(57)【要約】【課題】ワークの被処理面の表面処理を効率よく行う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】本発明のプラズマ処理装置は、ワークＷの被処理面をプラズマにより、表面処理するものであり、一対の電極をそれぞれ備える第１のプラズマ発生部Ｐ１および第２のプラズマ発生部Ｐ２と、第１のプラズマ発生部Ｐ１に第１のガスＧ１を通過させる第１のガス供給手段５と、第２のガスＧ２を、第１のプラズマ発生部Ｐ１を通過する際にプラズマ化された第１のガスＧ１と混合しつつ、第２のプラズマ発生部Ｐ２に供給する第２のガス供給手段６とを有し、第２のプラズマ発生部Ｐ２において第１のガスＧ１および第２のガスＧ２を含有する混合ガスＧからプラズマを生成し、このプラズマによりワークＷの被処理面を表面処理するよう構成したことを特徴とする。【選択図】図１
2008091723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの被処理面をプラズマにより、表面処理するプラズマ処理装置であって、
一対の電極をそれぞれ備える第１のプラズマ発生部および第２のプラズマ発生部と、
前記第１のプラズマ発生部に第１のガスを通過させる第１のガス供給手段と、
第２のガスを、前記第１のプラズマ発生部を通過する際にプラズマ化された前記第１のガスと混合しつつ、前記第２のプラズマ発生部に供給する第２のガス供給手段とを有し、
前記第２のプラズマ発生部において前記第１のガスおよび前記第２のガスを含有する混合ガスからプラズマを生成し、該プラズマにより前記被処理面を表面処理するよう構成したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記第１のプラズマ発生部に設けられた一方の電極と、前記第２のプラズマ発生部に設けられた一方の電極とは、共通電極を構成する請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記ワークは、前記第２のプラズマ発生部において前記被処理面が表面処理される請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記ワークは、前記第２のプラズマ発生部に設けられた他方の電極に載置され、該他方の電極を移動させることにより、前記第２のプラズマ発生部を通過する請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記第２のガスは、前記第１のガスと混合するのに先立って、一対の電極を備える第３のプラズマ発生部を通過する請求項１ないし４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記第２のガスは、その流れる方向が前記被処理面とほぼ平行となる請求項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】
前記第１のガスは、前記第１のプラズマ発生部を通過した後の流れる方向が前記被処理面とほぼ直交する方向となる請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記第１のガスと前記第２のガスとは、これらが合流する合流点において、それぞれが直交する方向から供給されて合流する請求項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９】
前記第１のガスと前記第２のガスとは、同種のものである請求項１ないし８のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記第１のガスは、その流量が前記第２のガスの流量よりも小さく設定される請求項９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記第１のガスと前記第２のガスとは、異種のものである請求項１ないし８のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記第１のガスは、前記第２のガスよりもプラズマ化しやすいものである請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記第１のガスは、主として希ガスを含むものであり、前記第２のガスは、主としてハロゲン系化合物を含むものである請求項１２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】
前記第２のガスは、前記第１のガスを前記第１のプラズマ発生部でプラズマ化した際に生じた副生成物と反応して、当該副生成物を前記被処理面の表面処理に寄与し得るものに変化させるものを含有する請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１５】
前記副生成物は、加水分解し得るものであり、前記第２のガスは、水分および水酸基含有化合物のうちの少なくとも１つを含むものである請求項１４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、ワークの被処理面を表面処理する際に用いるプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマを発生させ、そのプラズマにより被処理物である基板（ワーク）の表面を処理（プラズマ処理）し、基板の表面を表面処理するプラズマ処理装置が知られている。
