WO2022250145A1 - プラズマ発生装置、プラズマ処理装置およびシームレスローラモールド用プラズマエッチング装置 - Google Patents

プラズマ発生装置、プラズマ処理装置およびシームレスローラモールド用プラズマエッチング装置 Download PDF

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WO2022250145A1
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plasma
frequency power
capacitor
reaction vessel
antenna coil
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常治 田中
幸平 村上
明 永安
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旭化成株式会社
神港精機株式会社
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H05H1/4645—Radiofrequency discharges
    • H05H1/4652—Radiofrequency discharges using inductive coupling means, e.g. coils
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H05H1/4645—Radiofrequency discharges
    • H05H1/466—Radiofrequency discharges using capacitive coupling means, e.g. electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a plasma generation device, a plasma processing device, and a plasma etching device for seamless roller molds.
  • ICP Inductively Coupled Plasma
  • Patent Literature 1 and Patent Literature 2 disclose a plasma generator that processes fine particles by plasma processing.
  • the plasma generator consists of a reaction vessel (cylindrical tube) in which plasma is generated and fine particles to be processed flow inside, and a spiral inductive load that surrounds the reaction vessel and constitutes a high-frequency circuit.
  • a shaped antenna coil The antenna coil induces a standing wave by resonating at a particular wavelength mode, generating an induced electric field within the reaction vessel.
  • plasma is generated in the reactor by inductive coupling.
  • Patent Document 3 discloses a plasma etching apparatus for roll molding, which is preferable in etching a roll-shaped substrate having a curved surface in that the etching is performed in a direction perpendicular to the surface.
  • the present invention provides a plasma generation apparatus, a plasma processing apparatus, and a seamless roller mold plasma etching apparatus capable of generating plasma with a higher density in a larger-capacity container.
  • a plasma generator includes a high-frequency circuit having an inductive load and a high-frequency power supply that supplies high-frequency power to the inductive load; a reaction vessel configured to be decompressible and in which plasma is generated by applying high-frequency power to an inductive load,
  • the inductive load consists of a helical antenna coil arranged around the reaction vessel, The antenna coil is divided into at least two or more,
  • the high-frequency circuit is a plasma generator having a plurality of paths each provided with at least two divided antenna coils.
  • the plasma generator of the aspect described above by dividing the antenna coil, it is possible to maintain the coil wire length of each antenna coil within a predetermined wavelength range, reduce the inductance, and select a capacitor that satisfies the resonance condition. become. Therefore, it is possible to generate plasma with a higher density in a larger-capacity container.
  • the reaction vessel has a cylindrical shape having the same axis as the antenna coil, the inner diameter of the reaction vessel is smaller than the diameter of the antenna coil, and the antenna coil is arranged outside the reaction vessel.
  • the reaction vessel may be provided with a plurality of gas inlets for introducing the reaction gas into the reaction vessel from different positions.
  • each of the plurality of paths is connected in parallel to the high-frequency power supply, and the high-frequency circuit is configured such that the high-frequency power supply supplies high-frequency power in the same frequency band to the plurality of paths. may be configured.
  • the high-frequency circuit may include a ground electrode to which the opposite side of the plurality of paths from the high-frequency power supply is connected in common.
  • any one of the plurality of paths may have an adjustment coil on the opposite side of the antenna coil from the high-frequency power supply.
  • the adjustment coil may be a coil with variable inductance.
  • each of the plurality of paths may have a capacitor with a predetermined impedance on the side opposite to the antenna coil with respect to the adjustment coil.
  • At least one of the plurality of capacitors may be a capacitor with variable impedance.
  • each of the plurality of paths may have a plurality of capacitors having a predetermined impedance arranged in parallel on the same side as the adjustment coil when viewed from the antenna coil.
  • At least one of the plurality of capacitors may be a capacitor with variable impedance.
  • each of the antenna coils may have a number of turns greater than one.
  • the plasma generator of the above aspect has a processor and a memory in which software for executing a predetermined process is stored, and includes a control device for controlling a high frequency circuit,
  • the high frequency circuit is a first capacitor with variable impedance provided between the high-frequency power supply and the plurality of paths; a second capacitor with variable impedance provided on a path branched from between the high-frequency power supply and the first capacitor and having the other end connected to a ground electrode; has
  • the memory stores a program for adjusting the capacitance of the first capacitor and the second capacitor,
  • the memory further stores a reference data table including the output of the high frequency power source and the initial and target values of the capacitances of the first and second capacitors corresponding to the output,
  • the controller may be a plasma generator that adjusts the capacitance of the first capacitor and the second capacitor based on the program and the reference data table.
  • the memory further stores information about the degree of variation when adjusting the capacitance of the first capacitor and the second capacitor
  • the controller may further adjust the capacitance of the first capacitor and the second capacitor based on the degree of variation.
  • Another aspect of the present invention is a high-frequency circuit having an inductive load and a high-frequency power supply that supplies high-frequency power to the inductive load, and a high-frequency circuit that can be decompressed to apply high-frequency power to the inductive load.
  • a reaction vessel in which plasma is generated by The inductive load consists of a helical antenna coil arranged around the reaction vessel, The antenna coil is divided into at least two or more, The reaction vessel has a workpiece storage part for storing the workpiece,
  • the processing target accommodation unit is a plasma processing apparatus arranged inside a space surrounded by the antenna coil.
  • the reaction vessel in the plasma processing apparatus of the above aspect may further include a plurality of gas inlets for introducing reaction gases into the reaction vessel from different positions.
  • Yet another aspect of the present invention is a high-frequency circuit having an inductive load and a high-frequency power supply that supplies high-frequency power to the inductive load, and a high-frequency circuit that can be decompressed to apply high-frequency power to the inductive load.
  • a reaction vessel in which plasma is generated by The inductive load consists of a helical antenna coil arranged around the reaction vessel, The antenna coil is divided into at least two or more,
  • the reaction vessel has a workpiece storage part for storing the workpiece,
  • the processing object accommodating portion is a plasma etching apparatus for seamless roller mold, which is arranged inside a space surrounded by the antenna coil.
  • the reaction vessel in the seamless roller mold plasma etching apparatus of the above aspect may further include a plurality of gas introduction parts for introducing reaction gases into the reaction vessel from different positions.
  • a plasma generation apparatus a plasma processing apparatus, and a seamless roller mold plasma etching apparatus that are capable of generating plasma with a higher density in a larger-capacity container.
  • FIG. 1 is an overall view showing an outline of a plasma generator according to the present disclosure
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view showing the internal configuration in a vertical cross section of the reaction vessel of the plasma generator
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a high-frequency circuit in a conventional plasma generator as a reference. It is a figure which shows an example of the high frequency circuit of the plasma generator which concerns on this indication.
  • 4 is a graph showing the relationship between the number of turns of the coil at resonance and the capacitance (Ct) of the capacitor.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining changes in input impedance due to length when a short-circuited load is present
  • FIG. 10 is a diagram showing a high frequency circuit of a plasma generator according to a second embodiment of the present disclosure
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a control device of a plasma generator and a method of adjusting a high-frequency circuit according to a third embodiment of the present disclosure
  • 4 is a flow chart showing an example of capacitance adjustment processing of variable capacitors C T and C L by the control device of the plasma generator.
  • FIG. 8 is a diagram showing a modification of the high frequency circuit of the plasma generator shown in FIG. 7 in which the number of divisions of the antenna coil is simplified from 4 to 2;
  • 11 is a diagram showing a modification of the high-frequency circuit of the plasma generator shown in FIG. 10, which has a capacitor having a predetermined impedance in parallel on the same side as the adjustment coil when viewed from the antenna coil;
  • the antenna coils L1 and L2 have the same inductance
  • the adjustment coils Ls1 and Ls2 have the same inductance
  • the current distribution capacitors C1 and C2 have the same impedance
  • the second current distribution (b) a graph showing how the high-frequency currents I(L1) and I(L2) flowing through the paths (23a and 23b) change with time when the impedances of the capacitors C3 and C4 are equal
  • 5 is a graph showing how the high-frequency currents I(L1) and I(L2) change with time when only the impedance of the capacitor C2 is changed from the conditions.
  • FIG. 10 is a diagram showing another example of a high-frequency circuit (an example in which a high-frequency power source is connected to an object to be processed) in a conventional plasma generator for reference.
  • FIG. 4 is a diagram showing another example of the high-frequency circuit of the plasma generator according to the present disclosure (an example in which a high-frequency power source is connected to the object to be processed).
  • the plasma generator 10 is a device that can be used, for example, as a device for generating plasma when etching a mold to be processed.
  • the plasma generator 10 as a roll dry etching (RDE) device uses a gas (for example, SF 6 , O 2 ) introduced into the discharge tube 37 through the gas introduction pipe 36 as an antenna coil as an inductive load.
  • 21 is plasmatized by the magnetic field and induction electrolysis generated in the mold 21, and ionized ions (fluorine ions) can be used to form fine irregularities on the surface of the mold 100 (FIGS. 1, 2, etc.). reference).
  • the type and configuration of the mold 100 which is the object to be processed, is not particularly limited, and includes a seamless roller mold (a seamless cylindrical plate).
  • the seamless roller mold is a plate on which a seamless pattern is formed over the entire circumference so as to be suitable for high-resolution roll-to-roll reverse offset printing, high-definition roll-to-roll imprinting, and the like.
  • a plasma generator used for surface treatment (plasma treatment) of such a seamless roller mold can be used as a plasma treatment apparatus or a plasma etching apparatus for a seamless roller mold.
  • a plasma generator 10 of the present embodiment which is an example of such a device, will be described below.
  • the plasma generator 10 of this embodiment is configured as a device including a high-frequency circuit 20, a reaction vessel 30, a control device 40, and the like (see FIG. 4, etc.).
  • the high frequency circuit 20 includes an antenna coil 21, a high frequency power supply 22, a path 23, a ground pole 24 and the like.
  • the high frequency circuit 20 may include an adjustment coil Ls, a variable capacitor C T , a variable capacitor C L and the like.
  • the high-frequency circuit 20 in the present disclosure includes an antenna coil, which is an inductive load for generating plasma, and a high-frequency power supply 22 that supplies high-frequency power to the antenna coil.
  • the high-frequency circuit 20 in the present disclosure includes a first variable capacitor C T provided in a path 23 between the antenna coil and the high-frequency power supply, and a path 23 between the variable capacitor C T and the high-frequency power supply. It includes a second valve capacitor C L provided in a path 23 having the other end connected to the ground electrode 24 .
  • a path 23 on the opposite side of the high-frequency power supply 22 branches from the variable capacitor C T , the first path 23a is provided with the first antenna coil 21a, and the second path 23b is provided. is provided with a second antenna coil 21b. The other ends of the antenna coils 21 a and 21 b are connected to the ground pole 24 . Furthermore, the high frequency power supply 22 is connected to the ground electrode 24 .
  • the antenna coil 21 is a coil that generates a magnetic field/inductive electrolysis in accordance with the high frequency power supplied from the high frequency power supply 22 and transforms the gas into plasma.
  • the antenna coil 21 is composed of a spiral coil arranged so as to surround the space inside the reaction vessel 30 so as to convert the gas around the mold 100 housed in the reaction vessel 30 into plasma (FIG. 4). reference).
  • the number of coil turns of the antenna coil 21 is one or more.
  • the high-frequency power supply 22 is a power supply that supplies (applies) high-frequency power to the antenna coil 21 .
  • the path 23 is provided so as to electrically connect the antenna coil 21, the high frequency power supply 22, etc. to form a circuit.
  • the ground electrode 24 is provided at a predetermined location on the path 23 so as to ground a portion of the high frequency circuit 20 .
  • the variable capacitor C T is a capacitor with variable impedance, provided between the high frequency power supply 22 and the antenna coil 21 .
