(57)【要約】      （修正有）【課題】局所的にプラズマを集中させ、ワークに対し微細な処理が可能な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１は、ワーク１０を介して互いに対向して設けられた１対の電極２，３と、電源７２を備えた電源回路７と、処理ガスを供給するガス供給手段８と、１対の電極２，３間において、各電極２、３の中心部同士を結ぶ線分２０の外周側に周方向に沿って形成された処理ガス噴出部５と、ガス供給手段８から供給された処理ガスを処理ガス噴出部５に導く処理ガス供給流路６とを備え、処理ガス噴出部５から噴出された処理ガスが、線分２０に向かう方向と、線分２０から離間する方向とに流れるように構成され、１対の電極２，３間に電圧を印加することにより、処理ガスを活性化してプラズマを生成させ、該プラズマによりワーク１０の被処理面１０１が処理されるよう構成されている。【選択図】図１
2008053063.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処理するプラズマ処理装置であって、
前記ワークを介して互いに対向して設けられた１対の電極と、
前記１対の電極間に電圧を印加する電源を備えた電源回路と、
前記プラズマ生成のための処理ガスを供給するガス供給手段と、
前記１対の電極間において、前記各電極の中心部同士を結ぶ線分の外周側に周方向に沿って形成された処理ガス噴出部と、
前記ガス供給手段から供給された前記処理ガスを前記処理ガス噴出部に導く処理ガス供給流路とを備え、
前記処理ガス噴出部から噴出された前記処理ガスが、前記線分に向かう方向と、前記線分から離間する方向とに流れるように構成され、前記１対の電極間に電圧を印加することにより、前記処理ガスを活性化してプラズマを生成させ、該プラズマにより前記ワークの前記被処理面が処理されるよう構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記処理ガス噴出部は、前記線分の外周側に周方向に沿って間欠的に形成されている請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記処理ガス噴出部は、前記線分の周りに全周にわたって環状に形成されている請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記処理ガス噴出部は、誘電体部に形成されている請求項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】
前記処理ガス供給流路は、前記処理ガス噴出部に至るいずれかの位置で分岐している請求項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】
前記処理ガス供給流路は、前記ガス供給手段側の導入路と、その端部に複数の放射状に分岐した分岐流路とを備える請求項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】
前記処理ガス供給流路は、前記線分の外周側でかつ前記電極の外周側に形成された誘電体部に設けられている請求項１ないし６のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記線分を介した前記処理ガス噴出部同士の離間距離が、２〜１０ｍｍである請求項１ないし７のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記１対の電極は、電圧を印加する上部電極と、アース電極としての下部電極とであり、前記ワークが前記下部電極に接触している請求項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】
前記上部電極は、少なくとも前記下部電極と対向する面側が誘電体部で覆われている請求項９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記処理ガス噴出部は、そこから噴出する前記処理ガスの噴出方向が前記線分に向かって傾斜するように構成されている請求項１ないし１０のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記１対の電極間に前記処理ガスを導入する前に、前記ガスを加熱するための加熱手段を備える請求項１ないし１１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、微細な加工用途に適用し得る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際、電圧もしくは高周波を印加した電極に反応ガスを供給し、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。）が用いられている。
【０００３】
