JP2018078197A - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 - Google Patents

プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】プラズマ処理の際に、基板の外縁を覆うとともに、基板の位置を規制して、生産性および歩留まりを向上させる。
【解決手段】基板を載置する載置面を備える電極体および電極体を支持する基体を有するベースと、ベースに対して昇降可能な蓋と、備えるプラズマ処理装置であって、蓋と一体に設けられ、プラズマ処理装置に密閉空間が形成されているときに、載置面に載置された基板の外縁の少なくとも一部を覆うカバーと、電極体の周囲に配置され、蓋に対向する第１主面と、基体に対向する第２主面と、電極体の側面に面するガイド面と、を備えるガイドと、を備え、密閉空間が形成されているときに、カバーが第１主面に当接するとともに、カバーおよびガイド面の少なくとも一方が、基板の側面に対向しており、密閉空間が形成されていないときに、カバーと第１主面とが離間しているとともに、ガイド面の少なくとも一部が載置面から蓋側に突出している。
【選択図】図２

Description

本発明は、プラズマを利用して、基板に対してクリーニングやエッチングを行うプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関する。
プラズマ処理装置は、一般に、箱型の蓋と電極体を有するベースとを備える。蓋は昇降可能であり、電極体にプラズマ処理の対象物（基板）を載置した後、蓋を下降して、蓋とベースとを密着させることにより、密閉空間が形成される。形成された密閉空間内を減圧して、プロセスガスを供給するとともに、電極体に高周波電力を印加することにより、密閉空間にプラズマが発生する。これにより、電極体に載置された基板がプラズマ処理される。
基板を電極体上に載置する方法として、特許文献１には、ワークピース（基板）をロボットの関節アームに取り付けられたエンドエフェクタで支持しながら、電極体の上方に搬送する方法が開示されている。この場合、ワークピースは、エンドエフェクタから、一旦、電極体の上方で昇降可能なワークピースリングに受け渡される。ワークピースリングは、中央開口部とそれを取り囲むリムとを備えており、ワークピースをリムで支持する。また、ワークピースリングは、電極体に対して昇降可能に設けられた昇降板に結合されている。昇降板は、蓋に設置された押圧装置により押圧され、蓋の昇降と連動して、電極体に対して昇降可能である。電極体には、基底部分と呼ばれる突出部が形成されており、昇降板が下降すると、ワークピースリングは、その中央開口部が基底部分を取り囲むように電極体上に配置され、ワークピースは、ワークピースリングから基底部分の上面に載置される。
特表２０１０−５０２０１６号公報
特許文献１において、基底部分の直径は、ワークピースリングの中央開口部の直径とおよそ等しくなっている。つまり、基底部分の直径は、ワークピースよりも一回り小さい。そのため、ワークピースは、その外縁が基底部分からはみ出した状態で載置されて、プラズマ処理される。この場合、基底部分からはみ出た基板の外縁部分の近傍では、プラズマ処理中に異常放電が発生し易くなるため、基板が損傷することがある。
本発明の一局面は、基板を載置する載置面を備える電極体および前記電極体を支持する基体を有するベースと、前記ベースに対して昇降可能な蓋と、を備え、前記蓋が下降して、前記基体と密着することにより形成される密閉空間に、プラズマを発生させて、前記載置面に載置された前記基板のプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、さらに、前記蓋と一体に設けられ、前記密閉空間が形成されているときに、前記載置面に載置された前記基板の外縁の少なくとも一部を覆うカバーと、前記電極体の周囲に配置され、前記蓋に対向する第１主面と、前記基体に対向する第２主面と、前記電極体の側面に面するガイド面と、を備えるガイドと、を備え、前記密閉空間が形成されているときに、前記カバーが、前記第１主面に当接するとともに、前記カバーおよび前記ガイド面の少なくとも一方が、前記基板の側面に対向しており、前記密閉空間が形成されていないときに、前記カバーと前記第１主面とが離間しているとともに、前記ガイド面の少なくとも一部が前記載置面から前記蓋側に突出している、プラズマ処理装置に関する。
