(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023004296
(43)【公開日】2023-01-17
(54)【発明の名称】除膜装置
(51)【国際特許分類】
H05H 1/46 20060101AFI20230110BHJP
【ＦＩ】
H05H1/46 L
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021105895
(22)【出願日】2021-06-25
(71)【出願人】
【識別番号】000003942
【氏名又は名称】日新電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 淳
(72)【発明者】
【氏名】安東 靖典
【テーマコード（参考）】
2G084
【Ｆターム（参考）】
2G084AA03
2G084BB02
2G084BB37
2G084CC13
2G084CC33
2G084DD04
2G084DD12
2G084DD55
(57)【要約】
【課題】被処理物が高温になることを防ぎつつ、装置コストを抑え、処理効率が高い除膜装置を実現する。
【解決手段】除膜装置（１００）は、真空容器（１０）と、真空容器（１０）の外部に設けられたアンテナ（４）と、磁場導入窓（ＷＲ）と、真空容器（１０）内の第１円板（２０）と、第１円板（２０）上に設けられた第２円板（３０）と、第２円板（３０）上に設けられたワーク（Ｗ）を保持する保持部材（４０）と、を備え、平面視において、第１円板（２０）の第１接線（Ｈ１）から、第１接線（Ｈ１）と平行な第２円板（３０）の第２中心点（Ｐ２）の軌道円（３２）の第２接線（Ｈ２）までの垂線配置領域（ＶＲ）に、磁場導入窓（ＷＲ）の第３中心点（Ｐ３）を通り磁場導入窓（ＷＲ）に垂直な垂線（ＶＨ）が位置する。
【選択図】図１
【解決手段】除膜装置（１００）は、真空容器（１０）と、真空容器（１０）の外部に設けられたアンテナ（４）と、磁場導入窓（ＷＲ）と、真空容器（１０）内の第１円板（２０）と、第１円板（２０）上に設けられた第２円板（３０）と、第２円板（３０）上に設けられたワーク（Ｗ）を保持する保持部材（４０）と、を備え、平面視において、第１円板（２０）の第１接線（Ｈ１）から、第１接線（Ｈ１）と平行な第２円板（３０）の第２中心点（Ｐ２）の軌道円（３２）の第２接線（Ｈ２）までの垂線配置領域（ＶＲ）に、磁場導入窓（ＷＲ）の第３中心点（Ｐ３）を通り磁場導入窓（ＷＲ）に垂直な垂線（ＶＨ）が位置する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被処理物を内部に収容する真空容器と、
前記真空容器の外部に設けられ、高周波磁場を発生させるアンテナと、
前記真空容器の内部でプラズマを発生させるために、前記高周波磁場を前記真空容器の内部に導入させる、前記真空容器の壁面に設けられた磁場導入窓と、
前記真空容器内に設置された、複数の前記被処理物を載置するステージと、を備え、
前記ステージは、
中心である第１中心点周りに回転する第１円板と、
前記第１円板上に、前記第１円板の外周に沿って複数設けられ、それぞれの中心である第２中心点周りに回転する第２円板と、
前記第２円板上に複数設けられ、前記被処理物をそれぞれ保持する保持部材と、を有し、
平面視において、前記第１円板の外周に接する第１接線から、前記第１接線と平行な前記第２中心点の軌道円の接線であって、前記第１中心点よりも前記第１接線側に位置する第２接線までの垂線配置領域に、前記磁場導入窓の中心を通り前記磁場導入窓に垂直な垂線が位置する、除膜装置。
前記真空容器の外部に設けられ、高周波磁場を発生させるアンテナと、
前記真空容器の内部でプラズマを発生させるために、前記高周波磁場を前記真空容器の内部に導入させる、前記真空容器の壁面に設けられた磁場導入窓と、
前記真空容器内に設置された、複数の前記被処理物を載置するステージと、を備え、
前記ステージは、
中心である第１中心点周りに回転する第１円板と、
前記第１円板上に、前記第１円板の外周に沿って複数設けられ、それぞれの中心である第２中心点周りに回転する第２円板と、
前記第２円板上に複数設けられ、前記被処理物をそれぞれ保持する保持部材と、を有し、
平面視において、前記第１円板の外周に接する第１接線から、前記第１接線と平行な前記第２中心点の軌道円の接線であって、前記第１中心点よりも前記第１接線側に位置する第２接線までの垂線配置領域に、前記磁場導入窓の中心を通り前記磁場導入窓に垂直な垂線が位置する、除膜装置。
【請求項2】
前記磁場導入窓は、複数のスリットを有する金属板と、前記金属板の大気側に設置された前記スリットを覆う誘電体板とから構成される、請求項１に記載の除膜装置。
【請求項3】
前記磁場導入窓は前記アンテナに対して略平行になるように配置され、
前記アンテナの長手方向と前記スリットの長手方向とが直角となるように、前記スリットが前記金属板に形成されている、請求項２に記載の除膜装置。
前記アンテナの長手方向と前記スリットの長手方向とが直角となるように、前記スリットが前記金属板に形成されている、請求項２に記載の除膜装置。
【請求項4】
