(57)【要約】【課題】液体を原材料として生成したプラズマで対象物を処理し、かつ処理後の対象物から液体を取り除く乾燥工程が不要のプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】プラズマ処理装置１０は、プラズマの原材料である液体８１を保持する容器１４と、容器１４内の液体８１に没しない処理空間Ｓ１へマイクロ波を放射するスロットアンテナ１５と、少なくとも第１部分が処理空間Ｓ１に配置され、前記第１部分で対象物８０の裏面を保持しつつ、第２部分が液体８１と接触するホルダー１６と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の表面をプラズマ処理するためのプラズマ処理装置であって、
プラズマの原材料である液体を保持する容器と、
前記容器内の前記液体に没しない処理空間へマイクロ波を放射するスロットアンテナと、
少なくとも第１部分が前記処理空間に配置され、前記第１部分で前記対象物の裏面を保持しつつ、第２部分が前記液体と接触するホルダーと、
を備えるプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記ホルダーは、端面が前記処理空間に配置された筒状体であり、前記対象物の裏面を前記筒状体の端面で保持し、前記対象物の裏面の少なくとも一部は前記筒状体の内部空間に露出しており、
前記プラズマ処理装置は、前記液体を、前記対象物の裏面に到達するように、前記内部空間へ注入する注入器を、さらに備える、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記ホルダーは、前記対象物の裏面の周縁部を全周にわたって保持する、
請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記ホルダーは、蓋部が前記処理空間に配置された有蓋筒状体であり、前記対象物の裏面を前記筒状体の蓋部で保持し、
前記プラズマ処理装置は、前記液体を、前記蓋部の裏側に到達するように、前記有蓋筒状体の内部空間へ注入する注入器を、さらに備える、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記内部空間は、前記液体で満たされる、
請求項２から４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記対象物の表面の周縁部を前記ホルダーへ向かって付勢する押さえ具を、さらに備える、
請求項２から５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記対象物の表面側へ漏れた前記液体を受けて前記容器内へ流す排水板を、さらに備える、
請求項２から６のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記ホルダーは、吸着面が前記処理空間に配置され、前記吸着面以外の表面が前記液体に接触している静電チャックであり、前記吸着面で前記対象物の裏面を保持する、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記対象物は、レジストで被覆された基板であり、
前記液体は、超純水であり、
前記プラズマが前記超純水の蒸気を解離することで生じる活性種によって、前記対象物から前記レジストを除去する
請求項１から８のいずれか１項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し、特にプラズマを用いて対象物の表面を処理する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体中でプラズマを発生させ、前記プラズマを用いて、前記液体中に配置された対象物を処理する液中プラズマ処理装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に開示される液中プラズマ処理装置は、マイクロ波発生器から導かれたマイクロ波を液体中に放射するスロットアンテナと、液体中においてスロットアンテナと対象物との間に処理空間を形成するスペーサーとを備える。スペーサーは、スロットアンテナと対象物との距離を規定する。
