JP2017197837A - プラズマ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマＣＶＤ法により成膜又はエッチングを行う装置において、電圧が印加される部分と絶縁部材とが接触する箇所にプラズマが侵入することによる、異常放電の発生を抑制する。【解決手段】プラズマＣＶＤ法によりワークの一部に成膜又はエッチングを行うプラズマ装置。第１窪み部と第１窪み部の周囲に配置された第１平面部とを備える第１の型と、第１の型に対向して配置された第２の型と、を有する真空容器と、第１平面部と第２の型との間に配置され、ワークの被処理対象部分を第１窪み部内の空間に向けるとともにワークを第１平面部から離間させた状態でワークに接触する絶縁部材と、ワークに電力を印加する電力印加部と、を備える。ワークと絶縁部材との接触点と、第１平面部との距離は、ワークと第１窪み部の底部との距離よりも小さい。【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマ装置に関する。

プラズマＣＶＤ法により、基板に成膜を行う装置が知られている。特許文献１には、真空容器内に基板を保持するホルダを設け、バイアス電源からホルダにバイアス電圧を印加して、成膜を行う装置が記載されている。この装置では、真空容器とバイアス電源とは、絶縁部材により絶縁されている。

特開２０１３−２０６６５２号公報

特許文献１記載の装置では、バイアス電源からホルダへ繋がる電圧線と絶縁部材とが接触する箇所において電界が集中するため、その箇所にプラズマが侵入すると、異常放電が発生する場合があった。また、プラズマＣＶＤ法によりエッチングを行う場合においても同様に異常放電が発生する場合があった。そのため、プラズマＣＶＤ法により成膜又はエッチングを行う装置において、このような異常放電の発生を抑制可能な技術が望まれていた。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、プラズマＣＶＤ法によりワークの一部に成膜又はエッチングを行うプラズマ装置が提供される。このプラズマ装置は、第１窪み部と前記第１窪み部の周囲に配置された第１平面部とを備える第１の型と、前記第１の型に対向して配置された第２の型と、を有する真空容器と；前記第１の型の前記第１平面部と前記第２の型との間に配置され、前記ワークの被処理対象部分を前記第１窪み部内の空間に向けるとともに前記ワークを前記第１平面部から離間させた状態で前記ワークに接触する絶縁部材と；前記ワークに電力を印加する電力印加部と、を備え；前記ワークと前記絶縁部材との接触点と、前記第１平面部と、の距離は、前記ワークと前記第１窪み部の底部との距離よりも小さい。このようなプラズマ装置であれば、ワークと接触する絶縁部材は第１平面部と第２の型との間に配置され、ワークと絶縁部材との接触点と、第１平面部と、の距離は、ワークと第１窪み部の底部との距離よりも小さいため、ワークと第１平面部とで形成される空間に第１窪み部からプラズマが侵入することが抑制される。そのため、ワークと絶縁部材との接触点におけるプラズマの量が低減されるので、異常放電の発生を抑制することができる。

（２）上記形態のプラズマ装置において、前記第１窪み部と前記第１平面部との接続箇所から前記接触点までの前記第１平面部に沿った距離は、０よりも大きくてもよい。このようなプラズマ装置であれば、第１窪み部で形成されるプラズマが発生する空間と、ワークと絶縁部材との接触点と、が離れているため、接触点におけるプラズマの量がより低減されるので、異常放電の発生をより抑制することができる。

（３）上記形態のプラズマ装置において、前記接触点と前記第１平面部との距離は、前記ワークと前記第１平面部との間に形成されるシースの距離よりも短くてもよい。このようなプラズマ装置であれば、ワークと絶縁部材との接触点と、第１平面部と、の距離は、ワークと第１平面部との間に形成されるシースの距離よりも短いため、ワークと第１平面部との間にプラズマを発生させないようにすることができる。そのため、接触点におけるプラズマの量が効果的に低減されるので、異常放電の発生を効果的に抑制することができる。

（４）上記形態のプラズマ装置において、前記接触点と前記第１平面部との距離は２．０ｍｍ以下であってもよい。このようなプラズマ装置であれば、ワークと第１平面部とで形成される空間に第１窪み部からプラズマが侵入することが一層抑制される。また、ワークと第１平面部との間にプラズマを発生させないようにすることができる。そのため、接触点におけるプラズマの量が一層低減されるので、異常放電の発生を一層抑制することができる。

（５）上記形態のプラズマ装置において、前記ワークは、被処理対象物と、前記被処理対象物の非被処理対象部分を覆うマスキング部材と、を備え；前記第１窪み部と前記第１平面部との接続箇所は、前記被処理対象部分の端部から前記絶縁部材側へ離れて位置していてもよい。電力が印加されるワークと真空容器との間にプラズマを発生させて被処理対象部分に成膜又はエッチングを行うために、被処理対象部分と真空容器との間は、いわゆるシースの距離よりも離れていることが好ましく、被処理対象部分と真空容器とが近接している箇所ではプラズマが発生せず、被処理対象部分の端部において成膜不良又はエッチング不良が発生するおそれがある。しかし、このような形態のプラズマ装置であれば、真空容器の第１窪み部と第１平面部との接続箇所は、被処理対象物の被処理対象部分の端部から絶縁部材側へ離れて位置しているので、被処理対象部分と真空容器との距離を確保することができる。そのため、被処理対象部分の端部における成膜不良又はエッチング不良を抑制することができる。

（６）上記形態のプラズマ装置において、前記マスキング部材は、前記被処理対象部分側の端部に前記第１窪み部側に向けて傾斜した傾斜面を有していてもよい。このような形態のプラズマ装置であれば、マスキング部材の被処理対象部分側の端部に電界が集中することを抑制することができるので、被処理対象部分の端部において、成膜密度又はエッチング密度が低下することを抑制することができる。

（７）上記形態のプラズマ装置において、前記被処理対象物と接触する前記マスキング部材の接触面と、前記傾斜面とのなす角は、３０°以下であってもよい。このような形態のプラズマ装置であれば、マスキング部材の被処理対象部分側の端部に電界が集中することをより抑制することができるので、被処理対象部分の端部において、成膜密度又はエッチング密度が低下することをより抑制することができる。

（８）上記形態のプラズマ装置において、前記第２の型は、第２窪み部と前記第２窪み部の周囲に配置された第２平面部とを有し；前記第１窪み部内に配置された第１の電極と；
前記第２窪み部内に配置された第２の電極と；前記第１の電極及び前記第２の電極に高周波電力を印加する高周波電力印加部と、を備え；前記ワークは、前記第１窪み部内の空間と前記第２窪み部内の空間とを分離してもよい。このような形態のプラズマ装置であれば、ワークにより第１窪み部内の空間と第２窪み部内の空間とが分離されており、これらの空間は電気的に絶縁されるため、第１の電極に印加された高周波と、第２の電極に印加された高周波と、の位相が干渉することが抑制されるので、印加された電力を効率よく利用して、ワークを成膜又はエッチングすることができる。

本発明は、上述したプラズマ装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、プラズマＣＶＤ法によりワークの一部に成膜又はエッチングを行う方法や、プラズマ装置の制御方法及び制御装置、それらの装置又は方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することができる。

本発明の第１実施形態におけるプラズマ装置の構成を示す概略断面図。 プラズマ装置の分解斜視図。 プラズマ装置の部分拡大図。 プラズマ装置によるプラズマ処理方法について示す工程図。 第１実施形態の変形例１におけるプラズマ装置を示す図。 第１実施形態の変形例２におけるプラズマ装置を示す図。 第１実施形態の変形例３におけるプラズマ装置を示す図。 第１実施形態の変形例４におけるプラズマ装置を示す図。 第１実施形態の変形例６におけるプラズマ装置を示す図。 第２実施形態におけるプラズマ装置の構成を部分的に示す部分概略断面図。 第３実施形態におけるプラズマ装置の構成を部分的に示す部分概略断面図。 角度Ｄについての実験結果を示す図。 角度Ｄと接触抵抗値との関係を示す図。 第３実施形態の変形例１におけるプラズマ装置の構成を部分的に示す部分概略断面図。 第３実施形態の変形例２におけるプラズマ装置の構成を部分的に示す部分概略断面図。 第４実施形態におけるプラズマ装置を示す図。 第４実施形態の変形例におけるプラズマ処理方法を示す工程図。