従来、プラズマＣＶＭでは電極若しくはワークを走査するなどして、互いの位置関係を変化させながら処理する方法が一般的に行われている（例えば、特許文献１）。この方法の場合、例えばエッチング加工後のワーク表面の加工痕は、電極形状によりほぼ決まっている。また、走査処理における一回の走査処理幅は電極の幅により決まっている。したがって、ワークの変更によって走査処理幅を変更せざるを得ない場合等についても電極そのものを変更する必要がある。
また、このような走査型のプラズマ処理装置では、１つのノズルをワークの加工部分に対面させて処理していたため、噴出された処理ガスの圧力を高めることができず、プラズマを局所的に集中させることができない。その結果、ワークの加工痕跡は大きくなり、微細な加工ができないという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平１−１２５８２９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、局所的にプラズマを集中させることができ、ワークに対し微細な処理が可能な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処理するプラズマ処理装置であって、
前記ワークを介して互いに対向して設けられた１対の電極と、
前記１対の電極間に電圧を印加する電源を備えた電源回路と、
前記プラズマ生成のための処理ガスを供給するガス供給手段と、
前記１対の電極間において、前記各電極の中心部同士を結ぶ線分の外周側に周方向に沿って形成された処理ガス噴出部と、
前記ガス供給手段から供給された前記処理ガスを前記処理ガス噴出部に導く処理ガス供給流路とを備え、
前記処理ガス噴出部から噴出された前記処理ガスが、前記線分に向かう方向と、前記線分から離間する方向とに流れるように構成され、前記１対の電極間に電圧を印加することにより、前記処理ガスを活性化してプラズマを生成させ、該プラズマにより前記ワークの前記被処理面が処理されるよう構成されていることを特徴とする。
これにより、処理ガスが各電極の中心部同士を結ぶ線分に向かう方向に流れるため、プラズマにより励起された活性種が当該線分周辺に集まり易い。したがって、処理される領域が当該線分付近に局在化するため、プラズマによりエッチングを行う場合、微細な加工やシャープで深い加工が可能となる。
【０００７】
本発明のプラズマ処理装置では、前記処理ガス噴出部は、前記線分の外周側に周方向に沿って間欠的に形成されていることが好ましい。
これにより、処理ガス噴出部が線分の外周側に周方向に沿って間欠的に形成されるので、処理ガスが線分に向かう方向に多く流れる。したがって、線分付近のガス圧力が高くなる。
【０００８】
本発明のプラズマ処理装置では、前記処理ガス噴出部は、前記線分の周りに全周にわたって環状に形成されていることが好ましい。
これにより、処理ガス噴出部が線分を囲んで形成されるため、処理ガスが線分に向かう方向により多く均一に流れる。したがって、線分付近のガス圧力をより高くすることができる。
【０００９】
本発明のプラズマ処理装置では、前記処理ガス噴出部は、誘電体部に形成されていることが好ましい。
これにより、１対の電極間において、電極である金属等が露出しないため、電極間に電界を均一に発生させ、グローライクな放電を得ることができる。したがって、ワークを均一にプラズマ処理することができる。
【００１０】
本発明のプラズマ処理装置では、前記処理ガス供給流路は、前記処理ガス噴出部に至るいずれかの位置で分岐していることが好ましい。
これにより、処理ガス供給流路が分岐されるため、分岐の数に対応した処理ガス噴出部に処理ガスを効率良く導くことができる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記処理ガス供給流路は、前記ガス供給手段側の導入路と、その端部に複数の放射状に分岐した分岐流路とを備えることが好ましい。
これにより、分岐流路が放射状に分岐しているため、広範囲にわたって形成された処理ガス噴出部に、処理ガスをより効率良く導くことができる。
【００１１】
本発明のプラズマ処理装置では、前記処理ガス供給流路は、前記線分の外周側でかつ前記電極の外周側に形成された誘電体部に設けられていることが好ましい。
これにより、上部電極の外周側から処理ガス噴出部を介してガスをワークに噴出するため、効率的にプラズマ発生領域に処理ガスを供給することができる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記線分を介した前記処理ガス噴出部同士の離間距離が、２〜１０ｍｍであることが好ましい。
これにより、線分付近のガス圧力を最適な範囲に設定することができる。
【００１２】
本発明のプラズマ処理装置では、前記１対の電極は、電圧を印加する上部電極と、アース電極としての下部電極とであり、前記ワークが前記下部電極に接触していることが好ましい。
