JP2005048259A - プラズマ処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 基板等に対するプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、上記プラズマ処理装置内における上記基板の搬送に関するトラブルの発生を低減させながら、実験用や開発用や少量生産用に適したプラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】 処理室と、上記処理室の中心軸に対して傾斜された方向に配置され、上記処理室と遮断可能に連通された予備室と、その上面に上記基板を載置可能な基板載置面を有する基板電極部と、上記処理室内におけるプラズマ処理位置と、上記予備室内における基板受渡し位置との間で、上記基板載置面を略水平に保ちながら上記基板電極部を移動させる基板電極移動装置と、上記予備室に開閉可能に備えられた蓋部とを備え、上記基板電極移動装置が、上記プラズマ処理位置と上記基板受渡し位置との間において、上記基板電極部を上記傾斜された方向に沿って移動可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体等の薄膜回路や電子部品の製造に利用されるドライエッチング装置、プラズマＣＶＤ装置又はスパッタ装置などのプラズマ処理装置に関する。
（従来のプラズマ処理装置１）
従来、この種のプラズマ処理装置としては、様々な種類のものが知られている。このような従来のプラズマ処理装置の一例として、プラズマ処理装置５００の模式的な構成を示す模式図を図１１に示す。
図１１に示すように、プラズマ処理装置５００においては、基板（ワーク）の一例であるウェハ５０１に対して、プラズマ処理を施す密閉可能な室である処理室５０２と、この処理室５０２と大気空間である上記装置の外部との間に介在される室であって、処理室５０２と遮断可能に連通されたロードロック室５０３とが備えられている。
処理室５０２には、ウェハ５０１が載置される載置面５０４ａを備える下部電極５０４と、処理室５０２内の空間を排気して真空化する真空排気装置の一例である第１ロータリーポンプ５１６と、処理室５０２内に反応ガスを供給するガス導入口５１４と、処理室５０２の外壁の一部を形成し、載置面５０４ａの上方に配置された石英窓５１２とが備えられている。下部電極５０４内には、温冷媒の循環部分（図示せず）を備えて、基板載置面５０４ａを温度コントロールしている。さらに、基板載置面５０４ａには、Ｈｅ等の伝熱ガスを下部電極５０４内より供給する配管（図示せず）が備えられ、基板５０１と基板載置面５０４ａの伝熱を促進している。
また、処理室５０２の外部における石英窓５１２の上方には、高周波電源５０８及びマッチャー５１０に接続されて、高周波電力が印加可能とされたコイル５０６が、処理室５０２内の下部電極５０４と対向するように配置されている。
また、ロードロック室５０３は、処理室５０２の図示右側に配置されており、開閉可能な真空側ゲート５２４を通して、処理室５０２と遮断可能に連通されている。さらに、ロードロック室５０３には、装置外部空間との間で開閉可能な大気側ゲート５２６が設けられている。また、大気側ゲート５２６の近傍における装置外部には、大気側ゲート５２６を通して、ロードロック室５０３との間で受渡し可能にウェハ５０１を載置するウェハリフタ５３４が備えられている。また、ロードロック室５０３内には、このウェハリフタ５３４に載置されているウェハ５０１をそのロボットアーム５３０にて保持し、大気側ゲート５２６を通じてロードロック室５０３内に搬送するとともに、真空側ゲート５２４を通して処理室５０２内にウェハ５０１を搬送し、載置面５０４ａにこのウェハ５０１を載置する搬送ロボット５２８が備えられている。また、この搬送ロボット５２８は、プラズマ処理が施されたウェハ５０１を載置面５０４ａからロボットアーム５３０にて取り出して、真空側ゲート５２４及び大気側ゲート５２６を通して、装置外部に搬出することが可能となっている。さらに、ロードロック室５０３には、ロードロック室５０３内の空間を排気して真空化する真空排気装置の一例である第２ロータリーポンプ５３２が備えられている。
また、処理室５０２の下部電極５０４には、その載置面５０４ａに載置された状態のウェハ５０１を、その下面側から突上げて、ウェハ５０１を載置面５０４ａから浮き上がらせる突上げ装置５１８が備えられている。突上げ装置５１８は、ウェハ５０１の下面を突上げる複数の突上げピン５２２と、これらの突上げピン５２２の昇降動作を行うシリンダ部５２０とを備えている。
このような従来のプラズマ処理装置５００においては、ロボットアーム５３０により搬送されて、下部電極５０４の載置面５０４ａの上に載置された状態のウェハ５０１に対して、プラズマ処理を施すことができるとともに、当該処理が施されたウェハ５０１を、突上げ装置５１８により載置面５０４ａから浮き上げさせ、ロボットアーム５３０によりすくい上げて搬送し、処理室５０２より取り出すことができる（例えば、特許文献１参照）。
（従来のプラズマ処理装置２）
次に、さらに別の従来の例にかかるプラズマ処理装置６００の模式的な構成を示す模式図を図１２に示す。
図１２に示すように、プラズマ処理装置６００は、処理室６０２とロードロック室６０３とを備えている点においては、プラズマ処理装置５００と同様であるが、下部電極６０４が処理室６０２とロードロック室６０３との間で移動（昇降移動）可能となっている点において、プラズマ処理装置５００とは、異なった構造となっている。
具体的には、図１２に示すように、処理室６０２には、処理室６０２内を真空排気するターボポンプ６１６ａと第１ロータリーポンプ６１６ｂと、処理室６０２の上部に配置され、処理室６０２の外壁の一部を形成する誘電体ベルジャー６１２とが備えられている。また、下部電極６０４は、その上面をウェハ６０１の載置面６０４ａとし、処理室６０２におけるウェハ６０１へのプラズマ処理位置と、その下方におけるロードロック室６０３内の位置であって、搬送ロボット６２８のロボットアーム６３０によるウェハ６０１の載置面６０４ａへの供給取出し位置との間で、この載置面６０４ａを昇降移動させる電極リフタ６２０が備えられている。また、下部電極６０４の下部には、載置面６０４ａが上記プラズマ処理位置に位置された状態にて、処理室６０２の外壁の一部と当接することにより、処理室６０２とロードロック室６０３との連通を遮断可能な遮断部６０４ｂが備えられている。これにより、電極リフタ６２０により下部電極６０４を上記プラズマ処理位置に移動させることで、処理室６０２とロードロック室６０３との連通を遮断することができ、一方、上記供給取出し位置に移動させることで、上記遮断を解除することができる。
また、ロードロック室６０３には、ロードロック室６０３内を真空排気する第２ロータリーポンプ６３２と、複数のウェハ６０１を取出し可能に収納するウェハカセット６３６とが備えられており、さらに、このウェハカセット６３６に収納されているウェハ６０１より、所望のウェハ６０１をロボットアーム６３０により取出し可能とさせるために、ウェハカセット６３６を昇降させるカセットリフタ６３４が備えられている。
また、下部電極６０４及び電極リフタ６２０には、載置面６０４ａに載置されたウェハ６０１をその下面より突上げる突上げ装置６１８が備えられており、この突上げ装置６１８の機能は、プラズマ処理装置５００における突上げ装置５１８と同様なものとなっている（例えば、特許文献２参照）。さらに、下部電極６０４内には、温冷媒の循環部分（図示せず）を備えて、基板載置面６０４ａを温度コントロールしている。また、基板載置面６０４ａには、Ｈｅ等の伝熱ガスを下部電極６０４内より供給する配管（図示せず）が備えられ、基板６０１と基板載置面６０４ａの伝熱を促進している。
特開平８−１２４９０１号公報（図２） 特開２００２−２９９３３０号公報（図１２）
近年、ウェハ等の基板の技術開発が盛んに行われており、その技術開発の過程においては基板等に対するプラズマ処理が行なわれることが多く、従来の大量生産用の用途だけでなく、実験用や開発用や少量生産用の用途を主として、このようなプラズマ処理装置が用いられることも多くなりつつある。
このような実験用や開発用や少量生産用の用途においては、処理が施されるウェハは必ずしも円盤状のものに限られるものではなく、円盤を細分したウェハやその他特殊な形状のワーク（基板）が用いられることも多い。
そのため、従来のプラズマ処理装置５００や６００において、このような異形ウェハ（ワーク）に対して、プラズマ処理を施す際には、搬送ロボット５２８、６２８による上記異形ウェハの搬送における取扱い性が考慮されて、例えば、当該異形ウェハを別の円盤状のウェハの上面に貼り付けた状態で、搬送ロボットによる搬送が行なわれて、その状態にて、上記異形ウェハに対するプラズマ処理を行う場合がある。
このような場合にあっては、プラズマ処理の際に、当該ウェハを別の円盤状ウエハに接着、剥離する手間がかかると共に異形ウェハが別の円盤状ウェハの表面に貼り付けられていることにより、下部電極５０４、６０４に対するその熱伝導性が低下して、適切なプラズマ処理を行うことができない場合があるという問題がある。
また、従来のプラズマ処理装置５００及び６００において、プラズマ処理が施された処理後は往々にして、ウェハが帯電して、載置面に密着しているウェハを載置面５０４ａ、６０４ａ上から浮上らせるように突上げるという動作を行う突上げ装置５１８、６１８では、薄くてその強度が弱いという特性を有する例えば化合物半導体ウェハ５０１、６０１を、１００％確実に損傷させることなく機械的に突上げるということが難しかった。また真空室内で動作する搬送ロボットアーム５３０、６３０は、その搬送する対象物の材質、膜質、大きさ、残留電荷等の微小な影響を受け易く、継続使用に伴って、搬送する対象物がロボットから落下する等の動作エラーの発生が避けられないという問題がある。
真空プラズマ処理装置にあっては、一度上述のような、ウェハ突上げ時のウェハ破損やロボットアームの搬送トラブルによるウェハ落下等が起こると、常時真空であるべき処理室５０２、６０２にガス導入口を介して窒素ガスを吹込んで大気圧にし、その後石英窓５１２又はベルジャー６１２を外して、処理室を大気開放し、ウェハ破片を回収する必要があった。さらにこのような場合には、処理室５０２又は６０２内壁を水やアルコールでクリーニングし、酸素や水分を吸収した内壁付着物を除去し、再び真空引き、ベーキング、空放電を行って処理室雰囲気を元の状態に戻す必要がある。このようなトラブル復帰手順は、２〜３時間から半日を要するのが常であり、その時間的、金銭的ロスは莫大なものとなるという問題がある。
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、基板等に対するプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、上記プラズマ処理装置内における上記基板の搬送に関するトラブルの発生を低減させながら、実験用や開発用として用いられる特殊な形状を有する基板に対しても、プラズマ処理に適した温度に基板を保つことのでき、そのための別円盤ウェハへの基板接着等の手間のいらないプラズマ処理装置を提供することにある。
