(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ワークの被処理面に対して均一でムラのないプラズマ処理を行うことのできるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供すること。【解決手段】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、ワーク１０をその内側に包含するよう載置するワーク載置部材４と、ワーク載置部材４を下部電極２２に対して着脱自在に固定する固定手段５と、被処理面１０１に処理ガスを供給する処理ガス供給手段６と、上部電極２１および下部電極２２間に電圧を印加する通電手段７とを有している。また、ワーク載置部材４は、誘電体材料で構成されている。【選択図】図１
2009224614.tif 000002
【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、
被処理面を有するワークをその内側に包含するように載置し、誘電体材料で構成されたワーク載置部材と、
前記ワーク載置部材を前記下部電極に対して着脱自在に固定する固定手段と、
前記ワーク載置部材に載置された前記ワークの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下部電極間へ通電する通電手段とを有し、
前記固定手段により前記ワーク載置部材を前記下部電極に固定し、前記ワーク載置部材に前記ワークを載置し、前記処理ガス供給手段により前記被処理面に前記処理ガスを供給するとともに、前記通電手段により前記上部電極および前記下部電極間へ通電し、前記処理ガスを活性化させてプラズマを発生させ、該プラズマにより前記被処理面をプラズマ処理す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】
前記ワーク載置部材は、板状の基部と該基部の縁部に設けられた枠部とを有し、前記枠部は、前記ワークを載置した状態で、前記ワークの外周面と接触している請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記枠部は、前記ワークを載置した状態で、前記被処理面と段差のない連続した平面を有している請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記基部と前記枠部が一体的に形成されている請求項２または３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記ワーク載置部材の誘電率は、前記ワークの誘電率と同じか近い請求項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】
前記基部の厚さは、１０〜５００μｍの範囲を満足する請求項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７】
前記固定手段は、真空吸着により前記ワーク載置部材を前記下部電極に固定する請求項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】
前記固定手段は、前記下部電極に形成された吸引孔と、前記吸引孔に接続する吸引ポンプとを有し、前記吸引ポンプの作動により、前記ワーク載置部材の前記基部の前記下部電極側の面を吸着するよう構成されている請求項７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記固定手段は、真空吸着により前記ワークを前記ワーク載置部材に固定するワーク固定機構を有している請求項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】
前記ワーク固定機構は、前記ワーク載置部材の前記基部に設けられその厚さ方向に貫通する第１のワーク固定用吸引孔と、前記下部電極に形成され前記第１のワーク固定用吸引孔に接続する第２のワーク固定用吸引孔と、前記第２のワーク固定用吸引孔と接続するワーク固定用吸引ポンプとを有し、前記ワーク固定用吸引ポンプの作動により、前記ワークの前記処理面と反対側の裏面を吸引するよう構成されている請求項９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記ワーク載置部材の吸着と、前記ワークの吸着とが、それぞれ独立して制御できる請求項９または１０に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
対向配置された上部電極および下部電極間に、被処理面を有するワークを位置させ、前記被処理面に処理ガスを供給するとともに、前記上部電極および前記下部電極間に電圧を印加し、それにより前記処理ガスを活性化させてプラズマを発生させ、前記プラズマにより前記被処理面を処理するプラズマ処理方法であって、
前記ワークをその内側に包含するように載置し、誘電体材料で構成されたワーク載置部材と、
前記ワーク載置部材を前記下部電極に対して着脱自在に固定する固定手段とを有し、
前記固定手段により前記ワーク載置部材を前記下部電極に固定し、前記ワーク載置部材に前記ワークを載置した状態で、前記被処理面をプラズマ処理することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１３】