これにより、ワークが下部電極に接触して配置されているので、ワークの上部電極に対向する面側をより確実にプラズマ処理することができる。
【００１３】
本発明のプラズマ処理装置では、前記上部電極は、少なくとも前記下部電極と対向する面側が誘電体部で覆われていることが好ましい。
これにより、１対の電極間において、電極である金属等が露出しないため、電極間に電界を均一に発生させ、グローライクな放電を得ることができる。したがって、ワークを均一にプラズマ処理することができる。
【００１４】
本発明のプラズマ処理装置では、前記処理ガス噴出部は、そこから噴出する前記処理ガスの噴出方向が前記線分に向かって傾斜するように構成されていることが好ましい。
これにより、線分に向かう処理ガスの比率をより高めることができるので、線分付近のガス圧力を高めることができる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記１対の電極間に前記処理ガスを導入する前に、前記ガスを加熱するための加熱手段を備えることが好ましい。
これにより、処理ガスに熱エネルギーが加えられ、プラズマの点火性が向上し、容易にプラズマを発生させることができる。
また、反応場に熱を供給出来るため、処理効率（速度）を高めることが出来る。
【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＞
（１）プラズマ処理装置
図１は、本発明のプラズマ処理装置の第１実施形態の概略構成を示す縦断面図、図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図、図３は、図１中のＢ−Ｂ線断面図である。
なお、以下の説明では、図１中の上側を「上」、下側を「下」という。
【００１６】
図１に示すように、プラズマ処理装置１は、ワーク１０を介して互いに対向して設けられた１対の電極（上部電極２および下部電極３）と、上部電極２を収容する誘電体部４と、各電極２、３の中心部同士を結ぶ線分２０の外周側に周方向に沿って形成されたノズル（処理ガス噴出部）５と、処理ガスをノズル５に導く処理ガス供給流路６と、１対の電極（上部電極２および下部電極３）間に電圧を印加する電源を備えた電源回路７と、プラズマ生成のための処理ガスを供給するガス供給手段８とを備えている。
【００１７】
このプラズマ処理装置１は、１対の電極（上部電極２および下部電極３）間に電圧を印加することにより、処理ガスを活性化してプラズマを生成させ、該プラズマによりワーク１０の被処理面１０１を処理する装置である。
本実施形態では、プラズマによりエッチング処理またはダイシング処理する場合について説明する。
【００１８】
以下、プラズマ処理装置１の各部の構成について説明する。
図１に示すように、誘電体部４は、誘電体材料で構成された略円柱状の本体４１を有し、本体４１の下面側には、外径が拡径している拡径部（フランジ部）４２が形成されている。
本体４１には、その上面に開口する凹部４１１が形成されている。この凹部４１１は、その下端側に向かって外径が縮径されている。そして、その凹部４１１に上部電極２の一部（図１では下端側）が挿入されている。上部電極２の一部が挿入されることにより、１対の電極間において、電極である金属等が露出しないため、電極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２を誘電体部４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。さらに、電圧印加時における絶縁破壊を防止して、アーク放電が生じるのを好適に防止し、グローライクな安定した放電を得ることもできる。
また、本体４１には、凹部４１１の外周側に周方向に沿って後述する処理ガス供給流路６が形成されている。
なお、本体４１の形状は、例えば円錐台や方形状など、特に限定されない。
【００１９】
拡径部４２は、本体４１の下面側でワーク１０を介して下部電極３と対向して設けられている。拡径部４２が設けられていることにより、ガス流の乱れを防止して、処理ガスの流れを円滑に制御することができる。
また、拡径部下面４２１に後述するノズル５が開口して、ワーク１０に望むように設けられている。そして、本体４１内に形成された処理ガス供給流路６が、拡径部４２を通って該ノズル５と連通している。
【００２０】
このように、誘電体部４（本体４１、拡径部４２）の内部に処理ガス供給流路６およびノズル５が設けられていることにより、上部電極２の外周側からガスをワーク１０に噴出できるため、上部電極２と下部電極３との間の空間（以下、「プラズマ発生領域３０」という。）に処理ガスを効率的に供給することができる。
なお、拡径部４２の形状は、本体４１と同様、特に限定されない。
【００２１】
