JP4480102B2 - プラズマエッチング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，プラズマエッチング装置に関し、特に、可撓性を有する帯状の被処理物に高性能なドライエッチング処理が可能なプラズマエツチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＬＳＩ、あるいは超ＬＳＩ等の半導体デバイスを製造する際の、エッチング、アッシング等の処理にプラズマ処理装置は、広く使用されている。
そして、フィルム等の可撓性を有する被処理物を処理するプラズマエッチング装置としては、図４に示す第１のプラズマエッチング装置や、図５に示す第２のプラズマエッチング装置が知られている。
図４に示す第１のプラズマエッチング装置は、シート状に切断された枚葉の被処理物を、一方の電極に取り付け、ドライエッチングするものである。
図５に示す第２のプラズマエッチング装置は、被処理物を帯状にして、一方の電極であるドラム２０１上に張り、他方の電極との間で生成したプラズマでドライエッチングするものである。
被処理物１１９は、ロール形態で被処理物巻き出し部１１６にセットされ、ドラム２０１面を経て、被処理物巻き取り部１１７に連続搬送され、他方の電極１０９との間で生成したプラズマで連続的にエッチング処理が行われる。
ロール２０２にて、被処理物１１９はドラム２０１上に押し付けられ、張られる。
本装置では、ドラム２０１がアノード電極で、カソード電極１０９に比べ、電極面積が大きい。
【０００３】
しかし、図４に示す装置では、生産性が低いという問題があり、図５に示す装置では、被処理物の表面に対して垂直方向のエツチング速度を水平方向に対して大きくする（エッチング異方性を高くする）ことが困難で、生産性は高いものの、高い加工精度を要求される物には対応できないという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の、フィルム等の可撓性を有する被処理物を処理するプラズマエッチング装置では、高い生産性と、高い加工精度には対応できず、その対応が求められていた。
本発明は、これに対応するもので、可撓性を有する被処理物を処理するプラズマエッチング装置で、高い生産性と、高い加工精度に対応できる装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラズマエッチング装置は、容器内においてプラズマを励起させ、絶縁体、導体、もしくはそれらを組み合わせた積層体からなる被処理物に対してプラズマを当て、該被処理物にエッチング処理を施すプラズマ処理装置であって、その中で、プラズマを励起させ、エッチング処理を行うための容器と、プラズマを励起させるための、およびエッチング処理を行うための、原料ガスを容器内に供給するガス供給部と、排気して容器内を減圧にする排気部とを有し、前記容器の内部に、対向して、接地され、処理の際に被処理物を接して沿わせるための第１の電極と、コンデンサを介して、プラズマを励起させるための所定周波数の電力を供給する電源に接続した第２の電極とを備えたもので、被処理物側の面にはエッチングを行う前記第１の電極、第２の電極より小さい面積の開口部を設け、且つ、前記第２の電極を囲い、プラズマ領域をほぼその中に限定するように囲む、絶縁体のシールドを備えて、第１の電極のプラズマと接している面積を、第２の電極のプラズマと接している面積より小さくしており、エッチング処理の際には、被処理物を、第１の電極の、第２の電極側の面に接して沿わせた状態で、絶縁体のシールドの開口部からプラズマを当てるものであることを特徴とするものである。
そして、上記のプラズマエッチング装置であって、原料ガスを容器内に供給するガス供給部の、供給口は、第２の電極の、第１の電極に対向する面に、複数個、設けられており、原料ガスは、前記複数個の供給口から絶縁体のシールドで囲まれる領域内に、第２の電極側から第１の電極側に向かい、ほぼ均一に供給されるものであることを特徴とするものである。
そしてまた、上記いずれかのプラズマエッチング装置であって、被処理物は、可撓性を有する帯状のもので、ロール形態の帯状の被処理物を処理部に供給する被処理物巻き出し部と、処理後の被処理物をロール形態で巻き取る被処理物巻き取り部とを備え、被処理物巻き出し部から処理部を経て被処理物巻き取り部へと被処理物を搬送するもので、帯状の被処理物をエッチング処理する際には、ロールにて被処理物を第１の電極面に押し付けて、その位置を制御し、第１の電極の、第２の電極側の面に接して沿わせた状態にするものであることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのプラズマエッチング装置であって、被処理物のエッチング処理を間欠的に行うものであることを特徴とするものである。
あるいはまた、上記いずれかのプラズマエッチング装置であって、第１の電極がドラム構造であり、被処理物を連続的に搬送し、連続的にエッチング処理するものであることを待徴とするものである。
勿論、第１の電極がドラム構造で、被処理物を間欠的に搬送し、間欠的にエッチング処理する場合もあることは言うまでもない。
尚、ここで言う、「被処理物のエッチング処理を間欠的に行う」とは、被処理物が、繰り返し、所定量だけ搬送され、所定時間だけ停止する、コマ送り動作をしながら、停止した状態で、所定時間、絶縁体のシールドの開口からプラズマを受けて、エッチング処理される動作である。
【０００６】
被処理物は、板状体や膜状体といった薄い物であって、可撓性を有しているものである。
例えば、薄いプラスチックフィルムや金属板をベースにし、その片面や両面に対し、可撓性を失わない程度に、金属膜やレジストを形成したものが、挙げられる。
【０００７】
【作用】
本発明のプラズマエッチング装置は、このような構成にすることにより、可撓性を有する被処理物を処理するプラズマエッチング装置で、高い生産性と、高い加工精度に対応できる装置の提供を可能としている。
具体的には、容器内においてプラズマを励起させ、絶縁体、導体、もしくはそれらを組み合わせた積層体からなる被処理物に対してプラズマを当て、該被処理物にエッチング処理を施すプラズマ処理装置であって、その中で、プラズマを励起させ、エッチング処理を行うための容器と、プラズマを励起させるための、およびエッチング処理を行うための、原料ガスを容器内に供給するガス供給部と、排気して容器内を減圧にする排気部とを有し、前記容器の内部に、対向して、接地され、処理の際に被処理物を接して沿わせるための第１の電極と、コンデンサを介して、プラズマを励起させるための所定周波数の電力を供給する電源に接続した第２の電極とを備えたもので、被処理物側の面にはエッチングを行う前記第１の電極、第２の電極より小さい面積の開口部を設け、且つ、前記第２の電極を囲い、プラズマ領域をほぼその中に限定するように囲む、絶縁体のシールドを備えて、第１の電極のプラズマと接している面積を、第２の電極のプラズマと接している面積より小さくしており、エッチング処理の際には、被処理物を、第１の電極の、第２の電極側の面に接して沿わせた状態で、絶縁体のシールドの開口部からプラズマを当てるものであることにより、これを達成している。
詳しくは、被処理物側の面にはエッチングを行う前記第１の電極、第２の電極より小さい面積の開口部を設け、且つ、前記第２の電極を囲い、プラズマ領域をほぼその中に限定するように囲む、絶縁体のシールドを備えていることにより、プラズマおよび電極の電圧決定に影響する開口部の面積を、第２の電極の面積よりも、格段に小さくできる。