本発明の他の一局面は、基板を載置する載置面を備える電極体および前記電極体を支持する基体を有するベースと、前記ベースに対して昇降可能な蓋と、を密着することにより形成される密閉空間に、プラズマを発生させて、前記載置面に載置された前記基板をプラズマ処理するプラズマ処理方法であって、前記基板を、前記載置面から離間しており、かつ、前記載置面に対向する位置に、搬入する搬入工程と、搬入された前記基板を、前記電極体の周囲に配置されるガイドに沿わせながら、前記載置面に載置する載置工程と、前記載置工程の後、前記蓋を下降させて、前記密閉空間を形成する密閉工程と、を備え、前記密閉工程では、前記密閉空間が形成されるとともに、前記蓋と一体に設けられたカバーにより、前記載置面に載置された前記基板の外縁の少なくとも一部が覆われて、かつ、前記ガイドおよび前記カバーの少なくとも一方により、前記基板の位置が規制される、プラズマ処理方法に関する。
本発明のプラズマ処理装置によれば、蓋を下降させる操作（工程）により、基板の外縁がカバーにより覆われる。これと同時に、基板の位置が規制される。つまり、プラズマ処理中、基板の位置が規制されているため、基板の外縁はカバーにより確実に覆われて、異常放電による基板の外縁の損傷を抑制する効果が高まる。さらに、プラズマ処理の精度も向上する。よって、生産性および歩留まりがともに向上する。
本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置の蓋およびベース、さらには基板をそれぞれ模式的に示す斜視図（（ａ）〜（ｃ））である。 本発明の一実施形態に係る、密閉空間が形成されている状態のプラズマ処理装置を概略的に示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係るプラズマ処理装置のガイド近傍を概略的に示す断面図（（ａ）および（ｂ））である。（ａ）はガイドが上昇位置にある場合を示し、（ｂ）はガイドが下降位置にある場合を示す。 本発明の第３実施形態に係るプラズマ処理装置のガイド近傍を概略的に示す断面図（（ａ）および（ｂ））である。（ａ）はガイドが上昇位置にある場合を示し、（ｂ）はガイドが下降位置にある場合を示す。 本発明の第４実施形態に係るプラズマ処理装置のガイド近傍を概略的に示す断面図（（ａ）および（ｂ））である。（ａ）はガイドが上昇位置にある場合を示し、（ｂ）はガイドが下降位置にある場合を示す。 本発明の第５実施形態に係るプラズマ処理装置のガイド近傍を概略的に示す断面図（（ａ）および（ｂ））である。（ａ）はガイドが上昇位置にある場合を示し、（ｂ）はガイドが下降位置にある場合を示す。 本発明の第６実施形態に係るプラズマ処理装置のガイド近傍を概略的に示す断面図（（ａ）および（ｂ））である。（ａ）はガイドが上昇位置にある場合を示し、（ｂ）はガイドが下降位置にある場合を示す。 本発明の実施形態に係るプラズマ処理方法の各工程におけるプラズマ処理装置を模式的に示す断面図である（（ａ）〜（ｃ））。
本発明に係るプラズマ処理装置は、基板を載置する載置面を備える電極体および電極体を支持する基体を有するベースと、蓋と、を備える。蓋はベースに対して昇降可能であり、蓋が下降して、基体と密着することにより、密閉空間が形成される。この密閉空間にプラズマを発生させて、載置面に載置された基板のプラズマ処理を行う。
プラズマ処理装置は、さらに、基板の外縁の少なくとも一部を覆うことのできるカバーを備える。カバーは、蓋と一体に設けられており、蓋を下降させると、カバーも下降する。つまり、蓋を下降させて密閉空間を形成する操作によって、同時に、載置面に載置された基板の外縁の少なくとも一部がカバーによって覆われて、プラズマから保護される。これにより、基板の外縁における異常放電が発生し難くなって、基板の損傷が抑制されるため、生産性および歩留まりが向上する。
プラズマ処理装置は、さらに、基板が載置面に載置される際に、その位置を規制するガイドを備える。これにより、基板は、載置面の所定の位置に高精度で載置される。ガイドは、電極体の周囲に配置されており、蓋に対向する第１主面と、基体に対向する第２主面と、電極体の側面に沿うガイド面と、を備える。少なくとも密閉空間が形成されていないとき、ガイド面の少なくとも一部は、電極体の載置面から蓋側に突出している。そのため、基板は、突出したガイド面に沿いながら、載置面に載置される。