前記ワーク載置部材は、板状の基部と該基部の縁部に設けられた枠状の枠部とを有し、前記枠部は、前記ワークを載置した状態で、前記ワークの外周面と接触するよう構成され、前記ワークが前記枠部に囲まれた状態で前記被処理面をプラズマ処理する請求項１２に記載のプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法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、電極を被処理物に対して相対的に移動することにより、互いの位置関係を変化させながら被処理物の被処理面に対しプラズマ処理する方法が行われている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１のプラズマ処理装置は、電極と対向配置されたステージを有し、このステージに被処理物を固定した状態で、電極とステージとの間にプラズマを発生させ、電極をステージに対して相対的に移動することにより、被処理物をプラズマ処理するよう構成されている。
このような特許文献１のプラズマ処理装置は、ステージに固定された固定誘電体層を有していて、この固定誘電体層は、被処理物がステージに固定された状態にて、被処理物の外周を囲むように構成されている。
【０００４】
しかしながら、このようなプラズマ処理装置では、プラズマ処理が進むにつれ、固定誘電体層と被処理物との密着性が悪化し、固定誘電体層と被処理物との間に空隙が生じてしまう。これにより、その空隙が生じている部位とその他の部位とで、プラズマの状態が異なるものとなる（例えば、前記空隙が生じている部位では、その他の部位と比較してエッチングレートが不安定なプラズマが発生する）。その結果、被処理物の全域に対して均一かつ安定的なプラズマ処理を行うことができない。
【０００５】
また、ステージ上面と被処理物下面とが直接接触しているため、ステージ上の被処理物を交換する際など、被処理物との摩擦によりステージが傷付いてしまう。ステージが傷付ついてしまうと、傷付いた部位とそうでない部位とで、プラズマの状態が異なるものとなる。そのため、被処理物の全域に対して均一かつ安定的なプラズマ処理を行うことができない。また、破損などによりステージを交換する際には、固定誘電体層を含むステージ全部を交換する必要があり、作業性が悪く、コストもかかってしまう。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２８０７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ワークの被処理面に対して均一でムラのないプラズマ処理を行うことのできるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、
被処理面を有するワークをその内側に包含するように載置し、誘電体材料で構成されたワーク載置部材と、
前記ワーク載置部材を前記下部電極に対して着脱自在に固定する固定手段と、
前記ワーク載置部材に載置された前記ワークの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下部電極間へ通電する通電手段とを有し、
前記固定手段により前記ワーク載置部材を前記下部電極に固定し、前記ワーク載置部材に前記ワークを載置し、前記処理ガス供給手段により前記被処理面に前記処理ガスを供給するとともに、前記通電手段により前記上部電極および前記下部電極間へ通電し、前記処理ガスを活性化させてプラズマを発生させ、該プラズマにより前記被処理面をプラズマ処理するよう構成されていることを特徴とする。
これにより、被処理面の縁部が、不安定なアーク放電によりプラズマ処理されてしまうことを防止し、ワークの被処理面に対して均一でムラのないプラズマ処理を行うことができる。
【０００９】
本発明のプラズマ処理装置では、前記ワーク載置部材は、板状の基部と該基部の縁部に設けられた枠部とを有し、前記枠部は、前記ワークを載置した状態で、前記ワークの外周面と接触していることが好ましい。
これにより、ワークとワーク載置部材との相対的な移動が規制され、確実に、被処理面の所望の部位に所望のプラズマ処理を行うことができる。また、被処理面の縁部におけるプラズマの状態と、中央部におけるプラズマの状態とを近づけることができ（差を小さくすることができ）、被処理面全域を均一かつ安定的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、前記枠部は、前記ワークを載置した状態で、前記被処理面と段差のない連続した平面を有していることが好ましい。
被処理面の縁部におけるプラズマの状態と、中央部におけるプラズマの状態とをほぼ同じにすることができ、被処理面の全域を安定した均一なプラズマによりプラズマ処理することができる。
【００１１】
本発明のプラズマ処理装置では、前記基部と前記枠部が一体的に形成されていることが好ましい。
これにより、ワーク載置部材の強度が向上する。その結果、プラズマ処理中に発生する熱などによる破損を防止し、その破損した部位と上部電極との間に、意図しないプラズマが発生することを防止することができる。
【００１２】
本発明のプラズマ処理装置では、前記ワーク載置部材の誘電率は、前記ワークの誘電率と同じか近いことが好ましい。
これにより、より効果的に、被処理面の縁部付近でのアーク放電の発生を防止することができる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記基部の厚さは、１０〜５００μｍの範囲を満足することが好ましい。
これにより、ワーク載置部材の強度を十分に確保するとともに、ワーク載置部材のインピーダンスの不本意な増加を防止することができる。そのため、プラズマを発生させるために最低限必要な、上部電極および下部電極間に印加する電圧の大きさを比較的小さくすることができる。このように、前記電圧の大きさを小さくすることができるため、アーク放電の発生を防止することができる。
【００１３】
本発明のプラズマ処理装置では、前記固定手段は、真空吸着により前記ワーク載置部材を前記下部電極に固定することが好ましい。