Ａ．第１実施形態：
Ａ１．プラズマ装置の構成：
図１は、本発明の第１実施形態におけるプラズマ装置２００の構成を示す概略断面図である。図２は、プラズマ装置２００の分解斜視図である。図１及び図２には、相互に直交するＸＹＺ軸が図示されている。Ｙ軸方向は鉛直方向を示し、Ｘ軸方向は水平方向を示し、Ｚ軸方向はＹ軸及びＸ軸に垂直な方向を示す。このことは、以降の図においても同様である。

プラズマ装置２００は、いわゆるプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によって、導電性を有するワークＷの被処理対象部分１０Ａに薄膜を形成する装置である。本実施形態では、ワークＷは、被処理対象物１０とマスキング部材２０とを含む。本実施形態では、被処理対象物１０は、燃料電池のセパレータの基材として用いられる板状の金属である。プラズマ装置２００は、被処理対象物１０の被処理対象部分１０Ａに、例えば導電性の炭素系の薄膜を形成する。

プラズマ装置２００は、真空容器（チャンバー）１００と、絶縁部材３０と、電力印加部７０と、を備える。プラズマ装置２００は、さらに、開閉装置５０と、搬送装置５５と、ガス供給装置８０と、排気装置９０と、制御部９５と、パレット１３０と、シール部材６０と、を備える。なお、図２では、開閉装置５０と、搬送装置５５と、電力印加部７０及びその電力導入部７１と、ガス供給装置８０及びその供給口８１と、排気装置９０及び排気口９１と、制御部９５と、は図示を省略している。

真空容器１００は、分割可能な金属製の容器である。真空容器１００は、第１の型１１０と、第１の型１１０に対向して配置された第２の型１２０と、を備える。第１の型１１０は、第１窪み部１１４と第１窪み部１１４の周囲に配置された第１平面部１１１とを備える。第１窪み部１１４はワークＷから離間する方向に窪んでおり、本実施形態ではワークＷの上面側の被処理対象部分１０Ａから見て上方（＋Ｙ方向）に窪んでいる。また、第１窪み部１１４は、側部１１２と底部１１３とを備える。本実施形態では、第１窪み部１１４と第１平面部１１１との接続箇所は、被処理対象部分１０Ａの端部と、同一のＹＺ平面状に位置している。第２の型１２０は、ワークＷの下面側の被処理対象部分１０Ａから見て下方（−Ｙ方向）に窪んだ第２窪み部１２４と、第２窪み部１２４の周囲に配置された第２平面部１２１と、を備える。第２窪み部１２４は、側部１２２と底部１２３とを備える。第２平面部１２１は、第１の型１１０の第１平面部１１１に対応する部分に配置されている。本実施形態では、第２窪み部１２４と第２平面部１２１との接続箇所は、被処理対象部分１０Ａの端部と、同一のＹＺ平面状に位置している。本実施形態において、第１平面部１１１及び第２平面部１２１は、ＸＺ平面と平行である。第１の型１１０及び第２の型１２０は、真空容器１００内にガス供給装置８０からガスを供給するための供給口８１と、真空容器１００内を排気装置９０によって排気するための排気口９１と、を備える。供給口８１及び排気口９１には、開閉可能な弁が設けられている。また、第２の型１２０は、ワークＷに電圧を印加するための電力導入部７１を備える。第２の型１２０と電力導入部７１との間は、絶縁部材３５によって電気的に絶縁されている。本実施形態において、真空容器１００は、アース電位を有している。真空容器１００内において、ワークＷは、第１平面部１１１から離間され、かつ、ワークＷの被処理対象部分１０Ａは真空容器１００が閉じた状態において第１窪み部１１４内の空間に向けられている。

なお、本実施形態では、ワークＷのうち第１窪み部１１４内及び第２窪み部１２４内に位置する部分には、ワークＷの上面側と下面側とを貫通する孔が開いていないが、当該部分には、真空容器１００が閉じた状態においてワークＷの上面側と下面側とを貫通する孔が設けられていてもよい。

マスキング部材２０は、被処理対象物１０の非被処理対象部分１０Ｂを覆う部材である。言い換えると、マスキング部材２０は、被処理対象物１０の被処理対象部分１０Ａにおいて開口する部材である。本実施形態では、マスキング部材２０は、上側マスキング部材２１と下側マスキング部材２２とを有する。上側マスキング部材２１は、被処理対象物１０の第１の型１１０側に配置されている。下側マスキング部材２２は、被処理対象物１０の第２の型１２０側に配置されている。本実施形態において、下側マスキング部材２２は、被処理対象物１０を支持する。マスキング部材２０は、導電性の部材で形成されている。被処理対象物１０とマスキング部材２０とは、接触することにより電気的に接続されている。

絶縁部材３０は、第１の型１１０の第１平面部１１１と第２の型１２０との間に配置されている。本実施形態では、絶縁部材３０は第１平面部１１１と第２平面部１２１との間に配置されている。絶縁部材３０は、ワークＷの上面側の被処理対象部分１０Ａを第１窪み部１１４内の空間に向けるとともに、ワークＷを第１平面部１１１から離間させた状態で、ワークＷに接触する。また、本実施形態では、絶縁部材３０は、ワークＷの下面側の被処理対象部分１０Ａを第２窪み部１２４内の空間に向けるとともに、ワークＷを第２平面部１２１から離間させた状態で、ワークＷに接触する。本実施形態では、絶縁部材３０は、ワークＷのうちの下側マスキング部材２２に接触して下側マスキング部材２２を支持する。絶縁部材３０は、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）や二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）等のセラミックスで形成されている。

パレット１３０は、金属製の板状部材である。パレット１３０は、ワークＷを真空容器１００内に搬送する部材でもある。パレット１３０には、絶縁部材３０、下側マスキング部材２２、被処理対象物１０及び上側マスキング部材２１が、この順に＋Ｙ方向に積載される。本実施形態において、パレット１３０は、アース電位を有している。

シール部材６０（６１、６２）は、第１の型１１０の第１平面部１１１と第２の型１２０との間に配置されている。シール部材６０は、真空容器１００内の気密を保つための部材である。シール部材６０は、絶縁性の部材であり、本実施形態ではゴム製の環状部材である。本実施形態では、シール部材６０は、オーリングを用いている。本実施形態では、シール部材６１は第１の型１１０に設けられた溝部に嵌め込まれている。シール部材６２は、第２の型１２０に設けられた溝部に嵌め込まれている。

開閉装置５０は、真空容器１００を開閉するための装置である。本実施形態では、開閉装置５０は、第１の型１１０を＋Ｙ方向に移動させて真空容器１００を開き、第１の型１１０を−Ｙ方向に移動させて真空容器１００を閉じる。

搬送装置５５は、パレット１３０を真空容器１００内へ搬送し、パレット１３０を真空容器１００外へ搬送するための装置である。本実施形態では、搬送装置５５は、パレット１３０の端部１３０ｔに接触して、真空容器１００が開いた状態において、パレット１３０及びパレット１３０に積載された絶縁部材３０、マスキング部材２０、被処理対象物１０を真空容器１００内に搬送する。また、搬送装置５５は、搬送したパレット１３０を下方に移動させることによってパレット１３０をシール部材６２を介して第２の型１２０上に設置する。また、搬送装置５５は、上方に移動させたパレット１３０をＸＺ平面に沿って移動させて真空容器１００外へ搬送することも可能である。

電力印加部７０は、プラズマを発生させるための装置である。電力印加部７０は、ワークＷに電力を印加する。電力印加部７０は、真空容器１００内に供給された原料ガスをプラズマ化するための電場を生成する。本実施形態では、電力導入部７１と被処理対象物１０及びマスキング部材２０は陰極であり、第１の型１１０、第２の型１２０及びパレット１３０は陽極である。本実施形態では、電力印加部７０は、下側マスキング部材２２を通じて被処理対象物１０にバイアス電圧を印加する。電力印加部７０は、例えば、電力導入部７１に−３０００Ｖの電圧を印加することができる。なお、本実施形態では、真空容器１００及びパレット１３０はアース（０Ｖ）に接続されている。

ガス供給装置８０は、供給口８１を介して、真空容器１００内にキャリアガス及び原料ガスを供給する。本実施形態では、ガス供給装置８０は、キャリアガスとして例えば窒素（Ｎ_２）ガスやアルゴン（Ａｒ）ガスを供給し、原料ガスとして例えばピリジン（Ｃ_５Ｈ_５Ｎ）ガスを供給する。ガス供給装置８０は、異なる種類のガスを貯留するタンクと接続されている。ガス供給装置８０は、各タンクと供給口８１との間に設けられた切替弁が操作されることにより、供給口８１に供給されるガスの種類を切り替えることが可能である。また、ガス供給装置８０は、真空容器１００内の圧力を、開閉装置５０が真空容器１００を開くことが可能な程度の圧力に戻すために、プラズマ装置２００による成膜後やエッチング後に真空容器１００内に例えば窒素ガスを供給する。

