JP2011061654A - 基板のドライエッチング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水晶基板等の高硬度で脆い硬脆性材料からなる基板に対する微細加工を効率よく安定して実現できる基板のドライエッチング方法を提供すること。
【解決手段】ウェットエッチングによって溶解可能な樹脂基板７ａにウェットエッチングによって溶解可能な粘着剤フィルム７ｂが予め形成された支持基板７に水晶基板８を貼り合わせ、水晶基板８を加工面を上向きにした姿勢でドライエッチング装置４内に載置して静電吸着により保持しながら基板載置面と支持基板との間に冷却用の伝熱ガスを供給しつつ、プラズマ発生源によりプラズマを発生させて基板の加工面をエッチングした後、支持基板７をウェットエッチング装置５によって溶解させて水晶基板８のみを分離して取り出す工程構成とする。これにより、水晶基板８と支持基板７との分離を高効率で行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は水晶基板等の硬脆性材料からなる基板の加工に適したドライエッチング方法に関するものである。

水晶振動片等の水晶デバイスを製造するために水晶基板を加工する方法として、ウェットエッチングが採用されている。しかし、水晶基板のウェットエッチングで実現可能な加工幅は１００〜８０μｍ程度であり、微細化には限界がある。また、ウェットエッチングでは水晶基板は結晶方位に沿ってエッチングされ、このことが加工上の制約となる。

ウェットエッチングでは不可避の微細化の限界や加工上の制約を解決するために、水晶基板をドライエッチングにより加工することが提案されている。例えば、特許文献１，２には、ドライエッチングとウェットエッチングの併用により水晶基板から水晶振動片を製造する方法が開示されている。また、特許文献３にはドライエッチングのみで水晶基板から水晶振動片を製造する方法が開示されている。

特開２００７−１３３８３号公報 特開２００７−２５９０３６号公報 特開２００７−１６６２４２号公報

しかしながら、特許文献１〜３に開示されたものを含め、高硬度で脆い硬脆性材料である水晶基板の特性を考慮した現実に実用化可能なドライエッチング方法は提案されていない。すなわち、水晶の小片等を実験的に微細加工することは一般的なドライエッチング方法で可能であるが、例えば直径ないし一辺が２〜３ｉｎｃｈ程度で、厚みが１００〜２００μｍ程度あるいはそれ以下の厚みで非常に薄くかつ脆く、熱により反りやそれに起因する割れが生じやすい水晶基板に対する微細加工を効率よく安定して実現できる実用的なドライエッチング方法は未だ提供されていない。

そこで本発明は、水晶基板等の高硬度で脆い硬脆性材料からなる基板に対する微細加工を効率よく安定して実現できる基板のドライエッチング方法を提供することを目的とする。

本発明の基板のドライエッチング方法は、エッチングガスが供給される真空容器と、前記真空容器内で前記エッチングガスを電離させてプラズマを発生されるプラズマ発生源と、前記真空容器内に配置され基板が載置される基板載置部と、前記基板載置部に内蔵された静電吸着用電極と、前記基板載置部において前記基板が載置される基板載置面に伝熱ガスを供給する伝熱ガス供給機構とを備えたドライエッチング装置によって、前記基板の表裏をなす２つの面のうちの加工面として設定された少なくとも一方の面を対象としてエッチング加工を行うドライエッチング方法であって、ウェットエッチングによって溶解可能な材質より成り片面にウェットエッチングによって溶解可能な粘着剤層が予め形成された支持基板を準備する基板準備工程と、前記基板の前記加工面の裏面を前記支持基板の粘着剤層に貼り合わせる基板貼合わせ工程と、前記加工面の裏面に前記支持基板が貼り合わさ
れた前記基板を前記ドライエッチング装置の真空容器内に搬入し、前記基板の前記加工面を上向きにした姿勢で前記基板を前記基板載置面に載置する基板搬入工程と、前記静電吸着用電極に直流電圧を印加して前記支持基板を前記基板載置面に静電吸着して保持する基板吸着保持工程と、前記伝熱ガス供給機構により前記基板載置面と前記支持基板との間に前記伝熱ガスを供給しつつ、前記プラズマ発生源によりプラズマを発生させて前記基板の加工面をエッチングするエッチング工程と、前記エッチング工程終了後に前記基板を前記支持基板とともに前記基板載置面から上昇させ前記真空容器から搬出する基板搬出工程と、前記支持基板を前記粘着剤層とともにウェットエッチングによって溶解させることにより前記基板のみを分離して取り出す基板分離工程とを含む。

本発明によれば、ウェットエッチングによって溶解可能な材質より成り片面にウェットエッチングによって溶解可能な粘着剤層が予め形成された支持基板に粘着剤層を介して加工対象の基板を貼り合わせ、この基板を加工面を上向きにした姿勢で基板板載置面に載置して、静電吸着により保持しながら基板載置面と支持基板との間に冷却用の伝熱ガスを供給しつつ、プラズマ発生源によりプラズマを発生させて基板の加工面をエッチングした後、支持基板を粘着剤層とともにウェットエッチングによって溶解させて基板のみを分離して取り出す工程構成とすることにより、搬入出等の取り扱い時における損傷を防止するとともに、基板を高効率かつ高精度で冷却して熱に起因する基板の反り、剥がれ、割れ等の損傷や材料の変質を防止し、さらに基板と樹脂基板との分離を高効率で行うことができ、水晶基板等の高硬度で脆い硬脆性材料からなる基板に対する微細加工を効率よく安定して実現できる。

本発明の実施の形態１の水晶デバイス製造システムを示すブロック図 本発明の実施の形態１の水晶デバイス製造方法の工程説明図 本発明の実施の形態１の水晶デバイス製造システムによって製造される水晶振動子の構成説明図 本発明の実施の形態１の水晶デバイス製造システムに用いられる水晶基板の構成説明図 本発明の実施の形態１の水晶デバイス製造方法における樹脂基板と水晶基板との貼合わせ工程の工程説明図 本発明の実施の形態１の水晶デバイス製造方法における樹脂基板と粘着剤フィルムとの貼付け工程の工程説明図 本発明の実施の形態１の水晶デバイス製造方法における樹脂基板と粘着剤フィルムとの貼付け工程の工程説明図 本発明の実施の形態１の水晶デバイス製造方法における樹脂基板と水晶基板との貼合わせ工程の工程説明図 本発明の実施の形態１の水晶デバイス製造方法において用いられるドライエッチング装置の構造説明図 本発明の実施の形態１の水晶デバイス製造方法において用いられるドライエッチング装置の動作説明図 本発明の実施の形態１の水晶デバイス製造方法において用いられるドライエッチング装置の動作説明図 本発明の実施の形態１の水晶デバイス製造方法における基板のドライエッチング方法の工程説明図 本発明の実施の形態１の水晶デバイス製造方法における基板のドライエッチング方法の工程説明図 本発明の実施の形態１の水晶デバイス製造方法における基板のドライエッチング方法の工程説明図 本発明の実施の形態１の水晶デバイス製造方法における基板のドライエッチング方法の工程説明図 本発明の実施の形態１の水晶デバイス製造方法における基板のドライエッチング方法の工程説明図 本発明の実施の形態１の水晶デバイス製造方法における基板のドライエッチング方法の工程説明図 本発明の実施の形態１の水晶デバイス製造方法における基板のドライエッチング方法の工程説明図 本発明の実施の形態１の基板のドライエッチング方法における基板の静電吸着の説明図 本発明の実施の形態１の基板のドライエッチング方法における基板の保持方法および基板載置方法の説明図 本発明の実施の形態１の基板のドライエッチング方法における基板の保持方法および基板載置方法の説明図 本発明の実施の形態１の基板のドライエッチング方法における基板の保持方法および基板載置方法の説明図 本発明の実施の形態２の水晶デバイス製造システムを示すブロック図 本発明の実施の形態２の水晶デバイス製造方法の工程説明図 本発明の実施の形態２の水晶デバイス製造方法における樹脂基板と水晶基板との貼合わせ工程の工程説明図 本発明の実施の形態２の水晶デバイス製造方法における樹脂基板と水晶基板との貼合わせ工程の工程説明図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。水晶は高硬度で脆いため、水晶基板はドライエッチングによる微細加工を行う上で半導体基板等の一般的な加工対象とは異なる特性を有する。具体的には、水晶振動子等の水晶デバイスの製造に使用される水晶基板は直径ないし一辺が２〜３ｉｎｃｈ程度で、厚さが１００〜２００μｍ程度あるいはそれ以下の厚みで非常に薄くかつ脆い。そのため、ドライエッチング装置の真空チャンバ内への搬入出等の取り扱いが困難である。また、水晶基板は非常に硬くエッチングレートが遅いため、ドライエッチングの際には水晶基板は長時間プラズマによる熱に曝されて高温となる。前述のように厚みが１００〜２００μｍ程度の非常に薄くかつ脆い水晶基板は、熱による反りやそれに起因する割れが生じやすい。また、ドライエッチングの際に高温となることで、水晶自体の変質が起こる。具体的には４００〜５００℃程度以上の高温で水晶自体の変質が起こる。従って、水晶基板のドライエッチングでは熱に対する十分な対策が必要である。以下に説明する本発明の実施の形態は、以上の点を考慮することによって、水晶基板のドライエッチングによる安定した高効率の微細加工を実現するものである。

（実施の形態１）
まず図１、図２を参照して、水晶デバイス製造システム１の構成および水晶振動子の製造過程の概要について説明する。水晶デバイス製造システム１は、真空貼付装置２、真空貼合装置３、ドライエッチング装置４、ウェットエッチング装置５および洗浄装置６より構成される。水晶デバイス製造システム１は、支持基板７が貼り合わせて支持された水晶基板８（基板）を表裏両面から順次にドライエッチングすることにより、水晶基板８から複数の水晶振動子９を製造する機能を有する。図１において処理経路を示す実線、破線は、水晶基板８の表面、裏面を対象とした処理過程（図２に示す過程Ａ、過程Ｂ）にそれぞれ対応している。

