プラズマ処理装置
【課題】電極を処理対象物の上方に位置させてプラズマ処理を施す構成をとりつつメンテナンス性の向上を図ることができるようにしたプラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】ベース部４の上面に処理対象物Ｂを保持する保持部１４を備え、ベース部４の上方には、ベース部４の上面に上方から当接してベース部４の上面との間に保持部１４を覆う密閉空間ＳＰを形成する蓋部材５を移動自在に設ける。電極３１は、蓋部材５のベース部４と対向する面に電気絶縁部材３０を介して取り付けられ、密閉空間ＳＰ内で保持部１４の上方に位置する。ベース部４には、蓋部材５がベース部４の上面に当接したときに密閉空間ＳＰ内に露出した上端が電極３１と接触する導電部４０を設け、高周波電源部５２からベース部４の下方に設けた整合器５１及び導電部４０を通じて電極３１に高周波電圧を印加する。
【解決手段】ベース部４の上面に処理対象物Ｂを保持する保持部１４を備え、ベース部４の上方には、ベース部４の上面に上方から当接してベース部４の上面との間に保持部１４を覆う密閉空間ＳＰを形成する蓋部材５を移動自在に設ける。電極３１は、蓋部材５のベース部４と対向する面に電気絶縁部材３０を介して取り付けられ、密閉空間ＳＰ内で保持部１４の上方に位置する。ベース部４には、蓋部材５がベース部４の上面に当接したときに密閉空間ＳＰ内に露出した上端が電極３１と接触する導電部４０を設け、高周波電源部５２からベース部４の下方に設けた整合器５１及び導電部４０を通じて電極３１に高周波電圧を印加する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉空間内に保持した処理対象物にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
密閉空間内に保持した処理対象物にプラズマクリーニングやスパッタリング或いはプラズマエッチング等のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置として、一般にＰＥ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｔｃｈｉｎｇ）タイプと称されるプラズマ処理装置が知られている。このＰＥタイプのプラズマ処理装置は、処理対象物を覆う密閉空間を形成するチャンバと、チャンバ内において処理対象物の上方に位置する電極と、電極に高周波電圧を印加する高周波電源部及び高周波電源部のインピーダンス整合を行う整合器とを備えており、チャンバ内（密閉空間内）に酸素ガス等のプラズマ発生用のガスを供給するとともに高周波電源部より電極に高周波電圧を与えて密閉空間内にプラズマを発生させることにより、プラズマ中の活性種（ラジカル）を処理対象物の表面に作用させ、処理対象物の表面をプラズマ処理するようになっている。
【０００３】
一般的に、プラズマ処理装置では整合器をできるだけ電極に近い位置に配置することが望ましいとされており、特許文献１に示すようなＰＥタイプのプラズマ処理装置の場合でも整合器（マッチングボックス）は電極に近いチャンバの上部に配置される。
【特許文献１】特開平７−３３５６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のように重量物である整合器がチャンバの上部に設けられていると、チャンバは上下開閉式の構成をとることが困難になるため、メンテナンス性がよくないという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、電極を処理対象物の上方に位置させてプラズマ処理を施す構成をとりつつメンテナンス性の向上を図ることができるようにしたプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載のプラズマ処理装置は、上面に処理対象物を保持する保持部を備えたベース部と、ベース部の上方を移動自在に設けられ、ベース部の上面に上方から当接してベース部の上面との間に保持部を覆う密閉空間を形成する蓋部材と、蓋部材のベース部と対向する面に電気絶縁部材を介して取り付けられ、密閉空間内で保持部の上方に位置する電極と、ベース部に設けられ、密閉空間内で上端が電極と接触する導電部と、ベース部の下方に設けられ、導電部に接続された整合器と、整合器及び導電部を通じて電極に高周波電圧を印加する高周波電源部とを備えた。
【０００７】
請求項２に記載のプラズマ処理装置は、請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、電極と蓋部材の間に空間が形成されており、電極は導電部と接触したときに導電部によって相対的に押し上げられ、電気絶縁部材を支点として上方に撓むようになっている。
【０００８】
請求項３に記載のプラズマ処理装置は、請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置であって、電極は、下面から下方に突出して延び、密閉空間内で下端が導電部と接触する接点部を備えた。
【０００９】
請求項４に記載のプラズマ処理装置は、請求項１乃至３の何れかに記載のプラズマ処理装置であって、導電部はベース部を上下方向に貫通してベース部の上面から突出しており、この導電部の突出する部分のうち、保持部に最も近接する部分を含む一定領域の側面が誘電体から成るカバー部材によって覆われている。
【００１０】
請求項５に記載のプラズマ処理装置は、請求項１乃至４の何れかに記載のプラズマ処理装置であって、前記保持部が複数設けられており、導電部はこれら複数の保持部のうちの２つの間に設けられている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、上面に処理対象物を保持する保持部を備えたベース部と、ベース部の上面に上方から当接してベース部の上面との間に保持部を覆う密閉空間を形成する蓋部材からチャンバが形成され、蓋部材のベース部と対向する面に電気絶縁部材を介して取り付けた電極が密閉空間内で保持部の上方に位置するようになっている。そして、ベース部には、密閉空間内で上端が電極と接触する導電部を設け、高周波電源部からベース部の下方に設けた整合器及び導電部を通じて電極に高周波電圧を印加するようにしている。すなわち、整合器はベース部の下方に取り付けられており、チャンバの上部（蓋部材の上部）には重量物は配置されていないので、電極を処理対象物の上方に位置させてプラズマ処理を行うＰＥタイプの構成でありながら、チャンバを（蓋部材を）上下開閉式にすることができ、メンテナンス性の向上を図ることができる。また、導電部は真空状態にされた密閉空間内で電極と接触するため、プラズマ処理を高効率で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施の形態１）
図１及び図２は本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の斜視図、図３は本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の要部断面図、図４は本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置が備えるベース部の斜視図、図５は本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置が備えるベース部の平面図、図６は本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置が備える蓋部材を下方から見た斜視図、図７（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の要部断面図、図８は本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の斜視図である。
【００１３】
図１及び図２において、実施の形態１におけるプラズマ処理装置１は、基台２と、基台２の上部に設けられたチャンバ３とを有する。チャンバ３は基台２の上部に設けられたベース部４と、ベース部４に対して開閉される蓋部材５から成っている。
【００１４】