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。
本発明の第１態様によれば、（高周波電力や直流電力を印加することにより）電力を印加してプラズマを発生させ、基板（特に、異形の基板等）に対しプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
上記プラズマ処理が行われる処理室と、
上記処理室と上記装置の外部との間に介在される（室であって、上記処理室と遮断可能に１つの連通孔にて連通された）予備室と、
上記処理室内及び上記予備室内を夫々排気して真空化する真空排気装置（あるいは、上記処理室内を排気して真空化する第１真空排気装置と、上記予備室内を排気して真空化する第２真空排気装置）と、
上記処理室内に反応ガスを供給する反応ガス供給部と、
その上面に上記基板を（基板搬送用別基板等を用いることなく直接的に）載置し、上記基板の温度制御が可能な基板載置面を有する基板電極部と、
上記処理室内において上記プラズマ処理が行われるプラズマ処理位置と、上記予備室内において上記装置外部との間で上記基板の受渡しが行われる基板受渡し位置との間で、上記基板電極部を（略水平に保ちながら）往復移動させる基板電極移動装置と、
上記電力を印加可能であって、上記処理室に備えられたコイル又は電極に、高周波電力又は直流電力を印加する電力印加装置と、
その閉止により上記予備室を密閉可能であって、その開放により、上記基板の供給及び排出を可能とさせる上記予備室の蓋部とを備えることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
本発明の第２態様によれば、上記予備室は、上記処理室の中心軸に対して傾斜された方向に配置され、
上記基板電極移動装置は、上記プラズマ処理位置と上記基板受渡し位置との間において、上記傾斜された方向に配置された移動軸に沿って、上記基板電極部を移動可能である第１態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。
本発明の第３態様によれば、上記傾斜の角度は、３０度〜６０度の範囲のいずれかの角度である第２態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。
本発明の第４態様によれば、上記予備室は、上記処理室の中心軸に略直交する方向である略水平方向に配置され、
上記基板電極移動装置は、上記プラズマ処理位置と上記基板受渡し位置との間において、上記略水平方向に配置された移動軸に沿って、上記基板電極部を移動可能である第１態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。
本発明の第５態様によれば、上記蓋部は、その開放状態において、上記基板受渡し位置に位置された状態の上記基板電極部の上記基板載置面を上記装置外部から目視可能、かつ、上記基板載置面に上記基板を上記装置外部より直接的に（例えば、作業者による手作業にて）載置可能に配置されている第１態様から第４態様のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置を提供する。
本発明の第６態様によれば、上記処理室と上記予備室との間の連通を行い、上記基板が載置された状態の上記基板電極部が通過可能であって、上記処理室と上記予備室との間の連通を行なう連通用ゲート部と、
上記基板電極部と一体的に移動可能であって、上記基板電極部が上記プラズマ処理位置に位置されることで、上記連通用ゲート部を閉止して、上記処理室と上記予備室との間の遮断を行い、上記基板電極部が上記基板受渡し位置に位置されることで、上記連通用ゲート部を開放して、上記処理室と上記予備室との上記遮断を解除して互いを連通させる処理室遮断部とを備える第１態様から第４態様のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置を提供する。
本発明の第７態様によれば、上記基板受渡し位置に上記基板電極部が位置された状態で、上記連通用ゲート部を閉止して上記処理室と上記予備室との連通を遮断する開閉可能なゲート蓋を有する遮断装置をさらに備える第５態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。
本発明の第８態様によれば、１つの上記処理室に連通された少なくとも２つの上記予備室と、
上記各々の予備室における上記基板受渡し位置と上記処理室における上記プラズマ処理室との間を往復移動可能な少なくとも２つの上記基板電極部と、
上記処理室と上記各々の予備室とを連通する少なくとも２つの上記連通用ゲート部とを備え、
上記基板電極移動装置は、上記夫々の基板電極部のうちより選択された一の上記基板電極部を上記プラズマ処理位置に、かつ、他の上記基板電極部を上記基板受渡し位置に、夫々位置させることが可能であって、
上記遮断装置は、上記一の基板電極部が位置されている上記処理室と上記他の基板電極部が位置されている上記予備室とを連通する上記連通用ゲートを閉止して遮断可能である第７態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。
本発明の第９態様によれば、上記基板電極移動装置による上記基板電極部の移動軸をおよその回転中心として、上記基板電極部を回転させる基板電極回転装置をさらに備え、
上記基板載置面に載置された上記基板に対して、上記基板受渡し位置におけるその載置姿勢と、上記プラズマ処理位置におけるその処理姿勢とが異なる（当該異なる処理姿勢にてプラズマ処理を行なう）第１態様から第８態様のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置を提供する。
本発明の第１０態様によれば、上記基板受渡し位置に位置された状態の上記基板電極部の上記基板載置面と、上記装置外部との間で、上記基板の受渡しを行なう基板受渡し装置をさらに備える第１態様から第９態様のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置を提供する。
本発明の第１１態様によれば、上記基板載置面への上記基板の載置位置の保持は、上記基板と上記基板載置面との間に介在されて、上記真空排気装置により上記予備室内が真空化されることで上記基板と上記基板載置面との密着が促進され、上記プラズマ処理のための上記基板と上記基板載置面との間の伝熱を可能とする接着材料により行なわれる第１態様から第１０態様のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置を提供する。
本発明の第１２態様によれば、上記基板電極部は、上記基板載置面を加熱可能な加熱装置をさらに備え、
上記加熱装置は、上記接着材料を加熱することで、当該接着材料による上記基板と上記基板載置面との接着、固定、及び密着の解除を補助可能である第１１態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。
より詳細には、上記基板電極部は、上記処理室における上記基板の温度制御が可能であるとともに、上記基板載置面を加熱可能な加熱装置をさらに備え、
上記加熱装置は、上記接着材料を加熱することで、当該接着材料を溶融又は軟化させて、上記基板と上記基板載置面とを密着させ、上記処理室における上記基板の処理にあたっては、上記加熱の温度を下降させて、上記基板と上記基板載置面との密着を固化するとともに、上記基板の温度制御を行ない、上記予備室における上記基板の排出にあたっては、再度上記接着材料を上記加熱することで、当該接着材料による上記基板と上記基板載置面との密着の解除を補助可能である第１１態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。
本発明の上記第１態様によれば、基板電極部が、処理室内のプラズマ処理位置と、予備室内の基板受渡し位置との間で往復移動可能とされていることにより、上記基板受渡し位置にて供給される基板を、上記基板電極部の基板載置面に載置させた状態で、上記基板電極部とともに上記基板の上記プラズマ処理位置への搬送を行なうことができる。また、逆に、上記プラズマ処理位置にてプラズマ処理が施された状態の上記基板を、上記基板電極部とともに上記基板受渡し位置への搬送を行なうことができる。このような搬送が可能となることにより、例えば、上記基板受渡し位置に位置された状態の上記基板電極部に対して、作業者の手で直接的に上記基板を上記基板載置面に載置させて供給することができ、また、上記作業者の手で上記載置された基板を装置外へ取り出すことが可能となる。
また、上記予備室における上記基板受渡し位置に位置された状態の上記基板載置面と装置外部との間で、上記基板の受渡しを可能とする蓋部が備えられていることにより、上記基板載置面と装置外部との間で、上記基板の供給及び排出を直接的に行なうことができる。
従って、例えば、薄くてその強度が弱いという特性を有する上記基板（例えば、化合物半導体ウェハ等）を、従来のプラズマ処理装置に用いられていた搬送ロボット等を介在させることなく、搬送することができるため、ウェハの落下等の搬送トラブルの発生を未然に防止することができるとともに、搬送ロボット介在に伴うウェハ形状の種々制約を無くすことができる。
特に、従来のプラズマ処理装置においては、基板電極部上に載置された状態の基板をすくい上げて搬送するために必要であった突上げ装置を、本態様のプラズマ処理装置によれば不要とすることができる。これにより、上記搬送トラブルとして従来発生していた基板電極上での突上げピンによるウェハの破損やウェハの落下を未然に防止することができ、基板の確実な搬送を行なうことができる。
また、上記搬送ロボット介在に伴う制約であった主に円盤状の基板だけしか搬送することができないという問題を、上記基板を直接的に上記基板載置面に載置して搬送可能とされていることで、化合物半導体ウェハに代表されるような円盤を細分した基板や異形基板の搬送等にも対応することが可能となり、当該問題を解決することができる。特に、このような異形基板は、実験用や開発用として用いられることが多いため、このような実験用・開発用の用途に適したプラズマ処理装置を提供することができる。
また、上記異形基板を例えば円盤状のウェハ等の上に貼り付けることなく、直接的に上記基板載置面上に載置させた状態で、上記異形基板に対するプラズマ処理が実施可能であることより、上記異形基板の基板電極部に対する熱伝導性を損なうことなくプラズマ処理を行なうことができる。従って、このような特殊形状の基板に対して基板温度を最適に保つプラズマ処理を行なうことができる実験用・開発用や少量生産用の用途に適したプラズマ処理装置を提供することができる。
