(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象物を表面に静電吸着する静電吸着装置であって、
前記静電吸着に必要な電圧が印加される静電吸着用電極と、
前記静電吸着用電極を被覆して支持し、絶縁物よりなる電極支持部とを有し、
少なくとも前記電極支持部が複数に分割され、
複数に分割された前記電極支持部は、相互に隣接する前記電極支持部間に間隙が設けられるように配置され、
前記間隙には、応力を緩和可能な材質からなる緩衝材が設けられ、
前記緩衝材は、接着剤からなる静電吸着装置。
【請求項２】
処理対象物を表面に静電吸着する静電吸着装置であって、
前記静電吸着に必要な電圧が印加される静電吸着用電極と、
前記静電吸着用電極を被覆して支持し、絶縁物よりなる電極支持部とを有し、
少なくとも前記電極支持部が複数に分割され、
複数に分割された前記電極支持部は、相互に隣接する前記電極支持部間に間隙が設けられるように配置され、
前記間隙には、応力を緩和可能な材質からなる緩衝材が設けられた静電吸着装置。
【請求項３】
前記間隙は、１mm以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の静電吸着装置。
【請求項４】
前記間隙には、前記電極支持部の厚み方向中間の位置であって、前記間隙を上下に分離する位置に保護板が設けられた請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の静電吸着装置。
【請求項５】
前記複数に分割された電極支持部は、１枚の取付用基板上に設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の静電吸着装置。
【請求項６】
前記各電極支持部は、前記取付用基板上に接着剤で固着された請求項５記載の静電吸着装置。
【請求項７】
前記静電吸着用電極は２種類設けられ、前記２種類の静電吸着用電極間に一定電圧が印加されるように構成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の静電吸着装置。
【請求項８】
真空排気可能な処理室と、
請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の静電吸着装置とを有することを特徴とする真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電吸着装置及び真空処理装置に関し、特に、半導体装置、磁性体素子、誘電体素子又は配線回路等を形成する際に用いられるフィルム状の基板を真空処理する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置や磁性体素子等を製造する際の基板材料として、ポリイミドなどのフィルム状基板が用いられてきている。
【０００３】
このようなフィルム状の基板を用いて半導体装置や磁性体素子などを製造する際には、スパッタリング法やＣＶＤ法による薄膜形成と、エッチングによる薄膜のパターニングを繰り返し行うことから、特にエッチング装置は重要視されている。
【０００４】
そのようなエッチング装置の従来のものを説明すると、図６(ａ)を参照し、符号１０１は、従来技術の平行平板型のプラズマエッチング装置を示している。このプラズマエッチング装置１０１は、処理室１０２を有しており、その内部底面側には、下部電極１１１が設けられ、下部電極１１１の上方の処理室１０２の天井側には、上部電極１０３が絶縁物１０５を介して設けられている。
【０００５】
下部電極１１１は、壁面を介してグラウンド電位に接続されており、上部電極１０３は、マッチングボックス１１０を介して高周波電源１０９に接続されている。
【０００６】
処理室１０２には、真空ポンプ１２０と、ガス導入系１２１とが接続されており、このプラズマエッチング装置１０１を用いてエッチングを行う場合には、先ず、真空ポンプ１２０を起動して、処理室１０２内を真空排気し、予め高真空状態にしておく。
【０００７】
次いで、高真空状態を維持しながら、処理室１０２内にエッチング対象であって、ポリイミドなどよりなるフィルム状の基板１０６を搬入し、下部電極１１１上に載置して固定し、ガス導入系１２１に設けられたバルブ１２２を開け、ガス導入管１２３から処理室１０２内にエッチングガスを導入する。