図２及び図３において、ベース部４はベース部基部部材１０とベース部基部部材１０に上方から嵌合取り付けされた保持部取り付け部材１１から成っている。図３、図４及び図５において、保持部取り付け部材１１はベース部基部部材１０の上面に設けられたシール部材１２によって囲まれた領域（区画領域１３）内に設けられており、保持部取り付け部材１１の上面には２つの保持部１４が備えらえている。
【００１５】
蓋部材５は基台２上に設けられた蓋部材開閉機構２０によってベース部４の上方を昇降自在に設けられており、ベース部４の上面に上方から当接してベース部４の上面（区画領域１３）との間（チャンバ３の内部）に２つの保持部１４を覆う密閉空間ＳＰを形成する（図３）。
【００１６】
図１及び図２において、蓋部材開閉機構２０は基台２の上面から上方に垂直に延びて設けられた一対の支柱部材２１と、一対の支柱部材２１に両端が支持されて水平方向に延び
て設けられた水平部材２２と、水平部材２２の両端から水平部材２２と直交する水平方向に延びて設けられた一対のアーム部材２３を有して成り、蓋部材５はこれら一対のアーム部材２３の先端部にヒンジ２４を介して枢支されている。水平部材２２の両端部は両支柱部材２１に設けられたガイド部２１ａによって上下移動自在にガイドされており、基台２の上面に設けられた昇降シリンダ２５の上下方向への突没動作に応じて上下方向に移動され、これによって蓋部材５がベース部４の上方で昇降してベース部４に対して開閉するようになっている。
【００１７】
ベース部４を構成するベース部基部部材１０は例えばアルミニウム等の金属材料から成り、保持部取り付け部材１１はセラミック等の誘電体材料から成る。蓋部材５は例えばアルミニウム等の金属材料から成り、図６に示すように、上底部５ａ及び上底部５ａの縁部から下方に延びて設けられた側面部５ｂを備えて下方に開口した形状を有している。図３において、ベース部基部部材１０は接地線ＥＲ１によって接地されており、蓋部材５は接地線ＥＲ２によって接地されている。
【００１８】
図３及び図６において、蓋部材５の上底部５ａの下面（すなわちベース部４の上面と上下方向に対向する面）には電気絶縁性材料から成る電気絶縁部材３０を介して平板状の電極３１が水平面内方向に延びて取り付けられており、電極３１の下面中央部には下方に突出した、電極３１の一部としての突起状の接点部３２が設けられている。電気絶縁部材３０は電極３１の上面側の全域を覆うように蓋部材５の上底部５ａの下面に設けられているのではなく、電極３１の周辺部にのみ設けられている。このため電極３１の上面の中央部と蓋部材５の上底部５ａの下面との間には所定間隔の空間Ｇが形成されている。
【００１９】
各保持部１４は図４及び図５に示すように保持部取り付け部材１１の上面を平行に延びて設けられた２つの保持ガイド１４ａを有して成り、処理対象物（例えば基板Ｂ）は、これら２つの保持ガイド１４ａの間に水平方向に挿入されて、保持部１４に取り付けられる。
【００２０】
ベース部４の上面の区画領域１３内には、ベース部基部部材１０を上下方向に貫通して延びた通気孔１０ａが開口している。この通気孔１０ａは、蓋部材５の側面部５ｂの下縁がシール部材１２に上方から当接してベース部４の上面と蓋部材５との間（チャンバ３の内部）に密閉空間ＳＰが形成されたとき、密閉空間ＳＰ内に開口した状態となる（図３）。
【００２１】
図３において、ベース部４には導体材料から成る導電部４０が設けられている。導電部４０はベース部４の上面（保持部取り付け部材１１の上面）に設けられた２つの保持部１４の間を通るようにベース部４（保持部取り付け部材１１）を上下方向に貫通して延びて設けられた導電棒４１と、ベース部４の下面側において導電棒４１の下端部が結合された導電板４２から成っている。導電板４２はベース部４（ベース部基部部材１０及び保持部取り付け部材１１）の下面に電気絶縁性材料から成る電気絶縁部材４３を介して取り付けられている。導電棒４１は、蓋部材５がベース部４の上面（シール部材１２）に上方から当接した状態で、上端が電極３１の一部としての接点部３２と上下方向に接触するようにその上下方向長さが調整されている。
【００２２】
ベース部４の下面には導電部４０の導電板４２を下方から覆うように整合器収容筐体５０が取り付けられている。この整合器収容筐体５０内にはコンデンサやコイル等で構成された整合器５１が収容されている。整合器５１は整合器収容筐体５０の外部に設けられた高周波電源部５２と繋がっている。
【００２３】
高周波電源部５２は基台２の内部に設けられた制御装置６０（図１、図２及び図３）か
ら制御されて作動し、蓋部材５がベース部４の上面に上方から当接し、導電棒４１が蓋部材５に取り付けられた電極３１に接触した状態で、整合器５１及び導電部４０（導電板４２及び導電棒４１）を介して電極３１に高周波電圧を印加する。整合器５１は、この高周波電源部５２から電極３１に印加される高周波電圧のインピーダンス整合を行う。
【００２４】
基台２の内部には上記制御装置６０のほか、真空排気部６１、ガス供給部６２及び大気開放部６３の各機構が備えられている（図３）。これら真空排気部６１、ガス供給部６２及び大気開放部６３は基台２の内部を通ってベース部基部部材１０に設けられた通気孔１０ａに繋がる集合配管６５を介してチャンバ３の内部（密閉空間ＳＰ内）に繋がっている。
【００２５】
制御装置６０は基台２上に設けられた操作入力部６４（図３）からの操作入力を受けて、蓋部材開閉機構２０を構成する昇降シリンダ２５の作動制御のほか、真空排気部６１、ガス供給部６２、大気開放部６３及び高周波電源部５２の作動制御を行う。真空排気部６１は制御装置６０に制御されて作動し、集合配管６５を介してチャンバ３内（密閉空間ＳＰ内）の空気を吸引（真空排気）する。ガス供給部６２は制御装置６０に制御されて作動し、集合配管６５を介してチャンバ３内（真空状態にされた密閉空間ＳＰ内）に酸素ガス等のプラズマ発生用のガスを供給する。大気開放部６３は制御装置６０に制御されて作動し、集合配管６５を介してプラズマ処理が終了した後のチャンバ３の内部を大気に開放する。
【００２６】
このような構成のプラズマ処理装置１において、処理対象物Ｂに対してプラズマ処理の一形態としてのプラズマクリーニングを実行するには、オペレータは先ず、蓋部材５をベース部４に対して上昇させた蓋部材５の開放状態で（図２及び図７（ａ））、保持部１４に処理対象物Ｂを取り付ける。そして、操作入力部６４の操作を行い、プラズマクリーニングをスタートさせる。先ず制御装置６０は昇降シリンダ２５を作動させて、蓋部材５をベース部４に対して下降させ、蓋部材５の側面部５ｂの下端がベース部４の上面に設けられたシール部材１２に上方から接触するようにして蓋部材５をベース部４の上面に当接させる。これによりベース部４の上面と蓋部材５との間に保持部１４を（すなわち保持部１４に保持された処理対象物Ｂを）覆う密閉空間ＳＰが形成されるとともに、蓋部材５に取り付けられた電極３１が保持部１４の（すなわち処理対象物Ｂの）上方に位置し、導電棒４１の上端と電極３１の接点部３２の下端が接触する（図１及び図７（ｂ））。
【００２７】
ここで、電極３１の接点部３２と導電棒４１が接触したときに、導電棒４１によって電極３１が相対的に押し上げられるようにしてもよい（図７（ｂ）参照）。このとき電極３１は、その上面と蓋部材５の上底部５ａの下面との間に空間Ｇがあることから、電気絶縁部材３０を支点にして上方に凸となるように弾性変形する（撓む）ことになるが、この電極３１の復元力によって電極３１と導電棒４１は互いに上下方向に押し合うので、電極３１と導電棒４１との間の良好な接触状態が保持される。また、このような構成により、蓋部材５に対する電極３１の取り付け或いは導電部４０のベース部４に対する取り付けにおける組み立て誤差を吸収することができる。
【００２８】
ベース部４の上面と蓋部材５の間に処理対象物Ｂを覆う密閉空間ＳＰが形成され、導電棒４１の上端と電極３１の接点部３２の下端が接触したら、制御装置６０は真空排気部６１を作動させて、チャンバ３内（密閉空間ＳＰ内）の空気を真空排気する。制御装置６０は、チャンバ３内の空気が所定の真空度に達したことを確認したら、ガス供給部６２を作動させて、チャンバ３内（密閉空間ＳＰ内）にプラズマ発生用のガスの供給を開始する。
【００２９】
制御装置６０は、チャンバ３内の圧力が安定するタイミングで高周波電源部５２を作動させて、整合器５１及び導電部４０（導電板４２及び導電棒４１）を介して電極３１に高
周波電圧を印加する。これによりチャンバ３内にプラズマが発生し、プラズマ中の活性種（ラジカル）が処理対象物Ｂの表面（上面）に作用する。このプラズマ中の活性種の処理対象物Ｂの表面に対する作用（エッチング作用）により、処理対象物Ｂの表面の異物が除去され、プラズマクリーニングが行われる。
