JP2001168176A

JP2001168176A - プラズマ処理装置および保持具

Info

Publication number: JP2001168176A
Application number: JP34438399A
Authority: JP
Inventors: Masahito Tashiro; 征仁田代; Yutaka Okumura; 裕奥村; Shigeo Takei; 滋郎竹居; Yukio Iimura; 幸夫飯村
Original assignee: FOI KK; Dai Nippon Printing Co Ltd; FOI Corp
Current assignee: FOI KK; Dai Nippon Printing Co Ltd; FOI Corp
Priority date: 1999-12-03
Filing date: 1999-12-03
Publication date: 2001-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】可撓性の薄物を適切に処理しうるようにす
る。【解決手段】被処理物７０を横にして真空チャンバ（２
０）内でプラズマに曝すプラズマ処理装置（１０）に対
して、導電性の板状体からなり被処理物を載せる方の乗
載面４１ａが単調な凸面に形成された乗載面形成部材４
１と、被処理物７０の端部を挟持する挟持部材５７と、
この挟持部材５７を被処理物７０の反対側へ向けて付勢
する付勢手段６１とを備えたプラズマ処理用保持具４０
を用いる。乗載面形成部材４１が出し入れ自在な搬器兼
電極延長部となり、乗載面２４ａの形状の複雑化が回避
されながらも被処理物７０と乗載面２４ａとの接触が確
実に維持され、被処理物７０の熱変形が付勢力によって
強制的に矯正される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、被処理物を横に
して即ち概ね水平な状態でプラズマに曝すプラズマ処理
装置およびそれと共に用いられるプラズマ処理用保持具
に関し、詳しくは、被処理物の特質等に基づいて適切に
被処理物を保持する技術に関する。プラズマ処理装置と
しては、エッチャー（エッチング装置）が典型的なもの
と言えるが、アッシャー（アッシング装置）や、ＣＶＤ
装置（化学的気相法による薄膜形成装置）も、該当す
る。また、被処理物は、板状体や膜状体といった薄い物
であって可撓性を具有しているものが想定されている。
その典型例としては、薄いプラスチックフィルムをベー
スにし、その片面や両面に対して可撓性を失わない程度
に、金属膜やレジスト等をパターン形成したものが、挙
げられる。

【０００２】

【従来の技術】シリコンウエハは可撓性を持たない平ら
な薄物であり、そのような被処理物をプラズマに曝すプ
ラズマ処理装置の多くは、被処理物を横にして処理する
ものである。そのような装置では、ウエハ乗載面の形成
された乗載面形成部材が真空チャンバの内底に設置され
るとともに、その乗載面が水平な平坦面に仕上げられて
いる。そして、真空チャンバ側壁の貫通口に設けられた
ゲートのところ等を通って被処理物が乗載面上に出し入
れされるようになっている。また、被処理物の浮き上が
り防止等のために、乗載面形成部材に静電チャックを組
み込んでいるものも多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、静電チャッ
クは、高価なうえ、既に被処理物の一部が打ち抜かれて
いたり処理中に被処理物の一部が抜けたりしてプラズマ
によるダメージが避けられない等の理由から、被処理物
によってはその採用を控えたり限定したりせざるを得な
いこともある。このような場合、被処理物の辺縁部分等
を挟持する等の保持手法が採られることとなるが、高温
のプラズマによる被処理物の過熱を防止する必要がある
ので、乗載面形成部材を介して熱を逃がすために被処理
物の裏面と乗載面との全面接触を確保すべく、被処理物
の保持に際して被処理物を乗載面に押し付ける等のこと
も併せて行うこととなる。

【０００４】しかしながら、薄物では、熱膨張による膨
張力に加えて表裏面の温度差や熱膨張率の違い等による
曲げ応力等の変形力が生じ易いうえ、可撓性まで具わっ
ていると、辺縁部分等を押さえただけでは被処理物の全
体を乗載面に接触させておくことが難しい。特に、被処
理物において打ち抜き部分と隣り合うような箇所では、
局所的な変形によって被処理物の裏面が乗載面から浮き
上がり易く、接触状態を維持するのが困難である。ま
た、プラスチックフィルム等の処理については、コスト
や量産性に関する要請が厳しいうえ、被処理物を取り替
える等の基本作業に加えて、融けて乗載面に付着した残
渣を除去する等の煩雑な付随作業も有る。

【０００５】そこで、可撓性の薄物に対してプラズマ処
理を施す際に、被処理物の内部に変形力が生じたとして
も、被処理物が乗載面に接触し続けるように、プラズマ
処理装置の構造等を工夫することが技術的な課題とな
る。また、作業性を高めるために作業を行い易い構造に
することや、量産性を高めるために作業の段取りをやり
易くする等のことも、さらなる課題となる。

【０００６】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたものであり、可撓性の薄物を適切に処理す
るプラズマ処理装置を実現することを目的とする。ま
た、本発明は、可撓性の薄物をプラズマ処理するのに好
適な保持具を実現することも目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために発明された第１乃至第５の解決手段について、
その構成および作用効果を以下に説明する。

【０００８】［第１の解決手段］第１の解決手段のプラ
ズマ処理装置は（、出願当初の請求項１に記載の如
く）、被処理物を横にして真空チャンバ内でプラズマに
曝すプラズマ処理装置において、前記被処理物を載せる
乗載面が上面に形成された乗載面形成部材と、前記被処
理物の端部を挟持する挟持部材と、この挟持部材を前記
被処理物の反対側へ向けて付勢する付勢手段とを備えた
ものである。

