(57)【要約】【課題】載置部の載置面上にワークを正確に位置決めすることができるとともに、プラズマ処理後には、載置部からワークを容易に取り除くことができ、ワークの破損および載置面の損傷を防止することができるプラズマ処理装置を提供すること。【解決手段】プラズマ処理装置１は、載置面２２１を備える下部電極２２を有し、下部電極には、載置面２２１から出没自在なピン（突起）６１が設けられており、突起６１は、その先端面６１１が載置面２２１より突出した突出状態と、載置面２２１と一致した収容状態とに移動することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された上部電極および下部電極と、
前記上部電極および前記下部電極間に被処理面を有するワークが位置するように、前記ワークを載置する載置面を備える載置部と、
前記載置部に設けられ、前記載置面から出没自在な突起と、
前記被処理面に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
前記上部電極および前記下部電極間へ通電する通電手段とを有し、
前記突起は、その先端面が前記載置面より突出した突出状態と、前記載置面と一致した収容状態とに移動することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記突起は、前記突出状態にて、その側面に前記ワークを当接することにより前記ワークの位置決めを行う、位置決め用突起としての機能を有している請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記突起は、前記載置面に前記ワークが載置されている状態において、前記収容状態から前記突出状態に移動することにより、その先端にて、前記ワークの下面を押圧し、前記ワークの前記押圧された部位を前記載置面から離間させる、離間用突起としての機能を有している請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記突起は、複数設けられており、
複数の前記突起には、前記突出状態にて、その側面に前記ワークを当接することにより前記ワークの位置決めを行う位置決め用突起と、前記載置面に前記ワークが載置されている状態において、前記収容状態から前記突出状態に移動することにより、その先端にて、前記ワークの下面を押圧し、前記ワークの前記押圧された部位を前記載置面から離間させる離間用突起とが含まれている請求項１ないし３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記各突起は、位置決め用突起および離間用突起の双方の機能を有している請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記ワークのプラズマ処理は、前記突起を前記収容状態として行われる請求項１ないし５のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記突起は、前記載置部の誘電率と同じ誘電率を有している請求項１ないし６のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
材料の表面を加工する方法の１つとして、高周波電圧を印加した電極間に反応ガスを含む処理ガスを供給し、反応ガスに基づくラジカルを発生させ、該ラジカルとワークとのラジカル反応によって生成された生成物質を除去することで加工を行う、いわゆるプラズマＣｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ（以下、「プラズマＣＶＭ」と略す。）が知られている。
このようなプラズマＣＶＭでは、一対の電極間に設けた載置台にワークを位置させた状態にて、一対の電極間に高周波を印加することによりプラズマを発生させ、ワークをプラズマ処理する方法が知られている。この処理方法においては、ワークを載置台の上に配置した後、位置決め機構を用いて精密な位置決めを行ってからプラズマ処理が実施される。
【０００３】
特許文献１に記載の位置決め機構は、ワークＷを支持する指示面１ｃを備えるステージ１と、指示面１ｃに設けられ、ワークＷの位置決めを行う複数のピン１ｅと、指示面１ｃに開放するようにもうけられ、ワークＷに対して気体を噴出させる複数の噴出穴１ｄとを有している。
このような特許文献１に記載の位置決め機構では、複数のピン１ｅを用いて、ワークＷの位置決めを行うことができるため、ワークＷを正確に所定の位置に載置することができる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の位置決め機構では、ワークＷの被処理面の噴出穴１ｄに対応する領域（直下に電極としての金属が存在しない領域）におけるプラズマ状態と、その他の領域（直下に電極としての金属が存在する領域）におけるプラズマ状態とが異なるものとなる。また、ワークＷの被処理面のピン１ｅ近傍の領域におけるプラズマ状態と、その他の領域におけるプラズマ状態とも異なるものとなる。
したがって、特許文献１に記載の位置決め機構では、ワークＷの被処理面の全域に対して、安定的なプラズマ処理を行うことができない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３１７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、載置部の載置面上にワークを正確に位置決めすることができ、プラズマ処理時には、ワークの被処理面の全域に対して安定したプラズマ処理を行うことができ、さらには、プラズマ処理後には、載置部からワークを容易に取り除くことができ、ワークの破損および載置面の損傷を防止することができるプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のプラズマ処理装置は、対向配置された上部電極および下部電極と、
