JP6859748B2 - 処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、処理装置に関する。

プラズマを用いて、基板に成膜を行う装置が知られている。特許文献１には、真空容器内に基板を保持するホルダを設け、バイアス電源からホルダにバイアス電圧を印加して、成膜を行う装置が記載されている。この装置では、真空容器とバイアス電源とは、絶縁部材により絶縁されている。

特開２０１３−２０６６５２号公報

特許文献１記載の装置では、バイアス電源からホルダへ繋がる電圧線と絶縁部材とが接触する箇所において電界が集中するため、その箇所にプラズマが侵入すると、異常放電が発生する場合があった。また、プラズマを用いてエッチングを行う場合においても同様に異常放電が発生する場合があった。そのため、プラズマを用いて成膜又はエッチングを行う装置において、このような異常放電の発生を抑制可能な技術が望まれていた。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、導電性を有するワークに成膜又はエッチングを行う処理装置が提供される。この処理装置は；対向配置される第１の型及び第２の型を備え、前記第１の型は第１平面部と前記第１平面部から窪んだ第１窪み部と、を有する真空容器と；前記ワークを前記第１平面部及び前記第２の型から離間させる離間部材と；前記第１平面部と前記第２の型との間に配置され、前記ワークと接触する絶縁部材と；前記ワークに電力を印加する電力印加部と；前記第１の型において前記第１平面部から離間して前記第１窪み部に配置され、前記第１窪み部内に磁場を形成する磁場形成部と、を備える。
このような形態の処理装置であれば、磁場形成部によって第１平面部から離間した位置に形成される磁場ではプラズマ密度が高くなり、第１平面部付近ではプラズマ密度が相対的に低くなるため、ワークと第１平面部とで形成される空間にプラズマが侵入することが抑制される。そのため、ワークと絶縁部材とが接触する箇所におけるプラズマの量が低減されるので、異常放電の発生を抑制することができる。

本発明は、上述した処理装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、ワークの一部に成膜又はエッチングを行う方法等の形態で実現することができる。

本発明の一実施形態における処理装置の構成を示す概略断面図。 処理装置の分解斜視図。 処理装置の部分拡大図。 処理装置によるワークの処理方法について示す工程図。 真空容器内に発生したプラズマの様子を説明するための概念図。 変形例３における処理装置を示す図。 変形例４における処理装置を示す図。 変形例５における処理装置を示す図。

Ａ．実施形態：
Ａ１．処理装置の構成：
図１は、本発明の一実施形態における処理装置２００の構成を示す概略断面図である。図２は、処理装置２００の分解斜視図である。図１及び図２には、相互に直交するＸＹＺ軸が図示されている。なお、直交とは、±２０°の範囲を含んでいう。本実施形態では、Ｙ方向は鉛直方向を示し、Ｘ方向は水平方向を示し、Ｚ方向はＹ軸及びＸ軸に垂直な方向を示す。このことは、以降の図においても同様である。

処理装置２００は、プラズマを用いて、導電性を有するワークＷに成膜又はエッチングを行う装置である。本実施形態では、ワークＷは、処理対象物１０とマスキング部材２１、２２とを含む。本実施形態では、処理対象物１０は、燃料電池のセパレータの基材として用いられる板状の金属である。本実施形態では、処理装置２００は、処理対象物１０の処理対象部分１０Ａに、例えばプラズマＣＶＤ法により導電性の炭素系薄膜を形成する。

処理装置２００は、真空容器（チャンバー）１００と、絶縁部材３０と、磁場形成部４０、４１と、離間部材としてのシール部材６１，６２と、電力印加部７０と、を備える。処理装置２００は、さらに、開閉装置５０と、搬送装置５５と、ガス供給装置８０と、排気装置９０と、制御部９５と、パレット１３０とを備える。なお、図２では、開閉装置５０と、搬送装置５５と、電力印加部７０及びその電力導入部７１と、ガス供給装置８０及び供給口８１と、排気装置９０及び排気口９１と、制御部９５と、は図示を省略している。