前記第１円板および前記第２円板の回転速度は、前記被処理物の温度に応じて決定される、請求項１から３のいずれか１項に記載の除膜装置。
【請求項5】
前記保持部材が自転する、請求項１から４のいずれか１項に記載の除膜装置。
【請求項6】
前記アンテナの前記被処理物の高さ方向の長さは、前記被処理物の高さよりも長い、請求項１から５のいずれか１項に記載の除膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プラズマを用いて被膜が形成された被処理物を除膜する除膜装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、被膜が形成されたワーク（被処理物）から、被膜を除膜する技術が知られている。例えば、特許文献１には、被膜が付いた被覆材にイオン流を照射して、被覆材から被膜を脱膜する脱膜装置が開示されている。特許文献１に記載されている脱膜装置は、被覆された被覆材を２以上のイオン流が重なるイオン流集中部に設置し、被覆材にイオン流を照射することで被覆材の脱膜を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開２０１６／１６３２７８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上述のような従来技術は、イオン流集中部に被覆材を設置して処理を行うため、被覆材が高温になるという問題がある。また、連続して被覆材にイオン流を照射するため、被覆材の温度が著しく上昇する。さらに、脱膜する被覆材の処理量を増やすためには、イオン流集中部の領域を広げる必要がある。イオン流集中部の領域を広げるには、イオン源を大きくする必要がある。特許文献１に記載されている脱膜装置ではイオン源が複数必要であるため、脱膜する被覆材の処理量を増やすためには、複数のイオン源を大きくしなければならず、装置コストが大幅に増加するという問題がある。
【0005】
本発明の一態様は、前記従来の問題点に鑑みなされたものであって、被処理物が高温になることを防ぎつつ、装置コストを抑え、処理効率が高い除膜装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る除膜装置は、被処理物を内部に収容する真空容器と、前記真空容器の外部に設けられ、高周波磁場を発生させるアンテナと、前記真空容器の内部でプラズマを発生させるために、前記高周波磁場を前記真空容器の内部に導入させる、前記真空容器の壁面に設けられた磁場導入窓と、前記真空容器内に設置された、複数の前記被処理物を載置するステージと、を備え、前記ステージは、中心である第１中心点周りに回転する第１円板と、前記第１円板上に、前記第１円板の外周に沿って複数設けられ、それぞれの中心である第２中心点周りに回転する第２円板と、前記第２円板上に複数設けられ、前記被処理物をそれぞれ保持する保持部材と、を有し、平面視において、前記第１円板の外周に接する第１接線から、前記第１接線と平行な前記第２中心点の軌道円の接線であって、前記第１中心点よりも前記第１接線側に位置する第２接線までの垂線配置領域に、前記磁場導入窓の中心を通り前記磁場導入窓に垂直な垂線が位置する。
【発明の効果】
【0007】
本発明の一態様によれば、前記従来の問題点に鑑みなされたものであって、被処理物が高温になることを防ぎつつ、装置コストを抑え、処理効率が高い除膜装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の実施形態１に係る除膜装置の平面図である。
【図3】前記除膜装置の磁場導入窓の平面図である。
【図5】前記除膜装置の磁場導入窓の変形例を示す平面図である。
【図6】アンテナからの距離とプラズマ密度との関係を示すグラフである。
【図7】前記除膜装置のプラズマ領域を示す平面図である。
【図8】本発明の実施形態２に係る除膜装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係る除膜装置１００の平面図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面とＢ－Ｂ断面とを組み合わせて示す除膜装置１００の断面図であり、図２の範囲Ｍが図１のＡ－Ａ断面図であり、図２の範囲Ｎが図１のＢ－Ｂ断面図である。除膜装置１００は、プラズマを用いて、被膜が形成された被処理物（ワークＷ）の被膜を除膜する除膜装置である。ワークＷは、例えば、金属製部品を母材とし、その表面に無機物からなる被膜が形成されたものである。以下に本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態１に係る除膜装置１００の平面図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面とＢ－Ｂ断面とを組み合わせて示す除膜装置１００の断面図であり、図２の範囲Ｍが図１のＡ－Ａ断面図であり、図２の範囲Ｎが図１のＢ－Ｂ断面図である。除膜装置１００は、プラズマを用いて、被膜が形成された被処理物（ワークＷ）の被膜を除膜する除膜装置である。ワークＷは、例えば、金属製部品を母材とし、その表面に無機物からなる被膜が形成されたものである。以下に本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