カバーは、密閉空間が形成されているとき、ガイドの第１主面に当接する。このとき、カバーは、基板に接触していてもよいし、基板に接触していなくてもよい。カバーが基板に接触しない場合、カバーは、基板の外縁をプラズマから保護できる程度に、基板と近接した位置にまで下降する。そのため、カバーと基板との接触の有無にかかわらず、蓋を下降させて密閉空間を形成する操作によって、載置面と垂直な方向（基板の厚み方向）における基板の位置が、カバーにより規制される。
また、密閉空間が形成されているとき、基板の側面とカバーおよびガイドとは非接触であるものの、カバーの一部および／またはガイド面の少なくとも一部は、基板の側面に対向する。つまり、蓋を下降させて密閉空間を形成する操作によって、載置面と水平な方向における基板の位置が、カバーおよび／またはガイドにより規制される。
すなわち、ガイドによって、高精度に位置決めされながら載置面に載置された基板は、密閉空間を形成する操作によって、当該ガイドおよび／またはカバーにより、載置面と水平な方向および垂直な方向において位置規制される。そのため、プラズマ処理の際、基板の外縁を、カバーによって確実に保護することができる。その結果、基板の損傷が抑制された状態で、高精度のプラズマ処理が行われる。なお、密閉空間が形成されていないとき、カバーと第１主面とは離間しているものの、載置面から蓋側に突出したガイド面によって、載置面と水平な方向における基板の位置規制は維持される。また、プラズマ処理により基板および載置面が帯電すると、クーロン力による反発力が基板と載置面との間で生じ、基板が載置面から浮上することがある。この場合、重力等の影響により、基板を横滑りさせるような力が発生し易い。しかし、密閉空間が形成されていないときであっても、ガイド面が載置面から蓋側に突出しているため、基板の横滑りが抑制される。よって、基板を搬出する際の搬送エラーが発生し難くなる。
［第１実施形態］
以下、図１および図２を参照しながら、第１実施形態に係るプラズマ処理装置について、具体的に説明する。
図１は、プラズマ処理装置１００の蓋１２０およびベース１１０、さらには基板３００を、それぞれ模式的に示す斜視図である。図１（ａ）は蓋１２０を示し、図１（ｂ）は基板３００を示し、図１（ｃ）はベース１１０を示している。図２は、密閉空間が形成されている状態のプラズマ処理装置１００を概略的に示す断面図である。
プラズマ処理装置１００は、ベース１１０および蓋１２０を備える。蓋１２０は、天井部および天井部の周囲から延出する側壁を有する箱型であり、蓋１２０の側壁の端面とベース１１０の周縁（基体１１１）とが密着することにより、内部に、例えば箱型のチャンバが形成される。
ベース１１０は、蓋１２０と対向する面に電極体１１２を備える。電極体１１２は、電源部４００と接続されている。プロセスガスの存在下で、電源部４００から電極体１１２に高周波電力を印加することにより、チャンバ内にプラズマが発生する。蓋１２０は、ベース１１０が具備する電極体１１２の対極としての機能を有している。電源部４００は、例えば高周波電源４０１と、自動整合器４０２とで構成されている。自動整合器４０２は、電極体１１２と蓋１２０との間に印加される高周波の反射波による干渉を防止する作用を有する。
チャンバ内は、チャンバと連通する排気口１１７を介して、減圧雰囲気に維持可能である。排気口１１７は、図示しない真空吸引手段と連通している。真空吸引手段は、真空ポンプ、排気配管、圧力調整バルブなどで構成されている。基体１１１の蓋１２０との当接面には、シール部材１１６が設けられ、チャンバ内の密閉性が高められる。なお、図示しないが、プラズマ処理装置１００は、プラズマ原料となるプロセスガスをチャンバ内に導入するためのガス供給手段を具備する。ガス供給手段は、アルゴン、酸素、窒素などのプロセスガスを供給するガスボンベ、チャンバ内にプロセスガスを導入する配管などで構成されている。
基板３００のチャンバ内への搬入時およびチャンバ外への搬出時には、蓋１２０をベース１１０から離間させて、チャンバが開放される（図８（ａ）および（ｂ）参照）。一方、基板３００をプラズマ処理する際には、蓋１２０と基体１１１とを密着させて、チャンバが閉じられる（図８（ｃ）参照）。チャンバの開閉は、蓋１２０が昇降することにより行われる。蓋１２０の昇降は、図示しない所定の駆動源によって制御される。
電極体１１２は、絶縁部材１１４を介して、基体１１１に支持されている。電極体１１２は、導電性材料（導体）で形成されており、基板３００が載置される載置面１１２Ｘを備える。電極体１１２の側面は、その全周に亘って図示しない絶縁部材で覆われており、ガイド１３０と絶縁される。電極体１１２は、複数の電極体の積層体であってもよい。