このようなプラズマ処理装置は、対向配置される電極を有しており、対をなす電極同士の間に形成される間隙内に所定のガスを供給しつつ、これらの電極間に電圧を印加して放電を生じさせ、プラズマを発生させる。発生したプラズマ中では、電界により加速された電子がガス分子と衝突し、励起分子、ラジカル原子、正イオン、負イオンなどの活性種を生成する。これら活性種を基板の表面に供給すると、この活性種の一部により基板の表面や表面付近で各種反応が生じることとなり、基板の表面が表面処理（分解・除去）されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ここで、基板の表面を分解・除去する際の除去効率を向上させるには、プラズマ（活性種）を効率良く生成することが重要である。しかしながら、上述したような一対の電極間に形成された間隙内に所定のガスを供給する方法では、基板表面の分解・除去を効率良く行い得るだけの量の活性種を含むプラズマを生成することができていないのが実情である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１５８２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ワークの被処理面の表面処理（特に分解・除去）を効率よく行う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】
【０００６】
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、ワークの被処理面をプラズマにより、表面処理するプラズマ処理装置であって、
一対の電極をそれぞれ備える第１のプラズマ発生部および第２のプラズマ発生部と、
前記第１のプラズマ発生部に第１のガスを通過させる第１のガス供給手段と、
第２のガスを、前記第１のプラズマ発生部を通過する際にプラズマ化された前記第１のガスと混合しつつ、前記第２のプラズマ発生部に供給する第２のガス供給手段とを有し、
前記第２のプラズマ発生部において前記第１のガスおよび前記第２のガスを含有する混合ガスからプラズマを生成し、該プラズマにより前記被処理面を表面処理するよう構成したことを特徴とする。
これにより、ワークの被処理面の表面処理を効率よく行うことができるプラズマ処理装置とすることができる。
【０００７】
本発明のプラズマ処理装置では、前記第１のプラズマ発生部に設けられた一方の電極と、前記第２のプラズマ発生部に設けられた一方の電極とは、共通電極を構成することが好ましい。
これにより、プラズマ処理装置の簡略化および小型化を図ることができる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記ワークは、前記第２のプラズマ発生部において前記被処理面が表面処理されることが好ましい。
これにより、第２のプラズマ発生部で発生したプラズマを直接的に被処理面に供給することができ、被処理面の表面処理をより円滑に行うことができる。
【０００８】
本発明のプラズマ処理装置では、前記ワークは、前記第２のプラズマ発生部に設けられた他方の電極に載置され、該他方の電極を移動させることにより、前記第２のプラズマ発生部を通過することが好ましい。
これにより、プラズマ処理が被処理面の全面に均一に（一定の時間）施された後、ワークを第２のプラズマ発生部を通過させることができ、被処理面を全面に渡って、均一な表面処理を施すことができる。
【０００９】
本発明のプラズマ処理装置では、前記第２のガスは、前記第１のガスと混合するのに先立って、一対の電極を備える第３のプラズマ発生部を通過することが好ましい。
これにより、プラズマ化された第１のガスに第２のガスを混合するのに先立って、第２のガスをもプラズマ化することができるため、第２のプラズマ発生部における混合ガスのプラズマ化をより円滑に行うことができ、被処理面のエッチング効率の向上をより確実に図ることができる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記第２のガスは、その流れる方向が前記被処理面とほぼ平行となることが好ましい。
これにより、混合ガスを第２のプラズマ発生部に確実に供給することができる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記第１のガスは、前記第１のプラズマ発生部を通過した後の流れる方向が前記被処理面とほぼ直交する方向となることが好ましい。
これにより、第１のガスと第２のガスとが均一に混合した混合ガスを得ることができる。
【００１０】
本発明のプラズマ処理装置では、前記第１のガスと前記第２のガスとは、これらが合流する合流点において、それぞれが直交する方向から供給されて合流することが好ましい。
これにより、第１のガスと第２のガスとが均一に混合した混合ガスを得ることができる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記第１のガスと前記第２のガスとは、同種のものであることが好ましい。
これにより、まず少量のガスを第１のプラズマ発生部でプラズマ化した後、このプラズマ化されたガスに被処理面の表面処理に必要な量のガスを追加して、このガスを第２のプラズマ発生部でプラズマ化することができることから、第２のプラズマ発生部におけるプラズマの発生効率を向上させることができる。
【００１１】
本発明のプラズマ処理装置では、前記第１のガスは、その流量が前記第２のガスの流量よりも小さく設定されることが好ましい。
これにより、第１のプラズマ発生部において第１のガスを確実にプラズマ化させることができ、第２のプラズマ発生部におけるプラズマの発生効率をより向上させることができる。
【００１２】
本発明のプラズマ処理装置では、前記第１のガスと前記第２のガスとは、異種のものであることが好ましい。
本発明のプラズマ処理装置では、前記第１のガスは、前記第２のガスよりもプラズマ化しやすいものであることが好ましい。
これにより、第２のプラズマ発生部中において、第２のガスがプラズマ化されたものの含有率を向上させることができ、被処理面の表面処理がより確実に行われることとなる。