【０００８】
処理室１０２内が所定圧力で安定した後、高周波電源１０７を起動し、マッチングボックス１１０を介して、上部電極１０３に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加すると、下部電極１１１表面近傍にエッチングガスのプラズマが発生し、基板１０６表面上の薄膜がエッチングされる。
【０００９】
このようなプラズマを用いたエッチングを行えば、ウェットエッチングに比べてパターンの加工寸法精度が向上し、製造工程が簡略化され、エッチングが均一になるという利点があることから、近年主流の技術である。
【００１０】
このプラズマエッチング装置１０１で基板１０６を載置して固定する下部電極１１１としては、静電チャックが広く用いられている。この静電チャックは基板１０６をその表面に静電吸着するため基板との密着性が高いので、基板温度の制御性が良いという利点がある。
【００１１】
この静電チャックは、静電吸着のための電圧を印加する電極１３０、１３１が絶縁物１３２でコーティングされることで構成されるが、この電極１３０、１３１を完全に被覆するように絶縁物１３２をコーティングするのが難しく、またこの絶縁物１３２の膜厚を均一にすることが困難なため、口径３００mm以上、特に５００mm以上の大面積に対応する静電チャックを製造することは事実上不可能といえるほどであった。
【００１２】
そこで、静電チャックを用いずに、下部電極１１１の周囲にクランプを設けて機械的に基板１０６を固定する技術が考えられたが、この場合には、基板１０６の温度上昇が伴うときに、図６(ｂ)に示すように基板１０６が５〜６mm程度表面から浮き上がって下部電極１１１との間に空隙１３０1〜１３０4が生じ、この空隙１３０1〜１３０4にプラズマ生成の際の放電が集中して、基板１０６が焼けてしまうという問題が生じていた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するために創作されたもので、その目的は、フィルム状の基板にエッチングや成膜処理などのプラズマ処理をする際に適した技術を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、処理対象物を表面に静電吸着する静電吸着装置であって、前記静電吸着に必要な電圧が印加される静電吸着用電極と、前記静電吸着用電極を被覆して支持し、絶縁物よりなる電極支持部とを有し、少なくとも前記電極支持部が複数に分割され、複数に分割された前記電極支持部は、相互に隣接する前記電極支持部間に間隙が設けられるように配置され、前記間隙には、応力を緩和可能な材質からなる緩衝材が設けられ、前記緩衝材は、接着剤からなる静電吸着装置である。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の静電吸着装置であって、処理対象物を表面に静電吸着する静電吸着装置であって、前記静電吸着に必要な電圧が印加される静電吸着用電極と、前記静電吸着用電極を被覆して支持し、絶縁物よりなる電極支持部とを有し、少なくとも前記電極支持部が複数に分割され、複数に分割された前記電極支持部は、相互に隣接する前記電極支持部間に間隙が設けられるように配置され、前記間隙には、応力を緩和可能な材質からなる緩衝材が設けられた静電吸着装置である。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の静電吸着装置であって、前記間隙は、１mm以下であることを特徴とする静電吸着装置である。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の静電吸着装置であって、前記間隙には、前記電極支持部の厚み方向中間の位置であって、前記間隙を上下に分離する位置に保護板が設けられた静電吸着装置である。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の静電吸着装置であって、前記複数に分割された電極支持部は、１枚の取付用基板上に設けられたことを特徴とする静電吸着装置である。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の静電吸着装置であって、前記各電極支持部は、前記取付用基板上に接着剤で固着された静電吸着装置である。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の静電吸着装置であって、前記静電吸着用電極は２種類設けられ、前記２種類の静電吸着用電極間に一定電圧が印加されるように構成されたことを特徴とする。
