JP2021114568A - プラズマ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パーティクルの発生を抑え、加工対象物へのプラズマ加工を行うことが可能なプラズマ加工装置および成膜装置を提供する。【解決手段】プラズマを用いてエッチング対象物の被加工部のエッチングを行うプラズマ加工装置１であり、エッチング対象物２を保持する被加工物保持部５と、被加工物保持部５の近傍にプラズマを形成させるプラズマ電極７２と、を備え、プラズマ電極７２の少なくとも表層部とエッチング対象物２の被加工部とで材料設計上の構成要素の元素成分として同じ元素を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、基材表面をエッチングもしくは基材表面に薄膜を形成するためのプラズマ加工装置、および成膜装置に関するものである。

近年、プラズマを用いた加工法が種々の技術分野で提案されている。たとえば、微細加工のためのドライエッチング法や、薄膜形成のためのスパッタリング法もしくはプラズマＣＶＤ法、およびイオン注入法などがそれにあたり、中でもドライエッチング法は、微細な電気回路パターン形成を半導体基板上に行うための必須技術であり、回路の高密度化にともなう加工アスペクト比向上加工対象物の大面積化にともなう面内均一性向上、処理時間短縮のためのエッチングレート向上などに関する技術開発が盛んに行われている。

ドライエッチングは、たとえば下記特許文献１に示されるドライエッチング装置によって実施される。減圧チャンバー内のアノード電極に高周波が印加されることにより、減圧チャンバー内の反応ガスが電離、解離してプラズマが形成される。そして、減圧チャンバー内に載置された半導体ウェーハやプラスチックフィルムといった加工対象物がこのプラズマ中に生成されたラジカルやイオンにさらされることにより、加工対象物のエッチングが行われる。

特開平２００６−４９４６８号公報

しかし、上記のプラズマエッチング装置では、減圧チャンバー内でパーティクルが発生し、それが加工対象物に付着するおそれがあった。具体的には、減圧チャンバー内でドライエッチング法によりエッチングされる物は減圧チャンバー内に載置された加工対象物に限らず、アノード電極もエッチングされる可能性がある。このアノード電極のエッチングによりパーティクルが発生する場合、このパーティクルが加工対象物に付着する可能性があるという問題があった。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、パーティクルの発生を抑え、加工対象物へのプラズマ加工を行うことが可能なプラズマ加工装置および成膜装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために本発明のプラズマ加工装置は、プラズマを用いてエッチング対象物の被加工部のエッチングを行うプラズマ加工装置であり、前記エッチング対象物を保持する被加工物保持部と、前記被加工物保持部の近傍にプラズマを形成させるプラズマ電極と、を備え、前記プラズマ電極の少なくとも表層部と前記エッチング対象物の被加工部とで材料設計上の構成要素の元素成分として同じ元素を含むことを特徴としている。

上記プラズマ加工装置によれば、パーティクルの発生を抑え、エッチング対象物のエッチングを行うことが可能である。具体的には、プラズマ電極の少なくとも表層部とエッチング対象物の被加工部とで材料設計上の構成要素の元素成分として同じ元素を含むことにより、エッチング対象物がエッチングされることによって生じる反応生成物とプラズマ電極がエッチングされることによって生じる反応生成物が同種であるため、エッチング時に予期せぬ反応によってプラズマ電極からパーティクルが生じてエッチング対象物およびプラズマ電極に付着することを防ぐことができる。

また、上記課題を解決するために本発明のプラズマ加工装置は、プラズマを用いて成膜対象物の被加工部に所定の薄膜を形成するプラズマ加工装置であり、前記成膜対象物を保持する被加工物保持部と、前記被加工物保持部の近傍にプラズマを形成させるプラズマ電極と、を備え、前記プラズマ電極の少なくとも表層部と前記所定の薄膜とで材料設計上の構成要素の元素成分として同じ元素を含むことを特徴としている。