【０００９】このような第１の解決手段のプラズマ処理
装置にあっては、被処理物が横に保持されることから、
それを載せる乗載面も横になるので、その上に被処理物
をセットする際には、先ず乗載面に被処理物を載せてお
いて、その端部を挟持部材で挟んでから、付勢手段を働
かせる。すると、その付勢力は、挟持部材を介して被処
理物に及び、乗載面上で被処理物はピンと張られる。そ
のため、プラズマ処理によって被処理物に内部応力が生
じても、これに起因する曲げや延び等の変形は、或る程
度までは付勢力によって強制的に矯正されるので、発現
が抑制される。そして、被処理物の裏面と乗載面との接
触が維持される。

【００１０】これにより、被処理物の表面がプラズマに
曝されてもその裏面が乗載面に接触して熱伝導による放
熱が維持され、それによって被処理物の過熱が防止され
るので、また、高さ方向の変位の変動も抑えられて電界
集中も回避されるので、被処理物が可撓性の薄物であっ
ても、あるいは静電チャックの利用が制限されるような
場合でも可撓性の薄物であればこそ、プラズマ処理が適
切に行われることとなる。したがって、この発明によれ
ば、可撓性の薄物を適切に処理するプラズマ処理装置を
実現することができる。

【００１１】［第２の解決手段］第２の解決手段のプラ
ズマ処理装置およびその保持具は（、出願当初の請求項
２に記載の如く）、上記の第１の解決手段のプラズマ処
理装置であって、前記乗載面形成部材の前記乗載面が単
調な凸面になっている、というものである。

【００１２】このような第２の解決手段のプラズマ処理
装置にあっては、曲面でも単調であればその加工等は比
較的容易に行える。そして、凸面の場合、その曲がりに
よって、被処理物に生じる熱内部応力が或る程度まで相
殺されるのに加えて、付勢手段による付勢力の分力が被
処理物を乗載面に押し付けるように働くので、被処理物
と乗載面との密着性が一段と良くなる。

【００１３】これにより、乗載面の形状が複雑になるの
を回避しつつも、被処理物と乗載面との接触を確実に維
持するのが可能となる。したがって、この発明によれ
ば、可撓性の薄物を一層適切に処理するプラズマ処理装
置であって製造容易なものを実現することができる。

【００１４】［第３の解決手段］第３の解決手段のプラ
ズマ処理装置は（、出願当初の請求項３に記載の如
く）、上記の第１，第２の解決手段のプラズマ処理装置
であって、前記乗載面形成部材が、良電導体からなり、
前記真空チャンバの内底側に設けられている電極と分離
して設けられ、その下面が前記電極の上面に対して密接
可能に形成されている、というものである。

【００１５】このような第３の解決手段のプラズマ処理
装置にあっては、乗載面形成部材が、電極上からの取り
出し及びそれへの乗せ置き何れも自在なものであって、
電極上では電極からの高周波電力を良く伝搬する延長部
にもなる。また、そのような乗載面形成部材は、自重で
も変形してしまいがちな被処理物を固定して保持するの
に好適な搬器としても利用できる。そこで、プラズマ処
理に先立って被処理物を真空チャンバ内にセットすると
きは、先ず乗載面形成部材を電極上から取り出してお
き、その乗載面に被処理物を載せて挟持等しておいてか
ら、乗載面形成部材ごと電極上に乗せることとなる。ま
た、プラズマ処理の済んだ被処理物を真空チャンバから
取り出すときは、先ず乗載面形成部材ごと電極上から取
り外し、それから、その挟持状態を解除して、乗載面上
から被処理物を取り上げることとなる。

【００１６】このように乗載面形成部材を出し入れ自在
な搬器兼電極延長部としたことにより、被処理物の取り
替え等の基本作業が楽になるばかりか、融けて乗載面に
付着した残渣を除去する等の煩雑な付随作業も真空チャ
ンバ外で楽に行える。したがって、この発明によれば、
可撓性の薄物を適切に処理するプラズマ処理装置であっ
て作業も楽なものを実現することができる。

【００１７】［第４の解決手段］第４の解決手段のプラ
ズマ処理用保持具は（、出願当初の請求項４に記載の如
く）、導電性の板状体からなり被処理物を載せる方の乗
載面が単調な凸面に形成された乗載面形成部材と、前記
被処理物の端部を挟持する挟持部材と、この挟持部材を
前記被処理物の反対側へ向けて付勢する付勢手段とを具
備したものである。

【００１８】このような第４の解決手段のプラズマ処理
用保持具にあっては、適合したプラズマ処理装置と共に
用いることで、上述した第１〜第３解決手段の総ての作
用効果を奏することとなる。したがって、この発明によ
れば、可撓性の薄物をプラズマ処理するのに好適な保持
具を実現することができる。

【００１９】［第５の解決手段］第５の解決手段のプラ
ズマ処理用保持具は（、出願当初の請求項５に記載の如
く）、上記の第４の解決手段のプラズマ処理用保持具で
あって、前記付勢手段が、手を掛け得る突出部または張
出部の形成された可動部材を有していて、その可動限界
位置のいずれかで前記挟持部材に対する付勢を行うとと
もに他の何れかの位置で付勢を止めるようになってい
る、というものである。

