JP4308564B2 - プラズマ処理装置及びプラズマ処理用トレー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子デバイスやマイクロマシン（ＭＥＭＳ：Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）、実装基板などの製造に利用されるプラズマ処理装置及びプラズマ処理用トレーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な平行平板型プラズマ処理装置の一例を図１９に示す。
【０００３】
図１９において、真空容器２０１内にガス供給装置２０２より所定のガスを導入しつつ排気装置としてのポンプ２０３で排気を行い、調圧弁２０４により真空容器２０１内を所定の圧力に保ちながら、基板電極用高周波電源２１０により１３．５６ＭＨｚの高周波電力を、基板電極２０６に印加すると、真空容器２０１内にプラズマが発生し、基板電極２０６上に載置された基板２０９に対してエッチング、堆積、表面改質等のプラズマ処理を行うことができる。ターボ分子ポンプ２０３及び排気口２１１は、基板電極２０６の直下に配置されており、また、調圧弁２０４は、基板電極２０６の直下で、かつ、ターボ分子ポンプ２０３の直上に位置する昇降弁である。基板電極２０６は、４本の支柱２１２により、真空容器２０１に固定されている。また、基板電極２０６に対向して、対向電極２４１が設けられている。
【０００４】
他のプラズマ処理装置に、コイルに高周波電力を印加することによって真空容器内にプラズマを発生させる高周波誘導方式のプラズマ処理装置がある。この方式のプラズマ処理装置は、真空容器内に高周波磁界を発生させ、その高周波磁界によって真空容器内に誘導電界を発生させて電子の加速を行い、プラズマを発生させるもので、平行平板型プラズマよりも高い密度のプラズマを発生させることができる。
【０００５】
その構成の一例を図２０に示す。図２０において、真空容器２０１内に、ガス供給装置２０２から所定のガスを導入しつつ、排気装置としてのターボ分子ポンプ２０３により排気を行い、調圧弁２０４により真空容器２０１内を所定の圧力に保ちながら、コイル用高周波電源２０５により１３．５６ＭＨｚの高周波電力を基板電極２０６に対向した誘電板２０７に沿って設けられたコイル２０８に供給することにより、真空容器２０１内に誘導結合型プラズマが発生し、基板電極２０６上に載置された基板２０９に対してプラズマ処理を行うことができる。
【０００６】
また、基板電極２０６に高周波電力を供給するための基板電極用高周波電源２１０が設けられており、基板２０９に到達するイオンエネルギーを制御することができるようになっている。ターボ分子ポンプ２０３及び排気口２１１は、基板電極２０６の直下に配置されており、また、調圧弁２０４は、基板電極２０６の直下で、かつ、ターボ分子ポンプ２０３の直上に位置する昇降弁である。基板電極２０６は、４本の支柱２１２により、真空容器２０１に固定されている。
【０００７】
基板電極の表面材質については、これまでも様々な材料が用いられてきた。アルミニウムやステンレスなどの金属はもとより、特許文献１に記載されているように、基板電極の表面の一部分だけを絶縁層（硬質アルマイト）で覆い、その絶縁層のみが基板と接触するよう構成する例、特許文献２に記載されているように、基板電極の基板と接触する部分を誘電体膜（塩化ビニル、テフロン（四フッ化エチレン樹脂（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）成形品の米国デュポン社の商品名で登録商標）、又はポリイミド）で覆う例、特許文献３に記載されているように、塩化ビニル、テフロン、又はポリイミドの少なくとも一つからなる誘電体膜で基板電極の基板と接触する部分を覆いつつ、基板電極の自己バイアス電圧をモニタして、誘電体膜の損傷を検出する例、などがある。このように、基板と基板電極間に誘電体層を設けると、チャージアップダメージを低減できるという効果がある。
【０００８】
或いは、基板電極の表面をセラミック層で覆い、セラミック層に埋め込まれた直流電極に直流電圧を印加して、基板を静電気力で基板電極表面に吸着させたり、基板をクランプリングで基板電極に押し付けたりすることによって、基板と基板電極の熱伝導を改善する方法もある。さらに、基板と基板電極の間に熱媒体となる気体（ヘリウムなど）を供給して、基板と基板電極の熱伝導を高める方法もある。
【０００９】
【特許文献１】
特許第２７５８７５５号
【特許文献２】
特開平２−１５５２３０号公報
【特許文献３】
特許第３０１０６８３号
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述するような従来の方式では、薄くて柔らかい基板（例えば、樹脂シートなど）を処理しようとしても、プラズマ照射によって基板の温度が上昇してしまうという問題点があった。
【００１１】
これは、基板の熱容量が小さいことに加え、真空中では基板と基板電極の熱交換が不十分になることに起因している。仮に静電気力で基板を基板電極表面に吸着させようとしても、誘電体製基板は直流電流がごくわずかしか流れないため、吸着させることができず、また仮に、基板をクランプリングで基板電極に押し付けた上で、基板と基板電極の間に熱媒体となる気体を供給しても、基板が薄くて柔らかいために大きく変形し、処理の均一性が損なわれるばかりか、基板と基板電極の間にできた空間で異常放電が発生する場合があり、実用に耐えない。
【００１２】
また、従来の方式において、基板が大型で、薄くて固く、かつ割れやすいもの（シリコン、ガラス、又は、セラミックスなど）である場合に、基板と基板電極の間に熱媒体となる気体を供給すると、基板が薄いために大きく変形し、基板が割れてしまうこともある。とくに、基板の厚さが１ｍｍ以下で、面積が０．１ｍ^２以上である場合、このような問題が生じる場合がある。
【００１３】
本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑み、基板の温度制御性を向上することができるプラズマ処理装置及びプラズマ処理用トレーを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【００１５】
請求項１の本発明によれば、基板又は上記基板上の膜を処理するプラズマ処理に用いられる、プラズマ処理用トレーであって、
上記基板が載置される面の表面に配置された粘着性シートを備え、
上記基板が載置される面と反対側の表面に配置された別の粘着性シートを備え、
上記基板が載置される面の表面に、所定間隔をあけて配置された複数の樹脂テープを備えるとともに、
上記基板が載置される面の表面と上記複数の樹脂テープとの上に上記粘着性シートが配置されて、上記粘着性シートの粘着力により、上記複数の樹脂テープと上記基板が載置される面の表面との上に固定された状態で、各樹脂テープの両側に各樹脂テープと上記粘着性シートとの間に大略帯状空隙が形成されているとともに、上記粘着性シートの上面に上記複数の樹脂テープにより凹凸面が形成され、かつ、上記大略帯状空隙の両端は上記粘着性シートの周囲に開放されているプラズマ処理用トレーを提供する。
請求項２の本発明によれば、凸形の形状を有する請求項１に記載のプラズマ処理用トレーを提供する。
請求項３の本発明によれば、排気穴を備えて、上記排気穴を通じて上記基板との間の気体を排気して、上記基板を上記粘着性シートに接触可能である請求項１に記載のプラズマ処理用トレーを提供する。
請求項４の本発明によれば、上記粘着性シートは、誘電体の上記基板と接触可能である請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラズマ処理用トレーを提供する。
請求項５の本発明によれば、基板を、表面に上記粘着性シートが設けられかつ請求項１〜４のいずれか１つに記載された上記プラズマ処理用トレー上に載置する基板載置ステーションと、
真空室と、
上記真空室内にガスを供給するためのガス供給装置と、
上記真空室内を排気するための排気装置と、
上記真空室内を所定の圧力に制御するための調圧弁と、
上記真空室内に上記トレーを載置するための基板電極と、
上記基板電極又はプラズマ源に高周波電力を供給することのできる高周波電源とを備えるプラズマ処理装置を提供する。
本発明の第１態様によれば、真空室内にガスを供給しつつ上記真空室内を排気し、上記真空室内を所定の圧力に制御しながら、上記真空室内にプラズマを発生させて、上記真空室内の基板電極に載置した基板又は基板上の膜を処理するプラズマ処理方法であって、
上記基板電極と上記基板との間に配置された粘着性シートを介して上記基板と上記基板電極との熱交換を行いつつ上記基板又は上記基板上の膜を処理するプラズマ処理方法を提供する。
【００１６】