前記上部電極および前記下部電極間に被処理面を有するワークが位置するように、前記ワークを載置する載置面を備える載置部と、
前記載置部に設けられ、前記載置面から出没自在な突起と、
前記被処理面に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
前記上部電極および前記下部電極間へ通電する通電手段とを有し、
前記突起は、その先端面が前記載置面より突出した突出状態と、前記載置面と一致した収容状態とに移動することを特徴とする。
【０００８】
これにより、載置部の載置面上にワークを正確に位置決めすることができ、プラズマ処理時には、ワークの被処理面の全域に対して安定したプラズマ処理を行うことができ、さらには、プラズマ処理後には、載置部からワークを容易に取り除くことができ、ワークの破損および載置面の損傷を防止することができるプラズマ処理装置を提供することができる。
【０００９】
本発明のプラズマ処理装置では、前記突起は、前記突出状態にて、その側面に前記ワークを当接することにより前記ワークの位置決めを行う、位置決め用突起としての機能を有していることが好ましい。
これにより、ワークの位置決めを正確に行うことができる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記突起は、前記載置面に前記ワークが載置されている状態において、前記収容状態から前記突出状態に移動することにより、その先端にて、前記ワークの下面を押圧し、前記ワークの前記押圧された部位を前記載置面から離間させる、離間用突起としての機能を有していることが好ましい。
これにより、ワークを載置面から浮き上がらせることができ、ワークの取り除きが簡単となる。また、ワークと載置面との摺動が防止され、ワークの破損や、載置面の損傷（擦り傷の発生）等を防止することができる。
【００１０】
本発明のプラズマ処理装置では、前記突起は、複数設けられており、
複数の前記突起には、前記突出状態にて、その側面に前記ワークを当接することにより前記ワークの位置決めを行う位置決め用突起と、前記載置面に前記ワークが載置されている状態において、前記収容状態から前記突出状態に移動することにより、その先端にて、前記ワークの下面を押圧し、前記ワークの前記押圧された部位を前記載置面から離間させる離間用突起とが含まれていることが好ましい。
これにより、ワークの位置決めを正確に行うことができるとともに、ワークを載置面から浮き上がらせることでワークの取り除きが簡単となる。また、ワークの取り除きの際には、ワークと載置面との摺動が防止され、ワークの破損や、載置面の損傷（擦り傷の発生）等を防止することができる。
【００１１】
本発明のプラズマ処理装置では、前記各突起は、位置決め用突起および離間用突起の双方の機能を有していることが好ましい。
これにより、各突起について、その突起を位置決め用突起として機能させるか、離間用突起として機能させるかを選択することができる。そのため、複数の突起のうちの、どの突起を位置決め用突起として機能させ、どの突起を離間用突起として機能させるかのパターンをより多く有することができ、ワークの大きさ、形状等によらず、そのワークの位置決めおよび取り除きをそれぞれ簡単かつ的確に行うことができる。
【００１２】
本発明のプラズマ処理装置では、前記ワークのプラズマ処理は、前記突起を前記収容状態として行われることが好ましい。
これにより、ワークの被処理面の全域を所望の状態のプラズマにより処理することができるため、被処理面の全域に対して均一で安定したプラズマ処理を行うことができる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記突起は、前記載置部の誘電率と同じ誘電率を有していることが好ましい。
これにより、ワークの被処理面の全域を安定したプラズマによりプラズマ処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明のプラズマ処理装置を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のプラズマ処理装置の好適な実施形態を示す図（断面図、側面図、ブロック図）、図２は、図１に示すプラズマ処理装置が備える下部電極の斜視図、図３は、図２に示すピンが位置決めピンとして機能する際の移動を説明する断面図、図４は、図２に示すピンが、浮かせピンとして機能する際の移動を説明する断面図、図５は、載置面にワーク１０が載置された状況をシミュレーションした平面図である。なお、以下の説明では、図１中互いに直交する３つの方向をｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向とする。そのうち、ワーク１０の被処理面１０１をｘｙ平面とし、被処理面１０１の法線方向をｚ軸方向とする。以下、対応する方向はその他の図においても同様である。また、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００１４】
図１に示すプラズマ処理装置１は、対向配置された上部電極２１および下部電極２２と、処理ガス供給手段３と、通電手段４と、移動手段５と、位置決め／離間手段６と、制御手段７とを有している。
このプラズマ処理装置１は、ワーク（ウエハ）１０を下部電極２２の上面（載置面）２２１に載置した状態で、処理ガス供給手段３によりワーク１０の被処理面（ワーク１０の有効処理領域）１０１に処理ガスを供給しつつ、通電手段４により上部電極２１および下部電極２２間へ通電することにより、前記処理ガスを活性化してプラズマを生成し、このプラズマが発生するプラズマ発生領域Ｓ（上部電極２１の直下の領域）とワーク１０とを移動手段５により相対的に移動することにより、前記プラズマにより被処理面１０１を局所的にかつ連続してプラズマ処理する装置である。
【００１５】