【００２０】このような第５の解決手段のプラズマ処理
用保持具にあっては、可動部材が把手と付勢切換との両
部材を兼ねるので、コンパクトになる。したがって、可
撓性の薄物をプラズマ処理するのに好適な保持具を小形
に実現することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】このような解決手段で達成された
本発明のプラズマ処理装置について、これを実施するた
めの幾つかの形態を説明する。

【００２２】本発明の第１の実施形態は、上述した解決
手段のプラズマ処理装置であって、前記真空チャンバの
うちその側面部も含めた上側部分を（例えば上下に或い
は後方等へ回転するよう）動かして前記乗載面の上方を
開閉する（昇降機構や揺動機構などの）駆動機構を備え
たものである。この場合、被処理物を取り替える等の作
業を行うときには、真空チャンバの上側部分を動かす
と、真空チャンバの側面部も一緒に動いて、真空チャン
バが大きく開くことから、乗載面形成部材はその上方が
広く解放されるので、作業者は楽に作業することができ
る。

【００２３】本発明の第２の実施形態は、上述した解決
手段および実施形態のプラズマ処理装置であって、前記
乗載面がプラズマ形成用電極またはその延長部に（なる
よう形成や接続がな）されており、且つ、その（すなわ
ち前記乗載面の）曲面状態がプラズマ均一性（すなわち
プラズマ形成空間におけるプラズマ分布について実用上
要求される均一性・一様性）の範囲（すなわちその均一
性を損なわない程度）に収まっている、というものであ
る。この場合、被処理物を強制的に変形させるべく乗載
面を曲面にしても、プラズマの均一性が維持される。こ
れにより、被処理物と乗載面との接触に加えてプラズマ
の均一性も維持されるので、被処理物に対するプラズマ
処理が適切に而も確実に行われることとなる。

【００２４】このような解決手段や実施形態にて達成さ
れた本発明のプラズマ処理装置およびその保持具につい
て、これを実施するための具体的な形態を、以下の第
１，第２実施例およびその変形例等により説明する。第
１，第２実施例は、何れも、上述の第１〜第５解決手段
および各実施形態を総て具現化したものとなっている。

【００２５】

【第１実施例】本発明のプラズマ処理装置およびプラズ
マ処理用保持具の第１実施例について、その具体的な構
成を、図面を引用して説明する。図１は、装置全体の構
造を示す斜視図であり、（ａ）が真空チャンバを閉じた
状態、（ｂ）が真空チャンバを開けた状態である。図２
は、その装置本体の内部構造を示す縦断左側面図であ
り、（ａ）が真空チャンバを閉じた状態、（ｂ）が真空
チャンバを開けた状態である。図３は、その装置と共に
用いるプラズマ処理用保持具の斜視図であり、被処理物
を載せる前の状態を示している。図４は、そのプラズマ
処理用保持具に付設されている挟持部材および付勢手段
についての縦断図であり、（ａ）が挟持部を開くと共に
付勢を解除した状態、（ｂ）が挟持部を閉め切る直前の
状態、（ｃ）が挟持部を閉めると共に付勢も行っている
状態である。図５は、そのプラズマ処理用保持具の斜視
図であり、被処理物を載せて挟持および付勢している状
態を示している。図６は、プラズマ処理用保持具および
それを乗せておく下部電極を示し、（ａ）がプラズマ処
理用保持具の乗載面形成部材の側面図、（ｂ）がプラズ
マ処理用保持具の底面の斜視図、（ｃ）が下部電極の側
面図、（ｄ）がプラズマ処理用保持具を下部電極に乗せ
た状態の側面図である。

【００２６】このプラズマ処理装置１０は（図１，図２
参照）、丈夫なフレーム等でできた基台部３０によって
作業し易い高さに支持された真空チャンバ２０を具えた
ものであり、プラズマ形成に必要な真空チャンバ２０の
内部空間２１の真空引きを行うために、そのチャンバ内
空間２１と基台部３０内の収納空間３１とを連通させる
貫通口が真空チャンバ２０の底板２６を貫通して形成さ
れるとともに（図２参照）、チャンバ内圧力分布の均一
化等のために、そこには適宜のバッフル板２５等も設け
られる。さらに、そこへ収納空間３１側から真空配管３
２が連結されるとともに、可変バルブ３３や真空ポンプ
３４も、収納空間３１内に設置されて、真空配管３２に
連結されている。そして、適宜なコントローラ３５の制
御に応じて、チャンバ内空間２１がレシピ等で指示され
た適切な真空度に保たれるようになっている。また、適
宜のＲＦユニット３６や、ガスユニット３７、さらには
図示しない冷却水供給ユニット等も、付設されており、
これらもコントローラ３５の制御に従って作動するよう
になっている。

【００２７】真空チャンバ２０は（図１，図２参照）、
やはり丈夫なフレーム等でできた箱状のものである。そ
の前後左右の側面部をなす側壁２２と、その下に位置す
る底板２６とは、別体に分離して作られており、両者の
離接にて底面の開閉がなされるが、それらの当接部位に
はシールリング２１ａ等が組み込まれていて、チャンバ
内空間２１が気密に閉じられる。その底板２６の水平な
上面すなわち真空チャンバ２０の内底に当たるところに
は、下部電極２４が横たわるようにして設置され、その
上面は、プラズマ処理時に被処理物７０をプラズマに曝
すために、プラズマ処理用保持具４０を載せるようにな
っている。なお、その詳細は後述する。また、底板２６
は、基台部３０の天板も兼ねていてそこに固定されてい
るが、側壁２２は、背面側がエレベータユニット１１の
昇降部材に連結されている。