本発明の第２態様によれば、真空室内にガスを供給しつつ上記真空室内を排気し、上記真空室内を所定の圧力に制御しながら、上記真空室内にプラズマを発生させ、上記真空室内の基板電極に載置したトレー上の基板又は基板上の膜を処理するプラズマ処理方法であって、
上記トレーと上記基板との間に配置された粘着性シートを介して上記トレーと上記基板電極との熱交換を行いつつ上記基板又は上記基板上の膜を処理するプラズマ処理方法を提供する。
【００１７】
本発明の第３態様によれば、上記基板電極と上記トレーとの間に配置された粘着性シートを介して上記基板電極と上記トレーとの熱交換を行いつつ上記基板又は上記基板上の膜を処理する第２の態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。
【００１８】
本発明の第４態様によれば、真空室内に基板を搬送し、
上記基板を上記真空室内の基板電極に向かって凸形に変形させながら保持し、上記凸形に変形した基板の中央付近を上記基板電極の表面に設けられた粘着性シートに接触させ、
上記基板の片面のほぼ全域を上記基板電極の表面に設けられた上記粘着性シートに接触させ、
上記真空室内にガスを供給しつつ上記真空室内を排気し、上記真空室内を所定の圧力に制御しながら、上記真空室内にプラズマを発生させて、上記基板又は上記基板上の膜を処理することを含むプラズマ処理方法を提供する。
【００１９】
本発明の第５態様によれば、真空室内に基板を搬送し、
上記真空室内の凸形の基板電極の上方に上記基板を保持し、
上記基板の中央付近を上記基板電極の表面に設けられた粘着性シートに接触させ、
上記基板の外縁部を上記基板電極に押し付けて、上記基板の片面のほぼ全域を上記基板電極の表面に設けられた上記粘着性シートに接触させ、
上記真空室内にガスを供給しつつ上記真空室内を排気し、上記真空室内を所定の圧力に制御しながら、上記真空室内にプラズマを発生させて、上記基板又は上記基板上の膜を処理することを含むプラズマ処理方法を提供する。
【００２０】
本発明の第６態様によれば、基板の片面のほぼ全域をトレーの表面に設けられた粘着性シートに接触させ、
上記真空室内に上記トレーを搬送し、
上記真空室内の基板電極の上方に上記トレーを保持し、
上記トレーを上記基板電極上に載置し、
上記真空室内にガスを供給しつつ上記真空室内を排気し、上記真空室内を所定の圧力に制御しながら、上記真空室内にプラズマを発生させて、上記基板又は上記基板上の膜を処理することを含むプラズマ処理方法を提供する。
【００２１】
本発明の第７態様によれば、上記粘着性シートの熱伝導率が、０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上である第１，２，４，５，６のいずれか１つの態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。
【００２２】
本発明の第８態様によれば、上記粘着性シートのアスカーＣが、８０以下である第１，２，４，５，６のいずれか１つの態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。
【００２３】
本発明の第９態様によれば、上記粘着性シートの硬さが、５０〜６０である第１，２，４，５，６のいずれか１つの態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。
【００２４】
本発明の第１０態様によれば、上記粘着性シートの厚さが、０．０５〜０．５ｍｍである第１，２，４，５，６のいずれか１つの態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。
【００２５】
本発明の第１１態様によれば、上記基板がガラス又はセラミックスである第１，２，４，５，６のいずれか１つの態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。
【００２６】
本発明の第１２態様によれば、上記基板が樹脂シートである第１，２，４，５，６のいずれか１つの態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。
【００２７】
本発明の第１３態様によれば、上記基板の厚さが０．００１〜１ｍｍである、第１，２，４，５，６のいずれか１つの態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。
【００２８】
本発明の第１４態様によれば、上記基板の厚さが０．００１〜０．５ｍｍである、第１，２，４，５，６のいずれか１つの態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。
【００２９】
本発明の第１５態様によれば、上記基板のヤング率をＥ（Ｐａ）、上記基板のポアソン比をν、上記基板の代表長さをａ（ｍ）、上記基板の厚さをｈ（ｍ）としたとき、６００×（１−ν^２）ａ^４／（２５６×Ｅｈ^３）＞０．００５（ｍ）である第１，２，４，５，６のいずれか１つの態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。
【００３０】
本発明の第１６態様によれば、真空室と、
上記真空室内にガスを供給するためのガス供給装置と、
上記真空室内を排気するための排気装置と、
上記真空室内を所定の圧力に制御するための調圧弁と、
上記真空室内に基板を載置するための基板電極と、
上記基板電極又はプラズマ源に高周波電力を供給することのできる高周波電源と、
上記基板電極の表面に配置されて上記基板を載置させる粘着性シートとを備えるプラズマ処理装置を提供する。
【００３１】
本発明の第１７態様によれば、基板を、表面に粘着性シートが設けられたトレー上に載置するための基板載置ステーションと、
真空室と、
上記真空室内にガスを供給するためのガス供給装置と、
上記真空室内を排気するための排気装置と、
上記真空室内を所定の圧力に制御するための調圧弁と、
上記真空室内に上記トレーを載置するための基板電極と、
上記基板電極又はプラズマ源に高周波電力を供給することのできる高周波電源とを備えるプラズマ処理装置を提供する。
【００３２】
本発明の第１８態様によれば、上記粘着性シートの熱伝導率が、０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上である第１６又は１７の態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。
【００３３】
本発明の第１９態様によれば、上記粘着性シートのアスカーＣが、８０以下である第１６又は１７の態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。
【００３４】
本発明の第２０態様によれば、上記粘着性シートの硬さが、５０〜６０である第１６又は１７の態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。
【００３５】
本発明の第２１態様によれば、上記粘着性シートの厚さが、０．０５〜０．５ｍｍである第１６又は１７の態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。
【００３６】
本発明の第２２態様によれば、基板又は上記基板上の膜を処理するプラズマ処理に用いられる、プラズマ処理用トレーであって、
上記基板が載置される面の表面に配置された粘着性シートを備えるプラズマ処理用トレーを提供する。
【００３７】
本発明の第２３態様によれば、上記基板が載置される面と反対側の表面に配置された別の粘着性シートを備える第２２の態様に記載のプラズマ処理用トレーを提供する。
【００３８】
本発明の第２４態様によれば、上記粘着性シートの熱伝導率が、０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上である第２２の態様に記載のプラズマ処理用トレーを提供する。
【００３９】
本発明の第２５態様によれば、上記粘着性シートのアスカーＣが、８０以下である第２２の態様に記載のプラズマ処理用トレーを提供する。
【００４０】
本発明の第２６態様によれば、上記粘着性シートの硬さが、５０〜６０である第２２の態様に記載のプラズマ処理用トレーを提供する。
【００４１】
本発明の第２７態様によれば、上記粘着性シートの厚さが、０．０５〜０．５ｍｍである第２２の態様に記載のプラズマ処理用トレーを提供する。
【００４２】
【発明の実施の形態】
本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。
【００４３】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４４】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図４（Ｃ）及び図３４，図３５を参照して説明する。