  • the variable capacitor C L is provided in the middle of the path 23, on a path branched from between the high-frequency power supply 22 and the variable capacitor C T .
  • the other end of the variable capacitor C L (opposite to the end connected to the high-frequency power supply 22, etc.) is connected to the ground electrode 24 (24c) (see FIG. 4).
  • the reaction container 30 is a container configured to be depressurized. Inside the reaction container, a mold containing portion 31 for containing the mold 100 and a gas flow passage 32 formed around the mold containing portion 31 are provided (see FIG. 2).
  • the reaction vessel 30 of this embodiment has a cylindrical shape centered on the axis A (see FIGS. 1 and 2), and its inner diameter is provided to be smaller than the diameter of the antenna coil 21 . That is, the antenna coil 21 is arranged outside the reaction vessel 30 . With such a configuration, the antenna coil 21 is not directly exposed to the plasma, so that it is possible to prevent the generated plasma density from becoming non-uniform due to adhesion of residue from plasma generation to the antenna coil.
  • the antenna coil 21 of this embodiment is preferably arranged outside the reaction vessel 30 so that the center of the spiral overlaps the axis A. That is, it is preferable that the antenna coil 21 is arranged so that the axis thereof coincides with the axis A of the reaction vessel 30 .
  • a cylindrical mold housing portion (workpiece housing portion) 31 is arranged inside the space surrounded by the antenna coil 21 .
  • Such a configuration is preferable in that the entire surface of the mold (object to be processed) can be uniformly plasma-treated even when the object is a large-area mold (object to be processed). It is particularly preferable because the entire circumference can be plasma-treated simultaneously and uniformly over the entire length of the mold.
  • the mold housing portion (workpiece housing portion) 31 it is preferable to align the central axis of the mold housing portion (workpiece housing portion) 31 with the axis A of the reaction vessel 30 .
  • the volume of the gas flow passage around the mold 100 becomes uniform in the circumferential direction, and uniform plasma can be generated. can be done.
  • the gas introduction part 35 is a part for introducing reaction gas (for example, SF 6 , O 2 ) into the interior of the discharge tube 37, and is composed of, for example, the gas introduction hole 34 provided in the peripheral wall 30p of the reaction vessel 30. (See Figure 2).
  • a gas introduction pipe 36 is connected to the gas introduction portion 35 (see FIG. 1).
  • a plurality of gas introducing portions 35 may be provided.
  • the reaction vessel 30 of the present embodiment includes four gas introduction portions 35 (see FIG. 1, etc.). Since the reaction gas is consumed as plasma, if there is only one gas introduction portion 35, a difference in the amount of reaction gas supplied may occur between a position closer to the gas introduction portion 35 and a position farther from it.
  • the gas introduction part 35 is arranged outside both ends of the mold containing part 31 along the position separated in the direction of the axis A of the reaction vessel 30 so that a more uniform plasma is generated ( See Figure 2, etc.).
  • a plurality of gas introduction sections 35 for introducing the reaction gas into the reaction vessel 30 from different positions are provided in this manner, it is more preferable to provide a plurality of gas introduction portions 35 at positions separated in the direction of the axis A of the reaction vessel 30 , and at least two gas introduction portions 35 facing toward the discharge tube 37 are provided. It is more preferable to dispose the gas introduction part 35 so that the reaction gas flows from one direction.
  • an exhaust pipe (not shown) connecting the reaction vessel 30 to a vacuum pump capable of decompressing the reaction vessel 30 is located at a position evenly spaced from the plurality of gas inlets 35, the reactant after plasma processing can be is more preferable because it becomes difficult to stay in the reaction vessel 30 .
  • ⁇ Antenna coil> In the past, for example, in the scene of the etching process for producing a cylindrical plate for printing by generating a submicron order fine pattern on the surface of a cylindrical plate material, past plasma processing (fine particle plasma processing, semiconductor wafer There is a need to process workpieces that are larger than the workpieces in the etching process of lithography), and to achieve this, it is necessary to generate a higher density plasma in a larger volume vessel.
  • ICP Inductively Coupled Plasma
  • Equation 1 increasing the coil length of the antenna coil 21 increases the inductance L, making it difficult to employ a capacitor with a capacitance C that satisfies Equation 1.
  • the number of turns of the coil (coil length) cannot be infinitely long because it is necessary to satisfy the resonance condition. Therefore, there is a limit to the capacitance value of the capacitor that can be used in the resonant circuit (LC circuit).
  • the capacitance of a capacitor that can be realized is about 10 pF or more, there is a limit to the size of the inductance L that satisfies the above.
  • the coil length S of the antenna coil is 1/4 wavelength of the frequency of the power applied to the antenna coil (for example, even if power of 13.56 MHz is applied to a copper pipe covered with Teflon (registered trademark)
  • Teflon registered trademark
  • the length exceeds about 3.8 m
  • the inductance L of the antenna coil increases and the capacitance satisfying the resonance condition decreases.
  • the shortening rate is a velocity coefficient represented by a ratio between the speed at which radio waves travel in the air or vacuum and the speed at which radio waves travel in a conductor covered with an insulator or the like.
  • the antenna coils 21a and 21b which are divided into two, are adopted as the antenna coil 21, and the coil wire length of each of the antenna coils 21a and 21b is set to the wavelength of the high-frequency power supply.
  • the inductance of the entire antenna coil is kept small by keeping it within 1/4 wavelength of ⁇ (see Fig. 4).
  • These two divided antenna coils 21a and 21b are provided on separate paths (indicated by reference numerals 23a and 23b in FIG. 4) (see FIG. 4).
  • Each of the plurality of paths 23 a and 23 b is connected in parallel to the high frequency power supply 22 .
  • High-frequency power in the same frequency band is supplied (applied) from the high-frequency power supply 22 to the antenna coils 21a and 21b provided on the paths 23a and 23b respectively (see FIG. 4).
  • the magnetic flux inside the spiral coil which has a relatively high density, affects the magnetic flux of another adjacent coil. Therefore, the magnetic flux generated by one adjacent coil affects the magnetic flux of the other coil, increasing the degree of interference between the coils (coupling coefficient K increases), and plasma may not be generated from the inductive load.
  • the coupling coefficient K is a dimensionless number indicating the degree of coupling between the primary winding and the secondary winding. get higher Further, since the magnetic flux density decreases as the distance increases, the coupling coefficient K also decreases.
  • the maximum coupling coefficient K is one. The coupling coefficient K increases when the coils are arranged vertically and the distance is short, because the interference of the magnetic flux increases.
  • the degree of interference between adjacent coils is large, for example, it is conceivable to take measures to vary the high-frequency current supplied to one of the antenna coils. It is often difficult to vary and suppress the influence of magnetic flux between adjacent coils.
  • the high-frequency current supplied to one of the antenna coils is changed, the interference between the fluctuating magnetic field and the induced electric field generated between the coils changes the high-frequency current that conducts the high-frequency circuit, and as a result, the other high-frequency power supply device may lead to deterioration of
  • the plasma generator 10 of the present embodiment in which a plurality of antenna coils 21 are connected in parallel to one high-frequency power supply 22, interference between coils can be ignored.
  • One end of the antenna coil 21a is grounded at the ground pole 24a, and one end of the antenna coil 21b is grounded at the ground pole 24b (see FIG. 4).
  • the path 23a and the path 23b may be merged in the middle and grounded with a single ground electrode.
  • the plasma generator 10 of the present embodiment includes four divided antenna coils 21a to 21d as the antenna coil 21 (see FIG. 7).
  • the inductances of the antenna coils 21a-21d are L1, L2, L3 and L4, respectively.
  • the mutual inductance between the antenna coils 21a and 21b is M1
  • the mutual inductance between the antenna coils 21b and 21c is M2
  • the mutual inductance between the antenna coils 21c and 21d is M3. (see Figure 7).
  • These antenna coils 21a to 21d are provided in each of a plurality of paths 23a to 23d and arranged in parallel (see FIG. 7).
  • An adjustment coil Ls may be provided in at least one of the plurality of paths 23a to 23d at a position opposite to the high frequency power supply 22 when viewed from the antenna coils 21a to 21d.
  • each of the paths 23a to 23d is provided with adjustment coils Ls1, Ls2, Ls3, and Ls4 with variable inductance (see FIG. 7).
  • the number of coil turns of the antenna coil 21 is determined according to the capacity of the plasma to be generated. cannot be dealt with by commercially available generally available capacitors, so there are restrictions on the number of turns (length) of the coil (see Equation 1).
  • the lengths of the antenna coils 21a to 21d and the range of the inductances L1 to L4 of the respective antenna coils are determined based on the condition of the number of coil turns (length) described above.
  • the length of each of the antenna coils 21a to 21d becomes relatively shorter than when there is only one antenna coil, and this may reduce the inductance. .
  • the plasma generator 10 having the adjustment coils Ls1, Ls2, Ls3, and Ls4, by adjusting with these adjustment coils Ls so as to vary the combined inductance in the high-frequency circuit 20, generally available It becomes possible to correspond with the capacitor (that is, to generate the desired plasma).
  • These adjustment coils Ls1, Ls2, Ls3, and Ls4 also function as distributors that can adjust the amount (distribution amount) of the high-frequency current flowing through each of the plurality of paths 23a to 23d.
  • Current distribution capacitors C1, C2, C3, and C4 having a predetermined impedance are provided in each of the plurality of paths 23a to 23d of the plasma generator 10 (see FIG. 7).
  • these current distribution capacitors C1, C2, C3, and C4 are arranged on the opposite side of the antenna coils 21a, 21b, 21c, and 21d from the adjustment coils Ls1, Ls2, Ls3, and Ls4. (See FIG. 7).
  • these current distribution capacitors C1, C2, C3, and C4 can be adjusted by changing the amount (distribution amount) of the high-frequency current flowing through each of the plurality of paths 23a to 23d.
  • at least one of these current distribution capacitors C1, C2, C3, and C4, which functions as a divider, may be a variable capacitor with variable impedance.
  • the plasma generator 10 of this embodiment further includes a variable capacitor C T , a variable capacitor C L , and a common impedance Z (see FIG. 7).
  • the variable capacitor C T is provided at a position between the high-frequency power supply 22 and the plurality of paths 23a, 23b, 23c, 23d (the antenna coils 21a, 21b, 21c, 21d provided above), and the impedance is It is a variable capacitor.
  • the variable capacitor CL is a capacitor with variable impedance, which is provided on a path branched from between the high-frequency power supply 22 and the variable capacitor C T in the middle of the path 23 .
  • the other end of the variable capacitor C L (opposite to the end connected to the high frequency power supply 22, etc.) is connected to the ground electrode 24 (24c) (see FIG. 7).
  • a common impedance Z exists between the current distribution capacitors C 1 , C 2 , C 3 , C 4 and the ground electrode 24 .
  • this common impedance Z is provided in the middle of a single path where the paths 23a to 23d join (see FIG. 7).
  • the plasma generator 10 of this embodiment includes a control device 40 composed of a processor (computer) 41 and a memory 42 (see FIG. 8).
  • the memory 42 stores and stores a program (software) for executing predetermined processing and a reference data table DT.
  • the control device 40 is an arithmetic device that adjusts the capacitance of the variable capacitor C T and the variable capacitor C L by the processor 41 executing a program. Based on the program, processor 41 operates actuator 50 to adjust the capacitance of variable capacitor C T and variable capacitor C L .
  • the actuator 50 may be provided in common to the variable capacitors C T and C L . It may be provided for each variable capacitor.
  • the reference data table DT describes data referred to by the processor 41 when processing a predetermined procedure.
  • the reference data table DT in this embodiment adjusts the output of the high-frequency power source 22, the initial and target values of the capacitances of the variable capacitors C T and C L corresponding to the output, and the capacitances of the variable capacitors C T and C L. It contains information about the degree of variation in time (see FIG. 8).
