JP2010097776A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で、ワークの被処理面を局所的かつ連続的に安定してプラズマ処理することができるプラズマ処理装置を提供すること。
【解決手段】本発明のプラズマ処理装置１は、板状のワーク１０を保持する保持部４と、保持部４に保持されたワーク１０の被処理面１０１に対面するように設置された第１の電極２１と、保持部４に保持されたワーク１０の被処理面１０１と反対側の裏面１０２の一部に対面するように設置された第２の電極２２と、第２の電極２２をワーク１０１の裏面１０２に沿って移動させる移動手段５と、ワーク１０の被処理面１０１上に処理ガスを供給する処理ガス供給手段６と、第１の電極２１と第２の電極２２との間へ通電する通電手段６とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマ処理装置に関するものである。

材料の表面を加工する方法の１つとして、高周波電圧を印加した電極間に反応ガスを含む処理ガスを供給し、反応ガスに基づくラジカルを発生させ、該ラジカルとワークとのラジカル反応によって生成された生成物質を除去することで加工を行う、いわゆるプラズマＣｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｉｎｇ（以下、「プラズマＣＶＭ」と略す。）が知られている。
このようなプラズマＣＶＭでは、電極をワークに対して２次元的に走査して、電極とワークとを相対的に移動し、互いの位置関係を変化させながらワークの被処理面に対しプラズマ処理する方法が行われている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１のプラズマ処理装置は、上側の１対の電極板と、ウエハを載置する載置台とと、載置台に電圧を印加する第１の高周波電源と、１対の電極板間に電圧を印加する第２の高周波電源とを有している。そして、１対の電極板間に電圧を印加することにより、１対の電極間にプラズマを生じさせつつ、載置台に電圧を印加することにより、当該プラズマをウエハ上に導く。これとともに、１対の電極をウエハの板面に沿って移動させることで、当該プラズマをウエハ上で移動させる。

このようにして、かかるプラズマ処理装置は、ウエハを局所的かつ連続的にプラズマ処理することができる。
また、このようなプラズマ処理装置では、通常、１対の電極と第２の高周波電源との間に整合回路（インピーダンスマッチング回路）が存在し、プラズマ処理の安定化を図っている。

しかしながら、特許文献１にかかるプラズマ処理装置では、上記の整合回路に接続された１対の電極の移動により、１対の電極と整合回路との間の距離が変化し、その結果、これらの間のインピーダンスが変動してしまう。
そのため、上記の整合回路では、上述したようなインピーダンスの変動により、高周波の反射が大きくなって、マッチングがずれたり、ロスが発生したりする場合がある。

また、１対の電極の移動を許容するため、１対の電極と整合回路とが比較的長い配線を介して接続されることとなる。このような配線は、１対の電極の移動に伴って伸縮したり、折れ曲がったりするので、この点でも、１対の電極と整合回路との間でのインピーダンスが変動してしまう。また、このような配線は、長く、また、１対の電極を移動させるためのモータ等のノイズ発生源に近いため、ノイズ発生源からのノイズを受けやすい。
以上のようなことから、従来では、プラズマ処理の安定化を十分に図ることができなかった。
また、プラズマ処理装置の小型化を図ることが望まれる。

特開平７−１０６３１１号公報

本発明の目的は、小型で、ワークの被処理面を局所的かつ連続的に安定してプラズマ処理することができるプラズマ処理装置を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のプラズマ処理装置は、板状のワークを保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記ワークの被処理面に対面するように設置された第１の電極と、
前記保持部に保持された前記ワークの前記被処理面と反対側の裏面の一部に対面するように設置された第２の電極と、
前記第２の電極を当該ワークの前記裏面に沿って移動させる移動手段と、
前記ワークの前記被処理面上に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間へ通電する通電手段とを有し、
前記処理ガス供給手段により前記被処理面上に前記処理ガスを供給するとともに、前記通電手段により前記第１の電極と前記第２の電極との間へ通電し、前記処理ガスを活性化させてプラズマを発生させつつ、前記第２の電極の移動に伴って、前記プラズマが発生するプラズマ発生領域を前記被処理面上で移動させることにより、前記被処理面を局所的に連続してプラズマ処理するように構成されていることを特徴とする。
これにより、小型で、ワークの被処理面を局所的かつ連続的に安定してプラズマ処理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る。