なお、本願明細書の「局所的」とは、ワーク１０の平面視にて、プラズマ発生領域Ｓが被処理面１０１全域よりも十分小さく、上部電極２１およびワーク１０の少なくとも一方を他方に対して相対的に移動させなければ、被処理面１０１全域のプラズマ処理を行うことができないことを言う。
また、本願明細書の「連続的」とは、１つのワーク１０に対するプラズマ処理が開始されてから終了するまでの間、プラズマ発生領域Ｓに絶えずプラズマが発生している場合のみならず、プラズマ処理が開始されてから終了するまでの間に、プラズマ発生領域Ｓにプラズマが発生していないが、発生させようとすればいつでも発生させられる状態（スタンバイ状態）が存在する場合も含まれる。
【００１６】
また、本願明細書中の「プラズマ処理」は、被処理面１０１の平坦化加工、コンベックス加工、ベベル加工、厚さ方向へ貫通または凹没する孔を形成するエッチング加工、所望の平面視形状となるように不要な部分を削除するエッチング加工（成形加工）、被処理面１０１に所望の特性を付与する表面改質（例えば、撥水性、親水性の付与、熱処理による改質、酸化膜等の形成）、被処理面１０１に形成されたレジスト層等を除去するアッシング処理など、プラズマを利用した処理全般を含むものである。以下では、説明の便宜上、被処理面１０１の平坦化加工について代表して説明する。
【００１７】
また、ワーク（ウエハ）１０としては、特に限定されず、例えば、石英ガラス、無アルカリガラス等の各種ガラス、水晶等の結晶性材料、アルミナ、シリカ、チタニア等の各種セラミックス、シリコン、ガリウム−ヒ素等の各種半導体材料、ダイヤモンド、黒鉛等の炭素系材料、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、液晶ポリマー、フェノール樹脂、アクリル樹脂等各種プラスチック（樹脂材料）のような誘電体材料で構成されたものが挙げられる。
【００１８】
図１に示すように、ＮＣステージ（後述する第１移動手段５１）上に下部電極２２が設けられており、その下部電極２２の上方には、上部電極２１が設けられている。
上部電極２１は、例えば円柱状、四角柱状などの柱状をなしている。また、上部電極２１は、導線４２を介して後述する高周波電源４１に接続されている。なお、上部電極２１の形状は、ワーク１０の形状等に合わせて適宜設定することができ、例えば、円錐台、四角柱状円錐台、平板状であってもよい。
【００１９】
上部電極２１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、鉄、ニッケル、銅、銀等の各種金属、またはこれらのうちの少なくとも１種を含む合金または金属間化合物、さらには、これらの金属の酸化物、窒化物、炭化物等が挙げられる。このうち、合金としては、例えば、ステンレス鋼、真鍮、アルミニウム系合金が挙げられる。
以上のような上部電極２１は、その下側部分が誘電体材料で構成された誘電体部２４によって覆われている。
【００２０】
誘電体部２４は、四角柱状の形状をなしている。そして、その上面に開口する凹部２４１が形成されていて、この凹部２４１に上部電極２１の下側部分が挿入されている。これにより、プラズマ処理の最中に、上部電極２１および下部電極２２間において、電極である金属等が露出しないため、上部電極２１および下部電極２２間に電界を均一に発生させることができる。また、上部電極２１を誘電体部２４で覆っているため、インピーダンスの増大を防止することができ、比較的低電圧で所望の放電を生じさせ、プラズマを確実に発生させることができる。なお、誘電体部２４の形状は、例えば円錐台や円柱状、板状など、特に限定されない。
【００２１】
このような誘電体部２４の構成材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート等の各種プラスチック、水晶等の結晶性材料、石英ガラス、無アルカリガラス等の各種ガラス、無機酸化物等が挙げられる。前記無機酸化物としては、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア等の酸化物セラミックス、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化物セラミックス、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、ＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ＰＬＬＺＴ等の強誘電体材料等が挙げられる。
【００２２】
下部電極２２は、前述したようにＮＣステージ上に設けられており、上部電極２１に対して対向配置されている。本実施形態では、下部電極２２は、平面視形状が長方形の平板状をなしているが、下部電極２２の形状は、特に限定されず、例えば、平面視形状が正方形、円形等であってもよい。
下部電極２２の上面２２１は、ワーク１０を載置する載置面を構成している（以下、「載置面２２１」とも言う）。すわなち、下部電極２２は、ワークを載置する載置部としての機能を有する。また、下部電極２２は、導線４２を介して直接接地されており、接地電極としての機能を有する。これにより、下部電極２２の帯電を防止することができ、上部電極２１および下部電極２２間に、確実に電界を発生させることができる。
【００２３】
このような下部電極２２の構成材料としては、上部電極２１の構成材料として例示した材料と同様のものを用いることができる。
また、図２に示すように、下部電極２２には、載置面２２１に開放し、ｚ軸方向に延在する複数の孔２２２が形成されている。複数の孔２２２は、碁盤目状に、すなわち規則的に形成されている。複数の孔２２２が規則的に形成されていること（すなわち、後述する複数のピン６１が規則的に配置されていること）により、平面視形状が角形状、円形状または異形状など、どのような形状（平面視形状）のワーク１０でも、そのワーク１０の位置決めおよび取り除きをそれぞれ簡単に行うことができる。
【００２４】