本発明の上記第２態様によれば、プラズマ処理装置において、上記予備室が上記処理室の中心軸に対して傾斜された方向に配置に配置され、上記傾斜された方向、例えば、上記基板載置面に直交する方向に対して傾斜された方向に沿って、上記基板電極部が上記プラズマ処理位置と上記基板受渡し位置との間で移動可能、すなわち、上記基板電極部を「斜めに移動」可能であることにより、当該移動を行なうことで実質的に「水平移動」と「垂直移動」とを同時的に実現することができる。
これにより、「水平移動」によって上記基板を、上記予備室内の上記基板受渡し位置から、上記処理室内へ搬送することができる。また、「垂直移動」によって、プラズマ処理すべき上記基板を、上記処理室のコイル又は電極に近づけることができ、上記基板を強いプラズマにさらすことができる。従来、特に、「水平移動」のみを行なう装置にあっては、基板を処理室におけるプラズマ発生部分から遠い位置にしか運ぶことができないという問題がある場合があるが、上記プラズマ処理装置においては、基板の搬送という要件と、基板を強いプラズマにさらすという要件との２つの要件を同時に満足する装置を提供できる。
また、このように上記基板電極部が上記傾斜された方向に沿って移動される構成においては、「水平移動」のみが行なわれるような場合に比べて、上記基板載置面の上方に大きな空間を確保することができる。これにより、上記基板載置面には円盤状のウェハ等のその形状高さが低い基板のみならず、形状高さが高い基板や基板の固定治具を載置することができ、より多様な形状の基板（ワーク）に対するプラズマ処理を実現することができる。
本発明の上記第３態様によれば、上記傾斜の角度が、３０度〜６０度の範囲のいずれかの角度であることにより、上記「水平移動」と上記「垂直移動」とを同時的に実現する上記夫々の効果を有効に得ることが可能となる。
本発明の上記第４態様によれば、上記基板電極移動装置による上記基板電極部の移動軸が、略水平方向に配置されているような場合であっても、上記第１態様による効果を得ることができるプラズマ処理装置を提供することができる。
本発明の上記第５態様によれば、上記予備室の蓋部が、その開放状態において、上記基板受渡し位置に位置された状態の上記基板電極部の上記基板載置面を、上記装置外部から目視可能に配置されていることにより、上記蓋部を開放して、上記基板載置面を確実に視認することができる。例えば、上記予備室が上記傾斜された方向に配置されているような場合にあっては、上記傾斜を利用して、上記予備室において、上記基板受渡し位置の上方にあたる上記予備室の側面に上記蓋部を設けることができる。このような場合にあっては、上記蓋部を開放することで、上記基板載置面をその上方から確実に視認可能とすることができる。従って、上記基板の載置による供給動作や取出し動作の際に、上記基板の状態（載置状態やプラズマ処理結果等）を視認しながら、上記基板の確実な供給又は再処理や処理済み基板の排出動作の判断を行なうことができる。このような効果は、特に異形ウェハ等が用いられることが多いという実験用・開発用の用途に適したものであると言える。
本発明の上記第６態様によれば、上記基板電極部と一体的に移動可能であって、上記基板電極部が上記プラズマ処理位置に位置されることで、連通用ゲート部を閉止して上記処理室と上記予備室との遮断を行なうことができ、また、上記基板受渡し位置に位置されることで上記連通用ゲート部を開放して上記遮断を解除することができる処理室遮断部が備えられていることにより、上記処理室の遮断（すなわち密閉）及び上記遮断の解除（上記密閉解除）動作を上記基板の搬送動作により行なうことができる。よって、よりプラズマ処理装置の構成をより簡素化することができ、処理室内のガスや放電が予備室に回りこむことがなく故障等の発生頻度を低減させた確実なプラズマ処理を可能とすることができる。
本発明の上記第７態様によれば、上記基板処理位置に上記基板電極部が位置された状態においては、上記処理室と上記予備室とを遮断する遮断装置がさらに備えられている。これにより、上記予備室が上記基板の供給又は排出のために開放されるような場合であっても、上記処理室を密閉状態に保つことができる。よって、上記処理室内を例えば常にプラズマ処理に適した雰囲気（圧力、温度、壁面付着物の状態等）に保つことができ、複数の上記基板等に対して連続的にプラズマ処理を行なう際に、効率的な処理を実現することができる。
本発明の上記第８態様によれば、１つの上記処理室に対して、少なくとも２つの上記予備室、上記基板電極部、及び連通用ゲート部が備えられていることにより、一の上記基板電極部を上記プラズマ処理位置に位置させて、他の上記基板電極部を上記基板受渡し位置に位置させた状態で、上記連通用ゲート部を閉止して上記処理室と上記予備室とを遮断することにより、上記一の基板電極部に載置された上記基板に対してはプラズマ処理を行ないながら、上記他の基板電極部に対しては基板の受渡し等を行なうことができる。従って、効率的なプラズマ処理を行なうことができるプラズマ処理装置を提供することができる。
本発明の上記第９態様によれば、上記基板電極部の移動軸をおよその回転中心として、上記基板電極部を回転させる基板電極回転装置がさらに備えられていることにより、上記基板載置面に載置された上記基板に対して、上記基板受渡し位置におけるその載置姿勢と、上記プラズマ処理位置におけるその処理姿勢とが異なることが可能となる。
これにより、例えば、上記基板電極移動装置による上記基板電極部の移動軸が、上記処理室の中心軸に対して、傾斜角度４５度で傾斜されているプラズマ処理装置においては、上記予備室の上記基板受渡し位置において上記基板載置面が略水平状態の姿勢とさせて、当該基板載置面に上記基板を確実に載置させることができる。また、このように載置された基板を、例えば静電吸着等の手段を用いてその載置位置の保持を行ない、さらに、上記基板電極回転装置により上記基板電極部を上記移動軸回りに１８０度回転させるとともに、上記基板電極移動装置により上記基板電極部を上記プラズマ処理位置に位置させることにより、上記処理室内において上記基板載置面を略鉛直方向に配置させることができ、当該配置姿勢にて上記基板を保持しながらプラズマ処理を行なうことができる。これにより、上記基板の表面へのダスト等の沈着を低減させることができ、当該プラズマ処理により、上記基板の表面に良質のエッチング面や成膜面を形成することが可能となる。
本発明の上記第１０態様によれば、上記基板受渡し位置に位置された状態の上記基板電極部の上記基板載置面と、上記装置外部との間で、上記基板の受渡しを行なう基板受渡し装置がさらに備えられていることにより、上記基板載置面と上記装置外部との間の上記基板の受渡しを、作業者等の手作業により行なうことなく、自動的に行なうことができ、無人連続処理が可能となる。
本発明の上記第１１態様によれば、上記基板が上記接着材料を介在させて上記基板載置面に載置されることにより、当該載置の後、上記予備室内を真空化することで、上記伝熱性接着材料に含まれている気泡を除去しながら、上記接着材料と上記基板及び上記基板載置面とを密着させることができる。これにより、上記基板載置面への上記基板の載置位置を確実に保持することができるとともに、上記気泡が多数残留することによる上記基板と上記基板載置面との間の伝熱性の低下の発生を未然に防止して、プラズマ処理に必要な伝熱性を確保することができる。従って、確実かつ効率的なプラズマ処理を行なうことができるプラズマ処理装置を提供することができる。
本発明の上記第１２態様によれば、上記基板電極部が、上記基板載置面を加熱可能な加熱装置をさらに備えることで、自在に上記接着材料の加熱や冷却（加熱温度を下降させることによる冷却）を行なって、例えば、上記接着材料を溶融若しくは軟化又は再固化させること等で、当該伝熱性接着材料による上記基板と上記基板載置面との接着、固定及び密着の解除作業をより容易なものとすることができる。
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。
（第１実施形態）
（プラズマ処理装置の構成）
本発明の第１の実施形態にかかるプラズマ処理装置１００の模式的な構成を示す模式図（一部断面図）を図１に示す。
図１に示すように、プラズマ処理装置１００は、密閉可能な室であって、基板の一例であるウェハ１をその内部に配置させることで、当該ウェハ１に対する所定のプラズマ処理が施される処理室２と、この処理室２とプラズマ処理装置１００の外部との間に介在され、かつ、密閉可能な室であって、処理室２と遮断可能に、例えば、１つの連通孔にて連通された予備室３とを備えている。
処理室２は、互いに略直交してＶ字状に接続された２つの平面部５ａ及び５ｂと、円筒と円錐状の底部を持った処理室容器５と、処理室容器５の上部全体を覆うように形成され、緩やかな曲面状の天板部分を有するベルジャー１２とにより、その内部に形成されている。なお、ベルジャー１２は、例えば石英やセラミックス等の誘電体により形成することができる。
また、処理室２における略中央部分の位置であるプラズマ処理位置Ａには、ウェハ１を載置可能な載置面４ａをその上面に有する基板電極部の一例である下部電極４を位置させることが可能となっている。また、処理室２には、処理室２内の空間を排気して、所望の圧力に保ちながら真空排気するターボポンプ１７が備えられている。このターボポンプ１７は、処理室容器５を形成する上記２つの平面部５ａ及び５ｂの内の一方の平面部５ａ（図示左側）の外側に、圧力コントロールバルブ１８（例えば、スイスＶＡＴ社製のコントロールバルブ）を介して、処理室２内部の空間と連通するように設置されている。また、このターボポンプ１７には、第１ロータリーポンプ１６が直列接続されており、処理室２内を真空排気することが可能となっている。なお、本第１実施形態においては、ターボポンプ１７及び第１ロータリーポンプ１６が、第１真空排気装置の一例となっている。また、処理室２には、その内部の空間に反応ガスを供給する反応ガス供給部の一例であるガス導入口１４が備えられている。なお、ガス導入口１４には、反応ガス（Process Gas）と窒素ガス（Ｎ２）を選択的に供給可能に、開閉弁が設けられた反応ガス供給管及び窒素ガス供給管が接続されている。
さらに、処理室２におけるベルジャー１２の外部周囲には、多重に巻回されたコイルの一例であるコイル６が配置されており、このコイル６に接続された電力印加装置の一例である高周波電源８とマッチャー１０とを通じて、コイル６に高周波電力を印可し、ベルジャー１２を介して処理室２内にプラズマを励起することが可能となっている。例えば、高周波電源８は、周波数１３．５６ＭＨｚ、電力１ｋＷの高周波電力を印加することが可能となっている。なお、このようにコイル６が備えられているような場合に代えて、ベルジャー１２の外部周囲又は内部に電極が備えられ、電力印加装置により当該電極に高周波又は直流電力が印加されるような場合であってもよい。