過程Ａにおいては、まず樹脂基板７ａに粘着剤層７ｂを真空貼付装置２によって貼り付け（ＳＴ１Ａ）、水晶基板８を支持するための支持基板７を準備する。樹脂基板７ａは、
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）をシート状に成形したものであり、また粘着剤フィルム７ｂはポリイミド系粘着剤を厚みが一定のフィルム状としたものであり、いずれも薬液によるウェットエッチングによって溶解可能な樹脂よりなる。次いで真空貼合装置３によって水晶基板８の裏面側を粘着剤フィルム７ｂを介して支持基板７に真空貼り合わせして支持し（ＳＴ２Ａ）、ドライエッチング装置４に搬入して水晶基板８の表面側をドライエッチングする（ＳＴ３Ａ）。

この後、ウェットエッチング装置５によって水晶基板８から支持基板７を溶解除去（ウェットエッチング）する（ＳＴ４Ａ）。次いで、水晶基板８は洗浄装置６に送られて薬液の洗浄処理が行われた後、過程Ｂの対象となる。すなわち、水晶基板８の裏面を対象として、上述の（ＳＴ１Ａ）〜（ＳＴ４Ａ）と同様の（ＳＴ１Ｂ）〜（ＳＴ４Ｂ）が実行される。そして再度洗浄装置６に送られて薬液の洗浄処理を行う。以上の過程を経ることにより、水晶基板８はドライエッチングによって微細加工され、水晶振動子９が成形される。

次に図３を参照して、上記過程により製造される水晶振動子９の構成を説明する。図３（ａ）に示すように、水晶振動子９は、扁平な直方体状の基部９ａの一側部から互いに平行な一対の矩形断面の腕部９ｂを延出させた形状となっている。それぞれの腕部９ｂの両面（図３（ｂ）において上下面）には、矩形で有底状の断面形状を有する溝９ｃ、９ｄが設けられている。また、基部９ａ及び腕部９ｂの両面には、マスク層１０ａ、１０ｂが残留している。これらのマスク層１０ａ、１０ｂは、後述するドライエッチングにおいて水晶振動子９の形状を形成するためのマスクパターン層として用いられたデバイスパターン部１０Ｐａ，１０Ｐｂを構成する。これらのマスク層１０ａ、１０ｂは、水晶振動子９を振動させる電極として利用してもよいし、後工程で除去して別の電極を水晶振動子９に形成してもよい。

水晶振動子９の寸法は特に限定されないが、例えば以下のように設定される。基部９ａ及び腕部９ｂの厚みＴ１（マスク層１０ａ，１０ｂを除く）は１００μｍ程度である。基部９ａの幅Ｗ１は２００〜５００μｍ程度、腕部９ｂの幅Ｗ２は６０〜１２０μｍ程度である。溝部９ｃ，９ｄは、深さＤ１が４０μｍ程度で、幅Ｗ３が２０〜３０μｍ程度である。また、マスク層１０ａ，１０ｂの厚みＴ２は３〜５μｍ程度である。

次に図４を参照して、水晶基板８の構成を説明する。図４（ａ）において、水晶基板８は厚みが１００μｍ程度、直径が２〜３ｉｎｃｈ程度の薄板円板状であり、一方側の端部をカットしたオリエンテーションフラット８ａを有する外形形状となっている。平面視した状態における水晶基板８の表面８ｃ、裏面８ｄには、以下のマスク層１０ａ，１０ｂが形成されている。水晶基板８の周縁部の表裏には、環状枠部１０Ｅａ，１０Ｅｂが形成されており、環状枠部１０Ｅａ，１０Ｅｂの内部側には、十字枠部１０Ｃａ，１０Ｃｂがクロス形状で直交して形成されている。そして環状枠部１０Ｅａ，１０Ｅｂ、十字枠部１０Ｃａ，１０Ｃｂによって仕切られた４つのデバイスパターン領域８ｂには、十字枠部１０Ｃａ，１０Ｃｂから分岐して設けられた分岐枠部１０Ｂａ、１０Ｂｂに連結して、複数のデバイスパターン部１０Ｐａ，１０Ｐｂ（図３参照）がパターニングされている。

水晶基板８の表面および裏面にドライエッチングを施すことにより、デバイスパターン領域８ｂにおいてデバイスパターン部１０Ｐａ，１０Ｐｂで覆われることなく露出している部分の水晶が除去され、それによって個片の水晶振動子９の外形輪郭と溝９ｃ，９ｄが形成される。その後、デバイスパターン部１０Ｐａ，１０Ｐｂの部分を分岐枠部１０Ｂａ、１０Ｂｂから個々に切り離すことにより、図３に示す個片の水晶振動子９が得られる。環状枠部１０Ｅａ，１０Ｅｂ、十字枠部１０Ｃａ，１０Ｃｂの領域は、水晶基板８から水晶振動子９をドライエッチングによって製造する過程において、水晶基板８の全体形状を保持する機能を有しており、さらにドライエッチングのためのプラズマ処理において、水
晶基板８を下面側から支持するための支持部位として機能する。

なお、図５以下のドライエッチング過程の説明においては、水晶基板８の断面形状を、図４（ｂ）のように簡略化して示す。すなわち図４（ｂ）において水晶基板８の両側端の上下面に示す環状枠部１０Ｅａ，１０Ｅｂは、水晶基板８の周縁部の表面８ｃ、裏面８ｄに形成されたマスク層である。そして４つのデバイスパターン領域８ｂに形成された複数のデバイスパターン部１０Ｐａ，１０Ｐｂについては、その一部のみを簡略化して示している。

ここで、これらのマスク層１０ａ，１０ｂは、Ｎｉ、Ｃｒ等の金属からなるメタルマスクであり、フォトリソグラフィによって所望のパターンに形成されている。本実施の形態のように、メタルマスクを用いることにより、以下のような効果を得る。すなわち、水晶（水晶基板８）のエッチング条件において、レジストマスクのエッチング選択比は１〜３程度であり、本実施の形態のように加工深さが数１０〜数１００μｍ程度である場合、レジストマスクを使用するならその厚みは数１０μｍ必要である。この数１０μｍの厚いレジストマスクは、露光装置の性能やコストを考慮すると寸法のバラツキが大きくなる。これに対し、水晶のエッチング条件でのＮｉ，Ｃｒ等のメタルマスクのエッチング選択比は２０〜４０程度あるので、加工深さが数１０〜数１００μｍ程度である場合、メタルマスクの厚みは３〜５μｍ程度でよく、寸法のバラツキを抑制して高精度で形成できる。

しかしながらメタルマスクは、水晶基板８のドライエッチング中に加熱されて高温となる上にメタルマスクが削られることで膜厚も変化するため、内部応力が生じる。この内部応力はメタルマスクが形成された水晶基板８の反りの原因となる。つまり、金属からなるメタルマスクを使用した場合、レジストマスクを使用した場合と比較して、ドライエッチング中に熱による水晶基板９の反りやそれに起因する割れが生じやすい。本実施の形態では、後に詳述するようにドライエッチング中に高効率かつ高精度でメタルマスクが形成された水晶基板８を冷却して比較的低い温度で維持できるので、メタルマスクに生じる内部応力を低減ないし緩和し、ドライエッチング中の熱による水晶基板８の反りやそれに起因する割れ等の損傷を防止している。

また、本実施の形態では水晶基板８の表面８ｃ、裏面８ｄの両方にマスク層１０ａ，１０ｂを形成しているので、表面８ｃ、裏面８ｄのうちの片方にのみマスク層を形成した場合と比較して、ドライエッチング中の高温となったマスク層１０ａ，１０ｂの内部応力は、水晶基板８の表面８ｃ、裏面８ｄに均等に作用する。この点でも、ドライエッチング中の熱による水晶基板８の反りやそれに起因する割れ等の損傷が防止される。

次に図５〜図８を参照して、図２に示す（ＳＴ１Ａ）、（ＳＴ２Ａ）の詳細を説明する。まず図５（ａ）に示すように、樹脂基板７ａと粘着剤フィルム７ｂが準備される。樹脂基板７ａは、予め水晶基板８の外形形状に合わせて整形されている。また樹脂基板７ａには、下面側に偏在して金属粒子など導電性を有する導電体粒子１１ａが含有されており、導電体粒子１１ａが含有された厚み範囲は導電層７ｃを形成する。なお樹脂基板７ａに導電層を形成するための構成として、樹脂基板７ａに導電体粒子１１ａを含有させる代わりに、図中の波線括弧内に示すように、樹脂基板７ａの下面側に金属膜などの導電膜１１ｂを貼り付けるようにしてもよい。

次いで図５（ｂ）に示すように、樹脂基板７ａ上に粘着剤フィルム７ｂを重ねて貼り付け、粘着剤フィルム７ｂを樹脂基板７ａの外形に合わせてカットする。この貼り付け処理は、図６に示すように、真空貼付装置２に備えられた真空チャンバ２ａの真空雰囲気内で行われる。粘着剤フィルム７ｂには両面にカバーフィルム１３ａ，１３ｂが貼着されており、真空貼付装置２のチャンバ２ａ内には、カバーフィルム１３ａ，１３ｂ付きの粘着剤
フィルム７ｂが巻回された供給ロール１４の状態で供給される。供給ロール１４から巻き出された粘着剤フィルム７ｂから、一方のカバーフィルム１３ａ（図において下側）が剥離ロール１５ａにより剥離され、ガイドロール１５ｂによってガイドされて回収される。

カバーフィルム１３ａが剥離された粘着剤フィルム７ｂは、カバーフィルム１３ｂが上面側に貼着された状態でガイドローラ１５ｃによって水平方向にガイドされる。そしてカバーフィルム１３ａが剥離されて露出された粘着剤フィルム７ｂの下面側が、樹脂基板７ａの上面に貼り付けられる。次いで図示しないカッタにより、樹脂基板７ａの外形輪郭に沿って粘着剤フィルム７ａと他方のカバーフィルム１３ｂを切断することにより、図７（ａ）に示すように、樹脂基板７ａ上に、粘着剤フィルム７ｂが貼り付けられた構成の支持基板７上にカバーテープ１３ｂが残留した状態となる。