即ち、アノード電極である第１の電極のプラズマと接している面積が、カソード電極である第２の電極の面積より小さくでき、結果、エッチングに寄与するプラズマの平均電位が高くなり、プラズマから被処理物に照射するイオンの加速電圧が高くなり異方性が高くできる。
【０００８】
原料ガスを容器内に供給するガス供給部の、供給口は、第２の電極の、第１の電極に対向する面に、複数個、設けられており、原料ガスは、前記複数個の供給口から絶縁体のシールドで囲まれる領域内に、第２の電極側から第１の電極側に向かい、ほぼ均一に供給されるものであることにより、エッチングに寄与するイオンやラジカルを均一に発生させることができ、絶縁体のシールドの開口部を通過するエッチングに寄与するイオンやラジカルを、開口部内で均一にでき、結果、被処理物に対しエッチング処理を均一に行えるものとしている。
【０００９】
ロール形態の帯状の被処理物を処理部に供給する被処理物巻き出し部と、処理後の被処理物をロール形態で巻き取る被処理物巻き取り部とを備え、被処理物巻き出し部から処理部を経て被処理物巻き取り部へと被処理物を搬送するもので、帯状の被処理物をエッチング処理する際には、ロールにて被処理物を第１の電極面に押し付けて、その位置を制御し、第１の電極の、第２の電極側の面に接して沿わせた状態にするものであることにより、被処理物は、可撓性を有する帯状のものであっても、処理部は、撓むことがなく処理でき、結果、高い異方性を剛体の場合と同様に得ることができる。
【００１０】
また、被処理物のエッチング処理を間欠的に行うものであることにより、エッチング処理の自由度を大きくしている。
例えば、面付け、配列された製品（部材）を帯状に連ねた、可撓性を有する帯状の被処理物の場合、配列に合せたコマ送りができ、停止した状態でのエッチング処理時間を、処理条件、材質に合せ変えることができる。
尚、通常は、予め、絶縁体のシールドの開口部サイズに合せ、面付け、配列を決めておく。
【００１１】
また、第１の電極がドラム構造であり、被処理物を連続的に搬送し、連続的にエッチング処理するものであることにより、連続処理による、高い生産性が期待できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を挙げ、図に基づいて説明する。
図１は本発明のプラズマエッチング装置の実施の形態の第１の例の概略構成図で、図２は本発明のプラズマエッチング装置の実施の形態の第２の例の概略構成図で、図３は被処理物のエッチング処理を説明するための断面図である。
図１、図２、図３中、１０１はプラズマエッチング容器本体、１０２は原料ガス供給部、１０２Ａはガス供給口、１０３はバルブ、１０４は排気部、１０５は第１の電極（被処理物を載せるアノード電極板）、１０６は（アノード電極およびプラズマエッチング容器本体の）アース、１０７は冷却水導入ライン、１０８は冷却水排出ライン、１０９は第２の電極（カソード電極）、１０９Ａは第２の電極の絶縁体シールド側面側の部分、１１０は絶縁体シールド、１１１は（電源ラインとプラズマエッチング容器本体の間の）絶縁部、１１２はブロッキングコンデンサ、１１３は（プラズマ励起用の）電源、１１４はプラズマ、１１５は絶縁体シールド開口部、１１６は被処理物巻き出し部、１１７は被処理物巻き取り部、１１８はロール、１１９は被処理物、２０１は第１の電極（アノード電極）、２０２はロール、３０１はベース基材、３０２は加工素材、３０３はレジストである。
【００１３】
本発明のプラズマエッチング装置の実施の形態の第１の例を図１に基づいて説明する。
本例は、容器１０１内においてプラズマを励起させ、絶縁体、導体、もしくはそれらを組み合わせた積層体からなる可撓性を有する帯状の被処理物１１９に対してプラズマを当て、異方性の高いエッチング処理を施すプラズマ処理装置で、その中で、プラズマを励起させ、エッチング処理を行うための容器１０１と、プラズマを励起させるための、およびエッチング処理を行うための、原料ガスを容器内に供給するガス供給部１０２と、排気して容器内を減圧にする排気部１０４とを有し、容器１０１の内部に、対向して、接地され、処理の際に被処理物を接して沿わせるための、板状の第１の電極１０５と、コンデンサ１１２を介して、プラズマを励起させるための所定周波数の電力を供給する電源１１３に接続した第２の電極１０９とを備えたもので、被処理物１１９側の面にはエッチングを行うための、第１の電極１０５、第２の電極１０９より小さい面積の開口部１１５を設け、且つ、第２の電極１０９を囲い、プラズマ領域をほぼその中に限定するように囲む、絶縁体シールド１１０を備えている。
そして、エッチング処理の際には、被処理物１１９を、第１の電極１０５の、第２の電極１０９側の面に接して沿わせた状態で、絶縁体シールド１１０の開口部１１５からプラズマを当てるものである。
【００１４】
また、原料ガスを容器１０１内に供給するガス供給部１０２の、ガス供給口１０２Ａは、複数個、第２の電極１０９の、第１の電極１０５に対向する面に、均一に設けられており、原料ガスは、複数個のガス供給口１０２Ａから絶縁体シールド１１０で囲まれる領域内に、第２の電極１０９側から第１の電極１０５側に向かい、ほぼ均一に供給されるものである。
ガス供給に用いられるチューブ（ガス供給用チューブ）にはプラズマ励起用電力が伝わらないように、第２の電極と十分に絶縁しなければならない。
【００１５】
本例は、ロール形態の帯状の被処理物１１９を処理部（開口部１１５のある位置）に供給する被処理物巻き出し部１１６と、処理後の被処理物１１９をロール形態で巻き取る被処理物巻き取り部１１７とを備え、被処理物巻き出し部１１６から処理部を経て被処理物巻き取り部１１７へと被処理物１１９を搬送するもので、帯状の被処理物１１９をエッチング処理する際には、ロール１１８にて被処理物１１９を押して、その位置を制御し、第１の電極１０５の、第２の電極１０９側の面に接して沿わせた状態にする。
【００１６】
本例のプラズマエッチング装置では、高い異方性のエッチングが実現するため、電源１１３により、１００ｋＨｚから１３. ５６ＭＨｚの範囲の適当な周波数の電圧をかけ、ブロッキングコンデンサ１１２を通じて、第２の電極（カソード電極）１０９に電力を供給することによってプラズマ１０４を励起させる。
電源への反射電力が大きい場合は、電源１１３とブロッキングコンデンサ１１２の間に整合器を設けて反射電力を低減する。
被処理物１１９を、エッチング処理の際に、被処理物１１９を接して沿わせる、第１の電極（アノード電極）１０５は真空容器本体１０１とともにアース１０６により接地されている。
【００１７】
通常、被処理物１１９は、図３に示すように、ベース基材３０１上に加工用素材３０２を設け、更に、加工用素材３０２上に、加工する形状に合せた、レジスト３０３が設けられており、エッチング処理により、レジストの開口から露出した加工用素材３０２がエッチング除去される。
被処理物表面に形成されたレジスト３０２は、処理により温度が上がると硬化し、後工程で剥離が困難になるため、エッチング中の温度上昇を抑えなけばならない。
第１の電極（アノード電極）１０５には冷却水導入ライン１０７および排出ライン１０８が設けられており、電極内に水を流すことによって冷却している。
【００１８】