本実施形態では、各孔２２２の内部空間は、円柱状をなしているが、四角柱状、三角柱状、楕円状であってもよい。
このような複数の孔２２２には、それぞれ、ピン（突起）６１が挿入されている。このように、各孔２２２にピン６１を挿入することにより、簡単な構成で、ピン６１を下部電極２２に対して変位可能（突出可能）とすることができる。
【００２５】
互いに隣接する孔２２２同士のピッチ（すなわち、互いに隣接するピン６１同士のピッチ）ｐは、特に限定されないが、５〜３０ｍｍ程度であるのが好ましく、１０〜２５ｍｍ程度であるのがより好ましい。ピッチｐをこのような範囲とすることにより、ピン６１の数を比較的少なくすることができるとともに、後述するようなワーク１０の位置決めの際に、ワーク１０の側面に当接するピン６１を比較的多くの数確保することができる。
【００２６】
このようなピン６１は、ピン６１を移動させるピン移動手段６２およびピン移動手段制御装置６３とともに、位置決め／離間手段６を構成するものである。以下、位置決め／離間手段６について説明する。
まず、各孔２２２に挿入されたピン６１について説明するが、複数のピン６１は、それぞれ、同様の構成であるため、１つのピン６１について代表して説明し、その他のピン６１については、その説明を省略する。
【００２７】
ピン６１は、中実の円柱状をなしている。また、ピン６１の先端面６１１は、ピン６１の軸方向に直交する平坦面で構成されている。このようなピン６１は、その直径が孔２２２の直径と等しいか若干小さくなっており、孔２２２に隙間なく挿入されている。すなわち、ピン６１の外周面と孔２２２の内周面との間に、実質的に空隙が形成されないように、ピン６１が孔２２２に挿入されている。
【００２８】
ピン６１の直径としては、特に限定されないが、１ｍｍ〜１５ｍｍ程度であるのが好ましく、５〜１０ｍｍ程度であるのがより好ましい。ピン６１の直径をこのような範囲とすることにより、ピン６１の機械的強度を当該ピン６１の機能を達成するのに十分なものとすることができるとともに、載置面２２１上に、ワーク１０の位置決めをするのに適度な数のピン６１を下部電極２２に配置することができる。
【００２９】
また、ピン６１は、孔２２２に対して摺動（移動、変位）可能となっており、ピン移動手段６２の駆動により、その外周面を孔２２２の内周面と摺動させながら、先端面６１１が載置面２２１よりも突出した突出状態と、先端面６１１が載置面２２１と一致する（面一となる）収容状態とに移動する。
このようなピン６１は、載置面２２１に対するワーク１０の載置位置を正確に位置決めするための位置決めピン（位置決め用突起）としての機能と、載置面２２１に載置されたワーク１０を載置面２２１から浮き上がらせる（離間させる）浮かせピン（離間用突起）としての機能の双方の機能を有している。ピン６１が、位置決めピンとして機能するか、浮かせピンとして機能するかは、載置面２２１に載置されるワークの形状、大きさ、載置位置等によって適宜決定される。
【００３０】
なお、全部のピン６１が、位置決めピンとしての機能と、浮かせピンとしての機能の双方の機能を有しているのが好ましいが、一部のピン６１が、位置決めピンとしての機能および浮かせピンとしての機能のいずれか一方の機能しか有していなくてもよい。
ピン６１が位置決めピンとして機能する場合、ピン６１は次のように移動する。
まず、図３（ａ）のように、ピン移動手段６２の駆動により、ピン６１は、先端面６１１が載置面２２１から突出した突出状態に移動する。この状態にて、ワーク１０を載置面２２１に載置するのであるが、この際、図３（ｂ）に示すように、ワーク１０の側面をピン６１の側面に当接させることにより、ワーク１０の載置面２２１に対する位置決めが行われる。これにより、簡単かつ確実に、ワーク１０の位置決めを行うことができる。
【００３１】
位置決めを終えた後は、図３（ｃ）に示すように、ピン移動手段６２の駆動により先端面６１１が載置面２２１と一致する収容状態に移動し、この状態にて、ワーク１０に対してプラズマ処理が行われる。このように、プラズマ処理時に、位置決めピンとして機能したピン６１を収容状態とすることにより、ワーク１０の被処理面１０１の全域を安定したプラズマによりプラズマ処理することができるようになる。
【００３２】
具体的には、ピン６１の突出量、印加電圧の強さ（ＲＦパワー）等によっても異なるが、位置決めピンとして機能したピン６１を突出状態としたままで、ワーク１０のプラズマ処理を行ってしまうと、当該ピン６１と上部電極２１との間に不安定なプラズマが発生してしまい、被処理面１０１の突出状態となっているピン６１の周囲の部位が、前記不安定なプラズマによりプラズマ処理されてしまう。そのため、被処理面１０１の全域に対して均一かつ安定なプラズマ処理を行うことができない。
【００３３】
なお、突出状態でのピン６１の長さ（突出している部分のｚ軸方向の長さ）は、ワーク１０の厚さよりも長いことが好ましい。より具体的には、ワーク１０の厚さをｄとしたとき、ピン６１の長さは、２ｄ〜４ｄ程度であることが好ましい。これにより、ワーク１０を載置面２２１に載置する際に、的確にワーク１０をピン６１の側面に当接することができるようになる。
【００３４】
一方、ピン６１が浮かせピンとして機能する場合、ピン６１は、次のように移動する。
例えば、ワーク１０に対するプラズマ処理が完了し、ワーク１０を載置面２２１から取り除く場合、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ピン移動手段６２の駆動により、ワーク１０の下面の領域内に包含されるピン６１を収容状態から突出状態に移動させる。すると、ピン６１の先端面６１１がワーク１０の下面を押圧し、図４（ｂ）に示すように、ワーク１０の下面が載置面２２１から浮き上がる（離間する）。この状態にて、図４（ｃ）に示すように、ワーク１０を載置面２２１から取り除くことにより、ワーク１０を簡単に取り除くことができ、無駄な力（応力）がワーク１０に発生しないため、ワーク１０の破損が防止される。また、ワーク１０の大部分が載置面２２１から離間しているため、ワーク１０との摺動摩擦による載置面２２１の損傷（擦り傷等の発生）が防止される。