  • the information on the degree of variation includes, for example, information on how to raise the value from the initial value to the target value (degree of variation) during capacitance adjustment, which is obtained based on the responsiveness to commands, transient characteristics, and the like.
  • the control device 40 receives input of process conditions (step SP1).
  • the processing conditions include, for example, the type of gas used, the power value of the high-frequency power source 22, the initial capacitance value (percentage at the initial stage) and variation type of the variable capacitors C T and C L , the pressure in the steady state, and the plasma in the steady state.
  • There are various conditions such as occurrence time (see FIG. 8).
  • the above “fluctuation type” is a patterned classification of the processing procedure for adjusting the capacitance of the variable capacitors C T and C L , and is set and linked from the processing conditions.
  • the control device can refer to the "variation type” linked to the processing conditions at the time and output an instruction signal so that the optimum processing procedure is performed (see FIG. 8).
  • the control device 40 that has received the input of the processing conditions sets the capacitances of the variable capacitors C T and C L of the high frequency circuit 20 based on the "initial capacitance value" in the processing conditions (step SP2).
  • control device 40 changes the capacitances of the variable capacitors C T and C L according to the "variation type" in the processing conditions (step SP3).
  • the control device 40 confirms whether the plasma generation situation (in other words, the situation indicating whether or not the predetermined conditions are met) is appropriate (step SP4). Whether the plasma generation state (matching state) is appropriate can be automatically determined based on, for example, the reflected power value and/or the presence or absence of plasma emission.
  • the reflected power value can be measured, for example, by an SWR meter (not shown) that converts the electromotive force of the detection circuit generated by the current of the feeder line (a part of the path 23) that feeds the antenna coil 21 into power and displays it.
  • the SWR meter can measure both traveling (incident) waves: high-frequency power directed from the high-frequency power supply 22 to the antenna coil 21 and reflected waves (reflection is power) generated with the generation of plasma.
  • traveling (incident) waves high-frequency power directed from the high-frequency power supply 22 to the antenna coil 21 and reflected waves (reflection is power) generated with the generation of plasma.
  • “automatic judgment” is explained, but the reflected power value and/or the degree of plasma emission (illuminance, emission spectroscopic analysis) may be presented, and the user may make a final judgment as to whether or not it is appropriate. .
  • step SP4 When it is determined in step SP4 that the plasma generation situation is appropriate (Yes in step SP4), the series of adjustment processing ends. On the other hand, if it is determined that it is not appropriate (No at step SP4), the process returns to step SP1 and repeats the above procedure.
  • the plasma generator 10 of the present embodiment has the reference data table DT as described above, so that plasma can be stably generated even under conditions in which the plasma generation conditions (matching conditions) are greatly different.
  • the plasma generator 10 of this embodiment includes antenna coils 21a and 21b divided into two as the antenna coil 21 (see FIG. 11).
  • the inductances of the antenna coils 21a and 21 are L1 and L2, respectively.
  • These antenna coils 21a and 21b are provided in each of a plurality of paths 23a and 23b and arranged in parallel (see FIG. 11). As in the other embodiments, there is one high-frequency power supply 22, and high-frequency power in the same frequency band is supplied (applied) from the high-frequency power supply 22 to the antenna coils 21a to 21d provided in the paths 23a and 23b, respectively. .
  • Adjustment coils Ls1 and Ls2 are provided on the paths 23a and 23b of the present embodiment, respectively, at positions opposite to the high-frequency power supply 22 when viewed from the antenna coils 21a and 21b.
  • Current distribution capacitors C1 and C2 are provided in the paths 23a and 23b, respectively, on the opposite side of the antenna coils 21a and 21b from the adjustment coils Ls1 and Ls2.
  • the adjustment coils Ls1 and Ls2 may have a predetermined inductance, or may have a variable inductance.
  • the current distribution capacitors C1 and C2 may have a predetermined impedance, or may have a variable impedance.
  • each of the plurality of paths 23a and 23b of this embodiment has a predetermined impedance in parallel on the same side as the adjustment coils Ls1 and Ls2 and the current distribution capacitors C1 and C2 when viewed from the antenna coils 21a and 21b.
  • Second current distribution capacitors C5 and C6 are arranged.
  • the second current distribution capacitors C5 and C6 are preferably variable impedance capacitors. As described above, when a plurality of antenna coils 21 are provided, it may be necessary to adjust the amount (distribution amount) of the high-frequency current flowing through each of the plurality of paths 23a and 23b.
  • FIG. 10 shows a circuit diagram in which the number of divisions of the antenna coil 21 is simplified from 4 to 2 as a modified example of the high-frequency circuit 20 of the plasma generator 10 shown in FIG.
  • the high-frequency circuit 20 shown in FIG. 10 when the antenna coils L1 and L2 have the same inductance, the adjustment coils Ls1 and Ls2 have the same inductance, and the current distribution capacitors C1 and C2 have the same impedance, the paths 23a and 23b
  • FIG. 12(a) shows how the high-frequency currents I(L1) and I(L2) flowing through the capacitor change over time.
  • FIG. 12B shows how the high-frequency currents I(L1) and I(L2) change over time when only the impedance of the capacitor C2 is changed from the above conditions.
  • FIG. 13B shows how the high-frequency currents I(L1) and I(L2) change over time when only the impedance of the capacitor C2 is changed from the above conditions.
  • the adjustment responsiveness can be improved by arranging the second current distribution capacitors C5 and C6 in parallel with the adjustment coils Ls1 and Ls2 and the current distribution capacitors C1 and C2 in the subsequent stages of the antenna coils 21a and 21b.
  • a capacitor with variable impedance may be used as at least one of the plurality of capacitors C5 and C6 arranged in parallel as described above.
  • a fifth embodiment which is an example of the case where the plasma generator 10 is used as a plasma processing apparatus, will be described (see FIG. 15).
  • FIG. 15 A plasma processing apparatus using the plasma generator 10 shown in FIG. 4 is shown in FIG.
  • an antenna coil 21 is connected to a high frequency (for example, 13.56 MHz) circuit 20 for plasma generation.
  • the roll mold 100 which is an object to be processed and is housed in a reaction vessel (not shown), is provided with a bias high frequency (for example, higher than the plasma generation frequency) for attracting ions in the plasma. low frequency) circuit 25 is connected.
  • a bias high frequency for example, higher than the plasma generation frequency
  • the high-frequency circuit 25 By connecting the high-frequency circuit 25 to the mold 100, it becomes possible to adjust the potential on the surface of the mold 100, thereby adjusting the acceleration potential of the plasma generated by the antenna coils (21a, 21b). With this configuration, it is possible to adjust the surface processing speed of the object to be processed by the plasma processing apparatus and the processing shape.
  • a DC circuit may be connected as the bias circuit.
  • FIG. 14 shows a plasma processing apparatus using a plasma generator (FIG. 3) in which the antenna coil is not divided according to the prior art.
  • a ground electrode 24 and a high-frequency power source 25 are connected to the roll-shaped substrate mold 100 .
  • the inductance L increases and the capacitance C satisfies the equation (1). becomes difficult to employ. Therefore, the size of the mold 100 that can be processed is limited, and it is difficult to process a large-area mold 100 .
  • the antenna coil is divided into two and four, but based on the same idea, the number of divisions is good if the antenna coil 21 is divided into at least two or more. Needless to say.
  • Appendix 1 a high-frequency circuit having an inductive load and a high-frequency power supply that supplies high-frequency power to the inductive load; a reaction vessel configured to be depressurized and generating plasma by applying high-frequency power to the inductive load;
  • the inductive load is composed of a spiral antenna coil arranged to surround the reaction vessel, The antenna coil is divided into at least two or more,
  • the plasma generator according to claim 1, wherein the high-frequency circuit has a plurality of paths provided with each of the antenna coils divided into at least two or more.
  • the reaction vessel has a cylindrical shape having the same axis as the antenna coil, the inner diameter of the reaction vessel is smaller than the diameter of the antenna coil, and the antenna coil is arranged outside the reaction vessel.
  • Appendix 3 3. The plasma generator according to appendix 1 or 2, wherein the reaction vessel includes a plurality of gas introduction parts for introducing reaction gas into the reaction vessel from different positions.
  • each of the plurality of paths is connected in parallel to the high-frequency power supply; 3.
  • the plasma generator according to appendix 1 or 2, wherein the high-frequency circuit is configured such that the high-frequency power supply supplies high-frequency power in the same frequency band to the plurality of paths.
  • Appendix 5 3. The plasma generator according to appendix 1 or 2, wherein the high-frequency circuit includes a ground electrode to which opposite sides of the plurality of paths to the high-frequency power supply are commonly connected.
  • Appendix 7 The plasma generator according to appendix 6, wherein the adjustment coil is a coil with variable inductance.
  • Appendix 8 8. The plasma generator according to appendix 6 or 7, wherein each of the plurality of paths has a capacitor having a predetermined impedance on the opposite side of the antenna coil with respect to the adjustment coil.
  • Appendix 9 9. The plasma generator according to appendix 8, wherein at least one of the plurality of capacitors is a variable impedance capacitor.
  • each of the plurality of paths has a plurality of capacitors having a predetermined impedance arranged in parallel on the same side as the adjustment coil when viewed from the antenna coil.
  • Appendix 11 11. The plasma generator according to appendix 10, wherein at least one of the plurality of capacitors is a variable impedance capacitor.
  • Appendix 12 12. The plasma generator according to any one of appendices 1 to 11, wherein each of said antenna coils has a number of turns greater than one.
  • a control device having a processor and a memory storing software for executing predetermined processing, and controlling the high-frequency circuit
  • the high-frequency circuit is a first capacitor with variable impedance provided between the high-frequency power supply and the plurality of paths; a second capacitor with variable impedance provided on a path branched from between the high-frequency power supply and the first capacitor and having the other end connected to a ground electrode; has the memory stores a program for adjusting capacitances of the first capacitor and the second capacitor;
  • the memory further stores a reference data table including an output of the high-frequency power source and initial values and target values of capacitances of the first capacitor and the second capacitor corresponding to the output.
  • 9. The plasma generator according to any one of appendices 1 to 8, wherein the controller adjusts capacitances of the first capacitor and the second capacitor based on the program and the reference data table.
  • the memory further stores information about the degree of variation when adjusting the capacitance of the first capacitor and the second capacitor; 14.
  • a high-frequency circuit having an inductive load and a high-frequency power supply that supplies high-frequency power to the inductive load; and a reaction vessel that can be depressurized and generates plasma by applying high-frequency power to the inductive load.
  • the inductive load is composed of a spiral antenna coil arranged to surround the reaction vessel, The antenna coil is divided into at least two or more,
  • the reaction vessel includes a processing target storage unit for storing the processing target,
  • the plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the processing object accommodating portion is arranged inside a space surrounded by the antenna coil.
  • Appendix 16 16. The plasma processing apparatus according to appendix 15, wherein the reaction container further includes a plurality of gas introduction units for introducing reaction gas into the reaction container from different positions.
  • a high-frequency circuit having an inductive load and a high-frequency power supply that supplies high-frequency power to the inductive load; and a reaction vessel that can be depressurized and generates plasma by applying high-frequency power to the inductive load.
  • the inductive load is composed of a spiral antenna coil arranged to surround the reaction vessel, The antenna coil is divided into at least two or more,
  • the reaction vessel includes a processing target storage unit for storing the processing target, A plasma etching apparatus for a seamless roller mold, wherein the processing object accommodating portion is arranged inside a space surrounded by the antenna coil.
  • Appendix 18 18. The seamless roller mold plasma etching apparatus according to appendix 17, wherein the reaction vessel further includes a plurality of gas introducing portions for introducing reaction gas into the reaction vessel from different positions.
