(57)【要約】【課題】比較的簡単な装置構成で、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】本発明のプラズマ処理装置１は、処理ガス供給手段３によりワーク１０の被処理面１０１に処理ガスを供給するとともに、通電手段４により上部電極２１および下部電極２２間へ通電し、処理ガスを活性化させてプラズマを発生させ、第１移動手段５１により下部電極２２とワーク１０とを相対的に移動させることにより、被処理面１０１を局所的かつ連続的に処理するものであって、被処理面１０１のプラズマ処理済みの部位の処理状態を検出する検出手段６と、検出手段６の検出結果に基づいて、被処理面１０１のプラズマ処理条件を制御する制御手段７とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された１対の電極と、
前記１対の電極間に、板状のワークを載置する載置部と、
前記１対の電極の少なくとも一方の電極と前記ワークとを相対的に移動する移動手段と、
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１対の電極間へ通電する通電手段とを有し、
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１対の電極間へ通電し、前記処理ガスを活性化させてプラズマを発生させ、前記移動手段により前記少なくとも一方の電極と前記ワークとを相対的に移動させることにより、前記被処理面を局所的かつ連続的に処理するプラズマ処理装置であって、
前記被処理面のプラズマ処理済みの部位の処理状態を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記被処理面のプラズマ処理条件を制御する制御手段とを有していることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記ワークの基準面から前記被処理面のプラズマ処理済みの部位までの高さを測定する高さ測定手段を備え、前記制御手段は、前記高さ測定手段の測定結果に基づいて、前記被処理面のプラズマ処理条件を制御する請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記ワークのプラズマ処理済みの部位の厚さを測定する厚さ測定手段を備え、前記制御手段は、前記厚さ測定手段の測定結果に基づいて、前記被処理面のプラズマ処理の処理条件を制御する請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記検出手段は、その検出位置から前記プラズマ発生領域までの前記プラズマ発生領域の移動距離が一定となるように設けられている請求項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】
前記検出手段は、その検出位置が前記プラズマ発生領域との相対位置関係を維持するように設置されている請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記被処理面上に、互いに直交するｘ軸およびｙ軸を設定したとき、
前記移動手段は、ｘ軸方向に往復移動しながらｙ軸方向へ改行する移動パターンとなるように、前記プラズマ発生領域と前記ワークとを相対的に移動させるように構成されている請求項４または５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記プラズマ発生領域が前記被処理面上を前記移動パターンにおけるｎ行目の前記ｘ軸方向の移動を行っているときに、前記プラズマ発生領域が前記被処理面上を前記移動パターンにおける（ｎ−２ｍ）行目の前記ｘ軸方向の移動を行った部位を測定する請求項６に記載のプラズマ処理装置（ただし、ｎは３以上の整数、ｍは１以上の整数である）。
【請求項８】
前記検出手段は、その検出位置が前記プラズマ発生領域と重ならないように設置されている請求項７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記検出手段の検出位置から前記プラズマ発生領域までの前記プラズマ発生領域の移動時間よりも長い時間間隔で、前記被処理面のプラズマ処理条件を変化させる請求項６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】
前記制御手段は、前記検出手段の検出結果と、予め設定されたプラズマ処理前の前記ワークの状態の情報とに基づいて、前記被処理面のプラズマ処理条件を制御する請求項１ないし９のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、プラズマ処理前に前記ワークの基準面を設定し、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記被処理面のプラズマ処理済みの部位が前記基準面に近付くように、前記被処理面のプラズマ処理条件を制御する請求項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】
前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記移動手段の作動を制御して、前記１対の電極の少なくとも一方の電極と前記ワークとの相対移動速度を調整する請求項１ないし１１のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記通電手段の作動を制御して、前記１対の電極間に印加するＲＦパワーを調整する請求項１ないし１２のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記移動手段の作動を制御して、前記１対の電極間の距離を調整する請求項１ないし１３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記処理ガス供給手段の作動を制御して、前記被処理面に供給される前記処理ガスの量を調整する請求項１ないし１４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  Ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｉｎｇ（以下、「プラズマＣＶＭ」と略す。）が知られている。
【０００３】
このようなプラズマＣＶＭでは、電極をワークに対して２次元的に走査して、電極とワークとを相対的に移動し、互いの位置関係を変化させながらワーク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）。
特許文献１のプラズマ処理（プラズマエッチング処理）装置では、ステージをＸ−Ｙ方向に移動することにより、ステージ上に載置されたシリコンウエハをプラズマ発生のための反応管に対して相対的に移動している。
このようなプラズマ処理装置では、反応管に供給するガスの量や、反応管に印加する電力を一定に保つことで、発生したプラズマの状態の安定化を図っている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１にかかる装置では、様々な要因により、プラズマの発生状態が変動して、処理ムラを生じる場合がある。このようなプラズマの発生状態の変動の要因のすべてを特定することは難しい。また、このような要因のすべてを特定することができたとしても、その数が多く、各要因をパラメータとした制御を行うと、装置の複雑化・高コスト化を招いてしまう。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−６７７３６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、比較的簡単な装置構成で、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１対の電極と、