蓋１２０の本体部分（蓋本体１２１）には、カバー１２３が一体に設けられている。カバー１２３は、密閉空間が形成されているとき、載置面１１２Ｘに載置された基板３００の外縁の少なくとも一部を覆うことのできる部材である。カバー１２３によって、基板３００の外縁の少なくとも一部が覆われた状態で、プラズマ処理が行われる。よって、基板３００の外縁で発生し易い異常放電が抑制される。
上記のとおり、カバー１２３は蓋１２０と一体に設けられている。そのため、密閉空間を形成するために蓋１２０を下降させる操作によって、同時に、基板３００の外縁を覆うことができる。このとき、カバー１２３は、ガイド１３０の蓋１２０に対向する第１主面１３０Ｘに当接する。
カバー１２３は、第１付勢手段１２４を介して、蓋本体１２１に連結されていることが好ましい。この場合、第１付勢手段１２４の付勢力は、ガイド１３０の第１主面１３０Ｘを押し下げる方向に作用する。
第１付勢手段１２４としては特に限定されないが、例えば、バネが挙げられる。第１付勢手段１２４の数および配置も特に限定されず、カバー１２３の形状等に応じて設定すればよい。図示例のようにカバー１２３が枠状体である場合、複数の第１付勢手段１２４を等間隔に配置することが好ましい。
密閉空間が形成されているとき、カバー１２３は、基板３００の外縁の全周または一部に接触していてもよいし、基板３００の外縁と非接触であってもよい。カバー１２３と基板３００の外縁の全周または一部とが接触している場合、カバー１２３によって、基板３００の反りが矯正され得る。一方、カバー１２３と基板３００の外縁とが非接触である場合、カバー１２３の熱が基板３００に伝達され難くなるため、熱による基板３００の伸びや劣化が抑制される。カバー１２３はプラズマに曝されるため、加熱される場合がある。また、カバー１２３と基板３００の外縁とが非接触であると、基板３００がプラズマによって加熱されて伸びた場合にも、基板３００がカバー１２３に接触することによる損傷（割れ等）が抑制される点で好ましい。基板３００の外縁をプラズマから保護する効果が高まる点で、カバー１２３と基板３００の外縁との最短の距離は、５ｍｍ以下であることが好ましい。
カバー１２３の形状は特に限定されないが、基板３００の外縁を効果的に覆うことができる点で、基板３００の外縁に対応する形状（例えば、図１に示すような枠状）であることが好ましい。この場合、カバー１２３により、基板３００の外縁の全周が覆われる。
ガイド１３０は、電極体１１２の周囲に配置されている。ガイド１３０は、載置面１１２Ｘに載置される基板３００の位置決めに用いられ、蓋１２０に対向する第１主面１３０Ｘと、基体１１１に対向する第２主面１３０Ｙと、電極体１１２の側面に面するガイド面１３０Ｚと、を備える。少なくとも密閉空間が形成されていないとき、ガイド面１３０Ｚは、載置面１１２Ｘから蓋１２０側に突出している。そのため、基板３００を載置面１１２Ｘに載置する際、基板３００を突出するガイド面１３０Ｚに沿わせながら載置面１１２Ｘに載置することができる。よって、基板１３０は、精度よく載置面１１２Ｘの所定の位置に載置される。これにより、カバー１２３によって、基板３００の外縁が確実に保護されるため、基板３００の外縁における異常放電が抑制され、基板３００の損傷を抑制する効果が高まる。さらに、基板３００の位置が定まるため、プラズマ処理の精度も高まる。ガイド面１３０Ｚが電極体１１２の側面に面するとは、ガイド１３０を載置面１１２Ｘの法線方向に移動させたときに描かれるガイド面１３０Ｚの軌跡の少なくとも一部と、電極体１１２の側面とが、対向することをいう。
載置面１１２Ｘに載置された基板３００の側面（あるいは、電極体１１２の側面）とガイド面１３０Ｚ（あるいは、後述する第１ガイド部１３０Ｚａ）との間の距離は、位置決めの精度向上の観点から、小さいほど好ましい。上記距離は、例えば数ｍｍ程度である。ガイド１３０の形状は特に限定されないが、位置決めの精度向上の観点から、載置面１１２Ｘの外縁の全周を囲むような形状であることが好ましい。
ガイド１３０は、電極体１１２に対して昇降可能であることが好ましい。この場合、ガイド１３０の第１主面１３０Ｘが載置面１１２Ｘから蓋１２０側に突出している状態（例えば、後述する第２付勢手段１３１に負荷がかけられていない状態）を、ガイド１３０が上昇位置にあるとする。ガイド１３０の第１主面１３０Ｘが上昇位置よりもベース１１０側にある状態（例えば、後述する第２付勢手段１３１に負荷がかけられている状態）を、ガイド１３０が下降位置にあるとする。