【００１９】
請求項８記載の発明は、真空処理装置であって、真空排気可能な処理室と、請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の静電吸着装置とを有することを特徴とする。
【００２０】
本発明は上記のように構成されており、静電吸着用電極を被覆して支持する電極支持部が複数に分割され、隣接する電極支持部間に間隙が設けられるように配置されている。
【００２１】
このため、電極支持部を、静電吸着用電極をコーティングする絶縁膜が形成可能で、絶縁物の膜厚を均一にして製造することが可能な大きさになるまで分割することにより、処理対象物の大きさや形状に合わせて、いかような基板も静電吸着可能な静電吸着装置を得ることができる。
【００２２】
このようにすることで処理対象物を静電吸着装置の表面に静電吸着することができて処理対象物との密着性が良くなるので、処理対象物の温度制御性が向上する。また、クランプを用いて処理対象物を固着する必要がないので、こうした場合に処理対象物が浮き、浮いた箇所に放電が集中して処理対象物が焼けるという従来生じていた問題も防止できる。
【００２３】
さらに、間隙を１mm以下にすることで、静電吸着においても若干生じる処理対象物の浮きを、実用上影響が無い程度まで抑えることができる。この点については図４(ａ)を参照しながら後述する。
【００２４】
また、相互に隣接する電極支持部の間隙には、緩衝材が設けられているので、熱膨張や熱収縮によって生じる応力を緩和することができる。従って、かかる応力によって、特に電極支持部表面にマイクロクラックが生じてしまい、プラズマ生成の際の放電中に、かかるマイクロクラックから異常放電が生じてしまうことを防止することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下で、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１を参照し、符号１は、本発明の一実施形態のプラズマエッチング装置であり、処理室２を有している。処理室２の内部底面側には、本実施形態の静電チャック１１が設けられている。
【００２６】
この静電チャック１１は、図２(ｂ)に示すように、Ａｌ等の金属よりなる支持体１２(取付用基板)と、静電吸着に必要な電圧を印加する正電圧印加電極１４Ａ、負電圧印加電極１４Ｂと、支持体１２上に設けられ、正電圧印加電極１４Ａ、負電圧印加電極１４Ｂを被覆して支持する電極支持部２２とを有する。
【００２７】
電極支持部２２は、絶縁板１３と、絶縁封止材１５と、表面吸着電極１６とを有する。絶縁板１３は接着剤１８で支持体１２上に固着されており、後に詳述する正電圧印加電極１４Ａ、負電圧印加電極１４Ｂをその表面に設けるためのものである。絶縁封止材１５は比較的柔軟な材質の樹脂からなり、絶縁板１３上に、正電圧印加電極１４Ａ、負電圧印加電極１４Ｂを被覆するように設けられている。さらに表面吸着電極１６は絶縁板からなり、絶縁封止材１５の表面に設けられている。
【００２８】
図２(ａ)に正電圧印加電極１４Ａと負電圧印加電極１４Ｂの配置を示す。図２(ａ)では、配置関係を明確に示すため、これらの正電圧印加電極１４Ａと負電圧印加電極１４Ｂ上に形成されている絶縁封止材１５や表面吸着電極１６とは図示していない。
【００２９】
正電圧印加電極１４Ａと負電圧印加電極１４Ｂとは、ともに櫛状に成形されたアルミニウムや銅等の金属材料からなる。これらは図２(ａ)に示すように正電圧印加電極１４Ａと負電圧印加電極１４Ｂとで互い違いになるように絶縁板１３上に配置され、隣接する正電圧印加電極１４Ａと負電圧印加電極１４Ｂとの間隔(以下で電極間距離と称する。)が等しくなるように配置されている。本実施形態ではこの電極間距離を２mmとしている。