【００３０】
制御装置６０は、高周波電源部５２を作動させてから所定時間が経過し、プラズマクリーニングが終了したら、高周波電源部５２、ガス供給部６２、真空排気部６１を順次停止させる。その後、制御装置６０は大気開放部６３を作動させて、チャンバ３内を大気に開放する。チャンバ３内が大気に開放されて密閉空間ＳＰ内の圧力が大気圧レベルになったら、制御装置６０は昇降シリンダ２５を作動させて、蓋部材５をベース部４に対して上昇させる。これにより蓋部材５はベース部４の上面から離間し、蓋部材５は開放状態となる（図２及び図７（ａ））。また、蓋部材５の上昇によって電極３１の接点部３２と導電棒４１は離間する。これにより処理対象物Ｂに対するプラズマクリーニングは終了する。
【００３１】
このように実施の形態１におけるプラズマ処理装置１は、処理対象物Ｂの上方に電極３１を配置してプラズマ処理を行う、いわゆるＰＥ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｔｃｈｉｎｇ）タイプのプラズマ処理装置であるが、重量物である高周波電源部５２及び整合器５１がベース部４の下方に設けられているので、蓋部材５及びこの蓋部材５を支持する蓋部材開閉機構２０が従来のように高周波電源部５２及び整合器５１を固定支持できるだけの強度及び剛性を有する必要はなく、蓋部材５を軽量なものとして製造コストを安価にすることができる。
【００３２】
また、蓋部材５を軽量なものとすることができるので、図８に示すように、蓋部材５をヒンジ２４回り（水平軸回り）に揺動させることができ、蓋部材５及び電極３１のメンテナンスを容易に行うことができる。なお、この蓋部材５のヒンジ２４回りの揺動は、図示しないアクチュエータによって行う構成にしてもよいし、オペレータが手動で行う構成にしてもよい。
【００３３】
なお、高周波電源部５２から電極３１に高周波電圧を印加したとき、図５及び図７（ｂ）に示す導電棒４１のベース部４の上方領域を延びる部分と各保持部１４の間の距離Ｒが小さすぎると、導電棒４１と処理対象物Ｂの間にアーク放電が発生して処理対象物Ｂにダメージを与えるおそれがあるため、上記距離Ｒがこのようなアーク放電が発生することのない値（例えば１０ｍｍ程度）となるように、導電棒４１と保持部１４の間の距離を設定するようにする。
【００３４】
（実施の形態２）
図９は本発明の実施の形態２におけるプラズマ処理装置が備えるベース部の平面図、図１０（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態２におけるプラズマ処理装置の要部断面図、図１１（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明の実施の形態２におけるプラズマ処理装置が備える導電棒と電極の部分拡大図である。
【００３５】
実施の形態２におけるプラズマ処理装置１は、図９及び図１０（ａ），（ｂ）に示すように、前述の実施の形態１におけるプラズマ処理装置１の導電棒４１のベース部４から突出する部分のうち、保持部１４に最も近接する部分を含む一定領域（ここでは導電棒４１のベース部４から突出する部分の全域）の側面が誘電体から成る筒状のカバー部材７１によって覆われるとともに、電極３１の接点部３２の一定領域（ここでは接点部３２の全域）の側面が同じく誘電体から成る筒状のカバー部材７２によって覆われている。蓋部材５が開いた状態（図１０（ａ））から下降してベース部４の上面に当接すると、導電棒４１の上端と電極３１の下端が接触するとともに、導電棒４１の側面を覆って設けられたカバー部材７１の上端と電極３１の接点部３２の側面を覆って設けられたカバー部材７２の下
端が接触する（図１０（ｂ））。
【００３６】
このように、導電棒４１のベース部４の上方領域を延びる部分のうち、保持部１４に最も近接する部分を含む一定領域の側面が誘電体から成るカバー部材７１によって覆われていると、高周波電源部５２から電極３１に高周波電圧を印加したとき、導電棒４１と処理対象物Ｂの間にアーク放電が発生しにくくなる。これにより、導電棒４１と各処理対象物Ｂの間の距離Ｒを小さくすることができ、処理対象物Ｂのサイズアップ若しくはチャンバ３の（ひいてはプラズマ処理装置１全体の）小型化を図ることができる。
【００３７】
ここで、導電棒４１は図１１（ａ）に示すように、ベース部４の上面から突出する部分のうち、保持部１４に最も近接する部分を含む一定領域の側面を覆うように設けられていればよいが、図１０（ａ），（ｂ）に示したように、接点部３２の側面も誘電体から成るカバー部材７２によって覆われており、導電棒４１と接点部３２が接触した状態で両カバー部材７１，７２同士も接触し、導電棒４１及び接点部３２の密閉空間ＳＰ内に位置する部分の大部分がカバー部材７１，７２によって覆われるようになっていることがアーク放電の発生を確実に防止する点では好ましい。これには例えば、図１１（ｂ），（ｃ）に示すようなカバー部材７１，７２の設け方が可能である。
【００３８】
図１１（ｂ）は、導電棒４１の側面を覆うカバー部材７１の上端の位置が導電棒４１の上端の位置よりも相対的に低くなるように設けられるとともに、接点部３２の側面を覆うカバー部材７２の下端の位置が接点部３２の下端の位置よりも相対に低くなるように設けられた場合の例である。この例では、導電棒４１の上端と接点部３２の下端が接触した状態では、導電棒４１の上端が接点部３２の側面を覆うカバー部材７２の内部に入り込むことによって、導電棒４１の側面と接点部３２の側面が完全に両カバー部材７１，７２によって覆われるようになるものである。また、これとは逆に、導電棒４１の側面に設けられるカバー部材７１の上端の位置が導電棒４１の上端の位置よりも相対的に高くなるように設けられるとともに、接点部３２の側面に設けられるカバー部材７２の下端の位置が接点部３２の下端の位置よりも相対に高くなるように設けられた場合であっても、接点部３２の下端が導電棒４１の側面を覆うカバー部材７１の内部に入り込むことによって、同様の効果が得られる。
【００３９】
図１１（ｃ）は、導電棒４１がベース部４を上下方向に貫通しておらず、導電棒４１の上端が保持部取り付け部材１１の導電棒取り付け孔１１ａの内部に位置している場合の例である。この場合には、導電棒４１の上端が導電棒取り付け孔１１ａからベース部４の上面側に露出した状態となっているので、蓋部材５が下降してベース部４の上面に当接するとき、接点部３２の下端部が保持部取り付け部材１１の導電棒取り付け孔１１ａ内に上方から嵌入することによって、導電棒４１の上端と接点部３２の下端とが接触する。この図１１（ｃ）では、接点部３２がカバー部材７２によって覆われており、導電棒４１の上端と接点部３２の下端とが接触した状態で、カバー部材７２の下端が保持部取り付け部材１１の上面に上方から接触するので、アーク放電が発生しにくくなるという効果が得られる。
【００４０】
図１１（ｄ）は、電極３１が密閉空間ＳＰ内で導電部４０（導電棒４１）と接触する接点部３２を備えていない場合の例である。実施の形態１及び上述の例（図１１（ａ），（ｂ），（ｃ））では、電極３１が接点部３２を備えたものとなっていたが、これは、導電部４０（導電棒４１）の長さを短縮して導電部４０の取り扱いを容易にすることができ、また図１１（ｃ）に示したように導電棒４１がベース部４から上方に突出しないようにする構成をとることができるからである。
【００４１】
しかし、電極３１の接点部３２は必ずしも備えられていなくてもよく、電極３１に接点
部３２が備えられていない場合であっても、図１１（ｄ）に示すように、導電部４０（導電棒４１）の上端が電極３１の下面に接触するようにすることができ、また、導電棒４１がカバー部材７１によって覆われるようにすれば、アーク放電の発生が起きにくくすることもできる。
【００４２】
（実施の形態３）
図１２は本発明の実施の形態３におけるプラズマ処理装置が備えるベース部の平面図、図１３（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態３におけるプラズマ処理装置の要部断面図である。
【００４３】