【００４５】
図１に、本発明の第１実施形態において用いたプラズマ処理装置の断面図を示す。
【００４６】
図１において、真空室の一例としての真空容器１内に、ガス供給装置２から所定のガスを導入しつつ、排気装置としてのターボ分子ポンプ３により排気を行い、調圧弁４により真空容器１内を所定の圧力に保ちながら、コイル用高周波電源５により１３．５６ＭＨｚの高周波電力を基板電極６に対向した誘電板７に沿って設けられたコイル（プラズマ源の一例）８に供給することにより、真空容器１内に誘導結合型プラズマが発生し、基板電極６上に載置された基板９に対してプラズマ処理を行うことができる。
【００４７】
この明細書及び請求の範囲において、基板９とは、薄くて柔らかい基板を意味し、例えば、樹脂シート（例えばポリイミドのシート）、紙などに回路が形成されたものを意味する。
【００４８】
また、基板電極６に高周波電力を供給するための基板電極用高周波電源１０が設けられており、基板９に到達するイオンエネルギーを制御することができるようになっている。ターボ分子ポンプ３及び排気口１１は、基板電極６の直下に配置されており、また、調圧弁４は、基板電極６の直下で、かつ、ターボ分子ポンプ３の直上に位置する昇降弁である。基板電極６は、４本の支柱１２により、真空容器１に固定されている。上記ガス供給装置２、コイル用高周波電源５、基板電極用高周波電源１０、ターボ分子ポンプ３、及び、調圧弁４のそれぞれの動作は、制御装置１０００により制御される。なお、制御装置１０００については、他の実施形態でも同様であるため、代表的に図１にのみ図示し、他の実施形態では原則として図示を省略する。
【００４９】
基板電極６と基板９との間に粘着性シート１３が設けられ、粘着性シート１３を介して基板９と基板電極６との熱交換を行いつつ処理することができるようになっている。
【００５０】
粘着性シート１３の一例として、シリコンゴムフィルムを用いている。粘着性シート１３は、シートの材料自体に自己粘着性（ｓｅｌｆ−ｔａｃｋ）を有するものである。粘着性シート１３の大きさは、基板９よりも若干小さく、例えば、外縁より少なくとも１ｍｍ程度以上小さくすることにより、プラズマ処理中にプラズマによる劣化を防止できるようにすることが好ましい。この粘着性シート１３の熱伝導率は０．２Ｗ／ｍ・Ｋ、アスカーＣは６０、硬さは５５、厚さは０．２ｍｍである。
【００５１】
なお、アスカーＣ（ＡＳＫＥＲ Ｃ）とは、樹脂の柔らかさの指標であって、アスカーＣが６０とは、アスカーＣ硬度計で測定した値が６０と言うことを示しており、針入度，稠度試験とは逆に数字が大きいほど硬い材料を意味する。
アスカーＣは、日本ゴム協会標準規格（ＳＲＩＳ）の規格０１０１のスプリング式アスカーＣ型を意味し、日本工業規格（ＪＩＳ）のＫ６３０１−１９９５（加硫ゴム物理試験方法）に以下の測定方法が規定されている。
【００５２】
スプリング式硬さ試験（Ａ形及びＣ形）
試験片は、原則としてＡ形では厚さ１２ｍｍ以上のものを用い、１２ｍｍ未満のものは積み重ねて、なるべく１２ｍｍ以上とする。Ｃ形では厚さ６ｍｍ以上のものを用い、６ｍｍ未満のものは積み重ねて、なるべく６ｍｍ以上とする。
【００５３】
また、試験片の測定面は、平滑でない場合は平滑になるように研磨する。測定面は、試験機の加圧面が、少なくともその測定面内に入るような大きさが必要である。
【００５４】
試験機は、一例として図２９（Ａ）及び（Ｂ）のようなスプリング式硬さ試験機のＡ形又はＣ形を用いる。この試験機は、試験片表面に加圧面３００を接触させたとき、加圧面３００の中心の穴３００ａからばね圧力によって突き出ている押針３０１（図２９（Ｃ）参照）がゴム面によって押し戻される距離を硬さとして目盛３０３に示すようになっている。加圧面３００は、押針３０１に垂直な平面で、その中心に図２９（Ｄ）のような押針３０１を通す穴があり、その径は１０ｍｍ以上でなければならない。目盛３０３及び押針３０１の動きとばねの力との関係を示す基準線（図３０（Ａ）及び（Ｂ）参照）の許容差は、Ａ形では±０．０７８５Ｎ｛±８ｇｆ｝、Ｃ形では±０．１９６Ｎ｛±２０ｇｆ｝とする。また、押針３０１の動きと指針３０２の動きの間には遊びがあってはならない。押針３０１の材質は磨耗しにくく、かつ、さびにくいもので、その形状及び寸法は、図２９（Ｃ）〜（Ｄ）のとおりとする。押針３０１は加圧面３００の穴３００ａの中心に正しく取り付け、目盛０のときの針先は、加圧面３００から２．５４^０ _{−０．０５}ｍｍだけ突き出ていて、目盛１００のときの針先面は、加圧面３００と同一平面上になければならない。目盛は０〜１００の間を等間隔に分割する。
【００５５】
また、粘着性シート１３には、粘着性シート１３と基板９との間に隙間若しくは気泡が生じるのを効果的に防止するために、図２１又は図２２に示すように、互いに連通して気泡が抜けやすくなっている、貫通穴１３ｈ又は溝１３ｇを形成するようにしてもよい。また、溝１３ｇの配置の仕方としては、図２３（Ａ）に示すように互いに平行に直線的に配置したり、図２３（Ｂ）に示すように格子状に配置したり、図２３（Ｃ）に示すように放射状に配置したり、図２３（Ｄ）に示すように多数の凸部１３ｊの間に溝を配置してもよい。
【００５６】
図２（Ａ）〜（Ｃ）は、表面に、フォトレジストでパターニングされた厚さ３００ｎｍのシリコン酸化膜を有する、厚さｈ＝０．４ｍｍ＝０．０００４ｍのポリイミド樹脂製基板９を基板電極６に載置する工程を示す。なお、基板のヤング率Ｅは３ＧＰａ、ポアソン比νは０．３、基板は円形で、その直径ａは０．１５ｍである。
【００５７】
まず、真空容器１の開閉ゲート２２から真空容器１内に基板９を搬送アーム２３により搬送した後、基板９を複数個のリフトピン１４（支持部材の一例）で保持する（図２（Ａ））。このとき、基板電極６に設けられた貫通穴６ａ内を昇降する複数個のリフトピン１４が、基板電極６の外縁付近に設けられているため、基板９は基板電極６に向かって凸形に変形する。リフトピン１４は、基板９の中心に対して点対称に複数個（例えば、図３４に示されるように４個、又は、図３５に示されるように３個）配置されている。複数個のリフトピン１４の下端は、駆動リング１００に固定され、駆動リング１００は、制御装置１０００の動作制御の元に、駆動装置の一例としてのエアシリンダ１０１などにより昇降駆動されるようになっている。これに限らず、リフトピン１４毎に、又は、所定数のリフトピン１４毎に昇降駆動するエアシリンダ１０１などの駆動装置を設けて、リフトピン１４毎に又は所定数のリフトピン１４毎に昇降可能とすることにより、複数本のリフトピン１４を１本ずつ又は所定本数ずつ順に上昇させることにより、基板電極６又は粘着性シート１３から簡単に取り外しできるようにしてもよい。
【００５８】
次に、制御装置１０００の動作制御の元にエアシリンダ１０１の駆動により駆動リング１００が下降させられて、複数個のリフトピン１４を同時的に徐々に降下させ、まず最初に、基板９の中央付近を基板電極６の表面に設けられた粘着性シート１３に接触させる（図２（Ｂ））。
【００５９】
さらに、リフトピン１４を降下させることで、基板９の周囲部分も粘着性シート１３に接触させて、基板９の片面のほぼ全域を基板電極６の表面に設けられた粘着性シート１３に接触させることができる（図２（Ｃ））。
【００６０】
このような搬送手順を用いることにより、基板９と粘着性シート１３の間に、気体が残留する隙間ができないようにすることができる。
【００６１】
基板９を基板電極６に載置した後、基板電極６の温度を３０℃に保ちつつ、真空容器１内にＣＦ_４ガスを５ｓｃｃｍ、Ａｒガスを４５ｓｃｃｍ供給し、真空容器１内の圧力を３Ｐａに保ちながら、コイル８に５００Ｗ、基板電極６に２００Ｗの高周波電力をそれぞれ印加する条件で、基板９上のシリコン酸化膜をエッチング処理したところ、１００ｎｍ／ｍｉｎのエッチング速度でエッチングを行うことができた。処理時間は、オーバーエッチング時間を含めて２００秒である。その結果、フォトレジストの焼けは発生せず、良好なエッチング処理が行えた。なお、同一の条件で基板９の温度を測定したところ、エッチング終了間際の基板９の温度は５７℃であった。比較のために、従来の方式（粘着性シートの無い構成）で同様の条件にてエッチング処理を行ったところ、フォトレジストの焼けが生じ、エッチングに失敗した。また、同一の条件で基板９の温度を測定したところ、エッチング終了間際の基板９の温度は１９５℃であった。
【００６２】
このように、従来例と比べて基板９の温度が大幅に低下したのは、粘着性シート１３を介して基板９と基板電極６との熱交換を行いつつ処理することができたためである。
【００６３】