上記プラズマ加工装置によれば、パーティクルの発生を抑え、成膜対象物物への薄膜の形成を行うことが可能である。具体的には、プラズマ電極の少なくとも表層部と薄膜とで材料設計上の構成要素の元素成分として同じ元素を含むことにより、成膜対象物への成膜時に仮にプラズマ電極にも薄膜が形成されたとしても、その薄膜はプラズマ電極から剥がれにくいため、成膜対象物にパーティクルが付着することを防ぐことができる。

また、前記プラズマ電極は、前記プラズマ電極の表層部を形成するカバー部と、当該カバー部により周囲を覆われるコア部と、を有し、当該カバー部が交換可能であると良い。

こうすることにより、複数種類のエッチング対象物もしくは成膜対象物があるような場合でも、それぞれに応じてカバー部を選択することにより、エッチング時に予期せぬ反応によってプラズマ電極からパーティクルが生じてエッチング対象物およびプラズマ電極に付着することを防ぐことができる。また、成膜時にプラズマ電極にも薄膜が形成されたとしても、そのプラズマ電極から薄膜が剥がれにくくなり、成膜対象物にパーティクルが付着することを防ぐことができる。

また、上記課題を解決するために本発明の成膜装置は、所定の搬送経路にしたがって搬送される基材の被加工部をエッチングした後、基材の当該被加工部を含む面に所定の薄膜を形成する成膜装置であり、基材の被加工部をエッチングするエッチング部と、基材の搬送経路において前記エッチング部よりも下流側に位置し、基材の前記被加工部を含む面に前記所定の薄膜を形成する薄膜形成部と、を有し、前記エッチング部は、基材の近傍にプラズマを形成させるプラズマ電極を備え、当該プラズマ電極の少なくとも表層部と基材の被加工部とで材料設計上の構成要素の元素成分として同じ元素を含むことを特徴としている。

上記成膜装置によれば、基材にパーティクルが付着することを抑え、基材のエッチングを行うことが可能である。

また、上記課題を解決するために本発明の成膜装置は、所定の搬送経路にしたがって搬送される基材に薄膜を形成する成膜装置であり、基材の表面に所定の薄膜を形成する薄膜形成部と、基材の搬送経路において前記薄膜形成部よりも下流側に位置し、前記所定の薄膜の少なくとも一部をエッチングするエッチング部と、を有し、前記エッチング部は、基材の近傍にプラズマを形成させるプラズマ電極を備え、当該プラズマ電極の少なくとも表層部と前記所定の薄膜とで材料設計上の構成要素の元素成分として同じ元素を含むことを特徴としている。

上記成膜装置によれば、薄膜や基材にパーティクルが付着することを抑え、基材上に形成された薄膜のエッチングを行うことが可能である。

本発明のプラズマ加工装置および成膜装置によれば、パーティクルの発生を抑え、加工対象物へのプラズマ加工を行うことができる。

本発明の一実施形態におけるプラズマ加工装置を表す概略図である。 本発明の一実施形態におけるプラズマ加工装置を表す断面図である。 カバー部が交換可能なプラズマ電極を表す概略図である。 本発明の一実施形態における成膜装置を表す概略図である。

本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。

図１、図２は、本発明の一実施形態におけるプラズマ加工装置１の概略図であり、図１は正面図、図２は下面図であり、図１におけるａａ断面図である。

プラズマ加工装置１は、本実施形態ではドライエッチング装置であり、ドライエッチング法によってエッチング対象物の被加工部のエッチングを行う。また、本実施形態ではエッチング対象物は樹脂フィルムなどといった可撓性を有する基材２であり、一方向に長い形状を有している。

このプラズマ加工装置１は、基材２を送り出す巻出しロール３と、供給された基材２を巻き取る巻取りロール４と、巻出しロール３と巻取りロール４との間に配置されるメインロール５と、これらを収容するメインロールチャンバ６と、基材２へのエッチングを行う加工チャンバ７とを有しており、巻出しロール３から送り出された基材２をメインロール５の外周面５１に沿わせて搬送させつつ、加工チャンバ７を通過させることにより、基材２上の被加工部がエッチングされ、巻取りロール４で巻き取られるようになっている。

