板を挙げることができる。
【００３７】
図３に、焦電性高誘電体基板をエッチングする際に用いる本発明の一実施の形態に係るエッチング装置の要部を示す。
【００３８】
図３において、基板電極３１は、アルミニウムで構成され、図示していない真空チャンバ内に配置され、この基板電極３１の上に基板Ｓが載置された基板トレイ３２が装着されている。基板トレイ３２内に載置される基板Ｓを基板トレイ３２上に固定するために、基板Ｓの周縁部を押圧するように構成されたクランプリング３３が設けられ、このクランプリング３３と基板Ｓの周縁部との間に所定の熱伝導率を有する材料から構成されたリング部材３４が設けられている。このリング部材３４の内周縁部の下面３４ａが、レジストパターンの設けられていてもよい基板Ｓの周縁部Ｓａに重なるように構成され、かつ下面３４ａは基板トレイ３２に接触するリング部材３４の接触面部３４ｂで画定されて、下面３４ａと接触面部３４ｂとの間に段差ができるように構成されている。このクランプリング３３は、基板に対して垂直に上下方向に移動できるように構成されており、その形状は、基板を押さえることができるものであれば、特に制限されない。
【００３９】
上記した基板トレイ３２において、その表面には、焦電性高誘電体からなる基板Ｓを受ける表面凹部３２ａが形成されている。この表面凹部３２ａは、基板Ｓの形状及び外寸に合わせて形成され、その表面は、高平坦度及び高平滑度となるようにして、絶縁物である基板Ｓとの接触面積をできるだけ広く確保できるようになっている。また、基板トレイ３２の裏面には、表面凹部３２ａに対応した部分に裏面凹部３２ｂが形成され、この裏面凹部３２ｂは、基板電極３１に接触する周囲接触面部３２ｃで画定され、裏面凹部３２ｂの底面と周囲接触面部３２ｃとの間に段差ができるように構成されている。この周囲接触面部３２ｃは高平坦度及び高面精度となるように形成されている。この裏面凹部３２ｂの形状、外寸には特に制限はなく、本発明の目的を達成できるように構成されていれば良く、その外寸が表面凹部３２ａの外寸より大きくても小さくても良い。
【００４０】
さらに、基板トレイ３２には、基板電極３１を貫通してなる冷却ガスの通路３１ａを経て導入される冷却ガスを、基板トレイ３２の裏面凹部３２ｂから表面凹部３２ａへと流す複数の冷却ガス流路３２ｄが貫通して設けられている。基板トレイ３２の裏面凹部３２ｂの底面と周囲接触面部３２ｃとの間の段差は、Ｈｅ等の不活性ガスである冷却ガスによる良好な冷却効率を得るような高さ、例えば５０μｍ以上に設定することが好ましく、その上限は、現在の装置の構成上、１ｍｍ程度である。
【００４１】
基板電極３１に設けられた冷却ガスの通路３１ａの導入口には、真空チャンバ外に配置されたマスフローメータ３５を介して冷却ガス供給源３６が接続されており、冷却ガス供給源３６からマスフローメータ３５及び通路３１ａを介して、基板トレイ３２の裏面、表面に冷却ガスが供給できるように構成されている。
【００４２】
また、基板電極３１上には、基板トレイ３２を位置決めするためのガイドリング３７が設けられており、このガイドリング３７によって位置決めされた基板トレイ３２上に載置された基板Ｓは、クランプリング３３によって、リング部材３４を介して、例えば３点で支持され固定される。この場合、基板Ｓに対する押圧力は、基板に過大な機械的応力を与えず、しかも基板の加工中に発生する応力を逃がすことができる程度の力に適宜設定すべきである。クランプリング３３は、アルミナのような高誘電体材料である金属酸化物から構成されることが好ましく、例えばプラズマ中でのエッチング速度が低く、エッチング耐性が強いアルミナが最も好ましい。
【００４３】
上記したエッチング装置では、基板トレイ３２の裏面凹部３２ｂの底面と周囲接触面部３２ｃとの間に段差を設けたが、この基板トレイ３２の裏面側の周辺部に段差を設ける代わりに、所定の厚さのリング状緩衝材を設けてもよい。
【００４４】
次に、上記のように構成された図３に示すエッチング装置の動作について説明する。
【００４５】
このエッチング装置を用いてエッチングする際には、真空チャンバ内にガスを導入してマイクロ波や高周波を用いて高密度プラズマを形成して行う。エッチングガスとしては、通常、焦電性高誘電体基板のエッチングに用いるガス、例えばフッ素系ガス（例えば、ＣＦ４、Ｃ４Ｆ８、ＳＦ６等）を用いることができる。
【００４６】
図示していないローディング室から搬送されてきた焦電性高誘電体基板Ｓが載置された基板トレイ３２を基板電極３１上に搬入し、ガイドリング３７により位置決めし、基板トレイ３２の裏面側の周囲接触面部３２ｃを基板電極３１の表面に密着させて装着する。次いで、基板トレイ３２の表面凹部３２ａ上に載置された基板Ｓの周縁部を、クランプリング３３を用いて、リング部材３４を介して押圧し、基板Ｓに実質的な機械的応力を与えず、しかも基板Ｓの加工中に発生する応力を逃がすことのできる程度の押圧力で基板Ｓを基板トレイ３２上に固定する。