ガイド１３０の昇降は、ガイド１３０と基体１１１との間に介在する第２付勢手段１３１により行われる。この場合、蓋１２０に、ガイド１３０を上昇位置から下降位置に押し下げる連動手段１２２を一体に設ける。これにより、密閉空間が形成されているとき、ガイド１３０は、連動手段１２２により下降位置に押し下げられている。そのため、ガイド１３０と基板３００との間に不要な隙間が形成され難くなって、異常放電が抑制され易くなる。上記のとおり、連動手段１２２を蓋１２０に一体に設けることにより、蓋１２０を下降させる操作により、カバー１２３の下降に加えて、ガイド１３０の下降が達成される。連動手段１２２は、例えば、蓋１２０の内壁面に装着された突起部材である。突起部材の形状は特に限定されない。
ガイド１３０の下降位置は特に限定されないが、上記の不要な隙間が形成され難くなる点で、基板３００の蓋１２０側の主面と、ガイド１３０の第１主面１３０Ｘとが面一になる位置であることが好ましい。また、このように、ガイド１３０の下降位置を、ガイド面１３０Ｘと基板３００の側面とが対向するような位置にすることにより、基板３００の載置面１１２Ｘに水平な方向における位置が規制され、基板３００の位置ズレが抑制される。
第２付勢手段１３１としては特に限定されないが、例えば、バネが挙げられる。第２付勢手段１３１の数および配置も特に限定されず、ガイド１３０の形状等に応じて設定すればよい。図示例のように、ガイド１３０が載置面１１２Ｘの外縁の全周を囲む枠体である場合、複数の第２付勢手段１３１を等間隔に配置することが好ましい。
第２付勢手段１３１によるガイド１３０への付勢力は、第１付勢手段１２４によるカバー１２３への付勢力よりも大きいことが望ましい。ガイド１３０は自重に反して上昇位置に移動できる十分な反力が必要ある一方、カバー１２３には自重が作用しているためである。また、カバー１２３は、基板３００の外縁をプラズマから保護（遮蔽）することを目的として配置されるものであるため、基板３００に必要以上の力で押し付ける必要はない。さらに、搬送の不具合等のためにカバー１２３の下降位置に障害物がある場合、カバー１２３の破損防止の観点から、カバー１２３は容易に上方に押し上げられることが求められる。これらの点からも、第２付勢手段１３１によるガイド１３０への付勢力は、第１付勢手段１２４によるカバー１２３への付勢力より大きいことが望ましい。
プラズマ処理装置１００を構成する各部材の材質は特に限定されないが、基体１１１および連動手段１２２等のプラズマ処理中にプラズマに晒される部材は、通常、強度、軽量化および加工性などの理由から、アルミニウム、ステンレス鋼などの導電性材料（導体）で形成される。このような導体により形成される部材は、その表面が絶縁加工（例えば、硬質アルマイト処理加工）されていてもよい。各付勢手段１２４、１３１も、上記のような導体で形成される。カバー１２３およびガイド１３０は、強度、耐プラズマ性などの理由から、上記のような導体や、アルミナ、シリカ、窒化珪素、窒化アルミニウムなどのセラミック材料で形成される。
カバー１２３およびガイド１３０の断面形状は、図２に限られず、基板の材質や厚み等に応じて適宜変形させてもよい。例えば、カバー１２３のガイド１３０の第１主面１３０Ｘに対向する面に、突起を設けてもよい。あるいは、ガイド面１３０Ｚが階段状になっているガイド１３０を用いてもよい。このようなガイド１３０は、例えば、熱により伸び易い基板３００をプラズマ処理する際に特に好ましく用いられる。
以下、図面を参照しながら、カバー１２３の変形例（第２実施形態）、および、ガイド１３０の変形例（第３実施形態〜第６実施形態）について説明する。以下の実施形態は、ガイド１３０が電極体１１２に対して昇降可能である場合に有用である。
［第２実施形態］
第２実施形態は、図３に示すように、カバー１２３が、ガイド１３０の第１主面１３０Ｘに対向する面に突起（段差）を備えること以外、第１実施形態と同じである。本実施形態では、密閉空間が形成されているとき（図３（ｂ））、カバー１２３の一部は基板３００の側面に対向する。そのため、主にカバー１２３によって、基板３００の厚み方向および載置面１１２Ｘに水平な方向における位置が規制される。一方、ガイド１３０が上昇位置にある場合（すなわち、蓋１２０が上昇位置にある場合）、図３（ａ）に示すように、ガイド面１３０Ｚの少なくとも一部は、載置面１１２Ｘよりも蓋１２０側にある。そのため、基板３００を載置する際の位置決め精度は確保される。
［第３実施形態］