排気装置９０は、排気口９１を介して、真空容器１００内を排気する。排気装置９０は、例えば、ロータリポンプや拡散ポンプ、ターボ分子ポンプ等により構成される。

制御部９５は、プラズマ装置２００全体の動作を制御する。制御部９５は、ＣＰＵとメモリーとを含む。ＣＰＵは、メモリーに格納されたプログラムを実行することによって、プラズマ装置２００の制御を行う。このプログラムは、各種記録媒体に記録されていてもよい。例えば、制御部９５は、開閉装置５０を制御して真空容器１００を開閉し、搬送装置５５を制御してパレット１３０を搬送する。また、制御部９５は、排気装置９０を制御して真空容器１００内を排気し、ガス供給装置８０を制御して真空容器１００内にガスを供給し、電力印加部７０を制御してワークＷに電力を印加する。

図３は、プラズマ装置２００の部分拡大図である。図３には、図１に破線で示したＸ部分が示されている。図３には、ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ１と、ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ２と、が示されている。接触点Ｐ１は、ワークＷと絶縁部材３０とが接触する箇所のうち、第１平面部１１１に対向する箇所である。接触点Ｐ１は、プラズマ装置２００の断面（図３）において、ワークＷと絶縁部材３０とが接触する箇所のうち、第１平面部１１１に最も近い接触箇所である。接触点Ｐ２は、ワークＷと絶縁部材３０とが接触する箇所のうち、第２平面部１２１に対向する箇所である。接触点Ｐ２は、プラズマ装置２００の断面（図３）において、ワークＷと絶縁部材３０とが接触する箇所のうち、第２平面部１２１に最も近い接触箇所である。図３にはさらに、接触点Ｐ１と第１平面部１１１との距離Ａ１と、ワークＷと第１窪み部１１４の底部１１３との距離Ｂ１と、が示されている。距離Ａ１は、ワークＷと絶縁部材３０との接触箇所と、第１平面部１１１との最短距離である。距離Ｂ１は、第１窪み部１１４と対向するワークＷと、第１窪み部１１４の底部１１３との距離であり、第１窪み部１１４の底部１１３とワークＷとの最短距離である。また、図３には、接触点Ｐ２と第２平面部１２１との距離Ａ２と、ワークＷと第２窪み部１２４の底部１２３との距離Ｂ２と、が示されている。距離Ａ２は、ワークＷと絶縁部材３０との接触箇所と、第２平面部１２１との最短距離である。距離Ｂ２は、第２窪み部１２４と対向するワークＷと、第２窪み部１２４の底部１２３との距離であり、第２窪み部１２４の底部１２３とワークＷとの最短距離である。プラズマ装置２００において、距離Ａ１は距離Ｂ１よりも小さい。言い換えると、ワークＷと第１平面部１１１とで形成される空間は、ワークＷと第１窪み部１１４とで形成される空間よりも小さい。また、本実施形態では、距離Ａ２は、距離Ｂ２よりも小さい。言い換えると、ワークＷと第２平面部１２１とで形成される空間は、ワークＷと第２窪み部１２４とで形成される空間よりも小さい。

本実施形態では、距離Ａ１及び距離Ａ２は、ワークＷと真空容器１００との間に電力を印加した場合に、ワークＷと真空容器１００（第１平面部１１１、第２平面部１２１）との間に形成されるシースの距離よりも短い。本実施形態では、距離Ａ１及び距離Ａ２は、２．０ｍｍ以下である。なお、真空容器１００とワークＷとの絶縁性を十分に保つ観点から、距離Ａ１及び距離Ａ２は、０．５ｍｍ以上であることが好ましい。

図３には、さらに、第１窪み部１１４と第１平面部１１１との接続箇所Ｑ１及び第２窪み部１２４と第２平面部１２１との接続箇所Ｑ２から接触点Ｐ１、Ｐ２までのＸ軸に沿った最短距離Ｃが示されている。距離Ｃは、第１窪み部１１４の側部１１２及び第２窪み部１２４の側部１２２から、接触点Ｐ１、Ｐ２までのＸ軸に沿った最短距離でもある。本実施形態では、距離Ｃは、０（ゼロ）よりも大きい。本実施形態では、距離Ｃは、１０ｍｍ以上である。

Ａ２．プラズマ処理方法：
図４は、プラズマ装置２００によるプラズマ処理方法について示す工程図である。以下では、プラズマ装置２００によりワークＷの一部に成膜を行う方法を例に挙げて説明する。プラズマ装置２００による成膜では、まず、ワークＷが真空容器１００内に搬送される（ステップＳ１０）。本実施形態では、パレット１３０上に、絶縁部材３０、下側マスキング部材２２、被処理対象物１０が積載され、さらに、被処理対象物１０の上に上側マスキング部材２１が積載される。こうすることによって、被処理対象物１０の非被処理対象部分１０Ｂが、マスキング部材２０によって覆われる。その後、真空容器１００の第１の型１１０が開閉装置５０によって＋Ｙ軸方向に移動され、絶縁部材３０、マスキング部材２０及び被処理対象物１０が積載されたパレット１３０が、搬送装置５５によって真空容器１００内に搬送される。搬送されたパレット１３０は、シール部材６２を介して第２の型１２０上に配置される。

次に、真空容器１００が閉じられる（ステップＳ２０）。本実施形態では、真空容器１００内にパレット１３０が搬送された後、開閉装置５０によって第１の型１１０が−Ｙ軸方向に移動される。真空容器１００が閉じられると、被処理対象部分１０Ａは真空容器１００の第１窪み部１１４及び第２窪み部１２４内の空間に向けられた状態になる。ワークＷは、第１平面部１１１及び第２平面部１２１から離間された状態になる。また、接触点Ｐ１と第１平面部１１１との距離Ａ１は、ワークＷと第１窪み部１１４との距離Ｂ１よりも小さくなる。接触点Ｐ２と第２平面部１２１との距離Ａ２は、ワークＷと第２窪み部１２４との距離Ｂ２よりも小さくなる。

次に、真空容器１００内のガスが排気される（ステップＳ３０）。本実施形態では、プラズマ装置２００は、例えば、窒素ガス雰囲気に設置されている。ステップＳ３０では、排気装置９０によって排気口９１を介して真空容器１００内の窒素ガスが排気され、真空容器１００内が真空化される。

真空容器１００内のガスが排気されると、真空容器１００内に原料ガスが供給される（ステップＳ４０）。ステップＳ４０では、ガス供給装置８０によって供給口８１を介してキャリアガス及び原料ガスが供給される。真空容器１００内には、キャリアガスとして、例えば、水素ガス及びアルゴンガスが供給される。また、原料ガスとして、窒素ガス及びピリジンガスが供給される。ステップＳ４０では、真空容器１００内の圧力値は、例えば、１１Ｐａである。なお、例えば成膜速度を高めるために、原料ガスが供給される前に、電力印加部７０によりワークＷ（被処理対象物１０、マスキング部材２０）と真空容器１００との間に電力を印加して、ワークＷの温度を昇温させてもよい。

次に、ワークＷに電力が印加される（ステップＳ５０）。電力印加部７０によってワークＷと真空容器１００との間に電力が印加されると、第１窪み部１１４内及び第２窪み部１２４内にプラズマが発生し、被処理対象物１０の被処理対象部分１０Ａに薄膜が形成される。以上のようにして、プラズマ装置２００による成膜が行われる。ステップＳ５０では、電力印加部７０によって、ワークＷに例えば−３０００Ｖの電力が印加される。ステップＳ５０が終了すると、原料ガスの供給と電力の印加とが停止されて成膜が終了する。

成膜が終了すると、真空容器１００内の圧力が調整される（ステップＳ５５）。本実施形態では、真空容器１００内の圧力を、開閉装置５０によって真空容器１００を開くことが可能な程度の圧力に戻すために、ガス供給装置８０によって真空容器１００内に窒素ガスが供給される。なお、真空容器１００内の圧力が調整されると、第１の型１１０が開閉装置５０によって＋Ｙ軸方向に移動され、搬送装置５５によって絶縁部材３０、マスキング部材２０及び被処理対象物１０が積載されたパレット１３０が、真空容器１００から搬出される。以上のようにしてプラズマ装置２００による一連のプラズマ処理方法が終了する。