実施の形態３におけるプラズマ処理装置１は、図１２及び図１３（ａ），（ｂ）に示すように、前述の実施の形態１におけるプラズマ処理装置１が備える保持部１４が１つである場合の例である。このように保持部１４が１つであるときは、保持部１４を区画領域１３の中央に配置し、導電部４０を区画領域１３の端部に配置するようにすることができる。なお、保持部１４が複数設けられている場合には、これら複数の保持部１４を区画領域１３の中央に配置するとともに、導電部４０を複数の保持部１４のうちの２つの間に設ける構成（実施の形態１において示した構成）をとることができるが、このような構成をとらずに、複数の保持部１４を区画領域１３の中央に配置しつつ、導電部４０を区画領域１３の端部に配置する（複数の保持部１４のうちの２つの間を通らないように配置する）構成をとることも勿論可能である。
【００４４】
以上説明したように、実施の形態１〜３におけるプラズマ処理装置１は、上面に処理対象物Ｂを保持する保持部１４を備えたベース部４と、ベース部４の上方を移動自在に設けられ、ベース部４の上面に上方から当接してベース部４の上面との間に保持部１４を覆う密閉空間ＳＰを形成する蓋部材５と、蓋部材５のベース部４と対向する面（蓋部材５の上底部５ａの下面）に電気絶縁部材３０を介して取り付けられ、密閉空間ＳＰ内で保持部１４の上方に位置する電極３１と、ベース部４に設けられ、密閉空間ＳＰ内で上端が電極３１（或いは電極３１の一部としての接点部３２）と接触する導電部４０と、ベース部４の下方に設けられ、導電部４０に接続された整合器５１と、整合器５１及び導電部４０を通じて電極３１に高周波電圧を印加する高周波電源部５２を備えたものとなっている。
【００４５】
実施の形態１〜３におけるプラズマ処理装置１では、上面に所定対象物Ｂを保持する保持部１４を備えたベース部４と、ベース部４の上面に上方から当接してベース部４の上面との間に保持部１４を覆う密閉空間ＳＰを形成する蓋部材５からチャンバ３が形成され、蓋部材５のベース部４と対向する面に電気絶縁部材３０を介して取り付けた電極３１が密閉空間ＳＰ内で保持部１４の上方に位置するようになっている。そして、ベース部４には、密閉空間ＳＰ内で上端が電極３１と接触する導電部４０を設けるとともに、ベース部４の下方に整合器５１を設けた。高周波電源部５２は整合器５１及び導電部４０を通じて電極３１に高周波電圧を印加する。
【００４６】
すなわち、実施の形態１〜３におけるプラズマ処理装置１では、整合器５１はベース部４の下方に取り付けられており、チャンバ３の上部（蓋部材５の上部）には重量物は配置されていないので、電極３１を処理対象物の上方に位置させてプラズマ処理を行うＰＥタイプの構成でありながら、チャンバ３を（蓋部材５を）上下開閉式にすることができ、メンテナンス性の向上を図ることができる。また、導電部４０は真空状態にされた密閉空間ＳＰ内で電極３１と接触するため真空スイッチと同等な効果、すなわち接触部分でのアーク放電を防止するという効果を有する。アーク放電が発生するとプラズマ放電が不安定になってプラズマ処理を高効率で行うことが困難になるが、真空状態にされた密閉空間ＳＰ内で導電部４０と電極３１を接触させるのでそのような心配はない。
【００４７】
また、実施の形態１〜３におけるプラズマ処理装置１では、電極３１と蓋部材５の間に空間Ｇが形成されており、電極３１は導電部４０と接触したときに導電部４０によって相対的に押し上げられ、電気絶縁部材３０を支点として上方に撓むようになっているので、電極３１と導電棒４１は互いに上下方向に押し合い、電極３１と導電棒４１との間の良好な接触状態が保持される。
【００４８】
また、実施の形態２におけるプラズマ処理装置１では、導電部４０（導電棒４１）はベース部４を上下方向に貫通してベース部４の上方領域を延びており、この導電部４０（導電棒４１）のベース部４の上面から突出する部分のうち、保持部１４に最も近接する部分を含む一定領域の側面が誘電体から成るカバー部材７１によって覆われているので、導電棒４１と処理対象物Ｂの間にアーク放電が発生しにくく、処理対象物Ｂがダメージを受けることを防止することができる。
【００４９】
また、実施の形態１のプラズマ処理装置のように、保持部１４が複数設けられている場合には、導電部４０はこれら複数の保持部１４のうちの２つの間に設けるようにすればよく、導電部４０の配置の自由度は比較的高いものとなっている。
【００５０】
これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態におけるチャンバの形状等は特に限定されず、上面に処理対象物を保持する保持部を備えたベース部と、ベース部の上方を移動自在に設けられ、ベース部の上面に上方から当接してベース部の上面との間に保持部を覆う密閉空間を形成する蓋部材とから成るものであればよい。また、電極の形状等も限定されず、蓋部材のベース部と対向する面に電気絶縁部材を介して取り付けられ、密閉空間内で保持部の上方に位置するようになっていればよい。また、導電部の形状等も特に限定されず、ベース部に設けられ、密閉空間内で上端が電極と接触するようになっていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
電極を処理対象物の上方に位置させてプラズマ処理を施す構成をとりつつメンテナンス性の向上を図ることができるようにしたプラズマ処理装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の斜視図
【図３】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の要部断面図
【図４】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置が備えるベース部の斜視図
【図５】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置が備えるベース部の平面図
【図６】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置が備える蓋部材を下方から見た斜視図
【図７】（ａ）（ｂ）本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の要部断面図
【図８】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の斜視図
【図９】本発明の実施の形態２におけるプラズマ処理装置が備えるベース部の平面図
【図１０】（ａ）（ｂ）本発明の実施の形態２におけるプラズマ処理装置の要部断面図
【図１１】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）本発明の実施の形態２におけるプラズマ処理装置が備える導電棒と電極の部分拡大図
【図１２】本発明の実施の形態３におけるプラズマ処理装置が備えるベース部の平面図
【図１３】（ａ）（ｂ）本発明の実施の形態３におけるプラズマ処理装置の要部断面図
【符号の説明】
【００５３】
１ プラズマ処理装置
４ ベース部
５ 蓋部材
１４ 保持部
３０ 電気絶縁部材
３１ 電極
３２ 接点部
４０ 導電部
５１ 整合器
５２ 高周波電源部
７１ カバー部材
ＳＰ 密閉空間
Ｇ 空間
Ｂ 処理対象物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉空間内に保持した処理対象物にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
密閉空間内に保持した処理対象物にプラズマクリーニングやスパッタリング或いはプラズマエッチング等のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置として、一般にＰＥ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｔｃｈｉｎｇ）タイプと称されるプラズマ処理装置が知られている。このＰＥタイプのプラズマ処理装置は、処理対象物を覆う密閉空間を形成するチャンバと、チャンバ内において処理対象物の上方に位置する電極と、電極に高周波電圧を印加する高周波電源部及び高周波電源部のインピーダンス整合を行う整合器とを備えており、チャンバ内（密閉空間内）に酸素ガス等のプラズマ発生用のガスを供給するとともに高周波電源部より電極に高周波電圧を与えて密閉空間内にプラズマを発生させることにより、プラズマ中の活性種（ラジカル）を処理対象物の表面に作用させ、処理対象物の表面をプラズマ処理するようになっている。
【０００３】