本発明のプラズマ処理装置では、前記第２の電極は、接地されていることが好ましい。
これにより、第２の電極の帯電を防止することができ、第１の電極および第２の電極間に確実に電界を発生させることができる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記第２の電極は、前記ワークの前記裏面に対して非接触で対向配置されていることが好ましい。
これにより、第２の電極がワークの裏面に沿って移動しても、第２の電極がワークの裏面を傷付けるのを防止することができる。また、第２の電極とワークの裏面との接触によってワークが上方に撓んだり位置ずれしたりするのを防止することもできる。

本発明のプラズマ処理装置では、前記第２の電極は、前記ワークの前記裏面に対して接触して対向配置されていることが好ましい。
これにより、第２の電極とワークの裏面との間の隙間の変動の発生を防止し、インピーダンスの安定化を図ることができる。その結果、プラズマ処理の安定化が図られる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記第２の電極は、その移動に伴って回転する回転部材で構成されていることが好ましい。
これにより、第２の電極をワークの裏面に接触させながら移動させても、第２の電極がワークの裏面を傷付けるのを防止または抑制することができる。

本発明のプラズマ処理装置では、前記回転部材は、円筒状または円柱状をなし、その軸線回りに回転可能になっていることが好ましい。
これにより、第２の電極をワークの裏面に接触させながら移動させても、第２の電極がワークの裏面を傷付けるのを防止または抑制することができる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記回転部材は、球状をなし、その中心回りに回転可能になっていることが好ましい。
これにより、第２の電極をワークの裏面に接触させながら移動させても、第２の電極がワークの裏面を傷付けるのを防止または抑制することができる。

本発明のプラズマ処理装置では、前記保持部は、前記ワークを平面視したときに、前記被処理面の縁部付近に位置するように構成されていることが好ましい。
これにより、ワークの被処理面を広範囲にプラズマ処理することができる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記保持部は、前記ワークが前記第１の電極側に移動するのを規制する規制部材を備えることが好ましい。
これにより、第２の電極とワークの裏面とが接触しても、ワークが上方に撓んだり位置ずれしたりするのを防止することができる。

以下、本発明のプラズマ処理装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態にかかるプラズマ処理装置の実施形態を示す図、図２は、図１に示すプラズマ処理装置の要部を示す断面図、図３は、図２に示すワークと第２の電極との関係を示す平面図である。

なお、以下の説明では、図１中互いに直交する３つの方向をｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向とする。そのうち、ワーク１０の被処理面１０１をｘｙ平面（ｘ軸およびｙ軸を含む平面）とし、被処理面１０１の法線方向をｚ軸方向とする。以下、対応する方向はその他の図においても同様である。また、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
図１に示すように、プラズマ処理装置１は、第１の電極（上部電極）２１および第２の電極（下部電極）２２と、保持部４と、移動手段５と、処理ガス供給手段６と、通電手段７と、制御手段８とを有している。

このプラズマ処理装置１は、ワーク１０を保持部４に保持した状態にて、処理ガス供給手段６によりワーク１０の被処理面１０１に処理ガスを供給しつつ、通電手段７により第１の電極２１および第２の電極２２間へ通電することにより、処理ガスを活性化してプラズマを生成させ、このプラズマにより被処理面１０１を局所的に連続してプラズマ処理する装置である。

なお、本願明細書中の「プラズマ処理」は、被処理面１０１の研磨（例えば、被処理面１０１の凸部を除去し、被処理面１０１を平坦化する加工など）、厚さ方向へ貫通または凹没する孔を形成するエッチング加工、所望の平面視形状となるように不要な部分を削除するエッチング加工（成形加工）、被処理面１０１に所望の特性を付与する表面改質（例えば、撥水性、親水性の付与、熱処理による改質、酸化膜等の形成）、被処理面１０１に形成されたレジスト層等を除去するアッシング処理など、プラズマを利用した処理全般を含むものである。
以下、プラズマ処理装置１の各部の構成について説明する。

第１の電極２１は、後述する保持部４に保持されたワーク１０の被処理面１０１に対面するように設置されている。
ここで、第１の電極２１は、後述する高周波電源７１や整合回路に対して不動に設置されている。これにより、第１の電極２１と高周波電源７１や整合回路との間の距離が変化しないため、これらの間のインピーダンスの変動を防止することができる。その結果、上記の整合回路において、インピーダンスの変動による高周波の反射を抑制し、マッチングずれやロスの発生を防止することができる。