Ａ３．効果：
第１実施形態のプラズマ装置２００によれば、真空容器１００が閉じた状態において、ワークＷと接触する絶縁部材３０は第１の型１１０の第１平面部１１１と第２の型１２０との間に配置され、ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ１と、第１平面部１１１と、の距離Ａ１は、ワークＷと第１窪み部１１４の底部１１３との距離Ｂ１よりも小さいため、ワークＷと第１平面部１１１とで形成される空間に第１窪み部１１４や第２窪み部１２４からプラズマが侵入することが抑制される。そのため、接触点Ｐ１におけるプラズマの量が低減されるので、異常放電の発生を抑制することができる。

同様に、ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ２と、第２平面部１２１と、の距離Ａ２は、ワークＷと第２窪み部１２４の底部１２３との距離Ｂ２よりも小さいため、ワークＷと第２平面部１２１とで形成される空間に第２窪み部１２４や第１窪み部１１４からプラズマが侵入することが抑制される。そのため、接触点Ｐ２におけるプラズマの量が低減されるので、異常放電の発生を抑制することができる。

また、第１窪み部１１４と第１平面部１１１との接続箇所Ｑ１及び第２窪み部１２４と第２平面部１２１との接続箇所Ｑ２から、絶縁部材３０までのＸ軸に沿った距離Ｃは０（ゼロ）よりも大きいため、第１窪み部１１４及び第２窪み部１２４で形成されるプラズマが発生する空間と、ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ１、Ｐ２とが離れている。そのため、接触点Ｐ１、Ｐ２におけるプラズマの量がより低減されるので、異常放電の発生をより抑制することができる。

また、ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ１と、第１平面部１１１と、の距離Ａ１は、ワークＷと第１平面部１１１との間に形成されるシースの距離よりも短いため、ワークＷと第１平面部１１１との間にプラズマを発生させないようにすることができる。また、ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ２と、第２平面部１２１と、の距離Ａ２は、ワークＷと第２平面部１２１との間に形成されるシースの距離よりも短いため、ワークＷと第２平面部１２１との間にプラズマを発生させないようにすることができる。そのため、接触点Ｐ１、Ｐ２におけるプラズマの量が効果的に低減されるので、異常放電の発生を効果的に抑制することができる。

また、距離Ａ１及び距離Ａ２は２．０ｍｍ以下であるため、ワークＷと第１平面部１１１とで形成される空間及びワークＷと第２平面部１２１とで形成される空間に、第１窪み部１１４及び第２窪み部１２４からプラズマが侵入することが一層抑制される。また、ワークＷと第１平面部１１１との間にプラズマを発生させないようにすることができる。また、ワークＷと第２平面部１２１との間にプラズマを発生させないようにすることができる。そのため、接触点Ｐ１、Ｐ２におけるプラズマの量が一層低減されるので、異常放電の発生を一層抑制することができる。

また、プラズマ装置２００において、ワークＷの被処理対象部分１０Ａは第１窪み部１１４内の空間及び第２窪み部１２４内の空間に向けられており、絶縁部材３０とワークＷの端部とは、第１平面部１１１と第２平面部１２１との間に位置している。そのため、ワークＷ全体をプラズマが発生する空間内に収容する場合と比較して、プラズマ装置２００を小型化することができる。また、プラズマ装置２００では、成膜又はエッチングのために排気が行われる空間が小さいので、排気に要する時間を短くすることができ、ワークＷに成膜又はエッチングを行うために要する時間を短くすることができる。

Ａ４．第１実施形態の変形例：
Ａ４−１．第１実施形態の変形例１：
図５は、第１実施形態の変形例１におけるプラズマ装置２００ｍを示す図である。図５及び以降の図では、開閉装置５０、搬送装置５５、電力印加部７０、ガス供給装置８０、排気装置９０及び制御部９５は図示を省略している。本変形例のプラズマ装置２００ｍでは、第１窪み部１１４ｍと第１平面部１１１ｍとの接続箇所Ｑ１及び第２窪み部１２４ｍと第２平面部１２１ｍとの接続箇所Ｑ２から、ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ１、Ｐ２までの第１平面部１１１ｍに沿った最短距離が、０（ゼロ）である。本変形例では、接続箇所Ｑ２と接触点Ｐ２とは、同一のＹＺ平面に位置している。そのため、図５に示すように、真空容器１００ｍでは、上側マスキング部材２１が、第１の型１１０ｍの第１窪み部１１４ｍ内に露出しており、下側マスキング部材２２の一部が、第２の型１２０ｍの第２窪み部１２４ｍ内に露出している。なお、本変形例においても、上述の第１実施形態と同様に、接触点Ｐ１と第１平面部１１１ｍとの距離は、ワークＷと第１窪み部１１４ｍの底部１１３ｍとの距離よりも小さい。また、接触点Ｐ２と第２平面部１２１ｍとの距離は、ワークＷと第２窪み部１２４ｍの底部１２３ｍとの距離よりも小さい。このようなプラズマ装置２００ｍによっても、上述の第１実施形態と同様に異常放電の発生を抑制することができる。

Ａ４−２．第１実施形態の変形例２：
図６は、第１実施形態の変形例２におけるプラズマ装置２００ａを示す図である。本変形例におけるプラズマ装置２００ａは、第１実施形態のプラズマ装置２００がＸ軸方向に９０°回転した構成を有する。本変形例では、真空容器１００は、Ｘ軸方向に開閉される。なお、本変形例では、絶縁部材３０、マスキング部材２０、パレット１３０は、脱落しないような結合力でそれぞれ嵌まり合っていることが好ましい。又は、絶縁部材３０、マスキング部材２０、パレット１３０は、それぞれ例えばボルト等で締結されていることが好ましい。このようなプラズマ装置２００ａによっても、上述の第１実施形態と同様に異常放電の発生を抑制することができる。

Ａ４−３．第１実施形態の変形例３：
図７は、第１実施形態の変形例３におけるプラズマ装置２００ｂを示す図である。プラズマ装置２００ｂは、第１実施形態のプラズマ装置２００とは異なり、被処理対象物１０の第１窪み部１１４側のみに成膜又はエッチングを行う。そのため、本変形例では、真空容器１００ｂの第２の型１２０ｂと被処理対象物１０との間に空間がなく、第２の型１２０ｂ上に絶縁部材３０ｂが接触し、絶縁部材３０ｂ上に下側マスキング部材２２ｂが接触し、下側マスキング部材２２ｂ上に被処理対象物１０の下側全面が接触する。また、本変形例では、プラズマ装置２００ｂがパレット１３０を備えていない。また、本変形例では、第１の型１１０ｂ側に電力導入部７１が備えられている。なお、上述の第１実施形態と同様に、ワークＷと絶縁部材３０ｂとの接触点Ｐ１ｂと、第１平面部１１１と、の距離は、ワークＷと第１窪み部１１４の底部１１３との距離よりも小さい。このようなプラズマ装置２００ｂによっても、上述の第１実施形態と同様に異常放電の発生を抑制することができる。

Ａ４−４．第１実施形態の変形例４：
図８は、第１実施形態の変形例４におけるプラズマ装置２００ｃを示す図である。本変形例におけるプラズマ装置２００ｃと上述の第１実施形態におけるプラズマ装置２００とが異なる主な点は、パレット１３０を用いずワークＷが配置される点である。そのため、本変形例では、真空容器１００ｃにおいて、第２の型１２０ｃの第２平面部１２１ｃが絶縁部材３０ｃと接触しつつ、ワークＷと第２の型１２０ｃとを離間させている。なお、上述の第１実施形態と同様に、本変形例においても、ワークＷと絶縁部材３０ｃとの接触点Ｐ１ｃと、第１平面部１１１と、の距離は、ワークＷと第１窪み部１１４の底部１１３との距離よりも小さい。また、ワークＷと絶縁部材３０ｃとの接触点Ｐ２ｃと、第２平面部１２１ｃと、の距離は、ワークＷと第２窪み部１２４の底部１２３との距離よりも小さい。本変形例のその他の構成は、上述の第１実施形態と同様である。このようなプラズマ装置２００ｃによっても、上述の第１実施形態と同様に異常放電の発生を抑制することができる。

Ａ４−５．第１実施形態の変形例５：
上述の第１実施形態では、プラズマ装置２００によりワークＷの一部に成膜を行っている。これに対し、プラズマ装置２００により、ワークＷの一部にエッチングを行ってもよい。エッチングを行う場合には、上述のプラズマ処理のうち、ガスが供給される工程（図４、ステップＳ４０）において、真空容器１００内に例えば主にアルゴンを含むガスが供給されてもよい。