処理後、粘着性シート１３から基板９を取り外すときは、上記搬送手順とは逆に、まず、制御装置１０００の動作制御の元に、エアシリンダ１０１により駆動リング１００が上昇されて、複数個のリフトピン１４を同時的に徐々に上昇させて、粘着性シート１３から基板９を剥がすように取り外したのち、搬送アーム２３に基板９を移し換えて、真空容器１内から搬出させる。
【００６４】
このとき、例えば、複数個のリフトピン１４の長さを異ならせることにより、同時的に粘着性シート１３から基板９を取り外すのではなく、長いリフトピン１４と短いリフトピン１４とで基板９を粘着性シート１３の表面に対して傾斜させて支持させるようにすれば、基板９の周囲を同時的に粘着性シート１３の表面から取り外すのではなく、長いリフトピン１４で基板９の周囲の一部の部分をまず粘着性シート１３の表面から取り外したのち、短いリフトピン１４で基板９の周囲の残りの部分を粘着性シート１３の表面から取り外すことにより、より円滑に基板９を粘着性シート１３の表面から取り外すことができるようにしてもよい。このような動作を行なわせるために、先に述べたように各リフトピン１４を別々に上昇できるようにしてもよい。
【００６５】
基板９を基板電極６に載置する工程の別の例を図３（Ａ）〜（Ｃ）に示す。まず、真空容器１内に基板９を搬送した後、基板９を保持する（図３（Ａ））。このとき、中央部が頂部となるように上向きに湾曲して突出した凸部６ｂを有する基板電極６Ａに設けられた貫通穴６ａ内を昇降するリフトピン１４が、基板電極６Ａの外縁付近に設けられているため、基板９は基板電極６Ａに向かって凸形に変形する。
【００６６】
次に、リフトピン１４を徐々に降下させ、基板９の中央付近を、図の左右方向の中央部が湾曲して突出した凸部６ｂの表面を有する凸形の基板電極６Ａの凸部６ｂの表面に設けられた粘着性シート１３に接触させる（図３（Ｂ））。さらに、リフトピン１４を降下させることで、基板９の片面のほぼ全域を基板電極６Ａの凸部６ｂ表面に設けられた粘着性シート１３に接触させることができる（図３（Ｃ））。この例では、例えば曲率が１／１００〜１／１０の凸形の基板電極６Ａを用いているので、変形しにくい基板９を扱う場合にも、確実に基板９の中央付近から先に粘着性シート１３に接触させることができ、基板９と粘着性シート１３の間に隙間ができる可能性を低下させることができる。曲率が１／１００より小さい場合には、隙間減少効果が少ない一方、曲率が１／１０を超える場合には基板９に形成される回路パターンに損傷が生じやすくなるため、上記範囲が好ましい。
【００６７】
基板９を基板電極６に載置する工程のさらに別の例を図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す。まず、真空容器１内に基板９を搬送した後、基板９を保持する（図４（Ａ））。この例では、基板９が変形しにくい材質であるため、図２（Ａ）〜（Ｃ）や図３（Ａ）〜（Ｃ）の場合とは違って、基板９が基板電極６に向かって凸形に変形する度合いが大幅に少ない。
【００６８】
次に、リフトピン１４を降下させ、基板９の中央付近を凸形の基板電極６の表面に設けられた粘着性シート１３に接触させる（図４（Ｂ））。
【００６９】
次に、リング昇降棒１５を用いてクランプリング１６を降下させ、基板９の外縁部を基板電極６に押し付けることにより、基板９の片面のほぼ全域を基板電極６の表面に設けられた粘着性シート１３に接触させることができる（図４（Ｃ））。この例では、凸形の基板電極６を用いているので、変形しにくい基板９を扱う場合にも、確実に基板９の中央付近から先に粘着性シート１３に接触させることができ、基板９と粘着性シート１３の間に隙間ができる可能性を低下させることができる。
【００７０】
クランプリング１６の基板９に接触する下面には、部分的に、押え付け補助部材として、図４（Ａ）に点線で示すように、粘着材１６ｄを備えて、クランプリング１６により基板９を基板電極６に押え付けるとき、基板９との間に粘着力を発生させて基板９を基板電極６に対して、ずれなく、より確実に押え付ける一方、クランプリング１６を上昇させるとき、粘着材１６ｄの粘着力により基板９を少しだけ持ち上げるようにして、基板９を基板電極６から取り外ししやすくするようにしてもよい。一方、クランプリング１６に部分的に若しくは全面的にかつクランプリング１６の図４（Ａ）に点線で示す部分に、別の押え付け補助部材として、粘着力が無く、単なる凹凸のある凹凸部材を配置して、クランプリング１６により基板９を基板電極６に押え付けるときに基板９との間に摩擦力を発生させて、基板９を基板電極６に対して、ずれなく、より確実に押え付けることができるようにしてもよい。
【００７１】
また、図２４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、基板電極６の表面に形成した凹部６ｄに対して隙間９０を空けて粘着性シート１３を配置し、クランプリング１６により基板９とともに粘着性シート１３が押圧されて、粘着性シート１３が隙間９０内に入り込むことにより、基板９と基板電極６との間に気泡などの隙間が形成されないようにしてもよい。また、図２４（Ｃ）に示すように、特に、凹部６ｄを基板電極６の表面に形成することなく、クランプリング１６により基板９とともに粘着性シート１３が押圧されるとき粘着性シート１３自身が圧縮されることにより、基板９と基板電極６との間に気泡などの隙間が形成されないようにしてもよい。
【００７２】
（第２の実施形態）
本発明の第２実施形態について、図５〜図１７（Ｃ）を参照して説明する。
【００７３】
図５に、本発明の第２実施形態において用いたプラズマ処理装置の断面図を示す。
【００７４】
図５において、真空容器１内に、ガス供給装置２から所定のガスを導入しつつ、排気装置としてのターボ分子ポンプ３により排気を行い、調圧弁４により真空容器１内を所定の圧力に保ちながら、コイル用高周波電源５により１３．５６ＭＨｚの高周波電力を基板電極６に対向した誘電板７に沿って設けられたコイル８に供給することにより、真空容器１内に誘導結合型プラズマが発生し、基板電極６上に載置された基板９に対してプラズマ処理を行うことができる。
【００７５】
また、基板電極６に高周波電力を供給するための基板電極用高周波電源１０が設けられており、基板９に到達するイオンエネルギーを制御することができるようになっている。ターボ分子ポンプ３及び排気口１１は、基板電極６の直下に配置されており、また、調圧弁４は、基板電極６の直下で、かつ、ターボ分子ポンプ３の直上に位置する昇降弁である。基板電極６は、４本の支柱１２により、真空容器１に固定されている。
【００７６】
基板９は、トレー１７に載置されており、トレー１７と基板９との間に粘着性シート１３が設けられ、粘着性シート１３を介して基板９とトレー１７との熱交換を行いつつ処理することができるようになっている。粘着性シート１３として、シリコンゴムフィルムを用いた。この粘着性シート１３の熱伝導率は０．２Ｗ／ｍ・Ｋ、アスカーＣは６０、硬さは５５、厚さは０．２ｍｍである。
【００７７】
トレー１７は、厚さ２〜５ｍｍで、耐塩素ガス性を有しかつ酸化被膜が表面に形成された熱伝導性の良い材料が好ましく、例えば、アルミニウムの表面に酸化被膜としてアルマイト処理したものが好ましい。
【００７８】
トレー１７内に配置される粘着性シート１３の収納用円形凹部１７ａは、粘着性シート１３と大略同一の大きさとするか、又は、先に述べたように、図２４（Ａ），（Ｂ）に示すように、粘着性シート１３よりも大きくして、基板９がクランプリング１６で押え付けられるとき、粘着性シート１３が径方向外向きにはみ出ることが可能なようにしてもよい。
【００７９】
基板９、トレー１７を基板電極６に載置した後、基板電極６の温度を３０℃に保ちつつ、真空容器１内にＣＦ_４ガスを５ｓｃｃｍ、Ａｒガスを４５ｓｃｃｍ供給し、真空容器１内の圧力を３Ｐａに保ちながら、コイル８に５００Ｗ、基板電極６に２００Ｗの高周波電力をそれぞれ印加する条件で、基板９上のシリコン酸化膜をエッチング処理したところ、１００ｎｍ／ｍｉｎのエッチング速度でエッチングを行うことができた。
【００８０】
処理時間は、オーバーエッチング時間を含めて２００秒である。その結果、フォトレジストの焼けは発生せず、良好なエッチング処理が行えた。なお、同一の条件で基板９の温度を測定したところ、エッチング終了間際の基板９の温度は９２℃であった。比較のために、従来の方式（粘着性シートの無い構成）で同様の条件にてエッチング処理を行ったところ、フォトレジストの焼けが生じ、エッチングに失敗した。また、同一の条件で基板９の温度を測定したところ、エッチング終了間際の基板９の温度は２００℃であった。
【００８１】