真空容器１００は、分割可能な容器である。本実施形態では、真空容器１００は、＋Ｙ方向及び−Ｙ方向に分割される。真空容器１００は、金属製の容器であり、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）により形成される。真空容器１００は、対向配置される第１の型１１０と第２の型１２０とを備える。第１の型１１０は、第１平面部１１１と第１平面部１１１から窪んだ第１窪み部１１４とを備える。真空容器１００内にワークＷが配置された状態において、第１窪み部１１４はワークＷから離間する方向に窪んでおり、本実施形態ではワークＷの上面側の処理対象部分１０Ａから見て上方（＋Ｙ方向）に窪んでいる。また、第１窪み部１１４は、側部１１２と底部１１３とを備える。本実施形態では、第１窪み部１１４と第１平面部１１１との接続箇所は、処理対象物１０の端部と、同一のＹＺ平面上に位置している。本実施形態において、第２の型１２０は、第２平面部１２１と、第２平面部１２１から窪んだ１２４とを備える。真空容器１００内にワークＷが配置された状態において、第２窪み部１２４は、ワークＷの下面側の処理対象部分１０Ａから見て下方（−Ｙ方向）に窪んでいる。第２窪み部１２４は、側部１２２と底部１２３とを備える。第２平面部１２１は、第１の型１１０の第１平面部１１１に対応する部分に配置されている。本実施形態では、第２窪み部１２４と第２平面部１２１との接続箇所は、処理対象物１０の端部と、同一のＹＺ平面上に位置している。本実施形態において、第１平面部１１１及び第２平面部１２１は、ＸＺ平面と平行である。第１の型１１０及び第２の型１２０は、真空容器１００内にガス供給装置８０からガスを供給するための供給口８１と、真空容器１００内を排気装置９０によって排気するための排気口９１と、を備える。供給口８１及び排気口９１には、開閉可能な弁が設けられている。また、第２の型１２０は、ワークＷに電圧を印加するための電力導入部７１を備える。第２の型１２０と電力導入部７１との間は、絶縁部材３５によって電気的に絶縁されている。本実施形態において、真空容器１００は、アース電位を有している。

マスキング部材２１、２２は、処理対象物１０の非処理対象部分１０Ｂを覆う部材である。言い換えると、マスキング部材２１、２２は、処理対象物１０の処理対象部分１０Ａにおいて開口する部材である。本実施形態では、マスキング部材２１（上側マスキング部材２１）は、処理対象物１０の第１の型１１０側に配置されている。マスキング部材２２（下側マスキング部材２２）は、処理対象物１０の第２の型１２０側に配置されている。本実施形態において、下側マスキング部材２２は、処理対象物１０を支持する。本実施形態において、マスキング部材２１及びマスキング部材２２は、一部が第１窪み部１１４内及び第２窪み部１２４内に配置され、他の部分が第１平面部１１１と第２平面部の間に配置されている。マスキング部材２１、２２は、導電性の部材で形成されている。処理対象物１０とマスキング部材２１、２２とは、接触することにより電気的に接続されている。

絶縁部材３０は、第１の型１１０の第１平面部１１１と第２の型１２０との間に配置され、ワークＷと接触する。本実施形態では、絶縁部材３０は第１平面部１１１と第２平面部１２１との間に配置され、ワークＷのうちの下側マスキング部材２２と接触する。本実施形態では、絶縁部材３０は、下側マスキング部材２２に接触して下側マスキング部材２２を支持する。絶縁部材３０は、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）や二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）等のセラミックスで形成されている。

パレット１３０は、金属製の板状部材である。パレット１３０は、ワークＷを真空容器１００内に搬送する部材でもある。パレット１３０は、第１の型１１０の第１平面部１１１と第２の型１２０との間に配置される。本実施形態では、パレット１３０には、絶縁部材３０、下側マスキング部材２２、処理対象物１０及び上側マスキング部材２１が、この順に＋Ｙ方向に積載されており、パレット１３０は、絶縁部材３０を介してワークＷを保持する。本実施形態では、パレット１３０は、真空容器１００が閉じられた状態において真空容器１００外に露出する縁部１３０ｔを有する。縁部１３０ｔは、後述する搬送装置５５がパレット１３０を搬送する際に、パレット１３０に接触する部分である。本実施形態において、パレット１３０は、アース電位を有している。パレット１３０は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ステンレス（ＳＵＳ）やチタン（Ｔｉ）等により構成される。

シール部材６１、６２は、第１の型１１０の第１平面部１１１と第２の型１２０との間に配置されている。シール部材６１、６２は、真空容器１００内の気密を保つための部材である。シール部材６１、６２は、絶縁性の部材であり、本実施形態ではゴム製の環状部材である。本実施形態では、シール部材６１、６２は、オーリングを用いている。本実施形態では、シール部材６１は第１の型１１０に設けられた溝部に嵌め込まれている。シール部材６２は、第２の型１２０に設けられた溝部に嵌め込まれている。本実施形態において、シール部材６１、６２は、ワークＷを第１平面部１１１及び第２の型１２０から離間させる離間部材でもある。

開閉装置５０は、真空容器１００を開閉するための装置である。本実施形態では、開閉装置５０は、第１の型１１０を＋Ｙ方向に移動させて真空容器１００を開き、第１の型１１０を−Ｙ方向に移動させて真空容器１００を閉じる。

搬送装置５５は、パレット１３０を真空容器１００内へ搬送し、パレット１３０を真空容器１００外へ搬送するための装置である。本実施形態では、搬送装置５５は、パレット１３０の縁部１３０ｔに接触して、真空容器１００が開いた状態において、パレット１３０及びパレット１３０に積載された絶縁部材３０、マスキング部材２１、２２、処理対象物１０を真空容器１００内に搬送する。また、搬送装置５５は、搬送したパレット１３０を下方に移動させることによってパレット１３０をシール部材６２を介して第２の型１２０上に設置する。また、搬送装置５５は、上方に移動させたパレット１３０をＸＺ平面に沿って移動させて真空容器１００外へ搬送することも可能である。

