JP2001049470A - プラズマ処理システム及びプラズマ処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被処理物の熱的ダメージを低減することがで
きるプラズマ処理システムを提供する。 【解決手段】 大気圧下で生成したプラズマを被処理物
７に供給して被処理物７にプラズマ処理を施すためのプ
ラズマ処理システムに関する。プラズマ処理中に被処理
物７を冷却するための冷却手段５０を備える。冷却手段
５０で冷却しながら被処理物７にプラズマ処理を施すこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被処理物の表面に
存在する有機物等の異物のクリーニング、レジストの剥
離、有機フィルムの密着性の改善、金属酸化物の還元、
製膜、表面改質などのプラズマ処理に利用されるプラズ
マを発生させるためのプラズマ処理システム、及びこれ
を用いたプラズマ処理方法に関するものであり、精密な
接合が要求される電子部品の表面のクリーニングに応用
されるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、被処理物にプラズマジェット
を供給して被処理物にプラズマ処理を施すことが行われ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、プラズマジェ
ットは高温であるために、被処理物に反りや変形や変色
などの熱的ダメージが生じるという問題があった。特
に、被処理物がフィルムＢＧＡ(Ball Grid Array)、テ
ープＢＧＡ、ＴＡＢ(Tape Automated Bonding)、フィル
ムＣＳＰ(Chip Size Package)などの基板、すなわち、
カプトンやポリイミドなどの合成樹脂製でフィルム（テ
ープ）状に形成されたものであると、上記のような熱的
ダメージが特に問題になるものであった。

【０００４】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、被処理物の熱的ダメージを低減することができる
プラズマ処理システム及びプラズマ処理方法を提供する
ことを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
プラズマ処理システムは、大気圧下で生成したプラズマ
を被処理物７に供給して被処理物７にプラズマ処理を施
すためのプラズマ処理システムであって、プラズマ処理
中に被処理物７を冷却するための冷却手段５０を備えて
成ることを特徴とするものである。

【０００６】また本発明の請求項２に係るプラズマ処理
システムは、請求項１の構成に加えて、円管のワーク台
５１とワーク台５１を流れる冷媒とで冷却手段５０を形
成し、フィルム状の被処理物７を接触させるための接触
部５２をワーク台５１の外面に形成して成ることを特徴
とするものである。

【０００７】また本発明の請求項３に係るプラズマ処理
システムは、請求項２の構成に加えて、ワーク台５１を
支点として長尺の被処理物７を屈曲させながらワーク台
５１を挟んで一方側から他方側に被処理物７を搬送する
ための搬送手段５３を具備して成ることを特徴とするも
のである。

【０００８】また本発明の請求項４に係るプラズマ処理
システムは、請求項３の構成に加えて、被処理物７の屈
曲角度βを２０〜１６０°にして成ることを特徴とする
ものである。

【０００９】本発明の請求項５に係るプラズマ処理方法
は、請求項１乃至４のいずれかに記載のプラズマ処理シ
ステムを用いて被処理物７のプラズマ処理を行うことを
特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００１１】図１にプラズマ処理システムの一例を示
す。このプラズマ処理システムは、プラズマ処理装置
Ａ、冷却手段５０、搬送手段５３などを備えて形成され
ている。また、プラズマ処理装置Ａは反応管２、外側電
極１、内側電極３などを備えて形成されている。反応管
２は絶縁性材料（誘電体材料）で円筒状に形成されるも
のであって、その下端には直径が下側ほど小さくなるよ
うに絞り込まれたテーパー構造の集束部２０が形成され
ていると共に、反応管２の下端面である集束部２０の下
面には吹き出し口２１が設けられている。このように集
束部２０を設けないで吹き出し口２１の口径を反応管２
の直径とほぼ同じに形成した場合、吹き出し口２１から
吹き出されるプラズマジェット６５の流速を上げようと
すると、後述の外側電極１と内側電極３の間隔を小さく
して放電空間２２の体積を小さくしなければならず、こ
のために外側電極１と内側電極３の冷却が難しくなる
が、本発明のように反応管２よりも直径が絞り込まれた
集束部２０を設けることによって、放電空間２２の体積
を小さくすることなくプラズマジェット６５の流速を上
げることができ、被処理物７のプラズマ処理を効率よく
行うことができる。被処理物７の表面のクリーニングに
適したプラズマジェット６５の流速を得るためには、集
束部２０の外周面と集束部２０以外の反応管２の外周面
との間に形成されるテーパー角αが１０〜３０°である
ことが好ましい。