【０００４】
処理空間内には、スロットアンテナから放射されたマイクロ波によって、平面的に広がる気泡が安定的に発生する。そのため、気泡中に誘起されるプラズマも、気泡が発生する領域に平面的に広がって安定的に存在する。これにより、処理空間内に配置された平面形状の対象物を効率的にプラズマ処理できる液中プラズマ処理装置が得られる。液中プラズマ処理装置は、例えば、半導体基板の表面に設けられたレジスト膜を効率的に除去できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１２７７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示される液中プラズマ処理装置は、対象物をプラズマの原材料である液体の中で処理するので、対象物は必ず液体に接触する。そのため、処理後に対象物から液体を取り除くための乾燥設備および乾燥工程が必要となり、乾燥設備のための空間および乾燥工程の所要時間などの追加的なコストが発生する。乾燥が適切に行われなければ対象物の表面にウォーターマークが残るため、ウォーターマークを残さないための管理も必要になる。
【０００７】
そこで、本発明は、液体を原材料として生成したプラズマで対象物を処理し、かつ処理後の対象物から液体を取り除く乾燥工程が不要の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】
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明の１つの態様に係るプラズマ処理装置は、対象物の表面をプラズマ処理するためのプラズマ処理装置であって、プラズマの原材料である液体を保持する容器と、前記容器内の前記液体に没しない処理空間へマイクロ波を放射するスロットアンテナと、少なくとも第１部分が前記処理空間に配置され、前記第１部分で前記対象物の裏面を保持しつつ、第２部分が前記液体と接触するホルダーと、を備える。
【０００９】
このような構成によれば、前記液体は、前記容器内で蒸散し、プラズマの原材料である前記液体の蒸気を前記処理空間へ供給する。前記スロットアンテナから放射されたマイクロ波は、前記液体の蒸気を原材料としてプラズマを生成する。
【００１０】
前記対象物は、前記液体に没しない前記処理空間内に配置された前記ホルダーの前記第１部分で保持されるので、前記対象物の表面は、前記液体と接触することなく、プラズマ処理される。プラズマ処理によって前記対象物に加えられた熱は、前記ホルダーの前記第１部分から前記第２部分に伝わり前記液体へ放散して、前記対象物は冷却される。
【００１１】
その結果、液体を原材料として生成したプラズマで対象物を処理し、かつ処理後の対象物から液体を取り除く乾燥工程が不要のプラズマ処理装置が得られる。さらには、プラズマの原材料としての液体を、対象物の冷却に兼用し、対象物に対する優れた冷却効果を得ることができる。
【００１２】
また、前記ホルダーは、端面が前記処理空間に配置された筒状体であり、前記対象物の裏面を前記筒状体の端面で保持し、前記対象物の裏面の少なくとも一部は前記筒状体の内部空間に露出しており、前記プラズマ処理装置は、前記液体を、前記対象物の裏面に到達するように、前記内部空間へ注入する注入器を、さらに備えてもよい。
【００１３】
このような構成によれば、プラズマ処理によって前記対象物に加えられた熱は、前記筒状体を介して前記液体へ放散することに加えて、前記対象物の裏面から前記液体へ直接的に放散する。これにより、前記対象物に対する極めて高い冷却効果が得られる。
【００１４】
また、前記ホルダーは、前記対象物の裏面の周縁部を全周にわたって保持してもよい。
【００１５】
このような構成によれば、前記対象物の裏面の周縁部と前記ホルダーとの密着性が向上するので、前記対象物の裏面に到達した前記液体の表面側への漏れを抑制できる。