一般的に、プラズマ処理装置では整合器をできるだけ電極に近い位置に配置することが望ましいとされており、特許文献１に示すようなＰＥタイプのプラズマ処理装置の場合でも整合器（マッチングボックス）は電極に近いチャンバの上部に配置される。
【特許文献１】特開平７−３３５６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のように重量物である整合器がチャンバの上部に設けられていると、チャンバは上下開閉式の構成をとることが困難になるため、メンテナンス性がよくないという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、電極を処理対象物の上方に位置させてプラズマ処理を施す構成をとりつつメンテナンス性の向上を図ることができるようにしたプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載のプラズマ処理装置は、上面に処理対象物を保持する保持部を備えたベース部と、ベース部の上方を移動自在に設けられ、ベース部の上面に上方から当接してベース部の上面との間に保持部を覆う密閉空間を形成する蓋部材と、蓋部材のベース部と対向する面に電気絶縁部材を介して取り付けられ、密閉空間内で保持部の上方に位置する電極と、ベース部に設けられ、密閉空間内で上端が電極と接触する導電部と、ベース部の下方に設けられ、導電部に接続された整合器と、整合器及び導電部を通じて電極に高周波電圧を印加する高周波電源部とを備えた。
【０００７】
請求項２に記載のプラズマ処理装置は、請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、電極と蓋部材の間に空間が形成されており、電極は導電部と接触したときに導電部によって相対的に押し上げられ、電気絶縁部材を支点として上方に撓むようになっている。
【０００８】
請求項３に記載のプラズマ処理装置は、請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置であって、電極は、下面から下方に突出して延び、密閉空間内で下端が導電部と接触する接点部を備えた。
【０００９】
請求項４に記載のプラズマ処理装置は、請求項１乃至３の何れかに記載のプラズマ処理装置であって、導電部はベース部を上下方向に貫通してベース部の上面から突出しており、この導電部の突出する部分のうち、保持部に最も近接する部分を含む一定領域の側面が誘電体から成るカバー部材によって覆われている。
【００１０】
請求項５に記載のプラズマ処理装置は、請求項１乃至４の何れかに記載のプラズマ処理装置であって、前記保持部が複数設けられており、導電部はこれら複数の保持部のうちの２つの間に設けられている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、上面に処理対象物を保持する保持部を備えたベース部と、ベース部の上面に上方から当接してベース部の上面との間に保持部を覆う密閉空間を形成する蓋部材からチャンバが形成され、蓋部材のベース部と対向する面に電気絶縁部材を介して取り付けた電極が密閉空間内で保持部の上方に位置するようになっている。そして、ベース部には、密閉空間内で上端が電極と接触する導電部を設け、高周波電源部からベース部の下方に設けた整合器及び導電部を通じて電極に高周波電圧を印加するようにしている。すなわち、整合器はベース部の下方に取り付けられており、チャンバの上部（蓋部材の上部）には重量物は配置されていないので、電極を処理対象物の上方に位置させてプラズマ処理を行うＰＥタイプの構成でありながら、チャンバを（蓋部材を）上下開閉式にすることができ、メンテナンス性の向上を図ることができる。また、導電部は真空状態にされた密閉空間内で電極と接触するため、プラズマ処理を高効率で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施の形態１）
図１及び図２は本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の斜視図、図３は本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の要部断面図、図４は本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置が備えるベース部の斜視図、図５は本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置が備えるベース部の平面図、図６は本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置が備える蓋部材を下方から見た斜視図、図７（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の要部断面図、図８は本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の斜視図である。
【００１３】
図１及び図２において、実施の形態１におけるプラズマ処理装置１は、基台２と、基台２の上部に設けられたチャンバ３とを有する。チャンバ３は基台２の上部に設けられたベース部４と、ベース部４に対して開閉される蓋部材５から成っている。
【００１４】
図２及び図３において、ベース部４はベース部基部部材１０とベース部基部部材１０に上方から嵌合取り付けされた保持部取り付け部材１１から成っている。図３、図４及び図５において、保持部取り付け部材１１はベース部基部部材１０の上面に設けられたシール部材１２によって囲まれた領域（区画領域１３）内に設けられており、保持部取り付け部材１１の上面には２つの保持部１４が備えらえている。
【００１５】
蓋部材５は基台２上に設けられた蓋部材開閉機構２０によってベース部４の上方を昇降自在に設けられており、ベース部４の上面に上方から当接してベース部４の上面（区画領域１３）との間（チャンバ３の内部）に２つの保持部１４を覆う密閉空間ＳＰを形成する（図３）。
【００１６】
図１及び図２において、蓋部材開閉機構２０は基台２の上面から上方に垂直に延びて設けられた一対の支柱部材２１と、一対の支柱部材２１に両端が支持されて水平方向に延び
て設けられた水平部材２２と、水平部材２２の両端から水平部材２２と直交する水平方向に延びて設けられた一対のアーム部材２３を有して成り、蓋部材５はこれら一対のアーム部材２３の先端部にヒンジ２４を介して枢支されている。水平部材２２の両端部は両支柱部材２１に設けられたガイド部２１ａによって上下移動自在にガイドされており、基台２の上面に設けられた昇降シリンダ２５の上下方向への突没動作に応じて上下方向に移動され、これによって蓋部材５がベース部４の上方で昇降してベース部４に対して開閉するようになっている。
【００１７】
ベース部４を構成するベース部基部部材１０は例えばアルミニウム等の金属材料から成り、保持部取り付け部材１１はセラミック等の誘電体材料から成る。蓋部材５は例えばアルミニウム等の金属材料から成り、図６に示すように、上底部５ａ及び上底部５ａの縁部から下方に延びて設けられた側面部５ｂを備えて下方に開口した形状を有している。図３において、ベース部基部部材１０は接地線ＥＲ１によって接地されており、蓋部材５は接地線ＥＲ２によって接地されている。
【００１８】
図３及び図６において、蓋部材５の上底部５ａの下面（すなわちベース部４の上面と上下方向に対向する面）には電気絶縁性材料から成る電気絶縁部材３０を介して平板状の電極３１が水平面内方向に延びて取り付けられており、電極３１の下面中央部には下方に突出した、電極３１の一部としての突起状の接点部３２が設けられている。電気絶縁部材３０は電極３１の上面側の全域を覆うように蓋部材５の上底部５ａの下面に設けられているのではなく、電極３１の周辺部にのみ設けられている。このため電極３１の上面の中央部と蓋部材５の上底部５ａの下面との間には所定間隔の空間Ｇが形成されている。
【００１９】
各保持部１４は図４及び図５に示すように保持部取り付け部材１１の上面を平行に延びて設けられた２つの保持ガイド１４ａを有して成り、処理対象物（例えば基板Ｂ）は、これら２つの保持ガイド１４ａの間に水平方向に挿入されて、保持部１４に取り付けられる。
【００２０】