これにより、簡単にワーク載置部材を下部電極に固定することができる。また、このような固定手段によれば、プラズマ処理中に発生する熱の影響を受けずに、ワーク載置部材を下部電極に固定することができる。
【００１４】
本発明のプラズマ処理装置では、前記固定手段は、前記下部電極に形成された吸引孔と、前記吸引孔に接続する吸引ポンプとを有し、前記吸引ポンプの作動により、前記ワーク載置部材の前記基部の前記下部電極側の面を吸着するよう構成されていることが好ましい。
これにより、固定手段の構成が簡単となる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記固定手段は、真空吸着により前記ワークを前記ワーク載置部材に固定するワーク固定機構を有していることが好ましい。
これにより、ワークをワーク載置部材に確実に固定することができる。
【００１５】
本発明のプラズマ処理装置では、前記ワーク固定機構は、前記ワーク載置部材の前記基部に設けられその厚さ方向に貫通する第１のワーク固定用吸引孔と、前記下部電極に形成され前記第１のワーク固定用吸引孔に接続する第２のワーク固定用吸引孔と、前記第２のワーク固定用吸引孔と接続するワーク固定用吸引ポンプとを有し、前記ワーク固定用吸引ポンプの作動により、前記ワークの前記処理面と反対側の裏面を吸引するよう構成されていることが好ましい。
これにより、ワーク固定機構の構成が簡単となる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記ワーク載置部材の吸着と、前記ワークの吸着とが、それぞれ独立して制御できることが好ましい。
これにより、プラズマ処理装置の操作性が優れたものとなる。
【００１６】
本発明のプラズマ処理方法は、対向配置された上部電極および下部電極間に、被処理面を有するワークを位置させ、前記被処理面に処理ガスを供給するとともに、前記上部電極および前記下部電極間に電圧を印加し、それにより前記処理ガスを活性化させてプラズマを発生させ、前記プラズマにより前記被処理面を処理するプラズマ処理方法であって、
前記ワークをその内側に包含するように載置し、誘電体材料で構成されたワーク載置部材と、
前記ワーク載置部材を前記下部電極に対して着脱自在に固定する固定手段とを有し、
前記固定手段により前記ワーク載置部材を前記下部電極に固定し、前記ワーク載置部材に前記ワークを載置した状態で、前記被処理面をプラズマ処理することを特徴とする。
これにより、被処理面の縁部が不安定なアーク放電によりプラズマ処理されることを防止し、ワークの被処理面に対して均一でムラのないプラズマ処理を行うことができる。
【００１７】
本発明のプラズマ処理方法では、前記ワーク載置部材は、板状の基部と該基部の縁部に設けられた枠状の枠部とを有し、前記枠部は、前記ワークを載置した状態で、前記ワークの外周面と接触するよう構成され、前記ワークが前記枠部に囲まれた状態で前記被処理面をプラズマ処理することが好ましい。
これにより、ワークとワーク載置部材との相対的な移動が規制され、被処理面の所望部位に所望のプラズマ処理を行うことができる。また、被処理面の縁部におけるプラズマの状態と、中央部におけるプラズマの状態とを近づけることができ（差を小さくすることができ）、被処理面全域を均一かつ安定的に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】
【００１８】
以下、本発明のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法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。
まず、本発明のプラズマ処理装置について説明する。
図１は、本発明のプラズマ処理装置の実施形態を示す図、図２は、図１に示すプラズマ処理装置が備える下部電極を示す斜視図、図３は、図１に示すプラズマ処理装置が備えるワーク載置部材を示す部分断面斜視図、図４は、下部電極にワーク載置部材を載置したときの平面図、図５は、図１に示すプラズマ処理装置が備える固定手段を示す図（図４中Ａ−Ａ線断面図）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ないし図５中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００１９】
図１に示すように、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、ワーク１０を載置するワーク載置部材４と、固定手段５と、処理ガス供給手段６と、通電手段７と、制御手段８とを有している。
このプラズマ処理装置１は、固定手段５によりワーク１０およびワーク載置部材４をそれぞれ下部電極２２に対して固定し、その状態にて、処理ガス供給手段６によりワーク１０の被処理面１０１に処理ガスを供給しつつ、通電手段７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、処理ガスを活性化してプラズマを生成させ、このプラズマにより被処理面１０１をプラズマ処理する装置である。
【００２０】
なお、本願明細書中の「プラズマ処理」は、被処理面１０１の研磨（例えば、被処理面１０１の凸部を除去し、被処理面１０１を平坦化する加工など）、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。
【００２１】
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。
下部電極２２が図示しない支持部に支持されており、この下部電極２２の上方には、上部電極２１が配置されている。上部電極２１および下部電極２２は、それぞれ、平板状をなしていて、互いに離間してかつ平行に設けられている。