前記１対の電極間に、板状のワークを載置する載置部と、
前記１対の電極の少なくとも一方の電極と前記ワークとを相対的に移動する移動手段と、
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１対の電極間へ通電する通電手段とを有し、
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１対の電極間へ通電し、前記処理ガスを活性化させてプラズマを発生させ、前記移動手段により前記少なくとも一方の電極と前記ワークとを相対的に移動させることにより、前記被処理面を局所的かつ連続的に処理するプラズマ処理装置であって、
前記被処理面のプラズマ処理済みの部位の処理状態を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記被処理面のプラズマ処理条件を制御する制御手段とを有していることを特徴とする。
これにより、比較的簡単な装置構成で、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することができる。
【０００８】
本発明のプラズマ処理装置では、前記検出手段は、前記ワークの基準面から前記被処理面のプラズマ処理済みの部位までの高さを測定する高さ測定手段を備え、前記制御手段は、前記高さ測定手段の測定結果に基づいて、前記被処理面のプラズマ処理条件を制御することが好ましい。
これにより、ワークの被処理面の表面凹凸形状を検出することができる。また、その検出結果を用いてプラズマ処理条件を制御することで、ワークの処理面を所望の形状となるようにプラズマ処理することができる。
【０００９】
本発明のプラズマ処理装置では、前記検出手段は、前記ワークのプラズマ処理済みの部位の厚さを測定する厚さ測定手段を備え、前記制御手段は、前記厚さ測定手段の測定結果に基づいて、前記被処理面のプラズマ処理の処理条件を制御することが好ましい。
これにより、ワークの厚さのバラツキ程度を検出することができる。また、その検出結果を用いてプラズマ処理条件を制御することで、ワークを所望の厚さ分布となるよう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、前記検出手段は、その検出位置から前記プラズマ発生領域までの前記プラズマ発生領域の移動距離が一定となるように設けられていることが好ましい。
これにより、プラズマ処理条件をほぼ一定時間間隔で制御することができる。そのため、処理ムラ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、前記検出手段は、その検出位置が前記プラズマ発生領域との相対位置関係を維持するように設置されていることが好ましい。
これにより、検出手段を１対の電極のうちの一方の電極に対し固定的に設置して、装置構成をより簡単化することができる。
【００１１】
本発明のプラズマ処理装置では、前記被処理面上に、互いに直交するｘ軸およびｙ軸を設定したとき、
前記移動手段は、ｘ軸方向に往復移動しながらｙ軸方向へ改行する移動パターンとなるように、前記プラズマ発生領域と前記ワークとを相対的に移動させるように構成されていることが好ましい。
これにより、プラズマ処理を均一化するとともに、プラズマ発生領域とワークとの相対的な移動パターンを単純化し、プラズマ処理の効率を向上することができる。
【００１２】
本発明のプラズマ処理装置では、前記検出手段は、前記プラズマ発生領域が前記被処理面上を前記移動パターンにおけるｎ行目の前記ｘ軸方向の移動を行っているときに、前記プラズマ発生領域が前記被処理面上を前記移動パターンにおける（ｎ−２ｍ）行目の前記ｘ軸方向の移動を行った部位を測定することが好ましい（ただし、ｎは３以上の整数、ｍは１以上の整数である）。
これにより、比較的簡単な装置構成で、測定手段の測定位置からプラズマ発生領域までのプラズマ発生領域の移動距離が一定となるように検出手段を設けることができる。
【００１３】
本発明のプラズマ処理装置では、前記検出手段は、その検出位置が前記プラズマ発生領域と重ならないように設置されていることが好ましい。
これにより、測定手段が不完全な処理状態のプラズマ処理済みの部位の処理状態を検出するのを防止することができる。その結果、プラズマ処理条件の制御の精度を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、前記制御手段は、前記検出手段の検出位置から前記プラズマ発生領域までの前記プラズマ発生領域の移動時間よりも長い時間間隔で、前記被処理面のプラズマ処理条件を変化させることが好ましい。
これにより、比較的簡単に、プラズマ処理条件の制御の精度を向上させることができる。
【００１５】
本発明のプラズマ処理装置では、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果と、予め設定されたプラズマ処理前の前記ワークの状態の情報とに基づいて、前記被処理面のプラズマ処理条件を制御することが好ましい。
これにより、ワークの個体差等によらず、処理レートを高精度に制御することができる。
【００１６】
本発明のプラズマ処理装置では、前記制御手段は、プラズマ処理前に前記ワークの基準面を設定し、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記被処理面のプラズマ処理済みの部位が前記基準面に近付くように、前記被処理面のプラズマ処理条件を制御することが好ましい。
これにより、比較的簡単な装置構成で、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（特に平坦化処理）をすることができる。
【００１７】
本発明のプラズマ処理装置では、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記移動手段の作動を制御して、前記１対の電極の少なくとも一方の電極と前記ワークとの相対移動速度を調整することが好ましい。
これにより、比較的簡単な装置構成で、プラズマ処理条件を制御することができる。また、移動手段の作動を制御することにより、プラズマ処理の処理レートを一定としても、所定部位のエッチング量を調整することができる。そのため、制御が簡単となる。
【００１８】
本発明のプラズマ処理装置では、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記通電手段の作動を制御して、前記１対の電極間に印加するＲＦパワーを調整することが好ましい。
これにより、比較的簡単な装置構成で、プラズマ処理の処理レートを調整し、プラズマ処理条件を制御することができる。
【００１９】
本発明のプラズマ処理装置では、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記移動手段の作動を制御して、前記１対の電極間の距離を調整することが好ましい。
これにより、比較的簡単な装置構成で、プラズマ処理の処理レートを調整し、プラズマ処理条件を制御することができる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記処理ガス供給手段の作動を制御して、前記被処理面に供給される前記処理ガスの量を調整することが好ましい。