【００１６】
また、前記ホルダーは、蓋部が前記処理空間に配置された有蓋筒状体であり、前記対象物の裏面を前記筒状体の蓋部で保持し、前記プラズマ処理装置は、前記液体を、前記蓋部の裏側に到達するように、前記有蓋筒状体の内部空間へ注入する注入器を、さらに備えてもよい。
【００１７】
このような構成によれば、プラズマ処理によって前記対象物に加えられた熱は、前記筒状体の前記蓋部を介して前記液体へ放散するので、前記対象物に前記液体を直接接触させることなく、前記蓋部を介して前記対象物を冷却することができる。前記対象物の冷却効率は、前記蓋部の材質、厚さ、および平坦性などの諸元に応じて管理される。また、前記有蓋筒状体の前記蓋部と筒状部とを一体に形成し、前記液体の漏れを確実に抑制することもできる。
【００１８】
また、前記内部空間は、前記液体で満たされてもよい。
【００１９】
このような構成によれば、前記内部空間に存在する液体の熱容量が大きくなるので、前記液体による前記対象物の冷却効果が高まる。
【００２０】
また、前記プラズマ処理装置は、前記対象物の表面の周縁部を、前記ホルダーへ向かって付勢する押さえ具を、さらに備えてもよい。
【００２１】
このような構成によれば、前記対象物の裏面の周縁部と前記ホルダーとの密着性が向上するので、前記液体の前記対象物の表面側への漏れを、より確実に抑制できる。また、前記対象物と前記ホルダーとの間の熱伝導を高め、より高い冷却効果を得ることができる。
【００２２】
また、前記プラズマ処理装置は、前記対象物の表面側へ漏れた前記液体を受けて前記容器内へ流す排水板を、さらに備えてもよい。
【００２３】
このような構成によれば、前記液体が前記対象物の表面側へ漏れた場合でも、前記排水板を通って前記容器内へ流れるので、前記対象物の表面に前記液体が到達しにくくなる。
【００２４】
また、前記ホルダーは、吸着面が前記処理空間に配置され、前記吸着面以外の表面が前記液体に接触している静電チャックであり、前記吸着面で前記対象物の裏面を保持してもよい。
【００２５】
このような構成によれば、プラズマ処理によって前記対象物に加えられた熱は、前記静電チャックを介して前記液体へ放散するので、前記対象物に前記液体を直接接触させることなく、前記静電チャックを介して前記対象物を冷却することができる。前記対象物と前記静電チャックとは、強く密着して熱的に一体化し、前記対象物と前記液体との間に良好な熱伝導が生じるので、前記対象物の優れた冷却効果が得られる。
【００２６】
また、前記対象物は、レジストで被覆された基板であり、前記液体は、超純水であり、前記プラズマが前記超純水の蒸気を解離することで生じる活性種によって、前記対象物から前記レジストを除去してもよい。
【００２７】
このような構成によれば、前記プラズマ処理装置を、半導体装置の製造においてレジストの除去に応用できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の態様に係るプラズマ処理装置によれば、液体を原材料として生成したプラズマで対象物を処理し、かつ処理後の対象物から液体を取り除く乾燥工程が不要のプラズマ処理装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施の形態１に係るプラズマ処理装置の構成の一例を示す模式図
【図２】実施の形態１に係るプラズマ処理装置の要部の構成の一例を示す拡大図
【図３】実施の形態１に係るプラズマ処理装置の要部の具体例を示す分解斜視図
【図４Ａ】実施の形態１に係るプラズマ処理の一例を示す試料表面の写真
【図４Ｂ】実施の形態１に係るプラズマ処理の一例を示す試料表面の写真
【図４Ｃ】実施の形態１に係るプラズマ処理の一例を示す試料表面の写真
【図５】実施の形態２に係るプラズマ処理装置の要部の構成の一例を示す拡大図
【図６】実施の形態３に係るプラズマ処理装置の要部の構成の一例を示す拡大図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】