その後、図７（ｂ）に示すように、他方のカバーテープ１３ｂを剥離テープ１７によって剥離することにより、樹脂基板７ａ上に粘着剤フィルム７ｂが貼り付けられた構成の支持基板７が完成する。なお樹脂基板７ａに貼り付ける際に粘着剤フィルム７ｂを加熱して軟化させれば、粘着剤フィルム７ｂの樹脂基板７ａに対する密着度をさらに高めることができる。真空貼付の具体的条件としては、例えば真空チャンバ２ａ内の真空度（絶対真空を基準とする）が５０〜３００Ｐａ程度、ステージ温度が常温から８０℃程度である。すなわち上述の工程では、ウェットエッチングによって溶解可能な材質より成り、片面にウェットエッチングによって溶解可能な粘着剤フィルム７ｂによって形成された粘着剤層が予め形成された支持基板７を準備する（基板準備工程）。なおこれ以降の工程説明においては、樹脂基板７ａに貼り付けられた粘着剤フィルム７ｂを支持基板７の粘着剤層７ｂと記述する。すなわち本実施の形態においては、支持基板７として、粘着剤層７ｂ形成面の反対面に、導電層７ｃが設けられたものを用いるようにしている。

本実施の形態では、粘着剤フィルム７ｂはポリイミド系粘着剤を厚みが一定のフィルム状としたものであり、樹脂基板７ａおよびカバーフィルム１３ａ，１３ｂはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる。また、粘着剤フィルム７ａの厚みは４０μｍ程度であり、カバーフィルム１３ａ，１３ｂの厚みは７０μｍ程度である。粘着剤フィルム７ａに要求される機能としては、十分な粘着力を有すること、耐熱性が高いこと、減圧高温下でもアウトガスが殆どでないこと（例えば５ｐｐｍ以下）、ウェットエッチングにより容易に除去できること等がある。これらの機能を満たす限り、粘着剤フィルム７ａを構成する粘着剤の種類や厚みは特に限定されない。

この後、このようにして準備された支持基板７を水晶基板８と貼り合わせる。すなわち支持基板７および水晶基板８は、真空雰囲気が形成可能な真空チャンバ３ａ内に固定部３ｂおよび可動部３ｃを備えた構成の真空貼合装置３に送られる。そして、図５（ｃ）に示すように、樹脂基板７ａ側を下向きにした姿勢で支持基板７を固定部３ｂ上に載置し、可動部３ｃの下面側に水晶基板８を表面８ｃ側を上向きにした姿勢でセットする。そしてこの状態で真空チャンバ３ａ内を減圧し、次いで図５（ｄ）に示すように、可動部３ｃを下降させて水晶基板８を支持基板７に対して押圧する。

これにより、水晶基板８のドライエッチングにおける最初の加工面（表面８ｃ）の裏面８ｄを、支持基板７の粘着剤層７ｂに貼り合わせる（基板貼り合わせ工程）。この貼り合わせにより、水晶基板８の裏面８ｄが粘着剤層７ｂに押し込まれる。水晶基板８は、少なくとも裏面８ｄに形成されたデバイスパターン部１０Ｐｂが完全に粘着剤層７ｂ内に埋まる深さまで、粘着剤層７ｂ内へ押し込まれる。真空貼合の具体的条件としては、例えば真空チャンバ３ａ内の真空度が絶対真空を基準として１００〜７５０Ｐａ程度、ステージ温度が常温から８０℃程度、支持基板７に対して水晶基板８を押圧する圧力が０．１〜１ＭＰａ程度である。

これにより、図８に示すように、支持基板７と水晶基板８とを貼り合わせて構成され、（ＳＴ３Ａ）のドライエッチングの対象となるワーク１６が準備される。図８（ａ）に示すようにワーク１６は、水晶基板８の裏面８ｄを粘着剤層７ｂに密着させ、且つデバイスパターン部１０Ｐｂを粘着剤層７ｂに埋入させた形態となっている。なおこれ以降のドライエッチング過程の説明においては、図８（ｂ）に示すように、デバイスパターン領域８ｂ内におけるデバイスパターン部１０Ｐａ、１０Ｐｂの図示を省略して簡略化している。

このように真空貼合装置３の真空チャンバ３ａ内で支持基板７と水晶基板８とを貼り合わせることにより、粘着剤層７ｂと水晶基板８の間には気泡が存在せず、粘着剤層７ｂに対する水晶基板８の密着度を高くすることができる。また、水晶基板８は少なくとも裏面８ｄに形成されたデバイスパターン部１０Ｐｂが完全に粘着剤層７ｂ内に埋め込まれるように貼り合わされるので、水晶基板８と粘着剤層７ｂの密着面積が大きい。なお、真空貼合装置３により水晶基板８と粘着剤層７ｂを互いに加圧して貼り合わせる際に、粘着剤層７ｂを加熱してもよい。加熱により粘着剤層７ｂは軟化するので、デバイスパターン部１０Ｐｂによって形成されている水晶基板９の裏面８ｄの凹凸部に、粘着剤層７ｂを確実に隙間なく密着させることができる。

次に図９、図１０を参照して、ドライエッチング装置４の詳細構造および機能について説明する。ドライエッチング装置４は、その内部がワーク１６を対象としてプラズマ処理を行う処理室を構成する減圧可能なチャンバ（真空容器）２０を備える。チャンバ２０の上端開口は、石英等の誘電体からなる天板２１により密閉状態で閉鎖されている。天板２１上にはＩＣＰコイル２２が配設されており、ＩＣＰコイル２２にはマッチング回路２３を介して、高周波電源２４が電気的に接続されている。天板２１と対向するチャンバ２０内の底部側には、バイアス電圧が印加される下部電極としての機能及びワーク１６の保持台としての機能を有する基板サセプタ２５が配設されている。

チャンバ２０には、ワーク１６を搬入出するための開閉可能な搬入出用のゲート２０ａが設けられている。本実施の形態においては、ワーク１６はトレイ２９に設けられた複数の基板収納孔２９ａ内に保持された状態で、ゲート２０ａを介してチャンバ２０内に搬入され、この状態でワーク１６に対してプラズマ処理が行われる。また、チャンバ２０に設けられたエッチングガス供給口２０ｂには、エッチングガス供給源２６が接続されている。エッチングガス供給源２６はＭＦＣ（マスフローコントローラ）等を備え、エッチングガス供給口２０ｂから所望の混合比および流量でエッチングガスを供給できる。さらに、チャンバ２０に設けられた排気口２０ｃには、真空ポンプ等を備える真空排気装置２７が接続されている。

基板サセプタ２５は、セラミクス等からなる誘電体板３２、表面にアルマイト被覆を形成したアルミニウム等からなり、ペデスタル電極として機能する金属板３５、セラミクス等からなるスペーサ板３６、セラミクス等からなるガイド筒体３７、及び金属製のアースシールド３８、トレイ２９をガイドするリング形状のガイド部材２８を備えている。基板サセプタ２５の最上部を構成する誘電体板３２は、金属板３５の上面に固定されており、金属板３５はスペーサ板３６上に固定されている。さらに、誘電体板３２と金属板３５の外周をガイド筒３７が覆い、その外側とスペーサ板３６の外周をアースシールド３８が覆っており、ガイド部材２８はアースシールド３８の上面に装着されている。

誘電体板３２は平面視して円形の外形を有する略円板部材であり、基板サセプタ２５において、エッチング対象となる水晶基板８が支持基板７と貼り合わされたワーク１６を、以下に説明する基板支持部３３を介して載置する基板載置部としての機能を有している。また図１０（ａ）に示すように、誘電体板３２の上端面はトレイ２９の下面２９ｃを支持
するトレイ支持面（トレイ支持部）３２ａを構成する。トレイ支持面３２ａにおいてトレイ２９のそれぞれの基板収容孔２９ａと対応する位置には、水晶基板８が支持基板７を介して載置される短円柱状の基板支持部３３が上方に突出して設けられている。基板支持部３３は、円環状に突出して設けられた円環状凸部３３ａおよび円環状凸部３３ａで囲まれた範囲内に均一に分布して小径の円柱状で設けられた円柱状凸部３３ｂを備えている。円環状凸部３３ａ、円柱状凸部３３ｂの上端面は、基板載置部である誘電体板３２において水晶基板８が載置される基板載置面３３ｃを構成する。

チャンバ２０内には、基板サセプタ２５を貫通しかつ駆動装置３０で駆動されて昇降する昇降ピン３１が設けられており、昇降ピン３１はトレイ２９の下面に当接してトレイ２９を昇降させる。これにより、トレイ２９は誘電体板３２に対して接離し、トレイ２９の基板収納孔２９ａ内に保持されたワーク１６は、基板支持部３３上に載置されまた基板支持部３３から離隔する。

トレイ２９は略円板形状であり、外周縁部には下窄み形状の円錐テーパ面２９ｄが形成されている。ガイド部材２８の内周縁部には、下窄み形状の円錐テーパ面２８ａが形成されている。昇降ピン３１によって支持されたトレイ２９を下降させると、円錐テーパ面２９ｄが円錐テーパ面２８ａに嵌合することにより、トレイ２９は基板サセプタ２５に対して正しい位置に位置決めされ、さらにトレイ２９は下面がトレイ支持面３２ａに当接して支持される。トレイ２９の材料としては、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア（ＺｒＯ）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）等のセラミクス材、石英、ガラス類を含む誘電体材料を使用できる。アルマイトで被覆したアルミニウム、表面にセラミクスを溶射したアルミニウム、樹脂材料で被覆したアルミニウム等の金属であってもよい。

トレイ２９には厚み方向に貫通する複数の基板収納孔２９ａが設けられており、図１０（ａ）に示すように、基板収納孔２９ａの内周の孔壁２９ｅからは、トレイ２９の下面側の部分が基板収納孔２９ａの中心に向けて延出した支持縁部２９ｂが設けられている。基板収納孔２９ａ内に載置されたワーク１６はその下面を支持縁部２９ｂによって下方から保持される。また基板支持部３３の外径寸法Ｒ１は、支持縁部２９ｂによって閉囲される円形開口面の内径寸法Ｒ２よりも小さく設定されており、さらに基板支持部３３の突出高さＨ１は支持縁部２９ｂの厚み高さＨ２よりも大きく設定されている。

従って、図１０（ｂ）に示すように、昇降ピン３１を下降させてトレイ２９をガイド部材２８によるガイド位置に位置決めした状態では、それぞれの基板収納孔２９ａにおいて、基板支持部３３はトレイ２９の下面側から基板収納孔２９ａ内に進入する。これにより、トレイ２９はトレイ支持面３２ａによって下面を支持される。そしてこの状態では、ワーク１６はそれぞれの基板収納孔２９ａ内において支持縁部２９ｂから離隔して、円環状凸部３３ａ、円柱状凸部３３ｂの上面によって下面を支持された状態となる。