巻出しロール３および巻取りロール４は略円筒形状の芯部３１および芯部４１を有しており、これら芯部３１および芯部４１には基材２が巻き付けられ、これら芯部３１および芯部４１を回転駆動させることにより、基材２を送り出し、または巻き取ることができる。すなわち、図示しない制御装置により芯部３１および芯部４１の回転が制御されることにより、基材２の送り出し速度もしくは巻き取り速度を増加及び減少させることができる。具体的には、基材２が下流側から引張力を受けた状態で上流側の芯部を回転させることにより基材２が下流側に送り出され、適宜、この上流側の芯部にブレーキをかけることにより基材２が撓むことなく一定速度で送り出されるようになっている。また、下流側の芯部の回転が調節されることにより、送り出された基材２が撓むのを抑えつつ、逆に基材２が必要以上の張力がかからないようにして巻き取ることができるようになっている。

基材２は、上記の通り一方向に延びる薄板状の長尺体であり、厚み０．０１ｍｍ〜０．２ｍｍ 幅５ｍｍ〜１６００ｍｍの平板形状を有する長尺体が適用される。また、材質として、特に限定しないが、たとえばＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）などの樹脂フィルムが好適に用いられる。

このように、上記の巻出しロール３と巻取りロール４とが一対となり、一方が基材２を送り出し、他方が前記送り出し速度と同じ巻き取り速度で基材２を巻き取ることによって、基材２にかかる張力を所定の値で維持しながら基材２を搬送することが可能である。

メインロール５は、基材２のエッチングの際に基材２の姿勢を保ちつつ、上流側の巻出しロール３から供給された基材２を下流側の巻取りロール４に搬送するための搬送部である。すなわち、本発明においてメインロール５は、エッチング対象物である基材２を保持する被加工物保持部の役割を果たす。

メインロール５は、基材２の搬送経路において巻出しロール３と巻取りロール４との間に配置されており、芯部３１及び芯部４１よりも大径の略円筒形状に形成されている。メインロール５の外周面５１は、周方向に曲率が一定の曲面で形成されており、図示しない制御装置により芯部３１及び芯部４１の回転に応じて駆動制御され、巻出しロール３から送り出された基材２は、所定の張力が負荷された状態でメインロール５の外周面５１に沿って搬送される。すなわち、メインロール５の外周面５１に基材２が沿った状態でメインロール５が巻出しロール３及び巻取りロール４の回転に応じて回転することにより、基材２は、基材２全体が張った状態で、その表面が加工チャンバ７それぞれに対向する姿勢で巻出しロール３から巻取りロール４へ搬送されるようになっている。

このように基材２が張った状態で搬送され、成膜されることにより、成膜時の基材２のばたつきを防ぐことができ、基材２のエッチング精度を向上させることができる。また、メインロール５の曲率半径を大きくすることにより、基材２がより平坦に近い状態で支持されながらエッチングが行われるため、エッチング後の基材２に反りが生じることを防ぐことができる。

メインロールチャンバ６は、メインロール５を収容してチャンバ内の圧力を一定に保持するために周囲をカバーに囲まれた空間である。メインロールチャンバ６は、プラズマ加工装置１の外装を形成するカバーのほかに間仕切り部６１を有し、この間仕切り部６１によりメインロールチャンバ６と後述の加工チャンバ７とがプラズマ加工装置１内で仕切られている。この間仕切り部６１によって、基材２の一部のみが加工チャンバ７にさらされる形態をとる。

また、本実施形態では加工チャンバ７側にのみ真空ポンプ７１が設けられ、真空ポンプ７１が作動することにより加工チャンバ７とともにメインロールチャンバ６も減圧される形態をとっているが、メインロールチャンバ６側にも真空ポンプが設けられていても良い。

加工チャンバ７は、ドライエッチング法により基材２上の被加工部をエッチングする手段である。この加工チャンバ７は、チャンバ内を減圧する真空ポンプ７１と、プラズマを発生させるための高電圧を印加するプラズマ電極７２と、エッチングガスをチャンバ内に供給するガス供給部７３と、を有している。また、このガス供給部７３からは、プラズマを形成するためのプラズマ形成ガスも供給される。