【００２８】エレベータユニット１１は（図１，図２参
照）、コントローラ３５の制御に従って作動する電動モ
ータや油空圧モータ等の動力源と、その動力を上記昇降
部材に伝えてそれを上下動させるチェインやシリンダ等
の伝動機構とを具えたものであり、基台部３０の後背部
に立設されていて、真空チャンバ２０の側壁２２及びそ
の上の天板部分を昇降させるとともに支持する。このよ
うなエレベータユニット１１は、真空チャンバ２０のう
ちその側面部２２も含めた上側部分を上下に動かして乗
載面２４ａの上方を開閉する駆動機構となっている。

【００２９】チャンバ内空間２１には（図２参照）、側
壁２２や天板に取着して、上部電極２３も、設けられて
いる。上部電極２３は、金属等の良電導体からなり、そ
のガス流出電極面２３ａが導電性を持った平坦面に形成
されるとともに、ＲＦユニット３６からプラズマ励起用
の高周波電力を印加されるようになっている。また、ガ
ス流出電極面２３ａには多数のガス流出用小孔が穿孔形
成されるとともに、上部電極２３の内部空間にはガスユ
ニット３７から送給されたガスが導かれるようフレキシ
ブルなガス配管２３ｂなどの適宜な配管もなされてい
て、プラズマ生成用の処理ガスやその希釈用ガス等が、
ガス流出電極面２３ａのところからチャンバ内空間２１
の中央に向かって送り込まれるようになっている。

【００３０】下部電極２４は（図１，図２参照）、被処
理物７０及びそれを保持するプラズマ処理用保持具４０
を横にして載せ置くために、上述したように底板２６上
に横置きされているが、被処理物７０等の支持部材であ
ると同時にプラズマに励起電力等を印加する電極でもあ
るので、被処理物７０をプラズマに曝すときに、上部電
極２３と下部電極２４とで挟まれた空間にプラズマを効
率良く形成すべく、金属等の良電導体から形成されて、
ＲＦユニット３６に導電線等で接続されるとともに、そ
の上面がガス流出電極面２３ａと対向するような状態で
設置される。これにより、下部電極２４は、上部電極２
３と共にプラズマ形成用対向電極になる。また、真空チ
ャンバ２０はそれらのプラズマの形成空間を囲うものと
なる。

【００３１】さらに、下部電極２４には、処理が等方性
なのか異方性なのか等に応じて、接地電位やその他の所
定電位にバイアスしたり、適宜の高周波を印加したりす
るが、そのための配線は、図示しない適宜のケーブル等
を用いて行われている。また、下部電極２４の内部に
は、冷却水を流すための水路が穿孔形成されており、こ
れには、図示しない適宜の冷却水供給用の配管が外部か
ら収納空間３１等を経由して繋ぎ込まれている。

【００３２】プラズマ処理用保持具４０は（図３〜図５
参照）、被処理物７０を横にして載せるため上面にワー
ク乗載面４１ａが形成された板状体の乗載面形成部材４
１を主体に構成され、その対向する２辺のところに挟持
部材５０と付勢手段６０とが付設されたものである。す
なわち、真空チャンバの内底側に設けられている下部電
極２４とは分離して別体に纏められており、下部電極２
４上に載せたりそこから持ち上げて取り出したりするこ
とが簡単にできるようになっている。

【００３３】乗載面形成部材４１は（図３，図５参
照）、下部電極２４上で延長電極をも兼ね得るように導
電性の板状体となっており、これは、良電導体である厚
さ数ｃｍのアルミニウム板等を被処理物７０より一回り
以上大きな四辺形に切り出してから、その上面にワーク
乗載面４１ａを形成するとともに、その両端部すなわち
対向２辺のところに挟持部材５０等を装着するための段
差部も形成する等の加工にて作られる。そのワーク乗載
面４１ａは、両段差方向の距離が被処理物７０より少し
短く、段差の無い方の距離が被処理物７０より少し長く
なっている。また、その段差部のうちワーク乗載面４１
ａに近いところには挟持部材５０が装着され、ワーク乗
載面４１ａから遠い端のところに付勢手段６０が装着さ
れるように、図示しないネジ穴加工等も適宜になされて
いる。

【００３４】挟持部材５０は（図４参照）、被処理物７
０の端部を傷つけないよう挟持するために、軟質プラス
チック等からなる一対の摘み部材５１，５６を具えてお
り、それらを開閉可能に保持するために下側挟持部材５
２と上側挟持部材５７も具えている。下側挟持部材５２
は、ワーク乗載面４１ａ側に下側摘み部材５１を保持し
て、乗載面形成部材４１の段差部へ横にして装着され、
ワーク乗載面４１ａに対して進退する方向（図４では左
右方向）に少し移動しうるようになっている。上側挟持
部材５７は、蝶番５５を介して下側挟持部材５２に取着
され、ほぼ直立状態（図４（ａ）参照）からほぼ水平な
状態（図４（ｃ）参照）まで約９０゜回転しうるように
なっている。上側挟持部材５７の先端近くには上記の上
側摘み部材５６が保持されており、直立状態では、摘み
部材５６，５７が離間して開く一方、水平状態では、摘
み部材５６，５７が当接して閉じるようになっている。