第３実施形態は、図４に示すように、ガイド面１３０Ｚが第１ガイド部１３０Ｚａおよび第２ガイド部１３０Ｚｂを有し、第１ガイド部１３０Ｚａと第２ガイド部１３０Ｚｂとの間に、ステップ面１３０Ｚｃが介在していること以外、第１実施形態と同じである。
第１ガイド部１３０Ｚａは、ステップ面１３０Ｚｃの一端からベース１１０（基体１１１）に向かって延出しており、第２ガイド部１３０Ｚｂは、ステップ面１３０Ｚｃの上記端部に対向する他方の端部から蓋１２０に向かって延出している。第２ガイド部１３０Ｚｂは、第１ガイド部１３０Ｚａよりも電極体１１２の側面から離れている。第１ガイド部１３０Ｚａおよび第２ガイド部１３０Ｚｂは、載置面１１２Ｘの法線に沿って形成されている。図示例において、ステップ面１３０Ｚｃと第２主面１３０Ｙとは平行であるが、これに限定されない。
ガイド１３０が上昇位置にある場合、図４（ａ）に示すように、第１ガイド部１３０Ｚａの少なくとも一部は、載置面１１２Ｘよりも蓋１２０側にある。そのため、基板３００を載置する際の位置決め精度は確保される。一方、ガイド１３０が下降位置にある場合、図４（ｂ）に示すように、第２ガイド部１３０Ｚｂの少なくとも一部は、基板３００の側面に対向している。そのため、基板３００がプラズマによって加熱されて伸びた場合にも、基板３００はガイド１３０に接触し難くなって、割れ等の損傷が抑制される。
［第４実施形態］
第４実施形態は、基板３００の主面の面積が、載置面１１２Ｘの面積よりも大きいこと以外、第３実施形態と同じである（図５参照）。本実施形態によれば、ガイド１３０が上昇位置にある場合、図５（ａ）に示すように、基板３００はステップ面１３０Ｚｃによって支持されて、その少なくとも外縁が蓋１２０側に浮き上がる。よって、基板３００を、容易に載置面１１２Ｘから離間させることができる。さらに、第３実施形態と同様に、ガイド１３０が下降位置にある場合、図５（ｂ）に示すように、第２ガイド部１３０Ｚｂの少なくとも一部が基板３００の側面に対向しているため、基板３００がガイド面１３０Ｚと接触することによる損傷が抑制される。
［第５実施形態］
第５実施形態は、第２ガイド部１３０Ｚｂが、第１主面１３０Ｘから第１ガイド部１３０Ｚａに向かって傾斜していること以外、第１実施形態と同じである（図６参照）。
ガイド１３０が上昇位置にある場合、図６（ａ）に示すように、第１ガイド部１３０Ｚａの少なくとも一部は、載置面１１２Ｘよりも蓋１２０側にある。そのため、基板３００を載置する際の位置決め精度は確保される。一方、ガイド１３０が下降位置にある場合、図６（ｂ）に示すように、第２ガイド部１３０Ｚｂの少なくとも一部が、基板３００の側面に対向している。そのため、基板３００がプラズマ処理により伸びた場合にも、基板３００はガイド１３０に接触し難くなって、割れ等の損傷が抑制される。さらに、第２ガイド部１３０Ｚｂが電極体１１２に向かって傾斜しているため、基板３００を最初に受け入れる第１主面１３０Ｘとガイド面１３０Ｚとの境界は、載置面１１２Ｘよりも十分外側に設けられている。よって、基板３００のアーム２００からの脱離の位置が、載置面１１２Ｘから多少ずれた場合であっても、基板３００を位置精度良く、載置面１１２Ｘの所定の位置に載置することができる。
［第６実施形態］
第６実施形態は、第２ガイド部１３０Ｚｂが、第１主面１３０Ｘから第１ガイド部１３０Ｚａに向かって傾斜していること以外、第４実施形態と同じである（図７参照）。すなわち、本実施形態のガイド面１３０Ｚは、傾斜した第２ガイド部１３０Ｚｂと、ステップ面１３０Ｚｃと、を備えている。
本実施形態によれば、ガイド１３０が上昇位置にある場合、図７（ａ）に示すように、基板３００はステップ面１３０Ｚｃによって支持されて、その少なくとも外縁が蓋１２０側に浮き上がる。よって、基板３００を、容易に載置面１１２Ｘから離間させることができる。さらに、第２〜４実施形態と同様に、ガイド１３０が下降位置にある場合、図７（ｂ）に示すように、第２ガイド部１３０Ｚｂの少なくとも一部が、基板３００の側面に対向しているため、基板３００がガイド面１３０Ｚと接触することによる損傷が抑制される。さらに、第５実施形態と同様に、傾斜した第２ガイド部１３０Ｚｂによって、基板３００のアーム２００からの脱離の位置が、載置面１１２Ｘから多少ずれた場合であっても、基板３００を位置精度良く、載置面１１２Ｘの所定の位置に載置することができる。
次に、プラズマ処理装置１００を用いて、基板３００をプラズマ処理する方法について説明する。