磁場形成部４０は第１窪み部１１４内に磁場を形成するための装置である。磁場形成部４１は第２窪み部１２４内に磁場を形成するための装置である。本実施形態では、磁場形成部４０、４１は、永久磁石であり、ネオジウム磁石が用いられる。磁場形成部４０は、第１の型１１０において、第１平面部１１１から離間して第１窪み部１１４に配置されている。本実施形態では、磁場形成部４０は、＋Ｘ方向の側部１１２及び−Ｘ方向の側部１１２にそれぞれ配置されている。磁場形成部４１は、第２の型１２０において、第２平面部１２１から離間して第２窪み部１２４に配置されている。本実施形態では、磁場形成部４１は、＋Ｘ方向の側部１２２及び−Ｘ方向の側部１２２にそれぞれ配置されている。

電力印加部７０は、ワークＷに電力を印加するための装置である。電力印加部７０は、真空容器１００内に供給された原料ガスをプラズマ化するための電場を生成する。本実施形態では、電力導入部７１と処理対象物１０及びマスキング部材２１、２２は陰極であり、第１の型１１０、第２の型１２０及びパレット１３０は陽極である。本実施形態では、電力印加部７０は、下側マスキング部材２２を通じて処理対象物１０にバイアス電圧を印加する。電力印加部７０は、例えば、電力導入部７１に−３０００Ｖの電圧を印加することができる。なお、本実施形態では、真空容器１００及びパレット１３０はアース（０Ｖ）に接続されている。

ガス供給装置８０は、供給口８１を介して、真空容器１００内にキャリアガス及び原料ガスを供給する。本実施形態では、ガス供給装置８０は、キャリアガスとして例えば窒素（Ｎ_２）ガスやアルゴン（Ａｒ）ガスを供給し、原料ガスとして例えばピリジン（Ｃ_５Ｈ_５Ｎ）ガスを供給する。ガス供給装置８０は、異なる種類のガスを貯留するタンクと接続されている。ガス供給装置８０は、各タンクと供給口８１との間に設けられた切替弁が操作されることにより、供給口８１に供給されるガスの種類を切り替えることが可能である。また、ガス供給装置８０は、真空容器１００内の圧力を、開閉装置５０が真空容器１００を開くことが可能な程度の圧力に戻すために、処理装置２００による成膜後やエッチング後に真空容器１００内に例えば窒素ガスを供給して真空容器１００を復圧する。

排気装置９０は、排気口９１を介して、真空容器１００内を排気する。排気装置９０は、例えば、ロータリポンプや拡散ポンプ、ターボ分子ポンプ等により構成される。

制御部９５は、処理装置２００全体の動作を制御する。制御部９５は、ＣＰＵとメモリーとを含む。ＣＰＵは、メモリーに格納されたプログラムを実行することによって、処理装置２００の制御を行う。このプログラムは、各種記録媒体に記録されていてもよい。例えば、制御部９５は、開閉装置５０を制御して真空容器１００を開き、搬送装置５５を制御してパレット１３０を搬送する。真空容器１００内にパレット１３０が搬送された後、制御部９５が真空容器１００を閉じると、離間部材としてのシール部材６１、６２がパレット１３０に接触することによって、ワークＷと第１平面部１１１及び第２の型１２０が離間される。また、制御部９５は、排気装置９０を制御して真空容器１００内を排気し、ガス供給装置８０を制御して真空容器１００内にガスを供給し、電力印加部７０を制御してワークＷに電力を印加する。

図３は、処理装置２００の部分拡大図である。図３には、図１に破線で示したＸ部分が示されている。本実施形態では、磁場形成部４０は第１平面部１１１から＋Ｙ方向に離間しており、ワークＷは第１平面部１１１から−Ｙ方向に離間している。図３に示すワークＷと磁場形成部４０との距離Ｄ１は、３００ｍｍ以上である。また、本実施形態では、磁場形成部４１は第２平面部１２１から−Ｙ方向に離間しており、ワークＷは第１平面部１１１から＋Ｙ方向に離間している。図３に示すワークＷと磁場形成部４１との距離Ｄ２は、３００ｍｍ以上である。なお、距離Ｄ１、Ｄ２は１００ｍｍ以上であってもよく、２００ｍｍ以上であってもよい。