【００３５】また、上側挟持部材５７には爪部５７ａが
形成されるとともに、下側挟持部材５２には板バネ５４
にて付勢された進退板５３が進退可能に取り付けられて
いて、上側挟持部材５７を降ろすと、閉じる直前に（図
４（ｂ）参照）進退板５３が爪部５７ａに押されて後退
し、閉じ切ったところで（図４（ｃ）参照）進退板５３
が板バネ５４にて戻されて、摘み部材５１，５６による
被処理物７０のクランプをロックする。すなわち、挟持
部材５０を開けてワーク乗載面４１ａに被処理物７０を
載せると、被処理物７０の端部が下側摘み部材５１の上
に来るので、上側挟持部材５７を降ろせば、それで被処
理物７０が挟持され、その挟持状態が維持されるように
なっている。また、進退板５３の両端またはその延長部
材は外に突き出ているので（図３，図５参照）、進退板
５３の端部５３ａを操作することでロック状態の解除も
簡単に行え、ロックを外せば、蝶番５５に組み込まれて
いる図示しないバネの力によって挟持部材５０が開くよ
うにもなっている。

【００３６】付勢手段６０は（図４参照）、中間部のと
ころに張出部６１ａが形成された揺動板６１（可動部
材）と、この揺動板６１を軸支するため乗載面形成部材
４１に固定された支軸６２と、付勢力を出すためのコイ
ルバネ６３とを具えている。張出部６１ａは（図５参
照）、プラズマ処理用保持具４０を持ち運ぶ際等に楽に
手を掛けられるように、数ｃｍ〜十数ｃｍに亘って外向
きに突き出ている。揺動板６１は、支軸６２を中心にし
て、ほぼ直立した状態（図４（ａ）参照）からほぼ水平
な状態（図４（ｃ）参照）まで約９０゜回転しうるよう
になっている。

【００３７】コイルバネ６３は、一端が下側摘み部材５
１に直接または適宜の部材を介して間接的に連結され、
他端が揺動板６１に直接または適宜の部材を介して間接
的に連結されていて、揺動板６１の直立した状態では
（図４（ａ）参照）緩められて縮む一方、水平状態では
（図４（ｃ）参照）引っ張られて伸びるようになってい
る。なお、揺動板６１の回転に伴うコイルバネ６３との
干渉を避けるために、乗載面形成部材４１等には適宜の
にげ加工も施されている。これにより、付勢手段６０
は、揺動板６１の可動限界位置のうち上側のところで挟
持部材５０に対する付勢を行うとともに可動限界位置の
うち下側のところでは付勢を止めるものとなっている。

【００３８】乗載面形成部材４１のワーク乗載面４１ａ
について詳述すると（図６（ａ）参照）、被処理物４０
の大きさにもよるが、さらにはプラズマのミーンフリー
パス等にもよるが、典型的な場合を述べると、ワーク乗
載電極面４１ａは、中央部を膨らませたような弓状・円
弧状の滑らかな曲面に仕上げられ、幅Ｘが３５０〜４０
０ｍｍであれば高さＹは５〜１０ｍｍ程度にされる。こ
れにより、乗載面４１ａが単調な凸面になるとともに、
その程度の曲がり具合であれば乗載面４１ａの曲面状態
もプラズマ均一性の範囲に収まる。なお、非段差方向に
は同じ断面構造が連続した蒲鉾状の薄物にされていて、
加工し易いばかりか、その上に被処理物７０を載せてそ
の対向する両端部を離すように引っ張ると、被処理物７
０がワーク乗載面４１ａに沿って曲がるようにもなって
いる。

【００３９】乗載面形成部材４１の下面について詳述す
ると（図６（ｂ）参照）、中央部を刳り抜くようにして
下面窪み４１ｂが形成されており、その形状は、下部電
極２４の上面に形成された突部２４ａの裏返しとなって
おり（図６（ｃ）参照）、プラズマ処理用保持具４０を
下部電極２４に載せたときに（図６（ｄ）参照）、下面
窪み４１ｂに突部２４ａがすっぽり填り込んで、位置決
めを行うとともに、下面窪み４１ｂの内面と突部２４ａ
の上面とがほぼ全域で接触し合う。これにより、乗載面
形成部材４１は、下部電極２４の上面に対して密接可能
に形成されたものとなり、さらに重量も軽減されて持ち
運び等の楽なものとなっている。

【００４０】この第１実施例のプラズマ処理装置および
保持具について、その使用態様及び動作を、図面を引用
して説明する。

【００４１】先ず、幾つかのプラズマ処理用保持具４０
についてそれぞれに被処理物７０をセットする。すなわ
ち、プラズマ処理用保持具４０を用意し、揺動板６１を
下げて付勢手段６０を緩めるとともに、進退板５３の端
部５３ａを操作して挟持部材５０を開けておく（図３，
図４（ａ）参照）。その状態で、被処理物７０をワーク
乗載面４１ａに載せて、上側挟持部材５７を降ろす（図
４（ｂ）参照）。完全に降ろすと挟持部材５０がロック
するので、それから揺動板６１を回転させて上げる（図
４（ｃ）参照）。そうすると、コイルバネ６３が伸び
て、上側挟持部材５７が引っ張られ、挟持部材５０はワ
ーク乗載面４１ａから少し離れるとともに被処理物７０
に張力を生じさせて、それらの力が釣り合ったところで
停止する。こうして、被処理物７０がワーク乗載面４１
ａ上に張り付くような展開状態で保持される（図５参
照）。