【００１２】吹き出し口２１の開口面積は、直径が０．
１〜５ｍｍの真円の面積に相当する大きさに形成されて
いる。吹き出し口２１の開口面積が上記の範囲よりも小
さすぎると、吹き出されるプラズマジェット６５の処理
範囲が小さくなりすぎて、被処理物７のプラズマ処理に
長時間を要することになり、逆に、吹き出し口２１の開
口面積が上記の範囲よりも大きすぎると、吹き出される
プラズマジェット６５の処理範囲が大きくなりすぎて、
被処理物７に局所的なプラズマ処理を施すことができな
くなる恐れがある。

【００１３】また反応管２の上部にはガス導入管７０が
突設されている。反応管２を形成する絶縁性材料の誘電
率は放電空間２２の低温化の重要な要素であって、誘電
率が２０００以下の絶縁性材料を用いるのが好ましい。
反応管２の絶縁性材料の誘電率が２０００を超えると、
外側電極１と内側電極３の空間に印加される電圧が大き
くなる代わりに、外側電極１と内側電極３の間の放電空
間２２でのプラズマの温度（ガス温度）が上昇する恐れ
がある。反応管２の絶縁性材料の誘電率の下限値は特に
限定されないが、２であり、これよりも小さいと、放電
を維持するために、外側電極１と内側電極３の間に印加
する交流の電圧を大きくしなければならず、このため、
外側電極１と内側電極３の間の放電空間２２での電力消
費量が大きくなって放電空間２２でのプラズマの温度が
上昇する恐れがある。

【００１４】反応管２を形成する絶縁性材料として具体
的には、石英、アルミナ、イットリア部分安定化ジルコ
ニウムなどのガラス質材料やセラミック材料などを例示
することができる。またマグネシア（ＭｇＯ）単体ある
いはマグネシアを含む絶縁性材料で反応管２を形成する
こともでき、このことでグロー放電の安定化を図ること
ができる。これは、マグネシアは二次電子放出係数が高
いので、プラズマ中のイオンが反応管２の表面（内面）
に衝突した場合、反応管２の表面から二次電子が多量に
放出されることになり、この二次電子が反応管２の表面
に形成されたシースで加速されてプラズマ生成用ガスを
電離することになり、この結果、放電の安定化が保たれ
ると推察される。

【００１５】集束部２０の上側部分において反応管２の
外周には金属製の外側電極１が全周に亘って設けられて
いる。外側電極１の金属材料としては熱伝導性の高いも
のであることが好ましく、このことで外側電極１の放熱
性が向上して放電の均一化を図ることができる。具体的
には外側電極１の金属材料として、銅、アルミニウム、
真鍮、耐食性の高いステンレスなどを用いることができ
る。また外側電極１は、図２に示すように、筒状の外壁
３０の内側に筒状の内壁３１を形成すると共に外壁３０
と内壁３１の間に上下が閉塞された流通路３２を形成
し、外壁３０の外面の上部に流通路３２と連通する流入
管３４を設けると共に流入管３４の反対側の位置におい
て外壁３０の外面の下部に流通路３２と連通する流出管
３５を設けるようにして形成されている。また内壁３１
の内周面をサンドブラスト処理等の加工で粗面化するこ
とによって、外側電極１の反応管２側の表面の算術平均
粗さで表した粗度を１０〜１０００μｍに設定するのが
好ましい。このことで、放電空間２２における放電の均
一化を図ることができる。これはミクロ的に見た場合
に、非常に微細なマイクロディスチャージの集合体が形
成され、アークへの移行が阻害されるためであると考え
られる。外側電極１の表面の粗度が１０μｍ未満であれ
ば、放電しにくくなる恐れがあり、外側電極１の表面の
粗度が１０００μｍを超えると、放電の不均一化が生じ
る恐れがある。このように外側電極１の表面を粗面化す
る加工としては、サンドブラストなどの物理的手段を採
用することができる。尚、表面粗さをｙ＝ｆ（ｘ）の形
に表した場合の算術平均粗さＲａ（μｍ）はＪＩＳ Ｂ
０６０１で以下の式（１）で定義されている。