また、本実施形態では、上部電極２１および下部電極２２の平面視形状は、互いに同じ（大きさを含む）であり、正方形または長方形をなしている。なお、上部電極２１および下部電極２２の形状（特に平面視形状）は、それぞれ、ワーク１０の形状に合わせて適宜設定することができ、例えば、平面視形状が円形であってもよい。また、例えば、上部電極２１の平面視形状が正方形で、下部電極２２の平面視形状が円形のように、上部電極２１および下部電極２２の平面視形状が互いに異なっていてもよい。
【００２２】
このような上部電極２１および下部電極２２は、それぞれ導線７２を介して後述する高周波電源７１に接続されている。また、下部電極２２は、導線７２を介して直接接地されていて、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。なお、以下では、上部電極２１と下部電極２２との間の空間を「プラズマ発生領域Ｓ」とも言う。
【００２３】
また、図２に示すように、下部電極２２の上面２２１には、環状をなし、その１辺から内側に延長する第１の溝５１１と、第１の溝５１１の内側に位置し、「コ」の字状をなす第２の溝５２１とが形成されている。
また、図２に示すように、下部電極２２には、第１の溝５１１の底部と下部電極２２の下面とを貫通する吸引孔５１２と、第２の溝５２１の底部と下部電極２２の下面とを貫通する吸引孔（第２のワーク固定用吸引孔）５２２ａが形成されている。
【００２４】
このような第１の溝５１１、第２の溝５２１および吸引孔５１２、５２２ａは、それぞれ、後に詳述する固定手段５の一部を構成するものである。
このような上部電極２１および下部電極２２の構成材料としては、それぞれ、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。
なお、上部電極２１の下面に、誘電体材料で構成された誘電体膜を形成してもよい。
【００２５】
ワーク載置部材４は、少なくとも、１つのワーク１０のプラズマ処理が開始されてから終了するまでは、下部電極２２の上面２２１に設置されている。また、ワーク載置部材４は、誘電体材料で構成されている。
このようなワーク載置部材４は、ワーク１０を載置する機能を有していて、プラズマ処理装置１は、ワーク載置部材４にワーク１０を載置した状態で、被処理面１０１のプラズマ処理を行う。
【００２６】
ここで、仮に、ワーク載置部材４を用いずにプラズマ処理を行う場合（すなわち、下部電極２２の上面２２１に直接ワーク１０を載置してプラズマ処理する場合）、被処理面１０１の中央部では、下部電極２２がワーク１０から露出していないため、安定したグロー放電が発生する。そのため、被処理面１０１の中央部に対しては、均一かつ安定的なプラズマ処理を行うことができる。
【００２７】
一方、被処理面１０１の縁部では、その近傍（外側）で下部電極２２がワーク１０から露出しており、その露出した部分と上部電極２１との間に、グロー放電と比較して不安定なアーク放電が発生する。そのため、被処理面１０１の縁部に対しては、例えばエッチングレートが経時的に不安定になったり、所定レートから大きく外れてしまったりして、均一かつ安定的なプラズマ処理を行うことができない。
【００２８】
以上のように、ワーク載置部材４を用いない場合には、被処理面１０１の中央部と縁部とで、プラズマの状態が異なるものとなり（特に縁部ではアーク放電が発生することとなり）、被処理面１０１全域に対して、均一かつ安定的なプラズマ処理を行うことができない。
また、被処理面１０１の縁部に対して、安定的なプラズマ処理を行うことができないため、縁部については製品として使用することができない。そのため、被処理面１０１の製品として使用することのできる領域が、被処理面１０１の全域に対して小さくなってしまい、ワーク１０の使用効率が低下する。
【００２９】
これに対して、本発明では、誘電体材料で構成されたワーク載置部材により、ワークの外周を囲っているため、被処理面の縁部近傍（縁部の外側）にて、下部電極（金属）がプラズマ発生領域に露出することを防止し、これにより、被処理面の縁部近傍において、上部電極と下部電極とが直接放電することによるアーク放電の発生を防止している。したがって、被処理面の中央部のみならず縁部、すなわち被処理面全域をグローライクな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。このような本発明によれば、被処理面全域を均一で安定的にプラズマ処理することができる。
また、被処理面全域に対して安定したプラズマ処理を行うことができるため、被処理面の製品として使用することのできる領域を上記の場合（従来）よりも大きくすることができる。そのため、ワーク１０の使用効率や歩留まりが向上する。
【００３０】
以下、ワーク載置部材４の構成について詳細に説明する。
ワーク載置部材４は、板状（またはシート状）の基部４１と、基部４１の縁部に設けられた枠状の枠部４２とで構成されている。
図３に示すように、基部４１は、その平面視（すなわち、ｚ軸方向から見た時の平面視）にて、ワーク１０と同形状かまたはそれよりも大きく形成されており、ワーク１０をその内側に包含して載置するようになっている。
【００３１】
また、基部４１は、その平面視形状が略正方形をなしている。この形状は、ワーク１０の平面視形状と同形状かまたは相似形である。これにより、ワーク１０を基部４１の内側に包含し易くなる。なお、基部４１の形状（特に平面視形状）としては、ワーク載置部材４に載置されるワーク１０の形状および大きさ等に合わせて適宜設定することができ、例えば、円形、三角形、長方形、五角形以上の多角形であってもよい。
【００３２】
このような基部４１の厚さ（ｚ軸方向の長さ）は、特に限定されないが、１０〜５００μｍであるのが好ましく、５０〜２００μｍであるのがより好ましい。これにより、ワーク載置部材４の強度を十分に確保するとともに、インピーダンスの不本意な増加を防止することができる。そのため、プラズマ発生領域Ｓにプラズマを発生させるために最低限必要な、上部電極２１および下部電極２２間に印加する高周波電圧の大きさを小さくすることができる。