なお、以下で説明する実施の形態は、本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係るプラズマ処理装置の構成の一例を示す模式図である。
【００３３】
図２は、図１のＡ部の拡大図である。
【００３４】
図１および図２に示されるプラズマ処理装置１０は、対象物８０の表面をプラズマ処理する装置であり、マイクロ波発生器１１、導波管１２、マイクロ波透過部材１３、容器１４、スロットアンテナ１５、ホルダー１６、注入器１７、およびスペーサー１８を備える。
【００３５】
以下の説明では、対象物８０を略平板状の部材とし、対象物８０の被処理面を表面と言い、その反対面を裏面と言う。また、図示では、Ｚ軸の正方向を鉛直下方とする。つまり、より大きいＺ座標が、鉛直方向でより低い位置を表す。
【００３６】
マイクロ波発生器１１は、パルス変調されたマイクロ波を発生する装置である。
【００３７】
導波管１２は、マイクロ波発生器１１から出力されたマイクロ波を伝搬させるテーパー導波管であり、導波管１２の内部には、マイクロ波透過部材１３が設けられる。マイクロ波透過部材１３は、例えば水晶で形成されてもよい。
【００３８】
容器１４は、プラズマの原材料である液体８１を保持可能な水槽であり、例えばアクリル樹脂で形成される。導波管１２の先端は、容器１４内の液体８１に没しない処理空間Ｓ１に挿入される。図１では、明確のため、容器１４内の液体８１を灰色で示している。
【００３９】
スロットアンテナ１５は、マイクロ波発生器１１から導波管１２およびマイクロ波透過部材１３を介して伝搬されたマイクロ波を処理空間Ｓ１へ放射するアンテナであり、導波管１２の先端に配置される。スロットアンテナ１５は、導電性の平板で形成され、前記マイクロ波を透過するスロット１５１を有している。スロットアンテナ１５は、例えば薄鋼板で形成されてもよく、スロット１５１は、例えば前記薄鋼板に設けられた細長い開口であってもよい。
【００４０】
ホルダー１６は、処理空間Ｓ１に配置された筒状体である。ホルダー１６は、対象物８０の裏面８０２の周縁部を端面１６２で保持する筒状の壁体１６１を有し、壁体１６１には、液体８１の導入口１６３と排出口１６４とが設けられている。端面１６２は、ホルダー１６の第１部分の一例であり、壁体１６１の内面はホルダー１６の第２部分の一例である。
【００４１】
ホルダー１６は、対象物８０を鉛直下方から保持し、導入口１６３と排出口１６４とは、鉛直方向の高さで端面１６２と同じまたはより低い位置に設けられている。壁体１６１は、液体８１が出入り可能な内部空間Ｓ２を形成する。
【００４２】
注入器１７は、前記導入口に接続され、液体８１を、ホルダー１６の内部空間Ｓ２へ、対象物８０の裏面８０２に到達するように注入する。注入器１７は、例えば、容器１４から液体８１を取得し内部空間Ｓ２へ注入する循環ポンプであってもよい。内部空間Ｓ２は、注入された液体８１で満たされてもよい。
【００４３】
スペーサー１８は、処理空間Ｓ１内で、対象物８０の表面８０１のスロットアンテナ１５からの距離を規定する。
【００４４】
このように構成されるプラズマ処理装置１０において、液体８１は、導入口１６３から内部空間Ｓ２へ注入される（図２のＷ１）。そして、対象物８０の裏面８０２に到達して対象物８０を冷却した後、排出口１６４から排出される（図２のＷ２）。対象物８０の裏面８０２の周縁部と壁体１６１の端面１６２との密着性に応じて、液体８１の対象物８０の表面８０１側への漏れは抑制される。
【００４５】
つまり、プラズマ処理装置１０は、プラズマ処理によって対象物８０に加えられた熱を、対象物８０の裏面８０２から液体８１へ直接放散することにより、極めて高い冷却効果を得ながら、対象物８０の表面８０１側に液体８１が漏れにくい構造を有している。
【００４６】
排出された液体８１は、容器１４で保持され蒸散し、プラズマの原材料となる蒸気を処理空間Ｓ１へ供給する。スロットアンテナ１５から放射されたマイクロ波は、処理空間Ｓ１に存在する液体８１の蒸気を原材料としてプラズマ１５２を生成する。対象物８０の表面８０１は、処理空間Ｓ１内にあって液体８１と接触することなく、生成されたプラズマ１５２によって処理される。