また、基材２において被加工部のみが選択的にエッチングされるよう、この加工チャンバ７内で被加工部以外の部分を覆うよう、マスクが設けられている。もしくは、基材２の被加工部以外の部分にエッチング不可の硬質膜があらかじめ形成されている。

加工チャンバ７では、真空ポンプ７１により加工チャンバ７内が減圧されてガス供給部７３からプラズマ形成ガスが供給された状態でプラズマ電極７２に電圧が印加されることにより、プラズマ電極７２の近傍でプラズマが発生し、被加工物保持部であるメインロール５の近傍を含む加工チャンバ７内がプラズマ雰囲気となる。このようにプラズマ雰囲気となった状態において、ガス供給部７３からエッチングガスが供給されることにより、エッチングガスがこのプラズマにより分解されて、基材２をエッチングすることが可能なイオン、ラジカルが形成される。

また、本実施形態では、減圧による加工チャンバ７内の圧力を制御する図示しない圧力制御機構がさらに設けられており、エッチングガスが供給される前に所定の圧力になるまで、真空ポンプ７１によって加工チャンバ７内が減圧される。

プラズマ電極７２は、図２に示すようにメインロール５の幅方向（Ｙ軸方向）に延びる略Ｕ字形状を有する誘導結合型（ＩＣＰ）電極であり、密度の高いプラズマを形成する。また、プラズマ電極７２の端部には、図示しない高周波電源が接続されている。

また、プラズマ電極７２の折り返し部分は加工チャンバ７の外側に位置するように形成されており、プラズマ電極７２の略直線状の部分のみがメインロール５上の基材２と対向するようになっている。

プラズマ電極７２の断面は、コア部７２ａの周囲をカバー部７２ｂが囲う形態を有している。コア部７２ａは、銅パイプで形成される芯部をＳｉＯ２から形成される外殻部が囲う形態を有し、高周波電源は、芯部に接続されている。減圧環境下においてこの芯部に高周波電力が印加されることにより、コア部７２ａの周囲に誘導結合プラズマが生じる。この際、プラズマはカバー部７２ｂと接している。

また、誘導結合プラズマが形成されている間、コア部７２ａの芯部は加熱されるが、芯部を冷却するために芯部の内部に冷却水を流したり芯部と外殻部の間に空気もしくは冷却水を流すというような措置がとられている。

ここで、カバー部７２ｂの少なくとも表層部は、エッチング対象物である基材２の被加工部と比較した場合に材料設計上の構成要素の元素成分として同じ元素を含んでいる。具体的には、プラズマ加工装置１が基材２の表面に形成されたＳｉＯ２膜をエッチングするものであるならばカバー部７２ｂの少なくとも表層部はＳｉＯ２をはじめとする、構成元素にＳｉとＯとが含有されている部材で構成されている。すなわち、主たる構成元素が基材２とカバー部７２ｂとで同一である。また、プラズマ加工装置１が基材２の表面に形成されたＳｉＮ膜をエッチングするものであるならばカバー部７２ｂの少なくとも表層部は、構成元素にＳｉとＮとが含有されている部材で構成されている。

なお、プラズマ電極７２により高密度なプラズマを安定して形成させるためには、カバー部７２ｂの少なくとも表層部の誘電率は１５以下であることが好ましく、さらには１０以下であることが好ましい。ここで、ＳｉＯ２の誘電率は３．７〜３．９、ＳｉＮの誘電率は７．３〜１０である。

また、本実施形態では、カバー部７２ｂは交換可能な形態を有している。たとえば、図３（ａ）に示すようにカバー部７２ｂは円筒をいわゆる半割りにした２つの部品からなり、コア部７２ａをはさんでこの２つの部品を結合させることによってカバー部７２ｂがコア部７２ａを囲う状態を形成する。また、図３（ｂ）に示すように直線部を形成する部分のカバー部７２ｂが引き抜き可能な形態であっても良い。