ベース部４の上面の区画領域１３内には、ベース部基部部材１０を上下方向に貫通して延びた通気孔１０ａが開口している。この通気孔１０ａは、蓋部材５の側面部５ｂの下縁がシール部材１２に上方から当接してベース部４の上面と蓋部材５との間（チャンバ３の内部）に密閉空間ＳＰが形成されたとき、密閉空間ＳＰ内に開口した状態となる（図３）。
【００２１】
図３において、ベース部４には導体材料から成る導電部４０が設けられている。導電部４０はベース部４の上面（保持部取り付け部材１１の上面）に設けられた２つの保持部１４の間を通るようにベース部４（保持部取り付け部材１１）を上下方向に貫通して延びて設けられた導電棒４１と、ベース部４の下面側において導電棒４１の下端部が結合された導電板４２から成っている。導電板４２はベース部４（ベース部基部部材１０及び保持部取り付け部材１１）の下面に電気絶縁性材料から成る電気絶縁部材４３を介して取り付けられている。導電棒４１は、蓋部材５がベース部４の上面（シール部材１２）に上方から当接した状態で、上端が電極３１の一部としての接点部３２と上下方向に接触するようにその上下方向長さが調整されている。
【００２２】
ベース部４の下面には導電部４０の導電板４２を下方から覆うように整合器収容筐体５０が取り付けられている。この整合器収容筐体５０内にはコンデンサやコイル等で構成された整合器５１が収容されている。整合器５１は整合器収容筐体５０の外部に設けられた高周波電源部５２と繋がっている。
【００２３】
高周波電源部５２は基台２の内部に設けられた制御装置６０（図１、図２及び図３）か
ら制御されて作動し、蓋部材５がベース部４の上面に上方から当接し、導電棒４１が蓋部材５に取り付けられた電極３１に接触した状態で、整合器５１及び導電部４０（導電板４２及び導電棒４１）を介して電極３１に高周波電圧を印加する。整合器５１は、この高周波電源部５２から電極３１に印加される高周波電圧のインピーダンス整合を行う。
【００２４】
基台２の内部には上記制御装置６０のほか、真空排気部６１、ガス供給部６２及び大気開放部６３の各機構が備えられている（図３）。これら真空排気部６１、ガス供給部６２及び大気開放部６３は基台２の内部を通ってベース部基部部材１０に設けられた通気孔１０ａに繋がる集合配管６５を介してチャンバ３の内部（密閉空間ＳＰ内）に繋がっている。
【００２５】
制御装置６０は基台２上に設けられた操作入力部６４（図３）からの操作入力を受けて、蓋部材開閉機構２０を構成する昇降シリンダ２５の作動制御のほか、真空排気部６１、ガス供給部６２、大気開放部６３及び高周波電源部５２の作動制御を行う。真空排気部６１は制御装置６０に制御されて作動し、集合配管６５を介してチャンバ３内（密閉空間ＳＰ内）の空気を吸引（真空排気）する。ガス供給部６２は制御装置６０に制御されて作動し、集合配管６５を介してチャンバ３内（真空状態にされた密閉空間ＳＰ内）に酸素ガス等のプラズマ発生用のガスを供給する。大気開放部６３は制御装置６０に制御されて作動し、集合配管６５を介してプラズマ処理が終了した後のチャンバ３の内部を大気に開放する。
【００２６】
このような構成のプラズマ処理装置１において、処理対象物Ｂに対してプラズマ処理の一形態としてのプラズマクリーニングを実行するには、オペレータは先ず、蓋部材５をベース部４に対して上昇させた蓋部材５の開放状態で（図２及び図７（ａ））、保持部１４に処理対象物Ｂを取り付ける。そして、操作入力部６４の操作を行い、プラズマクリーニングをスタートさせる。先ず制御装置６０は昇降シリンダ２５を作動させて、蓋部材５をベース部４に対して下降させ、蓋部材５の側面部５ｂの下端がベース部４の上面に設けられたシール部材１２に上方から接触するようにして蓋部材５をベース部４の上面に当接させる。これによりベース部４の上面と蓋部材５との間に保持部１４を（すなわち保持部１４に保持された処理対象物Ｂを）覆う密閉空間ＳＰが形成されるとともに、蓋部材５に取り付けられた電極３１が保持部１４の（すなわち処理対象物Ｂの）上方に位置し、導電棒４１の上端と電極３１の接点部３２の下端が接触する（図１及び図７（ｂ））。
【００２７】
ここで、電極３１の接点部３２と導電棒４１が接触したときに、導電棒４１によって電極３１が相対的に押し上げられるようにしてもよい（図７（ｂ）参照）。このとき電極３１は、その上面と蓋部材５の上底部５ａの下面との間に空間Ｇがあることから、電気絶縁部材３０を支点にして上方に凸となるように弾性変形する（撓む）ことになるが、この電極３１の復元力によって電極３１と導電棒４１は互いに上下方向に押し合うので、電極３１と導電棒４１との間の良好な接触状態が保持される。また、このような構成により、蓋部材５に対する電極３１の取り付け或いは導電部４０のベース部４に対する取り付けにおける組み立て誤差を吸収することができる。
【００２８】
ベース部４の上面と蓋部材５の間に処理対象物Ｂを覆う密閉空間ＳＰが形成され、導電棒４１の上端と電極３１の接点部３２の下端が接触したら、制御装置６０は真空排気部６１を作動させて、チャンバ３内（密閉空間ＳＰ内）の空気を真空排気する。制御装置６０は、チャンバ３内の空気が所定の真空度に達したことを確認したら、ガス供給部６２を作動させて、チャンバ３内（密閉空間ＳＰ内）にプラズマ発生用のガスの供給を開始する。
【００２９】
制御装置６０は、チャンバ３内の圧力が安定するタイミングで高周波電源部５２を作動させて、整合器５１及び導電部４０（導電板４２及び導電棒４１）を介して電極３１に高
周波電圧を印加する。これによりチャンバ３内にプラズマが発生し、プラズマ中の活性種（ラジカル）が処理対象物Ｂの表面（上面）に作用する。このプラズマ中の活性種の処理対象物Ｂの表面に対する作用（エッチング作用）により、処理対象物Ｂの表面の異物が除去され、プラズマクリーニングが行われる。
【００３０】
制御装置６０は、高周波電源部５２を作動させてから所定時間が経過し、プラズマクリーニングが終了したら、高周波電源部５２、ガス供給部６２、真空排気部６１を順次停止させる。その後、制御装置６０は大気開放部６３を作動させて、チャンバ３内を大気に開放する。チャンバ３内が大気に開放されて密閉空間ＳＰ内の圧力が大気圧レベルになったら、制御装置６０は昇降シリンダ２５を作動させて、蓋部材５をベース部４に対して上昇させる。これにより蓋部材５はベース部４の上面から離間し、蓋部材５は開放状態となる（図２及び図７（ａ））。また、蓋部材５の上昇によって電極３１の接点部３２と導電棒４１は離間する。これにより処理対象物Ｂに対するプラズマクリーニングは終了する。
【００３１】
このように実施の形態１におけるプラズマ処理装置１は、処理対象物Ｂの上方に電極３１を配置してプラズマ処理を行う、いわゆるＰＥ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｔｃｈｉｎｇ）タイプのプラズマ処理装置であるが、重量物である高周波電源部５２及び整合器５１がベース部４の下方に設けられているので、蓋部材５及びこの蓋部材５を支持する蓋部材開閉機構２０が従来のように高周波電源部５２及び整合器５１を固定支持できるだけの強度及び剛性を有する必要はなく、蓋部材５を軽量なものとして製造コストを安価にすることができる。
【００３２】
また、蓋部材５を軽量なものとすることができるので、図８に示すように、蓋部材５をヒンジ２４回り（水平軸回り）に揺動させることができ、蓋部材５及び電極３１のメンテナンスを容易に行うことができる。なお、この蓋部材５のヒンジ２４回りの揺動は、図示しないアクチュエータによって行う構成にしてもよいし、オペレータが手動で行う構成にしてもよい。
【００３３】
なお、高周波電源部５２から電極３１に高周波電圧を印加したとき、図５及び図７（ｂ）に示す導電棒４１のベース部４の上方領域を延びる部分と各保持部１４の間の距離Ｒが小さすぎると、導電棒４１と処理対象物Ｂの間にアーク放電が発生して処理対象物Ｂにダメージを与えるおそれがあるため、上記距離Ｒがこのようなアーク放電が発生することのない値（例えば１０ｍｍ程度）となるように、導電棒４１と保持部１４の間の距離を設定するようにする。
【００３４】
（実施の形態２）
図９は本発明の実施の形態２におけるプラズマ処理装置が備えるベース部の平面図、図１０（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態２におけるプラズマ処理装置の要部断面図、図１１（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明の実施の形態２におけるプラズマ処理装置が備える導電棒と電極の部分拡大図である。