このように、従来例と比べて基板９の温度が大幅に低下したのは、粘着性シート１３を介して基板９とトレー１７との熱交換を行いつつ処理することができたためである。つまり、基板９のみの熱容量よりも、トレー１７の熱容量がはるかに大きい（１０倍以上）ため、プラズマ照射による温度上昇が低減したと考えることができる。トレー１７を用いると、トレー１７を用いない本発明の第１実施形態の構成よりも基板９の温度が高くなってしまっているが、トレー１７を用いることで、基板９が真空中で搬送される際に位置ずれを起こす可能性が著しく低減する。すなわち、薄くかつ軽い基板９のみを搬送する場合には搬送中に搬送アームに対して基板が容易に位置ずれを起こしやすかったが、ある程度の重量がありかつ厚みのあるトレー１７を用いることにより、搬送中に搬送アームに対して基板が位置ずれを起こしにくくなり、基板９の真空中の搬送を容易にできる効果がある。
【００８２】
なお、図６に示すように、基板電極６とトレー１７との間に粘着性シート１８を設け、粘着性シート１８を介して基板電極６とトレー１７との熱交換を行いつつ処理することで、基板９の温度上昇をさらに抑えることが可能である。このような構成において、基板９を載置したトレー１７を基板電極６に載置する工程を図７（Ａ），（Ｂ）に示す。まず、真空容器１内に基板９を載置したトレー１７を搬送した後、トレー１７を保持する（図７（Ａ））。
【００８３】
次に、リフトピン１４を徐々に降下させ、トレー１７の片面のほぼ全域を基板電極６の表面に設けられた粘着性シート１８に接触させる（図７（Ｂ））。トレー１７と基板電極６の平面度及び平行度が十分あれば、トレー１７と粘着性シート１８の間に隙間ができないようにすることができる。
【００８４】
トレー１７を基板電極６に載置する工程の別の例を図８（Ａ）〜（Ｃ）に示す。まず、真空容器１内に基板９を載置したトレー１７を搬送した後、トレー１７を保持する（図８（Ａ））。
【００８５】
次に、リフトピン１４を降下させ、トレー１７を基板電極６の表面に設けられた粘着性シート１８に接触させる（図８（Ｂ））。
【００８６】
次に、リング昇降棒１５を用いてクランプリング１６を降下させ、トレー１７の外縁部を基板電極６に押し付けることにより、トレー１７の片面のほぼ全域を基板電極６の表面に設けられた粘着性シート１８に接触させることができる（図８（Ｃ））。この例では、より確実に、トレー１７と粘着性シート１８の間に隙間ができないようにすることができる。
【００８７】
なお、トレー１７の外縁部を基板電極６に押し付ける代わりに、基板９の外縁部を基板電極６に押し付けてもよい。ただし、基板９が面に垂直な方向の力に弱い場合、トレー１７の外縁部を基板電極６に押し付ける方が基板９に与える損傷が少ない点で好ましい。
【００８８】
上記実施形態では、基板９を搬送して粘着性シート１３に載置するようにしたが、図２５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、基板９の下面に予め粘着性シート１３を取り外し可能にかつ気泡が無いように密着するように貼り付けた状態で、基板９と粘着性シート１３とを一体的に搬送して複数個のリフトピン１４で載置して基板電極６上に載置し粘着固定するようにしてもよい。この基板昇降時には、複数個のリフトピン１４は、粘着性シート１３を貫通して基板９を直接支持することにより、安定して基板９を昇降できるようにする。このように予め基板９の下面に粘着性シート１３を貼り付けた状態で搬送すれば、基板電極６への配置時に、基板９の下面と粘着性シート１３との間に気泡が入り込んで隙間ができることが効果的に防止できる。
【００８９】
また、図２６に示すように、粘着性シート１３は１層のみから構成するものに限らず、２層より構成されるようにしてもよい。すなわち、粘着性シート１３が、図２６に示されるように、上側粘着性シート１３ａと下側粘着性シート１３ｂとの２層から構成されるようにしてもよい。この場合、（上側粘着性シート１３ａの硬さ＞下側粘着性シート１３ｂの硬さ）のとき、上側粘着性シート１３ａの方が粘着性が低く、脱着性に富むので、電極やトレーの上面に粘着性シートを貼り付ける場合に適する。逆に、（上側粘着性シート１３ａの硬さ＜下側粘着性シート１３ｂの硬さ）のとき、下側粘着性シート１３ｂの方が粘着性が低く、脱着性に富むので、トレーの下面や基板９に粘着性シートを貼り付ける場合に適する。
【００９０】
図９は、本発明の第２実施形態において用いたプラズマ処理装置の全体構成を示す平面図である。プラズマ処理を行うための反応チャンバ１９（真空容器１を含む）、ロードロックチャンバ２０、大気搬送部２１の３つのユニットから成り、各ユニットは、開閉ゲートであるゲート弁２２で仕切られている。ロードロックチャンバ２０内には搬送アーム２３が設けられ、大気搬送部２１とロードロックチャンバ２０間のトレー１７の受け渡しと、反応チャンバ１９とロードロックチャンバ２０間のトレー１７の受け渡しを行うことができる。大気アーム２４は、基板カセット２５又はトレーカセット２６との間で、基板９又はトレー１７を受け渡しするためのものである。
【００９１】
また、大気アームは、基板９を、表面に粘着性シート１３が設けられたトレー１７上に載置するための基板載置ステーション２７との間で、基板９又はトレー１７の受け渡しを行う。基板カセット２５及びトレーカセット２６は、カセット昇降台２８の上に設けられる。大気アーム２４が、基板カセット２５又はトレーカセット２６と、基板９又はトレー１７を受け渡しするとき、大気アーム２４が、図１０に示すように、前後運動を行う一方で、カセット昇降台２８が適切なタイミングで昇降するようになっている。
【００９２】
図１１（Ａ）〜（Ｅ）は、トレー１７に粘着性シート１３を貼り付ける手順を示す。まず、トレー１７と、両面が保護フィルム２９及び３０で覆われた粘着性シート１３を用意する（図１１（Ａ））。
【００９３】
次に、保護フィルム３０の一部を剥がしてトレー１７の粘着性シート配置用凹部１７ａの底面に接触させ、引き続いて保護フィルム３０の一端を引っ張りながら、保護フィルム２９の上からローラー３１を回転させて、トレー１７の粘着性シート配置用凹部１７ａ内に粘着性シート１３を貼り付けていく（図１１（Ｂ）、（Ｃ））。
【００９４】
次に、保護フィルム２９を剥がす（図１１（Ｄ））。
【００９５】
このような手順で、基板９が載置される面の表面に粘着性シート１３を備えたトレー１７を得ることができる（図１１（Ｅ））。
【００９６】
基板９をトレー１７に載置する工程において、基板９とトレー１７の密着性を良くするために、トレー１７Ａが、図の左右方向の中央部が湾曲して突出した凸部１７ｂの表面を有する凸形であることが好ましい場合がある。このような場合に、トレー１７Ａに粘着性シート１３を貼り付ける手順を図１２（Ａ）〜（Ｅ）に示す。まず、凸形のトレー１７Ａと、両面が保護フィルム２９及び３０で覆われた粘着性シート１３を用意する（図１２（Ａ））。
【００９７】
次に、保護フィルム３０の一部を剥がしてトレー１７Ａに接触させ、引き続いて保護フィルム３０の一端を引っ張りながら、保護フィルム２９の上からローラー３１を回転させて、トレー１７Ａに粘着性シート１３を貼り付けていく（図１２（Ｂ）、（Ｃ））。
【００９８】
次に、保護フィルム２９を剥がす（図１２（Ｄ））。このような手順で、基板９が載置される面の表面に粘着性シート１３を備えた凸形のトレー１７Ａを得ることができる（図１２（Ｅ））。
【００９９】
なお、図２７に示すように、トレー１７Ａの粘着性シート１３上に基板９を載置したのち、基板９上でローラー１３１を回転させて、基板９と粘着性シート１３との間の隙間を無くすようにしてしてもよい。
【０１００】
基板９をトレー１７に載置する工程の例を図１３及び図１４（Ａ）〜（Ｃ）に示す。
【０１０１】
図１３はトレー１７の斜視図で、リフトピン３３を昇降させるための貫通穴３２が例えば粘着性シート配置用凹部１７ａの底面に設けられている。まず、基板載置ステーション２７（図９参照）にトレー１７及び基板９を搬送した後、基板９をトレー１７の上方に保持する（図１４（Ａ））。このとき、トレー１７に設けられた貫通穴３２内を昇降するリフトピン３３が、トレー１７の外縁付近に設けられているため、基板９はトレー１７に向かって凸形に変形する。次に、リフトピン３３を徐々に降下させ、基板９の中央付近をトレー１７の表面に設けられた粘着性シート１３に接触させる（図１４（Ｂ））。
【０１０２】
さらに、リフトピン３３を降下させることで、基板９の片面のほぼ全域をトレー１７の表面に設けられた粘着性シート１３に接触させることができる（図１４（Ｃ））。
【０１０３】
このような手順を用いることにより、基板９と粘着性シート１３の間に隙間ができないように（言い換えれば、気泡が入り込まないように）することができる。
【０１０４】
基板９をトレー１７Ａに載置する工程の別の例を図１５（Ａ）〜（Ｃ）に示す。まず、基板載置ステーション２７（図９参照）にトレー１７Ａ及び基板９を搬送した後、基板９をトレー１７Ａの上方に保持する（図１５（Ａ））。このとき、トレー１７Ａに設けられた貫通穴３２内を昇降するリフトピン３３が、トレー１７Ａの外縁付近に設けられているため、基板９はトレー１７Ａに向かって凸形に変形する。