【００３５】
このようなピン６１は、下部電極２２の誘電率と同じ誘電率を有していることが好ましい。これにより、ピン６１を含めた下部電極２２の全域で、その電気的特性が同じとなるので、ワーク１０の被処理面１０１の全域を安定したプラズマによりプラズマ処理することができる。
具体的には、ピン６１の誘電率が下部電極２２の誘電率と異なっていると、被処理面１０１のピン６１に対応する領域（直下にピン６１が存在する領域）と、それ以外の領域（直下に下部電極２２の載置面２２１が存在する領域）とで、プラズマ処理にムラが発生し得るが、ピン６１の誘電率が下部電極２２の誘電率と同じであると、被処理面１０１のピン６１に対応する領域と、それ以外の領域とを、ともに、所望のプラズマにてプラズマ処理することができるため、被処理面１０１の全域に対して均一で安定したプラズマ処理（所望のプラズマ処理）を行うことができる。
【００３６】
このようなピン６１の構成材料としては、特に限定されないが、下部電極２２の構成材料と同様の構成材料であることが好ましい。これにより、簡単に、ピン６１の誘電率を下部電極２２の誘電率と同じにすることができる。
ピン移動手段６２は、ピン６１を突出状態と収容状態とに移動させることができれば、特に限定されない。例えば、ピン移動手段６２は、可動芯がピン６１に連結するソレノイドを備え、ソレノイドの駆動により可動芯を変異させることにより、ピン６１を突出状態と収容状態とに移動させるよう構成されていてもよい。このような構成によれば、比較的簡単な構成によりピン６１を移動させることができる。
【００３７】
また、ピン移動手段６２は、各ピン６１に対応するように設けられた複数（ピン６１の数と同じだけ）の前記ソレノイドを有しており、ピン移動手段制御装置６３により、複数のソレノイドをそれぞれ独立して駆動できるようになっている。複数のソレノイドをそれぞれ独立して駆動させることができるため、複数のピン６１について、それぞれ、位置決めピンとして機能させるか、浮かせピンとして機能させるかを選択することができる。そのため、複数のピン６１のうちの、どのピン６１を位置決めピンとして機能させ、どのピン６１を浮かせピンとして機能させるかのパターンをより多く有することができ、ワーク１０の大きさ、形状等によらず、そのワーク１０の位置決めおよび取り除きをそれぞれ簡単かつ的確に行うことができる。
【００３８】
処理ガス供給手段３は、所定のガスを充填するガスボンベ（ガス供給源）３１と、ガスボンベ３１から供給されるガスの流量を調整するマスフローコントローラ（流量調整手段）３２と、プラズマ発生領域Ｓに向けて処理ガスを噴出するノズル３３と、ノズル３３とガスボンベ３１とを接続する処理ガス供給流路３４と、マスフローコントローラ３２より下流端側で、処理ガス供給流路３４内の流路を開閉するバルブ（電磁バルブ）３５とを有している。マスフローコントローラ３２およびバルブ３５は、それぞれ、制御手段７に電気的に接続され、制御手段７によりその作動が制御される。
【００３９】
このような処理ガス供給手段３は、バルブ３５を開状態とした状態で、ガスボンベ３１から処理ガスを送り出し、マスフローコントローラ３２により処理ガスの流量を調節する。そして、流量が調整された処理ガスを処理ガス供給流路３４を介してノズル３３からプラズマ発生領域Ｓに導入（供給）する。また、処理ガス供給手段３は、バルブ３５を閉状態とすることにより、プラズマ発生領域Ｓへの処理ガスの供給を停止する。
【００４０】
ガスボンベ３１内に充填する処理ガスとしては、例えば、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、ＣＣｌＦ３、ＳＦ６等のフッ素原子含有化合物ガスやＣｌ２、ＢＣｌ３、ＣＣｌ４等の塩素原子含有化合物ガスなどの各種ハロゲン系ガスが用いられる。
また、処理ガスは、一般に、上記処理ガスとキャリアガスとからなる混合ガスが用いられる。なお、「キャリアガス」とは、放電開始と放電維持のために導入するガスのことを言う。
【００４１】
この場合、ガスボンベ３１内に、混合ガス（処理ガス＋キャリアガス）を充填して用いてもよいし、処理ガスとキャリアガスとがそれぞれ別のガスボンベに充填され、処理ガス供給流路３４の途中でこれらが所定の混合比で混合されるような構成であってもよい。
キャリアガスとしては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅ等の希ガスを用いることができる。これらは、単独でも２種以上を混合した形態でも用いることができる。また、処理ガスの解離促進のためにＯ２を混合ガスに混ぜてもよい。
【００４２】
ノズル３３は、その先端部分がプラズマ発生領域Ｓに向くように設置されている。これにより、被処理面１０１により円滑に処理ガスを供給することができる。なお、ノズル３３の形状、配設位置および数などは、被処理面１０１に処理ガスを供給することができれば、特に限定されない。例えば、ノズル３３は、上部電極２１の近傍に設置されていてもよい。また、ノズル３３は、プラズマ発生領域Ｓの移動に伴って移動（追従）するよう構成されていてもよい。
【００４３】
なお、処理ガス供給手段３によって、被処理面１０１に供給され、プラズマ発生領域Ｓにてプラズマ処理に供された処理済みの処理ガスは、好ましくは、図示しない排気手段により排気されるようになっている。この排気手段としては、特に限定されず、例えば吸引ノズルや、上部電極２１および下部電極２２がチャンバー内に設置されている場合に前記チャンバー内のガスを排気するファンなどが挙げられる。
【００４４】