また、図１に示すように、処理室容器５における他方の平面部５ｂ（図示右側）には処理室２と予備室３とを連通する上記１つの連通孔（開口部）である連通用ゲート部の一例である連通用ゲート２８が形成されている。予備室３は、大略中空角柱形状の予備室容器７により形成されており、当該角柱形状の上部に連通用ゲート２８が配置されている。このように予備室３が配置されていることにより、処理室２の中心軸である処理室中心軸Ｐに対して、予備室３の上記角柱形状の中心軸である予備室中心軸Ｑが、傾斜角度θだけ傾斜された状態で予備室３が配置されている。なお、この傾斜角度θは、例えば、３０〜６０度程度の範囲のいずれかの角度とすることが好ましく、４５度程度の角度とすることがより好ましい。
また、下部電極４は、プラズマ処理位置Ａと、プラズマ処理位置Ａより予備室中心軸Ｂ沿いに移動された予備室３の略中央付近の位置であって、予備室３と装置外部との間でウェハ１の受渡しが行なわれる基板受渡し位置の一例であるウェハ受渡し位置Ｂとの間で、載置面４ａを略水平に保ちながら移動することが可能となっている。また、予備室３の上記傾斜された角柱形状の側面における図示上部には、ウェハ受渡し位置Ｂに位置された状態の載置面４ａと装置外部との間でウェハ１を受渡し可能とする開口部であるウェハ受渡し用ゲート２３が形成されており、さらに、このウェハ受渡し用ゲート２３を開閉可能な蓋部の一例である蓋２２が備えられている。この蓋２２を閉止させることにより、予備室３の内部空間を密閉することができ、一方、開放させることにより、ウェハ受渡し用ゲート２３を通して、ウェハ１の供給又は排出を行なうことが可能となる。また、この蓋２２は、例えば、透明材料であるアクリル等により形成されており、閉止された状態においても、ウェハ受渡し位置Ｂに位置された状態の載置面４ａを蓋２２を通して装置外部より視認することが可能、すなわち、蓋２２全体が視認窓の一例となっている。なお、この蓋２２は、その全部が上記透明材料で形成されているような場合に代えて、その一部が窓状に上記透明材料により形成されているような場合であってもよい。
さらに、予備室３には、下部電極４がその上部先端に設置された軸部であって、プラズマ処理位置Ａとウェハ受渡し位置Ｂとの間で載置面４ａを移動可能に、予備室中心軸Ｑ（移動軸の一例である）に沿ってスライド移動するスライドシャフト３２と、このスライドシャフト３２の上記移動を行なうエアシリンダ３４とが備えられている。なお、本第１実施形態においては、スライドシャフト３２とエアシリンダ３４とが基板電極移動装置の一例となっている。また、予備室３内におけるスライドシャフト３２の外周には、ベローズ３６が設置されている。また、エアシリンダ３４によるスライドシャフト３２のプラズマ処理位置Ａ及びウェハ受渡し位置Ｂへの移動位置の位置決めは、例えば、ストッパ等を用いて機械的に行なうことができる。さらに、移動されたスライドシャフト３２がプラズマ処理位置Ａ又はウェハ受渡し位置Ｂに停止する際に発生する衝撃を緩和するため、例えば、スライドシャフト３２に緩衝部材（ショックアブゾーバ）が備えられていることが好ましい。
また、下部電極４とスライドシャフト３２の接続部分には、下部電極４の外周よりも突出して形成されたフランジ形状の鍔部の一例である遮断部３０（処理室遮断部の一例である）が形成されている。これにより、載置面４ａをプラズマ処理位置Ａに位置させたときに、当該遮断部３０の周部を、連通用ゲート２８の周囲に当接させて、処理室２を密閉する（すなわち、処理室２と予備室３とを遮断する）ことが可能であり、一方、載置面４ａをウェハ受渡し位置Ｂに向けて移動させることで、遮断部３０の上記周部と連通用ゲート２８の上記周囲との当接を解除して、処理室２の上記密閉を解除する（すなわち、上記遮断を解除する）ことが可能となっている。なお、このような機能を担保するため、下部電極４が連通用ゲート２８と当接することなく通過可能に、連通用ゲート２８の開口部分よりも下部電極４の外周が小さくなるように形成され、遮断部３０の周部が確実に連通用ゲート２８の周部に当接するように、遮断部３０の外周が連通用ゲート２８の開口部分よりも大きくなるように形成されている。
また、予備室３には、予備室３の内部空間を独自に真空排気して、所定の圧力に保つことができる第２真空排気装置の一例である第２ロータリーポンプ２０が備えられている。
ここで、プラズマ処理装置１００における下部電極４の上記移動状態を示す模式図を図２に示す。
図２に示すように、下部電極４の載置面４ａは、処理室２内のプラズマ処理位置Ａ（図示破線にて示す）と、予備室３内のウェハ受渡し位置Ｂ（図示実線にて示す）との間で移動可能となっている。また、載置面４ａがウェハ受渡し位置Ｂに位置された状態では、下部電極４全体を予備室３内に収めることが可能なように、ウェハ受渡し位置Ｂの配置が決定されている。
また、図２に示すように、下部電極４の載置面４ａがウェハ受渡し位置Ｂに位置された状態においては、処理室２と予備室３との連通部分である連通用ゲート２８が開放された状態とされる。このような状態においても、処理室２を密閉可能とするため、予備室３には、連通用ゲート２８を開閉可能なゲート蓋２４と、このゲート蓋２４の開閉動作を行なうゲート蓋開閉装置２６とが備えられている。上記状態において、ゲート蓋２４により連通用ゲート２８を閉止させることによって、処理室２と予備室３とを遮断して、処理室２を密閉することができる。例えば、このようにゲート蓋２４を用いて処理室２を密閉することで、図２に示すように、予備室３を開放してウェハ１の供給又は排出を行なうような場合においても、処理室２内を装置外部の雰囲気に侵すことなく、密閉された状態を保つことができる。なお、本第１実施形態においては、ゲート蓋２４及びゲート蓋開閉装置２６とが遮断装置の一例となっている。
ここで、図３に処理室２及び下部電極４の拡大模式図を示し、下部電極４等の構成についてさらに詳細に説明する。
図３に示すように、下部電極４の内部には、載置面４ａ上に載置されたウェハ１を解除可能に静電的に保持（チャック）するための電極であるＥＳＣ層４１と、このＥＳＣ層４１の下方に配置され、高周波電力が印加される電極である高周波層４２とが内蔵して備えられている。ＥＳＣ層は、載置面４ａの図示右側と左側とに分割して形成されており、中空状のスライドシャフト３２の内側に設置された電気配線を通じて、一方が静電チャックプラス極４８に、他方が静電チャックマイナス極４７に接続されている。また、高周波層４２は、スライドシャフト３２の内側に設置された電気配線を通じて、バイアス高周波電源４９に接続されている。バイアス高周波電源４９により、例えば、ウェハ１に対するプラズマ処理の際に、周波数１３．５６ＭＨｚ、電力２００Ｗの高周波電力が、高周波層４２に印加される。
また、下部電極４における高周波層４２のさらに下方には、下部電極４を加熱又は冷却するためのウォータジャケット４３が設置されている。このウォータジャケット４３の内部には、冷温媒流体が流通可能な複数の冷温媒流路４４ａが形成されており、これらの冷温媒流路４４ａに冷温媒流体を流通可能に、冷温媒流体を供給又は排出する複数の冷温媒配管４４が、スライドシャフト３２の内側に設置されている。
また、載置面４ａに載置された状態のウェハ１の下面と、載置面４ａとの間に、伝熱ガスを供給するための伝熱ガス供給孔４５ａが、載置面４ａの略中央付近に形成されており、この伝熱ガス供給孔４５ａは、スライドシャフト３２の内側に設置された伝熱ガス供給配管４５に接続されて、伝熱ガスが供給可能とされている。このように載置面４ａに伝熱ガス供給孔４５ａが形成されていることにより、プラズマ処理の際に真空排気される処理室２の内部雰囲気中において、ウェハ１の下面と載置面４ａとの間に存在する微小な隙間に伝熱ガスを充填することが可能となり、その結果、下部電極４からウェハ１に対して、伝熱ガスを介して熱伝導による必要な加熱又は冷却を行なうことが可能となる。なお、上記伝熱ガスとしては、例えば、圧力１０００Ｐａ程度（約１／１００気圧）のヘリウムガスが用いられる。
また、下部電極４は、略円筒状の電極支持部４６により支持されており、この電極支持部４６の下部には、遮断部３０が形成されている。さらに、図３に示すように、スライドシャフト３２が進退移動されることにより、下部電極４が連通用ゲート２８を通過するような場合であっても、処理室中心軸Ｐと予備室中心軸Ｑとが傾斜角度θでもって傾斜されていることにより、載置面４ａの上方には、他の装置構成部分と接触されることがない所定の空間が常に確保されている。そのため、例えば、図３に示すように、平板状のウェハ１に代えて、比較的その形成高さが高いワーク１ａ（又は基板取付治具）を載置することも可能となっている。
また、ここで、プラズマ処理装置１００におけるゲート蓋開閉装置２６とゲート蓋２４の構成を示す図として、図２におけるＣ−Ｃ線矢視断面図を図４に示す。なお、図４においては、予備室３の蓋２２がウェハ受渡し用ゲート２３を閉止している状態を示している。
図４に示すように、ゲート蓋開閉装置２６の回転中心に回転移動可能に固定された蓋支持部２９の他端には、ゲート蓋２４が固定されており、ゲート蓋開閉装置２６により、蓋支持部２９を正方向又は逆方向に回転移動させることにより、上記回転中心回りにゲート蓋２４を正方向又は逆方向に回転移動させることができる。この回転移動により、連通用ゲート２８を閉止することができる位置である閉止位置Ｒと、開放させることができる位置である開放位置Ｓとの間で、ゲート蓋２４を回転移動させることができる。また、ゲート蓋開閉装置２６は、上記回転を駆動する機能の他に、さらに、蓋支持部を予備室中心軸Ｑに沿って進退移動させる機能をも備えている。これにより上記閉止位置Ｒに位置された状態のゲート蓋２４を連通用ゲート２８に向けて押し付けるようにして移動させることができ、処理室２を密閉することができる。なお、このような予備室中心軸Ｑに沿った進退移動は、例えば、シリンダ等の機構を用いることにより行なうことができ、その進退移動の範囲は、リミットスイッチ検出により行なうことができる。具体的には、本第１実施形態においては、ゲート蓋開閉装置２６としては、例えば、空気圧回転・伸縮アクチュエータが用いられている。また、図４に示すように、予備室３には、開放位置Ｓに位置された状態のゲート蓋２４を収納可能な蓋収納室２５が形成されている。
なお、図１から図４の夫々において示すように、プラズマ処理装置１００においては、処理室２の密閉性及び予備室３の密閉性を担保するために、必要な箇所にはシール部材が備えられている。図中においては、特に符号を付してはいないが、黒丸図形にて表示している部分が上記シール部材に該当する。例えば、処理室２における平面部５ａとコントロールバルブ１８の接続部分、平面部５ｂと遮断部３０若しくはゲート蓋２４との当接部分、さらに、予備室３におけるウェハ受渡し用ゲート２３と蓋２２との当接部分等に上記シール部材が備えられている。
また、図２に示すように、予備室３におけるウェハ受渡し用ゲート２３は、例えば、作業者がピンセット等を用いてウェハ１を予備室３内に搬入して、載置面４ａ上に確実に載置するために十分な大きさが確保可能なように形成されている。