【００３５】
実施の形態２におけるプラズマ処理装置１は、図９及び図１０（ａ），（ｂ）に示すように、前述の実施の形態１におけるプラズマ処理装置１の導電棒４１のベース部４から突出する部分のうち、保持部１４に最も近接する部分を含む一定領域（ここでは導電棒４１のベース部４から突出する部分の全域）の側面が誘電体から成る筒状のカバー部材７１によって覆われるとともに、電極３１の接点部３２の一定領域（ここでは接点部３２の全域）の側面が同じく誘電体から成る筒状のカバー部材７２によって覆われている。蓋部材５が開いた状態（図１０（ａ））から下降してベース部４の上面に当接すると、導電棒４１の上端と電極３１の下端が接触するとともに、導電棒４１の側面を覆って設けられたカバー部材７１の上端と電極３１の接点部３２の側面を覆って設けられたカバー部材７２の下
端が接触する（図１０（ｂ））。
【００３６】
このように、導電棒４１のベース部４の上方領域を延びる部分のうち、保持部１４に最も近接する部分を含む一定領域の側面が誘電体から成るカバー部材７１によって覆われていると、高周波電源部５２から電極３１に高周波電圧を印加したとき、導電棒４１と処理対象物Ｂの間にアーク放電が発生しにくくなる。これにより、導電棒４１と各処理対象物Ｂの間の距離Ｒを小さくすることができ、処理対象物Ｂのサイズアップ若しくはチャンバ３の（ひいてはプラズマ処理装置１全体の）小型化を図ることができる。
【００３７】
ここで、導電棒４１は図１１（ａ）に示すように、ベース部４の上面から突出する部分のうち、保持部１４に最も近接する部分を含む一定領域の側面を覆うように設けられていればよいが、図１０（ａ），（ｂ）に示したように、接点部３２の側面も誘電体から成るカバー部材７２によって覆われており、導電棒４１と接点部３２が接触した状態で両カバー部材７１，７２同士も接触し、導電棒４１及び接点部３２の密閉空間ＳＰ内に位置する部分の大部分がカバー部材７１，７２によって覆われるようになっていることがアーク放電の発生を確実に防止する点では好ましい。これには例えば、図１１（ｂ），（ｃ）に示すようなカバー部材７１，７２の設け方が可能である。
【００３８】
図１１（ｂ）は、導電棒４１の側面を覆うカバー部材７１の上端の位置が導電棒４１の上端の位置よりも相対的に低くなるように設けられるとともに、接点部３２の側面を覆うカバー部材７２の下端の位置が接点部３２の下端の位置よりも相対に低くなるように設けられた場合の例である。この例では、導電棒４１の上端と接点部３２の下端が接触した状態では、導電棒４１の上端が接点部３２の側面を覆うカバー部材７２の内部に入り込むことによって、導電棒４１の側面と接点部３２の側面が完全に両カバー部材７１，７２によって覆われるようになるものである。また、これとは逆に、導電棒４１の側面に設けられるカバー部材７１の上端の位置が導電棒４１の上端の位置よりも相対的に高くなるように設けられるとともに、接点部３２の側面に設けられるカバー部材７２の下端の位置が接点部３２の下端の位置よりも相対に高くなるように設けられた場合であっても、接点部３２の下端が導電棒４１の側面を覆うカバー部材７１の内部に入り込むことによって、同様の効果が得られる。
【００３９】
図１１（ｃ）は、導電棒４１がベース部４を上下方向に貫通しておらず、導電棒４１の上端が保持部取り付け部材１１の導電棒取り付け孔１１ａの内部に位置している場合の例である。この場合には、導電棒４１の上端が導電棒取り付け孔１１ａからベース部４の上面側に露出した状態となっているので、蓋部材５が下降してベース部４の上面に当接するとき、接点部３２の下端部が保持部取り付け部材１１の導電棒取り付け孔１１ａ内に上方から嵌入することによって、導電棒４１の上端と接点部３２の下端とが接触する。この図１１（ｃ）では、接点部３２がカバー部材７２によって覆われており、導電棒４１の上端と接点部３２の下端とが接触した状態で、カバー部材７２の下端が保持部取り付け部材１１の上面に上方から接触するので、アーク放電が発生しにくくなるという効果が得られる。
【００４０】
図１１（ｄ）は、電極３１が密閉空間ＳＰ内で導電部４０（導電棒４１）と接触する接点部３２を備えていない場合の例である。実施の形態１及び上述の例（図１１（ａ），（ｂ），（ｃ））では、電極３１が接点部３２を備えたものとなっていたが、これは、導電部４０（導電棒４１）の長さを短縮して導電部４０の取り扱いを容易にすることができ、また図１１（ｃ）に示したように導電棒４１がベース部４から上方に突出しないようにする構成をとることができるからである。
【００４１】
しかし、電極３１の接点部３２は必ずしも備えられていなくてもよく、電極３１に接点
部３２が備えられていない場合であっても、図１１（ｄ）に示すように、導電部４０（導電棒４１）の上端が電極３１の下面に接触するようにすることができ、また、導電棒４１がカバー部材７１によって覆われるようにすれば、アーク放電の発生が起きにくくすることもできる。
【００４２】
（実施の形態３）
図１２は本発明の実施の形態３におけるプラズマ処理装置が備えるベース部の平面図、図１３（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態３におけるプラズマ処理装置の要部断面図である。
【００４３】
実施の形態３におけるプラズマ処理装置１は、図１２及び図１３（ａ），（ｂ）に示すように、前述の実施の形態１におけるプラズマ処理装置１が備える保持部１４が１つである場合の例である。このように保持部１４が１つであるときは、保持部１４を区画領域１３の中央に配置し、導電部４０を区画領域１３の端部に配置するようにすることができる。なお、保持部１４が複数設けられている場合には、これら複数の保持部１４を区画領域１３の中央に配置するとともに、導電部４０を複数の保持部１４のうちの２つの間に設ける構成（実施の形態１において示した構成）をとることができるが、このような構成をとらずに、複数の保持部１４を区画領域１３の中央に配置しつつ、導電部４０を区画領域１３の端部に配置する（複数の保持部１４のうちの２つの間を通らないように配置する）構成をとることも勿論可能である。
【００４４】
以上説明したように、実施の形態１〜３におけるプラズマ処理装置１は、上面に処理対象物Ｂを保持する保持部１４を備えたベース部４と、ベース部４の上方を移動自在に設けられ、ベース部４の上面に上方から当接してベース部４の上面との間に保持部１４を覆う密閉空間ＳＰを形成する蓋部材５と、蓋部材５のベース部４と対向する面（蓋部材５の上底部５ａの下面）に電気絶縁部材３０を介して取り付けられ、密閉空間ＳＰ内で保持部１４の上方に位置する電極３１と、ベース部４に設けられ、密閉空間ＳＰ内で上端が電極３１（或いは電極３１の一部としての接点部３２）と接触する導電部４０と、ベース部４の下方に設けられ、導電部４０に接続された整合器５１と、整合器５１及び導電部４０を通じて電極３１に高周波電圧を印加する高周波電源部５２を備えたものとなっている。
【００４５】
実施の形態１〜３におけるプラズマ処理装置１では、上面に所定対象物Ｂを保持する保持部１４を備えたベース部４と、ベース部４の上面に上方から当接してベース部４の上面との間に保持部１４を覆う密閉空間ＳＰを形成する蓋部材５からチャンバ３が形成され、蓋部材５のベース部４と対向する面に電気絶縁部材３０を介して取り付けた電極３１が密閉空間ＳＰ内で保持部１４の上方に位置するようになっている。そして、ベース部４には、密閉空間ＳＰ内で上端が電極３１と接触する導電部４０を設けるとともに、ベース部４の下方に整合器５１を設けた。高周波電源部５２は整合器５１及び導電部４０を通じて電極３１に高周波電圧を印加する。
【００４６】
すなわち、実施の形態１〜３におけるプラズマ処理装置１では、整合器５１はベース部４の下方に取り付けられており、チャンバ３の上部（蓋部材５の上部）には重量物は配置されていないので、電極３１を処理対象物の上方に位置させてプラズマ処理を行うＰＥタイプの構成でありながら、チャンバ３を（蓋部材５を）上下開閉式にすることができ、メンテナンス性の向上を図ることができる。また、導電部４０は真空状態にされた密閉空間ＳＰ内で電極３１と接触するため真空スイッチと同等な効果、すなわち接触部分でのアーク放電を防止するという効果を有する。アーク放電が発生するとプラズマ放電が不安定になってプラズマ処理を高効率で行うことが困難になるが、真空状態にされた密閉空間ＳＰ内で導電部４０と電極３１を接触させるのでそのような心配はない。