【０１０５】
次に、リフトピン３３を徐々に降下させ、基板９の中央付近を凸形のトレー１７Ａの表面に設けられた粘着性シート１３に接触させる（図１５（Ｂ））。
【０１０６】
さらに、リフトピン３３を降下させることで、基板９の片面のほぼ全域をトレー１７Ａの表面に設けられた粘着性シート１３に接触させることができる（図１５（Ｃ））。この例では、凸形のトレー１７Ａを用いているので、変形しにくい基板９を扱う場合にも、確実に基板９の中央付近から先に粘着性シート１３に接触させることができ、基板９と粘着性シート１３の間に隙間ができる可能性を低下させることができる。
【０１０７】
基板９をトレー１７Ａに載置する工程のさらに別の例を図１６（Ａ）〜（Ｃ）に示す。基板載置ステーション２７（図９参照）にトレー１７Ａ及び基板９を搬送した後、基板９をトレー１７Ａの上方に保持する（図１６（Ａ））。この例では、基板９が変形しにくい材質であるため、図１４（Ａ）〜（Ｃ）や図１５（Ａ）〜（Ｃ）の場合とは違って、基板９がトレー１７Ａに向かって凸形に変形する度合いが大幅に少ない。
【０１０８】
次に、リフトピン３３を降下させ、基板９の中央付近を凸形のトレー１７Ａの表面に設けられた粘着性シート１３に接触させる（図１６（Ｂ））。
【０１０９】
次に、複数の治具昇降棒３４を用いて、基板９の外縁部に当接可能な枠状又は棒状のクランプ治具３５を降下させ、基板９の外縁部をトレー１７Ａに押し付けることにより、基板９の片面のほぼ全域をトレー１７Ａの表面に設けられた粘着性シート１３に接触させることができる（図１６（Ｃ））。
【０１１０】
この例では、凸形のトレー１７Ａを用いているので、変形しにくい基板９を扱う場合にも、確実に基板９の中央付近から先に粘着性シート１３に接触させることができ、基板９と粘着性シート１３の間に隙間ができる可能性を低下させることができる。なお、真空容器１内にトレー１７Ａを搬送する際、クランプ治具３５で基板９の外縁部をトレー１７Ａに押し付けたまま、トレー１７Ａを搬送することが好ましい。
【０１１１】
基板９をトレー１７に載置する工程のさらに別の例を図１７（Ａ）〜（Ｃ）に示す。まず、基板載置ステーション２７（図９参照）にトレー１７及び基板９を搬送した後、基板９をトレー１７の上方に保持する（図１７（Ａ））。この例では、トレー１７に多数の排気穴３６が設けられている。そして、基板９とトレー１７との間の気体を排気装置１５０で排気しながらリフトピン３３を降下させ、基板９の中央付近をトレー１７の表面に設けられた粘着性シート１３に接触させる（図１７（Ｂ））。
【０１１２】
さらに、リフトピン３３を降下させることで、基板９の片面のほぼ全域をトレー１７の表面に設けられた粘着性シート１３に接触させることができる（図１７（Ｃ））。この例では、基板９とトレー１７との間の気体を排気しながら工程を行うため、基板９と粘着性シート１３の間に隙間ができる可能性が低く、また、基板９と粘着性シート１３の間に気泡ができにくいという利点がある。
【０１１３】
なお、基板載置ステーション２７（図９参照）が第２の真空容器内に設けられていてもよく、この場合も基板９と粘着性シート１３の間に気泡ができにくいという利点がある。
【０１１４】
なお、図２８に示すように、トレー１７の中央部分にのみ排気穴３６を設けることにより、基板９の中央部分のみを粘着性シート１３に向けて吸着することにより、基板中央部分から周囲に向けて順に貼り付けられるようにして、隙間又は気泡をより効果的に除去できるようにしてもよい。
【０１１５】
以上述べた本発明の実施形態においては、本発明の適用範囲のうち、真空容器の形状、プラズマ源の方式及び配置等に関して様々なバリエーションのうちの一部を例示したに過ぎない。本発明の適用にあたり、ここで例示した以外にも様々なバリエーションが考えられることは、言うまでもない。
【０１１６】
また、ドライエッチングに適用する場合を例示したが、ＣＶＤ、スパッタ等のプラズマ処理に適用可能であることは、言うまでもない。
【０１１７】
また、真空容器内の圧力が３Ｐａである場合を例示したが、従来例において基板と基板電極、基板とトレー、又は、トレーと基板電極の熱交換が問題となるのは、概ね５００Ｐａ以下の圧力領域であるから、本発明はこのような圧力範囲において特に有効である。
【０１１８】
また、トレー上に載置された基板上の膜を処理する場合を例示したが、基板そのものを処理する場合にも適用できる。
【０１１９】
また、トレーの片面に粘着性シートが設けられている場合を例示したが、図１８に示すように、トレーの両面に粘着性シートが設けられていてもよい。この場合、基板電極の表面に粘着性シートを設ける必要が無く、粘着性シートの張り替えが容易であるという利点がある。
【０１２０】
また、粘着性シートの熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ・Ｋである場合を例示したが、基板と基板電極、基板とトレー、又は、トレーと基板電極の熱交換を高めるためには、粘着性シートの熱伝導率が、０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。
【０１２１】
また、粘着性シートのアスカーＣが６０である場合を例示したが、基板と基板電極、基板とトレー、又は、トレーと基板電極の熱交換を高めるためには、粘着性シートのアスカーＣが、８０以下であることが好ましい。アスカーＣが８０より大きいと、密着性が悪くなるため、熱交換能力が低下する。
【０１２２】
また、粘着性シートの硬さが５５である場合を例示したが、基板と基板電極、基板とトレー、又は、トレーと基板電極の熱交換を高めるためには、粘着性シートの硬さが、５０〜６０であることが好ましい。粘着性シートの硬さが５０より小さいと、粘着性シートが柔らかすぎて密着面に気泡が入りやすく、逆に、粘着性シートの硬さが６０より大きいと、粘着性シートが硬すぎて密着度が悪くなってしまう。
【０１２３】
また、粘着性シートの厚さが０．２ｍｍである場合を例示したが、基板と基板電極、基板とトレー、又は、トレーと基板電極の熱交換を高めるためには、粘着性シートの厚さが、０．０５〜０．５ｍｍであることが好ましい。粘着性シートの厚さが０．０５ｍｍより小さいと、粘着性シートの取扱いが困難となり、基板電極やトレーに粘着性シートを貼り付ける工程がうまく行えないとともに、粘着性シート自体のクッション性が不充分となり、平面度がでにくくなり冷却効率が悪化してしまう。逆に、粘着性シートの厚さが０．５ｍｍより大きいと、熱抵抗が大きくなり、熱交換能力が低下する。
【０１２４】
また、基板がポリイミド樹脂製である場合を例示したが、本発明は様々な基板を用いる場合に適用可能である。導電性基板であれば、静電吸着によってある程度基板の温度を制御できる可能性があるので、本発明は、とくに、基板が誘電体である場合に有効である。そのような場合の例として、基板が、ガラス、セラミックス、樹脂シートなどである場合が考えられる。
【０１２５】
また、基板の厚さが０．４ｍｍである場合を例示したが、本発明は、基板の厚さが、０．００１〜１ｍｍである場合にとくに有効で、さらに、基板の厚さが、０．００１〜０．５ｍｍである場合にとくに有効である。基板の厚さが０．００１ｍｍ以下であると、基板の搬送が困難となる。逆に、基板の厚さが１ｍｍ以上であると、基板の熱容量が大きいため、処理中の基板温度変化は比較的小さくなる。高周波電力が小さい場合（例えば１００Ｗ程度）には、基板の厚さが０．５ｍｍ〜１ｍｍであっても、基板の熱容量が大きいため、処理中の基板温度変化は比較的小さくなる。あるいは、基板が大型で、薄くて固く、かつ割れやすいもの（シリコン、ガラス、セラミックスなど）である場合に、とくに、基板の厚さが１ｍｍ以下で、面積が０．１ｍ^２以上である場合には、従来例で述べたように熱媒体としての気体を用いることが困難であるから、本発明がとくに有効となる。
【０１２６】
また、基板の厚さｈが０．０００４ｍ、ヤング率Ｅが３ＧＰａ、ポアソン比νが０．３、基板が円形で、その直径ａが０．１５ｍである場合を例示したが、本発明は、基板のヤング率をＥ（Ｐａ）、基板のポアソン比をν、基板の代表長さをａ（ｍ）、基板の厚さをｈ（ｍ）としたとき、６００×（１−ν^２）ａ^４／（２５６×Ｅｈ^３）＞０．００５（ｍ）である場合にとくに有効なプラズマ処理方法である。すなわち、上述の関係式を満たすような基板を処理する場合に、とくに大きい効果を奏する。
【０１２７】
一般に、円板のヤング率をＥ（Ｐａ）、ポアソン比をν、直径をａ（ｍ）、厚さをｈ（ｍ）としたとき、円板の周辺を固定して円板に等分布荷重ｐ（Ｐａ）を作用させた場合の撓み量は、円板の中心において３×（１−ν^２）ｐａ^４／（２５６×Ｅｈ^３）（ｍ）となる。基板の周辺をクランプリングなどで固定して、基板と基板電極の間に熱媒体となる気体を供給することによって基板の温度制御を行うには、通常２００Ｐａ以上の気体圧力が必要となることが知られている。
