JP2022151604A - プラズマ発生装置およびプラズマ発生装置の設計方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐熱性の問題を解消することができる技術を提供する。
【解決手段】プラズマ発生装置１は複数の第１電極部材２１１と複数の第２電極部材２２１とを含む。複数の第１電極部材２１１は長手方向Ｄ１に沿って延在し、長手方向Ｄ１に交差する配列方向Ｄ２において並んで設けられる。第２電極部材２２１は、配列方向Ｄ２および長手方向Ｄ１に直交する方向Ｄ３から見た平面視において、それぞれ複数の第１電極部材２１１の相互間に設けられる。複数の第１電極部材２１１と複数の第２電極部材２２１との相互間のピッチは、複数の第１電極部材２１１および複数の第２電極部材２２１の温度が６００度以下となるように設定されている。
【選択図】図５

Description

本開示は、プラズマ発生装置およびプラズマ発生装置の設計方法に関する。

従来から、大気圧下でプラズマを発生させるプラズマ源が提案されている（例えば特許文献１）。特許文献１では、プラズマ源は複数の第１線状導体と複数の第２線状導体と板状の隔離部材とを含んでいる。複数の第１線状導体は隔離部材の一方側において互いに平行に設けられ、複数の第２線状導体は隔離部材の他方側において互いに平行に設けられる。各第１線状導体および各第２線状導体は隔離部材の厚み方向において互いに対向しておらず、厚み方向に沿って見て、第１線状導体および第２線状導体は交互に配列される。

このようなプラズマ源において、第１線状導体と第２線状導体との間に交流電圧が印加されることにより、プラズマ源の周囲にプラズマが生成される。

特開２０１９－６１７５９号公報

プラズマ発生装置が動作するとプラズマ発生装置が昇温する。プラズマ発生装置の温度が高くなりすぎると、耐熱性の問題が生じる。

そこで、本開示は、耐熱性の問題を解消することができる技術を提供することを目的とする。

プラズマ発生装置の第１の態様は、各々が長手方向に沿って延在し、前記長手方向に交差する配列方向において並んで設けられる複数の第１電極部材と、前記配列方向および前記長手方向に直交する方向から見た平面視において、それぞれ前記複数の第１電極部材の相互間に設けられた複数の第２電極部材とを備え、前記複数の第１電極部材と前記複数の第２電極部材との相互間のピッチは、前記複数の第１電極部材および前記複数の第２電極部材の温度が６００度以下となるように設定されている。

プラズマ発生装置の第２の態様は、第１の態様にかかるプラズマ発生装置であって、前記複数の第１電極部材と前記複数の第２電極部材との間には１０ｋＶ以上の電圧が印加される。

プラズマ発生装置の第３の態様は、第１または第２の態様にかかるプラズマ発生装置であって、前記複数の第１電極部材および前記複数の第２電極部材はタングステンによって形成される。

プラズマ発生装置の第４の態様は、第１から第３のいずれか一つの態様にかかるプラズマ発生装置であって、前記複数の第１電極部材がそれぞれ挿入された複数の第１穴と、前記複数の第２電極部材がそれぞれ挿入された複数の第２穴とを有する誘電部材をさらに備える。

プラズマ発生装置の設計方法の第１の態様は、各々が長手方向に沿って延在し、前記長手方向に交差する配列方向において並んで設けられる複数の第１電極部材と、前記配列方向および前記長手方向に直交する方向から見た平面視において、それぞれ前記複数の第１電極部材の相互間に設けられた複数の第２電極部材とを含むプラズマ発生装置の温度の許容値を決定する工程と、前記許容値が高いほど、前記複数の第１電極部材と前記複数の第２電極部材との相互間のピッチを狭く決定する工程とを備える。

プラズマ発生装置の設計方法の第２の態様は、各々が長手方向に沿って延在し、前記長手方向に交差する配列方向において並んで設けられる複数の第１電極部材と、前記配列方向および前記長手方向に直交する方向から見た平面視において、それぞれ前記複数の第１電極部材の相互間に設けられた複数の第２電極部材とを含むプラズマ発生装置に供給する電力を、前記プラズマ発生装置が発生させるプラズマの発光強度が所定強度以上となるように、基準電力として決定する工程と、前記基準電力と、前記プラズマ発生装置の温度の許容値とに基づいて、前記複数の第１電極部材と前記複数の第２電極部材との相互間のピッチを決定する工程とを備える。

プラズマ発生装置およびプラズマ発生装置の設計方法によれば、耐熱性の問題を解消することができる。

基板処理システムの構成の一例を概略的に示す平面図である。 制御部の内部構成の一例を概略的に示すブロック図である。 基板処理装置の構成の一例を概略的に示す図である。 プラズマ発生装置の構成の一例を概略的に示す側断面図である。 プラズマ発生装置の構成の一例を概略的に示す平面図である。 電極ピッチが６ｍｍであるときの電圧波形および電流波形の一例を示すグラフである。 電極ピッチが１０ｍｍであるときの電圧波形および電流波形の一例を示すグラフである。 電極ピッチが１２ｍｍであるときの電圧波形および電流波形の一例を示すグラフである。 プラズマ発生装置の温度と電力との関係を示すグラフである。 プラズマ発生装置の設計方法の一例を示すフローチャートである。 プラズマの発光強度と電力との関係を示すグラフである。 プラズマ発生装置の構成の一例を概略的に示す平面図である。 プラズマ発生装置の構成の一例を概略的に示す側断面図である。 プラズマ発生装置の構成の一例を概略的に示す側断面図である。 パルス幅と温度との関係を示すグラフである。 パルス幅と電圧との関係を示すグラフである。 パルス幅と電流との関係を示すグラフである。 パルス幅と瞬時電力との関係を示すグラフである。

以下、添付の図面を参照しながら、実施の形態について説明する。なお、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本開示の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法または数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。

相対的または絶対的な位置関係を示す表現（例えば「一方向に」「一方向に沿って」「平行」「直交」「中心」「同心」「同軸」など）が用いられる場合、該表現は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。等しい状態であることを示す表現（例えば「同一」「等しい」「均質」など）が用いられる場合、該表現は、特に断らない限り、定量的に厳密に等しい状態を表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる差が存在する状態も表すものとする。形状を示す表現（例えば、「四角形状」または「円筒形状」など）が用いられる場合、該表現は、特に断らない限り、幾何学的に厳密にその形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲で、例えば凹凸または面取りなどを有する形状も表すものとする。一の構成要素を「備える」「具える」「具備する」「含む」または「有する」という表現が用いられる場合、該表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的表現ではない。「Ａ，ＢおよびＣの少なくともいずれか一つ」という表現が用いられる場合、該表現は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ａ，ＢおよびＣのうち任意の２つ、ならびに、Ａ，ＢおよびＣの全てを含む。

＜基板処理システムの全体構成＞
図１は、プラズマ発生装置が適用される基板処理システム９００の構成の一例を概略的に示す平面図である。基板処理システム９００は、処理対象である基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の処理装置である。

基板Ｗは例えば半導体基板であり、円板形状を有する。なお、基板Ｗには、半導体基板の他、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、有機ＥＬ(Electro-Luminescence)表示装置用基板などの表示装置用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、セラミック基板および太陽電池基板などの各種基板を適用可能である。また基板の形状も円板形状に限らず、例えば矩形の板状形状など種々の形状を採用できる。