このような誘電体部４は、アーク放電を防止する機能を有する。そして、誘電体部４は、ワーク１０を介して、下部電極３と対向して設けられている。これにより、上部電極２が直接下部電極３に露出しないため、電極間に電界を均一に発生させることができるため、よりグローライクな放電を得ることができる。したがって、ワークを均一にプラズマ処理することができる。
【００２２】
このような誘電体部４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、石英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、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２等の金属酸化物、窒化シリコンなどの窒化物、ＢａＴｉＯ３（チタン酸バリウム）等の複合酸化物等の誘電体材料等が挙げられる。これらのうち、金属酸化物が好ましく、アルミナがより好ましい。このような材料を用いることにより、電界におけるアーク放電の発生をより確実に防止することができる。
【００２３】
上部電極２は、その上端側の部分が誘電体部４から露出している。
この上部電極２は、電圧を印加するための電極であるため、該露出した位置で電気的接続をとるために導線７１を介して電源７２に接続されている。
また、上部電極２の上面に、後述するプラズマ生成のための処理ガスを供給するガス供給手段８が連通している。そして、上部電極２の内部には、ガス供給手段８から供給された処理ガスをプラズマ発生領域３０に導く処理ガス供給流路６が形成されている。
【００２４】
上部電極２の形状は、円柱状に形成され、凹部４１１に挿入される途中の位置で外径が縮径されている。このような形状により、凹部４１１と密着するため、凹部４１１に確実に挿入することができるとともに、上部電極２の電流密度を高めることができる。
上部電極２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、鉄、銀等の金属単体、ステンレス鋼、真鍮、アルミニウム合金等の各種合金、金属間化合物、各種炭素材料等が挙げられる。
【００２５】
上部電極２は、ワーク１０から所定距離（図１中、ｈ１で示す長さ）だけ離れた位置に配置される。かかる距離ｈ１は、電源回路７の出力や、ワーク１０に施すプラズマ処理の種類等を考慮して適宜設定される。常圧でプラズマ処理する場合、インピーダンス、ガス流量、ガス放電寿命等より０．５〜１０ｍｍであるのがより好ましい。これにより、プラズマ発生領域３０に電界を確実に発生させることができる。
【００２６】
また、誘電体部４は、ワーク１０から所定距離（図１中、ｈ２で示す長さ）だけ離れた位置に配置される。かかる距離ｈ２は、電源回路７の出力や、ワーク１０に施すプラズマ処理の種類等を考慮して適宜設定される。常圧でプラズマ処理する場合、インピーダンス、ガス流量、ガス放電寿命、ガス圧力等より０．１〜１０ｍｍであるのがより好ましい。これにより、アーク放電を起こすことなく、プラズマ発生領域３０に電界を確実に発生させることができる。
【００２７】
なお、上部電極２は、その下端面が誘電体部４に覆われていれば、その外周面が誘電体部４に覆われていなくてもよい。これにより、プラズマ発生領域３０に金属などの電極材料が露出しないため、少ない量の誘電体材料で、電界の集中によるワーク１０の破損などを効率的に防止することができる。
下部電極３は、アース電極としての機能を有する電極であり、導線７１を介して直接接地されている。これにより、下部電極３の帯電を防止することができ、プラズマ発生領域３０に確実に電界を発生させることができる。
【００２８】
また、下部電極３はワーク１０の台としての機能も有するため、下部電極３の上面に、ワーク１０が接触して設置されている。これにより、確実に、被処理面１０１をプラズマ処理することができる。
下部電極３の形状は、例えば平板状、円柱状など、特に限定されない。また、下部電極３の構成材料は、上部電極２と同様に、特に限定されない。
【００２９】
ノズル５は、拡径部４２の拡径部下面４２１に開口し、ワーク１０に望むように位置している。そして、ノズル５は、上部電極２の外周側に周方向に沿って、拡径部下面４２１に間欠的に形成されている。
このように、ノズル５が上部電極２の周方向に沿って間欠的に形成されていることにより、各ノズル５に一定の間隔が空いているため、処理ガスが線分２０に向かう方向に効率的に流れる。また、より少ないガス量で線分２０付近のガス圧力を効率良く上げることができる。したがって、線分２０付近にプラズマが集中することにより、エッチング加工領域が極小化し、ワーク１０のエッチング加工痕跡を小さくすることができる。
【００３０】
また、ノズル５が拡径部下面４２１に位置し、上部電極２の周方向に沿って間欠的に形成されていることにより、各ノズル５から線分２０に向かう方向に流れた処理ガスが、線分２０でそれぞれ衝突して線分２０から離間する方向に流れる。そのため、活性化（電離、イオン化、励起等）された処理ガスがプラズマ発生領域３０に存在する時間が長くなるため、処理レートが向上する。