図４に示すように、カソード結合、すなわち電極１０５にプラズマ励起電源を接続する一般的な反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）装置では、電力が冷却媒体に伝わってロスしないようにフロリナート（３Ｍ社製）やガルデン（アウジモント社製）などの絶縁性のフッ素系不活性液体を使用する。これらは水と比較した場含、比熱、熱伝導率が小さいために、冷却効率を上げるためには、冷媒をマイナス数十度まで冷却しさらに流量を大きくする必要がある。
本例の装置では、エッチング処理の際に、被処理物１１９を接して沿わせる、第１の電極（アノード電極）１０５がアースされているため、水を用いることができる。
水は比熱、熱伝導率ともにフッ素系不活性液体と比べて大きいため、冷却媒体には５〜１０℃の温度で十分であり、装置コストを抑えることができる。
【００１９】
第２の電極（カソード電極）１０９およびプラズマ１１４を囲うように絶縁体シールド１１０を設けている。
この絶縁体シールド１１０の第１の電極（アノード電極）側には開口１１５が開けられており、エッチングはこの開口部に限定されて行われる。
こうすることにより、第１の電極（アノード電極）１０５のプラズマと接している面積が第２の電極（カソード電極）１０９の面積より小さくでき、その結果プラズマ１１４の平均電位が高くなり、その結果、プラズマから被処理物に照射するイオンの加速電圧が高くなり異方性が高くなる。
本例では、第２の電極（カソード電極）１０９と開口１１５との面積比を大きくするため、更に、安定的に均一にプラズマを発生させるため、図１に示す絶縁体シールド１１０の側面部にも電極を延長して設けている。
１０９Ａが延長部である。
その際、カソード電極は平均電位がプラスになるためスパッタはあまり問題にならないが、絶縁体シールド１１０のプラズマに露出している部分はスパッタされる可能性がある。
したがって、絶縁体シールド１１０の材質としては、スパッタされにくい材質を選ぶ必要があり、石英や、アルミナなどのセラミックスが望ましい。
また、絶縁体シールド１１０の厚さは装置本体容器１０１やアノード電極１０５との間で不要なプラズマが生成しないように十分厚くする必要がある。
【００２０】
被処理物１１９は、被処理物巻き出し部１１６に取り付けられ、第１の電極（アノード電極）１０５上部を通って、被処理物巻き取り部１１７に巻き取られる。
図１では省略しているが、被処理物のテンショシを調節する機構も設けられている。
【００２１】
本発明のプラズマエッチング装置の実施の形態の第２の例を図２に基づいて説明する。
本例は、第１の例と同様、容器１０１内においてプラズマを励起させ、絶縁体、導体、もしくはそれらを組み合わせた積層体からなる可撓性を有する帯状の被処理物１１９に対してプラズマを当て、異方性の高いエッチング処理を施すプラズマ処理装置で、その中で、プラズマを励起させ、エッチング処理を行うための容器１０１と、プラズマを励起させるための、およびエッチング処理を行うための、原料ガスを容器内に供給するガス供給部１０２と、排気して容器内を減圧にする排気部１０４とを有し、容器１０１の内部に、対向して、接地され、処理の際に被処理物を接して沿わせるためのドラム構造の第１の電極２０１と、コンデンサ１１２を介して、プラズマを励起させるための所定周波数の電力を供給する電源１１３に接続した第２の電極１０９とを備えたもので、被処理物１１９側の面にはエッチングを行うための、第１の電極１０５、第２の電極１０９より小さい面積の開口部１１５を設け、且つ、第２の電極１０９を囲い、プラズマ領域をほぼその中に限定するように囲む、絶縁体シールド１１０を備えている。
そして、エッチング処理の際には、被処理物１１９を、第１の電極１０５の、第２の電極１０９側の面に接して沿わせた状態で、絶縁体シールド１１０の開口部１１５からプラズマを当てるものである。
【００２２】
そして、本例も、第１の例と同様、ロール形態の帯状の被処理物１１９を処理部（開口部１１５のある位置）に供給する被処理物巻き出し部１１６と、処理後の被処理物１１９をロール形態で巻き取る被処理物巻き取り部１１７とを備え、被処理物巻き出し部１１６から処理部を経て被処理物巻き取り部１１７へと被処理物１１９を搬送するもので、本例の場合は、図２に示すように、２個のロール２０２にて被処理物１１９を押して、ドラム構造の第１の電極２０１の、第２の電極１０９側の面に接して沿わせた状態にして、連続搬送しながら、開口部１１５にて連続してエッチング処理を行うこともできるし、第１の例と同様に、コマ送りして間欠的にエッチング処理することもできる。
【００２３】
第１の電極（アノード電極）２０１がドラム構造であり、被処理物１１９の搬送が連続で、連続的にエッチング処理を行う点を除き、他の第２の電極（カソード電極）１０９と、絶縁体シールド１１０、冷却機構（１０８、１０９）等は、基本的に、第１の例のプラズマエッチング装置と同じで、ここでは、説明を省略する。
【００２４】
本例は、第１の例と比ベ、第１の電極（アノード電極）２０１が大きくなり、第１の電極（アノード電極）１０５を回転させる回転機構が加わり、装置が大掛かりになるが、連続処理が可能で、これより、より生産性を高めることが期待できる。
【００２５】
【実施例】
更に、実施例を挙げて、本発明を説明する。
（実施例１）
実施例１は、図１に示す実施の形態の第１の例のプラズマエッチング装置の実施例で、本例の装置を用い、厚さ２０μｍのステンレス上に厚さ２０μｍのポリイミドを塗布した、幅３００ｍｍの可撓性を有する帯状の被処理物をドライエッチングした。 以下、図１、図３を参照にして本例の装置を簡単に説明する。
本例は、先に述べた形態の装置であって、絶縁シールド１１０を１５ｍｍ厚の石英ガラスとし、第２の電極（カソード電極）１０９をステンレス材としたもので、ステンレス製の第２の電極（カソード電極）１０９と１５ｍｍ厚の石英ガラス製の絶縁シールド１１０の狭い隙間に原料ガスを供給し、第２の電極（カソード電極）１０９設けられた多数の小さい穴からプラズマ空間にシャワー方式で供給するものである。
隙間は５ｍｍとし、穴は直径１ｍｍで２ｃｍ間隔に配列させている。
そして、電源１１３の周波数を４００ｋＨｚとした。
【００２６】
また、本例の装置では、エッチングの際に、被処理物１１９を第１の電極（アノード電極）１０５に接するようにして沿わせるが、被処理物１１９を第１の電極（アノード電極）１０５により密着させるために、第１の電極（アノード）１０５の表面を中央が端より５ｍｍ高い一方向の凸形状にしている。
【００２７】
次いで、本例の装置を用いたエッチング処理と、その結果について説明する。
装置の開口部１１５の大きさは、フィルム送り方向が１５０ｍｍ、フィルム幅方向が３００ｍｍとした。
厚さ２０μｍのステンレス上に厚さ２０μｍのポリイミドを塗布した、幅３００ｍｍの可撓性を有する帯状の被処理物の、ポリイミド層に対して、幅０. １ｍｍ、間隔０. １ｍｍのライン形状の加工を行った。
ポリイミド面に感光性材料であるアクリル系ドライフィルム（旭化成社製、ＡＱ−５０３８）を１００℃でラミネートし、紫外線（ｇ線）露光機で露光量３０ｍＪ／ｃｍ2 でライン形状の露光をし、３０℃、ＮａＣＯ3 水溶液（１ｗｔ％）でスプレー現像してレジストパターンを得た。
この被処理物を、第１の電極（アノード電極）１０５上でポリイミド面が上になるように取りつけた後、以下のようにして、プラズマを励起し、開口１１５からポリイミドのエッチングを行った。