これにより、比較的簡単な装置構成で、プラズマ処理の処理レートを調整し、プラズマ処理条件を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態にかかるプラズマ処理装置の概略構成を示す模式図、図２は、図１に示すプラズマ処理装置におけるワークの被処理面上でのプラズマ発生領域および測定領域（検出位置）の移動パターンを示す図、図３は、図１に示すプラズマ処理装置におけるプラズマ発生領域と測定領域（検出位置）との位置関係を説明するための模式的断面図、図４は、図１に示すプラズマ処理装置におけるプラズマ処理前のワークの拡大断面図、図５は、図１に示すプラズマ処理装置におけるプラズマ処理条件の制御を説明するためのワークのプラズマ処理済みの部位を示す拡大断面図である。
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（ｘ軸およびｙ軸を含む平面）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。
【００２１】
図１に示すように、プラズマ処理装置１は、上部電極２１と、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、検出手段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１０を被処理面（ワーク１０の有効処理領域）１０１を上側にして下部電極２２に載置した状態で、処理ガス供給手段３により被処理面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、処理ガスを活性化してプラズマを生成させ、このプラズマが発生するプラズマ発生領域Ｐ（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。
特に、プラズマ処理装置１は、後に詳述するが、プラズマ処理に際し、検出手段６の検出結果に基づいて、プラズマ処理条件を制御し得る装置である。
【００２２】
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。なお、以下では、説明の便宜上、被処理面１０１を平坦化するプラズマ処理について代表して説明する。
【００２３】
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、後述する第１移動手段５１を構成するＮＣステージ上に下部電極２２が設けられており、その下部電極２１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。このような上部電極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（特に、ｘｙ平面での平面視における形状）など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。
【００２４】
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。
この上部電極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。
【００２５】
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、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。このような下部電極２２は、平板状をなしている。また、下部電極２２の平面視形状は、正方形または長方形をなしている。なお、下部電極２２の形状、特に平面視形状は、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。
【００２８】
このような下部電極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。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、後述するように、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。
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。
【００２９】
以上のような下部電極２２に固定されるワーク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。
【００３０】
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Ｐ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−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。
【００３１】
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、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Ｐ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Ｐへの処理ガスの供給を停止する。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
ノズル３３は、その先端部分がプラズマ発生領域Ｐに向かう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Ｐ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。
【００３５】
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Ｐ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。
【００３６】
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。
【００３７】
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Ｐ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（電力）は、特に限定されないが、１０〜１５０Ｗであるのが好ましい。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
このような第１移動手段５１による被処理面１０１上での上部電極２１の移動パターンとしては、例えば、ｘ軸方向に往復移動しながらｙ軸方向に改行（ｘ軸方向に往復移動しその往路と復路との切り換え時にｙ軸方向に改行）していくパターン、被処理面１０１の中央部から縁部に向けた渦巻き状のパターン、これらを組み合わせたパターン等が挙げられる。
【００４０】
本実施形態では、図２に示すように、上下方向（ｘ軸方向）に往復移動しながら、右側（ｙ軸方向）へ改行する移動パターンにてプラズマ処理を行う。すなわち、プラズマ処理に際しては、図２の左側から右側へ、ｘ軸方向とｙ軸方向とに交互に沿って蛇行状の軌跡を描くように、被処理面１０１と上部電極２１とを相対的に移動させる。
このような移動パターンを採用することにより、プラズマ処理を均一化するとともに、プラズマ発生領域Ｐとワーク１０との相対的な移動パターンを単純化し、プラズマ処理の効率を向上することができる。
また、このような移動パターンを実行する場合、下部電極２２をｘ軸方向およびｙ軸方向のいずれか一方の方向に移動すればよく、下部電極２２をｘ軸方向およびｙ軸方向に同時に移動する必要がない。そのため、ＮＣ制御装置１５による下部電極２２のＮＣ制御が簡単（単純）なものとなる。
【００４１】