基板処理システム９００はロードポート９０１とインデクサロボット９０２と主搬送ロボット９０３と複数の基板処理装置１００と制御部９０とを含む。

複数のロードポート９０１は水平な一方向に沿って並んで配置される。各ロードポート９０１は、基板Ｗを基板処理システム９００に搬出入するためのインターフェース部である。各ロードポート９０１には、基板Ｗを収容するキャリアＣが外部から搬入される。各ロードポート９０１は、搬入されたキャリアＣを保持する収容器保持機構である。キャリアＣとしては、基板Ｗを密閉空間に収納するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical Inter Face）ポッド、または、基板Ｗを外気にさらすＯＣ（Open Cassette）が採用されてもよい。

インデクサロボット９０２は、各ロードポート９０１に保持されたキャリアＣと、主搬送ロボット９０３との間で基板Ｗを搬送する搬送ロボットである。インデクサロボット９０２はロードポート９０１が並ぶ方向に沿って移動可能であり、各キャリアＣと対面する位置で停止可能である。インデクサロボット９０２は、各キャリアＣから基板Ｗを取り出す動作と、各キャリアＣに基板Ｗを受け渡す動作とを行うことができる。

主搬送ロボット９０３は、インデクサロボット９０２と各基板処理装置１００との間で基板Ｗを搬送する搬送ロボットである。主搬送ロボット９０３はセンターロボットとも呼ばれ得る。主搬送ロボット９０３はインデクサロボット９０２から基板Ｗを受け取る動作と、インデクサロボット９０２に基板Ｗを受け渡す動作とを行うことができる。また、主搬送ロボット９０３は各基板処理装置１００に基板Ｗを搬入する動作と、各基板処理装置１００から基板Ｗを搬出する動作とを行うことができる。なお、図１の例では、基板処理システム９００は基板載置部９０４を含む。この場合、インデクサロボット９０２は、ロードポート９０１と基板載置部９０４との間で基板Ｗを搬送し、主搬送ロボット９０３は基板載置部９０４および各基板処理装置１００間で基板Ｗを搬送する。

インデクサロボット９０２、基板載置部９０４および主搬送ロボット９０３は、それぞれの基板処理装置１００とロードポート９０１との間で基板Ｗを搬送する。

基板処理システム９００には、例えば１２個の基板処理装置１００が配置される。具体的には、鉛直方向に積層された３個の基板処理装置１００を含むタワーの４つが、主搬送ロボット９０３の周囲を取り囲むようにして設けられる。図１では、３段に重ねられた基板処理装置１００の１つが概略的に示されている。なお、基板処理システム９００における基板処理装置１００の数は、１２個に限定されるものではなく、適宜変更されてもよい。

主搬送ロボット９０３は、４つのタワーによって囲まれるように設けられている。主搬送ロボット９０３は、インデクサロボット９０２から受け取る未処理の基板Ｗを各基板処理装置１００内に搬入する。各基板処理装置１００は基板Ｗを処理する。また、主搬送ロボット９０３は、各基板処理装置１００から処理済みの基板Ｗを搬出してインデクサロボット９０２に渡す。

未処理の基板ＷはキャリアＣからインデクサロボット９０２によって取り出される。そして、未処理の基板Ｗは、例えば基板載置部９０４を介して、主搬送ロボット９０３に受け渡される。

主搬送ロボット９０３は、当該未処理の基板Ｗを基板処理装置１００に搬入する。そして、基板処理装置１００は基板Ｗに対して処理を行う。

基板処理装置１００において処理済みの基板Ｗは、主搬送ロボット９０３によって基板処理装置１００から取り出される。そして、処理済みの基板Ｗは、必要に応じて他の基板処理装置１００を経由した後、例えば基板載置部９０４を介してインデクサロボット９０２に受け渡される。インデクサロボット９０２は、処理済みの基板ＷをキャリアＣに搬入する。以上によって、基板Ｗに対する処理が行われる。

制御部９０は、基板処理システム９００の各構成要素の動作を制御する。図２は、制御部９０の内部構成の一例を概略的に示す機能ブロック図である。制御部９０は電子回路であって、例えばデータ処理部９１および記憶部９２を有している。図２の具体例では、データ処理部９１と記憶部９２とはバス９３を介して相互に接続されている。データ処理部９１は例えばＣＰＵ（Central Processor Unit）などの演算処理装置であってもよい。記憶部９２は非一時的な記憶部（例えばＲＯＭ（Read Only Memory）、書き換え可能なメモリ、またはハードディスク）９２１および一時的な記憶部（例えばＲＡＭ（Random Access Memory））９２２を有していてもよい。非一時的な記憶部９２１には、例えば制御部９０が実行する処理を規定するプログラムが記憶されていてもよい。データ処理部９１がこのプログラムを実行することにより、制御部９０が、プログラムに規定された処理を実行することができる。もちろん、制御部９０が実行する処理の一部または全部は、必ずしもソフトウェアによって実現される必要はなく、専用の論理回路などのハードウェアによって実行されてもよい。図２の例では、バス９３には、記憶装置９４、入力部９６、表示部９７および通信部９８が接続されている。

記憶部９２１は基本プログラムを格納している。記憶部９２２は、データ処理部９１が所定の処理を行う際の作業領域として用いられる。記憶装置９４は、フラッシュメモリまたはハードディスク装置などの不揮発性記憶装置によって構成されている。入力部９６は、各種スイッチまたはタッチパネルなどによって構成されており、オペレータから処理レシピなどの入力設定指示を受ける。表示部９７は、例えば、液晶表示装置およびランプなどによって構成されており、データ処理部９１の制御の下、各種の情報を表示する。通信部９８は、ＬＡＮ（Local Area Network）などを介してのデータ通信機能を有する。

記憶装置９４には、図１の基板処理システム９００におけるそれぞれの構成の制御についての複数のモードがあらかじめ設定されている。データ処理部９１が処理プログラム９４Ｐを実行することによって、上記の複数のモードのうちの１つのモードが選択され、当該モードでそれぞれの構成が制御される。なお、処理プログラム９４Ｐは、記録媒体に記憶されていてもよい。この記録媒体を用いれば、制御部９０に処理プログラム９４Ｐをインストールすることができる。

なお、制御部９０は主制御部と複数のローカル制御部とを有していてもよい。主制御部は基板処理システム９００の全体を統括し、ローカル制御部は基板処理装置１００ごとに設けられる。ローカル制御部は主制御部と通信可能に設けられ、主制御部からの指示に基づいて基板処理装置１００を制御する。主制御部およびローカル制御部の各々は、例えば図２と同様に、データ処理部９１および記憶部９２を有している。

＜基板処理装置＞
図３は、基板処理装置１００の構成の一例を概略的に示す図である。なお、基板処理システム９００に属する全ての基板処理装置１００が図３に示された構成を有している必要はなく、少なくとも一つの基板処理装置１００が当該構成を有していればよい。

図３に例示される基板処理装置１００は、プラズマを用いた処理を基板Ｗに対して行う装置である。プラズマを用いた処理は特に制限される必要がないものの、具体的な一例として、基板Ｗに付着している有機物を除去する処理、または、基板Ｗにおける金属エッチングなどの処理を含む。基板Ｗに付着している有機物は、例えば、使用済のレジスト膜（以下、単にレジストと呼ぶ）である。当該レジストは、例えば、イオン注入工程用の注入マスクとして用いられたものである。レジストを除去する処理はレジスト除去処理とも呼ばれ得る。以下では、一例としてレジスト除去処理を採用して説明する。基板Ｗは例えば半導体基板であり、円板形状を有する。基板Ｗのサイズは特に制限されないものの、その直径は例えば約３００ｍｍである。

なお、図３に示される構成は、図１におけるチャンバ８０に囲まれていてよい。また、チャンバ８０内の圧力は、およそ大気圧（例えば、０．５気圧以上、かつ、２気圧以下）であってよい。言い換えれば、後述するプラズマ処理は、大気圧で行われる大気圧プラズマ処理であってよい。