【0010】
〔除膜装置の構成〕
図１および図２に基づき、除膜装置１００の概略構成について説明する。図１において、プラズマ源１から真空容器１０に向かう方向をｘ軸方向、アンテナ４が延伸する方向をｚ軸方向、ｘ軸方向とｚ軸方向とに直交する方向をｙ軸方向とする。また、図１では、１つの第２円板３０のみに保持部材４０を図示し、他の第２円板３０に設けられている保持部材４０の図示は省略している。また、図１では、１つの保持部材４０のみにワークＷを図示し、他の保持部材４０が保持するワークＷの図示は省略している。図７及び図８についても同様である。
図１および図２に基づき、除膜装置１００の概略構成について説明する。図１において、プラズマ源１から真空容器１０に向かう方向をｘ軸方向、アンテナ４が延伸する方向をｚ軸方向、ｘ軸方向とｚ軸方向とに直交する方向をｙ軸方向とする。また、図１では、１つの第２円板３０のみに保持部材４０を図示し、他の第２円板３０に設けられている保持部材４０の図示は省略している。また、図１では、１つの保持部材４０のみにワークＷを図示し、他の保持部材４０が保持するワークＷの図示は省略している。図７及び図８についても同様である。
【0011】
【0012】
（プラズマ源）
プラズマ源１は、誘導結合により高密度のプラズマを真空容器１０内に生成させる、ＩＣＰ（誘導結合型プラズマ装置）である。プラズマ源１は、例えば、１ｅ１１～１ｅ１２／ｃｍ３の高密度のプラズマを生成することができる。
プラズマ源１は、誘導結合により高密度のプラズマを真空容器１０内に生成させる、ＩＣＰ（誘導結合型プラズマ装置）である。プラズマ源１は、例えば、１ｅ１１～１ｅ１２／ｃｍ３の高密度のプラズマを生成することができる。
【0013】
プラズマ源１は、真空容器１０の外部に設けられている。プラズマ源１は、整合器２と、シールドボックス３と、アンテナ４と、磁場導入窓ＷＲと、を備えている。整合器２は、電源Ｄ１からの電力を負荷に応じて整合させる電気回路である。整合器２により効率的に電源Ｄ１からアンテナ４に電力が送られる。シールドボックス３は、内部にアンテナ４と磁場導入窓ＷＲとを収容し、アンテナ４から発生する高周波磁場が外部に漏れるのを防ぐ。シールドボックス３は、整合器２と真空容器１０の間に設けられている。シールドボックス３の壁面３ａには、開口部３ｂが形成されている。開口部３ｂは、真空容器１０の壁面１０ａに形成された開口部１０ｂに対応する位置に、開口部１０ｂよりも大きく開口するように形成されている。
【0014】
なお、本実施形態１では、除膜装置１００は、真空容器１０を挟んでｘ軸方向に２つのプラズマ源１を備えているが、前記に限らない。プラズマ源１は１つでも除膜処理を行うことができるので、除膜装置１００は、プラズマ源１が少なくとも１つ備えられていればよい。
【0015】
（アンテナ）
アンテナ４は、高周波磁場を発生させる。アンテナ４は、Ｚ方向に延伸する金属パイプアンテナであり、磁場導入窓ＷＲに沿ってシールドボックス３内に配置されている。図２に示すように、ワークＷの高さ方向（Ｚ方向）のアンテナ４の長さＬ１は、ワークＷの高さＬ２よりも長い。これによりワークＷの高さ方向においても、ワークＷをプラズマが発生する領域内に位置させることができるので、ワークＷ全体を除膜処理することができる。アンテナ４の長さを変更することで除膜処理面積を大きくすることができ、ワークＷの大きさにあわせたプラズマを生成することができる。
アンテナ４は、高周波磁場を発生させる。アンテナ４は、Ｚ方向に延伸する金属パイプアンテナであり、磁場導入窓ＷＲに沿ってシールドボックス３内に配置されている。図２に示すように、ワークＷの高さ方向（Ｚ方向）のアンテナ４の長さＬ１は、ワークＷの高さＬ２よりも長い。これによりワークＷの高さ方向においても、ワークＷをプラズマが発生する領域内に位置させることができるので、ワークＷ全体を除膜処理することができる。アンテナ４の長さを変更することで除膜処理面積を大きくすることができ、ワークＷの大きさにあわせたプラズマを生成することができる。
【0016】
アンテナ４は必要に応じて湾曲させることができる。これにより、アンテナ４の各点から磁場導入窓ＷＲまでの距離を変更することができ、真空容器１０内に発生させるｚ軸方向のプラズマ密度を調整することができる。
【0017】
（磁場導入窓）
磁場導入窓ＷＲは、真空容器１０の内部１１でプラズマを発生させるために、アンテナ４が発生させた高周波磁場を真空容器１０の内部１１に導入させる。磁場導入窓ＷＲは、磁場導入窓構成部５により構成され、磁場導入窓構成部５の一部である。磁場導入窓ＷＲはアンテナ４に対して略平行になるように配置されている。シールドボックス３の壁面３ａに形成された開口部３ｂには磁場導入窓構成部５が配置され、磁場導入窓構成部５は、真空容器１０の開口部１０ｂを覆うように、真空容器１０の壁面１０ａに設けられている。
磁場導入窓ＷＲは、真空容器１０の内部１１でプラズマを発生させるために、アンテナ４が発生させた高周波磁場を真空容器１０の内部１１に導入させる。磁場導入窓ＷＲは、磁場導入窓構成部５により構成され、磁場導入窓構成部５の一部である。磁場導入窓ＷＲはアンテナ４に対して略平行になるように配置されている。シールドボックス３の壁面３ａに形成された開口部３ｂには磁場導入窓構成部５が配置され、磁場導入窓構成部５は、真空容器１０の開口部１０ｂを覆うように、真空容器１０の壁面１０ａに設けられている。