【００１３】
本発明のプラズマ処理装置では、前記第１のガスは、主として希ガスを含むものであり、前記第２のガスは、主としてハロゲン系化合物を含むものであることが好ましい。
このような第１のガスと第２のガスとの組み合わせが、第１のガスが第２のガスよりもプラズマ化しやすいものとして好適に用いられる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記第２のガスは、前記第１のガスを前記第１のプラズマ発生部でプラズマ化した際に生じた副生成物と反応して、当該副生成物を前記被処理面の表面処理に寄与し得るものに変化させるものを含有することが好ましい。
これにより、第２のプラズマ発生部において、混合ガスをプラズマ化して被処理面をエッチングする際に、副生成物と第２のガスとを反応させることにより得られたものをも、この被処理面のエッチングに用いることができることから、被処理面の表面処理効率をより向上させることができる。
【００１４】
本発明のプラズマ処理装置では、前記副生成物は、加水分解し得るものであり、前記第２のガスは、水分および水酸基含有化合物のうちの少なくとも１つを含むものであることが好ましい。
このような副生成物と第２のガスとの組み合わせとすることにより、副生成物と第２のガスとを反応させることにより得られたものを、この被処理面のエッチングに確実に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明のプラズマ処理装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明のプラズマ処理装置の第１実施形態について説明する。
（１）プラズマ処理装置の構成
図１は、本発明のプラズマ処理装置の第１実施形態を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示すプラズマ処理装置が備える搬送装置上に載置されたワークの平面図である。なお、以下の説明では、図１中の左右方向を「水平方向」または「ｘ軸方向」、図１の上下方向を「垂直方向」または「ｙ軸方向」と言う。また、図１中の上方を「上」、下方を「下」という。
【００１６】
本発明のプラズマ処理装置は、ワークの被処理面に対して、プラズマＣＶＭ（Chemical Vaporization Machining）のようなエッチング処理およびアッシング処理等の各種プラズマ処理を施すことにより、被処理面に表面処理を行うものである。
以下では、このプラズマ処理装置１により、ワークＷの被処理面に対してプラズマ処理を施し、その被処理面を分解・除去するエッチング処理を一例に説明する。
【００１７】
図１に示すように、プラズマ処理装置１は、ワーク（被処理基板）Ｗを搬送する搬送装置２と、搬送装置２の上方に設置されたヘッド１０とを備えている。以下、プラズマ処理装置１の各部の構成について順次説明する。
搬送装置２は、ワークＷを載置可能な移動ステージ２０を有している。
移動ステージ２０は、ワークＷを載置するとともに、後述するヘッド１０が有する印加電極１５の対向電極（アース電極）として機能し、印加電極１５（誘電体層１６）と移動ステージ２０との間に電圧を印加すると電界Ｅ２を発生させる。
また、移動ステージ２０は、搬送装置２が有する移動手段（図示せず）の作動により、ｘ軸方向に移動することができる。
【００１８】
移動ステージ２０の構成材料としては、移動ステージ２０が電極としての機能を発揮し得るものであればよく、特に限定されるものではないが、例えば、銅、アルミニウム、鉄、銀のような金属単体、ステンレス鋼、真鍮、アルミニウム合金のような各種合金、金属間化合物、各種炭素材料等の導電性が良好な導電性材料が挙げられる。また、移動ステージ２０は、それぞれ、異なる導電性材料で構成された層を２層以上積層した積層体で構成されていてもよい。
【００１９】
移動ステージ２０（ワークＷ）と誘電体層１６と間の距離（図１中、ｙ軸方向の距離）は、後述する高周波電源１７の出力や、混合ガスＧ（Ｇ１、Ｇ２）およびワークＷの種類等を考慮して適宜決定されるが、０．５〜２ｍｍ程度であるのが好ましく、０．５〜１ｍｍ程度であるのがより好ましい。これにより、印加電極１５と移動ステージ２０との間に電界Ｅ２を確実に発生させることができる。
【００２０】
ヘッド１０は、印加電極１５と、印加電極１５に対向する対向電極１１と、印加電極１５側に設けられた誘電体層１６と、対向電極１１側に設けられた誘電体層１２とを有している。
印加電極１５は、本実施形態では、対向電極１１との間および移動ステージ２０との間に、それぞれ、電圧を印加するための共通電極として機能するものである。
この印加電極１５は、全体形状が四角柱状をなし、その下面（誘電体層１６を介してワークＷに対向する面）および側面（誘電体層１６を介して対向電極１１に対向する面）がそれぞれ平面状をなしており、ワークＷの上面、および対向電極１１の印加電極１５側の側面の双方に対してほぼ平行となるように設置されている。
【００２１】
このように印加電極１５を共通電極で構成することにより、後述する高周波電源１７を複数設ける必要がなく、プラズマ処理装置１の簡略化を図ることができる。また、全体形状を四角柱状とし、その下面と側面とに印加電極としての機能を発揮させることにより、後述する電界Ｅ１、Ｅ２が形成される位置を互いにほぼ垂直をなす方向とすることができることから、プラズマ処理装置１の小型化を図ることができる。
【００２２】
印加電極１５の構成材料としては、印加電極１５が電極としての機能を発揮し得るものであればよく、特に限定されるものではないが、移動ステージ２０の構成材料で挙げたのと同様のものを用いることができる。