通電手段４は、上部電極２１および下部電極２２間に高周波電圧を印加する高周波電源４１と、上部電極２１と高周波電源４１と下部電極２２とを導通する導線４２とを備えている。また、高周波電源４１は、制御手段７によりその作動が制御される図示しない電力調整部を有しており、制御手段７の制御により、供給する電力の大きさ（電力値）を変更し得るようになっている。また、図示されていないが、供給する電力に対する整合回路（インピーダンスマッチング回路）や、高周波電源４１の周波数を変える周波数調整手段（回路）や、高周波電源４１の印加電圧の最大値（振幅）を変える電圧調整手段（回路）などが必要に応じて設置されている。これにより、ワーク１０に対するプラズマ処理の処理条件を適宜調整することができる。
【００４５】
ワーク１０に対してプラズマ処理を行うときは、高周波電源４１が作動して上部電極２１および下部電極２２間に高周波電圧が印加される。これにより、上部電極２１と下部電極２２との間に電界が発生し、処理ガス供給手段３により被処理面１０１に処理ガスが供給されると、放電が生じて、プラズマ発生領域Ｓにプラズマが発生する。
上部電極２１および下部電極２２間に印加する高周波の周波数は、特に限定されないが、１０〜７０ＭＨｚであるのが好ましい。また、前記高周波のＲＦパワーは、特に限定されないが、１０〜１５０Ｗであるのが好ましい。
【００４６】
移動手段５は、上部電極２１と下部電極２２（ワーク１０）とを相対的に、ｘ軸方向およびｙ軸方向に２次元的に移動する第１移動手段５１と、上部電極２１と下部電極２２（ワーク１０）とをｚ軸方向に相対的に移動する第２移動手段５２とで構成されている。
第１移動手段５１は、下部電極２２をｘ軸方向およびｙ軸方向に移動させるＮＣ（数値制御）ステージ移動装置が用いられる。この第１移動手段５１は、ワーク１０をプラズマ処理する際に、下部電極２２をｘ軸方向およびｙ軸方向に移動することにより、ワーク１０の被処理面１０１を上部電極２１に対して２次元的に移動する移動手段である。
このような第１移動手段５１は、移動速度（すなわち、上部電極２１とワーク１０との相対的な移動速度）や停止時間等を調整することができるように構成されている。このような第１移動手段５１の作動は、ＮＣ（数値制御）制御装置１５により制御される。
【００４７】
一方、第２移動手段５２は、上部電極２１をｚ軸方向に移動する（ｘ軸方向およびｙ軸方向には移動しない）移動装置が用いられる。この第２移動手段５２により、上部電極２１と被処理面１０１との間の間隙距離（換言すれば、上部電極２１および下部電極２２の電極間距離）を調整することができる。このような第２移動手段５２の作動は、制御手段７により制御される。
以上のような構成の移動手段５により、上部電極２１は、被処理面１０１の上方の空間において、ワーク１０に対して、相対的に、ｘｙｚの３次元空間内で任意の位置（座標）に移動可能となる。
【００４８】
なお、移動手段５としては、本実施形態のものに限定されず、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向の移動を第１移動手段５１および第２移動手段５２のいずれが担っていてもよい。例えば、第１移動手段５１が下部電極２２のｚ軸方向の移動を担い、第２移動手段５２が上部電極２１のｘ軸方向およびｙ軸方向の移動を担っていてもよい。また、第１移動手段５１が下部電極２２のすべての方向（ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向）への移動を担っていてもよいし、逆に第２移動手段５２が同様の構成であってもよい。
【００４９】
次に、プラズマ処理装置１の回路構成について説明する。
図１に示すように、このプラズマ処理装置１は、入力等の各操作を行う操作部（入力手段）１１と、記憶手段１２と、プラズマ処理装置１の全体の作動（駆動）を制御する制御手段７と、目標形状データ入力部１３と、表面測定器１４と、ＮＣ制御により第１移動手段５１の作動を制御するＮＣ制御装置１５と、ワーク１０の形状を入力するワーク形状データ入力部１６とを備えている。
【００５０】
操作部１１としては、例えば、キーボード、液晶表示パネル、ＥＬ表示パネル等を備えたタッチパネル等を用いることができ、この場合は、操作部１１は、各種の情報を表示（報知）する表示手段（報知手段）を兼ねるものでもよい。
目標形状データ入力部１３は、ワーク１０の被処理面１０１の目標形状を示す目標形状データを入力する手段である。目標形状データは、目標形状データ入力部１３から制御手段７に入力される。
【００５１】
表面測定器１４は、ワーク１０の被処理面１０１の形状、特に、凹凸の有無およびその程度を検出する検出部と、その検出結果に基づいて、ワーク１０の被処理面１０１の形状を示す形状データ（凹凸形状プロファイル）を作成するデータ作成部とを有している。被処理面１０１の形状データ（被処理面１０１の各部位の位置（ｘｙｚ座標）に関するデータ）は、表面測定器１４から制御手段７に入力される。
【００５２】
ワーク形状データ入力部１６は、プラズマ処理前のワーク１０の形状（特に平面視形状。また、「形状」には大きさも含まれるものとする）入力する手段である。このようなワーク形状データ入力部１６は、例えば、異なるワーク１０をプラズマ処理するたびに、ワーク１０の形状を入力するようになっていてもよいし、記憶手段１２に、予め、使用頻度の高いワーク１０の形状を複数記憶させておき、これらの中から選択するようになっていてもよい。作業の簡易化の点から後者であることが好ましい。
【００５３】
記憶手段１２は、記録媒体を有していて、この記録媒体に、目標形状データ入力部１３で入力された被処理面１０１の目標形状を示す目標形状データ、表面測定器１４に測定された被処理面１０１の形状、複数のワーク１０の形状、ワーク形状データ入力部１６で入力または選択されたワーク１０の形状等を記憶する。
記録媒体としては、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＩＣメモリー、ＨＤ（ハードディスク）等が挙げられる。この記憶手段１２における書き込み（記憶）、書き換え、消去、読み出し等の制御は、制御手段７によりなされる。