図３には、さらに、ワークＷと絶縁部材３０とが接触する箇所（接触点Ｐ１）と、ワークＷと絶縁部材３０とが接触する箇所（接触点Ｐ２）と、が示されている。接触点Ｐ１は、ワークＷと絶縁部材３０とが接触する箇所のうち、第１平面部１１１に対向する箇所である。接触点Ｐ１は、処理装置２００の断面（図３）において、ワークＷと絶縁部材３０とが接触する箇所のうち、第１平面部１１１に最も近い接触箇所である。接触点Ｐ２は、ワークＷと絶縁部材３０とが接触する箇所のうち、第２平面部１２１に対向する箇所である。接触点Ｐ２は、処理装置２００の断面（図３）において、ワークＷと絶縁部材３０とが接触する箇所のうち、第２平面部１２１に最も近い接触箇所である。図３にはさらに、接触点Ｐ１と第１平面部１１１との距離Ａ１と、ワークＷと第１窪み部１１４の底部１１３との距離Ｂ１と、が示されている。距離Ａ１は、ワークＷと絶縁部材３０との接触箇所と、第１平面部１１１との最短距離である。距離Ｂ１は、第１窪み部１１４と対向するワークＷと、第１窪み部１１４の底部１１３との距離であり、第１窪み部１１４の底部１１３とワークＷとの最短距離である。また、図３には、接触点Ｐ２と第２平面部１２１との距離Ａ２と、ワークＷと第２窪み部１２４の底部１２３との距離Ｂ２と、が示されている。距離Ａ２は、ワークＷと絶縁部材３０との接触箇所と、第２平面部１２１との最短距離である。距離Ｂ２は、第２窪み部１２４と対向するワークＷと、第２窪み部１２４の底部１２３との距離であり、第２窪み部１２４の底部１２３とワークＷとの最短距離である。処理装置２００において、距離Ａ１は距離Ｂ１よりも小さい。言い換えると、ワークＷと第１平面部１１１とで形成される空間は、ワークＷと第１窪み部１１４とで形成される空間よりも小さい。また、本実施形態では、距離Ａ２は、距離Ｂ２よりも小さい。言い換えると、ワークＷと第２平面部１２１とで形成される空間は、ワークＷと第２窪み部１２４とで形成される空間よりも小さい。

本実施形態では、距離Ａ１及び距離Ａ２は、ワークＷと真空容器１００との間に電力を印加した場合に、ワークＷと真空容器１００（第１平面部１１１、第２平面部１２１）との間に形成されるシースの距離よりも短い。本実施形態では、距離Ａ１及び距離Ａ２は、２．０ｍｍ以下である。なお、真空容器１００とワークＷとの絶縁性を十分に保つ観点から、距離Ａ１及び距離Ａ２は、０．５ｍｍ以上であることが好ましい。

図３には、さらに、第１窪み部１１４と第１平面部１１１との接続箇所Ｑ１及び第２窪み部１２４と第２平面部１２１との接続箇所Ｑ２から接触点Ｐ１、Ｐ２までのＸ軸に沿った最短距離Ｃが示されている。距離Ｃは、第１窪み部１１４の側部１１２及び第２窪み部１２４の側部１２２から、接触点Ｐ１、Ｐ２までのＸ軸に沿った最短距離でもある。本実施形態では、距離Ｃは、０（ゼロ）よりも大きい。本実施形態では、距離Ｃは、１０ｍｍ以上である。

Ａ２．ワーク処理方法：
図４は、処理装置２００によるワークＷの処理方法について示す工程図である。以下では、処理装置２００によりワークＷの一部に成膜を行う方法を例に挙げて説明する。処理装置２００による成膜では、まず、ワークＷが真空容器１００内に搬送される搬送工程が行われる（ステップＳ１０）。本実施形態では、パレット１３０上に、絶縁部材３０、下側マスキング部材２２、処理対象物１０が積載され、さらに、処理対象物１０の上に上側マスキング部材２１が積載される。こうすることによって、処理対象物１０の非処理対象部分１０Ｂが、マスキング部材２１、２２によって覆われる。その後、真空容器１００の第１の型１１０が開閉装置５０によって＋Ｙ方向に移動され、絶縁部材３０、マスキング部材２１、２２及び処理対象物１０が積載されたパレット１３０が、搬送装置５５によって真空容器１００内に搬送される。搬送されたパレット１３０は、シール部材６２を介して第２の型１２０上に配置される。搬送工程では、パレット１３０が第２の型１２０上に配置されると、真空容器１００が閉じられる。本実施形態では、開閉装置５０によって第１の型１１０が−Ｙ方向に移動される。真空容器１００が閉じられると、離間部材としてのシール部材６１、６２がパレット１３０に接触し、ワークＷと第１平面部１１１及び第２の型１２０が離間される。こうすることによって、ワークＷと第１平面部１１１との間に隙間が形成され、ワークＷと第２平面部１２１との間に隙間が形成される。また、接触点Ｐ１と第１平面部１１１との距離Ａ１は、ワークＷと第１窪み部１１４との距離Ｂ１よりも小さくなる。接触点Ｐ２と第２平面部１２１との距離Ａ２は、ワークＷと第２窪み部１２４との距離Ｂ２よりも小さくなる。

次に、真空容器１００内のガスが排気される排気工程が行われる（ステップＳ２０）。本実施形態では、処理装置２００は、例えば、窒素ガス雰囲気に設置されている。排気工程では、排気装置９０によって排気口９１を介して真空容器１００内の窒素ガスが排気され、真空容器１００内が真空化される。