また、プラズマ処理装置１００において、下部電極４はスライドシャフト３２に着脱可能に装備されており、異なる種類の下部電極４が交換可能に用意されているような場合であってもよい。このような場合にあっては、様々な形状のウェハ１等に対して、夫々の種類に適した下部電極４を選択して、スライドシャフト３２に装備させて、プラズマ処理を行なうことができる。なお、予備室３におけるウェハ受渡し用ゲート２３は、このような下部電極４の着脱による交換作業ができるような大きさに形成されている。
（プラズマ処理動作）
次に、このような構成を有するプラズマ処理装置１００において、ウェハ１を供給してプラズマ処理を行ない、その後、処理されたウェハ１をプラズマ処理装置１００より取り出すまでの一連の動作であるプラズマ処理動作について、以下に説明する。
まず、図２に示すように、プラズマ処理装置１００においては、下部電極４の載置面４ａがウェハ受渡し位置Ｂに位置されて、ゲート蓋２４が閉止位置Ｒに位置されて処理室２が密閉された状態とされている。このような状態において、予備室３の蓋２２を開放し、例えば、作業者がピンセット等のウェハ保持手段を用いて保持したウェハ１を、ウェハ受渡し用ゲート２３を通して予備室３内搬入し、載置面４ａ上に載置する。
一方、このとき、密閉された状態にある処理室２においては、ターボポンプ１７及び第１ロータリーポンプ１６が駆動されて、圧力コントロールバルブ１８を開放して、処理室２内の真空排気を開始する（あるいは、既に開始されて、真空に保たれているような場合であってもよい）。
その後、載置面４ａ上にウェハ１が載置されると、図３に示すＥＳＣ層に所定の電圧が印加されて、当該載置された状態のウェハ１が載置面４ａ上に静電チャックされる。この静電チャックにより確実にウェハ１が載置面４ａ上に載置されたことをウェハ受渡し用ゲート２３を通して作業者が確認すると、蓋２２を閉止して予備室３が密閉される。
当該予備室３の密閉が行なわれると、第２ロータリーポンプ２０が駆動されて予備室３内の真空排気が開始される。この真空排気により予備室３内が所定の圧力以下になると、ゲート蓋開閉装置２６によりゲート蓋２４が開放位置Ｓに移動されて、処理室２と予備室３とが連通された状態とされる。
それとともに、図１に示すように、エアシリンダ３４によりスライドシャフト３２が予備室中心軸Ｑに沿って移動されて、ウェハ１が載置された状態の載置面４ａがプラズマ処理位置Ａに位置するように移動される。このように載置面４ａが移動されることにより、遮断部３０の周部と、連通用ゲート２８の周部とが当接して、処理室２が再び密閉された状態とされる。
その後、処理室２において、ガス導入口１４より所定の反応ガス（Process Gas）が供給されるとともに、圧力コントロールバルブ１８が動作して、処理室２内を所定の圧力に保った後、下部電極４の高周波層４２に所定の高周波電力が印加され、コイル６にも所定の高周波電力が印加される。なお、このとき、あるいはこれより以前から、下部電極４のウォータジャケット４３には冷温媒流体が流通されて、下部電極４の載置面４ａが所定の温度に保たれている。また、ウェハ１の下面と載置面４ａとの間の微小な隙間には、伝熱ガス供給孔４５ａより、伝熱ガスが供給されている。このような状態とされることにより、ウェハ１に対してプラズマ処理が施されることとなる。
その後、所定の時間が経過すると、ガス導入口１４よりの反応ガスの供給が停止され、コイル６への高周波電力の印加及び高周波層４２への高周波電力の印加が停止されて、プラズマ処理が終了する。さらに、圧力コントロールバルブ１８は開放されて、処理室２内は高真空となる。その後、エアシリンダ３４によりスライドシャフト３２が予備室中心軸Ｑに沿って下降されて、プラズマ処理が施されたウェハ１が載置された状態の載置面４ａが、ウェハ受渡し位置Ｂに位置される。また、このスライドシャフト３２の移動により、処理室２の密閉が解除されて、処理室２と予備室３とが互いに連通された状態とされる。
その後、ゲート蓋開閉装置２６によりゲート蓋２４が閉止位置Ｒに移動されて、ゲート蓋２４により連通用ゲート２８が閉止され、処理室２が再び密閉された状態とされる。このように処理室２が上記プラズマ処理後も再び密閉された状態とされることにより、処理室２内をプラズマ処理に必要な雰囲気状態（例えば、温度、圧力、壁面付着物の状態等）に保つことができ、次に供給されるウェハ１に対するプラズマ処理の均一化と処理を開始するまでに要する時間を短縮化することができる。
処理室２の上記密閉の後、図２に示すように、処理室２と遮断された状態の予備室３において、第２ロータリーポンプ２０の配管上のバルブが閉じられ、真空状態を破壊させて、予備室３内が大気圧状態とされる。なお、例えば、このような真空状態の破壊は、予備室３内に窒素ガス（Ｎ２）を供給可能に接続された窒素ガス供給管上の開閉弁を開放させて、予備室３内に窒素ガスを供給することにより行なうことができる。その後、作業者により蓋２２が開放されるとともに、載置面４ａ上への静電チャックが解除され、ピンセット等を用いて、ウェハ１の端部を保持することにより、プラズマ処理が施されたウェハ１が、プラズマ処理装置１００の外部へと排出される。
その後、次のウェハ１に対してプラズマ処理を施す場合には、ウェハ受渡し用ゲート２３を通じて、当該次のウェハ１を下部電極４の載置面４ａに供給し、上述の夫々の動作を順次行なうことにより、次のウェハ１に対するプラズマ処理を行なうことができる。
なお、上記動作手順の説明においては、プラズマ処理が行われた後、載置面４ａをウェハ受渡し位置Ｂに移動させて、予備室３内を大気圧状態とさせて扉２２の開放によりウェハ１を装置より取り出す場合について説明したが、このような場合代えて、載置面４ａをウェハ受渡し位置Ｂに移動させた後、予備室３を真空排気させた状態のまま、扉２２を通して装置外部より、ウェハ１に対するプラズマ処理状態を目視確認し、必要に応じて、再度、載置面４ａをプラズマ処理位置Ａに移動させてプラズマ処理を実施するような場合であってもよい。特に、実験用や開発用の用途においては、プラズマ処理の途中でその処理状態を確認する必要がある場合もあるからである。
また、上記説明においては、プラズマ処理装置１００において、ウェハ受渡し位置Ｂに位置された状態の載置面４ａとの間で、作業者が手作業によりウェハ１の供給及び排出を行なうような場合について説明したが、本第１実施形態はこのような場合にのみ限定されるものではない。例えば、このような場合に代えて、図１０に示すように、基板受渡し装置の一例である搬送ロボット９０と、複数のウェハ１が取り出し可能に収容されたウェハカセット９１と、このウェハカセット９１を昇降移動させることにより搬送ロボット９０により所望のウェハ１を取り出すことを可能とするカセットリフタ９２とを備えさせることで、ウェハ１の自動的な供給作業及び収納作業を行なうことができる。なお、このような場合にあっては、予備室３の蓋２２は搬送ロボット９０との干渉を防止するため、スイライド式のものを採用することが好ましい。さらには、予備室３を拡大して、搬送ロボット９０、ウェハカセット９１、及びカセットリフタ９２を当該拡大された予備室３の内部に収容し、予備室３を真空に保ったまま、ウェハ１の供給及び収納を真空中で自動的に行なってもよい。
（ウェハの載置位置の保持方法について）
次に、プラズマ処理装置１００における下部電極４の載置面４ａへのウェハ１の載置位置の保持方法について、いくつかの具体例として以下に説明する。
まず、第１の載置位置の保持方法としては、上述のプラズマ処理動作の手順の説明において用いた静電チャックによりウェハ１の載置方法である。これは、図３に示すように下部電極４内に内蔵されたＥＳＣ層４１に所定の電圧が印加されることにより、ウェハ１を静電的に保持するものである。このような電圧の印加により静電チャックを行ない、電圧印加の解除により上記静電チャックを解除することができる。
次に、第２の載置位置の保持方法としては、ウェハ１あるいは載置面４ａに予めワックスや粘着剤等の接着剤を供給しておき、ウェハ１を載置面４ａに接着剤等を介して貼り付けることにより、ウェハ１の載置位置の保持を行なうという方法である。
ここで、このような本第２の載置位置の保持方法に適した基板電極部の一例である下部電極１０４の構成について、図１３に示す模式断面図を用いて以下に説明する。なお、この下部電極１０４は、図３に示す下部電極４の変形例となっており、以下の説明の理解を容易なものとするため、図３に示す部品と同じ構成の部品には、同じ参照番号を付している。また、下部電極１０４は、その載置面１０４ａの下方に加熱装置の一例であるヒータ電極層１５１を内蔵して備えている点において、図３に示す下部電極４と異なる構成となっており、それ以外の構成については下部電極４と同じである。
図１３に示すように、下部電極１０４における載置面１０４ａの下方には、ＥＳＣ層４１及び高周波層４２が内蔵して備えられており、さらにその下方にはウォータジャケット４３が備えられている。この高周波層４２とウォータジャケット４３との間には、高抵抗のヒータ電極層１５１が備えられており、このヒータ電極層１５１は、スライドシャフト３２の内側に設置された電気配線を通じて、ＡＣ電源１５２（あるいは、直流電源）に接続されている。これにより、上記電気配線を通じてＡＣ電源１５２より電力がヒータ電極層１５１に付加されることにより、このヒータ電極層１５１で載置面１０４ａを加熱することが可能となっている。また、ヒータ電極層１５１への電力の印加量を制御することにより、載置面１０４ａの加熱温度を任意の条件に保つこともできる。
このような構成の下部電極１０４を、図１４に示すように、ウェハ受渡し位置Ｂに位置させて蓋２２を開放し、下部電極１０４の載置面１０４ａに作業者の手作業等により、ウェハ１を載置することができる。当該載置においては、図１４において、予め、ヒータ電極層１５１に電力を付加して、載置面１０４ａを所定の温度（例えば、１００〜１５０℃程度の温度）に加熱した状態で、図示するように、当該加熱された状態の載置面１０４ａ上に、接着材料の一例であるワックス１５０を塗布供給する。
ここで、この「接着材料」とは、基板電極部１０４の載置面１０４ａと、ウェハ１との間の必要な伝熱を行なう伝熱体としての機能と、ウェハ１の載置面１０４ａへの載置位置を解除可能に保持する接着剤（あるいは仮接着剤）としての機能とを併せて備える伝熱性を有する接着材料である。また、上記伝熱とは、ウェハ１に対してプラズマ処理を施すために必要な伝熱であって、載置面１０４ａの温度を制御することによりウェハ１の温度を所望の温度に制御するために必要な伝熱のことである。このような接着材料としては、例えば、熱可塑性接着剤、ワックス、粘着剤、伝熱グリス（例えば、アルミナ粉等を真空中で蒸発し難い油に混ぜたもの）、伝熱シート（例えば、アルミナ粉、銀粉等を柔らかい樹脂に混ぜたもの）、真空中で蒸発し難い真空グリス等を用いることができる。