また、印加電極１５は、異なる導電性材料で構成された層を２層以上積層した積層体で構成されていてもよい。さらに、印加電極１５を構成する導電性材料は、移動ステージ２０の構成材料と同一であっても、異なっていてもよい。
このような印加電極１５は、その対向電極１１側の側面および下面（ワークＷに対面する側の面）が誘電体層１６で覆われている。
【００２３】
この誘電体層１６を設けることにより、印加電極１５と、移動ステージ２０および対向電極１１との間に電圧を印加してプラズマを発生させる際に、アーク放電が発生するのを防止でき、良好（均一）なグロー放電を生じさせることができる。その結果、印加電極１５と、移動ステージ２０および対向電極１１との間の第１のプラズマ発生部Ｐ１および第２のプラズマ発生部Ｐ２に良好なプラズマを発生させることができる。
【００２４】
誘電体層１６の構成材料としては、誘電体層１６が誘電体としての機能を発揮し得るものであればよく、特に限定されるものではないが、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のようなプラスチック（樹脂材料）、石英ガラスのような各種ガラスおよび無機酸化物等が挙げられる。なお前記無機酸化物としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２等の金属酸化物、ＢａＴｉＯ３（チタン酸バリウム）等の複合酸化物等が挙げられる。
誘電体層１６の厚さは、特に限定されないが、０．０１〜４．０ｍｍ程度であるのが好ましく、１．０〜２．０ｍｍ程度であるのがより好ましい。誘電体層１６の厚さが厚すぎると、プラズマ（所望の放電）を発生させるために高電圧を要することがあり、また、薄すぎると、電圧印加時に絶縁破壊が起こり、アーク放電が発生するおそれがある。
【００２５】
対向電極１１は、印加電極１５の対向電極（アース電極）として機能し、印加電極１５（誘電体層１６）と対向電極１１との間に電圧を印加すると電界Ｅ１を発生させる。
この対向電極１１は、全体形状が平板状をなし、その印加電極１５側の側面（誘電体層１２を介して印加電極１５に対向する面）が平面状をなしており、印加電極１５の対向電極１１側の側面に対してほぼ平行になるように設置されている。
【００２６】
対向電極１１の構成材料としては、対向電極１１が電極としての機能を発揮し得るものであればよく、特に限定されるものではないが、移動ステージ２０の構成材料で挙げたのと同様のものを用いることができる。
このような対向電極１１は、その印加電極１５側の側面および下面（移動ステージ２０に対面する側の面）が誘電体層１２で覆われている。
【００２７】
この誘電体層１２を設けることにより、印加電極１５と対向電極１１との間に電圧を印加してプラズマを発生させる際に、アーク放電が発生するのを防止でき、良好（均一）なグロー放電を生じさせることができる。その結果、印加電極１５と対向電極１１との間の第１のプラズマ発生部Ｐ１に良好なプラズマを発生させることができる。
誘電体層１２の構成材料としては、前記誘電体層１６の構成材料として説明したのと同様のものを用いることができる。
誘電体層１２の厚さは、特に限定されないが、前記誘電体層１６の厚さと同様のものとすることができる。
【００２８】
印加電極１５と対向電極１１とが対向する側の誘電体層１６と誘電体層１２との間の距離（図１中、ｘ軸方向の距離）は、後述する高周波電源１７の出力や、第１のガスＧ１の種類等を考慮して適宜決定されるが、０．５〜２ｍｍ程度であるのが好ましく、０．５〜１ｍｍ程度であるのがより好ましい。これにより、印加電極１５（誘電体層１６）と対向電極１１（誘電体層１２）との間に電界Ｅ１を確実に発生させることができる。
なお、本発明において、誘電体層１２、１６の配置は、省略してもよい。
【００２９】
また、印加電極１５は、図１に示すように、導通状態と非導通状態とに切り替えるスイッチ３２および導線（ケーブル）３１を介して、高周波電源１７に接続され、また、対向電極１１および移動ステージ２０は、それぞれ、導線３１を介してアース（接地）されている。かかる構成とすることにより、スイッチ３２を閉じると、印加電極１５と対向電極１１および移動ステージ２０との間への高周波電圧（電圧）の印加がそれぞれ可能となり、これら同士の間に電界Ｅ１および電界Ｅ２が発生する。
【００３０】
また、スイッチ３２が開くと、その導線３１が非導通状態（切電状態）となり、印加電極１５と対向電極１１および移動ステージ２０との間には電圧は印加されず、電界Ｅ１、Ｅ２は発生しない。
また、高周波電源１７の周波数は、特に限定されないが、１０〜５０ＭＨｚであるのが好ましく、１０〜４０ＭＨｚであるのがより好ましい。
【００３１】
このようなヘッド１０では、図１に示すように、誘電体層１６で覆われた印加電極１５と、誘電体層１２で覆われた対向電極１１との間の間隙により第１のガス供給路４１が構成される。
第１のガス供給路４１は、ヘッド１０の上面および下面の双方で開口しており、上側の開口部には、第１のガス管５４を介して第１のガス供給源５１が接続され、下側の開口部は、移動ステージ２０を臨むように位置している。
【００３２】
第１のガス供給源５１は、第１のガスＧ１を充填するガスボンベであり、第１のガス管５４を介して第１のガス供給路４１に供給する。また、第１のガス管５４には、第１のガス供給源５１から供給されるガスの流量を調整するレギュレータ（流量調整手段）５２と、レギュレータ５２より下流端側で、第１のガス管５４内の流路を開閉するバルブ（流路開閉手段）５３とが設けられている。
【００３３】
このような第１のガス供給路４１にバルブ５３を開放して第１のガスＧ１を供給すると、印加電極１５と対向電極１１との間に電圧を印加することにより生じた電界Ｅ１により、放電、すなわち、グロー放電（バリア放電）が生じる。その結果、第１のガスＧ１が活性化（電離、イオン化、励起等）され、第１のプラズマ発生部Ｐ１にプラズマが発生する。