次に、真空容器１００内に原料ガスが供給されるガス供給工程が行われる（ステップＳ３０）。ガス供給工程では、ガス供給装置８０によって供給口８１を介してキャリアガス及び原料ガスが供給される。真空容器１００内には、キャリアガスとして、例えば、水素ガス及びアルゴンガスが供給される。また、原料ガスとして、窒素ガス及びピリジンガスが供給される。ガス供給工程では、真空容器１００内の圧力値は、例えば、１１Ｐａである。

次に、ワークＷに電力が印加される電力印加工程が行われる（ステップＳ４０）。電力印加工程では、電力印加部７０によって、ワークＷに例えば−３０００Ｖの電力が印加される。電力印加部７０によってワークＷに電力が印加されると、第１窪み部１１４内及び第２窪み部１２４内にプラズマが発生し、処理対象物１０の処理対象部分１０Ａに薄膜が形成される。電力印加工程では、ワークＷに電力が印加されることにより、真空容器１００の第１窪み部１１４内及び第２窪み部１２４内が高温化する。例えば、第１窪み部１１４内及び第２窪み部１２４内に配置される処理対象物１０の中央部分の温度は、６００℃に達する。電力印加工程が終了すると、原料ガスの供給と電力の印加とが停止される。

次に、真空容器１００内の圧力が調整される復圧工程が行われる（ステップＳ５０）。本実施形態では、真空容器１００内の圧力を、開閉装置５０によって真空容器１００を開くことが可能な程度の圧力に戻すために、ガス供給装置８０によって真空容器１００内に窒素ガスが供給される。なお、真空容器１００内の圧力が調整されると、第１の型１１０が開閉装置５０によって＋Ｙ方向に移動され、搬送装置５５によって絶縁部材３０、マスキング部材２１、２２及び処理対象物１０が積載されたパレット１３０が、真空容器１００から搬出される。以上のようにして処理装置２００による一連の処理が終了する。

図５は、真空容器１００内に発生したプラズマの様子を説明するための概念図である。図５には、磁場形成部４０、４１によって形成される磁場が、実線矢印で示されている。プラズマは、マイナス電荷を持った電子とプラス電荷を持ったイオン（正イオン）とが全体として同数存在するものである。電力印加工程においてプラズマが発生すると、第１窪み部１１４内の電子は磁場形成部４０が形成する磁場に引き寄せられる。また、第１窪み部１１４内の正イオンも、電子とともに磁場形成部４０が形成する磁場に引き寄せられる。そのため、第１窪み部１１４内のプラズマ密度は、磁場形成部４０が形成する磁場及びその付近で高くなる。一方、磁場から離れた位置、例えば、第１平面部１１１付近のプラズマ密度は相対的に低くなる。同様に、第２窪み部１２４内の電子は磁場形成部４１が形成する磁場に引き寄せられる。また、第２窪み部１２４内の正イオンも電子とともに磁場形成部４１が形成する磁場に引き寄せられる。そのため、第２窪み部１２４内のプラズマ密度は、磁場形成部４１が形成する磁場を含む磁場及びその付近で高くなる。一方、磁場から離れた位置、例えば、第２平面部１２１付近のプラズマ密度は相対的に低くなる。なお、磁場に引き寄せられた正イオンは、図５に破線矢印で示すように陰極であるワークＷに向かい、ワークＷが成膜される。

Ａ３．効果：
Ａ３−１．効果１：
本実施形態の処理装置２００は、第１の型１１０において、第１平面部１１１から離間して第１窪み部１１４に配置された磁場形成部４０を備える、そのため、磁場形成部４０によって第１平面部１１１から離間した位置に形成される磁場ではプラズマ密度が高くなり、第１平面部１１１付近ではプラズマ密度が相対的に低くなるので、ワークＷと第１平面部１１１とで形成される空間にプラズマが侵入することが抑制される。その結果、ワークＷと絶縁部材３０とが接触する箇所（接触点Ｐ１）におけるプラズマの量が低減されるので、異常放電の発生を抑制することができる。

同様に、処理装置２００は、第２の型１２０において、第２平面部１２１から離間して第２窪み部１２４に配置された磁場形成部４１を備える。そのため、磁場形成部４１によって第２平面部１２１から離間した位置に形成される磁場ではプラズマ密度が高くなり、第２平面部１２１付近ではプラズマ密度が相対的に低くなるので、ワークＷと第２平面部１２１とで形成される空間にプラズマが侵入することが抑制される。その結果、ワークＷと絶縁部材３０とが接触する箇所（接触点Ｐ２）におけるプラズマの量が低減されるので、異常放電の発生を抑制することができる。

また、成膜時には、第１窪み部１１４内及び第２窪み部１２４内にプラズマが発生するため、第１窪み部１１４内及び第２窪み部内に位置するワークＷの温度は、第１平面部１１１と第２平面部１２１との間に位置するワークＷの温度よりも高くなるため、温度差によってワークＷに反りが発生するおそれがある。しかし、本実施形態の処理装置２００によれば、接触点Ｐ１，Ｐ２におけるプラズマの量が低減され、異常放電の発生を抑制することができるため、磁場形成部４０、４１を備えていない場合と比較して、距離Ｃを短くすることが可能となる。その結果、第１窪み部１１４内及び第２窪み部１２４内を広く設計して、第１平面部１１１と第２平面部１２１との間に配置されるマスキング部材２１、２２の容量を小さくすることができるので、マスキング部材２１、２２と接する処理対象物１０の外周部と処理対象部分１０Ａとの温度差によって、処理対象物１０に反りが発生することを抑制することができる。