その後、図１４に示すように、このワックス１５０を間に介在させるようにウェハ１を載置面１０４ａ上に載置する。なお、載置面１０４ａを通じてこのワックス１５０は加熱されているため、ワックス１５０を溶解（あるいは軟化）させた状態に保つことができ、載置面１０４ａとワックス１５０、ウェハ１とワックス１５０との接着性を、当該加熱を行なっていない場合と比して良好なものとすることができる。
さらにその後、蓋２２を閉止して、予備室３の真空化を行なう。この真空化により、ワックス１５０中に存在している気泡を減少させることができ、ウェハ１及び載置面１０４ａとワックス１５０との密着性を良好なものとすることができる。また、このように気泡が取り除かれることにより、ワックス１５０の伝熱性能を高めることができ、ウェハ１の温度制御性を向上させることができる。
その後、図１３に示すように、下部電極１０４をプラズマ処理位置Ａに位置させるとともに、ヒータ電極層１５１の温度を例えば下降させることにより、載置面１０４ａをプラズマ処理に必要な最適な温度に制御する。なお、この温度制御においては、冷温媒流路４４ａに冷媒あるいは温媒を流すこと等を併用するような場合であってもよい。また、このような温度制御は、ワックス１５０の伝熱性能が上述のように高められているため、その制御性が良好な状態でもって行なうことができる。このように載置面１０４ａとワックス１５０を通じてウェハ１がプラズマ処理に適した温度に制御された状態でプラズマ処理が行なわれることにより、良好なプラズマ処理を行なうことができる。
当該プラズマ処理が終了した後、下部電極１０４をウェハ受渡し位置Ｂに位置させるとともに、ヒータ電極層１５１により載置面１０４ａを通じてワックス１５０を加熱する。これにより、固化されている状態のワックス１５０を溶解（あるいは軟化）させることができ、ウェハ１の取り出しの際にワックス１５０からの剥離性を良好なものとすることができる。
また、このウェハ１の載置面１０４ａへの載置位置の保持を解除する際、すなわち剥離をする際には、載置されているウェハ１の端部等をピンセット等の保持手段により保持して摘み上げることにより行なうことができる。すなわち、ワックス１５０としては、その上記溶融状態（あるいは上記軟化状態）において、ウェハ１等に外力を加えることで、上記貼り付け状態を容易に解除することができる（すなわち、ウェハ１を破壊することなく解除することができる）ようなものが用いられる。
このような方法は、上記静電チャックができないウェハ１や上記静電チャックによる電気的な影響を嫌うようなウェハ１の載置に適している。例えば、サファイヤ等の静電チャックがその機能を発揮することができないような材料により形成された基板の処理を行なう際に適したものとなる。また、大気圧下において、ウェハ１をワックス１５０を介在させて載置面１０４ａ上に載置させた後、上記真空化を図ることで、ワックス１５０に含まれている気泡の除去を行ない、ワックス１５０を介在させたウェハ１の載置面１０４ａへの密着性を高めることができる。また、これにより、ワックス１５０の伝熱性能をも高めることができ、プラズマ処理に必要な伝熱を確実に行なうことができる。
なお、上記ワックス１５０の加熱の際には、ヒータ電極層１５１による加熱と併用して、冷温媒流路４４ａに冷媒又は温媒を流すことによる加熱若しくは冷却を行なうような場合であってもよく、あるいは、ヒータ電極層１５１による加熱に代えて、上記温媒による加熱・冷却のみが行なわれるような場合であってもよい。
また、図１３に示す下部電極１０４においては、ＥＳＣ層４１及び伝熱ガス供給孔４５ａが備えられているが、接着材料を用いたウェハ１の処理を専門に行なう装置においては、ワックス１５０等によるウェハ１の載置位置の保持が行なえることより、ＥＳＣ層４１を無くすことができ、さらに、上述のようにワックス１５０による密着性が高められていることにより、伝熱ガス供給孔４５ａを不要とすることもでき、プラズマ処理装置の構成の簡素化を図ることができる。
さらに、第３の載置位置の保持方法としては、載置面４ａ上に載置された状態のウェハにさらに重りを載せて、当該重りによりウェハの載置位置を保持し、ウェハ１の裏面のＨｅ圧力に抗するという載置方法である。この載置方法が行われている状態の下部電極４の載置面４ａの模式斜視図を図５に示す。
図５に示すように、載置面４ａには、４分の１の円盤状の異形ウェハ１ｂが載置されている。また、重り３９としては、その内側に円孔３９ａが形成されたリング形状のものが用いられる。この重り３９の重量としては、異形ウェハ１ｂの強度や載置位置の保持、及びウェハ１の裏面のＨｅ圧力に対抗した保持に必要な力等を考慮して決定することができる。また、重り３９の円孔３９ａの内径、及び重り３９の外形は、異形ウェハ１ｂの外形及びプラズマ処理が施される領域を考慮して決定される。すらなち、異形ウェハ１ｂの上に重り３９を載せた場合に、異形ウェハ１ｂの周部に重り３９が確実に当接されて、その載置位置の保持を可能としながら、異形ウェハ１ｂの上面におけるプラズマ処理領域を重り３９の円孔３９ａ内に位置させて、円孔３９ａを通してのプラズマ処理を可能とさせるように、重り３９の形状が決定される。もちろん、予め、複数の種類の形状の重り３９を用意して、それらのうちより異形ウェハ１ｂに最適な重り３９を選択することもできる。このような載置位置の保持方法は、上記静電チャックによる電気的な影響を嫌うようなウェハ１の載置に適しており、また、ワックス等を用いてウェハ１を貼り付けるような場合に比べて、載置が容易であるという利点がある。
上記夫々の載置位置の保持方法によれば、いずれの方法においてもウェハの載置位置を確実に保持可能で、ウェハ温度をプラズマ処理に最適な温度に保つことができる方法でありながら、ウェハの形状に影響されることがないため、様々な形状のウェハの載置位置の保持に対応でき、特に、実験用や開発用や少量生産用の用途に適している。
なお、上記夫々の載置位置の保持方法を行なうような場合に代えて、単にウェハ１を載置面４ａ上に載せるだけというような場合であってもよい。特に高精度なプラズマ処理が要求されないような場合にあっては、このような方法でも十分な場合があるからである。
（第１実施形態による効果）
上記第１実施形態によれば、以下のような種々の効果を得ることができる。
まず、スライドシャフト３２の先端に備えられた下部電極４が、処理室２内のプラズマ処理位置Ａと、予備室３内のウェハ受渡し位置Ｂとの間で進退移動可能とされていることにより、ウェハ受渡し位置Ｂにて供給されるウェハ１を、下部電極４の載置面４ａに載置された状態で、下部電極４をプラズマ処理位置Ａに移動させることで、ウェハ１のプラズマ処理位置Ａへの搬送を行なうことができる。また、逆に、プラズマ処理位置Ａにてプラズマ処理が施された状態のウェハ１を、下部電極４をウェハ受渡し位置Ｂに移動させることで、ウェハ１のウェハ受渡し位置Ｂへの搬送を行なうことができる。
また、予備室３におけるウェハ受渡し位置Ｂに位置された状態の載置面４ａと装置外部との間で、ウェハ１の受渡しを可能とするウェハ受渡し用ゲート２３及び蓋２２が備えられていることにより、載置面４ａに対して、装置外部より直接的にウェハ１の供給及び排出を行なうことができる。
従って、薄くてその強度が弱いという特性を有するウェハを、従来のプラズマ処理装置に用いられていた搬送ロボット等を介在させることなく、搬送することができるため、搬送ロボット介在に伴う搬送トラブルの発生を防止することができるとともに、搬送ロボット介在に伴う基板の形状及び材質の制約を無くすことができる。
特に、従来のプラズマ処理装置においては、下部電極上に載置された状態のウェハをすくい上げて搬送するために必要であった突上げ装置を、本第１実施形態のプラズマ処理装置１００においては不要とすることができる。これにより、上記搬送トラブルとして従来のプラズマ処理装置において発生していた基板の破損や落下等の上記突き上げ装置の動作不良発生を、プラズマ処理装置１００においてはなくすことができ、ウェハ１の確実な搬送を行なうことができる。
また、上記搬送ロボット介在に伴う制約であった円盤状のウェハだけしか搬送することができないという問題を、ウェハ１を直接的に載置面４ａに載置して搬送を行なうことが可能となっていることで、部分円盤状のウェハや異形ウェハ等の搬送にも対応することが可能となり、当該問題を解決することができる。特に、このような異形ウェハ（ウェハに限らずウェハを取り付けた治具であってもよい）は、実験用・開発用や少量生産用として用いられることが多いため、このような実験用・開発用や少量生産用の用途に適したプラズマ処理装置を提供することができる。
また、異形ウェハ１ｂを円盤状のウェハ上に貼り付けることなく、直接的に載置面４ａ上に載置させた状態で、異形ウェハ１ｂに対するプラズマ処理を行なうことができることより、異形ウェハ１ｂに対する熱伝導性を損なうことなくプラズマ処理を行なうことができる。従って、このような特殊形状のウェハに対して効率的・高精度なプラズマ処理を行なうことができる実験用・開発用や少量生産用の用途に適したプラズマ処理装置を提供することができる。
また、下部電極４とスライドシャフト３２との接続部分近傍には、処理室２と予備室３との連通用開口部分である連通用ゲート２８の周部に当接されることにより連通用ゲート２８を遮断可能な遮断部３０が設けられており、さらに、当該遮断は、載置面４ａをプラズマ処理位置Ａに位置させることにより行なうことができ、また、当該当接の解除は、載置面４ａをウェハ受渡し位置Ｂに位置させることにより行なうことが可能となっていることにより、処理室２の密閉及び密閉の解除動作をウェハ１の搬送動作により行なうことができる。よって、よりプラズマ処理装置の構成をより簡素化することができ、故障等の発生頻度を低減させた確実なプラズマ処理を可能とすることができる。
また、プラズマ処理装置１００において、処理室中心軸Ｐに対して、予備室中心軸Ｑが傾斜角度θでもって傾斜されるように、処理室２及び予備室３が配置されており、下部電極４が、載置面４ａを水平に保ちながら予備室中心軸Ｑに沿って移動可能、すなわち「斜めに移動」可能であることにより、当該移動を行なうことで実質的に「水平移動」と「垂直移動」とを同時的に実現することができる。
また、このように下部電極４が傾斜された予備室中心軸Ｑに沿って移動される構成においては、「水平移動」のみが行なわれるような場合に比べて、載置面４ａの上方に大きな空間を確保することができる。これにより、載置面４ａには円盤状のウェハ１等のその形状高さが低いワークのみならず、形状高さが高いワークを載置することができ、より多様な形状のワークに対するプラズマ処理を実現することができる。
また、「垂直移動」のみが行なわれるような装置と比べては、予備室中心軸Ｑが傾斜されていることにより、ウェハ受渡し位置Ｂに位置された状態の載置面４ａの上方における予備室３の側面に蓋２２を設けることができ、この蓋２２を通して、あるいは蓋２２を開放することにより、載置面４ａをその上方から確実に視認したり、ウェハを手で直接供給又は取出しすることができる。従って、ウェハ１の載置による供給動作や取出し動作の際に、ウェハ１の状態（載置状態やプラズマ処理状態等）を視認しながら、確実な供給又は排出動作を行なうことができる。このような効果は、特に異形ウェハ等が用いられることが多いという実験用・開発用や少量生産用の用途に適したものであると言える。