【００１６】

【数１】

【００１７】そして内壁３１の内周面を反応管２の外周
に接触させるようにして外側電極１は反応管２の外側に
挿着されている。

【００１８】反応管２の内部には反応管２の中心部を上
下に貫くように内側電極（中心電極）３が配設されてい
る。この内側電極３は電極本体管２５と供給管２６から
構成される二重管で形成されている。電極本体管２５は
上下面が閉口する中空の棒状に形成されるものであっ
て、反応管２よりも上側に突出する箇所には排出管部２
７が設けられている。電極本体管２５よりも小径に形成
される供給管２６は、電極本体管２５の中心部を貫くよ
うに電極本体管２５の下部から電極本体管２５の上側に
突出するまでに設けられており、電極本体管２５の上側
に突出する部分は供給部２８として形成されている。そ
して内側電極３の内部において電極本体管２５と供給管
２６の間には、排出管部２７と連通する流路部２９とし
て形成されている。これら電極本体管２５と供給管２６
は外側電極１と同様の金属材料で形成されることが好ま
しく、また電極本体管２５の外面は外側電極１と同様に
粗面化されているのが好ましい。

【００１９】内側電極３の電極本体管２５の直径（外
径）は１〜２０ｍｍに設定するのが好ましい。電極本体
管２５の直径が１ｍｍ未満であれば、放電空間２２の面
する内側電極３の表面積が小さくなり過ぎて放電が起こ
りにくくなり、プラズマを充分に生成することができな
くなる恐れがあり、電極本体管２５の直径が２０ｍｍを
超えると、相対的に反応管２や外側電極１を大きくしな
ければならず、装置が大型化する恐れがある。

【００２０】放電空間２２における放電の安定化のため
に、内側電極３の電極本体管２５の表面は絶縁性材料
（誘電体材料）の被膜でコーティングされていることが
好ましい。またこのコーティングで用いる絶縁性材料の
誘電率は２０００以下であることが好ましく、絶縁性材
料の誘電率が２０００を超えると、外側電極１と内側電
極３の空間に印加される電圧が大きくなる代わりに、外
側電極１と内側電極３の間の放電空間２２でのプラズマ
の温度（ガス温度）が上昇する恐れがある。絶縁性材料
の誘電率の下限値は特に限定されないが、２であり、こ
れよりも小さいと、放電を維持するために、外側電極１
と内側電極３の間に印加する交流の電圧を大きくしなけ
ればならず、このため、外側電極１と内側電極３の間の
放電空間２２での電力消費量が大きくなって放電空間２
２でのプラズマの温度が上昇する恐れがある。

【００２１】内側電極３の電極本体管２５のコーティン
グに用いる絶縁性材料として具体的には、石英、アルミ
ナ、イットリア部分安定化ジルコニウムなどのガラス質
材料やセラミック材料などを例示することができる。さ
らに、アルミナ、チタニア、ＳｉＯ_２、ＡｌＮ、Ｓｉ_３
Ｎ、ＳｉＣ、ＤＬＣ（ダイヤモンド様炭素被膜）、チタ
ン酸バリウム、ＰＺＴ（チタン酸鉛ジルコネート）など
の誘電体材質のものを例示することができる。またマグ
ネシア（ＭｇＯ）単体あるいはマグネシアを含む絶縁性
材料を用いることもでき、このことでグロー放電の安定
化を図ることができる。これは、マグネシアは二次電子
放出係数が高いので、プラズマ中のイオンが内側電極３
の表面のコーティングに衝突した場合、コーティングの
表面から二次電子が多量に放出されることになり、この
二次電子がコーティングの表面に形成されたシースで加
速されてプラズマ生成用ガスを電離することになり、こ
の結果、放電の安定化が保たれると推察される。このよ
うなマグネシアを含む絶縁性材料としては、例えば、ア
ルミナ等のセラミック粉末の中に微量（０．０１〜５ｖ
ｏｌ％）のマグネシアを添加して焼結した焼結体、及び
石英などのガラス質の表面にＣＶＤ等でＭｇＯ膜を形成
したものなどを挙げることができる。

【００２２】また内側電極３の電極本体管２５の表面に
コーティングするにあたっては、絶縁性材料で円筒体
（セラミック管やガラス管）を形成し、これの内側に内
側電極３を挿着して密着させる方法、及びアルミナ、チ
タン酸バリウム、ＰＺＴなどの粉末をプラズマ中で分散
させ、内側電極３の電極本体管２５の表面に吹き付ける
ようにするプラズマ溶射法、及びシリカ、酸化スズ、チ
タニア、ジルコニア、アルミナなどの無機質粉末を溶剤
などにより分散し、内側電極３の電極本体管２５の表面
にスプレーなどで吹き付けて被覆した後、６００℃以上
の温度で溶融させるいわゆる琺瑯被覆方法、及びゾルゲ
ル法によるガラス質膜の形成方法などを採用することが
できる。さらに気相蒸着法（ＣＶＤ）もしくは物理蒸着
法（ＰＶＤ）により内側電極３の電極本体管２５の表面
を絶縁性材料でコーティングすることもでき、これらの
方法を採用することによって、極めて緻密で平滑な吸着
性の乏しい絶縁性材料の被膜で内側電極３の表面をコー
ティングすることができ、放電の安定化をより促進する
ことができる。