また、第１の電極２１が不動に設置されているため、第１の電極２１と整合回路との間の配線がプラズマ処理装置１の作動に伴って伸縮したり折れ曲がったりすることもなく、この点でも、第１の電極２１と整合回路との間でのインピーダンスの変動を防止することができる。また、第１の電極２１と整合回路との間の配線を比較的短くすることができる。そのため、かかる配線にノイズ発生源からノイズが混入するのを防止または抑制することができる。さらに、第１の電極２１を不動とし、後述するように第２の電極２２を移動させるので、ノイズ発生源となるモータ等を上記の配線から遠ざけることができ、この点でも、ノイズの影響を受けにくい。
第１の電極２１の平面視形状は、正方形または長方形をなしている。なお、第１の電極２１の形状、特に平面視形状は、ワーク１０の形状に合わせて適宜設定することができ、例えば、平面視形状が円形であってもよい。

一方、第２の電極２２は、前述した第１の電極２１の下面２１１に対向配置されている。
特に、図２および図３に示すように、第２の電極２２は、後述する保持部４に保持されたワーク１０の被処理面１０１と反対側の裏面１０２の一部に対面するように設置されている。

また、第２の電極２２は、後述する移動手段５の作動により、ワーク１０の裏面１０２に沿ってｘ軸方向およびｙ軸方向に移動し得るように構成されている。
このように、第２の電極２２をワーク１０の裏面１０２の一部に対向させつつ移動させることで、後述するようにプラズマ処理を可能としながら、第２の電極２２の設置空間（移動空間）を小さくし、その結果、プラズマ処理装置１を小型化することができる。

本実施形態では、第２の電極２２は、ワーク１０の裏面１０２に対して非接触で対向配置されている。これにより、後述する移動手段５により第２の電極２２がワーク１０の裏面１０２に沿って移動しても、第２の電極２２がワーク１０の裏面１０２を傷付けるのを防止することができる。また、第２の電極２２とワーク１０の裏面１０２との接触によってワーク１０が上方に撓んだり位置ずれしたりするのを防止することもできる。

このような第２の電極２２の平面視形状は、図３に示すように、四角形（より具体的には正方形）をなしている。なお、第２の電極２２の形状（特に平面視形状）は、それぞれ、ワーク１０の形状に合わせて適宜設定することができ、例えば、平面視形状が円形であってもよい。また、例えば、第１の電極２１の平面視形状が正方形で、第２の電極２２の平面視形状が円形のように、第１の電極２１および第２の電極２２の平面視形状が互いに異なっていてもよい。

このような第１の電極２１および第２の電極２２は、それぞれ導線７２を介して後述する高周波電源７１に接続されている。また、第２の電極２２は、導線７２を介して直接接地されていて、接地電極としての機能を有する。これにより、第２の電極２２の帯電を防止することができ、第１の電極２１および第２の電極２２間に確実に電界を発生させることができる。なお、以下では、第１の電極２１と第２の電極２２との間の空間を「プラズマ発生領域Ｐ」とも言う。

このような第１の電極２１および第２の電極２２の構成材料としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、鉄、銀等の金属単体、ステンレス鋼、真鍮、アルミニウム合金等の各種合金、金属間化合物、各種炭素材料等が挙げられる。
なお、第１の電極２１の下面２１１に、誘電体材料で構成された誘電体膜を形成してもよい。

保持部４は、前述した第１の電極２１と第２の電極２２との間に板状のワーク１０を保持する機能を有する。これにより、保持部４は、第１の電極２１がワーク１０の被処理面１０１に対面するようにワーク１０を保持する。
この保持部４は、１対の保持部材４１で構成されている。
各保持部材４１は、ワーク１０のｘ軸方向での端部（縁部）を保持するように構成されている。本実施形態では、各保持部材４１は、横断面がＬ字状の段差部４１１が形成されており、この段差部４１１上にワーク１０のｘ軸方向での端部（縁部）を載置・保持する。