【００３０】
正電圧印加電極１４Ａ、負電圧印加電極１４Ｂには、絶縁板１３を介して支持体１２の内部から背面にかけて設けられた電圧印加端子２１Ａ、２１Ｂがそれぞれ接続され、これらの電圧印加端子２１Ａ、２１Ｂは、吸着電圧発生部８に設けられたマッチングボックス４を介して直流電源８Ａ、８Ｂにそれぞれ接続されており、直流電源８Ａ、８Ｂを起動すると、正電圧印加電極１４Ａ、負電圧印加電極１４Ｂにそれぞれ正と負の直流電圧が印加できるように構成されている。
【００３１】
本実施形態では上述の電極支持体２２は図３に示すように電極支持体２２1〜２２4に４分割されており、隣接する電極支持体２２1〜２２4間には、１mmの間隙が設けられるようにしている。この間隙には、ゴム状の材質を有する柔らかい接着剤１９が充填されている。
【００３２】
このように４分割された電極支持体２２1〜２２4を製造するには、支持体１２上に絶縁板１３を接着剤１８で接着し、絶縁板１３上に正電圧印加電極１４Ａと負電圧印加電極１４Ｂとを形成した後に、これらを４つに切断する。この切断の際に電極１４Ａ、１４Ｂも切断されてしまうが、その後半田などの導電性接着材で再び分断箇所を接合することで、図２(ａ)に示すようなパターンを確保するようにしている。
【００３３】
また、４分割された電極支持体２２1〜２２4の各々では、正電圧印加電極１４Ａ及び負電圧印加電極１４Ｂは絶縁板１３上で全て面一になり、かつ正電圧印加電極１４Ａ及び負電圧印加電極１４Ｂと、表面吸着電極１６の表面までの距離が全て等しくなるように構成されている。
【００３４】
図２(ｂ)に示すように隣接する電極支持体２２の間隙には、保護板１７が設けられている。この保護板１７は、プラズマエッチング装置１のクリーニング時等に熱などで接着剤１９が蒸発して枯渇し、プラズマがこの間隙近くの電極に侵入することで生じる不具合を防止する目的で設けられている。
支持体１２の背面にはねじ孔２０が設けられており、これによって図１のプラズマエッチング装置１の内部底面にねじ止めされている。
【００３５】
このような構成を有する静電チャック１１の上方の処理室２の天井側には、上部電極３が絶縁物５を介して設けられている。この上部電極３は、電圧発生部７に設けられたマッチングボックス１０を介して高周波電源９に接続されている。また、処理室２には、真空ポンプ２０と、ガス導入系２１とが接続されている。
【００３６】
以上のような構成を有するプラズマエッチング装置１を用いてプラズマエッチングを行う場合には、先ず、真空ポンプ２０を起動して、処理室２内を真空排気し、予め高真空状態にしておく。
【００３７】
次いで、高真空状態を維持しながら、処理室２内にポリイミドからなるフィルム状の基板６(処理対象物)を搬入し、静電チャック１１の表面吸着電極１６上に載置した後に、直流電源８Ａ、８Ｂを起動し、正と負の直流電圧を正電圧印加電極１４Ａ、負電圧印加電極１４Ｂにそれぞれ印加して、これらの電極１４Ａ、１４Ｂ間に２ｋＶ〜５０Ｖの範囲の一定電圧が印加されるようにする。すると静電吸着力が基板６と表面吸着電極１６との間に発生し、基板６が表面吸着電極１６上に静電吸着されて固定される。
【００３８】
本実施形態の静電チャック１１では、図３に示すように、絶縁封止材１５の膜厚が均一になり、正電圧印加電極１４Ａ、負電圧印加電極１４Ｂを完全に被覆できる程度に製造可能な程度の大きさに電極支持部２２1〜２２4を四分割している。
【００３９】
このため、基板６が大きい場合でも、このように電極支持部２２を製造可能な程度の大きさに分割することで、いかなる大きさの基板６でも静電吸着が可能な静電チャック１１を得ることができる。
【００４０】
したがって、静電吸着により、基板６と静電チャック１１との間の密着性が良くなり、基板６の温度制御性が良くなる。また、従来のようにクランプを用いて基板６を固定しなくてよいので、基板６が大きく浮き、浮いた箇所に放電が集中して基板６が焼けることを防止できる。
【００４１】
また、静電チャック１１が熱膨張や熱収縮をし、熱応力が生じても、まず絶縁封止材１５によってこのような熱応力が若干緩和され、かつ電極支持部２２1〜２２4の間隙には、柔軟性を有する材質からなる接着剤１９が充填され、これによって熱応力がさらに緩和されるので、特に、静電チャック１１の表面に熱応力によるマイクロクラックが発生し、プラズマ生成の際にこのマイクロクラックから異常放電が生じることを防止できる。