【００５４】
ＮＣ制御装置１５は、例えば、ＣＰＵあるいはこれを備えるマイクロコンピュータやパーソナルコンピュータ等のコンピュータで構成されており、ＮＣ制御装置１５には、制御手段７により作成された計画プログラム（下部電極２２の移動パターンおよび移動速度に関するデータ）等が入力される。ＮＣ制御装置１５は、制御手段７から入力された補正加工計画プログラム等に基づき、予め設定されたプログラムに従って、ＮＣ制御により第１移動手段５１の作動を制御する。
【００５５】
制御手段７は、例えば、ＣＰＵあるいはこれを備えるマイクロコンピュータやパーソナルコンピュータ等のコンピュータで構成されている。制御手段７には、操作部１１からの信号、目標形状データ入力部１３、表面測定器１４からのデータ、ワーク形状データ入力部１６からのデータ等が、それぞれ入力される。
制御手段７は、操作部１１からの信号と、目標形状データ入力部１３および表面測定器１４からのデータ等に基づき、被処理面１０１を平坦化するための加工プログラムを作成し、当該加工プログラムに従って、プラズマ処理装置１の各部の作動、例えば、処理ガス供給手段３、通電手段４、移動手段５、位置決め／離間手段６等の作動をそれぞれ制御する。
【００５６】
次に、プラズマ処理装置１の動作を説明する。
＜１＞
まず、操作者は、ワーク形状データ入力部１６により、予め記憶手段１２に記憶されている複数のワーク１０の形状データから、これからプラズマ処理を行うワーク１０の形状と同じ形状データを選択する。同じ形状データが記憶手段１２に記憶されていない場合には、例えば、操作者がその形状を直接入力してもよいし、記憶された複数の形状データから最も近い形状データを選択してもよいし、選択した形状データを修正してもよい。
【００５７】
＜２＞
ワーク形状データ入力部１６により、ワーク１０の形状データが入力されると、制御手段７は、ワーク１０（被処理面１０１）の全域が載置面２２１に包含されるように、ワーク１０を載置面２２１に載置した状況をシミュレーションし、複数のピン６１のうち、ワーク１０外側かつ直近に位置するピン６１を位置決めピンとして選択する。
【００５８】
このとき、好ましくは、制御手段７は、ワーク１０の位置決めをより確実に行うために、ワーク１０の所定の一辺（１つの側面）を当接させるピン６１と、前記一辺と隣り合う辺（側面）を当接させるピン６１とを選択する。
また、さらに好ましくは、制御手段７は、前記所定の一辺を当接させるピン６１を複数選択するとともに、前記一辺と隣り合う辺（側面）を当接させるピン６１を複数選択する。これにより、ワーク１０の位置決めを、より的確に行うことができる。
【００５９】
例えば、図５（ａ）は、制御手段７がワーク１０を載置面２２１に載置した状況をシミュレーションした状況を模式的に図示したものであるが、この場合には、制御手段７は、ワーク１０の辺１０３を当接させるピン６１として、６１ａ、６１ｂを選択し、辺１０３に隣り合う辺１０４を当接させるピン６１として、６１ｃ、６１ｄを選択する。
【００６０】
＜３＞
次いで、制御手段７は、前記＜２＞で位置決めピンとして選択したピン６１ａ〜６１ｄに、ワーク１０の辺１０３、１０４を当接させた状態をシミュレーションし、ワーク１０の裏面１０２に包含されている複数のピン６１のうちから、浮かせピンとして機能させるピン６１を選択する。
【００６１】
浮かせピンとして選択するピン６１としては、ワーク１０の裏面１０２に包含されているピンであればよいが、ワーク１０の縁部に位置するピン６１であることが好ましい（例えば、図５（ｂ）中のピン６１ｅ、６１ｆ）。これにより、ワーク１０の外周の一部を載置面２２１に接触させたまま、その他の部位を載置面２２１から浮かすことができるため、浮き上がり状態でもワーク１０が安定する。そのため、ワーク１０の取り外しをより簡単に行うことができる。
【００６２】
以上のように、各ピン６１は、位置決めピンおよび浮かせピンの双方の機能を有していて、制御手段７は、各ピン６１を位置決めピンとして機能させるか、浮かせピンとして機能させるかを選択する。そのため、複数のピン６１のうちの、どのピン６１を位置決めピンとして機能させ、どのピン６１を浮かせピンとして機能させるかのパターンをより多く有することができ、ワーク１０の大きさ、形状等によらず、そのワーク１０の位置決めおよび取り外しをそれぞれ簡単かつ的確に行うことができる。
【００６３】
＜４＞
次いで、制御手段７は、位置決めピンとして選択したピン６１を突出状態とし、それ以外のピン６１を収容状態とするような信号（命令）をピン移動手段制御装置６３に伝達し、ピン移動手段制御装置６３は、前記命令を実行するように、対応する前記ソレノイド（ピン移動手段６２）を駆動する。これにより、位置決めピンとして選択されたピン６１のみが突出状態となる。
【００６４】
位置決めピンとして選択したピン６１を突出状態とした後、ワーク１０を所定方向から載置面２２１に載置し、その側面を突出状態の各ピン６１の側面に当接させることにより、ワーク１０の位置決めを行う。
ワーク１０の位置決めが完了した後、制御手段７は、位置決めピンとして選択したピン６１（すなわち、突出状態にあるピン６１）を収容状態とするような信号（命令）をピン移動手段制御装置６３に伝達し、ピン移動手段制御装置６３は、前記命令を実行するように、対応する前記ソレノイド（ピン移動手段６２）を駆動する。
【００６５】
＜５＞
次いで、制御手段７は、作成した加工プログラムに基づいて、処理ガス供給手段３、通電手段４および移動手段５の作動を制御し、ワーク１０の被処理面１０１に対してプラズマ処理を行う。
具体的には、制御手段７は、加工プログラムに設定された周波数および大きさで高周波電源４１を作動させるとともに、バルブ３５を開く。そして、マスフローコントローラ３２によりガスの流量を加工プログラムに設定された量に調整し、ガスボンベ３１から処理ガスを送り出す。これにより、処理ガスは、処理ガス供給流路３４内を流れノズル３３から噴出する。噴出した処理ガスは、被処理面１０１に供給される。一方、高周波電源４１の作動により、上部電極２１と下部電極２２の間に高周波電圧が印加され、プラズマ発生領域Ｓに電界が発生する。