  • the plasma apparatus according to the present disclosure is suitable for application to ICP dry etching and the like.
  • Plasma generator plasma processing device, plasma etching device for seamless roller mold
  • High frequency circuit 21
  • Antenna coil (inductive load) 22
  • High-frequency power source 23
  • Path 24 ... Ground electrode 25
  • High-frequency circuit 30
  • Reaction container 31
  • Mold accommodating part (workpiece accommodating part) 32
  • Gas flow passage 34
  • Gas introduction hole 35
  • Gas introduction portion 36
  • Gas introduction pipe 37
  • Discharge tube 40
  • Processor 42
  • Memory 50 Actuator 100 Mold (object to be processed)
  • A Central axis (axis) of reaction vessel and/or antenna coil C (C1 to C4)
  • Current distribution capacitor C T ...
  • Variable capacitor (first capacitor) C
  • variable capacitor (second capacitor) DT
  • Reference data table Ls (Ls1, Ls2, Ls3, Ls4)... Adjustment coil

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Abstract

より大容量の容器内に、より密度の高いプラズマを発生させることを可能とするべく、本開示に係るプラズマ発生装置は、誘導性負荷、および該誘導性負荷に高周波電力を供給する高周波電源（２２）を有する高周波回路（２０）と、減圧可能に構成され、誘導性負荷に高周波電力を印加することによりプラズマが発生する反応容器と、を備える。誘導性負荷は、反応容器の周囲を取り巻くように配置される螺旋状のアンテナコイル（２１）で構成されており、アンテナコイルは、少なくとも２以上に分割されている。高周波回路（２０）は、少なくとも２以上に分割されたアンテナコイル（２１）のそれぞれが設けられた複数の経路（２３）を有する。

Description

プラズマ発生装置、プラズマ処理装置およびシームレスローラモールド用プラズマエッチング装置
　本発明は、プラズマ発生装置、プラズマ処理装置およびシームレスローラモールド用プラズマエッチング装置に関する。
　基板の薄膜形成処理、イオン注入処理、ドライエッチング処理等の、種々の処理にプラズマ発生装置が用いられている。誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ(Inductively Coupled Plasma)）は、誘導性の負荷であるアンテナコイルと高周波電源を有する高周波回路を使用し、アンテナコイルに高周波電力を供給することによって発生する。
　例えば、特許文献１および特許文献２には、微粒子をプラズマ処理によって加工するプラズマ発生装置が開示されている。プラズマ発生装置は、プラズマを発生し、内部に被加工対象物である微粒子が流動する反応容器（円筒状の管）と、反応容器の周囲を取り巻く誘導性負荷であって高周波回路を構成する螺旋状のアンテナコイルと、を備えている。アンテナコイルは、特定の波長モードで共振することによって定在波を誘導し、反応容器内に誘導電界を発生させる。これにより、反応容器内に、誘導性結合によるプラズマが発生する。
　このような、被加工対象物へのプラズマ処理では、より大容量の容器内に、より密度の高いプラズマを発生させることが、プラズマ処理による被加工対象物の加工速度を向上させることができる点で好ましい。
　また、特許文献３には、ロールモールド用プラズマエッチング装置が開示されており、曲面を有するロール状基材のエッチングにおいて、表面に対して垂直な方向にエッチングされる点で好ましい。
特開２０１０－１３１５７７号公報 特開２０１２－５５８４０号公報 特開２０１２―１５８１７８号公報
　しかしながら、上記特許文献１、特許文献２に記載のような構成では、プラズマを発生させる容器の容量を大きくすることが困難であった。
　すなわち、容器の容量を大きくしようとすると、それに応じ、誘導性負荷であるコイルの巻き数を多くする、つまり、コイル長を長くする必要が生じる。一方で、アンテナコイルを無限に長くすることは、特定の波長モードでの共振条件を満たすコンデンサ等の電気素子の選択の余地が狭まることから、妥当ではない。
　そこで、本発明は、上記課題を解決するべく、より大容量の容器内に、より密度の高いプラズマを発生させることが可能なプラズマ発生装置、プラズマ処理装置およびシームレスローラモールド用プラズマエッチング装置を提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係るプラズマ発生装置は、
　誘導性負荷と、誘導性負荷に高周波電力を供給する高周波電源と、を有する高周波回路と、
　減圧可能に構成され、誘導性負荷に高周波電力を印加することによりプラズマが発生する反応容器と、を備え、
　誘導性負荷は、反応容器の周囲を取り巻くように配置される螺旋状のアンテナコイルで構成されており、
　アンテナコイルは、少なくとも２以上に分割されており、
　高周波回路は、少なくとも２以上に分割されたアンテナコイルのそれぞれが設けられた複数の経路を有する、プラズマ発生装置である。
　上記のごとき態様のプラズマ発生装置によれば、アンテナコイルを分割することにより、それぞれのアンテナコイルのコイル線長を所定の波長内に維持し、インダクタンスを小さくして共振条件を満たすキャパシタを選定できるようになる。したがって、より大容量の容器内に、より密度の高いプラズマを発生させることが可能となる。
　上記態様のプラズマ発生装置において、反応容器は、アンテナコイルと同一の軸を有する円筒形状であり、該反応容器の内径は、アンテナコイル径よりも小さく、アンテナコイルは、反応容器の外に配置されていてもよい。
　上記態様のプラズマ発生装置において、反応容器は、異なる位置から該反応容器に反応ガスを導入する複数のガス導入部を備えていてもよい。
　上記態様のプラズマ発生装置において、複数の経路のそれぞれは、高周波電源に対して並列に接続され、高周波回路は、高周波電源が、複数の経路に対して同一周波数帯の高周波電力を供給するように構成されていてもよい。
　上記態様のプラズマ発生装置において、高周波回路は、複数の経路の高周波電源とは反対側が共通して接続される接地極を備えていてもよい。
　上記態様のプラズマ発生装置において、複数の経路のいずれか１つは、アンテナコイルに対して高周波電源の反対側に調整コイルを有していてもよい。
　上記態様のプラズマ発生装置において、調整コイルは、インダクタンスが可変なコイルであってもよい。
　上記態様のプラズマ発生装置において、複数の経路のそれぞれは、調整コイルに対してアンテナコイルの反対側に、所定のインピーダンスを有するコンデンサを有していてもよい。
　上記態様のプラズマ発生装置において、複数のコンデンサの少なくとも１つは、インピーダンスが可変なコンデンサであってもよい。
　上記態様のプラズマ発生装置において、複数の経路のそれぞれは、アンテナコイルから見て調整コイルと同じ側に並列に配置された、所定のインピーダンスを有する複数のコンデンサを有していてもよい。
　上記態様のプラズマ発生装置において、複数のコンデンサの少なくとも１つは、インピーダンスが可変なコンデンサであってもよい。
　上記態様のプラズマ発生装置において、アンテナコイルのそれぞれは、１巻きよりも大きい巻き数を有していてもよい。
　上記態様のプラズマ発生装置は、プロセッサと、所定の処理を実行するためのソフトウェアが記憶されたメモリと、を有し、高周波回路を制御する制御装置を備え、
　高周波回路は、
　　高周波電源と複数の経路との間に設けられるインピーダンスが可変な第１のコンデンサと、
　　高周波電源と第１のコンデンサとの間から分岐して、他端が接地極に接続される経路上に設けられるインピーダンスが可変な第２のコンデンサと、
　を有し、
　メモリには、第１のコンデンサ及び第２のコンデンサのキャパシタンスを調整するプログラムが格納されており、
　メモリには、さらに、高周波電源の出力と、出力に対応した、第１のコンデンサ及び第２のコンデンサのキャパシタンスそれぞれの初期値及び目標値を含む、参照データテーブルが格納されており、
　制御装置は、プログラムと参照データテーブルとに基づいて、第１のコンデンサ及び第２のコンデンサのキャパシタンスを調整する、プラズマ発生装置であってもよい。
　上記態様のプラズマ発生装置において、メモリには、さらに、第１のコンデンサ及び第２のコンデンサのキャパシタンスを調整するときの、変動度合いに関する情報が記憶されており、
　制御器は、さらに、変動度合いに基づいて、第１のコンデンサ及び第２のコンデンサのキャパシタンスを調整するものであってもよい。
　本発明の別の一態様は、誘導性負荷と、該誘導性負荷に高周波電力を供給する高周波電源と、を有する高周波回路と、減圧可能に構成され、誘導性負荷に高周波電力を印加することによりプラズマが発生する反応容器と、を備え、
　誘導性負荷は、反応容器の周囲を取り巻くように配置される螺旋状のアンテナコイルで構成されており、
　アンテナコイルは、少なくとも２以上に分割されており、
　反応容器は、被加工対象物を収容するための被加工対象収容部を備え、
　該被加工対象収容部は、アンテナコイルによって囲まれる空間の内側に配置されている、プラズマ処理装置である。
　上記態様のプラズマ処理装置における反応容器は、異なる位置から反応容器に反応ガスを導入する複数のガス導入部をさらに備えていてもよい。
　本発明のさらに別の一態様は、誘導性負荷と、該誘導性負荷に高周波電力を供給する高周波電源と、を有する高周波回路と、減圧可能に構成され、誘導性負荷に高周波電力を印加することによりプラズマが発生する反応容器と、を備え、
　誘導性負荷は、反応容器の周囲を取り巻くように配置される螺旋状のアンテナコイルで構成されており、
　アンテナコイルは、少なくとも２以上に分割されており、
　反応容器は、被加工対象物を収容するための被加工対象収容部を備え、
　該被加工対象収容部は、アンテナコイルによって囲まれる空間の内側に配置されている、シームレスローラモールド用プラズマエッチング装置である。
　上記態様のシームレスローラモールド用プラズマエッチング装置における反応容器は、異なる位置から反応容器に反応ガスを導入する複数のガス導入部をさらに備えていてもよい。
　本発明によれば、より大容量の容器内に、より密度の高いプラズマを発生させることが可能なプラズマ発生装置、プラズマ処理装置およびシームレスローラモールド用プラズマエッチング装置を提供することができる。