【００４７】
その結果、プラズマ処理装置１０によれば、液体８１を原材料として生成したプラズマ１５２で対象物８０の表面８０１を処理し、かつ処理後の対象物８０から液体８１を取り除く乾燥工程を不要とすることができる。また、液体８１を、プラズマの原材料のみならず、対象物８０の冷却にも兼用することで、対象物８０の効果的な冷却が可能になる。
【００４８】
プラズマ処理装置１０の細部について、説明を補足する。なお、以下で説明される構成は、必要に応じて適宜採用され得る任意の構成である。
【００４９】
容器１４は、排気口１４１を有し、排気口１４１に接続されるエアポンプ（図示せず）によって容器１４内の処理空間Ｓ１を減圧してもよい。
【００５０】
これにより、液体８１の蒸散を促進するとともに、プラズマの生成に必要なマイクロ波の電力を低減し、プラズマの生成効率を向上することができる。
【００５１】
スペーサー１８は、対象物８０の表面８０１の周縁部と係り合う爪部１８２を有し、爪部１８２で対象物８０の周縁部を壁体１６１の端面１６２へ向かって付勢してもよい。つまり、スペーサー１８は、押さえ具としても機能する。
【００５２】
これにより、対象物８０の裏面８０２の周縁部と壁体１６１の端面１６２との密着性が向上するので、液体８１の対象物８０の表面８０１側への漏れを、より確実に抑制できる。
【００５３】
また、スペーサー１８は、対象物８０の表面８０１側へ漏れた液体８１を受けて、容器１４内へ流す排水路１８１を有していてもよい。排水路１８１は、鉛直方向の高さで対象物８０の表面８０１より低い位置に設けられてもよい。つまり、スペーサー１８は、排水板としても機能する。
【００５４】
これにより、対象物８０の表面８０１側へ漏れた液体８１が、排水路１８１を通って容器１４内へ流れる（図２のＷ３）ので、対象物８０の表面８０１に液体８１が到達しにくくなる。
【００５５】
なお、対象物８０の表面８０１のスロットアンテナ１５からの距離は、例えば、スロットアンテナ１５およびホルダー１６の双方を容器１４に固定して位置決めすることによっても規定できる。さらに、ホルダー１６の頂部の位置を、鉛直方向に所定の範囲内で動かせるように構成して、対象物８０の表面８０１のスロットアンテナ１５からの距離の調整を容易にすることもできる。この場合、スペーサー１８は、対象物８０のスロットアンテナ１５からの距離を規定する機能は有さず、押さえ具、または排水板、もしくはその両方としてのみ機能する。
【００５６】
また、内部空間Ｓ２は、必ずしも液体８１で満たされる必要はない。例えば、内部空間Ｓ２内にノズル（図示せず）を設け、ノズルから対象物８０の裏面８０２へ液体８１を直接噴射してもよい。
【００５７】
このような構成によっても、液体８１によって対象物８０を冷却することができる。
【００５８】
また、内部空間Ｓ２へ注入する液体８１を冷却する冷却器（図示せず）を設けてもよい。
【００５９】
これにより、液体８１による対象物８０の冷却効果が高まり、対象物８０の温度の均一性が向上する。その結果、対象物８０の表面８０１が受けるプラズマの効果の均一性が高まり、プラズマ処理の品質が向上する。
【００６０】
次に、ホルダー１６、スペーサー１８、および対象物８０の具体例について説明する。
【００６１】
図３は、ホルダー１６、スペーサー１８、および対象物８０の、限定されない具体例を示す分解斜視図である。
【００６２】
対象物８０は、一例として、円板形状の半導体基板（ウェハー）であり、表面８０１は、プラズマ処理によって除去されるべきレジストで被覆されている。液体８１には、一例として、超純水が用いられる。
【００６３】
ホルダー１６は、内径が対象物８０の直径よりやや小さい円筒状の壁体１６１を有する。壁体１６１は、一例として、ステンレス鋼で構成されてもよい。ホルダー１６の頂部に位置する壁体１６１の端面１６２は、対象物８０の裏面８０２の周縁部を保持する。壁体１６１で形成される円筒の底部は、液体８１の導入口１６３として開放されている。また、壁体１６１の頂部には、液体８１の排出口１６４としてスリット状の切り欠きが設けられている。