このような保持部４は、ワーク１０を保持した状態において、１対の保持部材４１がワーク１０のｘ軸方向での両端部（縁部）付近に位置している。
また、保持部４は、ワーク１０を平面視したときに、被処理面１０１の縁部付近に位置するように構成されている。これにより、第２の電極２２とワーク１０の裏面１０２との間の距離を抑えつつ、ワーク１０の裏面１０２に沿って広範囲に第２の電極２２を移動させることができる。また、ワーク１０の被処理面１０１の広範囲を第１の電極２１の下面に対して露出することができる。その結果、ワーク１０の被処理面１０１を広範囲にプラズマ処理することができる。

保持部４は、少なくとも、１つのワーク１０のプラズマ処理が開始されてから終了するまでは、第２の電極２２を保持する。また、保持部４は、誘電体材料で構成されているのが好ましい。これにより、保持部４とワーク１０との境界部付近でのプラズマの発生を安定化することができる。
このような保持部材４１の構成材料としては、誘電体材料であれば特に限定されず、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート等の各種プラスチック、石英ガラス、水晶等の各種ガラス、無機酸化物等が挙げられる。前記無機酸化物としては、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２等の金属酸化物、窒化シリコンなどの窒化物、ＢａＴｉＯ_３（チタン酸バリウム）等の複合酸化物等の誘電体材料等が挙げられる。

なお、保持部４の構成は、第１の電極２１と第２の電極２２との間に板状のワーク１０を保持することができれば、前述したものに限定されない。例えば、保持部４は、枠状をなす部材で構成されていてもよい。すなわち、保持部は、ワーク１０の縁部の全周に亘って係合・保持するものであってもよい。また、保持部は、板状をなす部材で構成されていてもよい。すなわち、保持部は、ワーク１０の裏面１０２を覆うように設けられていてもよい。この場合、板状をなす部材は誘電体材料で構成し、厚さ（ｚ軸方向の長さ）を、１０〜５００μｍ程度とする。

保持部４が保持するワーク１０としては、特に限定されないが、例えば、石英ガラス、無アルカリガラス等の各種ガラス、水晶等の結晶性材料、アルミナ、シリカ、チタニア等の各種セラミックス、シリコン、ガリウム−ヒ素等の各種半導体材料、ダイヤモンド、黒鉛等の炭素系材料、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、液晶ポリマー、フェノール樹脂、アクリル樹脂等各種プラスチック（樹脂材料）のような誘電体材料で構成されたものが挙げられる。

本実施形態では、ワーク１０は、その平面視（ｚ軸方向から見た時の平面視）形状が正方形をなしている。なお、ワーク１０の形状は、特に限定されず、例えば、平面視形状が長方形、それ以外の多角形、円形などをなしていてもよい。
移動手段５は、前述した第２の電極２２をワーク１０の裏面１０２に沿って移動させる機能を有するものである。

すなわち、移動手段５は、第２の電極２２をワーク１０の裏面１０２に近接させた状態でｘ軸方向およびｙ軸方向に２次元的に移動するものである。なお、第１の電極２１およびワーク１０（保持部４）は、不動に設置されている。
移動手段５は、例えば、第２の電極２２をｘ軸方向およびｙ軸方向に移動させるＮＣ（数値制御）移動装置と、ＮＣ（数値制御）制御装置とが用いられる。この移動手段５は、ワーク１０をプラズマ処理する際に、第２の電極２２をｘ軸方向およびｙ軸方向に移動することにより、第１の電極２１と第２の電極２２との対向領域、すなわちプラズマ発生領域Ｐをワーク１０の被処理面１０１に対して２次元的に移動する。

ここで、ＮＣ制御装置は、例えば、ＣＰＵあるいはこれを備えるマイクロコンピュータやパーソナルコンピュータ等のコンピュータで構成されており、ＮＣ制御装置には、制御手段８により作成された加工計画データ（この中の第２の電極２２の移動パターン）等が入力される。そして、ＮＣ制御装置は、制御手段８からの加工計画データ等に基づき、予め設定されたプログラムに従って、ＮＣ制御により移動手段５の作動を制御する。

このような移動手段５は、移動速度（すなわち、第２の電極２２とワーク１０との相対的な移動速度）や停止時間等を調整することができるように構成されている。このような移動手段５の作動は、後述する制御手段８により制御される。
このような移動手段５によって第２の電極２２をワーク１０の裏面１０２に沿ってｘ軸方向および／またはｙ軸方向に移動させることで、上述したようにプラズマ発生領域Ｐを被処理面１０１上で移動させ、ワーク１０の加工形状をコントロールすることができる。
なお、移動手段５としては、本実施形態のものに限定されず、例えば、第２の電極２２をｚ軸方向に移動させるように構成してもよい。
処理ガス供給手段６は、ワーク１０の被処理面１０１上に処理ガスを供給するものである。