Ａ３−２．効果２：
また、本実施形態の処理装置２００では、真空容器１００が閉じられた状態において、ワークＷと接触する絶縁部材３０は第１の型１１０の第１平面部１１１と第２の型１２０との間に配置され、ワークＷと絶縁部材３０との接触点（接触箇所）Ｐ１と、第１平面部１１１と、の距離Ａ１は、ワークＷと第１窪み部１１４の底部１１３との距離Ｂ１よりも小さいため、ワークＷと第１平面部１１１とで形成される空間に第１窪み部１１４や第２窪み部１２４からプラズマが侵入することが抑制される。そのため、接触点Ｐ１におけるプラズマの量が低減されるので、異常放電の発生を抑制することができる。

同様に、ワークＷと絶縁部材３０との接触点（接触箇所）Ｐ２と、第２平面部１２１と、の距離Ａ２は、ワークＷと第２窪み部１２４の底部１２３との距離Ｂ２よりも小さいため、ワークＷと第２平面部１２１とで形成される空間に第２窪み部１２４や第１窪み部１１４からプラズマが侵入することが抑制される。そのため、接触点Ｐ２におけるプラズマの量が低減されるので、異常放電の発生を抑制することができる。

また、第１窪み部１１４と第１平面部１１１との接続箇所Ｑ１及び第２窪み部１２４と第２平面部１２１との接続箇所Ｑ２から、絶縁部材３０までのＸ軸に沿った距離Ｃは０（ゼロ）よりも大きいため、第１窪み部１１４及び第２窪み部１２４で形成されるプラズマが発生する空間と、ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ１、Ｐ２とが離れている。そのため、接触点Ｐ１、Ｐ２におけるプラズマの量がより低減されるので、異常放電の発生をより抑制することができる。

また、ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ１と、第１平面部１１１と、の距離Ａ１は、ワークＷと第１平面部１１１との間に形成されるシースの距離よりも短いため、ワークＷと第１平面部１１１との間にプラズマを発生させないようにすることができる。また、ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ２と、第２平面部１２１と、の距離Ａ２は、ワークＷと第２平面部１２１との間に形成されるシースの距離よりも短いため、ワークＷと第２平面部１２１との間にプラズマを発生させないようにすることができる。そのため、接触点Ｐ１、Ｐ２におけるプラズマの量が効果的に低減されるので、異常放電の発生を効果的に抑制することができる。

また、距離Ａ１及び距離Ａ２は２．０ｍｍ以下であるため、ワークＷと第１平面部１１１とで形成される空間及びワークＷと第２平面部１２１とで形成される空間に、第１窪み部１１４及び第２窪み部１２４からプラズマが侵入することが一層抑制される。また、ワークＷと第１平面部１１１との間にプラズマを発生させないようにすることができる。また、ワークＷと第２平面部１２１との間にプラズマを発生させないようにすることができる。そのため、接触点Ｐ１、Ｐ２におけるプラズマの量が一層低減されるので、異常放電の発生を一層抑制することができる。

また、処理装置２００において、ワークＷの処理対象部分１０Ａは第１窪み部１１４内の空間及び第２窪み部１２４内の空間に向けられており、絶縁部材３０とワークＷの端部（マスキング部材２２の端部）とは、第１平面部１１１と第２平面部１２１との間に位置している。そのため、ワークＷ全体をプラズマが発生する空間内に収容する場合と比較して、処理装置２００を小型化することができる。また、処理装置２００では、成膜又はエッチングのために排気が行われる空間が小さいので、排気に要する時間を短くすることができ、ワークＷに成膜又はエッチングを行うために要する時間を短くすることができる。

Ｂ．変形例：
Ｂ１．変形例１：
上述の実施形態では、処理装置２００は、磁場形成部４０、４１を備えているが、処理装置２００は、第１の型１１０と第２の型のいずれか一方に磁場形成部を備えていればよい。また、上述の実施形態では、磁場形成部４０は、第１の型１１０において側部１１２に配置され、磁場形成部４１は第２の型１２０において側部１２２に配置されている。これに対し、磁場形成部４０は底部１１３に配置されていてもよく、磁場形成部４１は底部１２３に配置されていてもよい。また、例えば、磁場形成部４０は、側部１１２と底部１１３とにそれぞれ配置されていてもよい。この場合には、側部１１２に配置された磁場形成部４０が形成する磁場と、底部１１３に配置された磁場形成部４０が形成する磁場と、が互いに弱めあわないように、それぞれの磁場形成部４０の位置を離すことが好ましい。