【００６４】
スペーサー１８は、外径がホルダー１６の外径より大きい円盤状の部材である。スペーサー１８は、一例として、ステンレス鋼で構成されてもよい。スペーサー１８の周縁部には複数のリブ１８３が互いに離間して設けられる。リブ１８３の大きさおよび個数は、特には限定されない。スペーサー１８の中央部には、ホルダー１６の頂部の外径よりやや大きい径の開口１８４が設けられる。爪部１８２は、開口１８４の上方へせり出して設けられる。隣接するリブ１８３の間には、液体８１を流す排水路１８１が設けられる。
【００６５】
スペーサー１８は、ボルトなどの締結具（図示せず）で、導波管１２およびホルダー１６の双方に固定される。ホルダー１６の頂部は、スペーサー１８の開口１８４に嵌め込まれる。
【００６６】
スペーサー１８がホルダー１６に固定された状態で、爪部１８２は、対象物８０の表面８０１の周縁部と係合し、対象物８０の周縁部を壁体１６１の端面１６２へ向かって付勢する。
【００６７】
スペーサー１８が導波管１２に固定されることで、スロットアンテナ１５と対象物８０の表面８０１との間の距離が、リブ１８３の高さに基づいて規定されるとともに、スロットアンテナ１５と対象物８０の表面８０１との間に、処理空間が形成される。処理空間は、隣接するリブ１８３の間の間隙１８５によって処理空間Ｓ１と連通しており、処理空間Ｓ１の一部である。
【００６８】
プラズマの原材料である液体８１は、導入口１６３から内部空間Ｓ２へ注入される（図３のＷ１）。そして、対象物８０の裏面８０２に到達して対象物８０を冷却した後、排出口１６４から排出される（図３のＷ２）。対象物８０の表面８０１側へ漏れた液体８１は、排水路１８１を通って容器１４内へ流れる（図３のＷ３）。
【００６９】
このように、ホルダー１６およびスペーサー１８の具体例においても、対象物８０の裏面８０２を液体８１で直接冷却し、かつ対象物８０の表面８０１に液体８１が到達しにくい構造が実現されている。
【００７０】
なお、ホルダー１６の排出口１６４は、壁体１６１の頂部に設けられたスリット状の切り欠きには限られない。排出口１６４は、例えば、壁体１６１の端面１６２に接しない位置に設けられた貫通孔であってもよい。
【００７１】
これにより、壁体１６１の端面１６２に現れる切り欠きがなくなるので、ホルダー１６は、対象物８０の裏面８０２の周縁部を全周にわたって保持できる。その結果、対象物８０の裏面８０２の周縁部と壁体１６１の端面１６２との密着性が向上するので、液体８１の対象物８０の表面８０１側への漏れを、より確実に抑制できる。
【００７２】
壁体１６１の端面１６２と対象物８０の裏面８０２との間にパッキンを配置することで、密着性をさらに高めてもよい。
【００７３】
スロットアンテナ１５から放射されたマイクロ波は、処理空間Ｓ１内に存在する液体８１の蒸気を原材料としてプラズマを誘起させる。プラズマに含まれる荷電粒子が液体８１の蒸気を構成する元素と衝突することによって、活性種が発生する。例えば、液体８１が超純水の場合、ＯＨラジカルを含む活性種が発生する。
【００７４】
プラズマおよび活性種は、スペーサー１８で規定される処理空間内に平面的に広がって発生するので、対象物８０の表面８０１は、プラズマおよびプラズマから発生した活性種によって効率よく処理される。プラズマ処理中に、対象物８０の表面８０１は処理空間Ｓ１内にあって、液体８１と接触することがない。
【００７５】
その結果、液体８１を原材料として生成したプラズマで対象物８０の表面８０１を処理し、かつ処理後の対象物８０から液体８１を取り除く乾燥工程が不要のプラズマ処理装置１０が得られる。
【００７６】
次に、プラズマ処理装置１０によって対象物の表面を実際に処理した実験の結果について説明する。実験では、表面にレジストを設けたハーフインチサイズのウェハーを対象物とし、液体には超純水を用いて、プラズマ処理によるレジストの除去を試みた。液体の流量を毎秒５ｇとし、ウェハーの表面とスロットアンテナとの間の距離を２．２ｍｍに規定した。