また、プラズマ電極７２はメインロール５よりも下方に配置されており、万が一プラズマ電極７２からパーティクルが発生し、飛散したとしても、重力により基材２から遠ざかる方向に力がかかるようにされている。

ガス供給部７３は、加工チャンバ７内に設けられた、メインロール５の幅方向（Ｙ軸方向）に延びるパイプ状の部材であり、プラズマ加工装置１の外の図示しない原料ガス供給手段と配管を経由して接続されている。また、ガス供給部７３には、図２に示す通りＹ軸方向に複数の開口７３ａが設けられている。これら開口７３ａは、メインロール５と対向するように設けられており、メインロール５上の基材２に対し、基材２の幅方向（Ｙ軸方向）にわたって略均一にエッチングガスを分布させる。

また、本実施形態では、ガス供給部７３はプラズマ加工装置１の外の図示しないプラズマ形成ガス供給手段とも配管を経由して接続されており、上記の通りプラズマ形成ガスもガス供給部７３から加工チャンバ７内のプラズマ電極７２の近傍へ供給される。

ここで、本実施形態では、エッチングガスはたとえばハロゲン元素を含むガスであり、フッ素系であればＣ２Ｆ６やＣＦ４などに代表される。また、このガスにＯ２やＨ２が混合されていても構わない。

また、プラズマ電極７２およびガス供給部７３は、メインロール５と対向する方向に開口を有する電極カバー７４に囲まれている。成膜中は成膜チャンバ７は減圧状態ではあるが、この電極カバー７４によって、プラズマ電極７２の近傍に供給されたプラズマ形成ガスが拡散することが抑えられ、プラズマの形成および維持を容易にすると同時に、図１に矢印で示すようにガス供給部７３から基材２の近傍を通過して真空ポンプ７１へ至る気流を形成している。

次に、以上の構成を有するプラズマ加工装置１によって得られる効果について説明する。

加工チャンバ７内では、ガス供給部７３からプラズマ形成ガスおよびエッチングガスが真空ポンプ７１によって減圧された加工チャンバ７内に供給され、プラズマ電極７２に高周波電圧が印加されることによって、上記の通りプラズマが発生し、メインロール５に支持された基材２の近傍でプラズマに分解されたエッチングガスに起因して基材２の被加工部がドライエッチングされる。

一方、これと同時に、プラズマ電極７２もプラズマおよびエッチングガスにさらされているため、プラズマ電極７２の表層部もドライエッチングされる可能性がある。

これに対し、本発明ではエッチング対象物である基材２の被加工部と比較した場合にプラズマ電極７２の表層部は材料設計上の構成要素の元素成分として同じ元素を含んでいる。そのため、基材２をドライエッチングした際に生じる反応生成物とプラズマ電極７２がエッチングされることによって生じる反応生成物は同種である。そのため、この反応生成物がプラズマ電極７２から基材２へ到達したとしても、基材２のエッチングを阻害するものにはならない。したがって、ドライエッチング時に予期せぬ反応によってプラズマ電極７２からパーティクルが生じて基材２およびプラズマ電極７２自身に付着することを防ぐことができる。

また、カバー部７２ｂが交換可能であることにより、複数種類のエッチング対象物があるような場合でも、それぞれに応じてカバー部７２ｂを選択することにより、エッチング時に予期せぬ反応によってプラズマ電極からパーティクルが生じてエッチング対象物およびプラズマ電極に付着することを防ぐことができる。具体的には、基材２の表面に形成されたＳｉＯ２膜をエッチングするためにプラズマ加工装置１を用いる際には、少なくとも表層部がＳｉＯ２を代表とする、構成元素にＳｉとＯとが含有されている部材で構成されているカバー部７２ｂをコア部７２ａの周囲に装着し、また、基材２の表面に形成されたＳｉＮ膜をエッチングするためにプラズマ加工装置１を用いる際には、少なくとも表層部が構成元素にＳｉとＮとが含有されている部材で構成されているカバー部７２ｂをコア部７２ａの周囲に装着するよう、都度カバー部７２ｂの交換を行うことによって、ドライエッチング中にカバー部７２ｂからパーティクルが発生することを防ぐことができる。