図３の例では、基板処理装置１００はプラズマ発生装置１と基板保持部１１とノズル１２とガード１３とを含んでいる。

基板保持部１１は基板Ｗを水平姿勢で保持する。ここでいう水平姿勢とは、基板Ｗの厚み方向が鉛直方向に沿う姿勢である。図３の例では、基板保持部１１はステージ１１１と複数のチャックピン１１２とを含んでいる。ステージ１１１は円板形状を有し、基板Ｗよりも鉛直下方に設けられている。ステージ１１１は、その厚み方向が鉛直方向に沿う姿勢で設けられる。ステージ１１１はスピンベースとも呼ばれ得る。複数のチャックピン１１２はステージ１１１の上面のうち外周部に立設されており、基板Ｗの周縁を把持（挟持）する。なお、基板保持部１１は必ずしもチャックピン１１２を有する必要はない。例えば、基板保持部１１は基板Ｗの下面を吸引して基板Ｗを吸着保持してもよい。

図３の例では、基板保持部１１は回転機構１１３をさらに含んでおり、回転軸線Ｑ１のまわりで基板Ｗを回転させる。回転軸線Ｑ１は基板Ｗの中心部を通り、かつ、鉛直方向に沿う軸である。回転機構１１３は例えばシャフト１１４およびモータ１１５を含む。シャフト１１４の上端はステージ１１１の下面に連結され、ステージ１１１の下面から回転軸線Ｑ１に沿って延在する。モータ１１５はシャフト１１４を回転軸線Ｑ１のまわりで回転させて、ステージ１１１を回転させる。これにより、複数のチャックピン１１２によって保持された基板Ｗが回転軸線Ｑ１のまわりで回転する。このような基板保持部１１はスピンチャックとも呼ばれ得る。

ノズル１２は、基板Ｗへの処理液の供給に用いられる。ノズル１２は供給管１２１を介して処理液供給源１２４に接続される。つまり、供給管１２１の下流端がノズル１２に接続され、供給管１２１の上流端が処理液供給源１２４に接続される。処理液供給源１２４は、例えば、処理液を貯留するタンク（不図示）を含み、供給管１２１に処理液を供給する。処理液は例えば、塩酸、フッ酸、リン酸、硝酸、硫酸、硫酸塩、ペルオキソ硫酸、ペルオキソ硫酸塩、過酸化水素、水酸化テトラメチルアンモニウム、アンモニアと過酸化水素水との混合液（ＳＣ１）、塩酸と過酸化水素水との混合液（ＳＣ２）または脱イオン水（ＤＩＷ）などを含む液を用いることができる。本実施の形態においては、処理液として硫酸を用いる処理が説明される。

本実施の形態においては、主に、基板Ｗの上面に形成されたレジストを除去するための処理が説明される。この場合には、処理液としては、硫酸、硫酸塩、ペルオキソ硫酸およびペルオキソ硫酸塩のうちの少なくとも１つを含む液、または、過酸化水素を含む液などが想定される。

図３の例では、供給管１２１には、バルブ１２２および流量調整部１２３が介装されている。バルブ１２２が開くことにより、処理液供給源１２４からの処理液が供給管１２１を通じてノズル１２に供給され、ノズル１２の吐出口１２ａから吐出される。つまり、バルブ１２２は、処理液供給源１２４からノズル１２への処理液の供給および供給停止を切り替える。流量調整部１２３は、供給管１２１を流れる処理液の流量を調整する。流量調整部１２３は例えばマスフローコントローラである。

図３の例では、ノズル１２はノズル移動機構１５によって移動可能に設けられる。ノズル移動機構１５は、ノズル１２を第１処理位置と第１待機位置との間で移動させる。第１処理位置とは、ノズル１２が基板Ｗの主面（例えば上面）に向けて処理液を吐出する位置である。より具体的には、第１処理位置は、例えば、基板Ｗよりも鉛直上方であって、基板Ｗの中心部と鉛直方向において対向する位置である。第１待機位置とは、ノズル１２が基板Ｗの主面に向けて処理液を吐出しない位置であり、第１処理位置よりも基板Ｗから離れた位置である。第１待機位置は、ノズル１２が主搬送ロボット１２０による基板Ｗの搬送経路と干渉しない位置でもある。具体的な一例として、第１待機位置は、基板Ｗの周縁よりも径方向外側の位置である。図３では、第１待機位置で停止するノズル１２が示されている。

ノズル移動機構１５は、例えば、ボールねじ機構またはアーム旋回機構等のアクチュエータを有する。アーム旋回機構は、いずれも不図示のアームと支持柱とモータとを含む。アームは水平に延在する棒状形状を有し、アームの先端にはノズル１２が連結され、アームの基端が支持柱に連結される。支持柱は鉛直方向に沿って延びており、その中心軸のまわりで回転可能に設けられる。モータが支持柱を回転させることにより、アームが旋回し、ノズル１２が中心軸のまわりで周方向に沿って移動する。このノズル１２の移動経路上に第１処理位置と第１待機位置とが位置するように、支持柱が設けられる。

ノズル１２が第１処理位置に位置する状態で、基板保持部１１が基板Ｗを回転させながら、バルブ１２２が開くと、ノズル１２から回転中の基板Ｗの上面に向かって処理液が吐出される。処理液は基板Ｗの上面に着液し、基板Ｗの回転に伴って基板Ｗの上面を広がって、基板Ｗの周縁から外側に飛散する。これにより、基板Ｗの上面には処理液の液膜が形成される。

ノズル１２は、複数種の処理液が想定される場合には、それぞれの処理液に対応して複数設けられていてもよい。ノズル１２は、基板Ｗの上面に処理液の液膜が形成されるように、基板Ｗに処理液を供給する。

ガード１３は、基板保持部１１によって保持された基板Ｗを取り囲む筒状の形状を有している。基板Ｗの周縁から飛散した処理液はガード１３の内周面にあたり、内周面に沿って鉛直下方に流れる。処理液は、例えば、不図示の回収配管を流れて処理液供給源１２４のタンクに回収される。これによれば、処理液を再利用することができる。

プラズマ発生装置１はプラズマを発生させる装置であり、プラズマ源もしくはプラズマリアクタとも呼ばれ得る。プラズマ発生装置１は、基板保持部１１によって保持された基板Ｗの主面（例えば上面）と鉛直方向において対向する位置に設けられる。図３の例では、プラズマ発生装置１は基板Ｗの上面よりも鉛直上方において、基板Ｗ全体を覆うように設けられる。プラズマ発生装置１は電源８に接続されており、電源８からの電力を受けて周囲のガスをプラズマ化させる。なおここでは一例として、プラズマ発生装置１は大気圧下でプラズマを発生させる大気圧プラズマ源である。ここでいう大気圧とは、例えば、標準気圧の５０％以上、かつ、標準気圧の２００％以下である。プラズマ発生装置１の具体的な構成の一例は後に詳述する。

図３に例示するように、プラズマ移動機構１４が設けられてもよい。プラズマ移動機構１４は、プラズマ発生装置１を、基板保持部１１によって保持された基板Ｗに対して相対的に移動させる。具体的には、プラズマ移動機構１４はプラズマ発生装置１を第２処理位置と第２待機位置との間で往復移動させる。第２処理位置とは、プラズマ発生装置１によるプラズマを用いて基板Ｗを処理するときの位置である。第２処理位置において、プラズマ発生装置１と基板Ｗの上面との間の距離は例えば数ｍｍ程度である。