【００３１】
なお、図１では、ノズル５の孔の形状は、周方向に沿って帯状に形成されているが、例えば円形状など、その形状は特に限定されない。
前述する誘電体部４とワーク１０との距離ｈ２の場合において、線分２０を介したノズル５同士の離間距離ｉは、２〜１０ｍｍであることが好ましく、２〜５ｍｍであることがより好ましい。
このような範囲内であれば、ノズル５同士が適切な離間距離になるとともに、ｈ２が最適な範囲であるので、線分２０付近に処理ガスが到達でき、ガス圧力を確実に上げることができる。したがって、プラズマが線分２０付近に集中するため、エッチング加工領域が極小化し、ワーク１０のエッチング加工痕跡を小さくすることができる。
【００３２】
処理ガス供給流路６は、処理ガスをノズル５に導入するガス供給手段８側の導入路６１と、導入路６１の端部に導入路６１から処理ガスを分岐してノズル５に導く分岐流路６２とを備える。
導入路６１は、上部電極２の上面に開口し、上部電極２の内部に上下方向に延在して設けられている。図１では、上部電極２の凹部４１１に挿入された部分まで延在している。
【００３３】
導入路６１は、ノズル５に至るまでのいずれかの位置で、すなわち図１では、上部電極２の凹部４１１に挿入された部分（上部電極２の下端側）の内部上側で分岐している。図１では、等角度間隔に複数の放射状に分岐している。このように導入路６１が分岐していることにより、１本の導入路６１で処理ガスをノズル５に導入するよりも、導入路６１（分岐流路６２）に流れる処理ガスの流路抵抗を少なくすることができ、分岐流路６２に処理ガスを効率よく分配することができる。
【００３４】
分岐流路６２は、導入路６１から誘電体部４（本体４１）まで水平方向に延在し、ワーク１０に向けて線分２０と平行に延在する。そして、分岐流路６２の下流端がノズル５に連通している。すなわち、分岐流路６２は、線分の外周側でかつ上部電極２の外周側に形成された誘電体部４に設けられている。
なお、導入路６１、分岐流路６２の横断面形状は、それぞれ、例えば円形状、帯状など、特に限定されない。
【００３５】
電源回路７は、１対の電極間に電圧を印加する高周波電源７２と、上部電極２と高周波電源７２と下部電極３とを導通する導線７１とを備えている。そして、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７２の周波数を変える周波数調整手段（回路）や、高周波電源７２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。
【００３６】
上部電極２に、導線（ケーブル）７１を介して、高周波電源（電源部）７２が接続され、また、下部電極３に、導線７１を介して、高周波電源７２が接続されており、これにより、電源回路７が構成されている。この電源回路７は、その一部、すなわち、下部電極３側の導線７１がアース（接地）されている。
ワーク１０にプラズマ処理を施すときは、高周波電源７２が作動して下部電極３と上部電極２との間に電圧が印加される。このとき、その下部電極３と上部電極２との間には、電界が発生し、ガスが供給されると、放電が生じて、プラズマが発生する。
【００３７】
また、高周波電源７２の周波数は、特に限定されないが、１０〜７０ＭＨｚであるのが好ましく、１０〜４０ＭＨｚであるのがより好ましい。
ガス供給手段８は、プラズマ生成のための処理ガスを処理ガス供給流路６に供給する。このガス供給手段８は、所定のガスを充填し供給するガスボンベ（ガス供給源）８１と、ガスボンベ８１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−ラ（流量調整手段）８２と、マスフローコントロ−ラ８２より下流端側で、処理ガス管８４内の流路を開閉するバルブ（流路開閉手段）８３と、処理ガス供給流路６に接続された処理ガス管８４とを有している。
【００３８】
このようなガス供給手段８は、ガスボンベ８１から所定のガスを送り出し、マスフローコントロ−ラ８２で流量を調節する。そして、処理ガス管８４を通って、上部電極２の上面に開口し、上部電極２の内部に形成された処理ガス供給流路６に処理ガスを導入（供給）する。
このようなプラズマ処理に用いるガス（処理ガス）には、処理目的により種々のガスを用いることができる。本実施形態のようにエッチング処理やダイシング処理を目的とする場合には、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。
【００３９】
また、その他の処理目的の場合には、目的別に以下示すような処理ガスを用いることができる。
（ａ）ワーク１０の被処理面１０１を加熱することを目的とする場合、例えば、Ｎ２、Ｏ２等が用いられる。
（ｂ）ワーク１０の被処理面１０１を撥水（撥液）化することを目的とする場合、例えば、前記フッ素原子含有化合物ガスが用いられる。