また、カバー部７２ｂの交換は、ドライエッチングが進行してカバー部７２ｂの損傷が重度になった場合にも実施される。

また、本実施形態ではプラズマ電極７２として誘導結合型電極を用いていることにより、他の形態の電極、たとえば容量結合型（平行平板型、ＣＣＰ）の電極を用いてプラズマを形成する場合に比べて、密度の高いプラズマをプラズマ電極７２と基材２との間に形成することができる。そのため、基材２を支持するメインロール５へバイアス電圧を印加せずともドライエッチングを行うことが可能である。基材２を搬送するために自ら回転駆動するメインロール５へ仮にバイアス電圧を印加する場合、予期せぬ放電がメインロール５の近辺で生じ、基材２およびプラズマ加工装置１自体が損傷するおそれがあるが、誘導結合型電極を用いてプラズマを形成することにより、それを回避することができる。

また、本実施形態では、ガス供給部７３が電極カバー部７４で囲われ、基材２の近傍を通過する気流が形成されることにより、より効率的に基材２の被加工部へのドライエッチングが実施される。

以上の説明では、プラズマ加工装置１は基材２へのドライエッチング用途で用いられているが、たとえばプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などによる成膜用途で上記のプラズマ加工装置１を適用することも可能である。

ドライエッチング用途の場合、ガス供給部７３から加工チャンバ７内へプラズマ形成ガスおよびエッチングガスが供給されるが、成膜用途の場合、プラズマ形成ガスおよび薄膜の原料となる原料ガスが供給され、加工チャンバ７内で生じたプラズマに原料ガスが分解される。この分解された原料ガスに起因する薄膜が、基材２の被加工部に対して形成される。具体的には、たとえば原料ガスとしてＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）ガスが供給され、プラズマ形成ガスとして酸素ガスが供給されることにより、ＳｉＯ２膜が形成される。また、原料ガスとしてＳｉＨ４ガスが供給され、プラズマ形成ガスとしてＮＨ３ガスが供給されることにより、ＳｉＮ膜が形成される。

ここで、プラズマ電極７２の表層部と薄膜とで材料設計上の構成要素の元素成分として同じ元素を含むことにより、成膜対象物である基材２への成膜時のパーティクルの発生を抑えることができる。具体的には、以下の通りである。

基材２への成膜動作の最中において、薄膜は基材２のみに選択的に形成されるわけでなく、基材２以外、たとえばプラズマ電極７２の表面にも原料ガス起因の薄膜が堆積する可能性がある。

これに対し、プラズマ電極７２の表層部と薄膜とで材料設計上の構成要素の元素成分として同じ元素を含むようにすることにより、仮にプラズマ電極７２にも薄膜が形成されたとしても、プラズマ電極７２とその薄膜とは同質であることから、両者が界面で強く結合し、薄膜はプラズマ電極７２から剥がれにくい状態となる。そのため、基材２や基材２上の薄膜にパーティクルが付着することを防ぐことができる。

また、上記と同様に電極７２をコア部７２ａをカバー部７２ｂが囲う形態としてカバー部７２ｂを交換可能とすることにより、プラズマ加工装置１によって形成する薄膜が複数種類であるような場合でも、それぞれに応じてカバー部７２ｂを選択することによって、成膜時にプラズマ電極７２にも薄膜が形成されたとしても、プラズマ電極７２から薄膜が剥がれにくくなり、成膜対象物にパーティクルが付着することを防ぐことができる。

また、上記と同様に、ガス供給部７３が電極カバー部７４で囲われ、基材２の近傍を通過する気流が形成されることにより、より効率的に基材２への成膜が実施される。

ここで、プラズマ加工装置１は、ガス供給部７３に薄膜の原料ガス供給手段とエッチングガス供給手段の両方が接続され、電磁弁などによってどちらのガスをガス供給部７３に供給するのかを切り替えることによって成膜装置として用いるのか、もしくはエッチング装置として用いるのかを選択可能な形態であっても良い。こうすることにより、１つのプラズマ加工装置１でドライエッチングと成膜とを兼用することが可能である。