図９，図１０に示すように、誘電体板３２のそれぞれの基板支持部３３の基板載置面３３ｃ付近には、円形平板状の単極型の静電吸着用電極である基板吸着用電極３４が内蔵されている。基板吸着用電極３４は電気的に互いに絶縁されており、直流電源４１と調整用の抵抗４２等を備える共通の直流電圧印加機構４０から静電吸着用の直流電圧が印加される。基板吸着用電極３４は双極型の静電吸着電極でもよい。また、複数の基板支持部３３に共通して１個の静電吸着用電極を設けてもよい。

図９，図１０に示すように、それぞれの基板支持部３３には、伝熱ガス（本実施の形態ではヘリウム）のガス供給孔５２が設けられている。これらのガス供給孔５２は共通の伝熱ガス供給機構４３に接続されている。伝熱ガス供給機構４３は、伝熱ガス源（本実施形
態ではヘリウムガス源）４４、伝熱ガス源４４からガス供給孔５２に到る供給流路４５、供給流路４５の伝熱ガス源４４側から順に設けられた流量計４６、流量制御バルブ４７、及び圧力計４８を備える。また、伝熱ガス供給機構４３は、供給流路４５から分岐する排出流路５１と、この排出流路５１に設けられたカットオフバルブ４９を備える。さらに、伝熱ガス供給機構４３は、供給流路４５の圧力計４８よりも供給孔５２側と排出流路５１を接続するバイパス流路５０を備える。

それぞれの基板支持部３３においてワーク１６が載置される基板載置面３３ｃには、換言すればワーク１６の下面と円環状凸部３３ａで囲まれて閉鎖された空間３３ｄには、伝熱ガス供給機構４３によって伝熱ガスが供給される。伝熱ガスの供給時にはカットオフバルブ４９は閉弁され、伝熱ガス源４４から供給流路４５を経て供給孔５２へ伝熱ガスが送られる。流量計４６と圧力計４８で検出される供給流路４５の流量及び圧力に基づき、後述するコントローラ５９が流量制御バルブ４７を制御する。一方、伝熱ガスの排出時にはカットオフバルブ４９が開弁され、ワーク１６の下面の空間３３ｄ内の伝熱ガスは、ガス供給孔５２、供給流路４５、及び排出流路５１を経て排気される。

金属板３５には、プラズマ発生用の高周波電圧であるバイアス電圧を印加する高周波印加機構５３が電気的に接続されている。高周波印加機構５３は、高周波電源５４とマッチング用の可変容量コンデンサ５５とを備える。金属板３５の内部には、冷媒循環部３５ａが設けられており（図１０（ａ）も参照）、冷媒循環部３５ａは冷媒配管５８を介して冷媒循環装置５７と接続されている。冷媒循環装置５７を作動させることにより、冷媒循環部３５ａ内で冷媒が循環し、プラズマ処理の発熱によって昇温した金属板３５が冷却される。冷媒循環装置５７、冷媒配管５８、冷媒循環部３５ａは、金属板３５を冷却する冷却機構５６を構成する。

図１にのみ模式的に示すコントローラ５９は、流量計４６及び圧力計４８を含む種々のセンサや操作入力に基づいて、高周波電源２４、エッチングガス供給源２６、搬送アーム６０、真空排気装置２７、駆動装置３０、直流電圧印加機構４０、伝熱ガス供給機構４３、高周波電圧印加機構５３、及び冷却機構５６を含むドライエッチング装置４の全体の動作を制御する。

図１１、図１２を参照して、ドライエッチング装置４におけるワーク１６の搬入および基板サセプタ２５上へのワーク１６の載置動作について説明する。まず図１２（ａ）に示すように、水晶基板８と支持基板７とを貼り合わせて構成されたワーク１６（図８参照）を、トレイ２９の個々の基板収容孔２９ａの孔壁２９ｅから突出し、基板収容孔内２９ａに収容された水晶基板８の外周縁部分を下方から支持基板７を介して支持する支持縁部２９ｂを配設したトレイ２９の複数の基板収納孔２９ａにそれぞれ載置する。

次いで、複数のワーク１６を保持したトレイ２９を搬送アーム６０によって保持し、チャンバ２０のゲート２０ａ（図９）を介してチャンバ２０の内部に搬入して、図１１（ａ）、図１２（ｂ）に示すように、トレイ２９を基板サセプタ２５の上方に位置させる。すなわち、ここでは、加工面である表面８ｃの裏面８ｄに樹脂基板７が貼り合わされた水晶基板８を、ワーク１６の形態でドライエッチング装置４のチャンバ２０（真空容器）内に搬入し、水晶基板８の加工面である表面８ｃを上向きにした姿勢で、複数のワーク１６を誘電体板３２（基板載置部）のそれぞれの基板支持部３３の基板載置面３３ｃに載置する（基板搬入工程）。

このとき、図１１（ａ）に示すように、昇降ピン３１を上昇させてトレイ２９の下面を支持することにより、搬送アーム６０からトレイ２９が昇降ピン３１に移載される。次いで搬送アーム６０がチャンバ２０外に待避した後、図１１（ｂ）に示すように、昇降ピン
３１の下降を開始させることにより、トレイ２９は保持したワーク１６とともに基板サセプタ２５に対して下降する。

そしてトレイ２９の下面が誘電体板３２のトレイ支持面３２ａに当接することにより、ワーク１６はそれぞれの基板収納孔２９ａ内においてトレイ２９の支持縁部２９ｂから上方向に離間して基板支持部３３の基板載置面３３ｃに受け渡され載置された状態となり、この状態で水晶基板８を対象としたプラズマ処理によるドライエッチングが実行される。個々の基板支持部３３の円環状凸部３３ａに囲まれる凹部内には支持基板７の下面に当接する円柱状凸部３３ｂおよびガス供給孔５２が設けられている。プラズマ処理が終了した後のトレイ２９の搬出時には、昇降ピン３１を上昇させてワーク１６を保持したトレイ２９を搬送アーム６０への受け渡し位置まで上昇させ、チャンバ２０内に進出してきた搬送アーム６０にトレイ２９を移載する。

次に、図１３を参照して、水晶振動子９を製造するために実行される水晶基板８を対象としたプラズマ処理について説明する。ここでは、ドライエッチング装置４によって水晶基板８の表面８ｃ、裏面８ｄの２つの面のうち、最初の加工面として設定された表面８ｃを対象としてエッチング加工を行う。なお図１３においては、トレイ２９に保持された複数のワーク１６のうち、１つのワーク１６のみを簡略化して図示している。

図１３（ａ）に示すように、基板収納孔２９ａ内において、ワーク１６は基板支持部３３の基板載置面３３ｃ上に載置されている。このとき、基板支持部３３に内蔵された基板吸着用電極３４に対して直流電圧印加機構４０から直流電圧が印加され、支持基板７の下面（前述のように導電層７ｃが形成されている）が基板載置面３３ｃに静電吸着され、これにより支持基板７は高い密着度で基板載置面３３ｃに保持される。すなわち、ここでは基板吸着用電極３４に直流電圧を印加して、支持基板７を基板載置面３３ｃに静電吸着して保持する（基板吸着保持工程）。

次いで、ガス供給孔５２を介して伝熱ガス供給機構４３から伝熱ガス（本実施形態ではＨｅ）が供給され、基板支持部３３において支持基板７の下面との間に形成された空間３３ｄ（凹部）に伝熱ガスが充填される。その後、チャンバ２０内にはエッチングガス供給口２０ｂを通ってエッチングガス供給源２６からエッチングガスが供給されると共に、真空排気装置２７による排気が実行され、チャンバ２０内は所定圧力に維持される。

次いで、高周波電源２４からＩＣＰコイル２２に高周波電圧を印加すると共に、高周波印加機構５３により基板サセプタ２５の金属板３５にバイアス電圧を印加し、エッチングガスを電離させてチャンバ２０内にプラズマＰを発生させる。上記構成において、高周波電源２４、ＩＣＰコイル２２、高周波印加機構５３は、真空容器であるチャンバ２０内でエッチングガスを電離させてプラズマＰを発生されるプラズマ発生源を構成している。そしてこのプラズマＰにより、水晶基板８の表面８ｃがエッチングされる。具体的には、個々の水晶基板８の表面８ｃのうちデバイスパターン部１０Ｐａで覆われていない部分、すなわち水晶振動子９の外形輪郭を示すデバイスパターン部１０Ｐａの外側の部分と溝９ｃの部分がエッチングされる。すなわちここでは、伝熱ガス供給機構４３により基板載置面３３ｃと樹脂基板７ａとの間に伝熱ガスを供給しつつ、プラズマ発生源によりプラズマＰを発生させて水晶基板８の加工面をエッチングする（エッチング工程）。

水晶基板８のエッチング速度を高めるには、プラズマ密度が高く、かつ金属板３５に対し高いバイアス電圧を印加する必要がある。また、水晶基板８は高硬度であるので、プラズマ密度を高めかつ高いバイアス電圧を印加しても、エッチング時間が長くなる。そのため、水晶基板８は長時間プラズマによる熱に曝され、プラズマからの熱吸収が著しい。また、水晶基板８は１００μｍ程度で非常に薄くかつ脆い。従って、仮に水晶基板８の冷却
が不十分であるとすると、熱による反りやそれに起因する割れ等の損傷が生じる。

また、水晶基板８が高温となる程、水晶基板８とデバイスパターン部１０Ｐａの熱膨張率の差に起因する内部応力も大きくなり、反り、割れ等の損傷が生じる。さらに、水晶基板８が４００℃〜５００℃程度移動の高温となると水晶自体の変質も起こる。しかし、本実施形態では、高効率かつ高精度で水晶基板８を冷却して比較的低い温度で維持できるため、水晶基板８のドライエッチングに要求されるエッチング条件（高プラズマ密度、高バイアス電圧、かつ長い処理時間）を充足しつつ、熱に起因する水晶基板８の損傷を防止できる。以下、この点について詳述する。