この処理ガス供給手段６は、所定のガスを充填するガスボンベ（ガス供給源）６１と、ガスボンベ６１から供給されるガスの流量を調整するマスフローコントロ−ラ（流量調整手段）６２と、プラズマ発生領域Ｐに向けて処理ガスを噴出するノズル６３と、ノズル６３とガスボンベ６１とを接続する処理ガス供給流路６４と、マスフローコントロ−ラ６２より下流端側で、処理ガス供給流路６４内の流路を開閉するバルブ（電磁バルブ）６５とを有している。マスフローコントローラ６２およびバルブ６５は、それぞれ、制御手段８に電気的に接続され、制御手段８によりその作動が制御される。

このような処理ガス供給手段６は、バルブ６５を開状態とした状態で、ガスボンベ６１から処理ガスを送り出し、マスフローコントローラ６２により処理ガスの流量を調節する。そして、流量が調整された処理ガスを処理ガス供給流路６４を介してノズル６３からプラズマ発生領域Ｐに導入（供給）する。また、処理ガス供給手段６は、バルブ６５を閉状態とすることにより、プラズマ発生領域Ｐへの処理ガスの供給を停止する。

ガスボンベ６１内に充填する処理ガスとしては、例えば、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_６、Ｃ_４Ｆ_８、ＣＣｌＦ_３、ＳＦ_６等のフッ素原子含有化合物ガスやＣｌ_２、ＢＣｌ_３、ＣＣｌ_４等の塩素原子含有化合物ガスなどの各種ハロゲン系ガスが用いられる。
また、処理ガスは、一般に、上記処理ガスとキャリアガスとからなる混合ガスが用いられる。なお、「キャリアガス」とは、放電開始と放電維持のために導入するガスのことを言う。

この場合、ガスボンベ６１内に、混合ガス（処理ガス＋キャリアガス）を充填して用いてもよいし、処理ガスとキャリアガスとがそれぞれ別のガスボンベに充填され、処理ガス供給流路６４の途中でこれらが所定の混合比で混合されるような構成であってもよい。
キャリアガスとしては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅ等の希ガスを用いることができる。これらは、単独でも２種以上を混合した形態でも用いることができる。また、処理ガスの解離促進のためにＯ_２を混合ガスに混ぜてもよい。

ノズル６３は、その先端部分がプラズマ発生領域Ｐに向かうように設置されている。これにより、プラズマ発生領域Ｐに確実に処理ガス（混合ガス）を供給することができる。なお、ノズル６３の形状、配設位置および数などは、プラズマ発生領域Ｐに処理ガスを供給することができれば、特に限定されない。例えば、ノズル６３は、第１の電極２１の近傍に設置されていてもよい。また、ノズル６３は、プラズマ発生領域Ｐの移動に伴って移動（追従）するよう構成されていてもよい。

なお、処理ガス供給手段６によって、第１の電極２１および第２の電極２２間に供給され、プラズマ発生領域Ｐにてプラズマ処理に供された処理済みの処理ガスは、好ましくは、図示しない排気手段により排気されるようになっている。この排気手段としては、特に限定されず、例えば吸引ノズルや、第１の電極２１および第２の電極２２がチャンバー内に設置されている場合に前記チャンバー内のガスを排気するファンなどが挙げられる。
通電手段７は、第１の電極２１と第２の電極２２との間へ通電する機能を有するものである。

この通電手段７、第１の電極２１および第２の電極２２間に高周波電圧を印加する高周波電源７１と、第１の電極２１と高周波電源７１と第２の電極２２とを導通する導線７２とを備えている。また、高周波電源７１は、制御手段８によりその作動が制御される図示しない電力調整部を有しており、制御手段８の制御により、供給する電力の大きさ（電力値）を変更し得るようになっている。また、図示されていないが、供給する電力に対する整合回路（インピーダンスマッチング回路）や、高周波電源７１の周波数を変える周波数調整手段（回路）や、高周波電源７１の印加電圧の最大値（振幅）を変える電圧調整手段（回路）などが必要に応じて設置されている。これにより、ワーク１０に対するプラズマ処理の処理条件を適宜調整することができる。