この移動パターンの改行のピッチ（軌跡の行間ピッチ）ｐとしては、特に限定されないが、上部電極２１の直径をｄ１としたとき、０．０２ｄ１〜０．５ｄ１の範囲を満足するのが好ましく、０．０２ｄ１〜０．２ｄ１の範囲を満足するのがより好ましい。これにより、被処理面１０１の同じ部位が複数回プラズマ処理されるため（すなわち、複数回プラズマ発生領域Ｐを通過するため）、エッチングレートを比較的低く設定しても十分なエッチング量を得ることができる。なお、上部電極２１の直径ｄ１は、１〜４０ｍｍ程度であるのが一般的である。
【００４２】
また、この移動パターンの改行のピッチ（軌跡の行間ピッチ）ｐとしては、プラズマ発生領域Ｐの直径をｄ２としたとき、０．０２ｄ２〜０．５ｄ２の範囲を満足するのが好ましく、０．０２ｄ２〜０．２ｄ２の範囲を満足するのがより好ましい。これにより、被処理面１０１の同じ部位が複数回プラズマ処理されるため（すなわち、複数回プラズマ発生領域Ｐを通過するため）、エッチングレートを比較的低く設定しても十分なエッチング量を得ることができる。なお、プラズマ発生領域Ｐの直径ｄ２は、上部電極２１の直径や形状等にもよるが、１〜５０ｍｍ程度である。
【００４３】
また、この移動パターンの改行のピッチ（軌跡の行間ピッチ）ｐとしては、プラズマ処理による処理幅（除去幅）をＷとしたとき、０．０２Ｗ〜０．５Ｗの範囲を満足するのが好ましく、０．０２Ｗ〜０．２Ｗの範囲を満足するのがより好ましい。これにより、被処理面１０１の同じ部位が複数回プラズマ処理されるため（すなわち、複数回プラズマ発生領域Ｐを通過するため）、エッチングレートを比較的低く設定しても十分なエッチング量を得ることができる。なお、処理幅Ｗは、上部電極２１の直径や形状等にもよるが、１〜５０ｍｍ程度である。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
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。
【００４６】
次に、プラズマ処理装置１の回路構成（制御系）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、検出手段６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、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とを備えている。
【００４７】
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。
【００４８】
検出手段６は、厚さ測定手段６１と、表面測定器６２とを有している。この検出手段６は、被処理面１０１のプラズマ処理済みの部位の処理状態を検出する機能を有する。また、検出手段６は、プラズマ処理前のワーク１０の状態を検出する機能をも有する。
厚さ測定手段６１は、例えば分光干渉法を利用した非接触の膜厚測定装置が用いられる。この厚さ測定手段６１は、ワーク１０のプラズマ処理済みの部位の厚さを測定する機能を有する。これにより、ワーク１０の厚さのバラツキ程度を検出することができる。また、制御手段７が厚さ測定手段６１の測定結果に基づいて被処理面１０１のプラズマ処理条件を制御することで、ワーク１０を所望の厚さ分布となるようにプラズマ処理することができる。
また、本実施形態では、厚さ測定手段６１は、プラズマ処理前のワーク１０の厚さを測定する機能をも有する。後述するように、プラズマ処理中の制御において、プラズマ処理前のワーク１０の厚さ情報を併用することにより、より高精度な制御が可能となる。
【００４９】
このような厚さ測定手段６１は、ワーク１０の被処理面１０１に対向する発光部および受光部を備えた測定部６１１と、受光部で受光した光のスペクトルに基づいてワーク１０の厚さを演算する演算部（図示せず）とを有している。
このような厚さ測定手段６１の測定部６１１は、前述した上部電極２１に対して固定的に設置されている。言い換えすれば、測定部６１１と上部電極２１とは、互いの相対位置関係を維持するように設置されている。これにより、測定部６１１は、前述した第１移動手段５１による被処理面１０１に対する上部電極２１の相対的移動に伴って（追従して）、ｘｙ平面に沿って移動することができる。これにより、装置構成をより簡単化することができる。
特に、測定部６１１は、図２に示すように、ｘｙ平面視したときに、上部電極２１（先端２１１）に対し、前述した移動パターン（軌跡）の下流側となるように設置されている。本実施形態では、測定部６１１は、そのｘ軸方向での位置が上部電極２１とほぼ一致し、ｙ軸方向での位置が上部電極２１に対して異なっている。
【００５０】
また、厚さ測定手段６１は、測定部６１１（中心点Ｐｍ）からプラズマ発生領域Ｐ（中心点Ｐｅ）までのプラズマ発生領域Ｐの移動距離が一定となっている。言い換えると、検出手段６は、その検出位置からプラズマ発生領域Ｐまでのプラズマ発生領域Ｐの移動距離が一定となるように設置されている。これにより、プラズマ処理条件Ｐをほぼ一定時間間隔で制御することができる。そのため、処理ムラを防止することができる。
【００５１】
より具体的に説明すると、図２および図３に示すように、厚さ測定手段６１は、プラズマ発生領域Ｐが被処理面１０１上を前述した蛇行状の移動パターンにおけるｎ行目のｘ軸方向の移動を行っているときに、プラズマ発生領域Ｐが被処理面１０１上をかかる移動パターンにおける（ｎ−２ｍ）行目のｘ軸方向の移動を行った部位を測定するように設置されている。言い換えると、厚さ測定手段６１は、プラズマ発生領域Ｐが被処理面１０１上にｎ行目のｘ軸方向の軌跡を描いているときに、被処理面１０１上の（ｎ−２ｍ）行目のｘ軸方向の軌跡に対応する部位を測定する。ただし、ｎは３以上の整数、ｍは１以上の整数である。
これにより、比較的簡単な装置構成で、測定部６１１（検出手段６の検出位置）からプラズマ発生領域Ｐまでのプラズマ発生領域Ｐの移動距離（図２中の移動パターンの軌跡のうち太線で示す部分の長さ）が一定となるように厚さ測定手段６１（検出手段）を設けることができる。
【００５２】
また、厚さ測定手段６１の測定部６１１（検出手段の検出位置）は、プラズマ発生領域Ｐと重ならないように設置されている。言い換えすれば、ｘｙ平面視にて、測定部６１１の測定範囲とプラズマ発生領域Ｐとが互いに離間している。これにより、厚さ測定手段６１（検出手段）が不完全な処理状態のプラズマ処理済みの部位の厚さを測定するのを防止し、厚さ測定手段６１は完全にプラズマ処理済みの部位をされた部位の厚さを測定することができる。その結果、プラズマ処理条件の制御の精度を向上させることができる。
【００５３】
前述したような測定部６１１とプラズマ発生領域Ｐ（上部電極２１）との位置関係においては、ｘｙ平面視における測定部６１１とプラズマ発生領域Ｐ（上部電極２１）との離間距離はできるだけ小さいほうが好ましい。より具体的には、厚さ測定手段６１は、プラズマ発生領域Ｐが被処理面１０１上にｎ行目のｘ軸方向の軌跡を描いているときに、被処理面１０１上の（ｎ−３）〜（ｎ−１）行目のｘ軸方向の軌跡に対応する部位を測定するのが好ましい。これにより、外乱による影響を少なくし、プラズマ処理条件の制御の精度を向上させることができる。
【００５４】
また、測定部６１１は、前述したように上部電極２１に対し固定的に設置されているため、前述した第２移動手段５２による上部電極２１の移動に伴って（追従して）、ｚ軸方向に移動することができる。これにより、上部電極２１と下部電極２２との間の距離が変化しても、厚さ測定手段６１の測定精度を高精度に維持することができる。なお、厚さ測定手段６１の構成等によっては、測定部６１１は、第２移動手段５２による上部電極２１の移動に伴って（追従して）ｚ軸方向に移動しなくてもよい。
【００５５】