【００４２】
以上のような静電チャック１１上に基板６を静電吸着した後に、不図示のヒータで基板６を加熱して昇温させ、ガス導入系２１に設けられたバルブ２２を開け、ガス導入管２３から処理室２内にエッチングガスを導入する。
【００４３】
その後処理室２内が所定圧力で安定した後、高周波電源９を起動し、マッチングボックス１０を介して、上部電極３に周波数が４００ｋＨｚの高周波電圧を印加する。すると放電により静電チャック１１表面近傍にエッチングガスのプラズマが発生し、このプラズマにより基板６の表面がエッチングされる。
【００４４】
本発明の発明者等は、かかる静電チャックを用いたプラズマエッチング装置１の効果を確認するなどの目的で、各種の特性についての測定を行った。
図４(ａ)に、本実施形態のプラズマエッチング装置１を用いてフィルム上の基板をエッチングしたときにおける、接合距離及び電極間距離と、基板の浮き上がりとの関係を示す。
【００４５】
図４(ａ)で横軸は、接合距離と、電極間距離とを示す。ここで接合距離とは、相互に隣接する電極支持部２２間の間隙であり、また電極間距離とは、図２(ａ)で示した正電圧印加電極１４Ａ、負電圧印加電極１４Ｂ間のピッチを示す。また、図４(ａ)で縦軸は、浮き上がり量すなわち基板６が静電チャック１１の表面からどの程度浮き上ったかを示している。
【００４６】
図４(ａ)で曲線(Ａ)は、接合距離と浮き上がりとの関係を示し、曲線(Ｂ)は、電極間距離と浮き上がりとの関係を示している。
かかる浮き上がりが１mmを超えると基板が焼ける等の不具合が生じはじめていたことがわかっていたので、浮き上がりは１mm以下に抑えることが望まれる。曲線(Ａ)に示すように、接合距離が１mmでは浮き上がりが１mm以下であったが、接合距離が１．２mm程度を超えると浮き上がりが１mmを超えてしまうことが示されている。この測定結果より、接合距離を１mm以下にしておけば、基板の浮き上がりによる不具合を防止することができることが確認できた。
【００４７】
また、曲線(Ｂ)をみると、電極間距離が２mm以下では浮き上がりが１mm以下に抑えられていたものの、２mmを超えると浮き上がりが１mmを超えることがわかる。これより、基板の浮き上がりによる不具合を防止するためには、電極間距離を２mm以下にしておけばよいことがわかる。
【００４８】
図４(ｂ)に、本実施形態のように静電チャックを使用したプラズマエッチング装置と、静電チャックを使用しなかったエッチング装置とのそれぞれについて、放電時間と基板表面温度との関係を求めるための測定を行った。図４(ｂ)で横軸は、プラズマ生成の際の放電時間を示し、縦軸は、基板表面温度を示す。
【００４９】
ここでは全ての測定について、０．８Ｗ／cm2の高周波電力を供給し、エッチングガスとしてはＣＦ4とＯ2との混合ガスを５００SCCMで処理室内に導入し、処理室内の圧力を２５０mTorrとした。
【００５０】
図４(ｂ)で曲線(Ｃ)は、静電チャックを使用しないプラズマエッチング装置について、高周波電力の周波数を３５０ｋＨｚとした場合の測定結果を示し、曲線(Ｄ)は、静電チャックを使用しないプラズマエッチング装置について、高周波電力の周波数を１３．５６ＭＨｚとした場合の測定結果を示す。また、曲線(Ｅ)は、静電チャックを使用した本実施形態のプラズマエッチング装置を用いた時の測定結果を示している。
【００５１】
曲線(Ｃ)には、放電時間が２分のときは基板表面温度が１００℃であるが、放電時間が８分になった時点で２００℃にまで達してしまい、わずか６分の間に１００℃もの温度上昇がみられることが示されている。
【００５２】
曲線(Ｄ)では、曲線(Ｃ)ほど急激な変化はみられないものの、放電時間が３分の時点で１００℃であった基板表面温度が、放電時間が１５分になった時点で２００℃にまで達してしまい、１２分で１００℃も上昇してしまうことが示されている。
【００５３】