【０１２８】
つまり、６００×（１−ν^２）ａ^４／（２５６×Ｅｈ^３）＞０．００５なる式を満たすような基板とは、周辺を固定され、かつ、２００Ｐａの気体圧力がかかった際の撓みが０．００５ｍ（＝５ｍｍ）以上となってしまうような基板を意味する。これほどの大きい変形を生じると、処理の均一性が損なわれるばかりか、基板と基板電極の間にできた空間で異常放電が発生する場合もあり、さらには、基板上に形成されたデバイスが応力によって破壊することもある。
【０１２９】
なお、ここでは円形の基板について説明したが、長方形などの他の形状においても、その代表長さａ（たとえば長方形の対角線）をとれば、概ね６００×（１−ν^２）ａ^４／（２５６×Ｅｈ^３）＞０．００５なる式にて、本発明の適用効果の大きい範囲を定義づけることができる。逆に、上式を満たさない基板であれば、熱媒体としての気体を用いても変形しにくいため、本発明を適用するまでもなく、従来方法による処理が可能となる場合もある。
【０１３０】
本発明の上記実施形態の他の変形例を図３１から図３３に示す。図３１から図３３において、複数の樹脂テープ１３０が所定間隔をあけて基板電極６の表面に配置され、複数の樹脂テープ１３０と基板電極６の表面との上に粘着性シート１３Ｃが配置されて、粘着性シート１３Ｃの粘着力により、複数の樹脂テープ１３０と基板電極６の表面との上に固定される。この状態で、各樹脂テープ１３０の両側に各樹脂テープ１３０と粘着性シート１３Ｃとの間で大略帯状空隙１３２が形成されているとともに、粘着性シート１３Ｃの上面にも、複数の樹脂テープ１３０による凹凸形状が、それらの段差が若干緩和されるものの転写されて、凹凸面が形成されている。
【０１３１】
図３３に示されるように、粘着性シート１３Ｃが配置される領域よりも、各樹脂テープ１３０の両端がはみ出るようになるため、各樹脂テープ１３０の両側に粘着性シート１３Ｃとの間で形成された大略帯状空隙１３２のそれぞれの両端は、粘着性シート１３Ｃで閉鎖されることなく、粘着性シート１３Ｃの周囲に開放されている。この結果、基板電極６への粘着性シート貼付時に基板電極側の大略帯状の空隙１３２に溜まっている空気は、真空容器を排気する際に基板電極側の大略帯状の空隙１３２を通って排気され、気泡の膨張に起因した粘着シート１３Ｃの変形は生じない。
【０１３２】
また、粘着性シート１３Ｃの凹凸面である上面に基板９を載置して、粘着性シート１３Ｃの粘着力により粘着性シート１３Ｃに基板９を固定するとき、粘着性シート１３Ｃの凹凸面と基板９の下面との間には、大略帯状の空隙１３１が形成されるが、各空隙１３１は、長手方向両端部で開放されている。よって、基板９を粘着性シート１３Ｃに載置する際、基板側の各大略帯状空隙１３１に溜まっている空気は、真空容器を排気する際に基板側の大略帯状空隙１３１を通って排気され、気泡の膨張に起因した粘着シート１３Ｃの変形は生じない。
【０１３３】
なお、基板電極６の上面に凹凸面を形成するには、上記したように複数の樹脂テープ１３０を用いず、基板電極６の表面そのものに溝を形成しておいてもよい。また、上記のような気泡の膨張を防止する手段は、トレーと基板の間、電極とトレーの間にも適用できることは言うまでもない。
【０１３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の第１態様のプラズマ処理方法によれば、真空室内にガスを供給しつつ上記真空室内を排気し、上記真空室内を所定の圧力に制御しながら、上記真空室内にプラズマを発生させて、上記真空室内の基板電極に載置した基板又は基板上の膜を処理するプラズマ処理方法であって、上記基板電極と上記基板との間に配置された粘着性シートを介して上記基板と上記基板電極との熱交換を行いつつ上記基板又は上記基板上の膜を処理するため、基板の温度制御性を向上することができる。
【０１３５】
また、本発明の第２態様のプラズマ処理方法によれば、真空室内にガスを供給しつつ上記真空室内を排気し、上記真空室内を所定の圧力に制御しながら、上記真空室内にプラズマを発生させ、上記真空室内の基板電極に載置したトレー上の基板又は基板上の膜を処理するプラズマ処理方法であって、上記トレーと上記基板との間に配置された粘着性シートを介して上記トレーと上記基板電極との熱交換を行いつつ上記基板又は上記基板上の膜を処理するため、基板の温度制御性を向上することができる。
【０１３６】
また、本発明の第４態様のプラズマ処理方法によれば、真空室内に基板を搬送し、上記基板を上記真空室内の基板電極に向かって凸形に変形させながら保持し、上記凸形に変形した基板の中央付近を上記基板電極の表面に設けられた粘着性シートに接触させ、上記基板の片面のほぼ全域を上記基板電極の表面に設けられた上記粘着性シートに接触させ、上記真空室内にガスを供給しつつ上記真空室内を排気し、上記真空室内を所定の圧力に制御しながら、上記真空室内にプラズマを発生させて、上記基板又は上記基板上の膜を処理することを含むため、基板の温度制御性を向上することができる。
【０１３７】
また、本発明の第５態様のプラズマ処理方法によれば、真空室内に基板を搬送し、上記真空室内の凸形の基板電極の上方に上記基板を保持し、上記基板の中央付近を上記基板電極の表面に設けられた粘着性シートに接触させ、上記基板の外縁部を上記基板電極に押し付けて、上記基板の片面のほぼ全域を上記基板電極の表面に設けられた上記粘着性シートに接触させ、上記真空室内にガスを供給しつつ上記真空室内を排気し、上記真空室内を所定の圧力に制御しながら、上記真空室内にプラズマを発生させて、上記基板又は上記基板上の膜を処理することを含むため、基板の温度制御性を向上することができる。
【０１３８】
また、本発明の第６態様のプラズマ処理方法によれば、基板の片面のほぼ全域をトレーの表面に設けられた粘着性シートに接触させ、上記真空室内に上記トレーを搬送し、上記真空室内の基板電極の上方に上記トレーを保持し、上記トレーを上記基板電極上に載置し、上記真空室内にガスを供給しつつ上記真空室内を排気し、上記真空室内を所定の圧力に制御しながら、上記真空室内にプラズマを発生させて、上記基板又は上記基板上の膜を処理することを含むため、基板の温度制御性を向上することができる。
【０１３９】
また、本発明の第１６態様のプラズマ処理装置によれば、真空室と、上記真空室内にガスを供給するためのガス供給装置と、上記真空室内を排気するための排気装置と、上記真空室内を所定の圧力に制御するための調圧弁と、上記真空室内に基板を載置するための基板電極と、上記基板電極又はプラズマ源に高周波電力を供給することのできる高周波電源と、上記基板電極の表面に配置されて上記基板を載置させる粘着性シートとを備えるため、基板の温度制御性を向上することができる。
【０１４０】
また、本発明の第１７態様のプラズマ処理装置によれば、基板を、表面に粘着性シートが設けられたトレー上に載置するための基板載置ステーションと、真空室と、上記真空室内にガスを供給するためのガス供給装置と、上記真空室内を排気するための排気装置と、上記真空室内を所定の圧力に制御するための調圧弁と、上記真空室内に上記トレーを載置するための基板電極と、上記基板電極又はプラズマ源に高周波電力を供給することのできる高周波電源とを備えたため、基板の温度制御性を向上することができる。
【０１４１】
また、本発明の第２２態様のプラズマ処理用トレーによれば、基板又は上記基板上の膜を処理するプラズマ処理に用いられる、プラズマ処理用トレーであって、上記基板が載置される面の表面に配置された粘着性シートを備えたため、基板の温度制御性を向上することができる。
【０１４２】
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【０１４３】
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態にかかるプラズマ処理方法で用いるプラズマ処理装置の構成を示す断面図である。
【図２】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ、本発明の上記第１実施形態にかかる上記プラズマ処理方法における、基板を基板電極に載置する工程を示す断面図である。
【図３】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、本発明の上記第１実施形態にかかる上記プラズマ処理方法における、上記基板を上記基板電極に載置する工程を示す断面図である。
【図４】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、本発明の上記第１実施形態にかかる上記プラズマ処理方法における、上記基板を上記基板電極に載置する工程を示す断面図である。