エッチングは、圧力２０Ｐａ、エッチングガスとして酸素を主成分とし、添加ガスとしてＣＦ4 を１０％、窒素を５％を加え、流量１０００ｓｃｃｍで、投入電力を単位面積当たり０. ５Ｗ／ｃｍ2 で行った。
尚、エッチングは、通常、圧力３〜８０Ｐａで、エッチングガスとして酸素を主成分とし、添加ガスとしてＣＦ4 を５〜４０％、必要に応じ窒素を１〜１５％を加えて、流量３０〜３０００ｓｃｃｍで行う。
また投入電力は開口部１１５の面積に依り、単位面積当たり０. １〜２Ｗ／ｃｍ2 で行う。
ＣＦ4 の代わりにＮＦ3 、ＣＨＦ3 ，ＳＦ6 等のフッ素系ガスでも良い。
ガスは流量が多い程、エッチングレートは早くなる傾向を示す。しかし、一定量以上加えても飽和するのでエッチング装置の排気能力に合せるほうが良い。
次に、レジストを剥離してポリイミドの加工を終了した。
剥離には、５０℃、水酸化ナトリウム水溶液（１５ｗｔ％）の高温アルカリ溶液を用いた。
尚、剥離には、高温アルカリ溶液を用いるのが一般的であるが、使用するポリイミドがアルカリ耐性に乏しい場合は、エタノールアミン等の有機アルカリを使用しても良い。
開口部１１５のフイルム送り方向の幅は１５０ｍｍであるので、１コマを処理後、プラズマを停止させ、１５０ｍｍだけ被処理物を送り、次のコマを処理するといった手順で、間欠的にエッチング処理を行った。
装置本体容器１０１に設けられている石英製の覗き窓から観察したところ、絶縁体シールド１１０の外側では不要なプラズマは生成されていなかった。
被処理物１１９に対し、１コマ１０分間のエッチング処理を行い、レジストを剥離した後、ポリイミドの削れた量を段差計で測定したところ、エッチング速度は平均で０．５μｍ／ｍｉｎ、１コマ内での分布（バラツキ）は５％であった。
【００２８】
（実施例２）
実施例２は、図２に示す実施の形態の第２の例のプラズマエッチング装置の実施例で、実施例１において、第１の電極（アノード電極）をドラム構造（図２の２０１に相当）に代えたものであり、説明は省く。
そして、本例の装置を用い、厚さ２０μｍのアルミフィルム上に厚さ２０μｍのポリイミドを塗布した、幅３００ｍｍの可撓性を有する帯状の被処理物をドライエッチングした。
本実施例の装置を用いたエッチング処理と、その結果についてのみ、図２を参照にしながら、以下、簡単に説明する。
装置の開口部１１５の大きさは、フィルム送り方向が１５０ｍｍ、フィルム幅方向が３００ｍｍとした。
前述の厚さ２０μｍのアルミフィルム上に厚さ２０μｍのポリイミドを塗布した、幅３００ｍｍの可撓性を有する帯状の被処理物の、厚さ２０μｍのステンレス上に厚さ２０μｍのポリイミドを塗布した、幅３００ｍｍの可撓性を有する帯状の被処理物の、ポリイミド層に対して、幅０. １ｍｍ、間隔０. １ｍｍのライン形状の加工を行った。
アルミ面に感光性材料であるアクリル系ドライフィルム（旭化成社製、ＡＱ−５０３８）を１００℃でラミネートし、紫外線（ｇ線）露光機で露光量３０ｍＪ／ｃｍ2 でライン形状の露光をし、３０℃、ＮａＣＯ3 水溶液（１ｗｔ％）でスプレー現像してレジストパターンを得た。
この被処理物を、第１の電極（アノード電極）２０１上でアルミ面が上になるように取りつけた後、以下のようにして、プラズマを励起し、開口１１５からアルミのエッチングを行った。
エッチングは、圧力２０Ｐａ、エッチングガスとして塩素を用い、流量１０００ｓｃｃｍで、投入電力を単位面積当たり０. ５Ｗ／ｃｍ2 で行った。
尚、エッチングは、通常、圧力３〜８０Ｐａで、エッチングガスとして塩素を用い、流量３０〜３０００ｓｃｃｍで行う。
また投入電力は開口部１１５の面積に依り、単位面積当たり０. １〜２Ｗ／ｃｍ2 で行う。
ガスは流量が多い程、エッチングレートは早くなる傾向を示す。しかし、一定量以上加えても飽和するのでエッチング装置の排気能力に合せるほうが良い。
次に、レジストを剥離してアルミの加工を終了した。
剥離は、５０℃、水酸化ナトリウム水溶液（１５ｗｔ％）の高温アルカリ溶液を用いた。
尚、剥離は、高温アルカリ溶液を用いるのが一般的であるが、使用するアルミがアルカリ耐性に乏しいので、アセトン等の有機溶媒を使用するのが良い。
装置本体容器１０１に設けられている石英製の覗き窓から観察したところ、実施例２装置の処理場合と同様、絶縁体シールド１１０の外側では不要なプラズマは生成されていなかった。
被処理物１１９に対し、５分間のエッチング処理を行い、レジストを剥離した後、アルミの削れた量を段差計で測定したところ、エッチング速度は平均で１μｍ／ｍｉｎ、１コマ内での分布（バラツキ）は１４％であった。
【００２９】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、可撓性を有する被処理物を処理するプラズマエッチング装置で、高い生産性と、高い加工精度に対応できる装置の提供を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマエッチング装置の実施の形態の第１の例の概略構成図
【図２】本発明のプラズマエッチング装置の実施の形態の第２の例の概略構成図
【図３】被処理物のエッチング処理を説明するための断面図
【図４】従来のラズマエッチングの第１の例の概略構成図
【図５】従来のラズマエッチングの第２の例の概略構成図
【符号の説明】
１０１ プラズマエッチング容器本体
１０２ 原料ガス供給部
１０２Ａ ガス供給口
１０３ バルブ
１０４ 排気部
１０５ 第１の電極（被処理物を載せるアノード電極板）
１０６ （アノード電極およびプラズマエッチング容器本体の）アース
１０７ 冷却水導入ライン
１０８ 冷却水排出ライン
１０９ 第２の電極（カソード電極）
１０９Ａ 第２の電極の絶縁体シールド側面側の部分
１１０ 絶縁体シールド
１１１ （電源ラインとプラズマエッチング容器本体の間の）絶縁部
１１２ ブロッキングコンデンサ
１１３ （プラズマ励起用の）電源
１１４ プラズマ
１１５ 絶縁体シールド開口部
１１６ 被処理物巻き出し部
１１７ 被処理物巻き取り部
１１８ ロール
１１９ 被処理物
２０１ 第１の電極（アノード電極）
２０２ ロール
３０１ ベース基材
３０２ 加工素材
３０３ レジスト
【発明の属する技術分野】
本発明は，プラズマエッチング装置に関し、特に、可撓性を有する帯状の被処理物に高性能なドライエッチング処理が可能なプラズマエツチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＬＳＩ、あるいは超ＬＳＩ等の半導体デバイスを製造する際の、エッチング、アッシング等の処理にプラズマ処理装置は、広く使用されている。
そして、フィルム等の可撓性を有する被処理物を処理するプラズマエッチング装置としては、図４に示す第１のプラズマエッチング装置や、図５に示す第２のプラズマエッチング装置が知られている。
図４に示す第１のプラズマエッチング装置は、シート状に切断された枚葉の被処理物を、一方の電極に取り付け、ドライエッチングするものである。
図５に示す第２のプラズマエッチング装置は、被処理物を帯状にして、一方の電極であるドラム２０１上に張り、他方の電極との間で生成したプラズマでドライエッチングするものである。
被処理物１１９は、ロール形態で被処理物巻き出し部１１６にセットされ、ドラム２０１面を経て、被処理物巻き取り部１１７に連続搬送され、他方の電極１０９との間で生成したプラズマで連続的にエッチング処理が行われる。
ロール２０２にて、被処理物１１９はドラム２０１上に押し付けられ、張られる。
本装置では、ドラム２０１がアノード電極で、カソード電極１０９に比べ、電極面積が大きい。