【００３３】
また、図３および図４に示すように、基部４１には、その厚さ方向（ｚ軸方向）に貫通する複数の吸引孔（第１のワーク固定用吸引孔）５２２ｂが形成されている。また、複数の吸引孔５２２ｂは、それぞれ、ワーク載置部材４を下部電極２２の所定位置に配置したときに、第２の溝５２１に対応する（臨む）ように形成されている。この複数の吸引孔５２２ｂは、固定手段５の一部を構成するものである。
【００３４】
以上のような基部４１の縁部には、枠部４２が一体的に形成されている。
枠部４２は、ワーク１０の外周を囲むように、ワーク１０よりもひと回り大きく形成されている。また、枠部４２は、ワーク載置部材４にワーク１０を載置した状態で、その内周面がワーク１０の外周面と接触するよう構成されている。これにより、ワーク１０とワーク載置部材４との相対的な移動が規制される。すなわち、枠部４２は、ワーク１０の位置決め部材としての機能を有する。
【００３５】
また、ワーク１０をワーク載置部材４に載置した状態にて、枠部４２の内側面とワーク１０の外側面とが接触しているため、ワーク１０と枠部４２との間に隙間（空隙）が生じない。そのため、ワーク１０と枠部４２との境界部と上部電極２１との間に、その他の部分（例えば、被処理面１０１の中央部）と異なる状態のプラズマが発生してしまうことを確実に防止することができる。
【００３６】
また、ワーク１０をワーク載置部材４に載置した状態にて、枠部４２の上面４２１は、被処理面１０１と段差のない連続した平面を構成している。すなわち、枠部４２の厚さ（ｚ軸方向の長さ）と基部４１の厚さとの差分が、ワーク１０の厚さと同じである。枠部４２とワーク１０との境界部に段差がないため、ワーク１０および枠部４２の境界部と上部電極２１との間に、その他の部分（被処理面１０１の中央部）と異なる状態のプラズマが発生してしまうことを確実に防止することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、枠部４２の外形は、その内形の相似形をなしている。これにより、枠部の幅（図３中のＷ）を枠部４２の全域にわたってほぼ同じにすることができる。そのため、ワーク１０をワーク載置部材４の中央部に確実に載置することができる。このような幅Ｗとしては、特に限定されないが、２〜３０ｍｍであるのが好ましく、５〜２０ｍｍであるのがより好ましい。
なお、枠部４２の形状（内形および外形）は、ワーク１０の形状に合わせて適宜設定することができ、円形、三角形、五角形以上の多角形をなしていてもよい。また、枠部４２の外形は、その内形と相似形をなしていなくてもよい。
【００３８】
本実施形態では、基部４１および枠部４２は、例えばエッチングなどにより一体的に形成されている。これにより、ワーク載置部材４の強度を十分に強くすることができる。その結果、プラズマ処理中に発生する熱などによる破損を防止し、その破損した部位と上部電極との間に、意図しないプラズマが発生してしまうことを防止することができる。
このようなワーク載置部材４の誘電率は、ワーク１０の誘電率と同じか近いことが好ましい。具体的には、ワーク１０の誘電率をεとしたとき、ワーク載置部材４の誘電率が０．８ε〜１．２εであるのが好ましく、０．９〜１．１εであるのがより好ましい。これにより、被処理面１０１の縁部近傍において、その他の部位（被処理面１０１の中央部）と異なる状態のプラズマが発生してしまうことをより効果的に防止することができる。
【００３９】
このようなワーク載置部材４の構成材料としては、誘電体材料であれば特に限定されず、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、水晶等の各種ガラス、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。
【００４０】
ワーク載置部材４の構成材料として上記のものが挙げられるが、例えばワーク１０が水晶で構成されている場合には、ワーク載置部材４も水晶で構成することが好ましい。これにより、ワーク１０とワーク載置部材４の誘電率を同じにすることができ、上述した効果がより顕著となる。
また、このように、ワーク載置部材４をワーク１０の構成材料と同じ材料で構成することにより、ワーク載置部材４の熱膨張率とワーク１０の熱膨張率とが同じになる。これにより、プラズマ処理中に発生する熱によって、ワーク載置部材４とワーク１０とが同程度膨張することとなるため、ワーク１０およびワーク載置部材４がそれぞれその厚さ方向（ｚ軸方向）に撓んでしまうのを抑制できる。その結果、ワーク載置部材３の一部が下部電極２２から離間したり、ワーク１０の一部がワーク載置部材４から離間したりすることを抑制することができる。
【００４１】
以上のようなワーク載置部材４によれば、被処理面１０１の中央部と縁部とでプラズマの状態を同じにすることができ、被処理面１０１全域を均一かつ安定的なプラズマによりプラズマ処理することができる。
ワーク載置部材４に載置するワーク１０としては、特に限定されないが、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。
【００４２】
ワーク１０は、その平面視（ｚ軸方向から見た時の平面視）形状が正方形をなしている。なお、ワーク１０の形状は、特に限定されず、例えば、平面視形状が長方形、それ以外の多角形、円形などをなしていてもよい。
固定手段５は、真空吸着によりワーク載置部材４およびワーク１０をそれぞれ下部電極２２に対して固定するものである。具体的には、固定手段５は、図５に示すようなワーク載置部材４を下部電極２２に固定するワーク載置部材固定機構５１と、ワーク１０をワーク載置部材４に固定するワーク固定機構５２とを備えている。