（ｃ）ワーク１０の被処理面１０１を親水（親液）化することを目的とする場合、例えば、Ｏ３、Ｈ２Ｏ、空気等の酸素原子含有化合物、Ｎ２、ＮＨ３等の窒素原子含有化合物、ＳＯ２、ＳＯ３等の硫黄原子含有化合物が用いられる。これにより、ワーク１０の被処理面１０１にカルボニル基、水酸基、アミノ基等の親水性官能基を形成させて表面エネルギーを高くし、親水性表面を得ることができる。また、アクリル酸、メタクリル酸等の親水基を有する重合性モノマーを用いて親水性重合膜を堆積（形成）することもできる。
（ｄ）ワーク１０の被処理面１０１に電気的、光学的機能を付加することを目的とする場合、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２等の金属酸化物薄膜をワーク１０の被処理面１０１に形成するために、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｓｎ等の金属の金属−水素化合物、金属−ハロゲン化合物、金属アルコキシド（有機金属化合物）等が用いられる。
（ｅ）レジスト処理や有機物汚染の除去を目的とする場合は、例えば酸素系ガスが用いられる。
【００４０】
このような処理ガスは、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（以下、単に「ガス」とも言う）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。
この場合、ガスボンベ８１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、処理ガス管８４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。
【００４１】
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。
混合ガス中における処理ガスの占める割合（混合比）は、処理の目的によっても若干異なり、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％であるのが好ましく、５〜１０％であるのがより好ましい。これにより、効率的に放電が開始され、処理ガスにより、所望のプラズマ処理をすることができる。
【００４２】
供給するガスの流量は、ガスの種類、処理の目的、処理の程度等に応じて適宜決定される。通常は、３０ＳＣＣＭ〜５０ＳＬＭ程度であるのが好ましい。これにより、効率的にプラズマ発生領域３０の中央部の圧力が上がるため、微細な加工をすることができる。
ワーク１０としては、特に限定されないが、本実施形態では、例えば、電子デバイスの基板として用いられるものが挙げられる。具体的な材料としては、例えば、石英ガラス、無アルカリガラス、水晶等の各種ガラス、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、ポリエチレン、ポリプロピレン、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、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、液晶ポリマー、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、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。これらのうち、特に、水晶や石英などの各種ガラスや各種半導体材料に好ましく用いられる。
ワーク１０の形状としては、板状のもの、長尺な層状のものなどが挙げられる。
【００４３】
（２）プラズマ処理装置の動作方法
次に、プラズマ処理装置１の作用（動作）を説明する。
ワーク１０を下部電極３の中央に設置する。電源回路７を作動させるとともに、バルブ８３を開く。そして、マスフローコントロ−ラ８２によりガスの流量を調整し、ガスボンベ８１からガスを送り出す。これにより、ガスボンベ８１から送り出されたガスは、処理ガス管８４内を流れ、所定の流量で処理ガス供給流路６（導入路６１）に供給される。そして、処理ガス供給流路６（導入路６１）に供給されたガスは、ノズル５から噴出される。
【００４４】
ノズル５から噴出された処理ガスは、噴出直後は真下に向かって噴出されるが、ノズル５の真下のワーク１０にあたって、一部は線分２０に向かう方向（中心線方向）へ、一部は線分２０から離間する方向（外周方向）へ分流される。そして、処理ガスが線分２０の周方向から線分２０付近（プラズマ発生領域３０）に集まり、ガス圧力が増大する。
また、各ノズルから中心線方向に向かって流れ、プラズマ処理に供された処理ガスは、線分２０付近で衝突して反転し、線分から離間する方向に流れる。
【００４５】
一方、電源回路７の作動により、上部電極２と下部電極３の間に高周波電圧が印加され、プラズマ発生領域３０に電界が発生する。