【０００３】
しかし、図４に示す装置では、生産性が低いという問題があり、図５に示す装置では、被処理物の表面に対して垂直方向のエツチング速度を水平方向に対して大きくする（エッチング異方性を高くする）ことが困難で、生産性は高いものの、高い加工精度を要求される物には対応できないという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の、フィルム等の可撓性を有する被処理物を処理するプラズマエッチング装置では、高い生産性と、高い加工精度には対応できず、その対応が求められていた。
本発明は、これに対応するもので、可撓性を有する被処理物を処理するプラズマエッチング装置で、高い生産性と、高い加工精度に対応できる装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラズマエッチング装置は、容器内においてプラズマを励起させ、絶縁体、導体、もしくはそれらを組み合わせた積層体からなる被処理物に対してプラズマを当て、該被処理物にエッチング処理を施すプラズマ処理装置であって、その中で、プラズマを励起させ、エッチング処理を行うための容器と、プラズマを励起させるための、およびエッチング処理を行うための、原料ガスを容器内に供給するガス供給部と、排気して容器内を減圧にする排気部とを有し、前記容器の内部に、対向して、接地され、処理の際に被処理物を接して沿わせるための第１の電極と、コンデンサを介して、プラズマを励起させるための所定周波数の電力を供給する電源に接続した第２の電極とを備えたもので、被処理物側の面にはエッチングを行う前記第１の電極、第２の電極より小さい面積の開口部を設け、且つ、前記第２の電極を囲い、プラズマ領域をほぼその中に限定するように囲む、絶縁体のシールドを備えて、第１の電極のプラズマと接している面積を、第２の電極のプラズマと接している面積より小さくしており、エッチング処理の際には、被処理物を、第１の電極の、第２の電極側の面に接して沿わせた状態で、絶縁体のシールドの開口部からプラズマを当てるものであることを特徴とするものである。
そして、上記のプラズマエッチング装置であって、原料ガスを容器内に供給するガス供給部の、供給口は、第２の電極の、第１の電極に対向する面に、複数個、設けられており、原料ガスは、前記複数個の供給口から絶縁体のシールドで囲まれる領域内に、第２の電極側から第１の電極側に向かい、ほぼ均一に供給されるものであることを特徴とするものである。
そしてまた、上記いずれかのプラズマエッチング装置であって、被処理物は、可撓性を有する帯状のもので、ロール形態の帯状の被処理物を処理部に供給する被処理物巻き出し部と、処理後の被処理物をロール形態で巻き取る被処理物巻き取り部とを備え、被処理物巻き出し部から処理部を経て被処理物巻き取り部へと被処理物を搬送するもので、帯状の被処理物をエッチング処理する際には、ロールにて被処理物を第１の電極面に押し付けて、その位置を制御し、第１の電極の、第２の電極側の面に接して沿わせた状態にするものであることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのプラズマエッチング装置であって、被処理物のエッチング処理を間欠的に行うものであることを特徴とするものである。
あるいはまた、上記いずれかのプラズマエッチング装置であって、第１の電極がドラム構造であり、被処理物を連続的に搬送し、連続的にエッチング処理するものであることを待徴とするものである。
勿論、第１の電極がドラム構造で、被処理物を間欠的に搬送し、間欠的にエッチング処理する場合もあることは言うまでもない。
尚、ここで言う、「被処理物のエッチング処理を間欠的に行う」とは、被処理物が、繰り返し、所定量だけ搬送され、所定時間だけ停止する、コマ送り動作をしながら、停止した状態で、所定時間、絶縁体のシールドの開口からプラズマを受けて、エッチング処理される動作である。
【０００６】
被処理物は、板状体や膜状体といった薄い物であって、可撓性を有しているものである。
例えば、薄いプラスチックフィルムや金属板をベースにし、その片面や両面に対し、可撓性を失わない程度に、金属膜やレジストを形成したものが、挙げられる。
【０００７】
【作用】
本発明のプラズマエッチング装置は、このような構成にすることにより、可撓性を有する被処理物を処理するプラズマエッチング装置で、高い生産性と、高い加工精度に対応できる装置の提供を可能としている。
具体的には、容器内においてプラズマを励起させ、絶縁体、導体、もしくはそれらを組み合わせた積層体からなる被処理物に対してプラズマを当て、該被処理物にエッチング処理を施すプラズマ処理装置であって、その中で、プラズマを励起させ、エッチング処理を行うための容器と、プラズマを励起させるための、およびエッチング処理を行うための、原料ガスを容器内に供給するガス供給部と、排気して容器内を減圧にする排気部とを有し、前記容器の内部に、対向して、接地され、処理の際に被処理物を接して沿わせるための第１の電極と、コンデンサを介して、プラズマを励起させるための所定周波数の電力を供給する電源に接続した第２の電極とを備えたもので、被処理物側の面にはエッチングを行う前記第１の電極、第２の電極より小さい面積の開口部を設け、且つ、前記第２の電極を囲い、プラズマ領域をほぼその中に限定するように囲む、絶縁体のシールドを備えて、第１の電極のプラズマと接している面積を、第２の電極のプラズマと接している面積より小さくしており、エッチング処理の際には、被処理物を、第１の電極の、第２の電極側の面に接して沿わせた状態で、絶縁体のシールドの開口部からプラズマを当てるものであることにより、これを達成している。
詳しくは、被処理物側の面にはエッチングを行う前記第１の電極、第２の電極より小さい面積の開口部を設け、且つ、前記第２の電極を囲い、プラズマ領域をほぼその中に限定するように囲む、絶縁体のシールドを備えていることにより、プラズマおよび電極の電圧決定に影響する開口部の面積を、第２の電極の面積よりも、格段に小さくできる。
即ち、アノード電極である第１の電極のプラズマと接している面積が、カソード電極である第２の電極の面積より小さくでき、結果、エッチングに寄与するプラズマの平均電位が高くなり、プラズマから被処理物に照射するイオンの加速電圧が高くなり異方性が高くできる。
【０００８】
原料ガスを容器内に供給するガス供給部の、供給口は、第２の電極の、第１の電極に対向する面に、複数個、設けられており、原料ガスは、前記複数個の供給口から絶縁体のシールドで囲まれる領域内に、第２の電極側から第１の電極側に向かい、ほぼ均一に供給されるものであることにより、エッチングに寄与するイオンやラジカルを均一に発生させることができ、絶縁体のシールドの開口部を通過するエッチングに寄与するイオンやラジカルを、開口部内で均一にでき、結果、被処理物に対しエッチング処理を均一に行えるものとしている。
【０００９】
ロール形態の帯状の被処理物を処理部に供給する被処理物巻き出し部と、処理後の被処理物をロール形態で巻き取る被処理物巻き取り部とを備え、被処理物巻き出し部から処理部を経て被処理物巻き取り部へと被処理物を搬送するもので、帯状の被処理物をエッチング処理する際には、ロールにて被処理物を第１の電極面に押し付けて、その位置を制御し、第１の電極の、第２の電極側の面に接して沿わせた状態にするものであることにより、被処理物は、可撓性を有する帯状のものであっても、処理部は、撓むことがなく処理でき、結果、高い異方性を剛体の場合と同様に得ることができる。