なお、第１のガスＧ１の種類および流量等については、後に詳述する。
また、プラズマ処理装置１では、図１に示すように、誘電体層１２で覆われた対向電極１１と、移動ステージ２０との間の間隙により第２のガス供給路４２が構成され、誘電体層１６で覆われた印加電極１５と、ワークＷ（移動ステージ２０）との間の間隙により第３のガス供給路４３が構成される。
【００３４】
第２のガス供給路４２は、対向する誘電体層１２で覆われた対向電極１１と、移動ステージ２０との縁部で開口し、本実施形態では、移動ステージ２０が移動する方向に対して上流側に、第２のガス管６４を介して第２のガス供給源６１が接続されている。
第２のガス供給源６１は、第２のガスＧ２を充填するガスボンベであり、第２のガス管６４を介して第２のガス供給路４２に供給する。また、第２のガス管６４には、第２のガス供給源６１から供給されるガスの流量を調整するレギュレータ（流量調整手段）６２と、レギュレータ６２より下流端側で、第２のガス管６４内の流路を開閉するバルブ（流路開閉手段）６３とが設けられている。
【００３５】
このような第２のガス供給路４２にバルブ６３を開放することにより第２のガスＧ２を供給すると、第２のガスＧ２は、第２のガス供給路４２を通過した後、第１のガス供給路４１を通過することによりプラズマ化された第１のガスＧ１と、第１のガス供給路４１と第２のガス供給路４２との連結部（合流点）において、混合されることとなる。そして、この連結部において第１のガスＧ１と第２のガスＧ２とが混合されることにより生成された混合ガスＧ（Ｇ１、Ｇ２）は、第１のガスＧ１と第２のガスＧ２の流れに沿って、第３のガス供給路４３に供給される。混合ガスＧが第３のガス供給路４３に供給されると、印加電極１５と移動ステージ２０との間に電圧を印加することにより生じた電界Ｅ２により、放電、すなわち、グロー放電（バリア放電）が生じる。その結果、混合ガスＧ（Ｇ１、Ｇ２）が活性化（電離、イオン化、励起等）され、第２のプラズマ発生部Ｐ２にプラズマが発生することにより、移動ステージ２０上に載置されたワークＷの被処理面が分解・除去（表面処理）される。
なお、第２のガスＧ２の種類および流量等については、後に詳述する。
【００３６】
また、本実施形態では、図１に示すように、第２のガス供給路４２および第３のガス供給路を流れる第２のガスの流れる方向が、ワークＷの被処理面とほぼ平行となっている。かかる構成とすることにより、第１のガス供給路４１と第２のガス供給路４２との連結部において第１のガスＧ１と第２のガスＧ２とが混合することにより得られた混合ガスＧを第２のプラズマ発生部Ｐ２に確実に供給することができる。
【００３７】
さらに、第１のガス供給路４１を通過した第１のガスＧ１の流れる方向すなわち第１のプラズマ発生部Ｐ１を通過した後の第１のガスＧ１の流れる方向は、被処理面とほぼ直交する方向となっている。換言すれば、第１のガスＧ１と第２のガスＧ２とは、これらが合流する第１のガス供給路４１と第２のガス供給路４２との連結部において、それぞれが直交する方向から供給されて混合（合流）する。かかる構成とすることにより、前記連結部において、第１のガスＧ１と第２のガスＧ２とが均一に混合した混合ガスとすることができる。
【００３８】
また、このような本実施形態のプラズマ処理装置１では、上述したような第１のガス供給源５１、レギュレータ５２、バルブ５３および第１のガス管５４により、第１のプラズマ発生部Ｐ１に第１のガスを通過させる第１のガス供給手段５が構成される。さらに、上述したような第２のガス供給源６１、レギュレータ６２、バルブ６３、第２のガス管６４および第２のガス供給路４２により、第２のガスＧ２を第１のプラズマ発生部Ｐ１を通過する際にプラズマ化された第１のガスと混合しつつ、第２のプラズマ発生部Ｐ２に供給する第２のガス供給手段６が構成される。
【００３９】
次に、プラズマ処理装置１によりプラズマ処理が施されるワークＷについて説明する。
ワークＷは、図２に示すように、移動ステージ２０に載置された状態で、本発明のプラズマ処理装置１により、その被処理面（上面）がエッチング（分解・除去）されるものである。
このワークＷは、特に限定されるものではないが、例えば、アルミナ、シリカ、チタニアのような無機酸化物材料、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリイミド、エポキシ樹脂のような各種プラスチック（樹脂材料）、石英ガラス、無アルカリガラスのようなガラス材料等からなるものが挙げられる。
【００４０】
ワークＷの形状としては、板状（基板）、層状、フィルム状等が挙げられる。このようなワークＷとしては、例えば、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等に用いられるディスプレイパネル、ガラスチップ、半導体チップ、水晶振動子等に用いられるセラミックスチップ等が挙げられる。
また、ワークＷの形状（平面視での形状）は、四角形のものに限らず、例えば円形および楕円形等のものであってもよい。
ワークＷの厚さは、特に限定されないが、通常は、０．３〜１．２ｍｍ程度であるのが好ましく、０．５〜０．７ｍｍ程度であるのがより好ましい。
【００４１】
（２）プラズマ処理装置の動作
次に、ワークＷの被処理面をエッチング（分解・除去）する際のプラズマ処理装置１の作用（動作）について説明する。
［１］  まず、図２に示すように、移動ステージ２０に、ワークＷとを載置する。
［２］  次に、高周波電源１７を作動させて、印加電極１５と対向電極１１との間および印加電極１５と移動ステージ２０との間に電圧を印加する。このとき、印加電極１５（誘電体層１６）と対向電極１１（誘電体層１１）との間すなわち第１のガス供給路４１には電界Ｅ１が、印加電極１５（誘電体層１６）と移動ステージ２０（ワークＷ）との間すなわち第３のガス供給路４３には電界Ｅ２が発生する。