第２待機位置とは、プラズマを用いた処理を基板Ｗに対して行わないときの位置であり、第２処理位置よりも基板Ｗから離れた位置である。第２待機位置は、プラズマ発生装置１が主搬送ロボット１２０による基板Ｗの搬送経路と干渉しない位置でもある。具体的な一例として、第２待機位置は第２処理位置よりも鉛直上方の位置である。この場合、プラズマ移動機構１４はプラズマ発生装置１を鉛直方向に沿って昇降させる。図３では、第２待機位置で停止するプラズマ発生装置１が示されている。プラズマ移動機構１４は、例えば、ボールねじ機構またはエアシリンダなどの移動機構を有する。

プラズマ発生装置１は、例えば、ノズル１２が第１待機位置に退避した状態で、第２待機位置から第２処理位置へと移動することができる。例えば、第１処理位置でのノズル１２からの処理液の吐出によって基板Ｗの上面に処理液の液膜が形成されると、バルブ１２２が閉じたうえで、ノズル移動機構１５がノズル１２を第１処理位置から第１待機位置に移動させる。一方、例えば、プラズマ発生装置１は、第２待機位置に位置する状態で、電源８がプラズマ発生装置１に電圧を出力する。これにより、第２処理位置よりも基板Ｗから離れた位置でプラズマ発生装置１がプラズマを発生させる。このとき、例えば、ノズル１２が第１処理位置で基板Ｗの上面に処理液の液膜を供給するのと並行して、プラズマ発生装置１がプラズマを発生させることで、プラズマが発生するまでの待ち時間を削減することができる。その後、プラズマ移動機構１４がプラズマ発生装置１を第２待機位置から第２処理位置へと移動させる。これによれば、基板Ｗの直上にはノズル１２が存在しないので、プラズマ発生装置１を基板Ｗの上面により近づけることができる。言い換えれば、第２処理位置をより基板Ｗの近くに設定することができる。

また、これにより、基板Ｗの上面の近傍の位置でプラズマ発生装置１が基板Ｗの上面の処理液の液膜に向かってプラズマを発生させる。このプラズマの発生に伴って種々の活性種が生じる。例えば、空気がプラズマ化することにより、酸素ラジカル、ヒドロキシルラジカルおよびオゾンガス等の種々の活性種が生じ得る。これらの活性種は基板Ｗの上面に作用する。具体的な一例として、活性種は基板Ｗの上面の処理液（ここでは硫酸）の液膜に作用する。これにより、処理液の処理性能が高まる。具体的には、活性種と硫酸との反応により、処理性能（ここでは酸化力）の高いカロ酸が生成される。カロ酸はペルオキソ一硫酸とも呼ばれる。当該カロ酸が基板Ｗのレジストに作用することで、レジストを酸化除去することができる。

以上のように、活性種が基板Ｗの主面上の処理液に作用することにより、処理液の処理性能を向上させることができる。よって、基板Ｗに対する処理を速やかに行うことができる。

＜プラズマ発生装置１＞
次に、プラズマ発生装置１の各構成のより詳細な一例について述べる。図４は、プラズマ発生装置１の構成の一例を概略的に示す側断面図であり、図５は、プラズマ発生装置１の構成の一例を概略的に示す平面図である。図４は、図５のＡ－Ａ断面を示している。図４および図５の例では、プラズマ発生装置１は平面型のプラズマ源であって、第１電極部２１と第２電極部２２とを含む。

図４および図５の例では、第１電極部２１は複数の第１電極部材（第１線状電極）２１１と第１集合電極２１２とを含み、第２電極部２２は複数の第２電極部材（第２線状電極）２２１と第２集合電極２２２とを含む。

第１電極部材２１１は金属材料（例えばタングステン）等の導電性材料によって形成され、長手方向Ｄ１に沿って延在する棒状形状（例えば円柱形状）を有する。複数の第１電極部材２１１は、長手方向Ｄ１に交差（ここでは直交）する配列方向Ｄ２において並んで設けられており、理想的には互いに平行に設けられる。

第１集合電極２１２は金属材料（例えばアルミニウム）等の導電性材料によって形成され、複数の第１電極部材２１１の長手方向Ｄ１の一方側の端部（基端）どうしを連結する。図５の例では、第１集合電極２１２は、長手方向Ｄ１の一方側に膨らむ円弧状の平板形状を有している。複数の第１電極部材２１１は第１集合電極２１２から長手方向Ｄ１の他方側に向かって延在する。

第２電極部材２２１は金属材料（例えばタングステン）等の導電性材料によって形成され、長手方向Ｄ１に沿って延在する棒状形状（例えば円柱形状）を有する。複数の第２電極部材２２１は配列方向Ｄ２において並んで設けられており、理想的には互いに平行に設けられる。第２電極部材２２１の各々は、平面視において（つまり、長手方向Ｄ１および配列方向Ｄ２に直交する方向Ｄ３に沿って見て）、複数の第１電極部材２１１のうち互いに隣り合う二者の間に設けられている。つまり、複数の第２電極部材２２１が平面視において複数の第１電極部材２１１の相互間にそれぞれ設けられている。図５の例では、平面視において、第１電極部材２１１および第２電極部材２２１は配列方向Ｄ２において交互に配列される。第１電極部材２１１の各々は第２電極部材２２１と方向Ｄ３において対向していない。

第２集合電極２２２は金属材料（例えばアルミニウム）等の導電性材料によって形成され、複数の第２電極部材２２１の長手方向Ｄ１の他方側の端部（基端）どうしを連結する。図５の例では、第２集合電極２２２は、第１集合電極２１２とは反対側に膨らみ、かつ、第１集合電極２１２と略同径の円弧状の平板形状を有している。複数の第２電極部材２２１は第２集合電極２２２から長手方向Ｄ１の一方側に向かって延在する。

図４および図５の例では、各第１電極部材２１１は第１誘電部材３１によって覆われる。複数の第１誘電部材３１は石英またはセラミックス等の誘電体材料によって形成される。例えば、各第１誘電部材３１は長手方向Ｄ１に沿って延在する筒状形状を有しており、第１電極部材２１１が長手方向Ｄ１に沿って第１誘電部材３１に挿入される。図示の第１誘電部材３１は第１誘電管とも呼ばれ得る。第１誘電部材３１が第１電極部材２１１を覆うことにより、第１電極部材２１１がプラズマにスパッタされることに起因して基板Ｗが汚染されることを防ぐことができる。

図４および図５の例では、各第２電極部材２２１は第２誘電部材３２によって覆われる。複数の第２誘電部材３２は石英またはセラミックス等の誘電体材料によって形成される。例えば、各第２誘電部材３２は長手方向Ｄ１に沿って延在する筒状形状を有しており、第２電極部材２２１が長手方向Ｄ１に沿って第２誘電部材３２に挿入される。図示の第２誘電部材３２は第２誘電管とも呼ばれ得る。第２誘電部材３２が第２電極部材２２１を覆うことにより、第２電極部材２２１がプラズマにスパッタされることに起因して基板Ｗが汚染されることを防ぐことができる。

図４および図５の例では、プラズマ発生装置１には誘電部材３３が設けられている。誘電部材３３は石英またはセラミックス等の誘電体材料によって形成される。図示の例では、誘電部材３３は板状形状を有している。誘電部材３３はその厚み方向が方向Ｄ３に沿う姿勢で設けられる。図５の例では、誘電部材３３の主面３３ａおよび主面３３ｂは平面視において円形状を有している。誘電部材３３の厚み（主面３３ａと主面３３ｂとの間の距離）は例えば数百μｍ（例えば３００μｍ）程度に設定される。