【００４２】次に、コントローラ３５を操作して、真空
チャンバ２０の上側部分２２を上昇させ、下部電極２４
の上方を広く解放しておく（図１（ｂ）参照）。その状
態のままで、上述した被処理物７０乗載済みのプラズマ
処理用保持具４０を、両手で持って下部電極２４の上ま
で運び、その上面の突部２４ａ上に位置合わせしながら
載せる（図６（ｂ）〜（ｃ）参照）。こうして、被処理
物７０が横になった状態で真空チャンバ２０内に同時処
理可能なだけ並んだら、再びコントローラ３５を操作し
て、真空チャンバ２０を底板２６で閉じるまで真空チャ
ンバ２０の上側部分２２を下降させることで、被処理物
７０をプラズマ処理用保持具４０及び下部電極２４と共
にチャンバ内空間２１に収める（図１（ａ）参照）。

【００４３】そして、プラズマ処理の準備が調ったとこ
ろで、さらにコントローラ３５を操作してプラズマプロ
セスを開始させると、所定のレシピに則って以下のプラ
ズマ処理が自動で行われる。すなわち、真空ポンプ３４
によるチャンバ内空間２１の真空引きが行われるととも
に、可変バルブ３３の開度調節によってチャンバ内空間
２１の圧力がレシピ指定の真空度に保たれる。例えば、
約１×１０^-5Ｐａ(abs）〜約０．１Ｐａ(abs）程度に維
持される。また、レシピで指定されたガスが、ガスユニ
ット３７から上部電極２３を介してチャンバ内空間２１
へ供給される。例えば、ポリイミドをエッチングする場
合、酸素ガスや、窒素ガス、フッ素系ガス（ＣＦ₄，Ｓ
Ｆ₆，ＮＦ₃等）などが用いられる。さらに、数十ｋＨ
ｚ又はそれ以上の高周波電力がＲＦユニット３６から上
部電極２３に供給されて、上部電極２３と下部電極２４
及び乗載面形成部材４１とに挟まれた空間におけるガス
が励起されると、そこにプラズマが形成される。

【００４４】こうして、被処理物７０の表面がプラズマ
に曝され、レシピに設定された適切な一定の又は適宜に
可変されるガス種や，量，電力，圧力の下で、エッチン
グ等のプラズマ処理が進行する。その際、処理済みのガ
スや副生成ガス等を含んだプラズマは、プラズマ形成空
間から離れたり、バッフル板２５を通過する際に、エネ
ルギーを失って通常のガスに戻り、排出される。

【００４５】また、そのようなプラズマ処理と並行し
て、下部電極２４の水路には、冷却水が流され、これに
よって、下部電極２４そして乗載面形成部材４１は常時
ほぼ一定の温度に保たれる。そして、高温のプラズマか
ら被処理物７０に伝達された熱は、被処理物７０の表面
から裏面に流れ、さらに乗載面形成部材４１を介して下
部電極２４に逃がされる。その際、温度の上昇した被処
理物７０は、膨張したり曲がったりしようとするが、被
処理物７０が既に平面状態からワーク乗載面４１ａの凸
面に沿って曲げられており而も辺縁部分が挟持部材５０
によって挟持されているので、膨張力がその曲げを強化
するように働き、被処理物７０の表裏面の温度差に起因
する逆向きの曲げ力の作用は抑え込まれる。また、挟持
部材５０が付勢手段６０によて外向きに付勢されている
ので、被処理物７０が延伸すると、その分だけ挟持部材
５０が移動するので、被処理物７０は、弛緩することが
無く、引き続きワーク乗載面４１ａに押し付けられる。

【００４６】こうして、被処理物７０とワーク乗載面４
１ａとの全面接触が維持され、被処理物７０の冷却が継
続される。そして、被処理物７０が適度な温度に保たれ
て、それに対するプラズマ処理も適切に行われる。

【００４７】プラズマ処理の終了後は、ＲＦユニット３
６等の出力が停止し、チャンバ内空間２１がパージされ
るとともに大気圧に戻されるので、再び真空チャンバ２
０の上側部分２２を上昇させて下部電極２４の上方を解
放する（図１（ｂ）参照）。そして、プラズマ処理用保
持具４０を持ち上げて取り出し、適宜な作業台の上など
に運ぶ。そこでは、揺動板６１を下げて付勢手段６０に
よる付勢を止めさせるとともに、進退板５３の端部５３
ａを操作して挟持部材５０によるクランプを解除させ
る。それから、処理済みの被処理物７０を丁寧にワーク
乗載面４１ａから剥がす。

【００４８】その際、ワーク乗載面４１ａに被処理物７
０の残渣等が貼り付いているような場合には、それを拭
き取ったり、必要であればプラズマ処理用保持具４０を
縦にしたりしながら残渣等を削ぎ落としたうえで、適宜
の電気掃除機等を用いて吸い取る。こうして、ワーク乗
載面４１ａの清掃も楽に行える。さらに、また、未処理
の被処理物７０が有れば、上述した作業等を必要なだけ
繰り返す。