【００２３】このように形成される内側電極３は集束部
２０の上側から反応管２の上側に突出するまでに設けら
れており、反応管２の内部において複数個の支持具２４
にて支持されている。そして反応管２の内部において、
外側電極１と内側電極３の間の空間が放電空間２２とし
て内側電極３を囲うように形成されている。上記の放電
空間２２の下端から吹き出し口２１までの距離、すなわ
ち外側電極１や内側電極３の下端から吹き出し口２１ま
での距離であって、集束部２０の高さ寸法は、２０ｍｍ
以下に設定するのが好ましい。この距離が２０ｍｍを超
えると、活性の高い生きたプラズマ活性種（ラジカルや
イオンなど）を消滅させる前に、プラズマジェット６５
を被処理物７に吹き付けることができなくなって、被処
理物７に対するプラズマ処理の能力が低下する恐れがあ
る。従って、放電空間２２の下端から吹き出し口２１ま
での距離を２０ｍｍ以下にすることによって、活性の高
い生きたプラズマ活性種を消滅させる前に、吹き出し口
２１からプラズマジェット６５を吹き出して被処理物７
に吹き付けることができ、被処理物７のプラズマ処理を
高めることができる。放電空間２２の下端から吹き出し
口２１までの距離は小さいほど好ましいので、下限は０
である。

【００２４】また外側電極１の内面と内側電極３の外面
の間の距離（放電空間２２の幅寸法）は１〜１０ｍｍに
設定するのが好ましい。この距離が１ｍｍ未満であれ
ば、外側電極１と内側電極３の距離が近すぎて安定な放
電を得ることができなくなる恐れがあり、この距離が１
０ｍｍを超えると、外側電極１と内側電極３の距離が遠
すぎて印加電力を大きくしなければならず、外側電極１
や内側電極３の温度が上昇して安定な放電を得ることが
できなくなる恐れがある。

【００２５】上記の外側電極１や内側電極３を冷却する
ための冷媒、及び後述の冷却手段として用いる冷媒は流
体であって、イオン交換水や純水を使用することができ
るが、０℃で不凍性を有し、且つ電気絶縁性及び不燃性
や化学安定性を有する液体であることが好ましく、冷媒
の電気絶縁性能は０．１ｍｍ間隔での耐電圧が１０ｋＶ
以上であることが好ましい。この範囲の絶縁性を有する
冷媒を用いる理由は、高電圧が印加される電極からの漏
電を防止するためである。このような性質を有する冷媒
としては、パーフルオロカーボン、ハイドロフルオロエ
ーテル等を例示することができ、また純水にエチレング
リコールを５〜６０重量％添加した混合液であってもよ
い。

【００２６】上記の内側電極３を冷媒によって冷却する
にあたっては、供給部２８の上端の開口から冷媒を供給
管２６に供給する（矢印）と共に、供給管２６の下端
の開口から冷媒を内側電極３の内部の流路部２９に流入
し、冷媒を流路部２９に充満させるようにして行うこと
ができる。また流路部２９に充満させた冷媒は内側電極
３の温度上昇により温度が高くなり冷却能力が低下して
くるが、この冷却能力が低下した冷媒は排出管部２７を
通じて流路部２９から排出し（矢印）、これと同時に
供給管２６を通じて冷却能力の高い冷媒を新たに流路部
２９に導入するようにする。流路部２９から排出された
冷却能力の低下した冷媒は冷凍機に導入され、ここで冷
却されて冷却能力の高い冷媒に戻される。冷却能力が向
上した冷媒は、上記のように供給管２６を通じて流路部
２９に導入される。このように冷媒を循環させることに
よって、内側電極３を常に冷却して所望の温度に保つこ
とができる。上記のように内側電極３の流路部２９と冷
凍機の間で循環させる循環手段としてはポンプを用いる
ことができる。