【0018】
図３は、真空容器１０側からプラズマ源１を見た場合の除膜装置１００の磁場導入窓ＷＲの平面図である。図４は、図３のＣ－Ｃ断面図である。より詳しくは、図４の断面図１００１は、除膜装置１００に係るＣ－Ｃ断面図を示し、断面図変形例１００２は、断面図１００１の変形例を示し、断面図変形例１００３は、断面図１００１の他の変形例を示す。なお、図３には、磁場導入窓ＷＲとアンテナ４との位置関係が分かるように、アンテナ４を図示している。また、図４の各図には、それぞれ、磁場導入窓ＷＲとアンテナ４とシールドボックス３と真空容器１０との位置関係が分かるように、アンテナ４とシールドボックス３の一部と真空容器１０の一部とを図示している。
【0019】
図３および図４の断面図１００１に示すように、磁場導入窓構成部５は、金属板６と、誘電体板７と、を備えている。シールドボックス３の壁面３ａには、真空容器１０側からアンテナ４側に向かって、磁場導入窓構成部５として金属板６と誘電体板７とがこの順に設けられている。
【0020】
金属板６は、図４の断面図１００１に示すように、真空容器１０の開口部１０ｂを覆うように、真空容器１０の壁面１０ａに設けられている。また、金属板６はシールドボックス３の壁面３ａに形成された開口部３ｂに配置されることで、真空容器１０の壁面１０ａに設けられている。
【0021】
金属板６は、図３及び図４の断面図１００１に示すように、金属板６をｘ軸方向に貫通する複数のスリット６１を有する。複数のスリット６１は、それぞれがｙ軸方向に延伸した細長い長方形の開口である。また、複数のスリット６１は、ｚ軸方向に一列に並ぶように配置されている。アンテナ４の長手方向とスリット６１の長手方向とが直角となるように、スリット６１が金属板６に形成されている。
【0022】
誘電体板７は、複数のスリット６１を覆うように金属板６の大気側（アンテナ４側）から金属板６に接して設置される。誘電体板７は、誘電体物質で構成されている。誘電体板７を構成する材料は、例えば、セラミックスまたはガラスを採用することができる。図３および図４に示すように、磁場導入窓構成部５において、スリット６１が形成される領域における金属板６および誘電体板７が磁場導入窓ＷＲとなる。言い換えると、磁場導入窓ＷＲは、複数のスリット６１を有する金属板６と、金属板６の大気側に設置されたスリット６１を覆う誘電体板７と、から構成される。
【0023】
アンテナ４から生じた高周波磁場は、磁場導入窓ＷＲにおける誘電体板７および金属板６の複数のスリット６１を透過して真空容器１０の内部１１に供給される。なお、複数のスリット６１は誘電体板７によって塞がれるので、真空容器１０の内部１１の真空は保持される。
【0024】
誘電体板７だけでなく、スリット６１が形成された金属板６と共に磁場導入窓ＷＲを形成することで、高周波磁場を真空容器１０内へ導入する機能を確保しつつ、磁場導入窓ＷＲの機械的強度を上げることができる。これにより、誘電体板７が破損するリスクを減らすことができる。
【0025】
また、真空容器１０の外部に配置されたアンテナ４から発生する高周波磁場を、磁場導入窓ＷＲを介して真空容器１０の内部１１に導入することにより、真空容器１０の内部１１にプラズマを発生させることができる。プラズマは、アンテナ４からのｘ軸方向の距離に逆比例する磁場分布相当の密度分布をもち、またｙ軸方向に拡がる指向性の良い分布をもつ。これにより、真空容器１０の内部１１に高密度のプラズマを広く生成することができ、ワークＷを効率よく処理することができる。
【0026】
（磁場導入窓とシールドボックスと真空容器との位置関係の変形例）
図４の断面図変形例１００２及び断面図変形例１００３に基づき、磁場導入窓ＷＲとシールドボックス３と真空容器１０と位置関係の変形例について説明する。
図４の断面図変形例１００２及び断面図変形例１００３に基づき、磁場導入窓ＷＲとシールドボックス３と真空容器１０と位置関係の変形例について説明する。
【0027】
図４の断面図変形例１００２に示すように、除膜装置１００において、シールドボックス３の壁面３ａの開口部３ｂは、真空容器１０の壁面１０ａに形成された開口部１０ｂに対応する位置に、開口部１０ｂと略一致する大きさで形成されていてもよい。この場合、磁場導入窓構成部５は、シールドボックス３の壁面３ａに形成された開口部３ｂを覆うようにシールドボックス３の壁面３ａに設けられる。より詳しくは、磁場導入窓ＷＲを構成する磁場導入窓構成部５の金属板６は、開口部３ｂを塞ぐようにシールドボックス３の壁面３ａに設けられる。前述したように、真空容器１０の壁面１０ａの開口部１０ｂに対応する位置に、開口部３ｂがシールドボックス３の壁面３ａに形成されているため、磁場導入窓構成部５の一部である磁場導入窓ＷＲは、真空容器１０の壁面１０ａに設けられていると同視できる。
【0028】