【００１０】
また、被処理物のエッチング処理を間欠的に行うものであることにより、エッチング処理の自由度を大きくしている。
例えば、面付け、配列された製品（部材）を帯状に連ねた、可撓性を有する帯状の被処理物の場合、配列に合せたコマ送りができ、停止した状態でのエッチング処理時間を、処理条件、材質に合せ変えることができる。
尚、通常は、予め、絶縁体のシールドの開口部サイズに合せ、面付け、配列を決めておく。
【００１１】
また、第１の電極がドラム構造であり、被処理物を連続的に搬送し、連続的にエッチング処理するものであることにより、連続処理による、高い生産性が期待できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を挙げ、図に基づいて説明する。
図１は本発明のプラズマエッチング装置の実施の形態の第１の例の概略構成図で、図２は本発明のプラズマエッチング装置の実施の形態の第２の例の概略構成図で、図３は被処理物のエッチング処理を説明するための断面図である。
図１、図２、図３中、１０１はプラズマエッチング容器本体、１０２は原料ガス供給部、１０２Ａはガス供給口、１０３はバルブ、１０４は排気部、１０５は第１の電極（被処理物を載せるアノード電極板）、１０６は（アノード電極およびプラズマエッチング容器本体の）アース、１０７は冷却水導入ライン、１０８は冷却水排出ライン、１０９は第２の電極（カソード電極）、１０９Ａは第２の電極の絶縁体シールド側面側の部分、１１０は絶縁体シールド、１１１は（電源ラインとプラズマエッチング容器本体の間の）絶縁部、１１２はブロッキングコンデンサ、１１３は（プラズマ励起用の）電源、１１４はプラズマ、１１５は絶縁体シールド開口部、１１６は被処理物巻き出し部、１１７は被処理物巻き取り部、１１８はロール、１１９は被処理物、２０１は第１の電極（アノード電極）、２０２はロール、３０１はベース基材、３０２は加工素材、３０３はレジストである。
【００１３】
本発明のプラズマエッチング装置の実施の形態の第１の例を図１に基づいて説明する。
本例は、容器１０１内においてプラズマを励起させ、絶縁体、導体、もしくはそれらを組み合わせた積層体からなる可撓性を有する帯状の被処理物１１９に対してプラズマを当て、異方性の高いエッチング処理を施すプラズマ処理装置で、その中で、プラズマを励起させ、エッチング処理を行うための容器１０１と、プラズマを励起させるための、およびエッチング処理を行うための、原料ガスを容器内に供給するガス供給部１０２と、排気して容器内を減圧にする排気部１０４とを有し、容器１０１の内部に、対向して、接地され、処理の際に被処理物を接して沿わせるための、板状の第１の電極１０５と、コンデンサ１１２を介して、プラズマを励起させるための所定周波数の電力を供給する電源１１３に接続した第２の電極１０９とを備えたもので、被処理物１１９側の面にはエッチングを行うための、第１の電極１０５、第２の電極１０９より小さい面積の開口部１１５を設け、且つ、第２の電極１０９を囲い、プラズマ領域をほぼその中に限定するように囲む、絶縁体シールド１１０を備えている。
そして、エッチング処理の際には、被処理物１１９を、第１の電極１０５の、第２の電極１０９側の面に接して沿わせた状態で、絶縁体シールド１１０の開口部１１５からプラズマを当てるものである。
【００１４】
また、原料ガスを容器１０１内に供給するガス供給部１０２の、ガス供給口１０２Ａは、複数個、第２の電極１０９の、第１の電極１０５に対向する面に、均一に設けられており、原料ガスは、複数個のガス供給口１０２Ａから絶縁体シールド１１０で囲まれる領域内に、第２の電極１０９側から第１の電極１０５側に向かい、ほぼ均一に供給されるものである。
ガス供給に用いられるチューブ（ガス供給用チューブ）にはプラズマ励起用電力が伝わらないように、第２の電極と十分に絶縁しなければならない。
【００１５】
本例は、ロール形態の帯状の被処理物１１９を処理部（開口部１１５のある位置）に供給する被処理物巻き出し部１１６と、処理後の被処理物１１９をロール形態で巻き取る被処理物巻き取り部１１７とを備え、被処理物巻き出し部１１６から処理部を経て被処理物巻き取り部１１７へと被処理物１１９を搬送するもので、帯状の被処理物１１９をエッチング処理する際には、ロール１１８にて被処理物１１９を押して、その位置を制御し、第１の電極１０５の、第２の電極１０９側の面に接して沿わせた状態にする。
【００１６】
本例のプラズマエッチング装置では、高い異方性のエッチングが実現するため、電源１１３により、１００ｋＨｚから１３. ５６ＭＨｚの範囲の適当な周波数の電圧をかけ、ブロッキングコンデンサ１１２を通じて、第２の電極（カソード電極）１０９に電力を供給することによってプラズマ１０４を励起させる。
電源への反射電力が大きい場合は、電源１１３とブロッキングコンデンサ１１２の間に整合器を設けて反射電力を低減する。
被処理物１１９を、エッチング処理の際に、被処理物１１９を接して沿わせる、第１の電極（アノード電極）１０５は真空容器本体１０１とともにアース１０６により接地されている。
【００１７】
通常、被処理物１１９は、図３に示すように、ベース基材３０１上に加工用素材３０２を設け、更に、加工用素材３０２上に、加工する形状に合せた、レジスト３０３が設けられており、エッチング処理により、レジストの開口から露出した加工用素材３０２がエッチング除去される。
被処理物表面に形成されたレジスト３０２は、処理により温度が上がると硬化し、後工程で剥離が困難になるため、エッチング中の温度上昇を抑えなけばならない。
第１の電極（アノード電極）１０５には冷却水導入ライン１０７および排出ライン１０８が設けられており、電極内に水を流すことによって冷却している。
【００１８】
図４に示すように、カソード結合、すなわち電極１０５にプラズマ励起電源を接続する一般的な反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）装置では、電力が冷却媒体に伝わってロスしないようにフロリナート（３Ｍ社製）やガルデン（アウジモント社製）などの絶縁性のフッ素系不活性液体を使用する。これらは水と比較した場含、比熱、熱伝導率が小さいために、冷却効率を上げるためには、冷媒をマイナス数十度まで冷却しさらに流量を大きくする必要がある。
本例の装置では、エッチング処理の際に、被処理物１１９を接して沿わせる、第１の電極（アノード電極）１０５がアースされているため、水を用いることができる。
水は比熱、熱伝導率ともにフッ素系不活性液体と比べて大きいため、冷却媒体には５〜１０℃の温度で十分であり、装置コストを抑えることができる。
【００１９】
第２の電極（カソード電極）１０９およびプラズマ１１４を囲うように絶縁体シールド１１０を設けている。
この絶縁体シールド１１０の第１の電極（アノード電極）側には開口１１５が開けられており、エッチングはこの開口部に限定されて行われる。
こうすることにより、第１の電極（アノード電極）１０５のプラズマと接している面積が第２の電極（カソード電極）１０９の面積より小さくでき、その結果プラズマ１１４の平均電位が高くなり、その結果、プラズマから被処理物に照射するイオンの加速電圧が高くなり異方性が高くなる。
本例では、第２の電極（カソード電極）１０９と開口１１５との面積比を大きくするため、更に、安定的に均一にプラズマを発生させるため、図１に示す絶縁体シールド１１０の側面部にも電極を延長して設けている。