また、載置面４ａがウェハ受渡し位置Ｂに位置された状態にて開放状態とされる処理室２を密閉可能なゲート蓋２４とゲート蓋開閉装置２６が備えられていることにより、予備室３がウェハ１の供給又は排出のために開放されるような場合であっても、予備室３と別に処理室２を密閉状態に保つことができる。これにより、処理室２内を常にプラズマ処理に適した雰囲気（圧力、温度、壁面付着物の状態等）に保つことができ、複数のウェハ１等に対して連続的にプラズマ処理を行なう際に、効率的かつ均一な処理を実現することができる。
また、処理室２の下部形状を形成する処理室容器５が、予備室３との連通部分である平面部と、真空排気のためのターボポンプ１７と連通される平面部との２つの平面部を互いにＶ字状に連結されるようにして備えていることにより、処理室２の容積を小さくすることができる。例えば、上記「水平移動」のみの場合や上記「垂直移動」のみの場合では、上記Ｖ字状の形状を形成することができず、その容積の小型化を図ることが困難であるが、上記「斜め移動」を採用して、上記Ｖ字状の処理室容器５を実現することにより、処理室２の小型化を図ることができ、コンパクトな装置を提供することができる。
また、このようなＶ字状に連結された２つの平面部を備える処理室容器５が用いられることにより、処理室２の小型化を図りながら、同時に真空排気におけるガス流路を確保し、効率的かつ大容量の真空排気が可能となり、高精度なプラズマ処理を実現可能とすることができる。
（第２実施形態）
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、本発明の第２の実施形態にかかるプラズマ処理装置２００の模式的な構成を示す模式断面図を図６に示す。
図６に示すように、プラズマ処理装置２００においては、個々の構成部分の構造及び機能は、上記第１実施形態のプラズマ処理装置１００と同様であるものの、処理室中心軸Ｐと予備室中心軸Ｑとの傾斜角度θが略９０度となるように、処理室２０２と予備室２０３とが配置されている点において、プラズマ処理装置１００とは異なる構成となっている。
図６に示すように、処理室２０２は、略円筒状の有底体である処理室容器２０５と、その上部を蓋状に密閉可能である石英窓２１２とにより形成されており、その中央付近をプラズマ処理位置Ａとして、下部電極２０４の載置面２０４ａを位置させることが可能となっている。また、石英窓２１２の外部上方には、高周波電源２０８及びマッチャー２１０を介して高周波電力が印加されるコイル２０６が巻回された状態で配置されている。
また、処理室２０２には、処理室２０２の内部に所定の反応ガスを導入するガス導入口２１４と、処理室２０２の内部を真空排気するターボポンプ２１７とが備えられている。なお、ターボポンプ２１７は、処理室２０２にコントロールバルブ２１８を介して取り付けられているとともに、第２ロータリーポンプ２１６に接続されている。
また、図６に示すように、処理室２０２の図示右側には予備室２０３が隣接して配置されており、両室間を連通するように連通用ゲート２２８が形成されている。また、連通用ゲート２２８を開閉可能なゲート蓋２２４とゲート蓋開閉装置２２６と蓋収納室２２５とが備えられている。予備室２０３においては、その中央付近の位置であるウェハ受渡し位置Ｂに下部電極２０４を位置させることが可能となっており、当該位置された下部電極２０４と装置外部との間でウェハ１の受渡しを可能とさせるウェハ受渡し用ゲート２２３と、このウェハ受渡し用ゲート２２３を開閉可能な蓋２２２が、ウェハ受渡し位置Ｂの上方に配置されている。
また、下部電極２０４は、予備室中心軸Ｑに沿って配置されたスライドシャフト２３２の図示左端に固定されており、エアシリンダ２３４によりスライドシャフト２３２を予備室中心軸Ｑに沿って進退移動させることにより、下部電極２０４を予備室中心軸Ｑに沿って、プラズマ処理位置Ａとウェハ受渡し位置Ｂとの間で進退移動させることが可能となる。
さらに、下部電極２０４とスライドシャフト２３２の接続部分には、下部電極２０４がプラズマ処理位置Ａに位置されることで、連通用ゲート２２８の周部に当接されて、処理室２０２を解除可能に密閉する遮断部２３０が備えられている。
また、予備室２０３には、予備室２０３の内部を真空排気する第２ロータリーポンプ２２０が備えられている。なお、石英窓２１４及び蓋２２２（例えば、アクリル製）は、透明とされているため、処理室２０２の内部及び予備室２０３の内部を装置外部より視認することが可能となっている。
このようなプラズマ処理装置２００においては、第１実施形態のプラズマ処理装置１００と基本的に同様な動作手順にてプラズマ処理を行なうことができる。
（第２実施形態による効果）
上記第２実施形態によれば、上記第１実施形態による効果と同様に、予備室２０３にて、ウェハ受渡し用ゲート２２３を通して下部電極２０４の載置面２０４ａを視認しながらウェハ１の供給又は排出を行なうことができる。また、下部電極２０４自体が移動する構成となっていることより、従来のプラズマ処理装置において必要であった搬送ロボットやウェハ突上げピン等を不要として動作不良の発生頻度を低減させることができるプラズマ処理装置を提供することができる。
また、搬送ロボットを介することなく、下部電極２０４の載置面２０４ａに直接的にウェハ１を載置して、ウェハ１の搬送を行なうことができるため、特に、異形のワークに対するプラズマ処理に対応することができる。
また、下部電極２０４の移動方向を水平方向としているため、装置サイズを鉛直方向に小型化することができる。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態にかかるプラズマ処理装置３００の模式的な構成を示す模式断面図を図７に示し、また、図７に示すプラズマ処理装置３００におけるＤ−Ｏ−Ｄ線矢視断面図を図８に示す。
図７及び図８に示すように、プラズマ処理装置３００は、上記第１実施形態のプラズマ処理装置１００において、さらにもう１つ別の予備室、基板電極部、及び基板電極移動装置を備えさせた、すなわち、１つの処理室に対して、複数の予備室、複数の基板電極部、及び複数の基板電極移動装置を備える構成のプラズマ処理装置である。なお、プラズマ処理装置３００は、このように予備室と基板電極部と基板電極移動装置とを２つずつ備えるという構成及び当該構成に関係する構成を除いては、個々の構成部品自体の機能及び用途については、上記第１実施形態のプラズマ処理装置１００と同様であるため、その詳細な説明については省略するものとする。
図７に示すように、プラズマ処理装置３００は、処理室３０２の処理室中心軸Ｐに対して傾斜角度４５度にて傾斜された２つの予備室中心軸Ｑ１、Ｑ２を、処理室中心軸Ｐに対して対称となるように備えている。夫々の予備室中心軸Ｑ１及びＱ２には、上記第１実施形態のプラズマ処理装置１００の例にならって、例えば、２つの予備室として予備室３０３Ａ及び３０３Ｂと、２つの下部電極として下部電極３０４Ａ及び３０４Ｂ、さらに、これらに付随する夫々の構成部品が備えられている。
また、図８に示すように、処理室３０２の真空排気を担うターボポンプ３１７は、処理室３０２における２つの予備室３０３Ａ及び３０３Ｂとの接続部分をかわすようにして、接続されて備えられている。なお、処理室３０２と夫々の予備室３０３Ａ及び３０３Ｂとの接続部分には、互いを連通する連通用ゲート３２８Ａ及び３２８Ｂが夫々設けられている。
さらに、夫々の下部電極３０４Ａ及び３０４Ｂは、個別にスイライドシャフト３３２Ａ及び３３２Ｂに固定されており、各々のスライドシャフト３２Ａ及び３２ｂは、夫々のエアシリンダ３３４Ａ及び３３４Ｂにより個別に移動させることが可能となっている。また、夫々の予備室３０３Ａ及び３０３Ｂには、夫々の連通用ゲート３２８Ａ及び３２８Ｂを、個別に開閉させることができるゲート蓋３２４Ａ及び３２４Ｂが備えられている。
このような構成のプラズマ処理装置３００においては、例えば、下部電極３０４Ａを処理室３０２内のプラズマ処理位置Ａに位置させて、下部電極３０４Ｂを予備室３０３Ｂ内のウェハ受渡し位置Ｂに位置させた状態で、処理室３０２と予備室３０３Ｂとの連通部分である連通用ゲート３２８Ｂをゲート蓋３２４Ｂにて閉止させて、処理室３０２と予備室３０３Ｂとを遮断することができる。このような状態とすることで、処理室３０２内と予備室３０３Ｂ内において、互いに他方の室に対して影響を与えることなく、夫々独自の作業を行なうことを可能とすることができる。これにより、処理室３０２にて、下部電極３０４に載置されたウェハ１に対するプラズマ処理を施しながら、予備室３０３Ｂにおいて、蓋３２２Ｂを開放させて下部電極３０４Ｂと装置外部との間で、ウェハ１の受渡し等の作業を行なうことができる。よって、プラズマ処理装置３００において、効率的なプラズマ処理を行なうことが可能となる。
また、例えば、下部電極３０４Ａと下部電極３０４Ｂの種類を互いに異ならせるような場合にあっては、プラズマ処理が施されるウェハ１の種類等に応じて、夫々の下部電極３０４Ａと３０４Ｂより最適な下部電極を選択するというような使い方をすることもできる。このような場合にあっては、より多様な基板の種類に容易かつ迅速に対応することができるプラズマ処理装置を提供することができ、特に、研究や開発用、又は少量生産用の用途に適したものとすることができる。
なお、上述の説明においてはプラズマ処理装置３００が、２つの予備室と２つの基板電極部と２つの基板電極移動装置とを備える場合について説明したが、本第３実施形態はこのような場合にのみ限定されるものではない。このような場合に代えて、例えば、プラズマ処理装置が３つ以上の予備室、基板電極部及び基板電極移動装置を備えるような場合であってもよい。少なくとも２つ以上を備えることで、上述の効果を得ることができるからである。
また、上記複数の予備室（すなわち、２つ以上の予備室）が互いに連通されて、１つの予備室として、１つの処理室の周囲に配置されるとともに、当該１つの処理室と互いに連通された状態の上記１つの予備室との間を、個別に往復移動可能に複数の基板電極部及び基板電極移動装置を備えさせるという場合であっても、上述の効果を得ることができる。
また、プラズマ処理装置３００において、２つの予備室３０３Ａ及び３０３Ｂが互いに対称となるように配置されている場合について説明したが、このような対称配置にのみ限られるものではなく、その他様々な配置を取り得る。
（第４実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態にかかるプラズマ処理装置４００の模式的な構成を示す模式断面図を図９に示す。図９に示すように、プラズマ処理装置４００は、上記第１実施形態のプラズマ処理装置１００における処理室中心軸Ｐを略水平な状態となるように、装置全体を横向きの状態としたものである。また、夫々の装置構成部品の機能及び用途はプラズマ処理装置１００と同様なものとなっている。