本開示に係るプラズマ発生装置の概略を示す全体図である。 プラズマ発生装置の反応容器の縦断面における内部構成を示す斜視図である。 従前のプラズマ発生装置における高周波回路の一例を参考として示す図である。 本開示に係るプラズマ発生装置の高周波回路の一例を示す図である。 共振時のコイル巻き数とコンデンサの静電容量(Ct)との関係を示すグラフである。 短絡負荷時の入力インピーダンスの長さによる変化について説明する図である。 本開示の第２の実施形態におけるプラズマ発生装置の高周波回路を示す図である。 本開示の第３の実施形態におけるプラズマ発生装置の制御装置と高周波回路の調整方法について説明する図である。 プラズマ発生装置の制御装置によるバリアブルコンデンサＣT，ＣLのキャパシタンス調整処理の一例を示すフローチャートである。 図７に示したプラズマ発生装置の高周波回路の変形例として、アンテナコイルの分割数を４から２に単純化したものを示す図である。 図１０に示したプラズマ発生装置の高周波回路の変形例として、アンテナコイルから見て調整コイルと同じ側に、並列に所定のインピーダンスを有するコンデンサを有するものを示す図である。 （ａ）図１０に示した高周波回路において、アンテナコイルＬ１、Ｌ２のインダクタンスが等しく、調整コイルＬｓ１、Ｌｓ２のインダクタンスが等しく、電流分配用コンデンサＣ１、Ｃ２のインピーダンスが等しい場合に、経路（２３ａ、２３ｂ）のそれぞれに流れる高周波電流Ｉ（Ｌ１）、Ｉ（Ｌ２）の経時変化の様子を示すグラフと、（ｂ）上記（ａ）の条件からコンデンサＣ２のインピーダンスのみを変化させた場合における、高周波電流Ｉ（Ｌ１）、Ｉ（Ｌ２）の経時変化の様子を示すグラフである。 （ａ）図１１に示した高周波回路において、アンテナコイルＬ１、Ｌ２のインダクタンスが等しく、調整コイルＬｓ１、Ｌｓ２のインダクタンスが等しく、電流分配用コンデンサＣ１、Ｃ２のインピーダンスが等しく、第二の電流分配用コンデンサＣ３、Ｃ４のインピーダンスが等しい場合に、経路（２３ａ、２３ｂ）のそれぞれに流れる高周波電流Ｉ（Ｌ１）、Ｉ（Ｌ２）の経時変化の様子を示すグラフと、（ｂ）上記（ａ）の条件からコンデンサＣ２のインピーダンスのみを変化させた場合における、高周波電流Ｉ（Ｌ１）、Ｉ（Ｌ２）の経時変化の様子を示すグラフである。 従前のプラズマ発生装置における高周波回路の別の一例（被加工対象物に高周波電源を繋いだ例）を参考として示す図である。 本開示に係るプラズマ発生装置の高周波回路の別の一例（被加工対象物に高周波電源を繋いだ例）を示す図である。
　以下、本開示の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
　図１等に、本開示にかかるプラズマ発生装置の一例を示す。プラズマ発生装置１０は、例えば、加工対象たるモールドにエッチング処理をする際にプラズマを発生させるための装置などとして利用することが可能な装置である。一例として、ロールドライエッチング（ＲＤＥ）装置としてのプラズマ発生装置１０は、ガス導入管３６を通じて放電管３７の内部に導入したガス（例えば、ＳＦ６、Ｏ２）を、誘導性負荷としてのアンテナコイル２１に生じさせた磁界・誘導電解によってプラズマ化し、電離したイオン（フッ素イオン）を用いてモールド１００の表面に微細な凹凸を形成することができるように構成されている（図１、図２等参照）。
　被加工対象物たるモールド１００の種類や構成などは特に限定されるものではなく、シームレスローラモールド（継ぎ目なし円筒版）のようなものも含まれる。詳細な説明は省略するが、シームレスローラモールドは、高解像度ロールツーロールリバースオフセット印刷や高精細ロールツーロールインプリントなどに好適なように、円周全面に継ぎ目なくパターンを形成した版である。このようなシームレスローラモールドの表面処理をする（プラズマ処理をする）際に用いられるプラズマ発生装置は、プラズマ処理装置ないしはシームレスローラモールド用プラズマエッチング装置として用いられうる。
［第１の実施形態］
　このような装置の一例である本実施形態のプラズマ発生装置１０について以下、説明する。本実施形態のプラズマ発生装置１０は、高周波回路２０、反応容器３０、制御装置４０などを備える装置として構成されている（図４等参照）。高周波回路２０は、アンテナコイル２１、高周波電源２２、経路２３、接地極２４などを含む。また、高周波回路２０は、調整コイルＬｓ、バリアブルコンデンサＣT、バリアブルコンデンサＣLなどを含んでいてもよい。
　本開示における高周波回路２０は、プラズマを発生させるための誘導性負荷であるアンテナコイルと、アンテナコイルに高周波電力を供給する高周波電源２２とを含む。また、本開示における高周波回路２０は、アンテナコイルと高周波電源との間の経路２３に設けられる第１のバリアブルコンデンサＣTと、バリアブルコンデンサＣTと高周波電源との間の経路２３から分岐して他端が接地極２４に接続される経路２３に設けられる第２のバルアブルコンデンサＣLを含む。
　高周波回路２０は、バリアブルコンデンサＣTに対して、高周波電源２２とは反対側の経路２３が分岐しており、第１の経路２３ａに第１のアンテナコイル２１ａが設けられ、第２の経路２３ｂに第２のアンテナコイル２１ｂが設けられている。アンテナコイル２１ａ、２１ｂの他端は、接地極２４に接続されている。さらに、高周波電源２２は、接地極２４に接続されている。
　アンテナコイル２１は、高周波電源２２から供給される高周波電力に応じて磁界・誘導電解を生じさせ、ガスをプラズマ化するコイルである。アンテナコイル２１は、反応容器３０に収容されたモールド１００の周囲のガスをプラズマ化するべく、当該反応容器３０内の空間を取り巻くように配置された螺旋状のコイルで構成されている（図４参照）。アンテナコイル２１のコイル巻き数は１巻きあるいはそれよりも大きい数である。
　高周波電源２２は、アンテナコイル２１に高周波電力を供給（印加）する電源である。
　経路２３は、アンテナコイル２１、高周波電源２２などを電気的に接続して回路を構成するように設けられている。
　接地極２４は、高周波回路２０の一部を接地するよう、経路２３の所定の箇所に設けられている。
　バリアブルコンデンサＣTは、高周波電源２２とアンテナコイル２１との間に設けられる、インピーダンスが可変なコンデンサである。バリアブルコンデンサＣLは、経路２３の途中、高周波電源２２とバリアブルコンデンサＣTとの間から分岐した経路上に設けられている。バリアブルコンデンサＣLの他端側（高周波電源２２などと接続される端部とは逆側）が接地極２４（２４ｃ）と接続される（図４参照）。
　反応容器３０は、減圧可能に構成されている容器である。反応容器の内部には、モールド１００が収容されるモールド収容部３１と、該モールド収容部３１の周囲に形成されたガス流通路３２とが設けられている（図２参照）。本実施形態の反応容器３０は、軸Ａを中心とした円筒形状であり（図１、図２参照）、その内径は、アンテナコイル２１の径よりも小さくなるように設けられている。すなわち、アンテナコイル２１は反応容器３０の外側に配置されている。このような構成とすることで、アンテナコイル２１が直接プラズマに暴露されないため、プラズマ発生時の残渣がアンテナコイルに付着して、生成するプラズマ密度が不均一になることを抑止することができる。
　また、本実施形態のアンテナコイル２１は、反応容器３０の外側に、螺旋の中心が軸Ａと重なるように配置されることが好ましい。すなわち、アンテナコイル２１の軸が、反応容器３０の軸Ａと同一となるように配置されることが好ましい。このような構成とすることで、反応容器内に円周方向と軸方向のいずれの方向にも、均一な密度のプラズマを発生させることができる。
　さらに、本実施形態では、円筒形状のモールド収容部（被加工対象収容部）３１が、アンテナコイル２１によって囲まれる空間の内側に配置されている。このような構成とすることで、大面積のモールド（被加工対象物）を対象とする場合にもその全面を均一にプラズマ処理できる点で好ましく、また、モールド１００が円筒形状の場合に、その全周をモールドの全長に亘って同時にかつ均一にプラズマ処理することが可能なため特に好ましい。
　加えて、モールド収容部（被加工対象収容部）３１の中心の軸と反応容器３０の軸Ａを一致させることが好ましい。このような構成とすることで、モールド１００の周辺のガス流通路の容積が円周方向に均等になり、均一なプラズマを生成することができるので、モールド１００の全面を均等にプラズマ処理することができる。
　ガス導入部３５は、放電管３７の内部に反応ガス（例えば、ＳＦ６、Ｏ２）を導入する部分であり、例えば、反応容器３０の周壁３０ｐに設けられたガス導入孔３４などで構成されている（図２参照）。ガス導入部３５にはガス導入管３６が接続されている（図１参照）。ガス導入部３５は複数設けられていてもよい。本実施形態の反応容器３０は４つのガス導入部３５を備える（図１等参照）。反応ガスはプラズマとなって消費されるため、仮にガス導入部３５が一箇所しかないと、ガス導入部３５に近い位置と遠い位置とで反応ガスの供給量に差が生じかねない。この点、本実施形態のように、異なる位置から反応容器３０に反応ガスを導入する複数のガス導入部３５を設けることで、反応容器３０内により均一な密度のプラズマを生成することが可能となる。このように複数のガス導入部３５を設ける場合には、反応容器３０の軸Ａ方向に離れた位置に複数のガス導入部３５を設けることがより好ましく、放電管３７に向けて少なくとも相対する２つの方向から反応ガスが流れるようにガス導入部３５を配置することがさらに好ましい。なお、ガス導入部３５の近傍で反応ガスが反応容器の径方向に流れるとしても、その後、放電管３７に向け反応容器の軸方向に沿って相対する２つの方向からガスが流れることで、より均一なプラズマが生成されるようにすることが可能である。本実施形態では、反応容器３０の軸Ａ方向に離れた位置に沿ってモールド収容部３１の両端よりも外側にガス導入部３５を配置し、より均一なプラズマが生成されるようにしている（図２等参照）。
　また、本実施形態のように、反応容器３０の内側にモールド収容部（被加工対象収容部）３１を有する場合には、異なる位置から反応容器３０に反応ガスを導入する複数のガス導入部３５を設けることで、反応容器３０内により均一な密度のプラズマを生成することができ、被加工対象物であるモールド１００の均一なプラズマ処理が実現できる。このように複数のガス導入部３５を設ける場合には、反応容器３０の軸Ａ方向に離れた位置に複数のガス導入部３５を設けることがより好ましく、放電管３７に向けて少なくとも相対する２つの方向から反応ガスが流れるようにガス導入部３５を配置することがさらに好ましい。加えて、反応容器３０の軸Ａ方向についてモールド収容部（被加工対象収容部）３１の両端部よりも外側に複数のガス導入部３５が配置されていると、モールド１００の周囲に供給される反応ガスの供給量がより均等になり、均一なプラズマ処理が実現できる。
　本実施形態においては、反応容器３０を減圧可能な真空ポンプに接続する排気管（不図示）が、前記した複数のガス導入部３５から均等に離れた位置にあると、プラズマ処理後の反応物が、反応容器３０内に滞留しづらくなるので、より好ましい。
＜アンテナコイル＞
　従前、例えば、円筒状の版材の表面にサブミクロンオーダーの微細パターンを生成して印刷用の円筒版を製造するためのエッチングプロセスの場面において、過去のプラズマ処理（微粒子のプラズマ加工、半導体ウェハのエッチングプロセス）における被加工対象物よりも大きい加工対象物を加工するニーズがあり、これを実現するには、より大容量の容器に、より密度の高いプラズマを発生させることが必要となる。具体例を挙げれば、広幅ロールのモールドに、プラズマ密度の大きくエッチングレートが高いＩＣＰ(Inductively Coupled Plasma)方式の誘導結合型プラズマを適用して深堀のエッチングを実現しようする場合などである。
　さて、大容量の容器内にプラズマを発生させようとすれば、これに伴い誘導性負荷が大きくなる（つまりコイルの巻き数が多くなる）ことから、アンテナコイルのコイル長が長くなり、コイル線長が長くなる（図３参照）。ただし、一般に、プラズマ発生装置１０においてプラズマを生成するためには、以下の共振条件を満たして共振状態をつくりだす必要がある（数式１、図５参照）。