また、プラズマ電極７２とガス供給部７３を１つのユニットとし、エッチング用のユニット、成膜用のユニットなどを別個準備し、これらを１つのプラズマ加工装置１内で差し替えて使用する形態であっても良い。

図４は、本発明の一実施形態における成膜装置１００を表す概略図である。なお、上述のプラズマ加工装置１と同一の構成要素には、同一の符号を用いている。

この実施形態における成膜装置１００では、加工チャンバ７が２つ、基材２の搬送方向に沿って設けられている（加工チャンバ７ａ、加工チャンバ７ｂ）。図４の矢印は、基材２の搬送方向を示し、まず加工チャンバ７ａ内で基材２への処理が行われ、次に加工チャンバ７ｂ内で基材２への処理が行われる。

成膜装置１００の一例として、たとえば基材２の表面形状が所定のパターンとなるよう成形された後に成膜を行う場合、もしくは成膜に都合の良い粗さに基材２の表面の粗さを調節した後に成膜を行う場合には、上流側の加工チャンバ７ａで基材２の被加工部のドライエッチングが行われ、下流側の加工チャンバ７ｂでこの被加工部を含む基材２への薄膜の形成が行われる。すなわち、加工チャンバ７ａが基材２の被加工部をエッチングするエッチング部、加工チャンバ７ｂが薄膜の形成を行う薄膜形成部として働く。

この場合、少なくともエッチング部（加工チャンバ７ａ）においてプラズマ電極７２の表層部と基材２の被加工部とで材料設計上の構成要素の元素成分として同じ元素を含むようにすることによって、基材２にパーティクルが付着することを抑え、基材２のエッチングおよびその後の成膜を行うことが可能である。また、薄膜形成部（加工チャンバ７ｂ）においてもプラズマ電極７２の表層部と形成する薄膜とで材料設計上の構成要素の元素成分として同じ元素を含むようにすることによって、パーティクルの発生をさらに抑えることができる。

また、成膜装置１００の他の一例として、たとえば基材２に形成した薄膜の表面形状が所定のパターンとなるよう成形を行う場合、もしくは基材２に形成した薄膜の表面の粗さの調節を行う場合には、上流側の加工チャンバ７ａで基材２への成膜が行われ、下流側の加工チャンバ７ｂで基材２上の薄膜の少なくとも一部のドライエッチングが行われる。すなわち、加工チャンバ７ａが薄膜の形成を行う薄膜形成部、加工チャンバ７ｂが基材２および薄膜上の被加工部をエッチングするエッチング部として働く。

この場合、少なくともエッチング部（加工チャンバ７ｂ）においてプラズマ電極７２の表層部と基材２の被加工部とで材料設計上の構成要素の元素成分として同じ元素を含むようにすることによって、薄膜や基材２にパーティクルが付着することを抑え、基材２上に形成された薄膜のエッチングを行うことが可能である。また、薄膜形成部（加工チャンバ７ａ）においてもプラズマ電極７２の表層部と形成する薄膜とで材料設計上の構成要素の元素成分として同じ元素を含むようにすることによって、パーティクルの発生をさらに抑えることができる。

以上のプラズマ加工装置および成膜装置により、パーティクルの発生を抑え、加工対象物へのプラズマ加工を行うことが可能である。

ここで、本発明のプラズマ加工装置は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。たとえば、上記の説明ではエッチングガスもしくは原料ガスを供給するガス供給部７３とプラズマ形成ガス供給部とが共通しているが、これに限らず、プラズマ形成ガス供給部がガス供給部７３と別個に設けられていても構わない。この場合、ガス供給部７３はできるだけメインロール５に近い位置に、また、プラズマ形成ガス供給部はできるだけプラズマ電極７２に近い位置に設けられていることが好ましい。