また、除膜装置１００において、図４の断面図変形例１００３に示すように、シールドボックス３として、真空容器１０側の壁面３ａが開放されたものを用いてもよい。その場合、真空容器１０の壁面１０ａに形成された開口部１０ｂを覆うように、磁場導入窓構成部５の金属板６が真空容器１０の壁面１０ａに設置される。さらに、金属板６の真空容器１０とは反対側の面において、磁場導入窓ＷＲ以外の箇所に壁面３ａを設置することで、金属板６を介して、シールドボックス３を真空容器１０の壁面３ａに設置する。
【0029】
【0030】
（磁場導入窓の変形例）
図５に基づき、磁場導入窓ＷＲの変形例について説明する。図５は、除膜装置１００の磁場導入窓ＷＲの変形例である磁場導入窓ＷＲＡを示す平面図である。図５には、磁場導入窓ＷＲＡとアンテナ４との位置関係が分かるように、アンテナ４を図示している。図５に示すように、磁場導入窓ＷＲＡは、磁場導入窓ＷＲと比較して、スリット６１に替えて開口部６３を含む点が異なり、その他の点は磁場導入窓ＷＲと同様である。
図５に基づき、磁場導入窓ＷＲの変形例について説明する。図５は、除膜装置１００の磁場導入窓ＷＲの変形例である磁場導入窓ＷＲＡを示す平面図である。図５には、磁場導入窓ＷＲＡとアンテナ４との位置関係が分かるように、アンテナ４を図示している。図５に示すように、磁場導入窓ＷＲＡは、磁場導入窓ＷＲと比較して、スリット６１に替えて開口部６３を含む点が異なり、その他の点は磁場導入窓ＷＲと同様である。
【0031】
図５に示すように、磁場導入窓構成部５Ａは、金属板６Ａと誘電体板７とを備えている。金属板６Ａには、真空容器１０の開口部１０ｂに対応した、１つの開口部６３が形成されている。磁場導入窓構成部５Ａにおいて、開口部６３が形成される領域における金属板６Ａおよび誘電体板７が磁場導入窓ＷＲＡとなる。このとき、実質的には、磁場導入窓ＷＲＡは誘電体板７のみで形成されることになる。つまり、真空容器１０に高周波磁場を導入する磁場導入窓ＷＲＡは、少なくとも誘電体板７から構成される。磁場導入窓ＷＲＡのように、金属板６にスリット６１が形成されていなくとも、プラズマ源１により真空容器１０の内部１１にプラズマを発生させることができる。このように、磁場導入窓ＷＲＡに真空容器１０の開口部１０ｂに対応した大きさの開口部６３を設けることで、真空容器１０内に多くの高周波磁場を導入することができる。
【0032】
（真空容器）
図１および図２に示すように、真空容器１０は、内部１１にワークＷを収容する。真空容器１０の内部１１は、真空ポンプ８により真空排気され、かつ、ガスが導入される。真空容器１０の内部１１に導入されるガスは特に規定されず、ワークＷの除膜を行えるプラズマを発生できるものであればよい。真空容器１０は例えば金属製の箱型の容器である。前述したように、真空容器１０の壁面１０ａには、厚さ方向に貫通する開口部１０ｂが形成されている。真空容器１０は電気的に接地されている。真空容器１０内には、ステージＳが備えられている。
図１および図２に示すように、真空容器１０は、内部１１にワークＷを収容する。真空容器１０の内部１１は、真空ポンプ８により真空排気され、かつ、ガスが導入される。真空容器１０の内部１１に導入されるガスは特に規定されず、ワークＷの除膜を行えるプラズマを発生できるものであればよい。真空容器１０は例えば金属製の箱型の容器である。前述したように、真空容器１０の壁面１０ａには、厚さ方向に貫通する開口部１０ｂが形成されている。真空容器１０は電気的に接地されている。真空容器１０内には、ステージＳが備えられている。
【0033】
（ステージ）
ステージＳには、複数のワークＷが載置されている。ステージＳは、第１円板２０と、第２円板３０と、を有している。第１円板２０は、中心である第１中心点Ｐ１周りに回転する。第１円板２０は、第１中心点Ｐ１を中心として、例えば、矢印Ｑ１に示す方向に回転する。
ステージＳには、複数のワークＷが載置されている。ステージＳは、第１円板２０と、第２円板３０と、を有している。第１円板２０は、中心である第１中心点Ｐ１周りに回転する。第１円板２０は、第１中心点Ｐ１を中心として、例えば、矢印Ｑ１に示す方向に回転する。
【0034】
第２円板３０は、第１円板２０上に、第１円板２０の外周に沿って複数設けられている。第２円板３０はそれぞれの中心である第２中心点Ｐ２周りに回転する。第２円板３０は、第２中心点Ｐ２を中心として、例えば、矢印Ｑ２に示す方向に回転する。第１円板２０が第１中心点Ｐ１を中心として回転することにより、第２中心点Ｐ２は軌道円３２上を移動する。
【0035】
第２円板３０上には、第２円板３０の外周に沿って保持部材４０が複数設けられている。複数の保持部材４０はワークＷをそれぞれ保持する。さらに、保持部材４０は自転する。保持部材４０は、例えば、矢印Ｑ３に示す方向に自転する。
【0036】
図２に示すように、ワークＷは、第１円板２０と第２円板３０と保持部材４０とを介してパルス電源Ｄ２と接続されており、ワークＷにはバイアス電圧の印加が可能である。バイアス電圧によって、例えば、真空容器１０内のプラズマ中のイオンがワークＷに入射する時のエネルギーを制御することで、ワークＷの除膜の制御を行うことができる。
【0037】