第１電極部２１および第１誘電部材３１は誘電部材３３の主面３３ａ側に設けられており、第２電極部２２および第２誘電部材３２は誘電部材３３の主面３３ｂ側に設けられている。具体的には、第１誘電部材３１は誘電部材３３の主面３３ａ側に設けられており、第２誘電部材３２は誘電部材３３の主面３３ｂ側に設けられている。

プラズマ発生装置１は基板処理装置１００において、主面３３ａが処理対象（ここでは基板Ｗ）を向く姿勢で設けられる。具体的には、プラズマ発生装置１は、方向Ｄ３が鉛直方向に沿い、かつ、主面３３ａが基板Ｗの上面を向く姿勢で設けられる。このプラズマ発生装置１は基板Ｗと鉛直方向において対向する。

図４に例示されるように、プラズマ発生装置１には保持部材３４が設けられてもよい。なお図５では、図面の煩雑を避けるために、保持部材３４を省略している。保持部材３４は例えばフッ素系樹脂等の絶縁材料によって形成され、第１電極部２１、第２電極部２２、第１誘電部材３１、第２誘電部材３２および誘電部材３３を一体に保持する。保持部材３４は平面視において第１集合電極２１２および第２集合電極２２２と略同径のリング形状を有しており、第１集合電極２１２および第２集合電極２２２を方向Ｄ３で挟持する。

図４の例では、第１誘電部材３１の先端部が保持部材３４によって保持される。具体的には、第１誘電部材３１の先端部が保持部材３４に埋設される。よって、第１電極部材２１１および第１誘電部材３１からなる部分の両端が保持部材３４によって保持される。これにより、当該部分を両端保持することができる。図４の例では、第２誘電部材３２の先端部も保持部材３４によって保持される。よって、保持部材３４は第２電極部材２２１および第２誘電部材３２からなる部分も両端保持することができる。

第１電極部２１および第２電極部２２はプラズマ用の電源８に電気的に接続される。より具体的には、第１電極部２１の第１集合電極２１２が配線８１を介して電源８の第１出力端８ａに電気的に接続され、第２電極部２２の第２集合電極２２２が配線８２を介して電源８の第２出力端８ｂに電気的に接続される。電源８は例えばインバータ回路等のスイッチング電源回路を有しており、第１電極部２１と第２電極部２２との間にプラズマ用の電圧を出力する。より具体的な一例として、電源８はプラズマ用の電圧として高周波電圧を第１電極部２１と第２電極部２２との間に出力する。また、電源８は例えばパルス電源であり、複数の周期の各々におけるオン期間にて高周波電圧を第１電極部２１と第２電極部２２との間に出力してもよい。これにより、主としてオン期間においてプラズマが点灯する。この電源８の出力は制御部９０によって制御される。よって、プラズマ発生装置１は制御部９０によって制御されるといえる。

電源８が第１電極部２１と第２電極部２２との間に電圧を出力することにより、第１電極部材２１１と第２電極部材２２１との間にプラズマ用の電界が生じる。当該電界に応じて、第１電極部材２１１および第２電極部材２２１の周囲のガスがプラズマ化する。逆に言えば、当該ガスがプラズマ化する程度の電圧が電源８によって第１電極部２１と第２電極部２２との間に印加される。電源８がパルス電源である場合、当該電圧は、例えば、１０ｋＶ以上かつ数十ｋＨｚ程度の高周波電圧である。ここでいう周波数は、例えば、上記周期の逆数であり、以下ではパルス周波数とも呼ぶ。

上述の平面型のプラズマ発生装置１によれば、水平な長手方向Ｄ１に沿って延在する第１電極部材２１１および第２電極部材２２１が水平な配列方向Ｄ２において交互に配列される。したがって、プラズマ発生装置１は平面視において広い範囲でプラズマを発生させることができる。

＜プラズマ発生装置１の温度＞
プラズマ発生装置１が電源８からの電力を受けてプラズマを発生させると、第１電極部２１および第２電極部２２によるジュール熱と、プラズマによる発熱とに起因して、プラズマ発生装置１の温度が上昇する。この温度が上昇し過ぎると、耐熱性等の諸問題が生じ得る。例えば第１電極部材２１１および第２電極部材２２１がタングステンである場合、温度が摂氏６００度を超えると、第１電極部材２１１および第２電極部材２２１が赤熱し、耐熱性の問題が生じ得る。

本実施の形態では、このような許容値を超える温度上昇を抑制または回避するために、第１電極部材２１１と第２電極部材２２１との間のピッチに着目する。以下では、第１電極部材２１１と第２電極部材２２１との間のピッチと関連するパラメータとして、第１電極部材２１１どうしの間のピッチ（電極ピッチと呼ぶ）を導入する。ここでは、第１電極部材２１１と第２電極部材２２１との間の平面視のピッチは、電極ピッチの半分である。

発明者は、電極ピッチが異なる複数のプラズマ発生装置１を作製し、各プラズマ発生装置１を用いて実験を行った。より具体的には、プラズマ発生装置１の温度（ここでは第１電極部材２１１および第２電極部材２２１の温度）が摂氏４００度となるように電源８の出力電圧（大きさおよび周波数）を制御し、電圧および電流を測定した。図６から図８は、実験結果としての電圧波形および電流波形の一例を示すグラフである。図６は、電極ピッチが６ｍｍであるときの実験結果を示し、図７は、電極ピッチが１０ｍｍであるときの実験結果を示し、図８は、電極ピッチが１２ｍｍであるときの実験結果を示す。

ここでは、電源８としてパルス電源を用いている。この場合、図６から図８に例示されるように、高周波電流は所定の周期ごとに流れる。これは、電源８が所定の周期内のオン期間において高周波電圧を第１電極部２１と第２電極部２２との間に印加するからである。図６から図８の例では、１周期（＝５０μ秒：つまり、パルス周波数＝２０ｋＨｚ）における電圧波形および電流波形が示されており、電圧が正の範囲において変動する期間と負の範囲において変動する期間とのそれぞれがオン期間に相当する。図６から図８の例では、オン期間は３μｓである。ここでは、温度が摂氏４００度となるように、電源８の出力電圧の大きさを制御した。

下表は、図６から図８の実験結果から抽出された電圧の絶対値の最大値Ｖｍａｘおよび電流の絶対値の最大値Ｉｍａｘを示している。

表１から理解できるように、温度を摂氏４００度にするために必要な電力は、電極ピッチが広いほど大きくなる。逆に言えば、電力が同じであれば、電極ピッチが狭いほど温度が高くなることが分かる。

図９は、プラズマ発生装置１の温度とプラズマ発生装置１への出力電力との関係を、電極ピッチごとに例示するグラフである。図９の例では、３つのグラフＧ１～Ｇ３が示されている。グラフＧ１は、電極ピッチが６ｍｍであるときの当該関係を示しており、グラフＧ２は、電極ピッチが１０ｍｍであるときの当該関係を示しており、グラフＧ３は、電極ピッチが１２ｍｍであるときの当該関係を示している。

図９からも理解できるように、プラズマ発生装置１の温度は、電力が同じであれば、電極ピッチが広いほど低い。また、図９から理解できるように、プラズマ発生装置１の温度は、電極ピッチが同じであれば、電力が大きいほど高い。つまり、プラズマ発生装置１の温度は電力に対して正の相関関係を有し、電極ピッチに対して負の相関関係を有する。

このように、発明者による実験によって、プラズマ発生装置１の温度が電力の大小のみならず、電極ピッチの広狭にも依存することが分かった。

そこで、本実施の形態では、プラズマ発生装置１の温度が許容値（例えば摂氏６００度）以下となるように、電極ピッチが設定される。以下、電極ピッチの設計方法の例について詳述する。