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　数式１に照らせば、アンテナコイル２１のコイル長を長くすればインダクタンスＬが増大してしまい、数式１を満たす静電容量Ｃのコンデンサを採用することが難しくなる。つまり、コイルの巻き数（コイルの長さ）は、共振条件を満たす必要がある関係上、無限に長くすることはできない。そうすると、共振回路（ＬＣ回路）に使用できるコンデンサのキャパシタンスの値からして、制限があるということである。具体的には、実現可能なコンデンサの静電容量が10pFあるいはそれを上回る程度であることからして、上記を満たすインダクタンスＬの大きさには制限がある。このように、共振条件と、使用可能なコンデンサのキャパシタンスの値とから、インダクタンスＬの大きさ、言い換えればアンテナコイル２１の長さには制約が存在する。また、アンテナコイル２１の長さは、高周波電力の波長λに対するコイル長さのインピーダンスの性質により、制約が存在する。これは、以下のように説明することができる。すなわち、アンテナコイル２１のコイル長をＳ、高周波電力の波長をλとすると、
［数２］
　　　Ｓ＜λ／４
のとき、インダクティブな入力インピーダンスが得られる反面（図６（Ａ）参照）、
［数３］
　　　Ｓ＝λ／４
のとき（図６（Ｂ）参照）、あるいは
［数４］
　　　Ｓ＞λ／４
のとき（図６（Ｃ）参照）は、電力がかからなかったり、キャパシティブな状態となってＩＣＰ方式の状態が維持されなかったりする。要は、アンテナコイルのコイル長Ｓが、当該アンテナコイルに印加される電力の周波数の1/4波長（例えば、テフロン(登録商標)でカバーした銅パイプに13.56MHzの電力を印加した場合であれば、約3.8m）以上になった場合に、コイル中で電位差が0Vになる部分が生じて、プラズマが発生しない事象が起こるということである。また、アンテナコイルの巻き数を増やしたり、コイル線長を長くしたりした場合にアンテナコイルのインダクタンスＬは大きくなり、共振条件を満たすキャパシタンスが小さくなり、場合によっては、市販されているような（一般的に使用可能な）コンデンサでは対応できないような小さい値になり、現実的な値から乖離する。具体的には、例えば、高周波電力の周波数が上記のように13.56MHzである場合、波長λ＝22ｍであるから、コイル線長さＳの範囲である０～λ/４はすなわち０～5.5ｍである。さらに、０～λ／４値に短縮率を掛け合わせた０～３．８ｍの範囲にコイル長さを設定することが好ましい。ここで、短縮率とは、大気中、真空中を電波が進む速度と絶縁体等で覆われた導体内を電波が進む速度との比で表される速度係数である。
　さて、本実施形態のプラズマ発生装置１０では、アンテナコイル２１として、２つに分割された構成のアンテナコイル２１ａ，２１ｂを採用し、それぞれのアンテナコイル２１ａ，２１ｂのコイル線長を高周波電源の波長λの1/4波長内に維持し、アンテナコイル全体のインダクタンスを小さくしている（図４参照）。このようにアンテナコイルを分割することで、アンテナコイル全体としてのコイル長を長くしつつも各々のコイルのインダクタンスＬを小さくし、共振条件を満たすキャパシタを選定して、プラズマを生成することが可能となる。また、アンテナコイルに供給（印加）される高周波電力の周波数を高い帯域に維持することも可能となる。
　したがって、広幅ロールのモールド１００に、プラズマ密度の大きくエッチングレートが高いＩＣＰ(Inductively Coupled Plasma)方式の誘導結合型プラズマを適用して深堀のエッチングを実現しようする要請に対し、より大容量の反応容器３０内にて密度の高いプラズマを発生させることで応えることが可能となる。
　これら２つに分割されたアンテナコイル２１ａ，２１ｂは、それぞれ別の経路（図４において符号２３ａ，２３ｂで示す）に設けられている（図４参照）。これら複数の経路２３ａ，２３ｂのそれぞれは、高周波電源２２に対して並列に接続されている。経路２３ａ，２３ｂのそれぞれに設けられたアンテナコイル２１ａ，２１ｂには、高周波電源２２から、経路２３ａ，２３ｂを介して同一周波数帯の高周波電力が供給（印加）される（図４参照）。このように、一つの高周波電源２２に複数のアンテナコイル２１を並列に接続することで、コイル同士の干渉を無視できる。
　すなわち、複数のコイルを用いてプラズマを発生させる場合、複数のコイルのそれぞれが別々の高周波電源に接続される（複数の高周波電源を使用する）構成とすることもできる。ところが、高周波電源とコイルとを一対一に接続する（複数の高周波電源を使用する）場合、誘導性負荷の配置状態によっては、複数の誘導体負荷に生じる変動磁場や変動磁場によって生じる誘導電界同士が互いに干渉し（誘導性負荷の結合係数が大きい）、誘導性負荷からプラズマが発生しない場合がある。特に、複数のコイルのそれぞれを、反応容器の周囲を取り巻くように配置すると、相対的に密度の大きい螺旋状コイル内部の磁束が、隣接する別のコイルの磁束に影響を与える。そのため、隣接する一方のコイルにより発生する磁束が、他方のコイルの磁束に影響を与えることでコイル間の干渉度合いが大きく（結合係数Ｋが大きく）なり、誘導性負荷からプラズマが発生しない場合がある。なお、結合係数Ｋとは、一次巻線と二次巻線との結合の度合いを示す無次元数であり、互いのコイルを水平に並べると低くなり、本実施形態のように垂直に並べると高くなる。また、距離が離れるほど磁束密度が低くなるので結合係数Ｋも低くなる。結合係数Ｋの最大は１である。結合係数Ｋは、コイルを垂直に並べかつ距離が近いと磁束の干渉が大きくなるので、値があがる。このように、隣接するコイル間の干渉度合いが大きい場合、例えば、一方のアンテナコイルに供給する高周波電流を変動させる手当てをすることが考えられるが１３．５６ＭＨｚのような高周波数帯の高周波電流を変動させ、隣接するコイル間の磁束の影響を抑えることは困難な場合が多い。また、一方のアンテナコイルに供給する高周波電流を変動させた場合、コイル間で発生する変動磁場、誘導電界の干渉が、高周波回路を導通する高周波電流を変動させ、その結果、他方の高周波電源装置の劣化を招く場合がある。これの点を鑑みるに、一つの高周波電源２２に複数のアンテナコイル２１を並列に接続する本実施形態のプラズマ発生装置１０によれば、コイル同士の干渉を無視できる。
　アンテナコイル２１ａの一端は接地極２４ａにおいて接地され、アンテナコイル２１ｂの一端は接地極２４ｂにおいて接地されている（図４参照）。特に図示してはいないが、経路２３ａと経路２３ｂとを途中で合流させて単一の接地極で接地する構成としてもよい。
［第２の実施形態］
　プラズマ発生装置１０の第２の実施形態を説明する（図７参照）
　本実施形態のプラズマ発生装置１０は、アンテナコイル２１として、４つに分割されたアンテナコイル２１ａ～２１ｄを備える（図７参照）。アンテナコイル２１ａ～２１ｄのインダクタンスはそれぞれＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４である。また、アンテナコイル２１ａとアンテナコイル２１ｂとの間の相互インダクタンスはＭ１、アンテナコイル２１ｂとアンテナコイル２１ｃとの間の相互インダクタンスはＭ２、アンテナコイル２１ｃとアンテナコイル２１ｄとの間の相互インダクタンスはＭ３である（図７参照）。
　これらアンテナコイル２１ａ～２１ｄは、複数の経路２３ａ～２３ｄのそれぞれに設けられ、並列に配置されている（図７参照）。高周波電源２２は上記実施形態と同じく１つであり、該高周波電源２２から、経路２３ａ～２３ｄのそれぞれに設けられたアンテナコイル２１ａ～２１ｄに同一周波数帯の高周波電力が供給（印加）される。
　これら複数の経路２３ａ～２３ｄの少なくともいずれか１つのうち、アンテナコイル２１ａ～２１ｄからみて高周波電源２２とは逆となる位置に調整コイルＬｓが設けられていてもよい。本実施形態のプラズマ発生装置１０においては、経路２３ａ～２３ｄのそれぞれに、インダクタンス可変の調整コイルＬｓ１，Ｌｓ２，Ｌｓ３，Ｌｓ４が設けられている（図７参照）。上記したように、アンテナコイル２１のコイル巻き数は発生させるべきプラズマの容量に応じて決まるところ、コイル巻き数を多くしすぎると共振条件を満たす静電容量（キャパシタンス）Ｃが小さくなり、場合によっては、市販されているような一般的に使用可能なコンデンサでは対応できなくなるため、コイルの巻き数（長さ）には制約がある（数式１参照）。ここで、上述のコイル巻き数（長さ）の条件に基づき、アンテナコイル２１ａ～２１ｄの長さが決定され、かつ、それぞれのアンテナコイルのインダクタンスＬ１～Ｌ４の範囲が決定される。しかしながら、アンテナコイル２１を複数に設けることで、アンテナコイルを１つにする場合と比較して、各アンテナコイル２１ａ～２１ｄの長さは相対的に短くなり、これによりインダクタンスが小さくなる場合がある。その結果、バリアブルコンデンサＣTのキャパシタンスを変動させるだけでは、所定の共振条件を満たすように高周波回路を調整することが困難になる場合があった。この点、調整コイルＬｓ１，Ｌｓ２，Ｌｓ３，Ｌｓ４を備えたプラズマ発生装置１０によれば、高周波回路２０における合成インダクタンスを変動させるようにこれら調整コイルＬｓで調整することで、一般的に使用可能なコンデンサで対応する（つまりは所望のプラズマを発生させる）ことができるようになる。また、これら調整コイルＬｓ１，Ｌｓ２，Ｌｓ３，Ｌｓ４は、複数の経路２３ａ～２３ｄのそれぞれに流れる高周波電流の量（分配量）を調整することができる、いわば分配器としても機能する。
　また、プラズマ発生装置１０の複数の経路２３ａ～２３ｄのそれぞれには、所定のインピーダンスを有する電流分配用コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が設けられている（図７参照）。本実施形態では、これら電流分配用コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を、上記の調整コイルＬｓ１，Ｌｓ２，Ｌｓ３，Ｌｓ４からみてアンテナコイル２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄとは反対側に配置している（図７参照）。市販もしくは製作したインダクタンス可変コイルを上記の調整コイルＬｓ１，Ｌｓ２，Ｌｓ３，Ｌｓ４として用いたにもかかわらず適正範囲内に調整できない場合であっても、これら電流分配用コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４によって複数の経路２３ａ～２３ｄのそれぞれに流れる高周波電流の量（分配量）を変えることで調整することが可能である。このように、いわば分配器として機能するこれら電流分配用コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の少なくともいずれかは、インピーダンスが可変なバリアブルコンデンサであってもよい。
　本実施形態のプラズマ発生装置１０は、さらに、バリアブルコンデンサＣT、バリアブルコンデンサＣL、共通インピーダンスＺを備えている（図７参照）。バリアブルコンデンサＣTは、高周波電源２２と、複数の経路２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ（上に設けられた各アンテナコイル２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）との間となる位置に設けられる、インピーダンスが可変なコンデンサである。バリアブルコンデンサＣＬは、経路２３の途中、高周波電源２２とバリアブルコンデンサＣTとの間から分岐した経路上に設けられる、インピーダンスが可変のコンデンサである。バリアブルコンデンサＣLの他端側（高周波電源２２などと接続される端部とは逆側）が接地極２４（２４ｃ）と接続される（図７参照）。