ワーク１０に対してプラズマ処理を行うときは、高周波電源７１が作動して第１の電極２１および第２の電極２２間に高周波電圧が印加される。これにより、第１の電極２１と第２の電極２２との間に電界が発生し、処理ガス供給手段６により第１の電極２１と第２の電極２２との間に処理ガスが供給されると、放電が生じて、プラズマ発生領域Ｐにプラズマが発生する。

第１の電極２１および第２の電極２２間に印加する高周波の周波数は、特に限定されないが、１０〜７０ＭＨｚであるのが好ましい。また、前記高周波のＲＦパワーは、特に限定されないが、１０〜１５０Ｗであるのが好ましい。
次に、プラズマ処理装置１の制御系について説明する。
図１に示すように、このプラズマ処理装置１は、入力等の各操作を行う操作部（入力手段）１１と、記憶手段１２と、プラズマ処理装置１の全体の作動（駆動）を制御する制御手段８とを備えている。

操作部１１としては、例えば、キーボード、液晶表示パネル、ＥＬ表示パネル等を備えたタッチパネル等を用いることができ、この場合は、操作部１１は、各種の情報を表示（報知）する表示手段（報知手段）を兼ねるものでもよい。
制御手段８は、例えば、ＣＰＵあるいはこれを備えるマイクロコンピュータやパーソナルコンピュータ等のコンピュータで構成されている。この制御手段８には、操作部１１からの信号が入力される。

制御手段８は、操作部１１からの信号に基づき、固定手段５の作動を制御する。また、制御手段８は、操作部１１からの信号に基づき、予め設定されたプログラムに従って、加工計画データを作成し、この加工計画データに基づいて、処理ガス供給手段６および通電手段７の作動をそれぞれ制御する。加工計画データには、例えば、第１の電極２１および第２の電極２２間に印加する高周波電圧の大きさ、処理ガスの供給量などのデータが含まれている。

記憶手段１２は、記憶媒体を有し、前記加工計画データ等を記憶する。記録媒体としては、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＩＣメモリー、ＨＤ（ハードディスク）等が挙げられる。この記憶手段１２における書き込み（記憶）、書き換え、消去、読み出し等の制御は、制御手段８によりなされる。

以上説明したようなプラズマ処理装置１によれば、第２の電極２２をワーク１０の裏面１０２の一部に対向させつつ移動させることで、第１の電極２１を不動に設置しながらも、ワーク１０の被処理面１０１にプラズマ処理を施すことができる。
特に、第１の電極２１を不動に設置することで、第１の電極２１と高周波電源７１や整合回路との間の距離が変化しないため、これらの間のインピーダンスの変動を防止することができる。その結果、上記の整合回路において、インピーダンスの変動による高周波の反射を抑制し、マッチングずれやロスの発生を防止することができる。

また、第１の電極２１と整合回路との間の配線がプラズマ処理装置１の作動に伴って伸縮したり折れ曲がったりすることもなく、この点でも、第１の電極２１と整合回路との間でのインピーダンスの変動を防止することができる。
また、第１の電極２１と整合回路との間の配線を比較的短くすることができる。そのため、かかる配線にノイズ発生源からノイズが混入するのを防止または抑制することができる。さらに、第１の電極２１を不動とし、後述するように第２の電極２２を移動させるので、ノイズ発生源となるモータ等を上記の配線から遠ざけることができ、この点でも、ノイズの影響を受けにくい。

このようにして、プラズマ処理装置１は、ワーク１０の被処理面１０１に安定してプラズマ処理を施すことができる。
さらに、第２の電極２２をワーク１０の裏面１０２の一部に対向させつつ移動させることで、前述したようにプラズマ処理を可能としながら、第２の電極２２の設置空間（移動空間）を小さくし、その結果、プラズマ処理装置１を小型化することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図４は、本発明の第２実施形態にかかるプラズマ処理装置の要部を示す断面図、図５は、図４に示すワークと第２の電極との関係を示す平面図である。
以下、第２実施形態のプラズマ処理装置について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

本実施形態のプラズマ処理装置は、第２の電極および保持部の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態のプラズマ処理装置１と同様である。
本実施形態のプラズマ処理装置は、図４に示すように、ワーク１０を保持する保持部４Ａと、保持部４Ａに保持されたワーク１０の裏面１０２の一部に対面する第２の電極２２Ａとを有している。
保持部４Ａは、１対の保持部材４１Ａで構成されている。