図１０は、プラズマ発生装置１の設計方法の一例を示すフローチャートである。設計者は、プラズマ発生装置１に供給する電力についての基準電力を決定する（ステップＳ１：電力設定工程）。ここでいう基準電力とは、後述のステップＳ３において電極ピッチの決定に用いられる電力である。例えば、設計者は基準電力として、電源８の出力可能な最大電力あるいは定格電力を採用してもよい。

次に、設計者は温度の許容値を決定する（ステップＳ２：許容温度設定工程）。設計者はプラズマ発生装置１の耐熱性の観点で温度の許容値を決定してもよい。例えば、許容値は摂氏６００度に決定される。

次に、設計者は、基準電力の出力時のプラズマ発生装置１の温度と電極ピッチとの対応関係（例えば図９）に基づいて、温度が許容値以下となるように、電極ピッチを決定する（ステップＳ３：電極ピッチ設計工程）。対応関係は、例えば実験またはシミュレーション等により予め得ることができる。

このステップＳ３において、設計者は温度の許容値が高くなるほど、電極ピッチを狭く決定するとよい。なぜなら、電極ピッチが広いほど、プラズマを発生させることが困難となるからである。例えば、電力の供給開始からプラズマが安定して発生するまでの期間が長くなる。よって、より短期間でプラズマ発生装置１の周囲にプラズマを安定して発生させるという観点では、電極ピッチは狭い方がよい。したがって、ステップＳ３において、設計者は温度が許容値以下となる限りにおいて、電極ピッチをできるだけ狭く決定するとよい。より具体的な一例として、設計者は温度が許容値以下となる電極ピッチの範囲の最小値を、電極ピッチとして決定してもよい。

以上のように、電極ピッチの設計によって、プラズマ発生装置１の温度を許容値以下とすることができる。温度の許容値としては、摂氏６００度を採用することができる。これによれば、第１電極部材２１１および第２電極部材２２１がタングステンである場合に、第１電極部材２１１および第２電極部材２２１の赤熱を抑制または回避することができる。

さて、プラズマ発生装置１への出力電力は、電源８の出力電圧によって制御され得る。そこで、出力電圧の観点でも電極ピッチを説明しておく。すなわち、電極ピッチは、電源８が最大電圧（あるいは定格電圧）を出力しているときのプラズマ発生装置１の温度が許容温度以下となるように決定され得る。

＜プラズマ効果に基づく電極ピッチの設計＞
上述の例では、プラズマ発生装置１は基板Ｗのレジスト除去に利用される。よって、プラズマ発生装置１を用いたレジスト除去処理に着目して、電極ピッチを決定してもよい。以下に具体的に説明する。

まず、プラズマ発生装置１への電力について述べる。電力が大きくなると、プラズマ発生装置１はより高い電子密度でプラズマを発生させることができる。プラズマの電子密度が高くなると、プラズマの発光強度が高くなる。これにより、プラズマによって生じる活性種の量も増加させることができる。活性種の増加により、より多くの活性種を基板Ｗ上の処理液に作用させることができるので、基板Ｗのレジストの除去速度を高めることができ、より速やかにレジストの剥離率を１００％とすることができる。

図１１は、プラズマの発光強度と電力との関係の一例を示すグラフである。図１１の例では、３種のプロット点が互いに異なる形状で示されている。第１プロット点は黒丸で示されており、電極ピッチが１２ｍｍであるときの当該関係を示している。第２プロット点は黒四角で示されており、電極ピッチが１０ｍｍであるときの当該関係を示している。第３プロット点は黒三角で示されており、電極ピッチが６ｍｍであるときの当該関係を示している。

図１１から理解できるように、プラズマの発光強度は電力が大きくなるほど高くなる。つまり、プラズマの発光強度は電力に対して正の相関関係を有する。その一方で、プラズマの発光強度は電極ピッチにはほとんど依存しない。よって、電力が同じであれば、電極ピッチが広いときのプラズマの発光強度は、電極ピッチが狭いときのプラズマ発光強度とほぼ同じとなる。

プラズマの発光強度が高いほど、活性種の生成量は大きくなるので、プラズマによる効果（以下、プラズマ効果と呼ぶ）は高くなる。ここでは、基板Ｗのレジストを除去するので、プラズマ効果を示す指標として、レジストの剥離率を採用することができる。

プラズマ効果はプラズマの発光強度に対して正の相関関係を有し、プラズマの発光強度は電力に対して正の相関関係を有するので、プラズマ効果は電力に対して正の相関関係を有する。その一方で、プラズマの発光強度は電極ピッチの広狭にはほとんど依存しないので、プラズマ効果も電極ピッチの広狭にはほとんど依存しない。

また、プラズマ発生装置１の温度は上述のように電力が大きいほど高い一方で、電極ピッチが広いほど低い。

以上の知見に基づくと、電力を大きくしてプラズマ効果（ここでは剥離率）を高めつつも、電極ピッチを広げることによって、プラズマの温度上昇を緩和することができることが分かる。下表は、実験結果の一例を示している。

表２によれば、電極ピッチが１０ｍｍである場合、プラズマ発生装置１の温度が摂氏４２０度であるときの剥離率は８７％であり、温度が摂氏５００度であるときの剥離率は１００％である。一方で、電極ピッチが１２ｍｍである場合、プラズマ発生装置１の温度が摂氏４３０度となるときの剥離率は１００％である。つまり、電極ピッチを広く設定することにより、剥離率を１００％とするための電力でプラズマ発生装置１を供給するときの、プラズマ発生装置１の温度を低減させることができる。

そこで、電極ピッチの設計において、基準電力をプラズマ効果に基づいて設定し、当該基準電力に基づいて電極ピッチを決定してもよい。具体的には、ステップＳ１において、設計者はプラズマ効果（ここでは剥離率）が所定効果以上となる電力を基準電力として決定してもよい。この基準電力は例えば実験またはシミュレーションによって決定される。プラズマ効果はプラズマの発光強度と正の相関関係を有しているので、設計者はプラズマの発光強度が所定強度以上となるように電力を基準電力として決定するともいえる。

プラズマ効果は上述のようにプラズマ発生装置１への電力と正の相関関係を有する一方で、電極ピッチにはほとんど依存しない。よって、電極ピッチが未だ決まっていない状態であっても、ステップＳ１において、所定のプラズマ効果（プラズマの発光強度）に基づいて基準電力を決定することができる。次に、設計者はステップＳ２およびステップＳ３を実行する。これにより、電極ピッチを決定することができる。

以上のように、本実施の形態では、電極ピッチの情報を用いずに、プラズマ効果に基づいてプラズマ発生装置１に供給する電力についての基準電力を決定する。そして、ステップＳ３において、基準電力と温度の許容値とに基づいて電極ピッチを決定する。この設計方法は、プラズマの発光強度が電極ピッチにほとんど依存しないことに着目することによって初めて想起されるものである。つまり、もしプラズマの発光強度が電極ピッチにも依存する場合には、ステップＳ１において、電極ピッチと無関係に電力を決定することができない。よって、温度およびプラズマ効果を両立するための電力および電極ピッチを決定することは困難である。例えば、電力および電極ピッチの値を変更しながら、プラズマ効果および温度を最適化するような複雑な手法が必要となる。

これに対して、本実施の形態では、ステップＳ１において、電極ピッチの値を用いずに、プラズマ効果に基づいて基準電力を決定し、ステップＳ３において、その基準電力と温度の許容値とに基づいて電極ピッチを決定するので、非常に簡単な手法で電極ピッチを設計することができる。また、このように設計されたプラズマ発生装置１によれば、所定のプラズマ効果を得るための電力をプラズマ発生装置１に供給しても、プラズマ発生装置１の温度を許容値以下とすることができる。