ただし、図９に示すように、プラズマ処理装置４００においては、プラズマ処理装置１００が備える構成に追加して、下部電極４０４の移動動作を行なうスライドシャフト４３２をその移動軸である予備室中心軸Ｑ回りに回転させる基板電極回転装置の一例である回転アクチュエータ４５０を備えている。なお、スイライドシャフト４３２と予備室４０３との間には、回転シール４５１が設けられて、予備室４０３の気密性が保たれている。
このように回転アクチュエータ４５０が備えられていることにより、例えば、図９に示すように、ウェハ受渡し位置Ｂにおいては、下部電極４０４の載置面４０４ａが略水平な姿勢となるように下部電極４０４を回転させて位置決めした状態で、ウェハ１の受渡しを確実かつ容易に行なうことができる。一方、下部電極４０４をプラズマ処理位置Ａに位置させて載置されているウェハ１に対して、プラズマ処理を行なうような場合にあっては、下部電極４０４を回転アクチュエータ４５０により１８０度回転させて、載置面４０４ａを略垂直な姿勢状態とさせることができる。このような姿勢において、ウェハ１に対してプラズマ処理を行なうことにより、プラズマ処理の際にウェハ１の表面へのダスト等の沈着量を低減させることができ、良質のエッチング面や成膜面を形成することができる。また、このようなプラズマ処理装置４００においては、ウェハ受渡し位置Ｂにおける下部電極４０４による基板の載置姿勢と、プラズマ処理位置Ａにおける下部電極４０４による上記基板の処理姿勢とを、上記基板の形状や特性等に応じて異ならせることができ、より様々な形状や特性の基板に対して、プラズマ処理を行なうことが可能となる。
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。
本発明の第１実施形態にかかるプラズマ処理装置の模式図である。 図１のプラズマ処理装置において、下部電極の移動状態を示す模式図である。 図１のプラズマ処理装置における処理室及び下部電極の拡大図である。 図２のプラズマ処理装置におけるＣ−Ｃ線矢視断面図であり、ゲート蓋開閉装置の構成を示す図である。 下部電極の載置面へのウェハの載置位置の保持方法を示す模式斜視図である。 本発明の第２実施形態にかかるプラズマ処理装置の模式図である。 本発明の第３実施形態にかかるプラズマ処理装置の模式図である。 図７のプラズマ処理装置におけるＤ−Ｏ−Ｄ矢視断面図である。 本発明の第４実施形態にかかるプラズマ処理装置の模式図である。 上記第１実施形態の変形例にかかるプラズマ処理装置の模式図である。 従来のプラズマ処理装置の模式図である。 従来の別の例にかかるプラズマ処理装置の模式図である。 上記第１実施形態の変形例にかかる下部電極の模式断面図である。 図１３の下部電極の載置面にウェハを載置している状態を示す模式断面図である。
符号の説明
１…ウェハ、１ａ…形成高さが高いウェハ、１ｂ…異形ウェハ、２…処理室、３…予備室、４…下部電極、４ａ…載置面、５…処理室容器、５ａ、５ｂ…平面部、６…コイル、７…予備室容器、８…高周波電源、１０…マッチャー、１２…ベルジャー、１４…ガス導入口、１６…第１ロータリーポンプ、１７…ターボポンプ、１８…圧力コントロールバルブ、２０…第２ロータリーポンプ、２２…蓋、２３…ウェハ受渡し用ゲート、２４…ゲート蓋、２５…蓋収納室、２６…ゲート蓋開閉装置、２８…連通用ゲート、２９…蓋支持部、３０…遮断部、３２…スライドシャフト、３４…エアシリンダ、３９…重り、４１…ＥＳＣ層、４２…高周波層、４３…ウォータジャケット、４４…冷温媒配管、４４ａ…、冷温媒流路、４５…伝熱ガス供給配管、４５ａ…伝熱ガス供給孔、４６…電極支持部、４７…静電チャックマイナス極、４８…静電チャックプラス極、４９…バイアス高周波電源、１００…プラズマ処理装置、２００…プラズマ処理装置、Ａ…プラズマ処理位置、Ｂ…ウェハ受渡し位置、Ｐ…処理室中心軸、Ｑ…予備室中心軸、Ｒ…閉止位置、Ｓ…開放位置。

Claims (12)

  1. 電力を印加してプラズマを発生させ、基板（１、１ａ、１ｂ）に対しプラズマ処理を行うプラズマ処理装置（１００、２００）において、
    上記プラズマ処理が行われる処理室（２、２０２）と、
    上記処理室と上記装置の外部との間に介在される予備室（３、２０３）と、
    上記処理室内及び上記予備室内を夫々排気して真空化する真空排気装置（１６及び１７、２１６及び２１７、２０、２２０）と、
    上記処理室内に反応ガスを供給する反応ガス供給部（１４、２１４）と、
    その上面に上記基板を載置し、上記基板の温度制御が可能な基板載置面（４ａ、２０４ａ）を有する基板電極部（４、２０４）と、
    上記処理室内において上記プラズマ処理が行われるプラズマ処理位置（Ａ）と、上記予備室内において上記装置外部との間で上記基板の受渡しが行われる基板受渡し位置（Ｂ）との間で、上記基板電極部を往復移動させる基板電極移動装置（３２及び３４、２３２及び２３４）と、
    上記電力を印加可能であって、上記処理室に備えられたコイル又は電極（６、２０６）に、高周波電力又は直流電力を印加する電力印加装置（８、２０８）と、
    その閉止により上記予備室を密閉可能であって、その開放により、上記基板の供給及び排出を可能とさせる上記予備室の蓋部（２２、２２２）とを備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
  2. 上記予備室は、上記処理室の中心軸（Ｐ）に対して傾斜された方向（Ｑ）に配置され、
    上記基板電極移動装置は、上記プラズマ処理位置と上記基板受渡し位置との間において、上記傾斜された方向に配置された移動軸（Ｑ）に沿って、上記基板電極部を移動可能である請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  3. 上記傾斜の角度（θ）は、３０度〜６０度の範囲のいずれかの角度である請求項２に記載のプラズマ処理装置。
  4. 上記予備室は、上記処理室の中心軸（Ｐ）に略直交する方向である略水平方向に配置され、
    上記基板電極移動装置は、上記プラズマ処理位置と上記基板受渡し位置との間において、上記略水平方向に配置された移動軸（Ｑ）に沿って、上記基板電極部を移動可能である請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  5. 上記蓋部は、その開放状態において、上記基板受渡し位置に位置された状態の上記基板電極部の上記基板載置面を上記装置外部から目視可能、かつ、上記基板載置面に上記基板を上記装置外部より直接的に載置可能に配置されている請求項１から４のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
  6. 上記処理室と上記予備室との間の連通を行い、上記基板が載置された状態の上記基板電極部が通過可能であって、上記処理室と上記予備室との間の連通を行なう連通用ゲート部（２８、２２８）と、
    上記基板電極部と一体的に移動可能であって、上記基板電極部が上記プラズマ処理位置に位置されることで、上記連通用ゲート部を閉止して、上記処理室と上記予備室との間の遮断を行い、上記基板電極部が上記基板受渡し位置に位置されることで、上記連通用ゲート部を開放して、上記処理室と上記予備室との上記遮断を解除して互いを連通させる処理室遮断部（３０、２３０）とを備える請求項１から４のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
  7. 上記基板受渡し位置に上記基板電極部が位置された状態で、上記連通用ゲート部を閉止して上記処理室と上記予備室との連通を遮断する開閉可能なゲート蓋（２４）を有する遮断装置（２４、２６及び２９）をさらに備える請求項５に記載のプラズマ処理装置。
  8. １つの上記処理室（３０２）に連通された少なくとも２つの上記予備室（３０３Ａ、３０３Ｂ）と、
    上記各々の予備室における上記基板受渡し位置と上記処理室における上記プラズマ処理室との間を往復移動可能な少なくとも２つの上記基板電極部（３０４Ａ、３０４Ｂ）と、
    上記処理室と上記各々の予備室とを連通する少なくとも２つの上記連通用ゲート部（３２８Ａ、３２８Ｂ）とを備え、
    上記基板電極移動装置（３３２Ａ及び３３４Ａ、３３２Ｂ及び３３４Ｂ）は、上記夫々の基板電極部のうちより選択された一の上記基板電極部を上記プラズマ処理位置に、かつ、他の上記基板電極部を上記基板受渡し位置に、夫々位置させることが可能であって、
    上記遮断装置（３２６Ａ、３２６Ｂ）は、上記一の基板電極部が位置されている上記処理室と上記他の基板電極部が位置されている上記予備室とを連通する上記連通用ゲートを閉止して遮断可能である請求項７に記載のプラズマ処理装置。
  9. 上記基板電極移動装置による上記基板電極部の移動軸（Ｑ）をおよその回転中心として、上記基板電極部を回転させる基板電極回転装置（４５０）をさらに備え、
    上記基板載置面に載置された上記基板に対して、上記基板受渡し位置におけるその載置姿勢と、上記プラズマ処理位置におけるその処理姿勢とが異なる請求項１から８のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
  10. 上記基板受渡し位置に位置された状態の上記基板電極部の上記基板載置面と、上記装置外部との間で、上記基板の受渡しを行なう基板受渡し装置（９０）をさらに備える請求項１から９のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
  11. 上記基板載置面への上記基板の載置位置の保持は、上記基板と上記基板載置面との間に介在されて、上記真空排気装置により上記予備室内が真空化されることで上記基板と上記基板載置面との密着が促進され、上記プラズマ処理のための上記基板と上記基板載置面との間の伝熱を可能とする接着材料（１５０）により行なわれる請求項１から１０のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
  12. 上記基板電極部は、上記処理室における上記基板の温度制御が可能であるとともに、上記基板載置面を加熱可能な加熱装置（１５１）をさらに備え、
    上記加熱装置は、上記接着材料を加熱することで、当該接着材料を溶融又は軟化させて、上記基板と上記基板載置面とを密着させ、上記処理室における上記基板の処理にあたっては、上記加熱の温度を下降させて、上記基板と上記基板載置面との密着を固化するとともに、上記基板の温度制御を行ない、上記予備室における上記基板の排出にあたっては、再度上記接着材料を上記加熱することで、当該接着材料による上記基板と上記基板載置面との密着の解除を補助可能である請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
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