本実施形態のプラズマ処理方法は、載置面から離間しており、かつ、載置面に対向する位置に、基板を搬入する搬入工程と、搬入された基板を、電極体の周囲に配置されるガイドに沿わせながら、載置面に載置する載置工程と、載置工程の後、蓋を下降させて、密閉空間を形成する密閉工程と、を備える。密閉工程では、密閉空間の形成とともに、蓋と一体に設けられたカバーにより、載置面に載置された基板の外縁の少なくとも一部が覆われて、かつ、当該カバーおよび／またはガイドにより、基板の位置が規制される。
以下、図８を参照しながら、プラズマ処理方法について詳細に説明する。
まず、図８（ａ）に示すように、チャンバが開放された状態で、チャンバ内に基板３００が搬入される（搬入工程）。基板３００は、例えばベルヌーイ効果を利用したチャック機構により、アーム２００のベース１１０に対向する面に吸着されている。基板３００は、アーム２００に吸着されながら、載置面１１２Ｘから離間しており、かつ、載置面１１２Ｘと対向する位置まで搬送される。このとき、ガイド１３０は、第２付勢手段１３１からの付勢力によって押し上げられており、上昇位置にある。
基板３００が載置面１１２Ｘと対向する位置まで搬送されると、アーム２００の下降が開始される。アーム２００に吸着された基板３００の側面が、例えば、ガイド１３０のガイド面１３０Ｘに対向するまでアーム２００を下降させた後、アーム２００の下降を停止する。続いて、チャック機構の動作を停止して、基板３００をアーム２００から脱離させる。このとき、基板３００は、ガイド１３０のガイド面１３０Ｚに沿いながら落下（自由落下）する。これにより、基板３００は、載置面１１２Ｘの所定の位置に載置される（図８（ｂ））。基板３００がアーム２００から脱離すると、アーム２００は、チャンバから退避する。
次に、蓋１２０を下降させてチャンバを閉じる（図８（ｃ））。このとき、蓋１２０に設けられた連動手段１２２の先端がガイド１３０に当接し、蓋１２０の下降に連動して、ガイド１３０が下方に押し下げられる。さらに、蓋１２０に設けられたカバー１２３もガイド１３０の第１主面１３０Ｘに当接するように下降する。つまり、蓋１２０の下降に連動して、カバー１２３によって、基板３００の外縁が覆われる。
また、このとき、カバー１２３およびガイド面１３０Ｚの少なくとも一方は、基板３００の側面に対向する。これにより、基板３００の載置面１１２Ｘに水平な方向および垂直な方向における位置が規制される。よって、プラズマ処理の際、基板の外縁をカバーによって確実に保護しながら、高精度のプラズマ処理を行うことができる。
次に、密閉状態のチャンバ内の空気を、吸引手段を用いて排気し、所定の減圧状態に至った時点で、例えばベース１１０の内部に装着されたガス供給手段からチャンバ内にアルゴンなどのプロセスガスが導入される。
チャンバ内が所定の圧力に達した時点で、電源部４００により、電極体１１２と蓋１２０との間に、高周波電力が印加される。これにより、チャンバ内のプロセスガスがプラズマ化される。その結果、基板３００の表面はプラズマに暴露され、基板３００の表面が洗浄される。
プラズマによる基板３００の洗浄が終了すると、チャンバ内が大気に開放され、減圧状態が解除される。次に、蓋１２０を上昇させると、カバー１２３による基板３００への載置面１１２Ｘに垂直な方向における位置規制、および、連動手段１２２によるガイド１３０への負荷が解除される。一方、ガイド面１３０Ｚの少なくとも一部は、載置面１１２Ｘから蓋１２０側に突出する。そのため、基板３００の載置面１１２Ｘに水平な方向の位置規制は維持される。その結果、基板３００の位置ズレが抑制されるため、基板の搬出時の搬送エラーが生じ難い。続いて、アーム２００が再びチャンバ内に進入し、チャック機構により基板３００を吸着する。基板３００を吸着したアーム２００がチャンバ内から退避して、一連のプラズマ処理が終了する。
なお、上記実施形態では、プラズマ処理装置１００を用いて基板３００を洗浄する場合を説明したが、基板３００に対してエッチング加工を行う場合にも、上記方法に準じてエッチングを行うことができる。
本発明に係るプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法は、基板の電極に対する位置精度が高く、また、異常放電が抑制され易いため、種々の基板に対してプラズマ処理を行う場合に有用である。
１００：プラズマ処理装置
１１０：ベース
１１１：基体
１１２：電極体
１１２Ｘ：載置面
１１４：絶縁部材
１１６：シール部材
１１７：排気口
１２０：蓋
１２１：蓋本体
１２２：連動手段
１２３：カバー
１２４：第１付勢手段
１３０：ガイド
１３０Ｘ：第１主面