【００７７】
図４Ａ、図４Ｂ、および図４Ｃは、それぞれ５秒間、１０秒間、および１５秒間、プラズマ処理を行ったウェハーの表面の写真である。プラズマ処理に用いたマイクロ波の正味電力は、それぞれ１３４Ｗ、１３７Ｗ、および１４０Ｗである。図４Ａおよび図４Ｂでは、レジストの除去に伴う干渉縞が見られ、最内周の干渉縞の内側が、レジストが完全に除去された領域を示している。図４Ｃでは、干渉縞は見られず、ウェハーの全面で、レジストが完全に除去されている。
【００７８】
この他にも複数のウェハーで実験を行い、１３０Ｗ〜１４０Ｗ程度の正味電力のマイクロ波による１５秒間のプラズマ処理により、ウェハーの全面で、レジストが完全に除去されることを確認した。また、いずれのウェハーにも、熱ダメージはなく、ウォーターマークや液体そのものの残留も見られず、乾燥工程や洗浄工程なしに、次工程に進めることを確認した。
【００７９】
この実験から、プラズマ処理装置１０の有効性が確認できた。
【００８０】
このように、プラズマ処理装置１０を、ウェハーのレジスト除去に適用することで、１）レジスト除去工程に要する設備の簡素化によるコスト低減、２）全工程時間の短縮による処理効率の向上、３）液体の汚染等によりウォーターマークが発生する問題を原理的に回避、４）処理に必要とする原料の量の最小化、が達成できる。
【００８１】
（実施の形態２）
実施の形態２では、別の形状のホルダーを用いたプラズマ処理装置について説明する。
【００８２】
図５は、実施の形態２に係るプラズマ処理装置の要部の構成の一例を示す模式図である。図５において、図２に示される構成要素と同一の構成要素を同一の符号で示している。
【００８３】
図５に示されるように、プラズマ処理装置２０は、図２のプラズマ処理装置１０の要部と比べて、ホルダー２６およびスペーサー２８の形状が相違する。
【００８４】
ホルダー２６は、処理空間Ｓ１に配置された有蓋筒状体である。ホルダー２６は、有蓋筒状の壁体２６１を有し、ホルダー２６の頂部は壁体２６１の蓋部２６５で閉じられている。ホルダー２６は、対象物８０の裏面８０２を、壁体２６１の蓋部２６５で保持する。蓋部２６５は、ホルダー２６の第１部分の一例であり、壁体２６１の内面はホルダー２６の第２部分の一例である。
【００８５】
壁体２６１の蓋部２６５と側部とを、例えば、一体に形成することで、液体８１のホルダー２６の頂部からの漏れは完全に抑制される。
【００８６】
蓋部２６５の材質、厚さ、および平坦性などの諸元は、対象物８０と内部空間Ｓ２内の液体８１との間に必要とされる熱伝導の要求に応じて定められる。
【００８７】
このように構成されるプラズマ処理装置２０において、液体８１は、導入口１６３から内部空間Ｓ２へ注入される（図５のＷ１）。そして、壁体２６１の蓋部２６５の裏側に到達して、蓋部２６５を冷却した後、排出口１６４から排出される（図５のＷ２）。
【００８８】
プラズマ処理によって対象物８０に加えられた熱は、対象物８０の裏面８０２から蓋部２６５を介して液体８１へ放散するので、対象物８０に液体８１を直接接触させることなく、蓋部２６５を介して対象物８０を冷却することができる。
【００８９】
また、液体８１がホルダー２６の頂部から漏れることがないので、スペーサー２８において、液体８１を流すための排水路が不要となる。
【００９０】
また、スペーサー２８の爪部１８２で、対象物８０を壁体２６１の蓋部２６５へ向かって付勢することで、対象物８０とホルダー２６とを強く密着させて熱伝導を高め、より高い冷却効果を得ることができる。
【００９１】
（実施の形態３）
実施の形態３では、ホルダーに静電チャックを用いたプラズマ処理装置について説明する。
【００９２】
図６は、実施の形態３に係るプラズマ処理装置の要部の構成の一例を示す模式図である。図６において、図２に示される構成要素と同一の構成要素を同一の符号で示している。
【００９３】
図６に示されるように、プラズマ処理装置３０は、図２のプラズマ処理装置１０の要部と比べて、ホルダーが静電チャック３６で構成される点、静電チャック３６への給電用の配線３７が追加される点、およびスペーサー３８の形状が相違する。