【００４９】

【第２実施例】本発明のプラズマ処理装置およびプラズ
マ処理用保持具の第２実施例について、その具体的な構
成を、図面を引用して説明する。図７は、そのプラズマ
処理用保持具に付設されている挟持部材について、その
縦断図であり、（ａ）が挟持部を開いた状態、（ｂ）が
挟持部を閉め切る直前の状態、（ｃ）が挟持部を閉めた
状態を示している。

【００５０】この挟持部材が上述の挟持部材５０と相違
するのは次の３点である。すなわち、下側挟持部材５２
に代わる下側挟持部材５２０は、摺動性・移動容易性を
向上させるために移動部５２１の下層にスライダ５２２
が設けられたものとなっている。また、上側挟持部材５
７に代わる上側挟持部材５７０は、プラズマ耐性の向上
と加工の容易性とを両立させるために金属製のインナー
部５７２の上面にセラミック製のカバー部５７１を被せ
たものとなっている。さらに、進退板５３に代わる揺動
部材５３０は、板バネ５４に代わるコイルバネ５４０に
よって付勢されるようになっている。

【００５１】この場合も、上述した挟持部材５０と同等
の機能が得られる。すなわち、上側挟持部材５７０を降
ろすと被処理物７０をクランプして更にロックする一
方、揺動部材５３０を操作して上側挟持部材５７０との
係止を外すとロックが解除されて上側挟持部材５７０が
上がる。また、図示しない付勢手段６０にて付勢されて
挟持中の被処理物７０を引っ張る。

【００５２】

【変形例】なお、図８（ａ）に左側面図を示した第１変
形例のプラズマ処理装置１０は、量産性を高めるため
に、下部電極２４を横方向で前後（図では左右）に並べ
て複数設けたものであり、これに対応して、基台部３０
や、真空チャンバ２０の側壁２２及び底板２６等も、大
きくなっている。

【００５３】また、図８（ｂ）に正面図を示した第２変
形例のプラズマ処理装置１０は、これも量産性を高める
ために下部電極２４を横に複数設けたものであるが、そ
れらの向きが異なり、前後でなく左右に並んでいる。こ
の場合、何れの下部電極２４に対する作業であってもエ
レベータユニット１１を避けて行うことができる。

【００５４】

【その他】なお、上記実施例では、静電チャックが設け
られていない場合を述べたが、これは、静電チャックが
無くても対処可能なことを例示したに過ぎず、その併用
までも排除する訳では無い。

【００５５】また、下部電極２４の設置個数は、一個や
２個に限らず、それより多くても良い。一の下部電極２
４に載せるプラズマ処理用保持具４０の個数も、３個に
限らず、それより多くても少なくても良い。

【００５６】さらに、上記実施例では、乗載面形成部材
４１の下面に下面窪み４１ｂを形成するとともに、下部
電極２４の上面に突部２４ａを形成したが、プラズマ処
理用保持具４０の重量が問題でなければ、乗載面形成部
材４１の下面および下部電極２４の上面は共に平坦面に
しても良く、その方が加工も容易である。また、その場
合、位置決めのために位置決めピン及びピン挿入穴など
を用いるようにしても良いが、これらは必須ではないの
で省いても良い。

【００５７】

【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の解決手段のプラズマ処理装置にあっては、被処
理物の熱変形を付勢力によって強制的に矯正するように
したことにより、可撓性の薄物を適切に処理するプラズ
マ処理装置を実現することができたという有利な効果が
有る。

【００５８】また、本発明の第２の解決手段のプラズマ
処理装置にあっては、乗載面の形状が複雑になるのを回
避しつつ被処理物と乗載面との接触が確実に維持される
ようにしたことにより、可撓性の薄物を一層適切に処理
するプラズマ処理装置であって製造容易なものを実現す
ることができたという有利な効果を奏する。

【００５９】さらに、本発明の第３の解決手段のプラズ
マ処理装置にあっては、乗載面形成部材を出し入れ自在
な搬器兼電極延長部としたことにより、可撓性の薄物を
適切に処理するプラズマ処理装置であって作業も楽なも
のを実現することができたという有利な効果が有る。

【００６０】また、本発明の第４の解決手段のプラズマ
処理用保持具にあっては、被処理物の熱変形を付勢力に
よって強制的に矯正するとともに、乗載面の形状の複雑
化を回避しつつ被処理物と乗載面との接触を確実に維持
し、且つ、乗載面形成部材を出し入れ自在な搬器兼電極
延長部としたことにより、可撓性の薄物をプラズマ処理
するのに好適な保持具を実現することができたという有
利な効果を奏する。

【００６１】また、本発明の第５の解決手段のプラズマ
処理装置にあっては、把手と付勢手段とを兼用したこと
により、可撓性の薄物をプラズマ処理するのに好適な保
持具を小形に実現することができたという有利な効果が
有る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマ処理装置の第１実施例につい
て、装置の全体構造を示す斜視図であり、（ａ）は真空
チャンバを閉じた状態、（ｂ）は真空チャンバを開けた
状態である。

【図２】その装置本体の内部構造を示す縦断左側面図
であり、（ａ）は真空チャンバを閉じた状態、（ｂ）は
真空チャンバを開けた状態である。

【図３】その装置に用いるプラズマ処理用保持具
の斜視図であり、被処理物を載せる前の状態を示す。

【図４】そのプラズマ処理用保持具に付設されている
挟持部材および付勢手段についての縦断図であり、
（ａ）が挟持部を開くと共に付勢を解除した状態、
（ｂ）が挟持部を閉め切る直前の状態、（ｃ）が挟持部
を閉めると共に付勢も行っている状態である。