　共通インピーダンスＺは、電流分配用コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４と接地極２４との間に存在する。本実施形態のプラズマ発生装置１０においては、経路２３ａ～２３ｄが合流した単一の経路の途中にこの共通インピーダンスＺが設けられている（図７参照）。
［第３の実施形態］
　上記した第１の実施形態や第２の実施形態のプラズマ発生装置１０において、制御装置を用いて所定の制御を行うことも好適である。以下、制御装置を備えたプラズマ発生装置１０について、第３の実施形態として説明する（図８等参照）。
　本実施形態のプラズマ発生装置１０は、プロセッサ（コンピュータ）４１、メモリ４２、で構成される制御装置４０を備えている（図８参照）。メモリ４２には、所定の処理を実行するためのプログラム（ソフトウェア）と、参照データテーブルＤＴが記憶・格納されている。
　制御装置４０は、プロセッサ４１がプログラムを実行することにより、バリアブルコンデンサＣT、バリアブルコンデンサＣLのキャパシタンスを調整する演算装置である。該プログラムに基づき、プロセッサ４１は、バリアブルコンデンサＣT、バリアブルコンデンサＣLのキャパシタンスを調整するべくアクチュエータ５０を作動させる。なお、アクチュエータ５０は、バリアブルコンデンサＣT、ＣLに共通して設けられていてもよく。バリアブルコンデンサごとに設けられていてもよい。
　参照データテーブルＤＴには、所定の手順を処理する際にプロセッサ４１が参照するデータが記述されている。本実施形態における参照データテーブルＤＴは、高周波電源２２の出力、該出力に対応したバリアブルコンデンサＣT，ＣLのキャパシタンスそれぞれの初期値及び目標値、バリアブルコンデンサＣT，ＣLのキャパシタンスを調整するときの変動度合いに関する情報を含む（図８参照）。変動度合いに関する情報には、例えば、指令に対する応答性、過渡特性などに基づき得られる、キャパシタンス調整時の初期値から目標値への数値の上げ方（変動度合い）に関する情報が含まれる。
　制御装置４０によるバリアブルコンデンサＣT，ＣLのキャパシタンス調整処理について例示しつつ説明する（図９参照）。
　調整処理開始後、制御装置４０は、処理条件の入力を受け付ける（ステップＳＰ１）。処理条件には、例えば、使用ガスの種別、高周波電源２２の電力値、バリアブルコンデンサＣT，ＣLのキャパシタンス初期値（初期におけるパーセンテージ）及び変動Type、定常状態での圧力、定常状態でのプラズマ発生時間などの各種条件がある（図８参照）。
　上記の「変動Type」は、バリアブルコンデンサＣT，ＣLのキャパシタンスを調整する際の処理手順をパターン化して分類したもので、処理条件から設定し紐づける。制御装置は、当該時点での処理条件に紐づけられた「変動Type」を参照し、最適の処理手順が行われるよう指示信号を出力することができる（図８参照）。
　処理条件の入力を受け付けた制御装置４０は、高周波回路２０のバリアブルコンデンサＣT，ＣLのキャパシタンスを、上記処理条件中の「キャパシタンス初期値」に基づき設定する（ステップＳＰ２）。
　続いて、制御装置４０は、バリアブルコンデンサＣT，ＣLのキャパシタンスを、上記処理条件中の「変動Type」に応じて変更する（ステップＳＰ３）。
　その後、制御装置４０はプラズマ発生状況（別言すれば、所定の条件に整合しているか否かを示す状況）が適切かどうか、確認する（ステップＳＰ４）。プラズマ発生状況（整合状況）が適切かは、例えば、反射電力値および／またはプラズマ発光の有無に基づき自動判定することができる。反射電力値は、例えば、アンテナコイル２１に給電する給電線（経路２３の一部）の電流によって発生する検出回路の起電力を電力換算して表示するSWRメータ（図示省略）により計測できる。SWRメータによれば、進行（入射）波：高周波電源２２からアンテナコイル２１に向かう高周波電力と、プラズマの発生に伴って発生する反射波（反射は電力）と、の双方を計測できる。なお、本実施形態では「自動判定」と説明したが、反射電力値、および／またはプラズマ発光の度合い（照度、発光分光分析）を提示し、ユーザが適切か否かを最終判断してもよい。
　ステップＳＰ４にてプラズマ発生状況が適切であると判断したら（ステップＳＰ４にてＹｅｓ）、一連の調整処理を終了する。一方、適切ではないと判断したら（ステップＳＰ４にてＮｏ）、ステップＳＰ１に戻って上記の処理手順を繰り返す。
　本実施形態のプラズマ発生装置１０では、上記のごとく参照データテーブルＤＴをもつがことで、プラズマ発生状況（整合状況）が大きく違う条件下についても安定してプラズマを発生させることができる。
［第４の実施形態］
　プラズマ発生装置１０の第４の実施形態を説明する（図１１参照）
　本実施形態のプラズマ発生装置１０は、アンテナコイル２１として、２つに分割されたアンテナコイル２１ａ、２１ｂを備える（図１１参照）。アンテナコイル２１a、２１のインダクタンスはそれぞれＬ１、Ｌ２である。
　これらアンテナコイル２１ａ、２１ｂは、複数の経路２３ａ、２３ｂのそれぞれに設けられ、並列に配置されている（図１１参照）。高周波電源２２は他の実施形態と同じく１つであり、該高周波電源２２から、経路２３ａ、２３ｂのそれぞれに設けられたアンテナコイル２１ａ～２１ｄに同一周波数帯の高周波電力が供給（印加）される。
　本実施形態の複数の経路２３ａ、２３ｂのそれぞれには、アンテナコイル２１ａ、２１ｂからみて高周波電源２２とは逆となる位置に調整コイルＬｓ１、Ｌｓ２が設けられている。また、複数の経路２３ａ、２３ｂのそれぞれには、上記の調整コイルＬｓ１、Ｌｓ２からみてアンテナコイル２１ａ、２１ｂと反対側に、電流分配用コンデンサＣ１、Ｃ２が設けられている。ここで、調整コイルＬｓ１、Ｌｓ２は、所定のインダクタンスを有するものであってもよいし、インダクタンスが可変なものであってもよい。また、電流分配用コンデンサＣ１、Ｃ２も、所定のインピーダンスを有するものであってもよいし、インピーダンスが可変なものであってもよい。
　さらに、本実施形態の複数の経路２３ａ、２３ｂのそれぞれには、アンテナコイル２１ａ、２１ｂからみて調整コイルＬｓ１、Ｌｓ２及び電流分配用コンデンサＣ１、Ｃ２と同じ側に、並列に、所定のインピーダンスを有する第二の電流分配用コンデンサＣ５、Ｃ６が配置されている。特に、第二の電流分配用コンデンサＣ５、Ｃ６は、インピーダンスが可変なコンデンサであることが好ましい。上述したように、アンテナコイル２１を複数に設ける場合には、複数の経路２３ａ、２３ｂのそれぞれに流れる高周波電流の量（分配量）の調整が必要となる場合がある。第二の電流分配用コンデンサＣ５、Ｃ６を設けることで、調整コイルＬｓ１、Ｌｓ２及び電流分配用コンデンサＣ１、Ｃ２のみを設ける場合と比べて、複数の経路２３ａ、２３ｂに流れる高周波電流の量の調整応答性が向上させることができ、好ましい。
　図７に示したプラズマ発生装置１０の高周波回路２０の変形例として、アンテナコイル２１の分割数を４から２に単純化した回路図を図１０に示す。図１０に示した高周波回路２０において、アンテナコイルＬ１、Ｌ２のインダクタンスが等しく、調整コイルＬｓ１、Ｌｓ２のインダクタンスが等しく、電流分配用コンデンサＣ１、Ｃ２のインピーダンスが等しい場合に、経路２３ａ、２３ｂのそれぞれに流れる高周波電流Ｉ（Ｌ１）、Ｉ（Ｌ２）の経時変化の様子を図１２（ａ）に示す。また、上記の条件からコンデンサＣ２のインピーダンスのみを変化させた場合における、高周波電流Ｉ（Ｌ１）、Ｉ（Ｌ２）の経時変化の様子を図１２（ｂ）に示す。
　他方、第二の電流分配用コンデンサＣ５、Ｃ６を設けた図１１の構成において、アンテナコイルＬ１、Ｌ２のインダクタンスが等しく、調整コイルＬｓ１、Ｌｓ２のインダクタンスが等しく、電流分配用コンデンサＣ１、Ｃ２のインピーダンスが等しく、第二の電流分配用コンデンサＣ３、Ｃ４のインピーダンスが等しい場合に、経路２３ａ、２３ｂのそれぞれに流れる高周波電流Ｉ（Ｌ１）、Ｉ（Ｌ２）の経時変化の様子を図１３（ａ）に示す。また、上記の条件からコンデンサＣ２のインピーダンスのみを変化させた場合における、高周波電流Ｉ（Ｌ１）、Ｉ（Ｌ２）の経時変化の様子を図１３（ｂ）に示す。
　これらから、第二の電流分配用コンデンサＣ５，Ｃ６をアンテナコイル２１ａ、２１ｂの後段の調整コイルＬｓ１，Ｌｓ２や電流分配用コンデンサＣ１，Ｃ２と並列に配置することで、調整応答性を向上させることが可能となることがわかる。ちなみに、上記のごとく並列に配置された複数のコンデンサＣ５，Ｃ６のうちの少なくとも１つとして、インピーダンスが可変なコンデンサを用いてもよい。
［第５の実施形態］
　プラズマ発生装置１０の、プラズマ処理装置として用いる場合の一例である第５の実施形態を説明する（図１５参照）。
　図４に示したプラズマ発生装置１０を利用したプラズマ処理装置を図１５に示す。図１５のプラズマ処理装置においては、アンテナコイル２１には、プラズマ発生用の高周波（例えば１３．５６ＭＨｚ）回路２０が接続されている。さらに、図示しない反応容器中に収容された被加工対象物であるロールのモールド１００には、接地極２４（２４ｅ）に加えプラズマ中のイオンを引き込むためのバイアス用高周波（例えばプラズマ発生用周波数より低い周波数）回路２５が接続されている。モールド１００に高周波回路２５を接続することで、モールド１００表面の電位を調整することが可能となり、アンテナコイル（２１ａ、２１ｂ）により発生したプラズマの加速電位を調整することが可能となる。この構成によりプラズマ処理装置による被加工対象物の表面処理速度や、加工形状の調整が可能となる。また、バイアス用回路として、直流回路を接続しても良い。
　図１４は、従来技術によるアンテナコイルを分割していないプラズマ発生装置（図３）を利用したプラズマ処理装置であって、図１５と同様に、図示しない反応容器中に収容された被加工対象物であるロール状基材のモールド１００には、接地極２４と高周波電源２５が接続されている。
　この場合においても、前記したようにアンテナコイルを分割していない装置（図３）を利用したプラズマ処理装置（図１４）においては、インダクタンスＬが増大し、数式１を満たす静電容量Ｃのコンデンサを採用することが難しくなる。そのため、処理可能となる被加工対象物であるモールド１００の大きさに制限が生じ、大面積のモールド１００を加工することが困難である。
　なお、上述の実施形態は本開示の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上記の実施形態ではアンテナコイルを２分割した構成、４分割した構成を例示したが、同様の考え方に基づけば、アンテナコイル２１は少なくとも２以上に分割されていれば分割の数はよいことはいうまでもない。
　上述した実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうる。しかしながら、本発明は以下の付記に限定されるものではない。
［付記１］
　誘導性負荷と、誘導性負荷に高周波電力を供給する高周波電源と、を有する高周波回路と、
　減圧可能に構成され、前記誘導性負荷に高周波電力を印加することによりプラズマが発生する反応容器と、を備え、
　前記誘導性負荷は、前記反応容器の周囲を取り巻くように配置される螺旋状のアンテナコイルで構成されており、
　前記アンテナコイルは、少なくとも２以上に分割されており、
　前記高周波回路は、少なくとも２以上に分割された前記アンテナコイルのそれぞれが設けられた複数の経路を有する、プラズマ発生装置。
［付記２］
　前記反応容器は、前記アンテナコイルと同一の軸を有する円筒形状であり、該反応容器の内径は、前記アンテナコイル径よりも小さく、前記アンテナコイルは、前記反応容器の外に配置されることを特徴とする付記１に記載のプラズマ発生装置。