【００４２】
［３］  次に、前述したような電界Ｅ１および電界Ｅ２が発生した状態で、図１に示すように、第１のガス供給手段５を作動させることにより、まず、第１のガス供給路４１に第１のガスＧ１を通過させる（供給する）。このとき、第１のガスＧ１が第１のガス供給路４１に発生した電界Ｅ１内に到達すると、第１のガスＧ１が活性化して第１のプラズマ発生部Ｐ１にプラズマが発生する。
【００４３】
また、これと同時に、第２のガス供給手段６を作動させることにより、第２のガス供給路４２に第２のガスＧ２を流入させる（供給する）。これにより、第２のガス供給路４２内を通過した第２のガスＧ２は、ヘッド１０の下側で開口する第１のガス供給路４１の開口部（第１のガス供給路４１と第２のガス供給路４２の合流点）において、プラズマ化した第１のガスＧ１と混合して、混合ガスＧ（Ｇ１、Ｇ２）となる。
そして、第２のガス供給路４２供給される第２のガスＧ２の流れに乗って、混合ガスＧは、第３のガス供給路４３に供給され、この第３のガス供給路４３に発生している電界Ｅ２内に到達すると、混合ガスＧが活性化して第２のプラズマ発生部Ｐ２にプラズマが発生する。
【００４４】
このようにプラズマ処理装置１では、印加電極１５と対向電極１１との間でプラズマ化された第１のガスＧ１に第２のガスを混合して混合ガスを得た後、この混合ガスを印加電極１５と移動ステージ２０との間でプラズマ化するよう構成した。
すなわち、第２のガスＧ２を、第１のプラズマ発生部Ｐ１を通過する際にプラズマ化された第１のガスＧ１と混合しつつ、第２のプラズマ発生部Ｐ２に供給することにより、この第２のプラズマ発生部Ｐ２において、プラズマ化された第１のガスＧ１と第２のガスＧ２とを含有する混合ガスＧからプラズマを生成する構成とした。かかる構成とすることにより、第２のプラズマ発生部Ｐ２におけるプラズマの発生効率が向上することとなり、次工程［４］におけるワークＷの被処理面のエッチングを効率よく行うことができる。
【００４５】
ここで、印加電極１５と移動ステージ２０との間の第２のプラズマ発生部Ｐ２で発生するプラズマの発生効率を向上させることができる第１のガスＧ１と第２のガスＧ２の組み合わせとしては、例えば、第１のガスＧ１と第２のガスＧ２としてＩ：同種のものを用いる場合、II：異種のものを用いる場合が挙げられるが、以下、これらの場合について、それぞれ説明する。
【００４６】
Ｉ：同種のものを用いる場合
第１のガスＧ１と第２のガスＧ２として同種のものを用いる場合、第１のガスＧ１および第２のガスＧ２としては、それぞれ、キャリアガスおよび処理ガスを含有する混合ガスが好適に用いられる。
キャリアガスとしては、例えば、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅ等の希ガスが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせたものを主材料として用いることができる。
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挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせたものを主材料として用いることができる。
【００４７】
このようなガスの組み合わせとすることにより、まず少量のガス（第１のガスＧ１）を印加電極１５と対向電極１１との間の第１のプラズマ発生部Ｐ１（電界Ｅ１）でプラズマ化した後、このプラズマ化された第１のガスＧ１にワークＷの被処理面のエッチングに必要な量のガス（第２のガスＧ２）を追加して、このガスを印加電極１５と移動ステージ２０との間の第２のプラズマ発生部Ｐ２（電界Ｅ２）でプラズマ化することができることから、第２のプラズマ発生部Ｐ２におけるプラズマの発生効率を向上させることができる。
混合ガス中における処理ガスの占める割合（混合比）は、特に限定されないが、例えば、混合ガス中の処理ガスの割合が１〜１０％程度であるのが好ましく、５〜１０％程度であるのがより好ましい。これにより、電界Ｅ１および電界Ｅ２において、確実にプラズマを発生させることができる。
【００４８】
また、第１のガスＧ１の流量は、第２のガスの流量よりも小さく設定するのが好ましい。これにより、電界Ｅ１（第１のプラズマ発生部Ｐ１）において第１のガスＧ１を確実にプラズマ化させることができ、電界Ｅ２（第２のプラズマ発生部Ｐ２）におけるプラズマの発生効率をより向上させることができる。
具体的には、第１のガスＧ１の流量は、０．１〜１０ＳＬＭ程度であるのが好ましく、０．１〜１ＳＬＭ程度であるのがより好ましく、第２のガスＧ２の流量は、０．１〜１０ＳＬＭ程度であるのが好ましく、０．１〜１ＳＬＭ程度であるのがより好ましい。
【００４９】
II：異種のものを用いる場合
第１のガスＧ１および第２のガスＧ２として異種のものを用いる場合、第１のガスＧ１と第２のガスＧ２の組み合わせとしては、例えば、ｉ）：第１のガスＧ１としてキャリアガスを用い、第２のガスＧ２として処理ガスを用いる組み合わせ、ii）：第１のガスＧ１としてキャリアガスと処理ガスの混合ガスを用い、第２のガスとして添加ガスを用いる組み合わせが挙げられる。
【００５０】
II−ｉ）：第１のガスＧ１としてキャリアガスを用い、第２のガスＧ２として処理ガスを用いる組み合わせ
第１のガスＧ１および第２のガスＧ２をかかる構成とする場合、キャリアガスは、処理ガスと比較して容易に放電し、プラズマ化し易い化合物を主材料として構成されるものが用いられる。
また、処理ガスは、プラズマ化されたキャリアガスが衝突することによりプラズマ化して、このプラズマ化した化合物がワークＷに衝突することにより、その被処理面（表面）のエッチング（分解・除去）に寄与する化合物を主材料として構成されるものが用いられる。