【図５】 本発明の第２実施形態にかかるプラズマ処理方法で用いるプラズマ処理装置の構成を示す断面図である。
【図６】 本発明の第２実施形態にかかる上記プラズマ処理方法で用いる上記プラズマ処理装置の構成を示す断面図である。
【図７】 （Ａ），（Ｂ）は、本発明の第２実施形態にかかる上記プラズマ処理方法における、トレーを基板電極に載置する工程を示す断面図である。
【図８】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、本発明の第２実施形態にかかる上記プラズマ処理方法における、上記トレーを上記基板電極に載置する工程を示す断面図である。
【図９】 本発明の第２実施形態にかかる上記プラズマ処理方法において用いる上記プラズマ処理装置の全体構成を示す平面図である。
【図１０】 本発明の第２実施形態にかかる上記プラズマ処理方法における大気アームとカセットの動作を示す断面図である。
【図１１】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は、本発明の第２実施形態にかかる上記プラズマ処理方法において、トレーに粘着性シートを貼り付ける手順を示す断面図である。
【図１２】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は、本発明の第２実施形態にかかる上記プラズマ処理方法において、上記トレーに上記粘着性シートを貼り付ける手順を示す断面図である。
【図１３】 本発明の第２実施形態にかかる上記プラズマ処理方法における上記トレーの斜視図である。
【図１４】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、本発明の第２実施形態にかかる上記プラズマ処理方法における、基板をトレーに載置する工程を示す断面図である。
【図１５】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、本発明の第２実施形態にかかる上記プラズマ処理方法における、上記基板を上記トレーに載置する工程を示す断面図である。
【図１６】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、本発明の第２実施形態にかかる上記プラズマ処理方法における、上記基板を上記トレーに載置する工程を示す断面図である。
【図１７】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、本発明の第２実施形態にかかる上記プラズマ処理方法における、上記基板を上記トレーに載置する工程を示す断面図である。
【図１８】 本発明の一実施形態にかかるトレーの構成を示す断面図である。
【図１９】 従来例で用いたプラズマ処理装置の構成を示す断面図である。
【図２０】 従来例で用いたプラズマ処理装置の構成を示す断面図である。
【図２１】 本発明の上記実施形態の変形例において、粘着性シートに貫通穴が設けられている場合の一部断面説明図である。
【図２２】 本発明の上記実施形態の変形例において、粘着性シートに溝が設けられている場合の一部断面説明図である。
【図２３】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、それぞれ、本発明の上記実施形態の粘着性シートの様々な変形例の説明図である。
【図２４】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ、本発明の上記実施形態において基板電極の凹部に対して隙間を空けて粘着性シートを配置した状態を説明する説明図、クランプリングにより基板とともに粘着性シートが押圧されて隙間内に粘着性シートが入り込む状態を説明する説明図、基板電極の凹部に対して隙間無しで粘着性シートを配置した状態を説明する説明図である。
【図２５】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ、本発明の上記実施形態の変形例において、粘着性シートが基板と一緒に搬送される場合の説明図である。
【図２６】 本発明の上記実施形態の変形例において、粘着性シートが２層より構成される場合の説明図である。
【図２７】 本発明の上記実施形態の変形例において、トレーの粘着性シート上に基板を載置したのち、基板上でローラーを回転させる状態を説明する説明図である。
【図２８】 本発明の上記実施形態の変形例において、トレーの中央部分にのみ排気穴を設ける場合を説明する説明図である。
【図２９】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、アスカーＣを説明するためのスプリング式硬さ試験機のＡ形又はＣ形の正面図、裏蓋を取り外した状態の裏面図、押針の先端拡大図、押針と加圧面との関係を示す部分断面図である。
【図３０】 （Ａ），（Ｂ）は、目盛及び押針の動きとばねの力との関係を示す基準線を示すための、加圧面と押針先との距離と、ばねによって針先に加わる荷重と、目盛りとのグラフである。
【図３１】 本発明の上記実施形態の他の変形例において、粘着性シートが複数の樹脂テープと基板電極とで形成された凹凸面に配置される場合の断面図である。
【図３２】 図３１の円形部分ＩＩＩの拡大図である。
【図３３】 粘着性シートが凹凸面に配置される前の図３１の場合の平面図である。
【図３４】 本発明の上記第１実施形態にかかる上記プラズマ処理方法における、基板電極の別々の変形例の平面図である。
【図３５】 本発明の上記第１実施形態にかかる上記プラズマ処理方法における、基板電極の別々の変形例の平面図である。
【符号の説明】
１…真空容器、２…ガス供給装置、３…ターボ分子ポンプ、４…調圧弁、５…コイル用高周波電源、６，６Ａ…基板電極、６ａ…貫通穴、６ｂ…凸部、６ｄ…凹部、７…誘電板、８…コイル、９…基板、１０…基板電極用高周波電源、１１…排気口、１２…支柱、１３，１３Ｃ…粘着性シート、１３ａ…上側粘着性シート、１３ｂ…下側粘着性シート、１３ｇ…溝、１３ｈ…貫通穴、１３ｊ…凸部、１４…リフトピン、１５…リング昇降棒、１７，１７Ａ…トレー、１７ａ…収納用円形凹部、１７ｂ…凸部、１８…粘着性シート、１９…反応チャンバ、２０…ロードロックチャンバ、２１…大気搬送部、２２…ゲート弁、２３…搬送アーム、２４…大気アーム、２５…基板カセット、２６…トレーカセット、２７…基板載置ステーション、２８…カセット昇降台、２９，３０…保護フィルム、３１…ローラー、３２…貫通穴、３３…リフトピン、３４…治具昇降棒、３５…クランプ治具、３６…排気穴、９０…隙間、１００…駆動リング、１０１…エアシリンダ、１３０…樹脂テープ、１３１…大略帯状の空隙、１３２…大略帯状空隙、１５０…排気装置、１０００…制御装置。

Claims (5)

1. 基板又は上記基板上の膜を処理するプラズマ処理に用いられる、プラズマ処理用トレーであって、
   上記基板が載置される面の表面に配置された粘着性シートを備え、
   上記基板が載置される面と反対側の表面に配置された別の粘着性シートを備え、
   上記基板が載置される面の表面に、所定間隔をあけて配置された複数の樹脂テープを備えるとともに、
   上記基板が載置される面の表面と上記複数の樹脂テープとの上に上記粘着性シートが配置されて、上記粘着性シートの粘着力により、上記複数の樹脂テープと上記基板が載置される面の表面との上に固定された状態で、各樹脂テープの両側に各樹脂テープと上記粘着性シートとの間に大略帯状空隙が形成されているとともに、上記粘着性シートの上面に上記複数の樹脂テープにより凹凸面が形成され、かつ、上記大略帯状空隙の両端は上記粘着性シートの周囲に開放されている
   プラズマ処理用トレー。
2. 凸形の形状を有する請求項１に記載のプラズマ処理用トレー。
3. 排気穴を備えて、上記排気穴を通じて上記基板との間の気体を排気して、上記基板を上記粘着性シートに接触可能である請求項１に記載のプラズマ処理用トレー。
4. 上記粘着性シートは、誘電体の上記基板と接触可能である請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラズマ処理用トレー。
5. 基板を、表面に上記粘着性シートが設けられかつ請求項１〜４のいずれか１つに記載された上記プラズマ処理用トレー上に載置する基板載置ステーションと、
   真空室と、
   上記真空室内にガスを供給するためのガス供給装置と、
   上記真空室内を排気するための排気装置と、
   上記真空室内を所定の圧力に制御するための調圧弁と、
   上記真空室内に上記トレーを載置するための基板電極と、
   上記基板電極又はプラズマ源に高周波電力を供給することのできる高周波電源とを備えるプラズマ処理装置。

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