第２円板３０の直径は第１円板２０の半径よりも小さい。これにより、より多くのワークＷを処理することができる。また、図１では、第１円板２０に第２円板３０が内接しているが、前記に限らない。例えば、第２円板３０が第１円板２０内に含まれるように第２円板３０が第１円板２０上に位置していてもよく、第１円板２０上に第２円板３０の第２中心点Ｐ２が位置し、第２円板３０の外周の一部が第１円板２０の外周よりも外側に位置していてもよい。
【0038】
〔磁場導入窓とステージとの位置関係〕
ｚ軸方向（ワークＷの高さ方向）の平面視において、磁場導入窓ＷＲとステージＳとは、磁場導入窓ＷＲの第３中心点Ｐ３を通り磁場導入窓ＷＲに垂直な垂線ＶＨが、接点Ｔ１において第１円板２０の外周に接するように、配置されている。言い換えると、垂線ＶＨは、接点Ｔ１で第１円板２０に接する第１接線Ｈ１と一致する。磁場導入窓ＷＲの第３中心点Ｐ３は、アンテナ４の中心点とおおよそ一致する。
ｚ軸方向（ワークＷの高さ方向）の平面視において、磁場導入窓ＷＲとステージＳとは、磁場導入窓ＷＲの第３中心点Ｐ３を通り磁場導入窓ＷＲに垂直な垂線ＶＨが、接点Ｔ１において第１円板２０の外周に接するように、配置されている。言い換えると、垂線ＶＨは、接点Ｔ１で第１円板２０に接する第１接線Ｈ１と一致する。磁場導入窓ＷＲの第３中心点Ｐ３は、アンテナ４の中心点とおおよそ一致する。
【0039】
このように磁場導入窓ＷＲとステージＳとを配置することで、多くのワークＷを後述するプラズマ領域ＰＲ１に含めることができる。これにより、１つのプラズマ源１であっても多くワークＷにプラズマ処理を行うことができる。
【0040】
（プラズマ領域）
図６および図７に基づき、プラズマ領域ＰＲ１について説明する。プラズマ領域ＰＲ１とはプラズマが発生している領域を示す。図６は、アンテナ４からの距離とプラズマ密度との関係を示すグラフである。横軸はアンテナ４からの距離を示し、縦軸はプラズマ密度を示す。図７は、除膜装置１００のプラズマ領域ＰＲ１を示す平面図である。
図６および図７に基づき、プラズマ領域ＰＲ１について説明する。プラズマ領域ＰＲ１とはプラズマが発生している領域を示す。図６は、アンテナ４からの距離とプラズマ密度との関係を示すグラフである。横軸はアンテナ４からの距離を示し、縦軸はプラズマ密度を示す。図７は、除膜装置１００のプラズマ領域ＰＲ１を示す平面図である。
【0041】
アンテナ４からの距離が離れるほど、プラズマ領域ＰＲ１は広がる。しかしながら、図６に示すように、アンテナ４からの距離が離れるほど、プラズマ密度は小さくなる。プラズマ密度が小さくなりすぎると処理効率が低下する。そこで、除膜装置１００では、プラズマ密度の相対値が約０．１～０．５となるプラズマ密度を利用する。これにより、広くプラズマ密度の高いプラズマ領域ＰＲ１で除膜処理を行うことが可能となる。
【0042】
また、除膜装置１００で利用するプラズマ密度は、図６に示すように、アンテナ４からの距離の変化に対してプラズマ密度の勾配が少なく安定しているため、均一な除膜処理を行うことができる。さらに、ある程度小さいプラズマ密度のプラズマを利用するので、真空容器１０内において、プラズマ領域ＰＲ１と後述するプラズマ非発生領域ＰＲ２とでプラズマ密度が極端に変化することなく除膜処理を行うことができる。
【0043】
プラズマ領域ＰＲ１と、真空容器１０におけるプラズマ領域ＰＲ１の以外の領域であるプラズマ非発生領域ＰＲ２とは、例えば、図７に示すような分布となる。図７に示すように、プラズマ領域ＰＲ１の幅Ｌ３がスリット６１の幅Ｌ４の約２倍の幅になる位置に接点Ｔ１が位置するように、磁場導入窓ＷＲおよびステージＳを配置すると、安定したプラズマ密度を有するプラズマ領域ＰＲ１を形成することができる。
【0044】
〔動作〕
まず、第２円板３０上の各保持部材４０にワークＷを保持させる。次に、プラズマ源１により真空容器１０内にプラズマを生成させ、第１中心点Ｐ１を中心に第１円板２０を回転させ、第２中心点Ｐ２を中心に第２円板３０を回転させ、保持部材４０を自転させる。
まず、第２円板３０上の各保持部材４０にワークＷを保持させる。次に、プラズマ源１により真空容器１０内にプラズマを生成させ、第１中心点Ｐ１を中心に第１円板２０を回転させ、第２中心点Ｐ２を中心に第２円板３０を回転させ、保持部材４０を自転させる。
【0045】
第１円板２０が、第１中心点Ｐ１を中心に回転することにより、図７に示すように、ワークＷは、プラズマ領域ＰＲ１とプラズマ非発生領域ＰＲ２とに交互に位置する。そのため、ワークＷは、真空容器１０の内部１１において連続的ではなく、断続的にプラズマにさらされる。これにより、プラズマ領域ＰＲ１では除膜処理が進み、プラズマ非発生領域ＰＲ２に位置する、プラズマ領域ＰＲ１から離れるタイミングでは、ワークＷの温度上昇を抑えることができる。このように、除膜装置１００では、ワークＷがプラズマ領域ＰＲ１から離れるタイミングができるので、ワークＷが高温になりにくい。
【0046】
また、第２中心点Ｐ２を中心に第２円板３０が回転し、保持部材４０が自転することにより、ワークＷは、回転しながら、プラズマ密度の高い領域と小さい領域とに交互にさらされ除膜処理される。これにより、均一な除膜が可能になる。
【0047】
第１円板２０および第２円板３０の回転速度は、ワークＷの温度に応じて決定される。具体的には、例えば、ワークＷの上限温度を設定し、ワークＷの温度上昇値を考慮してワークＷの温度がその上限温度に達しないように、前記回転速度を設定する。