このようなキャリアガスとしては、主として前記Ｉで説明した希ガスを含むものが好適に用いられる。また、処理ガスとしては、主として前記Ｉで説明したハロゲン系ガスを含むものが好適に用いられる。
【００５１】
このようなガスの組み合わせとして、プラズマ処理装置１によりワークＷを処理すると、まず第１のガスＧ１（キャリアガス）が第１のプラズマ発生部Ｐ１（電界Ｅ１）でプラズマ化される。ここで、一般的に、キャリアガス中に処理ガスが含まれる状態でキャリアガスのプラズマ化を行うと、処理ガスが含まれることに起因して、キャリアガスのプラズマ化が阻害されることが知られているが、このように第１のプラズマ発生部Ｐ１において、キャリアガス単独でプラズマ化する構成とすることにより、第１のプラズマ発生部Ｐ１における第１のガスＧ１（キャリアガス）のプラズマ化をより確実に行うことができる。
【００５２】
そして、このプラズマ化された第１のガスＧ１に第２のガス（処理ガス）を混合（添加）して得られる混合ガスＧ（Ｇ１、Ｇ２）が、第２のプラズマ発生部Ｐ２（電界Ｅ２）においてプラズマ化される。ここで、電界Ｅ２により混合ガスをプラズマ化する際に、混合ガスには電界Ｅ１によりプラズマ化された第１のガスが含まれることから、混合ガスのプラズマ化（特に、プラズマ化されたキャリアガスが衝突することにより行われる処理ガスのプラズマ化）がより円滑に行われることになる。その結果、第２のプラズマ発生部Ｐ２中において、処理ガスがプラズマ化されたものの含有率を向上させることができ、次工程［４］におけるワークＷの被処理面のエッチングがより確実に行われることとなる。
【００５３】
また、第１のガスＧ１および第２のガスＧ２をかかる構成とする場合では、上述したように、第２のプラズマ発生部Ｐ２においてプラズマを発生させる際に、第１のプラズマ発生部Ｐ１においてプラズマ化されたキャリアガスが含まれることから、混合ガスＧ中における処理ガス（第２のガス）の占める割合（混合比）を大きくすることができる。かかる観点からも、第２のプラズマ発生部Ｐ２中において、処理ガスがプラズマ化されたものの含有率が向上することとなり、ワークＷの被処理面のエッチングをより確実に行うことができる。
具体的には、混合ガス中における処理ガスの占める割合（混合比）は、混合ガス中の処理ガスの割合を好ましくは５〜２０％程度、より好ましくは１５〜２０％程度とすることができる。
【００５４】
II−ii）：第１のガスＧ１としてキャリアガスと処理ガスの混合ガスを用い、第２のガスとして添加ガスを用いる組み合わせ
第１のガスＧ１および第２のガスＧ２をかかる構成とする場合、キャリアガスおよび処理ガスとしては、それぞれ、前記Ｉで説明したのと同様のものが用いられる。
また、添加ガスは、第１のガスに含まれる処理ガスがプラズマ化する際に生じた副生成物と反応して、被処理面のエッチング（分解・除去）に寄与し得るものに変化させる化合物を主材料として含有するものを用いることができる。
【００５５】
ここで、処理ガスとして前記Ｉで説明したようなハロゲン系化合物を用いる場合、前記副生成物として、加水分解し得る化合物が生成される。そのため、添加ガスとして、水分および水酸基含有化合物のうち少なくとも１つを含むガスを用いると、副生成物の加水分解反応により、ワークＷの被処理面のエッチングに寄与し得るガスを生成することができ、その結果、被処理面のエッチングレートの向上を図ることができる。
【００５６】
より具体的に説明すると、処理ガスとして、例えばハロゲン系化合物であるＣＦ４を用い、キャリアガスと処理ガス（ＣＦ４）とを含む混合ガスを第１のプラズマ発生部Ｐ１中に供給すると、ＣＦ４が雰囲気中に含まれるＣＯ２と反応することにより、下記式１に示すような反応が進行して、副生成物としてＣＯＦ２およびＦ２を生成する。
ＣＦ４  ＋  ＣＯ２  →  ２ＣＯＦ２  ＋  Ｆ２    ……    式１
【００５７】
このような副生成物（ＣＯＦ２やＦ２）は、活性が比較的低く、被処理面の分解・除去（エッチング）に寄与しない。したがって、このような副生成物を多く含んだ状態で、第１のプラズマ発生部Ｐ１でプラズマ化された混合ガスを第２のプラズマ発生部Ｐ２に供給すると、被処理面のエッチングレートが低下することとなる。
これに対して、第１のガスＧ１および第２のガスＧ２の組み合わせをかかる構成とすることにより、副生成物を含んだ混合ガスＧを第２のプラズマ発生部Ｐ２に供給するのに先立って、水分（水蒸気）や水酸基含有化合物を含む添加ガスを混合ガスに添加することができる。その結果、下記式２および式３に示すような反応が進行して、被処理面のエッチングに寄与し得るＨＦが生成される。これにより、第２のプラズマ発生部Ｐ２において、添加ガスが添加された混合ガスＧをプラズマ化してワークＷの被処理面をエッチングする際に、ここで生成したＨＦをも、この被処理面のエッチングに用いることができることから、被処理面のエッチングレート（表面処理効率）をより向上させることができる。
ＣＯＦ２  ＋  Ｈ２０  →  ２ＨＦ  ＋  ＣＯ２    ……    式２
２Ｆ２  ＋  ２Ｈ２Ｏ  →  ４ＨＦ  ＋  Ｏ２      ……    式３
【００５８】
さらに、本実施形態では、このような添加ガスと副生成物との反応は、主として、第１のプラズマ発生部Ｐ１と第２のプラズマ発生部Ｐ２との間の領域で行われる。そのため、上述したように添加ガスとして、水分や水酸基含有化合物を用いたとしても、上記式２および式３を進行させた後、すなわち混合ガスＧ中における水分や水酸基含有化合物の含有率が低下した後に、電界Ｅ２中に混合ガスが供給されるので、第２のプラズマ発生部Ｐ２における混合ガスＧのプラズマ化をより確実に行うことができる。
【００５９】