１０９Ａが延長部である。
その際、カソード電極は平均電位がプラスになるためスパッタはあまり問題にならないが、絶縁体シールド１１０のプラズマに露出している部分はスパッタされる可能性がある。
したがって、絶縁体シールド１１０の材質としては、スパッタされにくい材質を選ぶ必要があり、石英や、アルミナなどのセラミックスが望ましい。
また、絶縁体シールド１１０の厚さは装置本体容器１０１やアノード電極１０５との間で不要なプラズマが生成しないように十分厚くする必要がある。
【００２０】
被処理物１１９は、被処理物巻き出し部１１６に取り付けられ、第１の電極（アノード電極）１０５上部を通って、被処理物巻き取り部１１７に巻き取られる。
図１では省略しているが、被処理物のテンショシを調節する機構も設けられている。
【００２１】
本発明のプラズマエッチング装置の実施の形態の第２の例を図２に基づいて説明する。
本例は、第１の例と同様、容器１０１内においてプラズマを励起させ、絶縁体、導体、もしくはそれらを組み合わせた積層体からなる可撓性を有する帯状の被処理物１１９に対してプラズマを当て、異方性の高いエッチング処理を施すプラズマ処理装置で、その中で、プラズマを励起させ、エッチング処理を行うための容器１０１と、プラズマを励起させるための、およびエッチング処理を行うための、原料ガスを容器内に供給するガス供給部１０２と、排気して容器内を減圧にする排気部１０４とを有し、容器１０１の内部に、対向して、接地され、処理の際に被処理物を接して沿わせるためのドラム構造の第１の電極２０１と、コンデンサ１１２を介して、プラズマを励起させるための所定周波数の電力を供給する電源１１３に接続した第２の電極１０９とを備えたもので、被処理物１１９側の面にはエッチングを行うための、第１の電極１０５、第２の電極１０９より小さい面積の開口部１１５を設け、且つ、第２の電極１０９を囲い、プラズマ領域をほぼその中に限定するように囲む、絶縁体シールド１１０を備えている。
そして、エッチング処理の際には、被処理物１１９を、第１の電極１０５の、第２の電極１０９側の面に接して沿わせた状態で、絶縁体シールド１１０の開口部１１５からプラズマを当てるものである。
【００２２】
そして、本例も、第１の例と同様、ロール形態の帯状の被処理物１１９を処理部（開口部１１５のある位置）に供給する被処理物巻き出し部１１６と、処理後の被処理物１１９をロール形態で巻き取る被処理物巻き取り部１１７とを備え、被処理物巻き出し部１１６から処理部を経て被処理物巻き取り部１１７へと被処理物１１９を搬送するもので、本例の場合は、図２に示すように、２個のロール２０２にて被処理物１１９を押して、ドラム構造の第１の電極２０１の、第２の電極１０９側の面に接して沿わせた状態にして、連続搬送しながら、開口部１１５にて連続してエッチング処理を行うこともできるし、第１の例と同様に、コマ送りして間欠的にエッチング処理することもできる。
【００２３】
第１の電極（アノード電極）２０１がドラム構造であり、被処理物１１９の搬送が連続で、連続的にエッチング処理を行う点を除き、他の第２の電極（カソード電極）１０９と、絶縁体シールド１１０、冷却機構（１０８、１０９）等は、基本的に、第１の例のプラズマエッチング装置と同じで、ここでは、説明を省略する。
【００２４】
本例は、第１の例と比ベ、第１の電極（アノード電極）２０１が大きくなり、第１の電極（アノード電極）１０５を回転させる回転機構が加わり、装置が大掛かりになるが、連続処理が可能で、これより、より生産性を高めることが期待できる。
【００２５】
【実施例】
更に、実施例を挙げて、本発明を説明する。
（実施例１）
実施例１は、図１に示す実施の形態の第１の例のプラズマエッチング装置の実施例で、本例の装置を用い、厚さ２０μｍのステンレス上に厚さ２０μｍのポリイミドを塗布した、幅３００ｍｍの可撓性を有する帯状の被処理物をドライエッチングした。 以下、図１、図３を参照にして本例の装置を簡単に説明する。
本例は、先に述べた形態の装置であって、絶縁シールド１１０を１５ｍｍ厚の石英ガラスとし、第２の電極（カソード電極）１０９をステンレス材としたもので、ステンレス製の第２の電極（カソード電極）１０９と１５ｍｍ厚の石英ガラス製の絶縁シールド１１０の狭い隙間に原料ガスを供給し、第２の電極（カソード電極）１０９設けられた多数の小さい穴からプラズマ空間にシャワー方式で供給するものである。
隙間は５ｍｍとし、穴は直径１ｍｍで２ｃｍ間隔に配列させている。
そして、電源１１３の周波数を４００ｋＨｚとした。
【００２６】
また、本例の装置では、エッチングの際に、被処理物１１９を第１の電極（アノード電極）１０５に接するようにして沿わせるが、被処理物１１９を第１の電極（アノード電極）１０５により密着させるために、第１の電極（アノード）１０５の表面を中央が端より５ｍｍ高い一方向の凸形状にしている。
【００２７】
次いで、本例の装置を用いたエッチング処理と、その結果について説明する。
装置の開口部１１５の大きさは、フィルム送り方向が１５０ｍｍ、フィルム幅方向が３００ｍｍとした。
厚さ２０μｍのステンレス上に厚さ２０μｍのポリイミドを塗布した、幅３００ｍｍの可撓性を有する帯状の被処理物の、ポリイミド層に対して、幅０. １ｍｍ、間隔０. １ｍｍのライン形状の加工を行った。
ポリイミド面に感光性材料であるアクリル系ドライフィルム（旭化成社製、ＡＱ−５０３８）を１００℃でラミネートし、紫外線（ｇ線）露光機で露光量３０ｍＪ／ｃｍ2 でライン形状の露光をし、３０℃、ＮａＣＯ3 水溶液（１ｗｔ％）でスプレー現像してレジストパターンを得た。
この被処理物を、第１の電極（アノード電極）１０５上でポリイミド面が上になるように取りつけた後、以下のようにして、プラズマを励起し、開口１１５からポリイミドのエッチングを行った。
エッチングは、圧力２０Ｐａ、エッチングガスとして酸素を主成分とし、添加ガスとしてＣＦ4 を１０％、窒素を５％を加え、流量１０００ｓｃｃｍで、投入電力を単位面積当たり０. ５Ｗ／ｃｍ2 で行った。
尚、エッチングは、通常、圧力３〜８０Ｐａで、エッチングガスとして酸素を主成分とし、添加ガスとしてＣＦ4 を５〜４０％、必要に応じ窒素を１〜１５％を加えて、流量３０〜３０００ｓｃｃｍで行う。
また投入電力は開口部１１５の面積に依り、単位面積当たり０. １〜２Ｗ／ｃｍ2 で行う。
ＣＦ4 の代わりにＮＦ3 、ＣＨＦ3 ，ＳＦ6 等のフッ素系ガスでも良い。
ガスは流量が多い程、エッチングレートは早くなる傾向を示す。しかし、一定量以上加えても飽和するのでエッチング装置の排気能力に合せるほうが良い。
次に、レジストを剥離してポリイミドの加工を終了した。
剥離には、５０℃、水酸化ナトリウム水溶液（１５ｗｔ％）の高温アルカリ溶液を用いた。
尚、剥離には、高温アルカリ溶液を用いるのが一般的であるが、使用するポリイミドがアルカリ耐性に乏しい場合は、エタノールアミン等の有機アルカリを使用しても良い。
開口部１１５のフイルム送り方向の幅は１５０ｍｍであるので、１コマを処理後、プラズマを停止させ、１５０ｍｍだけ被処理物を送り、次のコマを処理するといった手順で、間欠的にエッチング処理を行った。
装置本体容器１０１に設けられている石英製の覗き窓から観察したところ、絶縁体シールド１１０の外側では不要なプラズマは生成されていなかった。
被処理物１１９に対し、１コマ１０分間のエッチング処理を行い、レジストを剥離した後、ポリイミドの削れた量を段差計で測定したところ、エッチング速度は平均で０．５μｍ／ｍｉｎ、１コマ内での分布（バラツキ）は５％であった。