各保持部材４１Ａは、ワーク１０のｘ軸方向での端部（縁部）を保持するように構成されている。本実施形態では、各保持部材４１Ａは、横断面が矩形状の溝４１１Ａが形成されており、この溝４１１Ａ内にワーク１０のｘ軸方向での端部（縁部）が係合・保持されている。このような溝４１１Ａにワーク１０の縁部を係合させることで、後述するように第２の電極２２Ａとワーク１０の裏面１０２とが接触しても、ワーク１０が上方に撓んだり位置ずれしたりするのを防止することができる。すなわち、各保持部材４１Ａは、ワーク１０が第１の電極２１側に移動するのを規制する規制部材を構成する。

また、保持部４Ａも、前述した第１実施形態の保持部４と同様、ワーク１０を保持した状態において、１対の保持部材４１Ａがワーク１０のｘ軸方向での両端部（縁部）付近に位置している。
第２の電極２２Ａは、図４および図５に示すように、前述した保持部４Ａに保持されたワーク１０の裏面１０２に接触して対向配置されている。
この第２の電極２２Ａは、円柱状（または円筒状）をなしている。すなわち、第２の電極２２Ａは、ｘｚ断面が円形状（または円環状）をなし、ｙ軸方向に延在している、本実施形態では、第２の電極２２Ａは、ｙ軸方向におけるワーク１０の略全域に亘って延在している。

また、第２の電極２２Ａは、ワーク１０の裏面１０２に沿ってｘ軸方向に移動し得るように構成されている。このように第２の電極２２Ａをｘ軸方向に移動させるだけで、ワーク１０の被処理面１０１の略全域をプラズマ処理することができる。また、第２の電極２２Ａの設置空間（移動空間）を小さくし、その結果、プラズマ処理装置１を小型化することができる。また、第２の電極２２Ａとワーク１０の裏面１０２との接触させた状態とすることで、第２の電極２２Ａとワーク１０の裏面１０２との間の隙間の変動の発生を防止し、インピーダンスの安定化を図ることができる。その結果、プラズマ処理の安定化が図られる。

本実施形態では、第２の電極２２Ａは、その軸線回りに回転可能になっている。これにより、前述したように第２の電極２２Ａをワーク１０の裏面１０２に接触させながらｘ軸方向に移動させても、第２の電極２２Ａが裏面１０２を傷付けるのを防止または抑制することができる。
また、第２の電極２２Ａは、そのｘ軸方向での移動に伴って従動回転させるように構成してもよいが、ｘ軸方向での移動に伴ってその移動速度と同速度となるような周速度でモータ等により回転駆動するのが好ましい。これにより、第２の電極２２Ａが裏面１０２を傷付けるのをより確実に防止または抑制することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図６は、本発明の第３実施形態にかかるプラズマ処理装置の要部を示す断面図、図７は、図６に示すワークと第２の電極との関係を示す平面図である。
以下、第３実施形態のプラズマ処理装置について、前述した第１実施形態および第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

本実施形態のプラズマ処理装置は、第２の電極の構成が異なる以外は、前述した第２実施形態のプラズマ処理装置と同様である。
本実施形態のプラズマ処理装置では、図６に示すように、保持部４Ａに保持されたワーク１０の裏面１０２の一部に対面する第２の電極２２Ｂとを有している。
第２の電極２２Ｂは、図６および図７に示すように、前述した保持部４Ａに保持されたワーク１０の裏面１０２に接触して対向配置されている。
この第２の電極２２Ｂは、球状をなしている。

また、第２の電極２２Ｂは、ワーク１０の裏面１０２に沿ってｘ軸方向およびｙ軸方向に移動し得るように構成されている。このように第２の電極２２Ｂをｘ軸方向およびｙ軸方向に移動させるだけで、ワーク１０の被処理面１０１の略全域をプラズマ処理することができる。また、第２の電極２２Ｂの設置空間（移動空間）を小さくし、その結果、プラズマ処理装置１を小型化することができる。また、第２の電極２２Ｂとワーク１０の裏面１０２との接触させた状態とすることで、第２の電極２２Ｂとワーク１０の裏面１０２との間の隙間の変動の発生を防止し、インピーダンスの安定化を図ることができる。その結果、プラズマ処理の安定化が図られる。
本実施形態では、第２の電極２２Ｂは、その中心回りに回転可能になっている。これにより、前述したように第２の電極２２Ｂをワーク１０の裏面１０２に接触させながらｘ軸方向およびｙ軸方向に移動させても、第２の電極２２Ｂが裏面１０２を傷付けるのを防止または抑制することができる。