なお、添加ガスとしては、処理ガスとして前述したようなハロゲン系化合物を用いる場合、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｉ−ブタノール、ｔ−ブタノール、３−メチル−１−ブタノール、１−ペンタノール、２−ペンタノール、ｎ−ヘキサノール、シクロヘキサノール、１−ヘプタノール、１−オクタノール、２−オクタノール、２−メトキシエタノール、アリルアルコール、フルフリルアルコール、フェノールのようなアルコール等の水酸基含有化合物および水分等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６０】
［４］  次に、搬送装置２を作動させる。これにより、移動ステージ２０の移動に伴って、ワークＷが第２のプラズマ発生部Ｐ２に接近する。
そして、ワークＷが第２のプラズマ発生部Ｐ２内に進入すると、活性化（プラズマ化）された混合ガスＧが、ワークＷの被処理面（表面）に接触して、被処理面をエッチング（表面処理）するよう作用する。
ここで、前記工程［３］において説明したように、第２のプラズマ発生部Ｐ２内におけるプラズマの発生効率が向上していることから、この第２のプラズマ発生部Ｐ２内に進入したワークＷの被処理面（表面）のエッチングを円滑に行うことができる。
【００６１】
そして、搬送装置２は、移動ステージ２０が一定の速さで図１中のｘ軸方向に向かって移動するように設定されており、プラズマ処理が被処理面の全面に均一に（一定の時間）施された後、ワークＷを印加電極１５および移動ステージ２０の間隙１０２（第２のプラズマ発生部Ｐ２）を通過するように作動する。これにより、ワークＷの被処理面を全面に渡って、均一な深さでエッチングすることができる。
なお、本実施形態のように、第２のプラズマ発生部Ｐ２内において、ワークＷを処理する構成とすることにより、この発生部Ｐ２で発生したプラズマを直接的に被処理面に供給することができ、被処理面のエッチング（分解・除去）をより円滑に行うことができる。
【００６２】
＜第２実施形態＞
図３は、本発明のプラズマ処理装置の第２実施形態を模式的に示す断面図である。なお、以下の説明では、図３中の上方を「上」、下方を「下」という。
以下、図３に示す本発明のプラズマ処理装置１の第２実施形態について説明するが、前記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【００６３】
図３に示す第２実施形態は、印加電極１５に高周波電源１７を接続し、対向電極１１および移動ステージ２０を接地するのに代えて、対向電極１１および移動ステージ２０に高周波電源１７を接続し、印加電極１５を接地するようにしたこと以外は、前記第１実施形態と同様である。
かかる構成とすることにより、印加電極１５と対向電極１１との間および印加電極１５と移動ステージ２０との間の他に、対向電極１１と移動ステージ２０との間にも電界Ｅ３を発生させることができる。すなわち、対向電極１１と移動ステージ２０との間に、第２のガス供給手段６により第２のガス供給路４２に供給された第２のガスＧ２をプラズマ化する第３のプラズマ発生部Ｐ３を形成することができる。その結果、プラズマ化された第１のガスに第２のガスを混合するのに先立って、第２のガスをもプラズマ化することができるため、第２のプラズマ発生部Ｐ２における混合ガスＧのプラズマ化をより円滑に行うことができ、被処理面のエッチング効率の向上をより確実に図ることができる。
【００６４】
以上、本発明のプラズマ処理装置について、図示の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い。
また、印加電極に印加される電圧は、高周波によるものに限られず、例えば、パルス波やマイクロ波によるものであってもよい。
また、ワークＷは、搬送装置２により第２のプラズマ発生部Ｐ２を通過する場合に限定されず、例えば、第２のプラズマ発生部Ｐ２内に固定されていてもよい。
さらに、ワークＷは、第２のプラズマ発生部Ｐ２内に配置され、この発生部Ｐ２で発生したプラズマにより直接エッチングされる場合に限定されず、第２のプラズマ発生部Ｐ２と離間して配置され、この発生部Ｐ２で発生したプラズマを被処理面に供給することによりエッチングするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明のプラズマ処理装置の第１実施形態を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示すプラズマ処理装置が備える搬送装置上に載置されたワークの平面図である。
【図３】本発明のプラズマ処理装置の第２実施形態を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１……プラズマ処理装置  ２……搬送装置  １０……ヘッド  １１……対向電極  １２、１６……誘電体層  １５……印加電極  １７……高周波電源  １０２……間隙  ２０……移動ステージ  ３１……導線  ３２……スイッチ  ４１……第１のガス供給路  ４２……第２のガス供給路  ４３……第３のガス供給路  ５……第１のガス供給手段  ５１……第１のガス供給源  ５２……レギュレータ  ５３……バルブ  ５４……第１のガス管  ６……第２のガス供給手段  ６１……第２のガス供給源  ６２……レギュレータ  ６３……バルブ  ６４……第２のガス管  Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３……電界  Ｇ……混合ガス  Ｇ１……第１のガス  Ｇ２……第２のガス  Ｐ１……第１のプラズマ発生部  Ｐ２……第２のプラズマ発生部  Ｐ３……第３のプラズマ発生部  Ｗ……ワーク
【図１】
2008091723.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008091723.tif 000005