［付記３］
　前記反応容器は、異なる位置から該反応容器に反応ガスを導入する複数のガス導入部を備える、付記１または２に記載のプラズマ発生装置。
［付記４］
　前記複数の経路のそれぞれは、前記高周波電源に対して並列に接続され、
　前記高周波回路は、前記高周波電源が、前記複数の経路に対して同一周波数帯の高周波電力を供給するように構成されている、付記１または２に記載のプラズマ発生装置。
［付記５］
　前記高周波回路は、前記複数の経路の前記高周波電源とは反対側が共通して接続される接地極を備える、付記１または２に記載のプラズマ発生装置。
［付記６］
　前記複数の経路のいずれか１つは、前記アンテナコイルに対して前記高周波電源の反対側に調整コイルを有する、付記１から３のいずれか１つに記載のプラズマ発生装置。
［付記７］
　前記調整コイルは、インダクタンスが可変なコイルである、付記６に記載のプラズマ発生装置。
［付記８］
　前記複数の経路のそれぞれは、前記調整コイルに対して前記アンテナコイルの反対側に、所定のインピーダンスを有するコンデンサを有する、付記６または７に記載のプラズマ発生装置。
［付記９］
　前記複数のコンデンサの少なくとも１つは、インピーダンスが可変なコンデンサである、付記８に記載のプラズマ発生装置。
［付記１０］
　前記複数の経路のそれぞれは、前記アンテナコイルから見て前記調整コイルと同じ側に並列に配置された、所定のインピーダンスを有する複数のコンデンサを有する、付記７に記載のプラズマ発生装置。
［付記１１］
　前記複数のコンデンサの少なくとも１つは、インピーダンスが可変なコンデンサである、付記１０に記載のプラズマ発生装置。
［付記１２］
　前記アンテナコイルのそれぞれは、１巻きよりも大きい巻き数を有する、付記１から１１のいずれか１項に記載のプラズマ発生装置。
［付記１３］
　プロセッサと、所定の処理を実行するためのソフトウェアが記憶されたメモリと、を有し、前記高周波回路を制御する制御装置を備え、
　前記高周波回路は、
　　前記高周波電源と前記複数の経路との間に設けられるインピーダンスが可変な第１のコンデンサと、
　　前記高周波電源と前記第１のコンデンサとの間から分岐して、他端が接地極に接続される経路上に設けられるインピーダンスが可変な第２のコンデンサと、
　を有し、
　前記メモリには、前記第１のコンデンサ及び前記第２のコンデンサのキャパシタンスを調整するプログラムが格納されており、
　前記メモリには、さらに、前記高周波電源の出力と、前記出力に対応した、前記第１のコンデンサ及び第２のコンデンサのキャパシタンスそれぞれの初期値及び目標値を含む、参照データテーブルが格納されており、
　前記制御装置は、前記プログラムと前記参照データテーブルとに基づいて、前記第１のコンデンサ及び第２のコンデンサのキャパシタンスを調整する、付記１から８のいずれか１つに記載のプラズマ発生装置。
［付記１４］
　前記メモリには、さらに、前記第１のコンデンサ及び第２のコンデンサのキャパシタンスを調整するときの、変動度合いに関する情報が記憶されており、
　前記制御器は、さらに、前記変動度合いに基づいて、前記第１のコンデンサ及び第２のコンデンサのキャパシタンスを調整する、付記１３に記載のプラズマ発生装置。
［付記１５］
　誘導性負荷と、該誘導性負荷に高周波電力を供給する高周波電源と、を有する高周波回路と、減圧可能に構成され、前記誘導性負荷に高周波電力を印加することによりプラズマが発生する反応容器と、を備え、
　前記誘導性負荷は、前記反応容器の周囲を取り巻くように配置される螺旋状のアンテナコイルで構成されており、
　前記アンテナコイルは、少なくとも２以上に分割されており、
　前記反応容器は、被加工対象物を収容するための被加工対象収容部を備え、
　該被加工対象収容部は、前記アンテナコイルによって囲まれる空間の内側に配置されている、プラズマ処理装置。
［付記１６］
　前記反応容器は、異なる位置から前記反応容器に反応ガスを導入する複数のガス導入部をさらに備える、付記１５に記載のプラズマ処理装置。
［付記１７］
　誘導性負荷と、該誘導性負荷に高周波電力を供給する高周波電源と、を有する高周波回路と、減圧可能に構成され、前記誘導性負荷に高周波電力を印加することによりプラズマが発生する反応容器と、を備え、
　前記誘導性負荷は、前記反応容器の周囲を取り巻くように配置される螺旋状のアンテナコイルで構成されており、
　前記アンテナコイルは、少なくとも２以上に分割されており、
　前記反応容器は、被加工対象物を収容するための被加工対象収容部を備え、
　該被加工対象収容部は、前記アンテナコイルによって囲まれる空間の内側に配置されている、シームレスローラモールド用プラズマエッチング装置。
［付記１８］
　前記反応容器は、異なる位置から前記反応容器に反応ガスを導入する複数のガス導入部をさらに備える、付記１７に記載のシームレスローラモールド用プラズマエッチング装置。
　本開示に係るプラズマ装置は、ＩＣＰ方式のドライエッチングなどに適用して好適である。
１０…プラズマ発生装置（プラズマ処理装置、シームレスローラモールド用プラズマエッチング装置）
２０…高周波回路
２１…アンテナコイル（誘導性負荷）
２２…高周波電源
２３…経路
２４…接地極
２５…高周波回路
３０…反応容器
３１…モールド収容部（被加工対象収容部）
３２…ガス流通路
３４…ガス導入孔
３５…ガス導入部
３６…ガス導入管
３７…放電管
４０…制御装置
４１…プロセッサ
４２…メモリ
５０…アクチュエータ
１００…モールド（被加工対象物）
Ａ…反応容器および／またはアンテナコイルの中心軸（軸）
Ｃ（Ｃ１～Ｃ４）…電流分配用コンデンサ
ＣT…バリアブルコンデンサ（第１のコンデンサ）
ＣL…バリアブルコンデンサ（第２のコンデンサ）
ＤＴ…参照データテーブル
Ｌｓ（Ｌｓ１，Ｌｓ２，Ｌｓ３，Ｌｓ４）…調整コイル

Claims (18)

  1. 　誘導性負荷と、誘導性負荷に高周波電力を供給する高周波電源と、を有する高周波回路と、
    　減圧可能に構成され、前記誘導性負荷に高周波電力を印加することによりプラズマが発生する反応容器と、を備え、
    　前記誘導性負荷は、前記反応容器の周囲を取り巻くように配置される螺旋状のアンテナコイルで構成されており、
    　前記アンテナコイルは、少なくとも２以上に分割されており、
    　前記高周波回路は、少なくとも２以上に分割された前記アンテナコイルのそれぞれが設けられた複数の経路を有する、プラズマ発生装置。
  2. 　前記反応容器は、前記アンテナコイルと同一の軸を有する円筒形状であり、該反応容器の内径は、前記アンテナコイル径よりも小さく、前記アンテナコイルは、前記反応容器の外に配置されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
  3. 　前記反応容器は、異なる位置から該反応容器に反応ガスを導入する複数のガス導入部を備える、請求項１または２に記載のプラズマ発生装置。
  4. 　前記複数の経路のそれぞれは、前記高周波電源に対して並列に接続され、
    　前記高周波回路は、前記高周波電源が、前記複数の経路に対して同一周波数帯の高周波電力を供給するように構成されている、請求項１または２に記載のプラズマ発生装置。
  5. 　前記高周波回路は、前記複数の経路の前記高周波電源とは反対側が共通して接続される接地極を備える、請求項１または２に記載のプラズマ発生装置。
  6. 　前記複数の経路のいずれか１つは、前記アンテナコイルに対して前記高周波電源の反対側に調整コイルを有する、請求項１または２に記載のプラズマ発生装置。
  7. 　前記調整コイルは、インダクタンスが可変なコイルである、請求項６に記載のプラズマ発生装置。
  8. 　前記複数の経路のそれぞれは、前記調整コイルに対して前記アンテナコイルの反対側に、所定のインピーダンスを有するコンデンサを有する、請求項６に記載のプラズマ発生装置。
  9. 　前記複数のコンデンサの少なくとも１つは、インピーダンスが可変なコンデンサである、請求項８に記載のプラズマ発生装置。
  10. 　前記複数の経路のそれぞれは、前記アンテナコイルから見て前記調整コイルと同じ側に並列に配置された、所定のインピーダンスを有する複数のコンデンサを有する、請求項７に記載のプラズマ発生装置。
  11. 　前記複数のコンデンサの少なくとも１つは、インピーダンスが可変なコンデンサである、請求項１０に記載のプラズマ発生装置。
  12. 　前記アンテナコイルのそれぞれは、１巻きよりも大きい巻き数を有する、請求項１または２に記載のプラズマ発生装置。
  13. 　プロセッサと、所定の処理を実行するためのソフトウェアが記憶されたメモリと、を有し、前記高周波回路を制御する制御装置を備え、
    　前記高周波回路は、
    　　前記高周波電源と前記複数の経路との間に設けられるインピーダンスが可変な第１のコンデンサと、
    　　前記高周波電源と前記第１のコンデンサとの間から分岐して、他端が接地極に接続される経路上に設けられるインピーダンスが可変な第２のコンデンサと、
    　を有し、
    　前記メモリには、前記第１のコンデンサ及び前記第２のコンデンサのキャパシタンスを調整するプログラムが格納されており、
    　前記メモリには、さらに、前記高周波電源の出力と、前記出力に対応した、前記第１のコンデンサ及び第２のコンデンサのキャパシタンスそれぞれの初期値及び目標値を含む、参照データテーブルが格納されており、
    　前記制御装置は、前記プログラムと前記参照データテーブルとに基づいて、前記第１のコンデンサ及び第２のコンデンサのキャパシタンスを調整する、請求項１または２に記載のプラズマ発生装置。
  14. 　前記メモリには、さらに、前記第１のコンデンサ及び第２のコンデンサのキャパシタンスを調整するときの、変動度合いに関する情報が記憶されており、
    　前記制御器は、さらに、前記変動度合いに基づいて、前記第１のコンデンサ及び第２のコンデンサのキャパシタンスを調整する、請求項１３に記載のプラズマ発生装置。
  15. 　誘導性負荷と、該誘導性負荷に高周波電力を供給する高周波電源と、を有する高周波回路と、減圧可能に構成され、前記誘導性負荷に高周波電力を印加することによりプラズマが発生する反応容器と、を備え、
    　前記誘導性負荷は、前記反応容器の周囲を取り巻くように配置される螺旋状のアンテナコイルで構成されており、
    　前記アンテナコイルは、少なくとも２以上に分割されており、
    　前記反応容器は、被加工対象物を収容するための被加工対象収容部を備え、
    　該被加工対象収容部は、前記アンテナコイルによって囲まれる空間の内側に配置されている、プラズマ処理装置。
  16. 　前記反応容器は、異なる位置から前記反応容器に反応ガスを導入する複数のガス導入部をさらに備える、請求項１５に記載のプラズマ処理装置。
  17. 　誘導性負荷と、該誘導性負荷に高周波電力を供給する高周波電源と、を有する高周波回路と、減圧可能に構成され、前記誘導性負荷に高周波電力を印加することによりプラズマが発生する反応容器と、を備え、
    　前記誘導性負荷は、前記反応容器の周囲を取り巻くように配置される螺旋状のアンテナコイルで構成されており、
    　前記アンテナコイルは、少なくとも２以上に分割されており、
    　前記反応容器は、被加工対象物を収容するための被加工対象収容部を備え、
    　該被加工対象収容部は、前記アンテナコイルによって囲まれる空間の内側に配置されている、シームレスローラモールド用プラズマ
    エッチング装置。
  18. 　前記反応容器は、異なる位置から前記反応容器に反応ガスを導入する複数のガス導入部をさらに備える、請求項１７に記載のシームレスローラモールド用プラズマエッチング装置。
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