１３０Ｙ：第２主面
１３０Ｚ：ガイド面
１３０Ｚａ：第１ガイド部
１３０Ｚｂ：第２ガイド部
１３０Ｚｃ：ステップ面
１３１：第２付勢手段
２００：アーム
３００：基板
４００：電源部
４０１：高周波電源
４０２：自動整合器

Claims (9)

  1. 基板を載置する載置面を備える電極体および前記電極体を支持する基体を有するベースと、
    前記ベースに対して昇降可能な蓋と、
    を備え、
    前記蓋が下降して、前記基体と密着することにより形成される密閉空間に、プラズマを発生させて、前記載置面に載置された前記基板のプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、
    さらに、
    前記蓋と一体に設けられ、前記密閉空間が形成されているときに、前記載置面に載置された前記基板の外縁の少なくとも一部を覆うカバーと、
    前記電極体の周囲に配置され、前記蓋に対向する第１主面と、前記基体に対向する第２主面と、前記電極体の側面に面するガイド面と、を備えるガイドと、を備え、
    前記密閉空間が形成されているときに、前記カバーが、前記第１主面に当接するとともに、前記カバーおよび前記ガイド面の少なくとも一方が、前記基板の側面に対向しており、
    前記密閉空間が形成されていないときに、前記カバーと前記第１主面とが離間しているとともに、前記ガイド面の少なくとも一部が前記載置面から前記蓋側に突出している、プラズマ処理装置。
  2. 前記カバーは、第１付勢手段を介して、前記蓋と連結されている、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  3. さらに、
    前記ガイドと前記基体との間に介在し、前記ガイドを前記電極体に対して昇降可能にする第２付勢手段と、
    前記蓋と一体に設けられ、前記ガイドを、上昇位置から下降位置に押し下げる連動手段と、を備え、
    前記密閉空間が形成されているとき、前記ガイドは、前記連動手段により前記下降位置に押し下げられている、請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
  4. 前記ガイドの前記ガイド面は、
    前記ベース側に位置する第１ガイド部と、
    前記蓋側に位置し、前記密閉空間が形成されているときに、前記電極体の前記側面との最大の距離が前記第１ガイド部より大きい第２ガイド部と、を有し、
    前記密閉空間が形成されているときに、前記第２ガイド部は、前記基板の前記側面に対向している、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
  5. 前記第１ガイド部と前記第２ガイド部との間に、ステップ面が介在している、請求項４に記載のプラズマ処理装置。
  6. 前記第２ガイド部は、前記第１主面から前記第１ガイド部に向かって傾斜している、請求項４に記載のプラズマ処理装置。
  7. 前記カバーは、前記基板の前記外縁に対応する枠状体である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
  8. 前記密閉空間が形成されているとき、前記カバーは、前記基板と接触しない、請求項１〜７のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
  9. 基板を載置する載置面を備える電極体および前記電極体を支持する基体を有するベースと、前記ベースに対して昇降可能な蓋と、を密着することにより形成される密閉空間に、プラズマを発生させて、前記載置面に載置された前記基板をプラズマ処理するプラズマ処理方法であって、
    前記基板を、前記載置面から離間しており、かつ、前記載置面に対向する位置に、搬入する搬入工程と、
    搬入された前記基板を、前記電極体の周囲に配置されるガイドに沿わせながら、前記載置面に載置する載置工程と、
    前記載置工程の後、前記蓋を下降させて、前記密閉空間を形成する密閉工程と、を備え、
    前記密閉工程では、
    前記密閉空間が形成されるとともに、
    前記蓋と一体に設けられたカバーにより、前記載置面に載置された前記基板の外縁の少なくとも一部が覆われて、かつ、前記ガイドおよび前記カバーの少なくとも一方により、前記基板の位置が規制される、プラズマ処理方法。
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