【００４３】
ワーク載置部材固定機構５１は、前述した第１の溝５１１および吸引孔５１２と、吸引ポンプ５３と、吸引ポンプ５３と吸引孔５１２とを接続する吸引路５１３と、吸引路５１３の途中に設けられたバルブ（電磁バルブ）５１４とで構成されている。吸引ポンプ５３およびバルブ５１４は、それぞれ、制御手段８に電気的に接続され、制御手段８によりその作動が制御される。
【００４４】
図４に示すように、第１の溝５１１は、ワーク載置部材４を下部電極２２の所定位置に配置したときに、ワーク載置部材４の枠部４２に対応するように設けられている。これにより、ワーク載置部材４の縁部（外周部）を下部電極２２に吸着させることができるため、より確実にワーク載置部材４を下部電極２２に対して固定することができる。
吸引孔５１２は、例えば、横断面形状が円形をなしている。なお、吸引孔５１２の横断面形状としては、特に限定されず、三角形以上の多角形であってもよい。また、吸引孔５１２の内径としては、特に限定されないが、０．１ｍｍ〜１ｍｍであるのが好ましく、０．１〜０．５ｍｍであることがより好ましい。
【００４５】
バルブ５１４は、制御手段８による制御により、吸引路５１３内の流路のバルブ５１４に対して吸引孔５１２側と吸引ポンプ５３側とを連通する連通状態（開状態）と、逆に遮断する遮断状態（閉状態）と、吸引路５１３内の流路を外部に開放（大気開放）する開放状態とをとることができる。なお、連通状態では、その開度を調整可能となっていてもよい。
【００４６】
一方、ワーク固定機構５２も、ワーク載置部材固定機構５１と同様に、前述した第２の溝５２１および吸引孔５２２ａ、５２２ｂと、吸引ポンプ５３と、吸引ポンプ５３と吸引孔５２２ａとを接続する吸引路５２３と、吸引路５２３の途中に設けられたバルブ（電磁バルブ）５２４とで構成されている。バルブ５２４は、制御手段８に電気的に接続され、制御手段８によりその作動が制御される。
第２の溝５２１は、吸引孔５２２ａと各吸引孔５２２ｂとを連通する機能を有する。すなわち、ワーク載置部材４を下部電極２２の所定位置に配置したとき、第２の溝５２１を介して吸引孔５２２ａと各吸引孔５２２ｂとが連通する。
【００４７】
吸引路５２３は、バルブ５２４より吸引ポンプ５３側で吸引路５１３と接続している。
吸引孔５２２ａ、５２２ｂの形状や、好ましい内径については、前述した吸引孔５１２と同様であるため、その説明を省略する。また、バルブ５２４についても、バルブ５１４と同様の構成であるため、その説明を省略する。
本実施形態では、吸引ポンプ５３は、ワーク載置部材固定機構５１用のポンプとワーク固定機構５２用のポンプとを兼ねている。これにより、固定手段５の構成を簡略化できるとともに、部品点数を削減できる。
【００４８】
以上のような構成の固定手段５は、次のようにして作動する。
下部電極２２の所定位置にワーク載置部材４が設置されると、第１の溝５１１の上部開口がワーク載置部材４の下面により塞がれるとともに、第２の溝５２１が各吸引孔５２２ｂと連通する。
この状態にて、制御手段８の制御により、バルブ５１４を連通状態、バルブ５２４を遮断状態とするとともに、吸引ポンプ５３を作動する。すると、第１の溝５１１内の空気が吸引孔５１２および吸引路５１３を介して吸引ポンプ５３に吸引され、その内部が真空状態または減圧状態（以下単に「真空状態」と言う）となる。これにより、ワーク載置部材４の下面が下部電極２２に吸着し、ワーク載置部材４が下部電極２２に固定される。
【００４９】
特に、本実施形態では、第１の溝５１１が、ワーク載置部材４の枠部および中央部に対応するように形成されているため、ワーク載置部材４の下面を均一的に下部電極２２に吸着させることができ、確実にワーク載置部材４を下部電極２２に固定することができる。
なお、ワーク載置部材４が下部電極２２に固定された後は、十分な吸引力が維持される限りバルブ５１４の開度を減じてもよい。
【００５０】
次いで、ワーク載置部材４にワーク１０を載置する。これにより、各吸引孔５２２ｂの上部開口がワーク１０の下面（被処理面１０１と反対側の裏面）により塞がれる。
この状態にて、制御手段８の制御により、バルブ５２４を連通状態とするとともに、吸引ポンプ５３を作動する。すると、吸引孔５２２ｂ内の空気が、第２の溝５２１、吸引孔５２２ａおよび吸引路５２３を介して吸引ポンプ５３に吸引され、その内部が真空状態となる。これにより、ワーク１０の下面がワーク載置部材４に吸着し、ワーク１０がワーク載置部材４に固定される。
【００５１】
なお、ワーク１０がワーク載置部材４に固定された後は、十分な吸引力が維持される限りバルブ５２４の開度を減じてもよい。
以上のようにして、ワーク載置部材４およびワーク１０の下部電極２２に対する固定がなされる。この状態にて、被処理面１０１に対するプラズマ処理が後述するように行われ、新たなワークをワーク載置部材４に載置する場合には、まず、制御手段８の制御により、バルブ５２４を開放状態とする。すると、吸引路５２３、吸引孔５２２ａ、第２の溝５２１および各吸引孔５２２ｂ内の圧が大気圧まで復帰し、ワーク１０の固定状態が解除される。これにより、簡単に、ワーク載置部材４に載置されている処理済みのワーク１０を新たなワークに交換することができる。
【００５２】
このとき、ワーク載置部材４は下部電極２２に固定されたままであるため、ワーク載置部材４の移動が防止されており、前記ワークの交換を円滑に行うことができる。
また、例えば、プラズマ処理されるワーク１０の形状の変更や、ワーク載置部材４の破損などにより、ワーク載置部材４を交換する場合には、制御手段８の制御により、バルブ５１４を開放状態とする。すると、吸引路５１３、吸引孔５１２および第１の溝５１１内の圧が大気圧まで復帰し、ワーク載置部材４の下部電極２２に対する固定状態が解除される。これにより、簡単にワーク載置部材４の交換等を行うことができる。