【００６６】
プラズマ発生領域Ｓに流入した処理ガスは、放電によって活性化され、プラズマが発生する。そして、発生したプラズマ（活性化されたガス）が、ワーク１０の被処理面１０１に局所的に接触し、その接触した部位に対しプラズマ処理が施される。
次いで、制御手段７は、加工プログラムに設定された下部電極２２の移動パターンおよび移動速度に基づいて、第１移動手段５１（ＮＣ制御装置１５）により下部電極２２を移動するとともに、プログラムに設定された下部電極２２の移動パターンに基づいて、第２移動手段５２により上部電極２１を移動する。これにより、プラズマ発生領域Ｓとワーク１０（被処理面１０１）とが相対的に移動するとともに、上部電極２１および下部電極２２の電極間距離が加工プログラムに基づいて変化し、被処理面１０１が局所的かつ連続的にプラズマ処理される。その結果、被処理面１０１が平坦化される。
【００６７】
ここで、前述したように、プラズマ処理をする際には、全てのピン６１が収容状態となる。すなわち、全てのピン６１の先端面６１１が、載置面２２１と一致する（面一となる）。したがって、ワーク１０の下面が平坦面であると仮定した場合には、ワーク１０を載置面２２１に載置したときに、ワーク１０の下面と載置面２２１との間に空隙が一切形成されないこととなる。これにより、ワーク１０の被処理面１０１の全域を所望の状態のプラズマにより処理することができるため、被処理面１０１の全域に対して均一で安定したプラズマ処理を行うことができる。
【００６８】
なお、例えば、ワーク１０をプラズマ処理する際に、ワーク１０の下面に包含されたある１つのピン６１が、収容状態よりもさらに下方に位置していたとすると、当該ピン６１の先端面６１１とワーク１０の下面との間に、空隙が形成されることとなる。すると、当該空隙の影響により、被処理面１０１の前記空隙に対応する領域がプラズマ発生領域Ｓを通過する際のプラズマの状態が所望の状態から変化してしまい、当該部分がプラズマ処理される際のエッチングレートが低下する等の問題が発生する場合がある。このような問題により、被処理面１０１の全域に対して所望のプラズマ処理を行うことができなくなる場合がある。
【００６９】
＜６＞
ワーク１０に対するプラズマ処理が終了すると、制御手段７は、前記＜３＞で浮かせピンとして選択したピン６１を突出状態とするような信号（命令）をピン移動手段制御装置６３に伝達し、ピン移動手段制御装置６３は、前記命令を実行するように、対応する前記ソレノイド（ピン移動手段６２）を駆動する。これにより、ワーク１０の下面が、ピン６１により押圧され、載置面２２１から離間する。
【００７０】
＜７＞
最後に、載置面２２１から離間した状態のワーク１０を、例えば、操作者、ロボットアーム等により載置面２２１から取り除く。この際、ワーク１０と載置面２２１との間に形成された空隙を利用することにより、ワーク１０を簡単に載置面２２１から取り除くことができる。その結果、ワーク１０を載置面２２１から取り除く際の、ワーク１０の損傷（破損）や、ワーク１０と載置面２２１との摺動による載置面２２１の損傷（破損）が、防止される。
【００７１】
以上、本発明のプラズマ処理装置を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
また、前述した実施形態では、ピンを突出状態と移動状態とに移動させる移動手段として、ソレノイドを用いた形態について説明したが、移動手段は、ピンを前記状態に移動することができれば、特に限定されず、例えば、モータを用いたもの、油圧シリンダや空気圧シリンダを用いたもの等であってもよい。
また、前述した実施形態では、ピンが孔に挿入されている形態について説明したが、これに限定されず、例えば、ピンが孔に羅合している形態でもよい。この場合には、例えばモータ等によりピンを軸方向に回転させることにより、突出状態と収容状態とに移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明のプラズマ処理装置の好適な実施形態を示す図（断面図、側面図、ブロック図）である。
【図２】図１に示すプラズマ処理装置が備える下部電極の斜視図である。
【図３】図２に示すピンが位置決めピンとして機能する際の移動を説明する断面図である。
【図４】図２に示すピンが浮かせピンとして機能する際の移動を説明する断面図である。
【図５】載置面にワーク１０が載置された状況をシミュレートした平面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１……プラズマ処理装置  １１……操作部  １２……記憶手段  １３……目標形状データ入力部  １４……表面測定器  １５……ＮＣ制御装置  １６……ワーク形状データ入力部  ２１……上部電極  ２２……下部電極  ２２１……上面（載置面）  ２２２……孔  ２４……誘電体部  ２４１……凹部  ３……処理ガス供給手段  ３１……ガスボンベ（ガス供給源）  ３２……マスフローコントローラ（流量調整手段）  ３３……ノズル  ３４……処理ガス供給流路  ３５……バルブ  ４……通電手段  ４１……高周波電源  ４２……導線  ５……移動手段  ５１……第１移動手段  ５２……第２移動手段  ６……位置決め／離間手段  ６１、６１ａ〜６１ｆ……ピン  ６１１……先端面  ６２……ピン移動手段  ６３……ピン移動手段制御装置  ７……制御手段  １０……ワーク  １０１……被処理面  １０２……裏面  １０３、１０４……辺（側面）  Ｓ……プラズマ発生領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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