これに対し、曲線(Ｅ)では、放電時間が３分のときには６０℃であった基板表面温度が、放電時間が２０分になったときでも１００℃程度までしか上昇せず、１７分間での温度上昇は４０℃程度にとどまっており、曲線(Ｃ)、(Ｄ)に示した静電チャックなしのプラズマエッチング装置に比して、放電時間に対する基板表面温度の変動が少ないことがわかり、基板の温度制御性が良好になるという本発明の効果が確認できたことがわかる。
【００５４】
図５(ａ)、(ｂ)に、本実施形態の静電チャックを用いて、ポリイミドをエッチングする際の高周波電力とポリイミドのエッチングレートとの関係の測定結果を示す。
【００５５】
図５(ａ)に、本実施形態の静電チャックをＲＩＥ装置と、プラズマエッチング装置のそれぞれに適用して、ポリイミドのエッチングを行ったときの、高周波電力とエッチングレートとの関係を示す。図５(ａ)で横軸は高周波電力を示し、縦軸はポリイミドのエッチングレートを示す。
【００５６】
図５(ａ)で曲線(Ｆ)は、静電チャックをＲＩＥ装置に適用したときの測定結果を示し、曲線(Ｇ)はプラズマエッチング装置に適用したときの測定結果を示している。
ここでは全ての測定について、エッチングガスとしてＣＦ4とＯ2との混合ガスを流量５００SCCMで処理室内に導入し、処理室内の圧力を２５０mTorrとした。
【００５７】
曲線(Ｆ)には、高周波電力が１ｋＷの時点でエッチングレートが４０００Å／minで、高周波電力を２ｋＷまで上げるとエッチングレートが８５００Å／minまで向上したことが示されている。
【００５８】
また、曲線(Ｇ)には、高周波電力が１ｋＷの時点でエッチングレートが２０００Å／minで、高周波電力を２ｋＷまで上げるとエッチングレートが４０００Å／minまで向上したことが示されている。
【００５９】
この測定結果から、ＲＩＥ装置は同じ高周波電力ではプラズマエッチング装置よりもエッチングレートが大きく、また高周波電力の変化量に対するエッチングレートの変化量が大きいということがわかる。
【００６０】
また、図５(ｂ)には、本実施形態の静電チャックを備えたエッチング装置を用いて、ポリイミドをエッチングする際の、高周波電力とエッチングレートとの関係を示す。図５(ｂ)において曲線(Ｈ)は高周波電力の周波数が３５０ｋＨｚの場合の測定結果を示し、曲線(Ｉ)は高周波電力の周波数が１３．５６ＭＨｚの場合の測定結果を示す。
【００６１】
ここでは全ての測定について、エッチングガスとしてＣＦ4とＯ2との混合ガスを流量５００SCCMで処理室内に導入してエッチングを行った。
曲線(Ｈ)には、高周波電力が１ｋＷのときには、エッチングレートが６０００Å／minであり、２ｋＷになると１３５００Å／minまで大きくなることが示されており、高周波電力が１ｋＷ上昇するとエッチングレートが７５００Å／min増加していることがわかる。
【００６２】
曲線(Ｉ)には、高周波電力が１ｋＷのときには、エッチングレートが４０００Å／minであり、２ｋＷになると８５００Å／minになっていることが示されており、高周波電力が１ｋＷ上昇するとエッチングレートが４５００Å／min増加していることがわかる。
【００６３】
これより、高周波電力の周波数が小さい曲線(Ｈ)のほうが、周波数が大きい曲線(Ｉ)に比して高周波電力の変化によるエッチングレートの変動が大きく、またエッチングレートも大きくなっていることがわかる。
【００６４】
以上のように、ＲＩＥ装置では、プラズマエッチング装置に比してエッチングレートが高く、高周波電力を変化させることでエッチングレートも高くなることから、高速なエッチングをする場合にはＲＩＥ装置の方が好ましいかに思われる。
【００６５】
しかし、ＲＩＥ装置では、基板を載置する電極に高周波電圧を印加する必要があり、このように高周波電圧が印加される電極に、基板を搬送するための搬送機構を取り付ける必要がある。このため、搬送機構と、基板に印加される高周波電圧との絶縁をとる必要があるため、フィルム状の基板のように自由度の大きな基板の場合技術的に大きな困難を伴うという難点がある。
【００６６】
この点、プラズマエッチング装置は基板側が接地電位に接続されているため、かかる高周波電圧との絶縁をとる必要が無く、インラインエッチング装置や、両面エッチング装置や、多段電極エッチング装置を容易に構成でき、さらに製造コストも２／３程度で済む利点がある。従って、本発明をＲＩＥ装置に適用することはむろん可能であるが、実用上はＲＩＥ装置よりもプラズマエッチング装置に適用することが好ましい。