エッチング中は、冷媒循環装置５７によって冷媒循環部３５ａ中で冷媒を循環させて金属板３５を冷却し、それによって支持基板７に貼り合わされた水晶基板８を冷却する。すなわち、水晶基板８は粘着剤層７ｂ、樹脂基板７ａ、伝熱ガス、及び誘電体板３２を介した金属板３５との間の熱伝導により冷却される。本実施の形態においては、真空貼付により粘着剤層７ｂを樹脂基板７ａに貼り付けているので、粘着剤層７ｂの樹脂基板７ａに対する密着度が高く、粘着剤層７ｂと樹脂基板７ａとの間に気泡が介在しない。また、真空貼合により粘着剤層７ｂを介して水晶基板８を樹脂基板７ａに貼り合わせているので、水晶基板８の粘着剤層７ｂに対する密着度が高く、かつ水晶基板８と粘着剤層７ｂとの間に気泡が介在しない。加えて、水晶基板８は十分な深さまで粘着剤層７ｂに押し込まれており両者の密着面積が大きい。そのため、粘着剤層７ｂと樹脂基板７ａとの間の熱伝導性と、粘着剤層７ｂと水晶基板８との間の熱伝導性は、いずれも良好である。

さらに前述のように、ワーク１６はその下面がトレイ２９を介することなく基板載置面３３ｃに直接載置され、基板載置面３３ｃに対して静電吸着によって高い密着度で保持されている。従って、円環状凸部３３ａとワーク１６の下面で囲まれた伝熱ガスが充填されている空間３３ｄの密閉度が高く、伝熱ガスを介したワーク１６と基板載置面３３ｃとの間の熱伝導性が良好である。その結果、個々の基板支持部３３の基板載置面３３ｃに保持されたワーク１６の水晶基板８を高い冷却効率で冷却できる。このように高効率で水晶基板８を冷却することにより、高プラズマ密度、高バイアス電圧、かつ長い処理時間（例えば８０分程度）というエッチング条件であっても水晶基板８を１００℃以下程度に維持できる。その結果、ドライエッチング中に水晶基板８が高温となって反り、剥がれ、割れ、変質等が生じるのを防止できる。

また、ドライエッチング中の熱によって水晶基板８や樹脂基板７ａからの粘着剤層７ｂの剥がれや気泡の膨張に起因する水晶基板８の反り、剥がれ、割れ等の損傷を防止できる。さらに、水晶基板８を高効率かつ高精度で冷却することにより、水晶基板８を構成する水晶とデバイスパターン部１０Ｐａを構成する金属との熱膨張率の差による内部応力も緩和でき、この内部応力に起因する損傷も防止できる。さらにまた、高効率かつ高精度の冷却により水晶基板８が高温となることがないので、熱による水晶自体の変質も防止できる。

前述のように水晶基板８は少なくとも裏面８ｄに形成されたデバイスパターン部１０Ｐｂが完全に粘着剤層７ｂ内に埋まる深さまで粘着剤層７ｂ内に押し込まれている。このように水晶基板８の裏面８ｄを粘着剤層７ｂ内に十分な深さまで埋め込むことにより、水晶基板８の裏面８ｄと粘着剤層７ｂとの境界へのプラズマの回り込みを防止できる。水晶基板８の裏面８ｄと粘着剤層７ｂとの境界へプラズマＰが回り込むと、この境界部分の粘着剤層７ｂがエッチングされて水晶基板８の粘着剤層７ｂからの剥がれの原因となる。さらに水晶基板８を粘着剤層７ｂ内に十分な深さまで埋め込んでプラズマの回り込みを防止することにより、水晶基板８の粘着剤層７ｂからの剥がれを防止でき、水晶基板８が樹脂基板７ａに対して粘着剤層７ｂを介して密着した状態を維持できる。

本実施の形態における具体的なエッチング条件は以下の通りである。エッチングガスはＣ_４Ｆ_８／Ｈｅ混合ガスであり、個々のガスの流量はＣ_４Ｆ_８が３０ｓｃｃｍ、Ｈｅが１２０ｓｃｃｍである。チャンバ２０内の圧力は０．５Ｐａである。ＩＣＰコイル２２に印加する高周波電力は１５００Ｗで、金属板３５に印加するバイアス電力は７００Ｗである。基板吸着用電極３４に印加する電圧は＋１．２ｋＶである。支持基板１１と基板載置面４１ａの間の隙間への伝熱ガス（本実施形態ではＨｅ）の充填圧は１２００Ｐａである。基板サセプタ２５の温度を２０℃程度に維持され、それによって水晶基板８の温度は１００℃以下程度に維持される。

このエッチング条件における水晶基板８のエッチングレートは、０．５〜１．０μｍ／ｍｉｎである。Ｎｉ、Ｃｒ等の金属からなるマスク層１３ａ，１３ｂのエッチング選択比は２０〜４０程度ある。また、エッチング時間は４０〜８０分程度である。エッチングガスはＣ_４Ｆ_８／Ｈｅ混合ガスに限定されない。Ｃ_４Ｆ_８に代えて、他のフルオロカーボン系ガスを使用できる。例えば、ＣＨＦ_３、ＣＦ_４、Ｃ_４Ｆ_６、Ｃ_５Ｆ_８、ＣＨ_２Ｆ_２等を使用できる。フルオロカーボン系ガス以外では、ＳＦ_６、ＮＦ_３等を使用できる。また、Ｈｅに代えてＡｒ、Ｘｅ等の他の希ガスを使用してもよい。

この後、図１３（ｂ）に示すように、水晶振動子９の外形輪郭を示すデバイスパターン部１０Ｐａの外側の表面８ｃが水晶振動子９の外形断面の１／２の深さまでエッチングされ、溝９ｃのエッチング深さが底部まで達した時点で水晶基板８の表面８ｃのエッチングを終了する。このエッチングが完了することにより、水晶振動子９の外形輪郭を示すデバイスパターン部１０Ｐａの外側の領域では、環状枠部１０Ｅａ、分岐枠部１０Ｂａ、十字枠部１０Ｃａの部分を除いて水晶基板８の厚み方向において略半分の厚みで水晶が除去される。なお前述した水晶基板８を粘着剤層７ｂへ押し込む深さは、水晶基板８の表面８ｃのエッチング終了時に、樹脂基板７ａから粘着剤層７ｂの表面までの高さが、樹脂基板７ａから水晶基板８の裏面８ｄまでの高さよりも高くなるように、樹脂基板７ａと粘着剤層７ｂの選択比に応じて設定することが好ましい。これにより、水晶基板８の表面８ｃのエッチングが完了するまで、水晶基板８の裏面８ｄと粘着剤層７ｂとの境界へのプラズマの回り込みをより確実に防止できる。

水晶基板８の表面８ｃのエッチングが完了した後、高周波電源２４からＩＣＰコイル２２への高周波電圧の印加と、高周波印加機構５３から金属板３５へのバイアス電圧の印加を停止する。続いて、真空排気装置２７によりエッチングガスをチャンバ２０内から排気する。また、直流電圧印加機構４０から基板吸着用電極３４への直流電圧の印加を停止してワーク１６の静電吸着を解除する。そしてこの後、水晶基板８を支持基板７に貼り合わせたワーク１６は、ゲート２０ａからドライエッチング装置４のチャンバ２０外に搬出される。

この際、まず駆動装置３０によって昇降ピン３１を駆動することによりワーク１６を基板載置面３３ｃから上昇させ、次いで搬送アーム６０（図１１）にワーク１６を移載した後、搬送アーム６０とともにワーク１６をチャンバ２０外に搬出する。このとき、水晶基板８は支持基板７に貼り合わせた状態となっていることから、搬出動作時に作用する外力による水晶基板８の損傷を防止することができる。すなわち、ここではエッチング工程終了後に、水晶基板８を支持基板７とともに基板載置面３３ｃから上昇させ、チャンバ２０から搬出する（基板搬出工程）。これにより、図１４（ａ）に示すように、ワーク１６は表面８ｃのドライエッチングが完了した水晶基板８＊を支持基板７によって支持した状態となる。

本実施の形態では、前述のように樹脂基板７ａの下面に導電層７ｃを設けることで、基
板吸着用電極３４によって基板支持部３３の上面に支持基板７を吸着する静電吸着力を強め、誘電体板３２との熱伝導によって支持基板７を効果的に冷却するとともに、搬送トラブルを防止している。つまり、導電層７ｃを設けることにより、静電吸着時の吸着力を強めつつ、残留吸着を防止している。仮に導電層７ｃを設けない場合、支持基板７を静電吸着保持する基板載置面３３ｃの吸着力が弱くなるので、誘電体板３２との熱伝導による支持基板７の冷却効果が弱くなる。また、導電層７ｃを設けずに誘電体板３２との熱伝導による支持基板７の冷却能力を高めるためには、基板吸着用電極３４に対する非常に高い電圧の印加が必要である。

その場合、図１９（ｂ）に概念的に示すように、誘電体である樹脂基板７ａが静電分極して、基板吸着用電極３４への電圧の印加を停止した後にも、基板載置面３３ｃと接触する樹脂基板７ａの下面に静電分極が残り、残留電荷による樹脂基板７ａの下面と基板載置面３３ｃとの間に強い残留吸着が生じる。この強い残留吸着により支持基板７が基板載置面３３ｃから剥がれ難くいあるいは剥がれない等の搬送のトラブルが起こる恐れがある。これに対して、図１９（ａ）に概念的に示すように、導電層７ｃを設けた場合には、直流電圧印加機構４０からの直流電圧の印加を停止すれば、導電層７ｃ内での電荷の移動により基板載置面３３ｃの吸着力は速やかに消滅する。これにより、基板載置面３３ｃから支持基板７を離隔させる際の搬送トラブルを防止することができる。

次に、上述の水晶基板８＊から支持基板７を溶解除去する処理が実行される（図２のＳＴ４Ａ）。すなわち、図１４（ｂ）に示すように、ワーク１６はウェットエッチング装置５の処理槽５ａ内に搬入され、ウェットエッチングのための薬液中に浸漬される。本実施の形態では前述のように、樹脂基板７ａはＰＥＴより、粘着剤層７ｂはポリイミド系粘着剤から成るので、薬液としてアセトン、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−ピロリドン）等の有機系溶剤を用いる。ただし、薬液の種類は樹脂基板７ａ、粘着剤層７ｂの材質に応じて適宜選択される。これにより、支持基板７を構成する樹脂基板７ａ、粘着剤層７ｂは薬液の化学作用により溶解して消失し、水晶基板８＊のみが残留する。