【００５３】
なお、固定手段５の作動として、ワーク載置部材４を下部電極２２に固定してから、ワーク１０をワーク載置部材４に固定するものについて説明したが、これに限定されず、例えば、すでにワーク１０が載置されたワーク載置部材４を下部電極２２に配置してもよく、この場合には、ワーク載置部材固定機構５１およびワーク固定機構５２を同時に作動してもよい。
【００５４】
以上のような固定手段５によれば、比較的簡単な構成でかつ確実に、ワーク載置部材４を下部電極２２に対して着脱自在に固定することができるとともに、ワーク１０をワーク載置部材４に対して着脱自在に固定することができる。
また、下部電極２２に対するワーク載置部材４の固定およびその解除と、ワーク載置部材４に対するワーク１０の固定およびその解除とをそれぞれ独立して行うことができるため、例えば、前述したようにワーク載置部材４を下部電極２２に固定したまま、ワーク載置部材４に載置されたワーク１０を新たなワークに交換することができるなど、プラズマ処理装置１の操作性が優れたものとなる。
【００５５】
また、ワーク載置部材固定機構５１では、第１の溝５１１内の空気を１つ孔（吸引孔５１２）を介して吸引するよう構成されているため、簡単な構成で（１本の吸引路と１つのポンプとで）ワーク載置部材４の下面の広い範囲を下部電極２２に吸着させることができる。
これと同様に、ワーク固定機構５２では、各吸引孔５２２ｂ内の空気を第２の溝５２１を介して１つ孔（吸引孔５２２ａ）から吸引するよう構成されているため、簡単な構成でワーク１０の下面の広い範囲をワーク載置部材４に吸着させることができる。
【００５６】
また、ワーク固定機構５２では、吸引孔５２２ｂの開口面積の合計を第２の溝５２１の開口面積を最大値として選択することにより、ワーク１０のワーク載置部材４に対する吸着力を調整することができる。吸引孔５２２ｂの開口面積の合計を選択する方法としては、例えば、吸引孔５２２ｂの数を変更したり、各吸引孔５２２ｂの開口面積を変更したりすることが挙げられる。
【００５７】
また、ワーク載置部材４を下部電極２２に固定したまま、ワーク１０の交換を行うことができるため、例えば、ワーク交換時にワーク載置部材４が下部電極２２に対する変位（ずれ）を防止することができる。そのため、ワーク載置部材４との摩擦により下部電極２２が傷付いてしまうなど、下部電極２２の不本意な損傷を防止することができる。これにより、下部電極２２をより長時間（長期間）使用することができ、プラズマ処理装置１のコスト（維持費）削減を図ることができる。
【００５８】
ここで、下部電極２２に擦り傷などの傷が付いてしまうと、その傷付いた部位と上部電極２１との間で不安定なプラズマが発生してしまう。これにより、傷付いた部位とそうでない部位とで、発生するプラズマの状態が異なるものとなってしまい、被処理面１０１全域を、均一なプラズマによりプラズマ処理することができなくなる。
これに対して、本実施形態では、上述したように下部電極２２の不本意な損傷が防止されるため、被処理面１０１全域を均一なプラズマによりプラズマ処理することができる。
【００５９】
処理ガス供給手段６は、所定のガスを充填するガスボンベ（ガス供給源）６１と、ガスボンベ６１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）６２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６３と、ノズル６３とガスボンベ６１とを接続する処理ガス供給流路６４と、マスフローコントロ−ラ６２より下流端側で、処理ガス供給流路６４内の流路を開閉するバルブ（電磁バルブ）６５とを有している。マスフローコントローラ６２およびバルブ６５は、それぞれ、制御手段８に電気的に接続され、制御手段８によりその作動が制御される。
【００６０】
このような処理ガス供給手段６は、バルブ６５を開状態とした状態で、ガスボンベ６１から処理ガスを送り出し、マスフローコントローラ６２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６４を介してノズル６３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６は、バルブ６５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。
【００６１】
ガスボンベ６１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。
【００６２】
この場合、ガスボンベ６１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６４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。
【００６３】
ノズル６３は、その先端部分がプラズマ発生領域Ｓに向かうように設置されている。これにより、プラズマ発生領域Ｓに確実に処理ガス（混合ガス）を供給することができる。なお、ノズル６３の形状、配設位置および数などは、プラズマ発生領域Ｓ（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６３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６３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。
【００６４】
なお、処理ガス供給手段６によって、上部電極２１および下部電極２２間に供給され、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。
【００６５】