【００６７】
なお、本実施形態では、真空処理装置としてプラズマエッチング装置１について説明しているが、本発明はこれに限らず、ＣＶＤ装置などの成膜装置や、スパッタリング装置等の他の装置にも適用可能である。
【００６８】
また、本実施形態の静電チャック１１では電圧印加用の電極として双極型を採用し、図２(ａ)に示すように配置しているが、本発明はこのような配置関係に限らず、また、単極型を用いてもよい。
【００６９】
また、支持体１２上で電極支持部２２1〜２２4を４分割しているが本発明はこれに限らず、基板の大きさに合わせていくつに分割してもよい。
さらに、本実施形態では電極支持部２２1〜２２4の間隙を１mmとしているが、本発明はこれに限らず、１mm以下に設定されていれば基板６の浮きを抑えることができる。また正電圧印加電極１４Ａ、負電圧印加電極１４Ｂ間の間隔を２mmとしているが、本発明はこの値には限らず、２mm以下に設定されていればよい。
【００７０】
また、本実施形態では、プラズマ励起のために上部電極３に印加する高周波電圧の周波数を４００ｋＨｚとしていたが、本発明はこれに限らず、１５０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの範囲に設定することが好ましい。プラズマ密度とイオンエネルギーの積によってエッチングレートはほぼ決定されるが、上記の範囲をとることでエッチングレートはほぼ最大となり、高速なエッチングができるためである。
【００７１】
さらに、本実施形態では処理対象物としてフィルム状の基板について説明しているが、本発明はこれに限らず、シリコン基板等、他の静電吸着可能な基板に適用することも可能である。
【００７２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、処理対象物の面積が大きい場合であってもこれを静電吸着することができる。従って基板の温度制御性が向上し、クランプを用いて基板を固着する必要がないので、こうした場合に基板が浮き、浮いた箇所に放電が集中して基板が焼けるという従来生じていた問題も防止できる。
【００７３】
更に、静電チャックに熱応力が生じてもマイクロクラックが生じないので、このマイクロクラックから異常放電が生じてしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のプラズマエッチング装置を説明する断面図
【図２】(ａ)：本発明の実施形態の静電チャックにおける電極の配置関係を説明する図
(ｂ)：本発明の実施形態の静電チャックの構成を説明する断面図
【図３】本発明の実施形態の静電チャックを説明する平面図
【図４】(ａ)：本発明の実施形態の静電チャックにおいて接合距離及び電極間距離と、基板の浮き上がりとの関係を説明するグラフ
(ｂ)：本発明の実施形態において放電時間と基板表面温度との関係を説明するグラフ
【図５】(ａ)：ＲＩＥ装置とプラズマエッチング装置について高周波電力と、ポリイミドエッチングレートとの関係を比較したグラフ
(ｂ)：本発明の実施形態のプラズマエッチング装置において、周波数の異なる高周波電力を印加した場合の、高周波電力とポリイミドのエッチングレートとの関係を説明するグラフ
【図６】(ａ)：従来のＲＩＥ装置の構造を説明する図
(ｂ)：従来のフィルム状の基板の浮きを説明する断面図
【符号の説明】
１…プラズマエッチング装置  ２…処理室  ３…上部電極  ４…ガス導入路  ６…基板(処理対象物)  ７…電圧印加部  ８…吸着電圧発生部  １１…静電チャック  １２…支持体  １３…絶縁板  １４Ａ…正電圧印加電極  １４Ｂ…負電圧印加電極  １５…絶縁封止材  １６…表面吸着電極  １９…接着剤(緩衝材)  ２２、２２1〜２２4…電極支持部
【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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【図６】
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