また、図４では加工チャンバ７は２つ設けられているが、基材２の搬送方向に沿って３つ以上の加工チャンバ７が並ぶように設け、複数回のエッチング、成膜を組合わせても良い。

また、基材の形状は上記の実施形態では帯状であるが、枚葉状であっても構わない。そして、成膜動作中に基材を保持する被加工物保持部は、上記の実施形態では帯状の基材２を搬送するためメインロール５のようなロール状であるが、枚葉状の基材を保持する場合は平板状であっても構わない。

また、上記の説明ではエッチング対象もしくは基材２に形成する薄膜がＳｉＯ２やＳｉＮである例を示しているが、それに限らず、たとえばＡｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ｙ２Ｏ３、ＺｎＯ２などその他の膜をエッチングもしくは成膜する場合にも、本発明は好適に用いられうる。

また、プラズマ電極のカバー部の断面形状は円形状に限らず、たとえば多角形状でも構わない。

１ プラズマ加工装置
２ 基材
３ 巻出しロール
４ 巻取りロール
５ メインロール
６ メインロールチャンバ
７ 加工チャンバ
７ａ 加工チャンバ
７ｂ 加工チャンバ
３１ 芯部
４１ 芯部
５１ 外周面
６１ 間仕切り部
７１ 真空ポンプ
７２ プラズマ電極
７２ａ コア部
７２ｂ カバー部
７３ ガス供給部
７３ａ 開口
７４ 電極カバー部
１００ 成膜装置

Claims (5)

1. プラズマを用いてエッチング対象物の被加工部のエッチングを行うプラズマ加工装置であり、
   前記エッチング対象物を保持する被加工物保持部と、
   前記被加工物保持部の近傍にプラズマを形成させるプラズマ電極と、
   を備え、
   前記プラズマ電極の少なくとも表層部と前記エッチング対象物の被加工部とで材料設計上の構成要素の元素成分として同じ元素を含むことを特徴とする、プラズマ加工装置。
2. プラズマを用いて成膜対象物の被加工部に所定の薄膜を形成するプラズマ加工装置であり、
   前記成膜対象物を保持する被加工物保持部と、
   前記被加工物保持部の近傍にプラズマを形成させるプラズマ電極と、
   を備え、
   前記プラズマ電極の少なくとも表層部と前記所定の薄膜とで材料設計上の構成要素の元素成分として同じ元素を含むことを特徴とする、プラズマ加工装置。
3. 前記プラズマ電極は、前記プラズマ電極の表層部を形成するカバー部と、当該カバー部により周囲を覆われるコア部と、を有し、当該カバー部が交換可能であることを特徴とする、請求項１もしくは２のいずれかに記載のプラズマ加工装置。
4. 所定の搬送経路にしたがって搬送される基材の被加工部をエッチングした後、基材の当該被加工部を含む面に所定の薄膜を形成する成膜装置であり、
   基材の被加工部をエッチングするエッチング部と、
   基材の搬送経路において前記エッチング部よりも下流側に位置し、基材の前記被加工部を含む面に前記所定の薄膜を形成する薄膜形成部と、
   を有し、
   前記エッチング部は、基材の近傍にプラズマを形成させるプラズマ電極を備え、当該プラズマ電極の少なくとも表層部と基材の被加工部とで材料設計上の構成要素の元素成分として同じ元素を含むことを特徴とする、成膜装置。
5. 所定の搬送経路にしたがって搬送される基材に薄膜を形成する成膜装置であり、
   基材の表面に所定の薄膜を形成する薄膜形成部と、
   基材の搬送経路において前記薄膜形成部よりも下流側に位置し、前記所定の薄膜の少なくとも一部をエッチングするエッチング部と、
   を有し、
   前記エッチング部は、基材の近傍にプラズマを形成させるプラズマ電極を備え、当該プラズマ電極の少なくとも表層部と前記所定の薄膜とで材料設計上の構成要素の元素成分として同じ元素を含むことを特徴とする、成膜装置。

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