【００４７】
また、実施の形態１〜３におけるプラズマ処理装置１では、電極３１と蓋部材５の間に空間Ｇが形成されており、電極３１は導電部４０と接触したときに導電部４０によって相対的に押し上げられ、電気絶縁部材３０を支点として上方に撓むようになっているので、電極３１と導電棒４１は互いに上下方向に押し合い、電極３１と導電棒４１との間の良好な接触状態が保持される。
【００４８】
また、実施の形態２におけるプラズマ処理装置１では、導電部４０（導電棒４１）はベース部４を上下方向に貫通してベース部４の上方領域を延びており、この導電部４０（導電棒４１）のベース部４の上面から突出する部分のうち、保持部１４に最も近接する部分を含む一定領域の側面が誘電体から成るカバー部材７１によって覆われているので、導電棒４１と処理対象物Ｂの間にアーク放電が発生しにくく、処理対象物Ｂがダメージを受けることを防止することができる。
【００４９】
また、実施の形態１のプラズマ処理装置のように、保持部１４が複数設けられている場合には、導電部４０はこれら複数の保持部１４のうちの２つの間に設けるようにすればよく、導電部４０の配置の自由度は比較的高いものとなっている。
【００５０】
これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態におけるチャンバの形状等は特に限定されず、上面に処理対象物を保持する保持部を備えたベース部と、ベース部の上方を移動自在に設けられ、ベース部の上面に上方から当接してベース部の上面との間に保持部を覆う密閉空間を形成する蓋部材とから成るものであればよい。また、電極の形状等も限定されず、蓋部材のベース部と対向する面に電気絶縁部材を介して取り付けられ、密閉空間内で保持部の上方に位置するようになっていればよい。また、導電部の形状等も特に限定されず、ベース部に設けられ、密閉空間内で上端が電極と接触するようになっていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
電極を処理対象物の上方に位置させてプラズマ処理を施す構成をとりつつメンテナンス性の向上を図ることができるようにしたプラズマ処理装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の斜視図
【図３】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の要部断面図
【図４】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置が備えるベース部の斜視図
【図５】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置が備えるベース部の平面図
【図６】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置が備える蓋部材を下方から見た斜視図
【図７】（ａ）（ｂ）本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の要部断面図
【図８】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の斜視図
【図９】本発明の実施の形態２におけるプラズマ処理装置が備えるベース部の平面図
【図１０】（ａ）（ｂ）本発明の実施の形態２におけるプラズマ処理装置の要部断面図
【図１１】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）本発明の実施の形態２におけるプラズマ処理装置が備える導電棒と電極の部分拡大図
【図１２】本発明の実施の形態３におけるプラズマ処理装置が備えるベース部の平面図
【図１３】（ａ）（ｂ）本発明の実施の形態３におけるプラズマ処理装置の要部断面図
【符号の説明】
【００５３】
１ プラズマ処理装置
４ ベース部
５ 蓋部材
１４ 保持部
３０ 電気絶縁部材
３１ 電極
３２ 接点部
４０ 導電部
５１ 整合器
５２ 高周波電源部
７１ カバー部材
ＳＰ 密閉空間
Ｇ 空間
Ｂ 処理対象物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に処理対象物を保持する保持部を備えたベース部と、
ベース部の上方を移動自在に設けられ、ベース部の上面に上方から当接してベース部の上面との間に保持部を覆う密閉空間を形成する蓋部材と、
蓋部材のベース部と対向する面に電気絶縁部材を介して取り付けられ、密閉空間内で保持部の上方に位置する電極と、
ベース部に設けられ、密閉空間内で上端が電極と接触する導電部と、
ベース部の下方に設けられ、前記導電部に接続された整合器と、
前記整合器及び前記導電部を通じて前記電極に高周波電圧を印加する高周波電源部とを備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
電極と蓋部材の間に空間が形成されており、電極は導電部と接触したときに導電部によって相対的に押し上げられ、電気絶縁部材を支点として上方に撓むようになっていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
電極は、下面から下方に突出して延び、密閉空間内で下端が導電部と接触する接点部を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
導電部はベース部を上下方向に貫通してベース部の上面から突出しており、この導電部の突出する部分のうち、保持部に最も近接する部分を含む一定領域の側面が誘電体から成るカバー部材によって覆われていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記保持部が複数設けられており、導電部はこれら複数の保持部のうちの２つの間に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１】
上面に処理対象物を保持する保持部を備えたベース部と、
ベース部の上方を移動自在に設けられ、ベース部の上面に上方から当接してベース部の上面との間に保持部を覆う密閉空間を形成する蓋部材と、
蓋部材のベース部と対向する面に電気絶縁部材を介して取り付けられ、密閉空間内で保持部の上方に位置する電極と、
ベース部に設けられ、密閉空間内で上端が電極と接触する導電部と、
ベース部の下方に設けられ、前記導電部に接続された整合器と、
前記整合器及び前記導電部を通じて前記電極に高周波電圧を印加する高周波電源部とを備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
電極と蓋部材の間に空間が形成されており、電極は導電部と接触したときに導電部によって相対的に押し上げられ、電気絶縁部材を支点として上方に撓むようになっていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
電極は、下面から下方に突出して延び、密閉空間内で下端が導電部と接触する接点部を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
導電部はベース部を上下方向に貫通してベース部の上面から突出しており、この導電部の突出する部分のうち、保持部に最も近接する部分を含む一定領域の側面が誘電体から成るカバー部材によって覆われていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記保持部が複数設けられており、導電部はこれら複数の保持部のうちの２つの間に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のプラズマ処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２４４７０６（Ｐ２０１０−２４４７０６Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８８９１７（Ｐ２００９−８８９１７）
【出願日】平成２１年４月１日（２００９．４．１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１日（２００９．４．１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]