この後、水晶基板８＊を表裏反転することにより、図１４（ｃ）に示すように、水晶基板８＊は次工程において加工面となる裏面８ｄを上向きにした姿勢となる。すなわち、ここでは、支持基板７を粘着剤層７ｂとともにウェットエッチングによって溶解させることにより、水晶基板８＊のみを分離して取り出す（基板分離工程）。この基板分離工程においては、支持基板７を構成する樹脂基板７ａ、粘着剤層７ｂの材質と薬液の種類の組み合わせを適切に選定することにより、支持基板７を容易に溶解させて水晶基板８＊の分離を効率よく（例えば、１〜２時間程度のエッチング時間）行うことが可能となっている。そしてこの後、水晶基板８＊は、洗浄装置６によって洗浄されて薬液成分を除去した後、次の裏面８ｄを対象とするエッチング工程に送られる。

なお図１５は、支持基板７を構成する樹脂基板７ａに導電層７ｃを形成するための方法として、導電膜１１ｂを樹脂基板７ａに貼り付けた例を示している。ここで、図１５（ａ）、（ｃ）は、図１４（ａ）、（ｃ）と同様であり、図１５（ｂ）のみが図１４に示す例と異なっている。すなわち図１４に示す例においては、樹脂基板７ａ中に含有されていた導電体粒子１１ａはウェットエッチングの過程において、薬液中に分散する。これに対し、図１５に示す例においては、導電膜１１ｂはその形状を保ったまま薬液中に残留することから、ウェットエッチングの過程において処理槽５ａから導電膜１１ｂを回収して廃棄する処理が必要となる。

次に図１６〜図１８を参照して、水晶基板８の裏面８ｄのエッチングについて説明する。この裏面８ｄのエッチングの工程（図２の（ＳＴ１Ｂ）〜（ＳＴ４Ｂ））は、表面８ｃのエッチングの工程（図２の（ＳＴ１Ａ）〜（ＳＴ４Ａ））と同様の工程の繰り返しであ
る。以下、裏面８ｄを対象とするエッチング工程について説明するが、特に言及しない点については、プラズマ処理過程における冷却効果等の作用効果を含め、表面８ｃのエッチングの場合と同様である。

図１６（ａ）、（ｂ）は、図５（ａ）、（ｂ）と同一内容であり、ここでは、樹脂基板７ａ上に粘着剤フィルム７ｂを貼り付けることにより、前述構成の支持基板７が準備される（基板準備工程）。次いで、このようにして準備された支持基板７を水晶基板８＊と貼り合わせる。すなわち支持基板７および水晶基板８＊は、前述構成の真空貼合装置３に送られる。そして図１６（ｃ）に示すように、樹脂基板７ａ側を下向きにした姿勢で支持基板７を固定部３ｂ上に載置し、可動部３ｃの下面側に水晶基板８を裏面８ｄ側を上向きにした姿勢でセットする。そしてこの状態で真空チャンバ３ａ内を減圧し、次いで図１６（ｄ）に示すように、可動部３ｃを下降させて、水晶基板８＊を支持基板７に対して押圧する。

これにより、水晶基板８のドライエッチングにおける次の加工面（裏面８ｄ）の裏面である表面８ｃを、支持基板７の粘着剤層７ｂに貼り合わせる（基板貼り合わせ工程）。この貼り合わせにおいては、前工程のドライエッチングにより表面８ｃに生じた加工段差が、完全に粘着剤層７ｂ内に埋入する深さまで粘着剤層７ｂ内に押し込む。これにより、図１６（ｅ）に示すように、支持基板７と水晶基板８＊とを貼り合わせて構成され（ＳＴ３Ｂ）のドライエッチングの対象となるワーク１６＊が準備される。

次いで、水晶基板８の裏面８ｄを対象としてドライエッチングが実行される。まずワーク１６＊はトレイ２９の基板収納孔２９ａに載置され、図１１に示す例と同様に、ドライエッチング装置４のチャンバ２０内に搬入される。そして水晶基板８＊の加工面である裏面８ｄを上向きにした姿勢で、ワーク１６＊を基板載置面３３ｃに載置する（基板搬入工程）。すなわち図１７（ａ）に示すように、基板収納孔２９ａ内において、ワーク１６＊を基板支持部３３の基板載置面３３ｃ上に載置し、次いで静電吸着用電極３４に直流電圧を印加して、樹脂基板７を基板載置面３３ｃに静電吸着して保持する（基板吸着保持工程）。

この後、（ＳＴ３Ａ）と同様にチャンバ２０内でプラズマＰを発生させ、加工面である裏面８ｄを対象としてプラズマ処理を行う。伝熱ガス供給機構４３により基板載置面３３ｃと樹脂基板７との間に伝熱ガスを供給しつつ、プラズマ発生源によりプラズマを発生させて水晶基板８の加工面をエッチングする（エッチング工程）。このエッチングにおいては、図１７（ｂ）に示すように、表面８ｃを対象とするエッチングでは除去されずに残留していた１／２の深さがエッチングされ、溝８ｅのエッチング深さが底部に達するまで、裏面８ｄを対象とするエッチングを継続する。このエッチングが完了することにより、デバイスパターン領域８ｂにおいて水晶振動子９の外形輪郭を示すデバイスパターン部１０Ｐｂの部分を除いて、水晶基板８の全厚み分の水晶が除去され、環状枠部１０Ｅｂ 、分岐枠部１０Ｂｂ、十字枠部１０Ｃｂを残して水晶基板８を厚み方向に貫通する開口が形成される。また、個片の水晶振動子９において腕部９ｂの両面には、溝９ｃ，９ｄ（図３参照）が加工される。

このようにして水晶基板８＊の裏面８ｄを対象とするエッチングが完了した後、水晶基板８＊を支持基板７に貼り合わせたワーク１６＊は、ゲート２０ａからドライエッチング装置４のチャンバ２０外に搬出される（基板搬出工程）。次に、上述の水晶基板８＊から支持基板７を溶解除去する処理が実行される（図２のＳＴ４Ｂ）。すなわち、図１８（ｂ）に示すように、ワーク１６はウェットエッチング装置５の処理槽５ａ内に搬入され、ウェットエッチングのための薬液中に浸漬される。これにより、支持基板７を構成する樹脂基板７ａ、粘着剤層７ｂは薬液の化学作用により溶解して消失し、水晶基板８＊のみが残
留する。

すなわちここでは、支持基板７を粘着剤層７ｂとともにウェットエッチングによって溶解させることにより、ドライエッチングによってデバイスパターン部１０Ｐｂを除いた部分が除去されて、水晶振動子９の個片の集合体となった水晶基板８＊のみを分離して取り出す（基板分離工程）。この後水晶基板８＊は、洗浄装置６によって洗浄されて薬液成分が除去される。そして個片の水晶振動子９を、図４に示す分岐枠部１０Ｂａから切り離すことにより、水晶振動子９の外形が形成され、水晶振動子９を完成するための後工程に送られる。

次に本発明における水晶基板８のハンドリング方法およびドライエッチング装置４における水晶基板８の支持方法について説明する。まず上述の実施の形態においては、エッチングの対象となる水晶基板８を保持してドライエッチング装置４内に搬入・搬出し、またドライエッチング装置４に備えられた基板サセプタ２５に水晶基板８を載置して支持する方法として、以下のような方法を採用している。

まず、基板搬入工程おいては、加工面（表面８ｃまたは裏面８ｄ）の裏面に支持基板７が貼り合わされた水晶基板８を、厚み方向に貫通する基板収容孔２９ａが設けられたトレイ２９の基板収容孔２９ａに保持させ、ドライエッチング装置４のチャンバ２０内に搬入させて、このトレイ２９をトレイ２９を支持するトレイ支持部であるトレイ支持面３２ａに支持させるとともに、水晶基板８の加工面を上向きにした姿勢で、基板載置面３３ｃにトレイ２９から水晶基板８が載置されるようになっている。このとき、基板載置部である誘電体板３２に昇降自在に設けられた複数の昇降ピン３１によって、トレイ２９を介して水晶基板８を基板載置面３３ｃに対して昇降させる構成としている。そして基板貼合わせ工程においては、個々の水晶基板８をそれぞれ１つの支持基板７に貼り合わせてワーク１６とし、基板搬入工程および基板搬出工程において、基板収容孔２９ａが複数設けられたトレイ２９の基板収容孔２９ａのそれぞれに、１つのワーク１６を収容して保持するようにしている（図１２参照）。

しかしながら本発明は上記方法に限定されるものではなく、以下の図２０〜図２２に示すように、各種の水晶基板８のハンドリング方法およびドライエッチング装置４における水晶基板８の支持方法を採用することができる。まず図２０に示す例では、水晶基板８の加工面の裏面に支持基板７Ａが貼り合わされたワーク１６を、図１２に示す例と同様に、トレイ２９Ａに設けられた複数の基板収納孔２９ａに収容する。次いで図２０（ｂ）に示すように、トレイ２９Ａを搬送アーム６０によって保持して、トレイ２９Ａごと、基板サセプタ２５の誘電体板３２（基板載置部）に載置するようにしている。誘電体板３２には、トレイ２９Ａにおけるワーク１６の配列に対応した位置に、ワーク１６の下面に当接して支持する基板支持部３３Ａが設けられている。

ここで、支持基板７Ａは、基板分離工程におけるウェットエッチングの所要時間を短縮するため、図１２に示す支持基板７よりも厚みが薄く設定されている。このため、水晶基板８と貼り合わされた状態においてワーク１６の剛性は図１２に示す例よりも小さく、基板収納孔２９ａ内に収容した状態において過大な撓みを生じて損傷するおそれがある。このような剛性不足に起因する不具合を防止するため、図２０に示す例においては、水晶基板８において予め設定された支持部位、すなわち図２０（ｃ）に示すように、水晶基板８における十字枠部１０Ｃａの配置に対応して、トレイ２９Ａの個々の基板収納孔２９ａ内に枠状の支持部材２９ｆを配設すると共に、トレイ２９Ａの個々の基板収容孔２９ａの孔壁２９ｅから突出し、基板収容孔内２９ａに収容された水晶基板８の外周縁部分を下方から支持基板７Ａを介して支持する支持縁部２９ｂを配設している。