Ａ４−６．第１実施形態の変形例６：
図９は、第１実施形態の変形例６におけるプラズマ装置２００ｎを示す図である。プラズマ装置２００ｎでは、パレット１３０及び絶縁部材３０が用いられずに、ワークＷ（被処理対象物１０ｎ）が搬送装置５５によって真空容器１００内に搬送される。プラズマ装置２００ｎでは、上述の実施形態の絶縁部材３０に代えて、絶縁性のシール部材６０ｎがワークＷの上面側の被処理対象部分１０ｎＡを第１窪み部１１４内の空間に向けるとともに、ワークＷを第１平面部１１１から離間させた状態で、ワークＷに接触する。シール部材６１ｎは、第１の型１１０の第１平面部１１１及び被処理対象物１０ｎの非被処理対象部分１０ｎＢに接触している。シール部材６２ｎは、第２の型１２０の第２平面部１２１及び非被処理対象部分１０ｎＢに接触している。図９には、ワークＷとシール部材６０ｎとの接触点Ｐ１ｎと、ワークＷとシール部材６０ｎとの接触点Ｐ２ｎと、が示されている。上述の第１実施形態と同様に、接触点Ｐ１ｎと第１平面部１１１との距離は、ワークＷと第１窪み部１１４の底部１１３との距離よりも小さい。また、接触点Ｐ２ｎと第２平面部１２１との距離は、ワークＷと第２窪み部１２４の底部１２３との距離よりも小さい。このようなプラズマ装置２００ｎによっても、上述の実施形態と同様に異常放電の発生を抑制することができる。なお、本変形例において、ワークＷは、被処理対象物１０ｎとマスキング部材２０とにより構成されていてもよい。

Ａ４−７．第１実施形態の変形例７：
上述の第１実施形態において、プラズマ装置２００は、第１窪み部１１４内と第２窪み部１２４内との少なくとも一方に、高周波電力を印加可能な電極と、電極に高周波電力を印加する高周波電力印加部と、を備えていてもよい。このような構成であれば、電極に印加された高周波により、第１窪み部内や第２窪み部内に発生するプラズマの密度を増加させることができるので、成膜密度やエッチング密度を向上させることができ、膜厚やエッチング量を増加させることができる。また、第１実施形態と同様に、異常放電の発生を抑制することができる。

Ａ４−８．第１実施形態の変形例８：
上述の第１実施形態では、接触点Ｐ１と第１平面部１１１との距離Ａ１は、ワークＷと第１平面部１１１との間に形成されるシースの距離よりも短く、接触点Ｐ２と第２平面部１２１との距離Ａ２は、ワークＷと第２平面部１２１との間に形成されるシースの距離よりも短い。これに対し、距離Ａ１と距離Ａ２とのうち、いずれか一方がシースの距離よりも大きくてもよく、両方がシースの距離よりも大きくてもよい。また、上述の第１実施形態では、距離Ａ１及び距離Ａ２は２．０ｍｍ以下である。これに対し、距離Ａ１と距離Ａ２のうち、いずれか一方が２．０ｍｍより大きくてもよく、両方が、２．０ｍｍより大きくてもよい。

Ａ４−９．第１実施形態の変形例９：
上述の第１実施形態では、ワークＷは被処理対象物１０とマスキング部材２０を含んでいるが、ワークＷはマスキング部材２０を含んでいなくともよい。

Ａ４−１０．第１実施形態の変形例１０：
上述の第１実施形態では、第１窪み部１１４は、側部１１２と底部１１３とを備えているが、第１窪み部１１４は、第１平面部１１１から被処理対象物１０と離れる方向に窪んでいればよく、例えば、半球状であってもよい。この場合には、第１窪み部１１４の底部１１３は、第１窪み部１１４と対向するワークＷから最も離れた箇所であってもよく、ワークＷと第１窪み部１１４の底部１１３との距離Ｂ１は、第１窪み部１１４と対向するワークＷと、第１窪み部１１４のワークＷから最も離れた箇所と、の距離であってもよい。

Ａ４−１１．第１実施形態の変形例１１：
上述の第１実施形態では、真空容器１００及びパレット１３０はアース電位であるが、真空容器１００及びパレット１３０はアース電位でなくてもよい。電力印加部７０は真空容器１００と被処理対象物１０との間に被処理対象物１０を成膜又はエッチングするための電力を印加できればよい。

Ｂ．第２実施形態：
Ｂ１．プラズマ装置の構成：
図１０は、第２実施形態におけるプラズマ装置２００ｄの構成を部分的に示す部分概略断面図である。図１０には、図１のＸ部分に相当する部分Ｘ１が示されている。本実施形態におけるプラズマ装置２００ｄは、第１の型１１０ｄの第１窪み部１１４ｄ（側部１１２ｄ）と第１平面部１１１ｄとの接続箇所Ｑ１が、被処理対象部分１０Ａの端部から絶縁部材３０側へ離れて位置している。また、第２の型１２０ｄの第２窪み部１２４ｄ（側部１２２ｄ）と第２平面部１２１ｄとの接続箇所Ｑ２が、被処理対象部分１０Ａの端部から絶縁部材３０側へ離れて位置している。

図１０には、第１窪み部１１４ｄと第１平面部１１１ｄの接続箇所Ｑ１と、被処理対象部分１０Ａの端部とのＸ軸に沿った距離Ｌ１が示されている。また、第２窪み部１２４ｄと第２平面部１２１ｄの接続箇所Ｑ２と、被処理対象部分１０Ａの端部とのＸ軸に沿った距離Ｌ２が示されている。本実施形態では、距離Ｌ１と距離Ｌ２とは等しい。例えば、電力印加部７０によってワークＷに印加される電力が−１０００Ｖであり、真空容器１００ｄ内の圧力が１０Ｐａである場合には、距離Ｌ１、Ｌ２は約３ｍｍ以上であることが好ましい。また、例えば、電力印加部７０によってワークＷに印加される電力が−３０００Ｖであり、真空容器１００ｄ内の圧力が１０Ｐａである場合には、距離Ｌ１、Ｌ２は約９ｍｍ以上であることが好ましい。このように、距離Ｌ１、Ｌ２は、電力印加部７０によって印加される電力と、真空容器１００ｄ内の圧力（真空度）とに応じて変更可能である。本実施形態のプラズマ装置２００ｄのその他の構成は、上述の第１実施形態のプラズマ装置２００と同様であるため、説明を省略する。

Ｂ２．効果：
電力が印加されるワークＷと真空容器１００ｄとの間にプラズマを発生させて被処理対象部分１０Ａに成膜又はエッチングを行うために、被処理対象部分１０Ａと真空容器１００ｄとの間は、いわゆるシースの距離よりも離れていることが好ましく、被処理対象部分１０Ａと真空容器１００ｄとが近接している箇所ではプラズマが発生せず、被処理対象部分１０Ａの端部において成膜不良又はエッチング不良が発生するおそれがある。しかし、本実施形態のプラズマ装置２００ｄによれば、真空容器１００ｄの第１窪み部１１４ｄと第１平面部１１１ｄとの接続箇所Ｑ１は、ワークＷの上面側の被処理対象部分１０Ａの端部から絶縁部材３０側へ離れて位置しているので、被処理対象部分１０Ａと真空容器１００ｄとの距離を確保することができる。そのため、ワークＷの上面側の被処理対象部分１０Ａの端部において成膜不良又はエッチング不良が発生することを抑制することができる。

また、真空容器１００ｄの第２窪み部１２４ｄと第２平面部１２１ｄとの接続箇所Ｑ２は、ワークＷの下面側の被処理対象部分１０Ａの端部から絶縁部材３０側へ離れて位置しているので、ワークＷの下面側の被処理対象部分１０Ａと真空容器１００ｄとの距離を確保することができる。そのため、ワークＷの下面側の被処理対象部分１０Ａの端部において成膜不良又はエッチング不良が発生することを抑制することができる。

また、本実施形態のプラズマ装置２００ｄによれば、上述の第１実施形態と同様の構成を備えるため、第１実施形態と同様に異常放電の発生を抑制することができる。

Ｂ３．第２実施形態の変形例：
上述の第２実施形態では、第１窪み部１１４ｄと第１平面部１１１ｄとの接続箇所Ｑ１と、被処理対象部分１０Ａの端部と、の距離Ｌ１と、第２窪み部１２４ｄと第２平面部１２１ｄとの接続箇所Ｑ２と、被処理対象部分１０Ａの端部と、の距離Ｌ２は、等しい。これに対し、距離Ｌ１と距離Ｌ２とは異なっていてもよい。例えば、第１窪み部１１４ｄと第１平面部１１１ｄとの接続箇所Ｑ１のみが、ワークＷの上面側の被処理対象部分１０Ａの端部から絶縁部材３０側へ離れて位置していてもよく、第２窪み部１２４ｄと第２平面部１２１ｄとの接続箇所Ｑ２のみが、ワークＷの下面側の被処理対象部分１０Ａの端部から絶縁部材３０側へ離れて位置していてもよい。