【００４７】
その後、冷却ガス供給源３６からマスフローメータ３５及び通路３１ａを介して、基板トレイ３２の裏面に冷却ガスを１７３０Ｐａまで導入し、そして冷却ガス流路３２ｄに冷却ガスを流して、基板トレイ３２ひいては基板Ｓを所望の冷却温度に設定し、この冷却ガスを流しながら基板Ｓをエッチング加工する。その結果、クランプリングの先端部及び基板の温度上昇が抑えられ（基板温度が、ほぼ１２０℃以下）、基板割れを減少できた。
【００４８】
この場合、通路３１ａを介して導入された冷却ガスを、主として基板トレイ３２の裏面側すなわち基板電極３１と基板トレイ３２との間に沿って流れる（漏れる）ようにし、基板トレイ３２の表面側すなわち基板トレイ３２の表面と基板Ｓとの間には滞留するが実質的には流れない（漏れない）ようにしてもよいし、又は通路３１ａを介して導入された冷却ガスを、主として基板トレイ３２の表面側すなわち基板トレイ３２の表面と基板Ｓとの間に沿って流れる（漏れる）ようにし、基板トレイ３２の裏面側すなわち基板電極３１と基板トレイ３２との間には滞留するが実質的には流れない（漏れない）ようにしてもよい。
【００４９】
図３に示すエッチング装置におけるリング部材３４は、クランプリング３３とは別個の部材としてクランプリング３３と基板Ｓとの間に設けられているが、図４に示すように、リング部材４４が、クランプリング４３の基板Ｓとの接触面の一部に、突出するように埋め込まれ、埋め込まれたリング部材４４の基板Ｓとの接触面である突出部分４４ａで基板Ｓの周縁部を押圧するように構成されていても、図３に示すエッチング装置の場合と同様な効果を得ることができる。図４において、４１は基板電極、４１ａは冷却ガスの通路、４２は基板トレイ、４２ａは表面凹部、４２ｂは裏面凹部、４２ｃは周囲接触面部、４２ｄは冷却ガス流路、４５はマスフローメータ、４６は冷却ガス供給源、４７はガイドリングを示す。
【００５０】
なお、上記実施の形態では、主として、焦電性高誘電体からなる基板を用いる場合について説明したが、基板はこれに限られず、加工中に基板割れが発生しやすい基板であれば良く、例えば、トレイ上で基板の一部を貫通する処理を行った貫通基板などでも良い。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明のエッチング装置及びエッチング方法によれば、割れやすい基板をエッチングする際に、基板割れを減少させることができるので、光導波路や光変調器等の技術分野を含めた半導体装置分野で有効に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】Ｓｉ基板をクランプリングにより固定してエッチングする際の、プラズマによるクランプリングの各位置及び基板に対する温度の影響を示すグラフ。
【図２】ニオブ酸リチウム（ＬＮ）からなる基板における、温度と焦電効果（電圧発生）との関係を示すグラフ。
【図３】本発明のエッチング装置の要部の一構成例を模式的に示す構成図。
【図４】本発明のエッチング装置の要部の別の構成例を模式的に示す構成図。
【符号の説明】
【００５３】
３１  基板電極                          ３１ａ  冷却ガスの通路
３２  基板トレイ                        ３２ａ  表面凹部
３２ｂ  裏面凹部                        ３２ｃ  周囲接触面部
３２ｄ  冷却ガス流路                    ３３  クランプリング
３４  リング部材                        ３４ａ  下面
３４ｂ  接触面部                        ３５  マスフローメータ
３６  冷却ガス供給源                    ３７  ガイドリング 
４１  基板電極                          ４１ａ  冷却ガスの通路
４２  基板トレイ                        ４２ａ  表面凹部
４２ｂ  裏面凹部                        ４２ｃ  周囲接触面部
４２ｄ  冷却ガス流路                    ４３  クランプリング
４４  リング部材                        ４４ａ  突出部分
４５  マスフローメータ                  ４６  冷却ガス供給源
４７  ガイドリング                      Ｓ  基板
Ｓａ  基板の周縁部                      Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ  位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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