【００９４】
静電チャック３６は、基体３６１に電極３６２を埋め込んで構成される、一般的な静電チャックである。基体３６１は、例えば、熱伝導に優れたセラミックスで構成されてもよい。配線３７は、液体８１中で使用可能な被覆付きの防水ケーブルである。
【００９５】
外部の電源装置から配線３７を介して電極３６２に動作電圧が印加されると、静電チャック３６は、処理空間Ｓ１に配置された吸着面３６３で、対象物８０を吸着保持する。静電チャック３６は、反対面３６４が液体８１に接触する位置に配置され、静電チャック３６は、液体８１によって冷却される。吸着面３６３は静電チャック３６の第１部分の一例であり、反対面３６４は静電チャック３６の第２部分の一例である。
【００９６】
プラズマ処理によって対象物８０に加えられた熱は、基体３６１を介して液体８１へ放散するので、対象物８０に液体８１を直接接触させることなく、基体３６１を介して対象物８０を冷却することができる。
【００９７】
静電チャック３６が動作することで、対象物８０と基体３６１とはほぼ完全に密着する。対象物８０と基体３６１との密着性が高いと、対象物８０の熱は基体３６１へ速やかに伝わるため、対象物８０と基体３６１とは、熱的に一体物と考えることができる。つまり、基体３６１を冷却することで、対象物８０の冷却が可能となる。
【００９８】
また、スペーサー３８において、液体８１を流すための排水路、および、対象物８０を静電チャック３６へ向かって付勢するための爪部が不要となる。すなわち、スペーサー３８は、対象物８０のスロットアンテナ１５からの距離を規定する機能のみを有する。
【００９９】
なお、対象物８０の表面８０１のスロットアンテナ１５からの距離は、例えば、スロットアンテナ１５およびホルダー３６の双方を容器１４に固定して位置決めすることによっても規定できる。さらに、ホルダー３６の頂部の位置を、鉛直方向に所定の範囲内で動かせるように構成して、対象物８０の表面８０１のスロットアンテナ１５からの距離の調整を容易にすることもできる。この場合、スペーサー３８は、実質的に不要となり、省略することができる。
【０１００】
以上、本発明の１つまたは複数の態様に係るプラズマ処理装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【０１０１】
実施の形態では、一例として、プラズマ処理装置のレジスト除去装置への応用について述べたが、プラズマ処理装置は、レジスト除去装置に限らず、プラズマ処理の適応がある各種の表面処理を行う装置に広く利用できる。例えば、対象物の表面を親水化する表面改質装置や、液体に有機物（例えば、エタノールやメタノールなど）を用いて対象物の表面にグラフェン膜を形成する成膜装置などへの利用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、プラズマ処理装置として、プラズマ処理の適応がある各種の表面処理を行う装置に広く利用できる。
【符号の説明】
【０１０３】
１０、２０、３０  プラズマ処理装置
１１  マイクロ波発生器
１２  導波管
１３  マイクロ波透過部材
１４  容器
１５  スロットアンテナ
１６、２６  ホルダー
１７  注入器
１８、２８、３８  スペーサー
３６  静電チャック
３７  配線
８０  対象物
８１  液体
１４１  排気口
１５１  スロット
１５２  プラズマ
１６１、２６１  壁体
１６２  端面
１６３  導入口
１６４  排出口
１８１  排水路
１８２  爪部
１８３  リブ
１８４  開口
１８５  間隙
２６５  蓋部  ３６１  基体
３６２  電極
３６３  吸着面
３６４  反対面
８０１  対象物の表面
８０２  対象物の裏面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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