【0048】
（効果）
除膜装置１００では、ＩＣＰを採用しているため高密度のプラズマ生成が可能であり、１つのプラズマ源１で除膜処理を行うことができるので、装置の低コスト化を実現できる。
除膜装置１００では、ＩＣＰを採用しているため高密度のプラズマ生成が可能であり、１つのプラズマ源１で除膜処理を行うことができるので、装置の低コスト化を実現できる。
【0049】
除膜装置１００では、垂線ＶＨが第１円板２０の第１接線Ｈ１と略一致するように、磁場導入窓ＷＲとステージＳとが配置されていることで、第１円板２０の接線付近でプラズマ密度の高いプラズマ領域ＰＲ１が広がるようにプラズマを発生させることができる。これにより、１つのプラズマ源１での処理範囲が広がり、多くのワークＷを処理することができる。また、プラズマ領域ＰＲ１内にワークＷを長時間位置させることができるので、除膜処理の時間を短縮することができ、除膜処理の効率が向上する。
【0050】
除膜装置１００では、第１円板２０の外周に沿って複数の第２円板３０が設けられ、各第２円板３０の外周に沿って複数の保持部材４０が設けられている。これにより、真空容器１０のワークＷの積載数を増やすことができ、一度に処理できるワークＷを増やすことができる。
【0051】
除膜装置１００では、真空容器１０内において、第１円板２０が回転することにより、ワークＷはプラズマ領域ＰＲ１とプラズマ非発生領域ＰＲ２とに交互に位置する。これにより、ワークＷが断続的にプラズマにさらされるため、ワークＷが高温になることを避けることができる。
【0052】
また、プラズマ源１とワークＷとの距離が近いとワークＷが高温になりやすい。それに対して、除膜装置１００では、垂線ＶＨが第１円板２０の接線と略一致するように、磁場導入窓ＷＲとステージＳとが配置されている。これにより、垂線ＶＨが第１円板２０の第１中心点Ｐ１を通るように磁場導入窓ＷＲとステージＳとが配置される場合と比較して、プラズマ源１とワークＷとの距離が遠くなるので、ワークＷの温度を極端に上下させることなく除膜処理ができる。
【0053】
以上により、除膜装置１００によれば、少ないプラズマ発生源で、ワークＷが高温になることを防ぎつつ効率よく除膜処理ができる。
【0054】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図８に基づき以下に説明する。図８は、本発明の実施形態２に係る除膜装置１００Ａの平面図である。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図８に示すように、除膜装置１００Ａは、除膜装置１００と比較して、磁場導入窓ＷＲとステージＳの相対的な位置関係が異なり、その他の構成は同じである。
本発明の他の実施形態について、図８に基づき以下に説明する。図８は、本発明の実施形態２に係る除膜装置１００Ａの平面図である。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図８に示すように、除膜装置１００Ａは、除膜装置１００と比較して、磁場導入窓ＷＲとステージＳの相対的な位置関係が異なり、その他の構成は同じである。
【0055】
除膜装置１００Ａでは、ｚ軸方向の平面視において、磁場導入窓ＷＲの第３中心点Ｐ３を通り磁場導入窓ＷＲに垂直な垂線ＶＨが、垂線配置領域ＶＲに位置するように、磁場導入窓ＷＲとステージＳとが配置される。ここで、垂線配置領域ＶＲは、第１接線Ｈ１から、第１接線Ｈ１と平行な第２中心点Ｐ２の軌道円３２の接線であって、第１中心点Ｐ１よりも第１接線Ｈ１側に位置する第２接線Ｈ２までの領域である。これにより、除膜装置１００Ａは、除膜装置１００と同様の効果を奏する。
【0056】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る除膜装置（１００・１００Ａ）は、被処理物（ワークＷ）を内部（１１）に収容する真空容器（１０）と、前記真空容器の外部に設けられ、高周波磁場を発生させるアンテナ（４）と、前記真空容器の内部でプラズマを発生させるために、前記高周波磁場を前記真空容器の内部に導入させる、前記真空容器の壁面（１０ａ）に設けられた磁場導入窓（ＷＲ）と、前記真空容器内に設置された、複数の前記被処理物を載置するステージ（Ｓ）と、を備え、前記ステージは、中心である第１中心点（Ｐ１）周りに回転する第１円板（２０）と、前記第１円板上に、前記第１円板の外周に沿って複数設けられ、それぞれの中心である第２中心点（Ｐ２）周りに回転する第２円板（３０）と、前記第２円板上に複数設けられ、前記被処理物をそれぞれ保持する保持部材（４０）と、を有し、平面視において、前記第１円板の外周に接する第１接線（Ｈ１）から、前記第１接線と平行な前記第２中心点の軌道円（３２）の接線であって、前記第１中心点よりも前記第１接線側に位置する第２接線（Ｈ２）までの垂線配置領域（ＶＲ）に、前記磁場導入窓（ＷＲ）の中心（第３中心点Ｐ３）を通り前記磁場導入窓に垂直な垂線（ＶＨ）が位置する。