このような測定部６１１の発光部は、例えばキセノンランプや白色ＬＥＤ、白色ＬＤ等の白色光源からの光をワーク１０の被処理面１０１に照射（白色光または各波長の光を順次照射）するものである。また、測定部６１１の受光部は、分光器を含み、ワーク１０で反射した光の各波長での強度を検出（分光）してスペクトルを得るものである。この受光部で得られたスペクトルの情報は、演算部に入力される。
厚さ測定手段６１の演算部は、受光部で得られたスペクトルを解析・演算して、ワーク１０の厚さを求めるものである。
【００５６】
以上のような厚さ測定手段６１では、発光部からワーク１０に光が照射されると、その光は、ワーク１０の被処理面１０１（表面）と、ワーク１０の被処理面１０１とは反対側の面（裏面）とで反射する。
特にワーク１０の裏面で反射した光は、ワーク１０の表面と裏面との間で多重反射（干渉）し、ワーク１０の厚さに応じた特定の波長の光の強度が高められる。そのため、受光部では、ワーク１０からの反射光を分光することで、干渉スペクトルが得られる。得られた干渉スペクトルを演算部で解析・演算することで、ワーク１０の厚さが求められ、求められた厚さ情報は、制御手段７に入力され、測定時のｘｙ座標（位置情報）とともに記憶手段１２に記憶される。
なお、厚さ測定手段６１は、前述したような分光干渉法を用いたものに限定されず、例えば、エリプソメータ等の他の膜厚測定装置を用いたものであってもよい。
【００５７】
表面測定器６２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６２から制御手段７に入力される。
【００５８】
この表面測定器６２は、後に詳述するように、ワーク１０の基準面ｆからの被処理面１０１のプラズマ処理済みの部位の高さを測定する高さ測定手段である。これにより、ワーク１０の被処理面１０１の表面凹凸形状を検出することができる。また、制御手段７が表面測定器６２の測定結果に基づいて被処理面１０１のプラズマ処理条件を制御することで、ワーク１０の処理面１０１を所望の形状となるようにプラズマ処理することができる。
このような表面測定器６２の測定位置（図示せず）については、前述した厚さ測定手段６１の測定位置と一致していても、異なっていてもよいが、一致している場合、後述するプラズマ処理中のプラズマ処理条件の制御において、表面測定器６２の測定結果を用いてより高精度な制御を行うことができる。
【００５９】
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６２に測定された被処理面１０１の形状、後述する加工計画プログラム（加工計画プログラム、補正加工計画プログラム）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。
【００６０】
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により作成された後述する加工計画データ（特に下部電極２２の移動パターンに関するデータ）等が入力される。ＮＣ制御装置１５は、制御手段７から入力された加工計画データ等に基づき、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。
【００６１】
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および検出手段６（厚さ測定手段６１および表面測定器６２）からのデータ等が、それぞれ入力される。
特に、制御手段７は、プラズマ処理中に、前述した検出手段６（特に厚さ測定手段６１）の検出結果に基づいて、プラズマ処理装置１の各部の作動、例えば、ガス供給手段３、通電手段４、移動手段５等の作動をそれぞれ制御する。すなわち、制御手段７は、検出手段６の検出結果に基づいて、被処理面１０１のプラズマ処理条件を制御する機能を有するものである。これにより、比較的簡単な装置構成で、ワーク１０の被処理面１０１に対して、均一でムラのないプラズマ処理をすることができる。
【００６２】
より具体的には、制御手段７は、後述するように予め設定（作成）された加工計画プログラム（すなわち、予め設定されたプラズマ処理前のワーク１０の状態の情報）と、前述した検出手段６の検出結果（特に厚さ測定手段６１の測定結果）とに基づいて、プラズマ処理装置１の各部の作動を制御する。
言い換えると、制御手段７は、プラズマ処理前に予め作成された加工計画プログラムを、プラズマ処理中に、検出手段６（特に厚さ測定手段６１）によって測定した厚さ情報を用いて適宜補正しながら、補正後の加工計画プログラムを適宜用いて、プラズマ処理装置１の各部の作動を制御する。これにより、ワーク１０の個体差等によらず、プラズマ処理条件を高精度に制御することができる。
【００６３】
このような制御手段７は、プラズマ処理に先立ち、操作部１１からの信号と、目標形状データ入力部１３および検出手段６からのデータ（特に前記厚さ情報および／または前記凹凸形状プロファイル）等とに基づき、予め設定されたプログラムに従って、加工計画プログラムを作成する。
例えば、被処理面１０１を平坦化する場合の加工計画プログラムは、以下のようにして作成される。なお、以下に説明する方法（手順）は、一例であり、これに限定されるものではない。
【００６４】
−加工計画プログラムの作成−
（１）
まず、プラズマ処理前に、ワーク１０を下部電極２２に固定し、その状態で、検出手段６がワーク１０の状態を検出する。すなわち、ガス供給手段３および通電手段４を停止させた状態で、例えば図２に示すような移動パターンとなるように（軌跡を描くように）第１移動手段５１を作動させながら、検出手段６による検出を行う。
【００６５】
そして、制御手段７は、表面測定器６２からのデータ（例えば、表面凹凸形状プロファイル）に基づいて、図４に示すように、被処理面１０１上に形成された凹凸の最も深い点Ｑ１（または点Ｑ１よりも裏面側の点）と交わる平坦な（ｘ軸方向およびｙ軸方向に平行な）基準面ｆを設定するとともに、設定した基準面ｆから突出している突出部位（例えば、図５中の点Ｑ２、Ｑ３）の位置（ｘｙｚ座標）を求める。このとき、例えば、基準面ｆのｚ軸座標を０に設定（基準面ｆをｘｙ平面に設定）すると、突出部位のｚ軸座標が、その部位の基準面ｆからの突出の程度（基準面ｆからの離間距離ｈ２、ｈ３等）を示すこととなる。本実施形態では、基準面ｆから突出している突出部位が、除去すべき部位となる。このようにして求められた突出部位の位置（ｘｙｚ座標）情報は、記憶手段１２に記憶される。すなわち、突出部位（点Ｑ２、Ｑ３等）の突出の程度は、その部位の位置と対応づけて記録手段１２に記憶される。
【００６６】
また、制御手段７は、厚さ測定手段６１からのデータ（厚さ情報）およびその位置情報（ｘｙ座標）と、前述した突出部位の突出の程度およびその位置情報とに基づき、ワーク１０の裏面（被処理面１０１と反対側の面）と基準面ｆとの間の距離、すなわち、プラズマ処理後のワーク１０の厚さｔを求める。このとき、例えば、点Ｑ１に対応するワーク１０の厚さをｔ１、点Ｑ２に対応するワーク１０の厚さをｔ２、点Ｑ３に対応するワーク１０の厚さをｔ３とすると、ｔ＝ｔ１＝（ｔ２−ｈ２）＝（ｔ３−ｈ３）となる。このようにして求められた厚さｔは、記録手段１２に記憶される。
【００６７】
（２）
次いで、制御手段７は、ワーク１０に対するプラズマ処理のエッチングレート（処理レート）を設定する。ここで、エッチングレートは、ワーク１０と上部電極２１とがｚ軸方向での離間距離が所定距離でかつこれらのｘ軸方向およびｙ軸方向での相対移動量が０（ゼロ）であるとき、エッチングにより単位時間当たりにｚ軸方向に除去される最大深さを意味する。エッチングレートは、例えば、基準面ｆから突出している突出部位の高さ（すなわち、除去すべき部位の高さ）に応じて設定される。