上述の第２実施形態におけるプラズマ装置２００ｄは、上述の第１実施形態の変形例１〜８、１０、１１と同様の変形が可能である。

Ｃ．第３実施形態：
Ｃ１．プラズマ装置の構成：
図１１は、第３実施形態におけるプラズマ装置２００ｅの構成を部分的に示す部分概略断面図である。図１１には、図１のＸ部分に相当する部分Ｘ２が示されている。本実施形態におけるプラズマ装置２００ｅと第１実施形態におけるプラズマ装置２００とが異なる点は、マスキング部材２０ｅ（２１ｅ、２２ｅ）が、傾斜面２３ｅ、２４ｅを有する点である。具体的には、上側マスキング部材２１ｅは、被処理対象部分１０Ａ側の端部に、第１窪み部１１４ｄ側に向けて傾斜した傾斜面２３ｅを有する。また、下側マスキング部材２２ｅは、被処理対象部分１０Ａ側の端部に、第２窪み部１２４ｄ側に向けて傾斜した傾斜面２４ｅを備える。傾斜面２３ｅ、２４ｅは、マスキング部材２０ｅ（２１ｅ、２２ｅ）において、非被処理対象部分１０Ｂと接触する接触面Ｓに対して傾斜する面である。本実施形態では、傾斜面２３ｅ、２４ｅは被処理対象部分１０Ａの端部と接触している。

本実施形態においても、上述の第２実施形態と同様に、第１窪み部１１４ｄと第１平面部１１１ｄとの接続箇所Ｑ１及び第２窪み部１２４ｄと第２平面部１２１ｄとの接続箇所Ｑ２は、被処理対象部分１０Ａの端部から絶縁部材３０側へ離れて位置している。本実施形態におけるプラズマ装置２００ｅのその他の構成は、上述の第２実施形態のプラズマ装置２００ｄと同様であるため、説明を省略する。

Ｃ２．効果：
本実施形態のプラズマ装置２００ｅによれば、被処理対象部分１０Ａと接触する上側マスキング部材２１ｅは、第１窪み部１１４ｄ側に向けて傾斜した傾斜面２３ｅを備えるため、上側マスキング部材２１ｅの端部に電界が集中することを抑制することができる。従って、ワークＷの上面側の被処理対象部分１０Ａの端部において、成膜密度又はエッチング密度が低下することを抑制することができる。また、下側マスキング部材２２ｅは、第２窪み部１２４ｄ側に向けて傾斜した傾斜面２４ｅを備えるため、下側マスキング部材２２ｅの端部に電界が集中することを抑制することができる。従って、ワークＷの下面側の被処理対象部分１０Ａの端部において、成膜密度又はエッチング密度が低下することを抑制することができる。

なお、被処理対象部分１０Ａの端部において、成膜密度又はエッチング密度が低下することをより抑制する観点から、傾斜面２３ｅ、２４ｅと接触面Ｓとのなす角である角度Ｄは、３０°以下であることが好ましい。

以下、傾斜面２３ｅ、２４ｅと接触面Ｓとの角度Ｄが３０°以下であることが好ましい根拠について、実験結果に基づいて説明する。

Ｃ３．実験とその結果：
図１２は、角度Ｄについての実験結果を示す図である。本実験では、角度Ｄが６、１５、２５、３０、４５、９０°と異なる６種類のマスキング部材を用意した。角度Ｄが９０°のマスキング部材は、傾斜面を備えておらず、被処理対象部分１０Ａと接触する端部が矩形である。次に、各マスキング部材を用いて、プラズマ装置２００ｅによって被処理対象物１０に対して成膜を行い、サンプル１〜６を作製した。成膜は、上述の第１実施形態と同様の方法で、各サンプル１〜６の成膜条件（ガス種、ガス流量、電力量等）を同じにして行った。次に、各サンプルを１２０℃から１４０℃のプレッシャークッカーに約１時間設置して、加速試験を行った。その後、各サンプルの表面状態を観察し、被処理対象部分１０Ａの端部における膜の剥離の有無を評価した。剥離が観察されなかったサンプル（無）は「○」と評価し、剥離が観察されたサンプル（有）は「×」と評価した。剥離が観察されなかったサンプルは、被処理対象部分１０Ａの端部において、成膜のムラが抑制されており、十分な成膜密度を有するといえる。また、加速試験後、四端子法により各サンプルにおいて、被処理対象部分１０Ａの端部付近の接触抵抗値を測定した。接触抵抗値が低いサンプルもまた、被処理対象部分１０Ａの端部において、十分な成膜密度を有するといえる。図１２には、各サンプルの膜の剥離の有無と、接触抵抗値と、が示されている。

図１３は、角度Ｄと接触抵抗値との関係を示す図である。図１３には、各サンプルの膜の剥離の有無が合わせて示されている。図１２及び図１３に示すように、角度Ｄが４５°であるサンプル５では、膜の剥離が観察され、接触抵抗値は１０．４（ｍΩ・ｃｍ^２）であった。また、角度Ｄが９０°であるサンプル６では、膜の剥離が観察され、接触抵抗値は１１．１９（ｍΩ・ｃｍ^２）でありサンプル５よりも高かった。一方、角度Ｄが６°、１５°、２５°、３０°のサンプル１〜４では、膜の剥離が観察されず、接触抵抗値が５．４４〜５．９１ｍΩ・ｃｍ^２とサンプル５、６に比べて有意に低かった。この結果から、角度Ｄが３０°以下であれば、被処理対象部分１０Ａの端部において、成膜のムラがより抑制され、十分な成膜密度を有することが示された。なお、この結果は、プラズマ装置２００ｅによれば、マスキング部材２１ｅ、２２ｅの端部に電界が集中することを抑制することができることを示している。そのため、この結果は、プラズマ装置２００ｅによりエッチングを行う場合においても同様に、被処理対象部分１０Ａの端部において、エッチングのムラが抑制され、十分にエッチングが行われることを示している。

Ｃ４．第３実施形態の変形例：
Ｃ４−１．第３実施形態の変形例１：
図１４は、第３実施形態の変形例１におけるプラズマ装置２００ｆの構成を部分的に示す部分概略断面図である。図１４には、図１１のＸ２部分に相当する部分Ｘ３が示されている。本変形例におけるプラズマ装置２００ｆと上述の第３実施形態におけるプラズマ装置２００ｅとが異なる主な点は、マスキング部材２０ｆ（２１ｆ、２２ｆ）の傾斜面２３ｆ、２４ｆが、被処理対象部分１０Ａの端部と直接接触していない点である。本変形例では、傾斜面２３ｆは、ワークＷの上面側の被処理対象部分１０Ａの端部と接触する面２７ｆに接続されている。また、傾斜面２４ｆは、ワークＷの下面側の被処理対象部分１０Ａの端部と接触する面２８ｆに接続されている。本変形例のプラズマ装置２００ｆのその他の構成は、上述の第３実施形態のプラズマ装置２００ｅと同様であるため、説明を省略する。

このようなプラズマ装置２００ｆによっても、傾斜面２３ｆ、２４ｆを備えているため、上述の第３実施形態と同様に、被処理対象部分１０Ａの端部において、成膜密度又はエッチング密度が低下することを抑制することができる。

Ｃ４−２．第３実施形態の変形例２：
図１５は、第３実施形態の変形例２におけるプラズマ装置２００ｇの構成を部分的に示す部分概略断面図である。図１５には、図１１のＸ２部分に相当する部分Ｘ４が示されている。本変形例におけるプラズマ装置２００ｇと上述の第３実施形態におけるプラズマ装置２００ｅとが異なる点は、上側マスキング部材２１ｇが、第１の型１１０ｄの側部１１２ｄに近接する箇所に板部２７ｇを備え、下側マスキング部材２２ｇが、第２の型１２０ｄの側部１２２ｄに近接する箇所に板部２８ｇを備える点である。板部２７ｇ、２８ｇのＸ軸に沿った厚さは、約２．０ｍｍであり、Ｙ軸に沿った長さは、約２０〜３０ｍｍであり、側部１１２ｄと板部２７ｇ、側部１２２ｄと板部２８ｇとのＸ軸に沿った距離は、約１．０ｍｍである。板部２７ｇは、ワークに成膜が行われることによって側部１１２ｄに汚れが付着することを防止する。また、板部２８ｇは、ワークに成膜が行われることによって側部１２２ｄに汚れが付着することを防止する。