【図５】そのプラズマ処理用保持具の斜視図であり、
被処理物を載せて挟持および付勢している状態を示す。

【図６】プラズマ処理用保持具およびそれを乗せてお
く下部電極を示し、（ａ）はプラズマ処理用保持具の乗
載面形成部材の側面図、（ｂ）はプラズマ処理用保持具
の底面の斜視図、（ｃ）は下部電極の側面図、（ｄ）は
プラズマ処理用保持具を下部電極に乗せた状態の側面図
である。

【図７】本発明のプラズマ処理装置の第２実施例につい
て、そのプラズマ処理用保持具に付設されている挟持部
材の縦断図であり、（ａ）が挟持部を開いた状態、
（ｂ）が挟持部を閉め切る直前の状態、（ｃ）が挟持部
を閉めた状態である。

【図８】本発明のプラズマ処理装置について下部電極を
複数並置した各種変形例であり、（ａ）が第１変形例の
左側面図であり、（ｂ）が下部電極の向きを変えた第２
変形例についての正面図である。

【符号の説明】

１０プラズマ処理装置１１エレベータユニット（昇降機構、駆動機
構）２０真空チャンバ（装置本体部）２１チャンバ内空間２１ａシールリング２２側壁（周壁、側板、側面部分）２３上部電極（プラズマ形成用電極の一
方）２３ａガス流出電極面（対向電極面）２３ｂガス配管２４下部電極（プラズマ形成用電極の他
方）２４ａ突部（凸部、乗載面形成部材との
密接部）２５バッフル板２６底板（チャンバベース、電極ベース、
ワーク乗載ベース）３０基台部（装置本体部）３１収納空間３２真空配管３３可変バルブ（真空圧力調整手段）３４真空ポンプ（負圧吸引源）３５コントローラ（制御装置）３６ＲＦユニット（高周波電源）３７ガスユニット（プラズマ用ガス供給手
段）４０プラズマ処理用保持具（トレー、プレート）４１乗載面形成部材（下部電極延長部）４１ａワーク乗載面（延長された対向電
極面、乗載面）４１ｂ下面窪み（凹部、下部電極との密
接部）５０挟持部材（ワーク押さえ、クランパ）５１下側摘み部材（当接部材、軟材、緩衝部
材）５２下側挟持部材（摺動部材、横移動部材）５３進退板（可動爪、ロック部材、係止部材、
掛止部材）５３ａ端部５４板バネ（弾性部材）５５蝶番（ヒンジ、軸支部材）５６上側摘み部材（当接部材、軟材、緩衝部
材）５７上側挟持部材（回転部材、回動部材）５７ａ爪部（ロック部材、係止部材、掛止部
材）６０付勢手段６１揺動板（テンションハンドル、付勢操作部
材、可動部材）６１ａ張出部（突出部、把手部、取っ手部）６２支軸６３コイルバネ（弾性部材、付勢力発生部材）７０被処理物（可撓性の薄いワーク）５２０下側挟持部材（摺動部材、横移動部材）５２１移動部５２２スライダ５３０揺動部材（可動爪、ロック部材、係止部材、掛
止部材）５４０バネ５７０上側挟持部材（回転部材、回動部材）５７１カバー部（セラミック部、絶縁部）５７２インナー部（金属部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ (72)発明者奥村裕川崎市高津区坂戸３−２−１かながわサイエンスパーク株式会社エフオーアイ内 (72)発明者竹居滋郎東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内 (72)発明者飯村幸夫東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内Ｆターム(参考） 3C016 CB03 CC02 CE05 5F004 AA16 BB21 BD01 BD04 DB00 5F031 CA09 HA06 HA24 HA28 HA29 HA30 HA38 MA28 MA32 NA05 5F045 EM01 EM03 5F046 MA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理物を横にして真空チャンバ内でプラ
ズマに曝すプラズマ処理装置において、前記被処理物を
載せる乗載面が上面に形成された乗載面形成部材と、前
記被処理物の端部を挟持する挟持部材と、この挟持部材
を前記被処理物の反対側へ向けて付勢する付勢手段とを
備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】前記乗載面形成部材の前記乗載面が単調な
凸面であることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処
理装置。
【請求項３】前記乗載面形成部材は、良電導体からな
り、前記真空チャンバの内底側に設けられている電極と
分離して設けられ、その下面が前記電極の上面に対して
密接可能に形成されたものであることを特徴とする請求
項１又は請求項２に記載されたプラズマ処理装置。
【請求項４】導電性の板状体からなり被処理物を載せる
方の乗載面が単調な凸面に形成された乗載面形成部材
と、前記被処理物の端部を挟持する挟持部材と、この挟
持部材を前記被処理物の反対側へ向けて付勢する付勢手
段とを備えたプラズマ処理用保持具。
【請求項５】前記付勢手段が、手を掛け得る突出部また
は張出部の形成された可動部材を有していて、その可動
限界位置のいずれかで前記挟持部材に対する付勢を行う
とともに他の何れかの位置で付勢を止めるものであるこ
とを特徴とする請求項４記載のプラズマ処理用保持具。