＜プラズマ発生装置１Ａ＞
図１２は、プラズマ発生装置１Ａの構成の一例を概略的に示す平面図であり、図１３および図１４は、プラズマ発生装置１Ａの構成の一例を概略的に示す側断面図である。図１３は、図１２のＣ－Ｃ断面を示し、図１４は、図１２のＤ－Ｄ断面を示す。図１２から図１４に示されるように、プラズマ発生装置１Ａは第１電極部２１と第２電極部２２と誘電部材３５とを含む。

誘電部材３５は例えば石英およびセラミックス等の誘電体材料によって形成され、第１電極部材２１１および第２電極部材２２１の両方を覆う。図示の例では、誘電部材３５は板状形状を有しており、その厚み方向が方向Ｄ３に沿う姿勢で配置される。誘電部材３５は第１主面３５ａ、第２主面３５ｂおよび側面３５ｃを有する。第１主面３５ａおよび第２主面３５ｂは方向Ｄ３において互いに向かい合う面であり、例えば、方向Ｄ３に直交する平坦面である。側面３５ｃは第１主面３５ａの周縁および第２主面３５ｂの周縁を繋ぐ面である。図１２の例では、誘電部材３５は円板形状を有しているので、第１主面３５ａおよび第２主面３５ｂは円状の平面であり、側面３５ｃは円筒面である。誘電部材３５の厚みは例えば５ｍｍ程度である。

誘電部材３５には、各第１電極部材２１１が挿入される第１穴３６と、各第２電極部材２２１が挿入される第２穴３７が形成されている。

各第１穴３６は長手方向Ｄ１に沿って延在しており、その一方側の端が誘電部材３５の側面３５ｃにおいて開口する。各第１電極部材２１１は長手方向Ｄ１に沿って第１穴３６に挿入される。このように誘電部材３５が各第１電極部材２１１を覆うので、各第１電極部材２１１がプラズマにスパッタされることに起因して基板Ｗが汚染されることを防ぐことができる。

各第２穴３７は長手方向Ｄ１に沿って延在しており、その他方側の端が誘電部材３５の側面３５ｃにおいて開口する。各第２電極部材２２１は長手方向Ｄ１に沿って第２穴３７に挿入される。このように誘電部材３５が各第２電極部材２２１を覆うので、各第２電極部材２２１がプラズマにスパッタされることに起因して基板Ｗが汚染されることを防ぐことができる。

図１４の例では、複数の第１電極部材２１１および複数の第２電極部材２２１は同一平面上に設けられている。よって、複数の第１穴３６および複数の第２穴３７も同一平面上に形成されている。

図１４の例では、第１電極部材２１１と誘電部材３５の第１主面３５ａとの間隔は、第１電極部材２１１と誘電部材３５の第２主面３５ｂとの間隔よりも狭い。同様に、第２電極部材２２１と誘電部材３５の第１主面３５ａとの間隔は、第２電極部材２２１と誘電部材３５の第２主面３５ｂとの間隔よりも狭い。つまり、第１電極部材２１１および第２電極部材２２１は第２主面３５ｂよりも第１主面３５ａに近い位置に設けられている。よって、第１穴３６および第２穴３７も第２主面３５ｂより第１主面３５ａに近い位置に形成される。第１電極部材２１１と第１主面３５ａとの間の距離は例えば０．３ｍｍ程度に設定され、第２電極部材２２１と第１主面３５ａとの間の距離も例えば０．３ｍｍ程度に設定される。

プラズマ発生装置１Ａは、第１主面３５ａが処理対象（ここでは基板Ｗ）を向く姿勢で配置される。第１主面３５ａ近傍のガスは後述のようにプラズマ発生装置１Ａによってプラズマ化し、該プラズマによる活性種が処理対象に作用する。

図１２の例では、第１集合電極２１２および第２集合電極２２２は誘電部材３５よりも外側に設けられている。よって、第１電極部材２１１の基端部は誘電部材３５の側面３５ｃから外側に突出して第１集合電極２１２に接続され、第２電極部材２２１の基端部は誘電部材３５の側面３５ｃから外側に突出して第２集合電極２２２に接続される。第１集合電極２１２および第２集合電極２２２はプラズマ用の電源８に接続されており（図１２を参照）、この電源８の電圧出力により、第１電極部材２１１と第２電極部材２２１との間にプラズマ用の電界が生じる。上述の例では、第１電極部材２１１と第１主面３５ａとの間隔および第２電極部材２２１と第１主面３５ａとの間隔は狭いので、電界が誘電部材３５の第１主面３５ａ近傍のガスに作用しやすく、該ガスを容易にプラズマ化させることができる。

一方で、上述の例では、第１電極部材２１１と第２主面３５ｂとの間隔および第２電極部材２２１と第２主面３５ｂとの間隔は広いので、電界は第２主面３５ｂ近傍のガスには作用しにくい。よって、基板Ｗの処理に寄与しない不要なプラズマの発生も抑制することができる。しかも、誘電部材３５の第１主面３５ａと第２主面３５ｂとの間の厚みを大きくすることもできるので、誘電部材３５の強度および剛性を向上させることができる。

ところで、プラズマ発生装置１Ａにおける誘電部材３５は第１電極部材２１１および第２電極部材２２１の両方を覆う板状形状を有しているので、誘電部材３５の体積は、プラズマ発生装置１の第１誘電部材３１、第２誘電部材３２および誘電部材３３の総体積よりも大きい。よって、プラズマ発生装置１Ａにおいてプラズマを発生させるためには、電源８はより大きな電力を第１電極部２１と第２電極部２２との間に供給する必要がある。より具体的な一例として、電源８の出力電圧は１５ｋＶ程度に設定され、電源８の出力周波数は６０ｋＨｚ程度以下に設定される。

また上述の例では、単一の誘電部材３５が第１電極部材２１１および第２電極部材２２１を覆うので、プラズマ発生装置１Ａの形状はプラズマ発生装置１に比べて簡易である。特に上述の例では、誘電部材３５の第１主面３５ａは平坦であるので、第１誘電部材３１と誘電部材３３とで段差形状を形成するプラズマ発生装置１に比して、その形状がより簡易である。よって、処理対象である基板Ｗ上の処理液が揮発してプラズマ発生装置１Ａ（例えば第１主面３５ａ）に付着しても、プラズマ発生装置１Ａを洗浄して該処理液を除去することが容易である。

＜プラズマ発生装置１Ａの温度＞
発明者は、このプラズマ発生装置１Ａにおいても、プラズマ発生装置１と同様に、温度が電力のみならず、電極ピッチの広狭にも依存することを確認した。具体的には、発明者は、電極ピッチが異なる複数のプラズマ発生装置１Ａを作製し、各プラズマ発生装置１Ａを用いて実験を行った。ここでは、発明者は、それぞれ電極ピッチが１０ｍｍ，１２ｍｍであるプラズマ発生装置１Ａを作製し、プラズマ発生装置１Ａの温度が摂氏２００度となるように電源８の出力電圧を制御した。下表は、実験結果を示している。

表３から理解できるように、温度を摂氏２００度にするために必要な電力は、電極ピッチが広いほど大きくなる。逆に言えば、電力が同じであれば、電極ピッチが狭いほど温度が高くなることが分かる。