このようなプラズマ装置２００ｇによっても、傾斜面２３ｅ、２４ｅを備えているため、上述の第３実施形態と同様に被処理対象部分１０Ａの端部において、成膜密度又はエッチング密度が低下することを抑制することができる。また、真空容器１００ｄの側部１１２ｄ、１２２ｄに汚れが付着することを防止することができる。なお、板部２７ｇ、２８ｇは、上側マスキング部材２１ｇと下側マスキング部材２２ｇの一方だけに備えられていてもよい。

Ｃ４−３．第３実施形態のその他の変形例：
上述の第３実施形態では、マスキング部材２０ｅ（２１ｅ、２２ｅ）は、傾斜面２３ｅ、２４ｅを備えている。これに対し、上側マスキング部材２１ｅと下側マスキング部材２２ｅのいずれか一方が、傾斜面を備えていてもよい。

上述の第３実施形態におけるプラズマ装置２００ｇは、上述の第１実施形態の変形例１〜８、１０、１１と同様の変形が可能である。また、プラズマ装置２００ｇは、上述の第２実施形態の変形例と同様の変形が可能である。

Ｄ．第４実施形態：
Ｄ１．プラズマ装置の構成：
図１６は、第４実施形態におけるプラズマ装置２００ｒを示す図である。プラズマ装置２００ｒは、電力印加部７０により印加される電力（ＤＣ（Direct Current）電力）と高周波電力印加部７０ｒにより印加される電力（ＲＦ（Radio Frequency）電力）とを利用して、ワークＷの被処理対象部分１０ｒＡにプラズマ処理を行うことが可能な装置である。そのため、プラズマ装置２００ｒは、第１の電極７５と、第２の電極７６と、高周波電力印加部７０ｒと、を備える。第１の電極７５は、第１窪み部１１４ｒ内の底部１１３ｒ側に配置されている。第２の電極７６は、第２窪み部１２４ｒ内の底部１２３ｒ側に配置されている。高周波電力印加部７０ｒは、制御部９５ｒの制御により、第１の電極７５及び第２の電極７６に電力を印加する。なお、高周波電力印加部７０ｒは、第１の電極７５に印加する高周波電力の大きさと、第２の電極７６に印加する高周波電力の大きさと、を異ならせることも可能である。本実施形態において、第１の型１１０ｒは、第１の電極７５に高周波電力を印加するための電力導入部７１ｒと、真空容器１００ｒ内を排気するための排気口９１ｒと、を備える。第２の型１２０ｒは、第２の電極７６に高周波電力を印加するための電力導入部７２ｒと、真空容器１００ｒ内を排気するための排気口９１ｒと、を備える。電力導入部７１ｒと第１の型１１０ｒとの間及び電力導入部７２ｒと第２の型１２０ｒとの間は、絶縁部材３５によって電気的に絶縁されている。本実施形態では、第１の電極７５と第１の型１１０ｒとの距離及び第２の電極７６と第２の型１２０ｒとの距離は、シースの距離よりも短い。そのため、第１の電極７５と第１の型１１０ｒとの間及び第２の電極７６と第２の型１２０ｒとの間には、プラズマは発生しない。

本実施形態において、ワークＷのうち、第１窪み部１１４ｒ内及び第２窪み部１２４ｒ内に位置する部分には、ワークＷの上面側と下面側とを貫通する孔が設けられておらず、真空容器１００ｒが閉じた状態において、ワークＷは第１窪み部１１４ｒ内の空間と第２窪み部１２４ｒ内の空間とを分離（区画）する。そのため、これらの空間は、電気的に絶縁される。すなわち、ワークＷにより、第１窪み部１１４ｒ内に発生するプラズマと、第２窪み部１２４ｒ内に発生するプラズマとが、分離される。本実施形態のプラズマ装置２００ｒのその他の構成は、上述の第１実施形態のプラズマ装置２００と同様であるため、説明を省略する。

Ｄ２．プラズマ処理方法：
本実施形態のプラズマ装置２００ｒによるプラズマ処理では、上述の第１実施形態のプラズマ処理方法（図４）の電力が印加される工程（図４、ステップＳ５０）において、ワークＷに電力が印加されるのに加え、さらに、高周波電力印加部７０ｒにより第１の電極７５及び第２の電極７６に高周波電力が印加される。本実施形態のその他のプラズマ処理方法は、上述の第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

Ｄ３．効果：
本実施形態のプラズマ装置２００ｒによれば、ワークＷにより第１窪み部１１４ｒ内の空間と第２窪み部１２４ｒ内の空間とが分離されており、これらの空間は電気的に絶縁されるため、第１の電極７５に印加された高周波と第２の電極７６に印加された高周波との位相が干渉することが抑制されるので、印加された電力を効率よく利用して、ワークＷの被処理対象部分１０ｒＡを成膜又はエッチングすることができる。そのため、第１窪み部１１４ｒ内及び第２窪み部１２４ｒ内のプラズマ密度を増加させて、被処理対象部分１０ｒＡの成膜密度やエッチング密度を高めることができる。また、プラズマ装置２００ｒにより被処理対象部分１０ｒＡに成膜を行う場合には膜厚を厚くすることができ、プラズマ装置２００ｒにより被処理対象部分１０ｒＡにエッチングを行う場合には、被処理対象部分１０ｒＡのエッチング量を多くすることができる。

また、本実施形態のプラズマ装置２００ｒによれば、ワークＷにより第１窪み部１１４ｒ内の空間と第２窪み部１２４ｒ内の空間とが分離され、高周波電力印加部７０ｒは第１の電極７５に印加する高周波電力の大きさと、第２の電極７６に印加する高周波電力の大きさと、を異ならせることが可能であるため、被処理対象部分１０ｒＡの上面側と下面側との成膜密度やエッチング密度、膜厚やエッチング量を異ならせることができる。例えば、被処理対象物１０ｒが燃料電池に用いられるセパレータであり、被処理対象部分１０ｒＡの上面側に冷却水流路が形成されており、下面側に燃料ガスの流路が形成されている場合には、燃料電池の性能を高めるために、少なくとも下面側の成膜密度を高めることが好ましい。本実施形態のプラズマ装置２００ｒによれば、第１の電極７５に印加する電力は維持したまま、第２の電極７６に印加する電力を大きくすることによって下面側のみ成膜密度を高めることができる。そのため、被処理対象物１０ｒの一方の面の成膜密度やエッチング密度を高める場合において、消費される電力を抑制することができる。

なお、発明者らは、真空容器１００ｒ内の圧力が３０Ｐａであり、真空容器１００ｒ内に供給されるガスがピリジンガスであり、電力印加部７０によりワークＷに印加される電力が−２５００Ｖである場合において、第１の電極７５と第２の電極７６に印加する電力を異ならせて被処理対象物１０ｒに成膜を行った。その結果、高周波電力印加部７０ｒにより第１の電極７５に１３．５６ＭＨｚで−１００Ｗの電力を印加し、第２の電極７６に１３．５６ＭＨｚで−１０００Ｗの電力を印加することで、被処理対象部分１０ｒＡの上面側に５０ｎｍの厚さの膜が形成され、下面側に８０ｎｍの厚さの膜が形成されることを確認した。また、発明者らは、成膜後にＦＥ−ＳＥＭ（Field Emission-Scanning Electron Microscope：電界放射型走査電子顕微鏡）により被処理対象部分１０ｒＡの上面側と下面側とを観察したところ、下面側では上面側に比べてより緻密な膜が形成されていることを確認した。

また、本実施形態のプラズマ装置２００ｒによれば、上述の第１実施形態と同様の構成を備えるため、第１実施形態と同様に異常放電の発生を抑制することができる。

Ｄ４．第４実施形態の変形例：
図１７は、第４実施形態の変形例におけるプラズマ処理方法を示す工程図である。本変形例におけるプラズマ処理方法は、プラズマ装置２００ｒによる成膜後（図４、ステップＳ１０〜ステップＳ５５）に真空容器１００ｒ内がエッチング（清浄化）される工程を備える。本変形例では、成膜が終了すると、まず、ワークＷが真空容器１００ｒから搬出される（ステップＳ８０）。