エッチングレートとしては、特に限定されないが、５０〜１００００ｎｍ／分程度であるのが好ましく、１０００〜８０００ｎｍ／分程度であるのがより好ましい。これにより、処理時間の短縮を図りつつ、精度よく被処理面１０１をエッチングすることができる。
【００６８】
（３）
次いで、制御手段７は、設定したエッチングレートとなるように、主に、＜１＞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周波数および大きさ（ＲＦパワー）と、＜２＞処理ガスの供給量（処理ガスの種類、混合比などを含む）と、＜３＞上部電極２１および下部電極２２の電極間距離とをそれぞれ設定する。
【００６９】
ここで、エッチングレートと＜１＞〜＜３＞との多数の組み合わせ（関係）が、予め、実験等により求められ、記憶手段１２に記憶されている。
そして、制御手段７は、例えば、記憶手段１２に予め記憶されている多数の＜１＞〜＜３＞の組み合わせの中から、設定したエッチングレートを得るのに最適な＜１＞〜＜３＞の組み合わせを選択する。
制御手段７は、少なくとも１つのワーク１０の被処理面１０１がプラズマ発生領域Ｐを通過している間、好ましくは、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の間、１つの＜１＞〜＜３＞の組み合わせを用いてエッチングレートを一定とするように、＜１＞〜＜３＞の組み合わせを選択する。
【００７０】
（４）
次いで、制御手段７は、表面測定器６２からのデータ（被処理面１０１の平面視形状）に基づいて、下部電極２１の移動パターン、すなわち、被処理面１０１とプラズマ発生領域Ｐとの相対的な移動パターンを設定する。
本実施形態では、前述したように、図２に示すような蛇行状の移動パターンを設定する。
【００７１】
（５）
次いで、制御手段７は、（１）で求められた突出部位（例えば点Ｑ２、Ｑ３）の位置（ｘｙｚ座標）と、（２）で設定したエッチングレートと、（４）で設定した移動パターンとに基づいて、突出部位（例えば点Ｑ２、Ｑ３）がプラズマ発生領域Ｐを通過する際の下部電極２２の移動速度（本実施形態では、ｘ軸方向の移動速度）を設定する。
【００７２】
この移動速度の設定は、例えば以下のようにして行う。なお、以下では、説明の便宜上、基準面ｆ上の点Ｑ１と、突出部位である点Ｑ２、Ｑ３とについて代表して説明し、その他の部位については、その説明を省略する。
まず、基準面ｆ上の点Ｑ１をプラズマ発生領域Ｐに通過させる際の移動速度を基準移動速度として設定する。この基準移動速度は、プラズマ処理（プラズマエッチング）により除去する必要のない（または除去する量が微量な）部位をプラズマ発生領域Ｐに通過させる際の移動速度であるため、比較的高速に設定する。このような基準移動速度としては、ワーク１０の大きさ等に応じて適宜設定することができ、例えば、２〜２０ｍ／分程度であるのが好ましく、４〜１８ｍ／分程度であるのがより好ましい。これにより、プラズマ処理時間が比較的短くなり、かつ、被処理面１０１を精度よくプラズマ処理することができる。
【００７３】
次いで、点Ｑ２、Ｑ３について、それぞれ、その部位がプラズマ発生領域Ｐを通過する際の下部電極２２の移動速度を設定する。例えば、点Ｑ２について説明すれば、点Ｑ２の基準面ｆからの突出の程度（ｚ軸座標）に応じて、基準移動速度から所定速度遅くした速度を、点Ｑ２がプラズマ発生領域Ｐを通過する際の下部電極２２の移動速度として設定する。点Ｑ２がプラズマ発生領域Ｐを通過する際の下部電極２２の移動速度は、点Ｑ２の突出の程度が大きいほど遅くなる。点Ｑ３についてもこれと同様である。
【００７４】
また、点Ｑ２の方が点Ｑ３よりも基準面ｆから突出しているため、点Ｑ２がプラズマ発生領域Ｐを通過する際の下部電極２２の移動速度は、点Ｑ３のそれよりも遅くなる。すなわち、点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３がプラズマ発生領域Ｐを通過する際の下部電極２２の移動速度をそれぞれＳＱ１、ＳＱ２、ＳＱ３とすると、ＳＱ１〜ＳＱ３は、ＳＱ１＞ＳＱ３＞ＳＱ２の関係を満足する。
【００７５】
以上により、点Ｑ２、Ｑ３等の突出部位の位置（ｘｙｚ座標）、被処理面１０１の各部位におけるエッチングレート、下部電極２２の移動パターンおよび移動速度等が含まれる加工計画プログラムが作成される。この加工計画プログラムに基づいて、被処理面１０１に対してプラズマ処理を行うと、理論上、点Ｑ２、Ｑ３等の突出部位が全て除去され、被処理面１０１が基準面ｆと一致し、平坦化される。
【００７６】
以上のようにして作成された加工計画プログラムは、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の間、エッチングレートが一定に保たれていることを前提として作成されたものである。しかしながら、実際には、前述したようにして選択された１つの＜１＞〜＜３＞の組み合わせでプラズマ処理を行っていても、様々な要因により、エッチングレートが変動してしまう場合がある。このようなエッチングレートを変動させる要因としては、例えば、移動手段５を構成する部品の寸法精度や摩耗等によるガタツキに起因する上部電極２１および下部電極２２間の距離の変動、プラズマ発生領域Ｐ周囲の気流の変動に伴うプラズマ発生領域Ｐでの処理ガス濃度の変動、温度の変動、プラズマ処理装置１の駆動のための商用電源の電圧変動等が挙げられる。また、これらの他にも、特定できない要因が存在するものと考えられる。
したがって、実際には、このような加工計画プログラムでは、被処理面１０１の各部位に対して所望のエッチング量となるようなプラズマ処理を行うことができず、被処理面１０１を平坦化することができない場合がある。
【００７７】
前述したように、エッチングレートを変動させる要因は特定できないものもあり、また、各要因に個体差等が生じることもあり得ることから、エッチングレートが変動しないような基本加工プログラムを予め作成することは難しい。また、仮にすべての要因を特定できたとしても、その数が多く、特定されたすべての要因を考慮した加工計画プログラムを予め作成すると、装置の複雑化・高コスト化を招いてしまう。
【００７８】
このような問題を解消するために、制御手段７は、プラズマ処理中に、検出手段６（特に厚さ測定手段６１）の検出結果に基づいて（検出手段６の検出結果をフィードバックして）、加工計画プログラムを適宜補正する。そのため、プラズマ処理中におけるプラズマ処理装置１の各部の作動は、適宜補正された加工計画プログラムに沿って行われる。以下、この補正について、プラズマ処理装置１の動作とともに詳述する。なお、以下に説明する動作および補正方法は、一例であり、これに限定されるものではない。
【００７９】
−プラズマ処理装置の動作−
まず、制御手段７は、前述のようにして作成された加工計画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、下部電極２２に固定されたワーク１０の被処理面１０１に対するプラズマ処理を開始する。
具体的には、制御手段７は、加工計画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補正加工計画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Ｐに電界が発生する。
プラズマ発生領域Ｐ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。
【００８０】
このとき、制御手段７は、加工計画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。これにより、プラズマ発生領域Ｐとワーク１０（被処理面１０１）とが相対的に移動し、被処理面１０１が局所的かつ連続的にプラズマ処理される。これにより、被処理面１０１のプラズマ処理済みの部位が平坦化されていく。