Ｂ２．変形例２：
上述の実施形態では、磁場形成部４０、４１はネオジウム系の永久磁石であるが、磁場形成部４０、４１は、サマリウム−コバルト等のサマリウム系磁石や、フェライト系の磁石であってもよい。また、磁場形成部４０、４１は、コイルとコイルに電流を流す電源とから構成されていてもよい。

Ｂ３．変形例３：
図６は、変形例３における処理装置２００ｍを示す図である。本変形例の処理装置２００ｍでは、第１窪み部１１４ｍと第１平面部１１１ｍとの接続箇所Ｑ１及び第２窪み部１２４ｍと第２平面部１２１ｍとの接続箇所Ｑ２から、ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ１、Ｐ２までの第１平面部１１１ｍに沿った最短距離が、０（ゼロ）である。本変形例では、接続箇所Ｑ２と接触点Ｐ２とは、同一のＹＺ平面に位置している。そのため、真空容器１００ｍでは、上側マスキング部材２１が、上述の実施形態よりも第１の型１１０ｍの第１窪み部１１４ｍ内に露出しており、下側マスキング部材２２の一部が、上述の実施形態よりも第２の型１２０ｍの第２窪み部１２４ｍ内に露出している。なお、本変形例においても、上述の実施形態と同様に、第１の型１１０ｍは、第１平面部１１１ｍから離間して第１窪み部１１４ｍに配置された磁場形成部４０を備える。また、第２の型１２０ｍは、第２平面部１２１ｍから離間して第２窪み部１２４ｍに配置された磁場形成部４１を備える。さらに、本変形例においても、上述の実施形態と同様に、接触点Ｐ１と第１平面部１１１ｍとの距離は、ワークＷと第１窪み部１１４ｍの底部１１３ｍとの距離よりも小さい。また、接触点Ｐ２と第２平面部１２１ｍとの距離は、ワークＷと第２窪み部１２４ｍの底部１２３ｍとの距離よりも小さい。そのため、このような処理装置２００ｍによっても、上述の効果１及び効果２を奏する。

Ｂ４．変形例４：
図７は、変形例４における処理装置２００ｂを示す図である。処理装置２００ｂは、実施形態の処理装置２００とは異なり、処理対象物１０の第１窪み部１１４側のみに成膜又はエッチングを行う。そのため、本変形例では、真空容器１００ｂの第２の型１２０ｂと処理対象物１０との間に空間がなく、第２の型１２０ｂ上に絶縁部材３０ｂが接触し、絶縁部材３０ｂ上に下側マスキング部材２２ｂが接触し、下側マスキング部材２２ｂ上に処理対象物１０の下側全面が接触する。また、本変形例では、処理装置２００ｂがパレット１３０を備えていない。また、本変形例では、第１の型１１０ｂ側に電力導入部７１が備えられている。処理装置２００ｂでは、絶縁部材３０ｂが第１平面部１１１と第２の型１２０ｂとの間でワークＷに接触する。また、処理装置２００ｎでは、絶縁性のシール部材６１と絶縁部材３０ｂとが、ワークＷを第１平面部１１１部及び前記第２の型１２０ｂから離間させる離間部材に相当する。なお、本変形例においても、上述の実施形態と同様に、第１の型１１０ｂは、第１平面部１１１から離間して第１窪み部１１４に配置された磁場形成部４０を備える。さらに、本変形例においても、ワークＷと絶縁部材３０ｂとの接触点Ｐ１ｂと、第１平面部１１１と、の距離は、ワークＷと第１窪み部１１４の底部１１３との距離よりも小さい。そのため、このような処理装置２００ｂによっても、上述の効果１及び効果２を奏する。

Ｂ５．変形例５：
図８は、変形例５における処理装置２００ｎを示す図である。処理装置２００ｎでは、パレット１３０及び絶縁部材３０が用いられずに、ワークＷ（処理対象物１０ｎ）が搬送装置５５によって真空容器１００内に搬送される。処理装置２００ｎでは、絶縁性のシール部材６１ｎ、６２ｎが、第１平面部１１１と第２の型１２０との間でワークＷに接触する。処理装置２００ｎでは、シール部材６１ｎ、６２ｎがワークＷを第１平面部１１１部及び前記第２の型１２０から離間させる離間部材に相当する。シール部材６１ｎは、第１の型１１０の第１平面部１１１及び処理対象物１０ｎの非処理対象部分１０ｎＢに接触している。シール部材６２ｎは、第２の型１２０の第２平面部１２１及び非処理対象部分１０ｎＢに接触している。本変形例においても、上述の実施形態と同様に、第１の型１１０は、第１平面部１１１から離間して第１窪み部１１４に配置された磁場形成部４０を備え、第２の型１２０は、第２平面部１２１から離間して第２窪み部１２４に配置された磁場形成部４１を備える。また、図８には、ワークＷとシール部材６１ｎとの接触点Ｐ１ｎと、ワークＷとシール部材６２ｎとの接触点Ｐ２ｎと、が示されている。本変形例においても、上述の実施形態と同様に、接触点Ｐ１ｎと第１平面部１１１との距離は、ワークＷと第１窪み部１１４の底部１１３との距離よりも小さい。また、接触点Ｐ２ｎと第２平面部１２１との距離は、ワークＷと第２窪み部１２４の底部１２３との距離よりも小さい。このような処理装置２００ｎによっても、上述の実施形態の効果１及び効果２を奏する。なお、本変形例において、ワークＷは、処理対象物１０ｎとマスキング部材２１、２２とにより構成されていてもよい。