プラズマ発生領域３０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。このとき、前述したように線分２０に向かう方向（中心線方向）へ流れることにより、線分２０付近にプラズマにより励起される活性種が集まり易い。また、線分２０付近の処理ガス分子密度が高くなる（平均自由行程は短くなる）ことによって、そこに放電中心が生じ、プラズマが局在化する。
【００４６】
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に接触し、その被処理面１０１に加工（エッチングやダイシング等）が施される。
このように、線分２０付近にプラズマが集中するため、ワーク１０のエッチング加工エリアを極小化することができる。また、ワーク１０をシャープ、かつ、深く加工することもできる。
【００４７】
このようなプラズマ処理装置１では、１対の電極（上部電極２と下部電極３）に対して、ワーク１０を相対的に移動させて、ワーク１０上の所望の位置をプラズマ処理する。
なお、ワーク１０を移動する代わりに、１対の電極（上部電極２と下部電極３）を移動させてもよい。
ここで、本発明の比較例として、図７に示す構成のプラズマ処理装置を用いてワーク１０を処理した場合について説明する。
【００４８】
図７に示すように、拡径部下面４２１の中心に１つのノズル５５を形成し、上部電極２の上面から当該ノズル５５に連通する１本の処理ガス供給流路６を線分２０上に形成したプラズマ処理装置を用いて、ワーク１０の処理を行った。この場合、ノズル５５から噴出された処理ガスは、線分２０から離間する方向に（放射状に）のみ流れる。そのため、線分２０に処理ガスが集中しないので、線分２０付近の圧力は上がらず、処理ガスの分子密度も高くならない。その結果、線分２０付近にプラズマは集中せず、ワーク１０に微細な加工をすることもできない。
以上説明したプラズマ処理装置１は、酸化絶縁膜の加工、除去、ガラス（石英）などの無歪加工、水晶加工などに適用することができる。また、ＭＥＭＳ等への応用も可能である。
【００４９】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明のプラズマ処理装置の第２実施形態の概略構成を示す、図１中のＢ−Ｂ線断面図である。
以下、第２実施形態のプラズマ処理装置について、前述した第１実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【００５０】
本実施形態は、処理ガス供給流路６の分岐流路６２が線分２０の周りに全周にわたって環状に形成されたノズル５と連通していること以外は第１実施形態と同様である。
すなわち、図４では、ノズル５は、拡径部下面４２１に開口し、線分２０の周り（上部電極２の外周側）に全周にわたって環状に形成されている。
これにより、線分２０がノズル５に囲まれているので、処理ガスを線分２０に向かう方向に均一に流すことができる。
【００５１】
また、分岐流路６２は、その下流端が合流して円環状の流路を形成し（図示しない）、前記環状のノズル５と連通している。このように、下流端が円環状の流路を形成しているので、第１実施形態の場合よりも分岐流路６２を流れる処理ガスの抵抗をより少なくすることができる。
また、円環状に形成された分岐流路６２は、その内周面および／または外周面に、時計回りまたは半時計回りの螺旋溝（図示せず）を形成しておいてもよい。このように螺旋溝を形成することにより、図４の矢印に示すように処理ガスが旋回流を形成してノズル５に導かれるため、分岐流路６２を流れる処理ガスの抵抗をより一層少なくすることができる。また、ノズル５から処理ガスをより高速で噴出することもでき、ノズル５周方向の噴出量も均一となる。
【００５２】
＜第３実施形態＞
図５は、本発明のプラズマ処理装置の第３実施形態の概略構成を示す縦断面図である。
なお、以下の説明では、図５中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
以下、第３実施形態のプラズマ処理装置について、前述した第１実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【００５３】
本実施形態のプラズマ処理装置１は、ノズル５（分岐流路６２の下流端部）が線分２０に向かって傾斜している点で第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態のプラズマ処理装置１と同様である。
すなわち、本実施形態のプラズマ処理装置１は、当該傾斜しているノズル５から処理ガスが噴出された直後は、処理ガスが線分２０に向かって噴出されるようになっている。これにより、線分２０へ向かう処理ガスの比率をさらに多くすることができ、よりガス圧力を高めることができる。その結果、より微細な加工が可能となる。
【００５４】