そしてワーク１６がトレイ２９Ａの基板収納孔２９ａ内に収容された状態では、水晶基板８は支持縁部２９ｂ、支持部材２９ｆによって支持基板７Ａを介して上述の支持部位を支持される。さらにトレイ２９Ａを誘電体板３２に対して下降させた状態では、実質的な環状凸部３３ｆ、円柱状凸部３３ｂが支持基板７Ａの下面に当接して支持するとともに、複数の実質的な環状凸部３３ｆ間に構成され、トレイ２９Ａの個々の基板収納孔２９ａの枠状の支持部材２９ｆを収容可能な十字形状で設けられる十字溝部３３ｅがトレイ２９Ａの支持部材２９ｆを収容する。

すなわちトレイ２９Ａが保持した水晶基板８と支持基板７Ａとを貼り合わせて構成されたワーク１６とともに基板サセプタ２５に対して下降すると、トレイ２９Ａの下面が誘電体板３２のトレイ支持面３２ａに当接することにより、ワーク１６はそれぞれの基板収納孔２９ａ内においてトレイ２９Ａの支持縁部２９ｂ、支持部材２９ｃから上方向に離間して基板支持部３３の基板載置面３３ｃに受け渡され載置された状態（図１０（ｂ）参照）となる。基板支持部３３の個々の実質的な環状凸部３３ｆに囲まれる凹部内には、支持基板７Ａの下面に当接する円柱状凸部３３ｂおよびガス供給孔５２が設けられている。

また図２１に示す例では、図１２，図２０に示す例とは異なり、図２１（ａ）に示すように、複数の水晶基板８を大径サイズの支持基板７０に予め設定された配列位置７０ａに貼り合わせるようにしている。複数の水晶基板８が貼り合わされた支持基板７０は、図２１（ｂ）に示すように、円環部１２９ａの内側に円環部１２９ａと連結された格子枠状の格子支持枠部１２９ｂが配置された構成のトレイ１２９によって保持される。ここで、支持基板７０における水晶基板８の配列は、支持基板７０がトレイ１２９に保持された状態で、それぞれの水晶基板８の支持部位（十字枠部１０Ｃａに対応する位置）が格子支持枠部１２９ｂの上方に対応して位置するように設定される。すなわち十字枠部１０Ｃａの中心点と格子支持枠部１２９ｂの中心点が実質的に対応して位置し、十字枠部１０Ｃａが支持基板７０を介して格子支持枠部１２９ｂが支持されるように位置設定される。

そしてトレイ１２９によって保持された支持基板７０は、図２１（ｃ）、図２１（ｄ）において、トレイ１２９ごと搬送アーム６０によって保持されて、基板サセプタ２５の誘電体板３２（基板載置部）に載置される。誘電体板３２には、トレイ１２９における水晶基板８の少なくとも配列に対応した位置、あるいは複数の水晶基板８が貼り合わされた支持基板７０全面に対応した位置に、支持基板７０を介して水晶基板８の下面に当接して支持する基板支持部３３Ｂが設けられている。基板支持部３３Ｂ（図２１（ｄ）（図２１（ｃ）の基板支持部３３Ｂの部分拡大図）参照）は、複数の実質的な環状凸部３３ｆで構成され、個々の実質的な環状凸部３３ｆで囲まれる凹部内には支持基板７０の下面に当接する円柱状凸部３３ｂおよびガス供給孔５２が設けられている。

基板支持部３３Ｂを構成する複数の実質的な環状凸部３３ｆの間にて構成され、トレイ１２９の円環部１２９ａの内側に円環部１２９ａと連結された格子枠状の格子支持枠部１２９ｂが嵌合（収容）する断面形状を有する十字溝部１３２が配設されており、十字溝部１３２の４つの端部あるいは、十字溝部１３２上に位置して、誘電体板３２に対して昇降する昇降ピン３１が設けられている。十字溝部１３２はトレイ１２９における格子支持枠部１２９ｂの配列に対応しており、昇降ピン３１によって下面を支持されたトレイ１２９が下降することにより、円柱状凸部３３ｂが支持基板７０の下面に当接して支持するとともに、格子支持枠部１２９ｂが十字溝部１３２（トレイ支持部）に嵌合（収容）することにより、複数の水晶基板８が貼り合わされた支持基板７０はトレイ１２９の格子支持枠部１２９ｂから上方向に離間して基板支持部３３Ｂに受け渡される。これにより、水晶基板８は支持基板７０を介して基板支持部３３Ｂに載置される。

すなわち図２１に示す例においては、基板貼合わせ工程において複数の水晶基板８を１
つの支持基板７０に貼り合わせ、基板搬入工程および基板搬出工程において、水晶基板８に予め設定された支持部位に対応して格子支持枠部１２９ｂが配置された枠状のトレイ１２９によって支持基板７０を保持し、基板サセプタ２５の誘電体板３２（基板載置部）の基板支持部３３Ｂに水晶基板８を、支持基板７０を介して載置するようにし、基板支持部３３Ｂを構成する複数の実質的な環状凸部３３ｆで囲まれ支持基板７０の下面との間に形成されたそれぞれの空間（凹部内）には伝熱ガス（本実施形態ではＨｅ）が供給され充填される。これにより、複数の水晶基板８が貼り合わされた支持基板７０全体を冷却可能に支持することができ、効果的に複数の水晶基板８を、支持基板７０を介して冷却することができる。

また図２２に示す例では、図２２（ａ）に示すように、複数の水晶基板８を大径サイズの支持基板７０Ａに予め設定された配列位置７０ａに貼り合わせるようにしている。ここで、支持基板７０Ａは図２１に示す支持基板７０よりも厚型で剛性が大きく、図２２（ｂ）に示すように、搬送アーム６０によって支持基板７０Ａを直接保持することが可能となっている。基板サセプタ２５の誘電体板３２には、支持基板７０Ａにおける水晶基板８の配列に対応した位置に、支持基板７０Ａを介して水晶基板８の下面に当接して支持する基板支持部３３Ｃおよび図２１と同様の十字溝部１３２が設けられている。

基板支持部３３Ｃは図２１に示す基板支持部３３Ｂとほぼ同様構成であるが、基板支持部３３Ｃにおいては、昇降ピン３１の上端部には、円環部１３１ａの内側に円環部１３１ａと連結された格子枠状の格子支持枠部１３１ｂが配置された構成の昇降部材１３１が結合されており、昇降ピン３１を昇降させることにより、昇降部材１３１は誘電体板３２に対して昇降する。昇降部材１３１には、搬送アーム６０によって支持基板７０Ａが移載される。

ここで、支持基板７０Ａにおける水晶基板８の配列は、支持基板７０Ａが昇降部材１３１に保持された状態で、それぞれの水晶基板８の支持部位（十字枠部１０Ｃａに対応する位置）が格子支持枠部１３１ｂの上方に位置するように設定される。すなわち十字枠部１０Ｃａの中心点と格子支持枠部１３１ｂの中心点が実質的に対応して位置し、十字枠部１０Ｃａが支持基板７０Ａを介して格子支持枠部１３１ｂに支持されるように位置設定される。このような構成の昇降部材１３１を用いることにより、図２２（ｃ）に示すように、個々の水晶基板８の支持部位（十字枠部１０Ｃａに対応する位置）を格子支持枠部１３１ｂによって支持基板７０Ａを介して支持することができる。そして昇降部材１３１が下降することにより、円柱状凸部３３ｂ（図２２（ｂ））が支持基板７０Ａの下面に当接して支持するとともに、格子支持枠部１３１ｂが十字溝部１３２に嵌合し、これにより、水晶基板８は支持基板７０Ａを介して基板支持部３３Ｃに載置される。

すなわち図２２に示す例においては、基板貼合わせ工程において複数の水晶基板８を１つの支持基板７０Ａに貼り合わせ、基板搬入工程および基板搬出工程において、水晶基板８に予め設定された支持部位に対応して格子支持枠部１３１ｂが配置された枠状の昇降部材１３１によって支持基板７０Ａを誘電体板３２に設けられた基板支持部３３Ｃ（基板載置面）に対して昇降させるようにしている。

（実施の形態２）
実施の形態１においては、水晶基板８と貼り合わされる支持基板７を、樹脂基板７ａに粘着剤フィルム７ｂを貼り付けた構成としているが、本実施の形態２においては、ＰＥＴシートに予め粘着剤層を形成した構成の支持基板１０７を用いるようにしている。以下、図２３，図２４を参照して、本実施の形態２における水晶デバイス製造システム１０１の構成および水晶振動子９の製造過程の概要について説明する。

水晶デバイス製造システム１０１は、実施の形態１に示すものと同様の真空貼合装置３、ドライエッチング装置４、ウェットエッチング装置５、および洗浄装置６より構成される。水晶デバイス製造システム１０１は、支持基板１０７が貼り合わせて支持された水晶基板８（基板）を表裏両面から順次にドライエッチングすることにより、水晶基板８から複数の水晶振動子９を製造する機能を有する。図２３において、処理経路を示す実線、破線は、水晶基板８の表面、裏面を対象とした処理過程（図２に示す過程Ａ、過程Ｂ）にそれぞれ対応している。

過程Ａにおいては、まず真空貼合装置３によって水晶基板８の裏面側を支持基板１０７に、すなわち粘着剤層付き樹脂基板１０７の粘着剤層１０７ｂを介して真空貼り合わせして支持する（ＳＴ１０１Ａ）。次いで支持基板１０７に貼り合わされた水晶基板８をドライエッチング装置４に搬入して水晶基板８の表面側をドライエッチングする（ＳＴ１０２Ａ）。この後、ウェットエッチング装置５によって水晶基板８から支持基板１０７を溶解除去（ウェットエッチング）する（ＳＴ１０３Ａ）。次いで、水晶基板８は洗浄装置６に送られて薬液の洗浄処理が行われた後、過程Ｂの対象となる。すなわち、水晶基板８の裏面を対象として、上述の（ＳＴ１０１Ａ）〜（ＳＴ１０３Ａ）と同様の（ＳＴ１０１Ｂ）〜（ＳＴ１０３Ｂ）が実行される。そして再度洗浄装置６に送られて薬液の洗浄処理を行う。以上の過程を経ることにより、水晶基板８はドライエッチングによって微細加工され、水晶振動子９が成形される。