Ｂ６．変形例６：
上述の実施形態では、処理装置２００によりワークＷの一部に成膜を行っている。これに対し、処理装置２００により、ワークＷの一部にエッチングを行ってもよい。エッチングを行う場合には、上述の処理のうち、ガス供給工程（図４）において、真空容器１００内に例えば主にアルゴンを含むガスが供給されてもよい。

Ｂ７．変形例７：
上述の実施形態では、接触点Ｐ１と第１平面部１１１との距離Ａ１は、ワークＷと第１平面部１１１との間に形成されるシースの距離よりも短く、接触点Ｐ２と第２平面部１２１との距離Ａ２は、ワークＷと第２平面部１２１との間に形成されるシースの距離よりも短い。これに対し、距離Ａ１と距離Ａ２とのうち、いずれか一方がシースの距離よりも大きくてもよく、両方がシースの距離よりも大きくてもよい。また、上述の実施形態では、距離Ａ１及び距離Ａ２は２．０ｍｍ以下である。これに対し、距離Ａ１と距離Ａ２のうち、いずれか一方が２．０ｍｍより大きくてもよく、両方が、２．０ｍｍより大きくてもよい。

Ｂ８．変形例８：
上述の実施形態では、第１窪み部１１４は、側部１１２と底部１１３とを備えているが、第１窪み部１１４は、第１平面部１１１から処理対象物１０と離れる方向に窪んでいればよく、例えば、半球状であってもよい。この場合には、第１窪み部１１４の底部１１３は、第１窪み部１１４と対向するワークＷから最も離れた箇所であってもよく、ワークＷと第１窪み部１１４の底部１１３との距離Ｂ１は、第１窪み部１１４と対向するワークＷと、第１窪み部１１４のワークＷから最も離れた箇所と、の距離であってもよい。

Ｂ９．変形例９：
上述の実施形態では、真空容器１００及びパレット１３０はアース電位であるが、真空容器１００及びパレット１３０はアース電位でなくてもよい。電力印加部７０は真空容器１００と処理対象物１０との間に処理対象物１０を成膜又はエッチングするための電力を印加できればよい。

本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態や変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組合せを行うことが可能である。また、前述した実施形態及び各変形例における構成要素の中の、独立請求項で記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。

１０、１０ｎ…処理対象物
１０Ａ、１０ｎＡ…処理対象部分
１０Ｂ、１０ｎＢ…非処理対象部分
２１、２２、２２ｂ…マスキング部材
３０、３０ｂ…絶縁部材
３５…絶縁部材
４０、４１…磁場形成部
５０…開閉装置
５５…搬送装置
６１、６２、６１ｎ、６２ｎ…シール部材
７０…電力印加部
７１…電力導入部
８０…ガス供給装置
８１…供給口
９０…排気装置
９１…排気口
９５…制御部
１００、１００ｂ、１００ｍ…真空容器
１１０、１１０ｂ、１１０ｍ…第１の型
１１１、１１１ｍ…第１平面部
１１２…側部
１１３、１１３ｍ…底部
１１４、１１４ｍ…第１窪み部
１２０、１２０ｂ、１２０ｍ…第２の型
１２１、１２１ｍ…第２平面部
１２２…側部
１２３、１２３ｍ…底部
１２４、１２４ｍ…第２窪み部
１３０…パレット
１３０ｔ…縁部
２００、２００ｂ、２００ｍ、２００ｎ…処理装置
Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ、Ｄ１、Ｄ２…距離
Ｐ１、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｎ、Ｐ２、Ｐ２ｎ…接触点
Ｑ１、Ｑ２…接続箇所
Ｗ…ワーク

Claims (1)

1. プラズマを用いて導電性のワークに成膜又はエッチングを行う処理装置であって、
   対向配置される第１の型及び第２の型を備える真空容器であって、前記第１の型は第１平面部と前記第１平面部から窪んだ第１窪み部とを有し、前記第２の型は第２平面部と前記第２平面部から窪んだ第２窪み部とを有する、真空容器と、
   前記ワークを前記第１平面部及び前記第２の型から離間させる離間部材と、
   前記第１平面部と前記第２の型との間に配置され、前記ワークと接触する絶縁部材と、
   前記ワークに電力を印加する電力印加部と、
   前記第１の型において前記第１平面部から離間して前記第１窪み部に配置され、前記第１窪み部内に磁場を形成する磁場形成部と、
   前記第２の型において前記第２平面部から離間して前記第２窪み部に配置され、前記第２窪み部内に磁場を形成する磁場形成部と、を備える、
   処理装置。

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