ノズル５の線分２０に対する傾斜角度は、特に限定されないが、例えば、０．５〜４０°程度とすることができる。また、ノズル５の傾斜角度は、例えば、０（第１実施形態と同じ）〜４０°の範囲で適宜変更可能な構成（例えば、可動ノズルを用いる構成、拡径部４２を本体４１に対し着脱自在（交換可能）な構成など）としてもよい。
なお、本実施形態の構成は、第２実施形態にも適用できる。
【００５５】
＜第４実施形態＞
図６は、本発明のプラズマ処理装置の第４実施形態の概略構成を示す縦断面図である。
なお、以下の説明では、図６中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
以下、第４実施形態のプラズマ処理装置について、前述した第１実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【００５６】
本実施形態のプラズマ処理装置１は、第１実施形態と加熱手段を有している点で異なり、それ以外は第１実施形態のプラズマ処理装置１と同様である。
すなわち、本実施形態では、処理ガス管８４にヒーター４０などの加熱手段を備えている。
かかるヒーター４０は、処理ガス供給流路６に処理ガスを供給する前に、処理ガスを加熱する。ヒーター４０は、処理ガス供給流路６よりガスボンベ８１側に配設されている。
【００５７】
処理ガスの加熱温度は、処理ガスの種類によって異なるが、４０〜２５０℃が好ましく、５０〜２００℃がより好ましい。これにより、処理ガスに熱エネルギーが加えられ、プラズマの点火性が向上し、低周波、低出力の電源７２でも容易にプラズマを発生させることができる。また、プラズマ処理レートも向上し、特に、プラズマ処理レートが小さいワーク１０に対応することができる。
【００５８】
以上、本発明のプラズマ処理装置について、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い。プラズマ処理装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明のプラズマ処理装置は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。例えば、第２実施形態と第４実施形態との構成を組み合わせたもの、第３実施形態と第４実施形態との構成を組み合わせたもの、第２実施形態と第３実施形態と第４実施形態との構成を組み合わせたもの等であってもよい。
【００５９】
また、ノズル５は、線分２０の周りに全周にわたって矩形状に形成されていてもよい。
また、処理ガス供給流路６（導入路６１）は、上部電極２の上面に開口して複数設けられていてもよい。これにより、処理ガス供給流路６を分岐させることなく、プラズマ処理装置１を簡易に製造することができる。
また、導入路６１は、上部電極２の上面から誘電体部４まで上下方向に延在した後、その誘電体部４で分岐して分岐流路６２を形成してもよい。
また、電源７２は、高周波電源に限らず、低周波電源であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明のプラズマ処理装置の第１実施形態の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明のプラズマ処理装置の第２実施形態の概略構成を示す、図１中のＢ−Ｂ線断面図である
【図５】本発明のプラズマ処理装置の第３実施形態の概略構成を示す縦断面図である。
【図６】本発明のプラズマ処理装置の第４実施形態の概略構成を示す縦断面図である。
【図７】プラズマ処理装置の比較例の概略構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１……プラズマ処理装置  ２……上部電極  ３……下部電極  ４……誘電体部  ４１……本体  ４１１……凹部  ４２……拡径部  ４２１……拡径部下面  ５、５５……ノズル（処理ガス噴出部）  ６……処理ガス供給流路  ６１……導入路  ６２……分岐流路  ７……電源回路  ７１……導線  ７２……電源  ８……ガス供給手段  ８１……ガスボンベ  ８２……マスフローコントロ−ラ  ８３……バルブ  ８４……処理ガス管  １０……ワーク  １０１……被処理面  ２０……線分  ３０……プラズマ発生領域  ４０……ヒーター  ｈ１……上部電極とワークとの距離  ｈ２……誘電体部とワークとの距離  ｉ……ノズル離間距離
【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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【図６】
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【図７】
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