通電手段７、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７１と、上部電極２１と高周波電源７１と下部電極２２とを導通する導線７２とを備えている。また、高周波電源７１は、制御手段８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８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７１の周波数を変える周波数調整手段（回路）や、高周波電源７１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。
【００６６】
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７１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６により上部電極２１と下部電極２２との間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。
【００６７】
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８とを備えている。
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。
【００６８】
制御手段８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。この制御手段８には、操作部１１からの信号が入力される。
制御手段８は、操作部１１からの信号に基づき、固定手段５の作動を制御する。また、制御手段８は、操作部１１からの信号に基づき、予め設定されたプログラムに従って、加工計画データを作成し、この加工計画データに基づいて、処理ガス供給手段６および通電手段７の作動をそれぞれ制御する。加工計画データには、例えば、上部電極２１および下部電極２２間に印加する高周波電圧の大きさ、処理ガスの供給量などのデータが含まれている。
【００６９】
記憶手段１２は、記憶媒体を有し、前記加工計画データ等を記憶する。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８によりなされる。
以上、本発明のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を、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。
【００７０】
また、前述した実施形態では、ワーク載置部材が基部と枠部とで構成されているものについて説明したが、枠部を省略してもよいし、その他の部位を追加してもよい。
また、前述した実施形態では、ワーク載置部材の基部と枠部とが一体的に形成されているものについて説明したが、これに限定されず、例えば、基部および枠部をそれぞれ別部材で構成し、これらを接着剤などを介して接合することにより、ワーク載置部材を形成してもよい。
【００７１】
また、前述した実施形態では、上部電極２１および下部電極２２がそれぞれ平板をなし、互いに平行に設けられ、被処理面の全域を同時にプラズマ処理するものについて説明したが、これに限定されず、例えば、上部電極を柱状とし、下部電極を上部電極に対して相対的に移動することにより、被処理面を局所的にかつ連続してプラズマ処理する装置であってもよい。
【００７２】
また、前述した実施形態では、固定手段がワーク載置部材固定機構とワーク固定機構とを備えるものについて説明したが、ワーク載置部材を下部電極に着脱自在に固定できれば、これに限定されず、例えば、ワーク固定機構を省略してもよい。
また、前述した実施形態では、１つの吸引ポンプが、ワーク載置部材固定機構用のポンプとワーク固定機構用のポンプを兼ねているものについて説明したが、これに限定されず、ワーク載置部材固定機構とワーク固定機構とで、それぞれ別の吸引ポンプを備えていてもよい。
また、前述した実施形態では、下部電極に第１の溝および第２の溝を形成したものについて説明したが、これに限定されず、第１の溝および第２の溝を省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明のプラズマ処理装置の実施形態を示す図（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を示す斜視図である。
【図３】図１に示すプラズマ処理装置が備えるワーク載置部材を示す部分断面斜視図である。
【図４】下部電極にワーク載置部材を載置したときの平面図である。
【図５】図１に示すプラズマ処理装置が備える固定手段を示す図（図４中Ａ−Ａ線断面図）である。
【符号の説明】
【００７４】
１……プラズマ処理装置  １１……操作部  １２……記憶手段  ２１……上部電極  ２２……下部電極  ２２１……上面  ４……ワーク載置部材  ４１……基部  ４２……枠部  ４２１……上面  ５……固定手段  ５１……ワーク載置部材固定機構  ５１１……第１の溝  ５１２……吸引孔  ５１３……吸引路  ５１４……バルブ（電磁バルブ）  ５２……ワーク固定機構  ５２１……第２の溝  ５２２ａ、５２２ｂ……吸引孔  ５２３……吸引路  ５２４……バルブ（電磁バルブ）  ５３……吸引ポンプ  ６……処理ガス供給手段  ６１……ガスボンベ（ガス供給源）  ６２……マスフローコントロ−ラ（流量調整手段）  ６３……ノズル  ６４……処理ガス供給流路  ６５……バルブ  ７……通電手段  ７１……高周波電源  ７２……導線  ８……制御手段  １０……ワーク  １０１……被処理面
【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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