本発明の態様１に係る除膜装置（１００・１００Ａ）は、被処理物（ワークＷ）を内部（１１）に収容する真空容器（１０）と、前記真空容器の外部に設けられ、高周波磁場を発生させるアンテナ（４）と、前記真空容器の内部でプラズマを発生させるために、前記高周波磁場を前記真空容器の内部に導入させる、前記真空容器の壁面（１０ａ）に設けられた磁場導入窓（ＷＲ）と、前記真空容器内に設置された、複数の前記被処理物を載置するステージ（Ｓ）と、を備え、前記ステージは、中心である第１中心点（Ｐ１）周りに回転する第１円板（２０）と、前記第１円板上に、前記第１円板の外周に沿って複数設けられ、それぞれの中心である第２中心点（Ｐ２）周りに回転する第２円板（３０）と、前記第２円板上に複数設けられ、前記被処理物をそれぞれ保持する保持部材（４０）と、を有し、平面視において、前記第１円板の外周に接する第１接線（Ｈ１）から、前記第１接線と平行な前記第２中心点の軌道円（３２）の接線であって、前記第１中心点よりも前記第１接線側に位置する第２接線（Ｈ２）までの垂線配置領域（ＶＲ）に、前記磁場導入窓（ＷＲ）の中心（第３中心点Ｐ３）を通り前記磁場導入窓に垂直な垂線（ＶＨ）が位置する。
【0057】
前記構成によれば、磁場導入窓を介して真空容器に高周波磁場を導入させるので、真空容器内にプラズマを発生させることができる。また、平面視において、磁場導入窓の中心を通り磁場導入窓に垂直な垂線が、垂線配置領域に位置することで、多くの被処理物をプラズマ領域に含めることができる。これにより、１つのアンテナであっても多く被処理物にプラズマ処理を行うことができる。また、第１円板が回転することにより、プラズマがあたらない領域に被処理物が位置するタイミングができ、被処理物が連続してプラズマにさらされることを避けることができるので、被処理物の温度上昇を抑えることができる。さらに、第２円板が回転することで、各被処理物がさらされるプラズマ密度が均等になる。その結果、被処理物が高温になることを防ぎつつ、装置コストを抑え処理効率が高い除膜装置を実現することができる。
【0058】
本発明の態様２に係る除膜装置（１００・１００Ａ）は、前記態様１において、前記磁場導入窓（ＷＲ）は、複数のスリット（６１）を有する金属板（６）と、前記金属板の大気側に設置された前記スリットを覆う誘電体板（７）とから構成されていてもよい。
【0059】
前記構成によれば、磁場導入窓が金属板と誘電体板とから構成されることで、アンテナから発生される高周波磁場により真空容器内にプラズマを発生させることができる。また、金属板のスリットにより、磁場導入窓の強度を上げることができるので、誘電体板の破損を防ぐことができる。
【0060】
本発明の態様３に係る除膜装置（１００・１００Ａ）は、前記態様２において、前記磁場導入窓（ＷＲ）は前記アンテナ（４）に対して略平行になるように配置され、前記アンテナの長手方向と前記スリット（６１）の長手方向とが直角となるように、前記スリットが前記金属板（６）に形成されていてもよい。
【0061】
前記構成によれば、スリットの長手方向が、アンテナの長手方向と直角となるため、真空容器において、アンテナの長手方向と直角となる向きにも、プラズマ密度の高いプラズマ領域を発生させることができる。
【0062】
本発明の態様４に係る除膜装置（１００・１００Ａ）は、前記態様１から３のいずれかにおいて、前記第１円板（２０）および前記第２円板（３０）の回転速度は、前記被処理物（ワークＷ）の温度に応じて決定されてもよい。前記構成によれば、適切な温度帯で被処理物の除膜を行うことができる。
【0063】
本発明の態様５に係る除膜装置（１００・１００Ａ）は、前記態様１から４のいずれかにおいて、前記保持部材（４０）が自転してもよい。前記構成によれば、より均一な除膜処理が可能になる。
【0064】
本発明の態様６に係る除膜装置（１００・１００Ａ）は、前記態様１から５のいずれかにおいて、前記アンテナ（４）の前記被処理物（ワークＷ）の高さ方向の長さ（Ｌ１）は、前記被処理物の高さ（Ｌ２）よりも長くてもよい。前記構成によれば、被処理物の高さ方向においても、被処理物をプラズマで覆うことができるので、被処理物全体を除膜処理することができる。
【0065】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0066】
４ アンテナ
５ 磁場導入窓構成部
６、６Ａ 金属板
７ 誘電体板
１０ 真空容器
２０ 第１円板
３０ 第２円板
３２ 軌道円
４０ 保持部材
６１ スリット
１００、１００Ａ 除膜装置
Ｈ１ 第１接線
Ｈ２ 第２接線
ＶＲ 垂線配置領域
Ｐ１ 第１中心点
Ｐ２ 第２中心点
Ｐ３ 第３中心点（中心）
Ｌ１ ワーク（被処理物）の高さ方向のアンテナの長さ
Ｌ２ ワーク（被処理物）の高さ
ＷＲ 磁場導入窓
５ 磁場導入窓構成部
６、６Ａ 金属板
７ 誘電体板
１０ 真空容器
２０ 第１円板
３０ 第２円板
３２ 軌道円
４０ 保持部材
６１ スリット
１００、１００Ａ 除膜装置
Ｈ１ 第１接線
Ｈ２ 第２接線
ＶＲ 垂線配置領域
Ｐ１ 第１中心点
Ｐ２ 第２中心点
Ｐ３ 第３中心点（中心）
Ｌ１ ワーク（被処理物）の高さ方向のアンテナの長さ
Ｌ２ ワーク（被処理物）の高さ
ＷＲ 磁場導入窓
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】