【００２８】
（実施例２）
実施例２は、図２に示す実施の形態の第２の例のプラズマエッチング装置の実施例で、実施例１において、第１の電極（アノード電極）をドラム構造（図２の２０１に相当）に代えたものであり、説明は省く。
そして、本例の装置を用い、厚さ２０μｍのアルミフィルム上に厚さ２０μｍのポリイミドを塗布した、幅３００ｍｍの可撓性を有する帯状の被処理物をドライエッチングした。
本実施例の装置を用いたエッチング処理と、その結果についてのみ、図２を参照にしながら、以下、簡単に説明する。
装置の開口部１１５の大きさは、フィルム送り方向が１５０ｍｍ、フィルム幅方向が３００ｍｍとした。
前述の厚さ２０μｍのアルミフィルム上に厚さ２０μｍのポリイミドを塗布した、幅３００ｍｍの可撓性を有する帯状の被処理物の、厚さ２０μｍのステンレス上に厚さ２０μｍのポリイミドを塗布した、幅３００ｍｍの可撓性を有する帯状の被処理物の、ポリイミド層に対して、幅０. １ｍｍ、間隔０. １ｍｍのライン形状の加工を行った。
アルミ面に感光性材料であるアクリル系ドライフィルム（旭化成社製、ＡＱ−５０３８）を１００℃でラミネートし、紫外線（ｇ線）露光機で露光量３０ｍＪ／ｃｍ2 でライン形状の露光をし、３０℃、ＮａＣＯ3 水溶液（１ｗｔ％）でスプレー現像してレジストパターンを得た。
この被処理物を、第１の電極（アノード電極）２０１上でアルミ面が上になるように取りつけた後、以下のようにして、プラズマを励起し、開口１１５からアルミのエッチングを行った。
エッチングは、圧力２０Ｐａ、エッチングガスとして塩素を用い、流量１０００ｓｃｃｍで、投入電力を単位面積当たり０. ５Ｗ／ｃｍ2 で行った。
尚、エッチングは、通常、圧力３〜８０Ｐａで、エッチングガスとして塩素を用い、流量３０〜３０００ｓｃｃｍで行う。
また投入電力は開口部１１５の面積に依り、単位面積当たり０. １〜２Ｗ／ｃｍ2 で行う。
ガスは流量が多い程、エッチングレートは早くなる傾向を示す。しかし、一定量以上加えても飽和するのでエッチング装置の排気能力に合せるほうが良い。
次に、レジストを剥離してアルミの加工を終了した。
剥離は、５０℃、水酸化ナトリウム水溶液（１５ｗｔ％）の高温アルカリ溶液を用いた。
尚、剥離は、高温アルカリ溶液を用いるのが一般的であるが、使用するアルミがアルカリ耐性に乏しいので、アセトン等の有機溶媒を使用するのが良い。
装置本体容器１０１に設けられている石英製の覗き窓から観察したところ、実施例２装置の処理場合と同様、絶縁体シールド１１０の外側では不要なプラズマは生成されていなかった。
被処理物１１９に対し、５分間のエッチング処理を行い、レジストを剥離した後、アルミの削れた量を段差計で測定したところ、エッチング速度は平均で１μｍ／ｍｉｎ、１コマ内での分布（バラツキ）は１４％であった。
【００２９】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、可撓性を有する被処理物を処理するプラズマエッチング装置で、高い生産性と、高い加工精度に対応できる装置の提供を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマエッチング装置の実施の形態の第１の例の概略構成図
【図２】本発明のプラズマエッチング装置の実施の形態の第２の例の概略構成図
【図３】被処理物のエッチング処理を説明するための断面図
【図４】従来のラズマエッチングの第１の例の概略構成図
【図５】従来のラズマエッチングの第２の例の概略構成図
【符号の説明】
１０１ プラズマエッチング容器本体
１０２ 原料ガス供給部
１０２Ａ ガス供給口
１０３ バルブ
１０４ 排気部
１０５ 第１の電極（被処理物を載せるアノード電極板）
１０６ （アノード電極およびプラズマエッチング容器本体の）アース
１０７ 冷却水導入ライン
１０８ 冷却水排出ライン
１０９ 第２の電極（カソード電極）
１０９Ａ 第２の電極の絶縁体シールド側面側の部分
１１０ 絶縁体シールド
１１１ （電源ラインとプラズマエッチング容器本体の間の）絶縁部
１１２ ブロッキングコンデンサ
１１３ （プラズマ励起用の）電源
１１４ プラズマ
１１５ 絶縁体シールド開口部
１１６ 被処理物巻き出し部
１１７ 被処理物巻き取り部
１１８ ロール
１１９ 被処理物
２０１ 第１の電極（アノード電極）
２０２ ロール
３０１ ベース基材
３０２ 加工素材
３０３ レジスト
Claims (5)
- 容器内においてプラズマを励起させ、絶縁体、導体、もしくはそれらを組み合わせた積層体からなる被処理物に対してプラズマを当て、該被処理物にエッチング処理を施すプラズマ処理装置であって、その中で、プラズマを励起させ、エッチング処理を行うための容器と、プラズマを励起させるための、およびエッチング処理を行うための、原料ガスを容器内に供給するガス供給部と、排気して容器内を減圧にする排気部とを有し、前記容器の内部に、対向して、接地され、処理の際に被処理物を接して沿わせるための第１の電極と、コンデンサを介して、プラズマを励起させるための所定周波数の電力を供給する電源に接続した第２の電極とを備えたもので、被処理物側の面にはエッチングを行う前記第１の電極、第２の電極より小さい面積の開口部を設け、且つ、前記第２の電極を囲い、プラズマ領域をほぼその中に限定するように囲む、絶縁体のシールドを備えて、第１の電極のプラズマと接している面積を、第２の電極のプラズマと接している面積より小さくしており、エッチング処理の際には、被処理物を、第１の電極の、第２の電極側の面に接して沿わせた状態で、絶縁体のシールドの開口部からプラズマを当てるものであることを特徴とするプラズマエッチング装置。
- 請求項１に記載のプラズマエッチング装置であって、原料ガスを容器内に供給するガス供給部の、供給口は、第２の電極の、第１の電極に対向する面に、複数個、設けられており、原料ガスは、前記複数個の供給口から絶縁体のシールドで囲まれる領域内に、第２の電極側から第１の電極側に向かい、ほぼ均一に供給されるものであることを特徴とするプラズマエッチング装置。
- 請求項１ないし２のいずれか１項に記載のプラズマエッチング装置であって、被処理物は、可撓性を有する帯状のもので、ロール形態の帯状の被処理物を処理部に供給する被処理物巻き出し部と、処理後の被処理物をロール形態で巻き取る被処理物巻き取り部とを備え、被処理物巻き出し部から処理部を経て被処理物巻き取り部へと被処理物を搬送するもので、帯状の被処理物をエッチング処理する際には、ロールにて被処理物を第１の電極面に押し付けて、その位置を制御し、第１の電極の、第２の電極側の面に接して沿わせた状態にするものであることを特徴とするプラズマエッチング装置。
- 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のプラズマエッチング装置であって、被処理物のエッチング処理を間欠的に行うものであることを特徴とするプラズマエッチング装置。
- 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のプラズマエッチング装置であって、第１の電極がドラム構造であり、被処理物を連続的に搬送し、連続的にエッチング処理するものであることを待徴とするプラズマエッチング装置。
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