次に、ダミーワークが真空容器１００ｒ内に搬送される（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０では、例えば、ワークＷに代えて、ダミーワークが真空容器１００ｒ内に搬送される。ダミーワークは、第１窪み部１１４ｒ内の空間と第２窪み部１２４ｒ内の空間とを分離する金属板である。ステップＳ１１０では、ダミーワークが積載されたパレット１３０が、真空容器１００ｒ内に搬送される。搬送されたパレット１３０は、シール部材６２を介して第２の型１２０ｒ上に配置される。次に、真空容器１００ｒが閉じられ（ステップＳ１２０）、真空容器１００ｒ内のガスが排気装置９０によって排気口９１ｒを介して排気される（ステップＳ１３０）。

真空容器１００ｒ内が排気されると、真空容器１００ｒ内にエッチングガスが供給される（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０では、ガス供給装置８０によって供給口８１を介して真空容器１００ｒ内に、例えば、アルゴンガスや水素ガス、窒素ガス等が供給される。

次に、電力印加部７０によりワークＷに電力が印加され、高周波電力印加部７０ｒにより第１の電極７５及び第２の電極７６に電力が印加される（ステップＳ１５０）。電力印加部７０は、例えばワークＷに−２５００Ｖの電力を印加し、第１の電極７５及び第２の電極に１３．５６ＭＨｚで−１０００Ｗの高周波電力を印加する。こうすることにより、成膜によって第１窪み部１１４ｒ及び第２窪み部１２４ｒに堆積した異物が清浄化（エッチング）される。

電力の印加と、ガスの供給とが停止され、プラズマ装置２００ｒによる清浄化が終了すると、真空容器１００ｒを開くために、真空容器１００ｒ内の圧力が調整される（ステップＳ１５５）。このようにして真空容器１００ｒ内が清浄化されると、再びステップＳ１０に戻り、ワークＷに成膜が行われる。

本変形例によれば、成膜が行われた後、真空容器１００ｒ内が清浄化されるので、真空容器１００ｒに堆積した異物を除去することができる。そのため、清浄化後に真空容器１００ｒ内に搬送されたワークＷの成膜密度やエッチング密度、膜厚やエッチング厚さを向上させることができる。

また、第１の電極７５に印加される電力と第２の電極７６に印加される電力とを異ならせて第１窪み部１１４ｒと第２窪み部１２４ｒとを清浄化することができるので、異物の堆積の度合いに応じて第１窪み部１１４ｒと第２窪み部１２４ｒとを適切に清浄化することができる。また、第１窪み部１１４ｒと第２窪み部１２４ｒとの異物の堆積の度合いが異なる場合において、清浄化のために消費される電力を抑制することができる。

上述の第４実施形態におけるプラズマ装置２００ｒは、上述の第１実施形態の変形例１、２、４〜７、９〜１１と同様の変形が可能である。また、プラズマ装置２００ｒは、上述の第２実施形態及び第２実施形態の変形例と同様の変形が可能である。また、プラズマ装置２００ｒは、上述の第３実施形態及び第３実施形態の変形例と同様の変形が可能である。

Ｅ．その他の変形例：
上述の種々の実施形態では、被処理対象物１０はセパレータであるが、被処理対象物１０は、導電性を有する部材であればよい。また、上述の実施形態では、プラズマ装置２００〜２００ｒは炭素系の薄膜を成膜しているが、成膜を行う場合には、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、タンタル（Ｔａ）、シリコン（Ｓｉ）など他の導電性の元素の薄膜を形成するものとしてもよい。

上述の実施形態において、第１の型１１０、１１０ｂ、１１０ｄ、１１０ｍ、１１０ｒと第２の型１２０、１２０ｄ、１２０ｍ、１２０ｒとは入れ替えられても良い。

本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態や変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組合せを行うことが可能である。また、前述した実施形態及び各変形例における構成要素の中の、独立請求項で記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。

１０、１０ｎ、１０ｒ…被処理対象物
１０Ａ、１０ｎＡ、１０ｒＡ…被処理対象部分
１０Ｂ、１０ｎＢ…非被処理対象部分
２０、２０ｅ、２０ｆ…マスキング部材
２１、２１ｅ、２１ｆ、２１ｇ…上側マスキング部材
２２、２２ｂ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ…下側マスキング部材
２３ｅ、２３ｆ、２４ｅ、２４ｆ…傾斜面
２７ｆ、２８ｆ…面
２７ｇ、２８ｇ…板部
３０、３０ｂ、３０ｃ…絶縁部材
３５…絶縁部材
５０…開閉装置
５５…搬送装置
６０、６０ｎ、６１、６１ｎ、６２、６２ｎ…シール部材
７０…電力印加部
７０ｒ…高周波電力印加部
７１、７１ｒ、７２ｒ…電力導入部
７５…第１の電極
７６…第２の電極
８０…ガス供給装置
８１…供給口
９０…排気装置
９１、９１ｒ…排気口
９５、９５ｒ…制御部
１００、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｍ、１００ｒ…真空容器
１１０、１１０ｂ、１１０ｄ、１１０ｍ、１１０ｒ…第１の型
１１１、１１１ｄ、１１１ｍ…第１平面部
１１２、１１２ｄ…側部
１１３、１１３ｍ、１１３ｒ…底部
１１４、１１４ｄ、１１４ｍ、１１４ｒ…第１窪み部
１２０、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｍ、１２０ｒ…第２の型
１２１、１２１ｃ、１２１ｄ、１２１ｍ…第２平面部
１２２、１２２ｄ…側部
１２３、１２３ｍ、１２３ｒ…底部
１２４、１２４ｄ、１２４ｍ、１２４ｒ…第２窪み部
１３０…パレット
１３０ｔ…端部
２００、２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ、２００ｅ、２００ｆ、２００ｇ、２００ｍ、２００ｎ、２００ｒ…プラズマ装置
Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ、Ｌ１、Ｌ２…距離
Ｄ…角度
Ｐ１、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃ、Ｐ１ｎ、Ｐ２、Ｐ２ｃ、Ｐ２ｎ…接触点
Ｑ１、Ｑ２…接続箇所
Ｓ…接触面
Ｗ…ワーク

Claims (8)

1. プラズマＣＶＤ法によりワークの一部に成膜又はエッチングを行うプラズマ装置であって、
   第１窪み部と前記第１窪み部の周囲に配置された第１平面部とを備える第１の型と、前記第１の型に対向して配置された第２の型と、を有する真空容器と、
   前記第１の型の前記第１平面部と前記第２の型との間に配置され、前記ワークの被処理対象部分を前記第１窪み部内の空間に向けるとともに前記ワークを前記第１平面部から離間させた状態で前記ワークに接触する絶縁部材と、
   前記ワークに電力を印加する電力印加部と、を備え、
   前記ワークと前記絶縁部材との接触点と、前記第１平面部と、の距離は、前記ワークと前記第１窪み部の底部との距離よりも小さい、
   プラズマ装置。
2. 請求項１に記載のプラズマ装置であって、
   前記第１窪み部と前記第１平面部との接続箇所から前記接触点までの前記第１平面部に沿った距離は、０よりも大きい、プラズマ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のプラズマ装置であって、
   前記接触点と前記第１平面部との距離は、前記ワークと前記第１平面部との間に形成されるシースの距離よりも短い、プラズマ装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のプラズマ装置であって、
   前記接触点と前記第１平面部との距離は２．０ｍｍ以下である、プラズマ装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のプラズマ装置であって、
   前記ワークは、被処理対象物と、前記被処理対象物の非被処理対象部分を覆うマスキング部材と、を備え、
   前記第１窪み部と前記第１平面部との接続箇所は、前記被処理対象部分の端部から前記絶縁部材側へ離れて位置している、プラズマ装置。
6. 請求項５に記載のプラズマ装置であって、
   前記マスキング部材は、前記被処理対象部分側の端部に前記第１窪み部側に向けて傾斜した傾斜面を有する、プラズマ装置。
7. 請求項６に記載のプラズマ装置であって、
   前記被処理対象物と接触する前記マスキング部材の接触面と、前記傾斜面とのなす角は、３０°以下である、プラズマ装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のプラズマ装置であって、
   前記第２の型は、第２窪み部と前記第２窪み部の周囲に配置された第２平面部とを有し、
   前記第１窪み部内に配置された第１の電極と、
   前記第２窪み部内に配置された第２の電極と、
   前記第１の電極及び前記第２の電極に高周波電力を印加する高周波電力印加部と、を備え、
   前記ワークは、前記第１窪み部内の空間と前記第２窪み部内の空間とを分離する、
   プラズマ装置。

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