また、第２の電極２２Ｂは、そのｘ軸方向およびｙ軸方向での移動に伴って従動回転させるようにしてもよいが、ｘ軸方向およびｙ軸方向での移動に伴ってその移動速度と同速度となるような周速度で回転駆動するのが好ましい。これにより、第２の電極２２Ａが裏面１０２を傷付けるのをより確実に防止または抑制することができる。この場合、例えば、第２の電極２２Ｂのワーク１０とは反対側にワーク１０と平行な板状の部材を配置し、第２の電極２２Ｂと同形状および同寸法の回転可能な球体を第２の電極２２Ｂおよび上記板状の部材に接触させることで、第２の電極２２Ｂをｘ軸方向およびｙ軸方向での移動に伴ってその移動速度と同速度となるような周速度で回転駆動させることができる。
以上、本発明のプラズマ処理装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。

本発明の第１実施形態にかかるプラズマ処理装置の実施形態を示す図である。 図１に示すプラズマ処理装置の要部を示す断面図である。 図２に示すワークと第２の電極との関係を示す平面図である。 本発明の第２実施形態にかかるプラズマ処理装置の要部を示す断面図である。 図４に示すワークと第２の電極との関係を示す平面図である。 本発明の第３実施形態にかかるプラズマ処理装置の要部を示す断面図である。 図６に示すワークと第２の電極との関係を示す平面図である。

符号の説明

１……プラズマ処理装置 １１……操作部 １２……記憶手段 ２１……第１の電極 ２１１……下面 ２２、２２Ａ、２２Ｂ……第２の電極 ２２１……上面 ４、４Ａ……保持部 ４１、４１Ａ……保持部材 ４１１……段差部 ４１１……溝 ５……移動手段 ６……処理ガス供給手段 ６１……ガスボンベ（ガス供給源） ６２……マスフローコントロ−ラ（流量調整手段） ６３……ノズル ６４……処理ガス供給流路 ６５……バルブ ７……通電手段 ７１……高周波電源 ７２……導線 ８……制御手段 １０……ワーク １０１……被処理面 １０１……被処理面 Ｇ……処理ガス Ｐ……プラズマ発生領域

Claims (9)

1. 板状のワークを保持する保持部と、
   前記保持部に保持された前記ワークの被処理面に対面するように設置された第１の電極と、
   前記保持部に保持された前記ワークの前記被処理面と反対側の裏面の一部に対面するように設置された第２の電極と、
   前記第２の電極を当該ワークの前記裏面に沿って移動させる移動手段と、
   前記ワークの前記被処理面上に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
   前記第１の電極と前記第２の電極との間へ通電する通電手段とを有し、
   前記処理ガス供給手段により前記被処理面上に前記処理ガスを供給するとともに、前記通電手段により前記第１の電極と前記第２の電極との間へ通電し、前記処理ガスを活性化させてプラズマを発生させつつ、前記第２の電極の移動に伴って、前記プラズマが発生するプラズマ発生領域を前記被処理面上で移動させることにより、前記被処理面を局所的に連続してプラズマ処理するように構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 前記第２の電極は、接地されている請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記第２の電極は、前記ワークの前記裏面に対して非接触で対向配置されている請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記第２の電極は、前記ワークの前記裏面に対して接触して対向配置されている請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
5. 前記第２の電極は、その移動に伴って回転する回転部材で構成されている請求項４に記載のプラズマ処理装置。
6. 前記回転部材は、円筒状または円柱状をなし、その軸線回りに回転可能になっている請求項５に記載のプラズマ処理装置。
7. 前記回転部材は、球状をなし、その中心回りに回転可能になっている請求項５に記載のプラズマ処理装置。
8. 前記保持部は、前記ワークを平面視したときに、前記被処理面の縁部付近に位置するように構成されている請求項１ないし７のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
9. 前記保持部は、前記ワークが前記第１の電極側に移動するのを規制する規制部材を備える請求項１ないし８のいずれかに記載のプラズマ処理装置。

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