【００８１】
このようなプラズマ処理に際しては、前述したように、図２の左側から右側へ、ｘ軸方向とｙ軸方向とに交互に沿って蛇行状の軌跡を描くように、被処理面１０１と上部電極２１とを相対的に移動させる。その際、検出手段６（特に厚さ測定手段６１）は、プラズマ発生領域Ｐが被処理面１０１上にｎ行目のｘ軸方向の軌跡を描いているときに、被処理面１０１上の（ｎ−２ｍ）行目のｘ軸方向の軌跡に対応する部位を検出（測定）する。
そして、制御手段７は、検出手段６の検出結果に基づいて、プラズマ処理済みの被処理面１０１が基準面ｆに近付くように、被処理面１０１のプラズマ処理条件を制御する。これにより、比較的簡単な装置構成で、ワーク１０の被処理面１０１に対して、均一でムラのないプラズマ処理（特に平坦化処理）をすることができる。
【００８２】
より具体的に説明すると、プラズマ処理中に厚さ測定手段６１によって測定される厚さｔＱｍと、前述した加工計画プログラムの作成時に設定したワーク１０の厚さｔとの差分を算出する。この算出結果（ｔ−ｔＱｍ）に基づき、加工計画プログラムで設定された厚さｔに対する実際のプラズマ処理済みの部位の厚さｔＱｍの不足分（Δｔ）または過剰分（Δｔ）を求めることができる。
【００８３】
例えば、図５（ａ）に示すように、被処理面１０１のプラズマ処理済みの部位１０２が基準面ｆよりも高い（浅い）位置にある場合、厚さ測定手段６１によって測定されたワーク１０の点Ｑｍでの厚さｔＱｍが所望の厚さｔよりも大きいこととなる。この場合、エッチング量（ｚ軸方向での深さ）の不足分（Δｔ）だけ、エッチング量が増えるように、加工計画プログラムを補正し、プラズマ処理条件を変更する。その際、エッチング量の不足分（Δｔ）が大きいほど、エッチング量を大きくするように、プラズマ処理条件を変更する。
【００８４】
一方、図５（ｂ）に示すように、被処理面１０１のプラズマ処理済みの部位１０２が基準面ｆよりも低い（深い）位置にある場合、厚さ測定手段６１によって測定されたワーク１０の点Ｑｍでの厚さｔＱｍが所望の厚さｔよりも小さいこととなる。この場合、エッチング量（ｚ軸方向での深さ）の過剰分（Δｔ）だけ、エッチング量が減るように、加工計画プログラムを補正し、プラズマ処理条件を変更する。その際、エッチング量の過剰分（Δｔ）が大きいほど、エッチング量を小さくするように、プラズマ処理条件を変更する。
【００８５】
加工計画プログラムの補正、すなわちプラズマ処理条件の変更の方法としては、例えば、プラズマ発生領域Ｐとワーク１０の被処理面１０１との相対的な移動速度を変更する方法、エッチングレートを変更する方法、これらを組み合わせた方法等が挙げられる。
プラズマ発生領域Ｐとワーク１０の被処理面１０１との相対的な移動速度を変更する方法では、制御手段７は、厚さ測定手段６１の測定結果に基づいて、第１移動手段５１の作動を制御して、上部電極２１とワーク１０との相対移動速度を調整する。具体的には、エッチング量が不足している場合、かかる相対移動速度を遅くし、エッチング量が過剰である場合、かかる相対移動速度を速くするように、加工計画プログラムを補正する。
【００８６】
このように相対移動速度を変更することで、比較的簡単な装置構成で、プラズマ処理条件を制御することができる。また、プラズマ処理のエッチングレート（処理レート）を一定としても、第１移動手段５１の作動を制御することにより、所定部位のエッチング量を調整することができる。そのため、制御が簡単となる。すなわち、後述するような＜１＞〜＜３＞を変更せずに一定とし、補正するパラメータを少なくすることができ、加工計画プログラムの補正がより簡単となる。また、後述するような＜１＞〜＜３＞を変更せずに一定とすることで、プラズマの発生状態の安定化を図り、プラズマ処理の均一化を図ることもできる。
【００８７】
エッチングレートを変更（調整）する方法としては、前述した加工計画プログラムでのエッチングレートの設定のための＜１＞〜＜３＞、すなわち、＜１＞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周波数および大きさ（ＲＦパワー）、＜２＞処理ガスの供給量（処理ガスの種類、混合比などを含む）、＜３＞上部電極２１および下部電極２２の電極間距離のうちのいずれか１つを変更（調整）する方法が挙げられる。
【００８８】
＜１＞を変更する方法では、制御手段７は、厚さ測定手段６１の測定結果に基づいて、通電手段４の作動を制御して、上部電極２１および下部電極２２間に印加するＲＦパワーを調整する。具体的には、エッチング量が不足している場合、ＲＦパワーを大きくし、エッチング量が過剰である場合、ＲＦパワーを小さくするように、加工計画プログラムを補正する。
【００８９】
＜２＞を変更する方法では、制御手段７は、厚さ測定手段６１の測定結果に基づいて、第２移動手段５２（移動手段５）の作動を制御して、上部電極２１および下部電極２２間の距離を調整する。具体的には、エッチング量が不足している場合、かかる距離を小さくし、エッチング量が過剰である場合、かかる距離を大きくするように、加工計画プログラムを補正する。
【００９０】
＜３＞を変更する方法では、制御手段７は、厚さ測定手段６１の測定結果に基づいて、処理ガス供給手段３の作動を制御して、被処理面１０１に供給される処理ガスの量を調整する。具体的には、エッチング量が不足している場合、かかる供給量を増やし、エッチング量が過剰である場合、かかる供給量を少なくする。
以上のような＜１＞〜＜３＞を変更する方法を用いても、比較的簡単な装置構成で、プラズマ処理によるエッチングレート（処理レート）を調整し、プラズマ処理条件を制御することができる。
【００９１】
以上説明したような制御（プラズマ処理条件の変更）は、厚さ測定手段６１の測定位置（測定部６１１の中心Ｐｍ）が図２に示す移動パターンの１行目以降となったとき（ワーク１０上にもたらされた後）、すなわち、例えば、図２に示すような場合、プラズマ発生領域Ｐの中心点Ｐｅがかかる移動パターンの５行目以降となったときに行われる。
また、プラズマ処理条件の変更は、所定時間毎に行われるが、制御手段７は、厚さ測定手段６１の測定位置（検出手段６の検出位置）からプラズマ発生領域Ｐまでのプラズマ発生領域Ｐの移動時間よりも長い時間間隔で、被処理面１０１のプラズマ処理条件を変化させるのが好ましい。これにより、比較的簡単に、プラズマ処理条件の制御の精度を向上させることができる。
【００９２】
この場合、例えば、図２に示すような場合、プラズマ発生領域Ｐの中心位置Ｐｅが蛇行状のパターンの５行目、１０行目、１５行目・・・の軌跡上にあるとき、すなわち、厚さ測定手段６１の測定位置（中心位置Ｐｍ）が蛇行状のパターンの１行目、６行目、１１行目・・・の軌跡上にあるとき、プラズマ処理条件を変更する。このとき、プラズマ処理条件の変更における補正量（制御量）は、その変更時間間隔中の任意の時点での厚さ測定手段６１の測定結果に基づいて決定すればよいが、変更時間間隔中の所定時間に亘る厚さ測定手段６１の測定結果の平均値に基づいて決定するのが好ましい。これにより、ワーク１０の被処理面１０１の局所的な凹凸等による影響をなくし、より高精度な制御を行うことができる。
また、被処理面１０１のプラズマ処理条件を変化させる時間間隔は、上記の時間間隔を満たしつつも、できるだけ短いほうが好ましい。これにより、より高精度な制御を行うことができる。
【００９３】
以上のようにして、ワークの被処理面１０１がプラズマ処理（平坦化処理）される。
なお、本願明細書の「局所的」とは、ワーク１０の平面視（すなわち、ｚ軸方向から見た時の平面視）にて、プラズマ発生領域Ｐ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。
【００９４】