図２５は、上述の（ＳＴ１０１Ａ）において実行される貼り合わせ工程を示している。この貼り合わせ処理は、図２５に示すように、真空貼合装置３に備えられた真空チャンバ３ａの真空雰囲気内で行われる。支持基板１０７は、樹脂基板１０７ａ（ＰＥＴシート）に実施の形態１における粘着剤層７ｂと同様の粘着剤層１０７ｂを予め形成した構成となっており、真空貼付装置３のチャンバ３ａ内には、粘着剤層１０７ｂの表面にカバーテープ１３ａを貼着したカバーフィルム１３ａ付きの支持基板１０７が巻回された供給ロール１１４の状態で供給される。供給ロール１１４から巻き出された支持基板１０７から、カバーフィルム１３ａ（図において下側）が剥離ロール１５ａにより剥離され、ガイドロール１５ｂによってガイドされて回収される。

カバーフィルム１３ａが剥離された支持基板１０７は、ガイドローラ１５ｃによって水平方向にガイドされる。そしてカバーフィルム１３ａが剥離されて露出された粘着剤層１０７ｂの下面側が、水晶基板８の裏面８ｄに貼り付けられる。次いで図示しないカッタにより、水晶基板８の外形輪郭に沿って支持基板１０７を切断することにより、図２６（ａ）に示すように、水晶基板８の裏面８ｄに支持基板１０７の粘着剤層１０７ｂが貼り付けられ、図８に示すものと同様のワーク１６が形成される。そして図２６（ｂ）に示すように、表面８ｃを上向きにした状態のワーク１６を対象として、実施の形態１において図１３以降に示す各処理が実行される。

なお上記実施の形態１，２において、ドライエッチング（ＳＴ３Ａ，３Ｂ）、（ＳＴ１０２Ａ，１０２Ｂ）とウェットエッチング（ＳＴ４Ａ，４Ｂ）、（ＳＴ１０３Ａ，１０３Ｂ）との間に、アッシング処理を介在させるようにしてもよい。このアッシング処理によって粘着剤層７ｂ、粘着剤層１０７ｂの露呈部分を除去すると、ウェットエッチングにおいて水晶基板８と粘着剤層７ｂ、粘着剤層１０７ｂとの貼合わせ界面への薬液の進入が容易となり、支持基板７、支持基板１０７を溶解除去するのに要する処理時間を短縮することができる。

上記詳述したように、本実施の形態１，２に示す基板のドライエッチング方法は、ドライエッチング装置への搬入出等のハンドリングにおける水晶基板のダメージを防止する目的で水晶基板に貼り付けられる支持基板として、ウェットエッチングによって溶解除去可
能な材質のものを用いるようにしている。これにより、ガラス板などを支持基板として用いる従来技術における以下のような不都合を解消することができる。すなわち従来技術においては、粘着剤層を介して貼り合わされた水晶基板と支持基板とを分離させるために行われるウェットエッチングに長時間（例えば２０時間〜５０時間）を要していた。これに対し、本実施の形態１，２においては、支持基板自体を溶解除去するため、水晶基板の分離に要する時間を大幅に短縮する（例えば１時間〜２時間）ことが可能となっている。

なお、上述の実施の形態１，２においては、音叉型の水晶振動子９を製造する場合を例に本発明を説明したが、本発明は他の種類の水晶振動子や、水晶振動子以外の水晶デバイスの製造にも適用できる。また水晶以外の材質であって高硬度で脆い材料からなる基板についても、本発明により微細加工を実現できる。このような水晶以外に本発明により微細加工を実現できる硬脆性材料としては、例えばガラス、石英、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＬＮ（ＬｉＮｂＯ）、ＬＴ（ＬｉＴａＯ）、ＬｉＧａＯ２、βＧａ２Ｏ３、ＹＡＧ（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）等がある。さらに、厚みが１００μｍ程度の水晶基板９の場合を例に本発明を説明したが、水晶等の硬脆性材料からなり、例えば２００μｍ以下、特に１００μｍ程度あるいはそれ以下の厚みで非常に薄くかつ脆く、熱により反りやそれに起因する割れが生じやすい基板の微細加工を、本発明のドライエッチング方法により可能である。

本発明の基板のドライエッチング方法は、水晶基板等の高硬度で脆い硬脆性材料からなる基板に対する微細加工を効率よく安定して実現できるという効果を有し、水晶振動子などの水晶デバイスの製造分野等に利用可能である。

１、１０１ 水晶デバイス製造システム
７、１０７ 支持基板
７ａ、１０７ａ 樹脂基板
７ｂ、１０７ｂ 粘着剤層（粘着剤フィルム）
７ｃ 導電層
８ 水晶基板
８ｂ デバイスパターン領域
８ｃ 表面
８ｄ 裏面
９ 水晶振動子
１０ａ、１０ｂ マスク層
１０Ｐａ、１０Ｐｂ デバイスパターン部
１６ ワーク
２０ チャンバ
２２ ＩＣＰコイル
２４ 高周波電源
２５ 基板サセプタ
２９ トレイ
２９ａ 基板収納孔
３０ 駆動機構
３１ 昇降ピン
３２ 誘電体板
３２ａ トレイ支持面
３３，３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ 基板支持部
３４ 基板吸着用電極
３５ 金属板
４０ 直流電圧印加機構
４１ 直流電源
５３ 高周波印加機構
６０ 搬送アーム
Ｐ プラズマ

Claims (9)

1. エッチングガスが供給される真空容器と、前記真空容器内で前記エッチングガスを電離させてプラズマを発生されるプラズマ発生源と、前記真空容器内に配置され基板が載置される基板載置部と、前記基板載置部に内蔵された静電吸着用電極と、前記基板載置部において前記基板が載置される基板載置面に伝熱ガスを供給する伝熱ガス供給機構とを備えたドライエッチング装置によって、前記基板の表裏をなす２つの面のうちの加工面として設定された少なくとも一方の面を対象としてエッチング加工を行う基板のドライエッチング方法であって、
   ウェットエッチングによって溶解可能な材質より成り片面にウェットエッチングによって溶解可能な粘着剤層が予め形成された支持基板を準備する基板準備工程と、
   前記基板の前記加工面の裏面を前記支持基板の粘着剤層に貼り合わせる基板貼合わせ工程と、
   前記加工面の裏面に前記支持基板が貼り合わされた前記基板を前記ドライエッチング装置の真空容器内に搬入し、前記基板の前記加工面を上向きにした姿勢で前記基板を前記基板載置面に載置する基板搬入工程と、
   前記静電吸着用電極に直流電圧を印加して前記支持基板を前記基板載置面に静電吸着して保持する基板吸着保持工程と、
   前記伝熱ガス供給機構により前記基板載置面と前記支持基板との間に前記伝熱ガスを供給しつつ、前記プラズマ発生源によりプラズマを発生させて前記基板の加工面をエッチングするエッチング工程と、
   前記エッチング工程終了後に前記基板を前記支持基板とともに前記基板載置面から上昇させ前記真空容器から搬出する基板搬出工程と、
   前記支持基板を前記粘着剤層とともにウェットエッチングによって溶解させることにより前記基板のみを分離して取り出す基板分離工程とを含むことを特徴とする基板のドライエッチング方法。
2. 前記基板貼合わせ工程において複数の前記基板を１つの前記支持基板に貼り合わせ、前記基板搬入工程において、前記加工面の裏面に前記支持基板が貼り合わされた前記基板を前記ドライエッチング装置の真空容器内に搬入し、前記基板の前記加工面を上向きにした姿勢で貼り合わされた前記支持基板を介して前記基板を前記基板載置面に載置することを特徴とする請求項１記載の基板のドライエッチング方法。
3. 前記基板搬入工程おいて、前記加工面の裏面に前記支持基板が貼り合わされた前記基板を厚み方向に貫通する基板収容孔が設けられたトレイの基板収容孔に保持させ、前記ドライエッチング装置の真空容器内に搬入させて、このトレイを前記トレイを支持するトレイ支持部に支持させるとともに、前記基板の前記加工面を上向きにした姿勢で前記基板載置面に前記トレイから前記基板が受け渡されて載置されることを特徴する請求項１記載の基板のドライエッチング方法。
4. 前記基板貼合わせ工程において個々の前記基板をそれぞれ１つの前記支持基板に貼り合わせ、前記基板搬入工程および基板搬出工程において、前記基板収容孔が複数設けられた前記トレイの前記基板収容孔のそれぞれに１つの前記支持基板を収容して保持することを特徴とする請求項３記載の基板のドライエッチング方法。
5. 前記基板収容孔には、前記基板に予め設定された支持部位に対応して枠状の支持部材が配設されており、前記基板を前記基板収容孔内に収容した状態において、前記支持部材によって前記支持基板を介して前記基板を下方から支持することを特徴とする請求項３あるいは４に記載の基板のドライエッチング方法。
6. 前記基板貼合わせ工程において複数の前記基板を１つの前記支持基板に貼り合わせ、前記基板搬入工程および基板搬出工程において、前記基板に予め設定された支持部位に対応して支持部材が配置された枠状のトレイによって前記支持基板を保持し、前記支持基板における前記基板の配列位置に対応して設けられた前記基板載置面に前記基板を前記支持基板を介して載置することを特徴とする請求項１記載の基板のドライエッチング方法。
7. 前記基板載置部に昇降自在に設けられた複数の昇降ピンによって、前記トレイを介して前記基板を前記基板載置面に対して昇降させることを特徴とする請求項３に記載の基板のドライエッチング方法。
8. 前記基板貼合わせ工程において複数の前記基板を１つの前記支持基板に貼り合わせ、前記基板搬入工程および基板搬出工程において、前記基板に予め設定された支持部位に対応して支持部材が配置された枠状の昇降部材によって前記支持基板を前記基板載置面に対して昇降させることを特徴とする請求項２に記載の基板のドライエッチング方法。
9. 前記支持基板として、前記粘着層形成面の反対面に導電層が設けられたものを用いることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の基板のドライエッチング方法。

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