そこで、プラズマ発生装置１Ａにおいても、温度が許容値（例えば摂氏６００度）以下となるように、電極ピッチが設定される。電極ピッチの設計方法の一例は図１０と同様である。言い換えれば、プラズマ発生装置１における電極ピッチの設計方法を、プラズマ発生装置１Ａにも適用できる。

また、発明者は、プラズマ発生装置１Ａにおいても、プラズマ発生装置１と同様に、電力を大きくしてプラズマ効果（ここではレジストの剥離率）を高めつつも、電極ピッチを広げることによって、プラズマ発生装置１Ａの温度上昇を緩和することができることを確認した。下表は実験結果の一例を示している。

表４によれば、電極ピッチが１０ｍｍである場合、プラズマ発生装置１の温度が摂氏２００度であるときの剥離率は７０％であり、電力を大きくして温度が摂氏２５０度になったときの剥離率は１００％である。つまり、電力を大きくすることにより、プラズマ効果を高めることができる。一方、電極ピッチが１２ｍｍである場合、プラズマ発生装置１の温度が摂氏２００度となるときの剥離率は１００％である。つまり、電力を大きくしてプラズマ効果を高めつつも、電極ピッチを広く設定することにより、プラズマの温度上昇を緩和することができる。

また、プラズマ発生装置１Ａの第１電極部２１および第２電極部２２の形状は、プラズマ発生装置１と同様であり、第１電極部２１と第２電極部２２との間の電界によってプラズマが生じる。よって、プラズマ発生装置１Ａにおいても、プラズマ発生装置１と同様に、プラズマの発光強度は電極ピッチの広狭には依存しないと推察される。したがって、プラズマ発生装置１Ａにおいても、電極ピッチが未だ決まっていない状態で、所定のプラズマ効果（プラズマの発光強度、つまり剥離率）に基づいて基準電力を決定することができる（ステップＳ１）。次に、設計者はステップＳ２およびステップＳ３を実行する。これにより、非常に簡易な手法で電極ピッチを決定することができる。

以上のように、プラズマ発生装置１Ａにおいても、プラズマ発生装置１と同様にして電極ピッチを決定することができる。

ここで、参考のために、図１５から図１８を示しておく。図１５から図１８はプラズマ発生装置１Ａについての実験結果の例を概略的に示すグラフである。具体的には、図１５は、パルス幅と温度との関係を示すグラフであり、図１６は、パルス幅と電圧との関係を示すグラフであり、図１７は、パルス幅と電流との関係を示すグラフであり、図１８は、パルス幅と瞬時電力との関係を示すグラフである。各図では、電極ピッチが１２ｍｍであるときのグラフをグラフＧ１で示し、電極ピッチが１０ｍｍであるときのグラフをグラフＧ２で示している。

各図において、横軸としてパルス幅が採用される。パルス幅が広いほど、電力がプラズマ発生装置１Ａに供給される時間が長いので、プラズマ発生装置１に供給される電力（投入電力）はパルス幅が広いほど大きくなる傾向にある。図１５から理解できるように、電力が同じであれば、電極ピッチが広い方が、プラズマ発生装置１Ａの温度は低くなる。また、図１５から理解できるように、電力が同程度であれば、電極ピッチが広い方が、電圧は大きくなる。

以上のように、プラズマ発生装置１，１Ａおよびプラズマ発生装置１，１Ａの設計方法は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、このプラズマ発生装置１，１Ａおよびプラズマ発生装置１，１Ａの設計方法がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。

上述の例では、プラズマ発生装置１，１Ａの温度の許容値を材料の耐熱性の観点で設定しているものの、必ずしもこれに限らない。例えば、プラズマ発生装置１，１Ａが第２処理位置に位置する状態で、処理液が沸騰する温度未満の温度を許容値に設定してもよく、あるいは、基板Ｗへの熱ダメージの程度に基づいて温度の許容値を設定してもよい。

また上述の例では、プラズマ発生装置１には誘電部材３３が設けられているものの、誘電部材３３は設けられていなくてもよく、また第１電極部２１および第２電極部２２は同一平面に設けられてもよい。

また、例えば、プラズマ発生装置１Ａにおいて、第１電極部２１および第２電極部２２は方向Ｄ３において互いに異なる位置に設けられてもよい。具体的には、第１電極部材２１１および第２電極部材２２１は方向Ｄ３において互いに異なる位置に設けられてもよい。

また、基板Ｗに対する処理は必ずしもレジスト除去処理に限らない。例えば、金属膜の除去の他、活性種により処理液の処理性能を向上させることができる全ての処理に適用可能である。

また、必ずしも基板Ｗに処理液を供給する必要もない。例えば、プラズマを用いた処理として、基板Ｗの上面に対して直接にプラズマもしくは活性種を作用させてもよい。このような処理の一例として、基板Ｗの表面改質処理を挙げることができる。この場合、プラズマ効果を示す指標として、基板Ｗの主面に液体を供給したときの当該主面上の液体の接触角を採用することができる。

また、プラズマ発生装置１，１Ａは必ずしも基板Ｗの処理に用いられる必要はなく、他の処理対象に用いられてもよい。

１，１Ａ プラズマ発生装置
２１１ 第１電極部材
２２１ 第２電極部材
３５ 誘電部材
３６ 第１穴
３７ 第２穴
Ｓ１ 工程（電力設定工程）
Ｓ２ 工程（許容温度設定工程）
Ｓ３ 工程（電極ピッチ設計工程）

Claims (6)

1. 各々が長手方向に沿って延在し、前記長手方向に交差する配列方向において並んで設けられる複数の第１電極部材と、
   前記配列方向および前記長手方向に直交する方向から見た平面視において、それぞれ前記複数の第１電極部材の相互間に設けられた複数の第２電極部材と
   を備え、
   前記複数の第１電極部材と前記複数の第２電極部材との相互間のピッチは、前記複数の第１電極部材および前記複数の第２電極部材の温度が６００度以下となるように設定されている、プラズマ発生装置。
2. 請求項１に記載のプラズマ発生装置であって、
   前記複数の第１電極部材と前記複数の第２電極部材との間には１０ｋＶ以上の電圧が印加される、プラズマ発生装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のプラズマ発生装置であって、
   前記複数の第１電極部材および前記複数の第２電極部材はタングステンによって形成される、プラズマ発生装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のプラズマ発生装置であって、
   前記複数の第１電極部材がそれぞれ挿入された複数の第１穴と、前記複数の第２電極部材がそれぞれ挿入された複数の第２穴とを有する誘電部材をさらに備える、プラズマ発生装置。
5. 各々が長手方向に沿って延在し、前記長手方向に交差する配列方向において並んで設けられる複数の第１電極部材と、前記配列方向および前記長手方向に直交する方向から見た平面視において、それぞれ前記複数の第１電極部材の相互間に設けられた複数の第２電極部材とを含むプラズマ発生装置の温度の許容値を決定する工程と、
   前記許容値が高いほど、前記複数の第１電極部材と前記複数の第２電極部材との相互間のピッチを狭く決定する工程と
   を備える、プラズマ発生装置の設計方法。
6. 各々が長手方向に沿って延在し、前記長手方向に交差する配列方向において並んで設けられる複数の第１電極部材と、前記配列方向および前記長手方向に直交する方向から見た平面視において、それぞれ前記複数の第１電極部材の相互間に設けられた複数の第２電極部材とを含むプラズマ発生装置に供給する電力を、前記プラズマ発生装置が発生させるプラズマの発光強度が所定強度以上となるように、基準電力として決定する工程と、
   前記基準電力と、前記プラズマ発生装置の温度の許容値とに基づいて、前記複数の第１電極部材と前記複数の第２電極部材との相互間のピッチを決定する工程と
   を備える、プラズマ発生装置の設計方法。

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