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Ｐ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Ｐ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。
【００９５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明のプラズマ処理装置の第２実施形態について説明する。
図６は、本発明の第２実施形態にかかるプラズマ処理装置におけるワークの被処理面上でのプラズマ発生領域および測定領域（検出位置）の移動パターンを示す図である。
以下、第２実施形態のプラズマ処理装置について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第２実施形態にかかるプラズマ処理装置１は、ワーク１０に対するプラズマ処理方法、具体的には、プラズマ発生領域Ｐとワーク１０との相対的な移動パターンが異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００９６】
図５に示すように、本実施形態のプラズマ処理装置１は、被処理面１０１の中央部１０１ａから縁部１０１ｂに向けてｘ軸方向の線分およびｙ軸方向の線分からなる渦巻きを描くように、ＮＣ制御装置１５によるＮＣ制御により下部電極２２を移動して、被処理面１０１を局所的にプラズマ処理する。
このような渦巻き状の移動パターンを用いることにより、被処理面１０１の中央部１０１ａをプラズマ処理した後に、被処理面１０１の縁部１０１ｂをプラズマ処理することができる。
【００９７】
また、この渦巻き状の移動パターンは、一筆で描くことのできるパターンであるため、均一な放電状態を保ったまま、すなわち経時的に安定なエッチングレートで、被処理面１０１全域をプラズマ処理することができる。また、下部電極２２の無駄な移動がなく、プラズマ処理装置１を停止させることなく、１つのワーク１０に対するプラズマ処理を開始から終了まで連続的に行うことができる。そのため、プラズマ処理の処理時間が短縮され、プラズマ処理の効率化を図ることができる。
特に、本実施形態では、測定部６１１と上部電極２１とが互いの相対位置関係を維持するように設置されているが、厚さ測定手段６１の測定部６１１は、上部電極２１の中心点Ｐｅを通るｚ軸方向に延びる軸線まわりに回動可能に設置されている。
【００９８】
このような測定部６１１は、上部電極２１に対しワーク１０の中央部側に位置するように、プラズマ発生領域Ｓとワーク１０との相対的な移動に伴って回動する。例えば、測定部６１１は、図６にて、上部電極２１（先端２１１）がワーク１０の右側に位置するときは上部電極２１（先端２１１）に対し左側に位置し、上部電極２１（先端２１１）がワーク１０の左側に位置するときは上部電極２１（先端２１１）に対し右側に位置し、上部電極２１（先端２１１）がワーク１０の上側に位置するときは上部電極２１（先端２１１）に対し下側に位置し、上部電極２１（先端２１１）がワーク１０の下側に位置するときは上部電極２１（先端２１１）に対し上側に位置する。
これにより、測定部６１１は、ワーク１０の被処理面１０１のプラズマ処理済みの部位の厚さを測定することができる。なお、測定部６１１を上部電極２１（先端２１１）に対し図６中の上下左右にそれぞれ固定的に設置してもよい（４つの測定部６１１を設置してもよい）。
【００９９】
このような厚さ測定手段６１は、測定部６１１（中心点Ｐｍ）からプラズマ発生領域Ｐ（中心点Ｐｅ）までのプラズマ発生領域Ｐの移動距離が徐々に大きくなっていく。したがって、プラズマ処理条件の変更の時間間隔も、徐々に大きくなっていく。
一方、プラズマ処理条件の変更における補正量（制御量）は、通常、移動パターンの形状にかかわらず、補正を繰り返すことにより、徐々に小さくなっていく。そのため、ワーク１０の中央部１０１ａでは、補正量が大きいが、ワーク１０の縁部では、補正量が少なくて済む。
【０１００】
したがって、前述したようなワーク１０の中央部１０１ａから縁部１０１ｂへ向け渦巻き状となる移動パターンでは、プラズマ処理条件の変更の時間間隔が徐々に大きくなっていっても、その影響が少なく、均一なプラズマ処理を実現することができる。
以上のような第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【０１０１】
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、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
また、前述した実施形態では、被処理面の全域がプラズマ処理されるもの、すなわち、被処理面の全域が有効処理領域であるものについて説明したが、これに限定されず、被処理面の一部（例えば、中央部を除く縁部のみ）が、プラズマ処理される有効処理領域であってもよい。
【０１０２】
また、前述した実施形態では、ワーク（被処理面）の平面視形状として、正方形であるものについて説明したが、特に限定されず、３角形、５角形等の他の多角形、円形、楕円形、異形状をなしていなくてもよい。
また、前述した実施形態では、移動パターンが一筆書きできるものについて説明したが、これに限定されず、例えば、被処理面の中央部における移動パターンの終点と、縁部における移動パターンの始点とが異なるものとなっていてもよい。
また、前述した実施形態では、プラズマ処理を１回行うものについて説明したが、これに限定されず、２回以上行うものであってもよい。２回以上行う場合には、各回でプラズマ処理の条件（例えば、移動パターン、処理ガスの種類など）を変えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるプラズマ処理装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１に示すプラズマ処理装置におけるワークの被処理面上でのプラズマ発生領域および測定領域（検出位置）の移動パターンを示す図である。
【図３】図１に示すプラズマ処理装置におけるプラズマ発生領域と測定領域（検出位置）との位置関係を説明するための模式的断面図である。
【図４】図１に示すプラズマ処理装置におけるプラズマ処理前のワークの拡大断面図である。
【図５】図１に示すプラズマ処理装置におけるプラズマ処理条件の制御を説明するためのワークのプラズマ処理済みの部位を示す拡大断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態にかかるプラズマ処理装置におけるワークの被処理面上でのプラズマ発生領域および測定領域（検出位置）の移動パターンを示す図である。
【符号の説明】
【０１０４】
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  １５……ＮＣ制御装置  ２１……上部電極  ２１１……先端  ２２……下部電極  ２２１……上面  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−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……検出手段  ６１……厚さ測定手段  ６１１……測定部  ６２……表面測定器  ７……制御手段  １０……ワーク  １０１……被処理面  １０１ａ……中央部  １０１ｂ……縁部  １０２……プラズマ処理済みの部位
【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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