【００２７】また、上記の外側電極１を冷媒によって冷
却するにあたっては、流入管３４を通じて冷媒を流通路
３２に供給して（矢印）、冷媒を流通路３２に充満さ
せるようにして外側電極１の冷却を行うようにしてい
る。また流通路３２に充満させた冷媒は外側電極１の温
度上昇により温度が高くなり冷却能力が低下してくる
が、この冷却能力が低下した冷媒は流出管３５を通じて
流通路３２から排出し（矢印）、これと同時に流入管
３４を通じて冷却能力の高い冷媒を新たに流通路３２に
導入するようにする。流通路３２から排出された冷却能
力の低下した冷媒は冷凍機に導入され、ここで冷却され
て冷却能力の高い冷媒に戻される。冷却能力が向上した
冷媒は、上記のように流入管３４を通じて流通路３２に
導入される。このように冷媒を循環させることによっ
て、外側電極１を常に冷却して所望の温度に保つことが
できる。上記のように外側電極１の流通路３２と冷凍機
の間で循環させる循環手段としては内側電極３の循環手
段と同様にポンプを用いることができる。

【００２８】このように外側電極１と内側電極の両方を
冷媒により冷却するので、大気圧下で周波数の高い交流
でプラズマを生成しても、外側電極１と内側電極３の両
方の温度上昇を抑えることができ、よってプラズマの温
度（ガス温度）がより高くならないようにすることがで
きて被処理物７の熱的損傷を少なくすることができるも
のである。また外側電極１と内側電極３の両方を冷却す
ることによって、放電空間２２の局所的な加熱をより防
ぐことができ、より均質なグロー放電を生成してストリ
ーマー放電の生成を抑えることができて被処理物７のス
トリーマー放電による損傷をより少なくすることができ
るものである。これは、外側電極１と内側電極３の両方
を冷却することによって、外側電極１と内側電極３の両
方からの部分的な電子の放出が抑えられるためであると
考えられる。

【００２９】上記のように形成されるプラズマ処理装置
Ａでプラズマを発生させるにあたっては、まず、ガス導
入管７０を通じて反応管２の内部にプラズマ生成用ガス
を導入する（矢印）と共に、外側電極１と内側電極３
に高周波などの交流を印加し、さらにこれと同時に外側
電極１と内側電極３を冷媒によって冷却する。この後、
外側電極１と内側電極３の間に印加された交流電界によ
り大気圧下で反応管２の放電空間２２でグロー放電を発
生させ、グロー放電で反応管２の内部に導入されたプラ
ズマ生成用ガスをプラズマ化する。そして、このように
生成されたプラズマ活性種を含むプラズマは吹き出し口
２１からプラズマジェット６５として吹き出されるので
ある。

【００３０】プラズマジェット６５の温度は２５０℃以
下にするのが好ましい。このような温度にするために、
外側電極１及び内側電極３はその表面温度が３５０℃以
下になるように冷却されるのが好ましい。内側電極３の
表面温度が３５０℃を超えると、放電空間２２にストリ
ーマー放電が生成されて、均質なグロー放電が生成され
ない恐れがある。尚、内側電極３の表面温度の下限値は
特に設定されず、例えば０℃以下であってもよく、冷媒
が凍結しない温度であればよい。そしてこのように反応
管２から吹き出すプラズマジェット６５の温度を２５０
℃以下に制御するために制御手段を用いるのが好まし
い。制御手段は熱電対などの温度センサーとパーソナル
コンピュータなどで構成される温度コントローラーから
構成されるものであって、温度センサーで測定し、この
測定結果に基づいて温度コントローラーで循環手段によ
る冷媒の循環流量や冷凍機の冷却による冷媒の温度や高
周波出力を制御してプラズマジェット６５の温度を２５
０℃以下に制御するのである。尚、プラズマジェット６
５の温度は被処理物７やプラズマ処理の種類に応じて変
更し、被処理物７を処理することができる温度以上にす
る。

【００３１】吹き出し口２１から吹き出されるプラズマ
ジェット６５の流速は、２〜３０ｍ／秒に設定するのが
好ましい。プラズマジェット６５の流速が２ｍ／秒未満
であれば、プラズマジェット６５の処理能力が小さすぎ
て被処理物７をプラズマ処理するのに長時間を要するこ
とになる恐れがあり、プラズマジェット６５の流速が３
０ｍ／秒を超えると、プラズマジェット６５の処理能力
が大きすぎて被処理物７が破損する恐れがある。そして
プラズマジェット６５の流速が上記の範囲となるよう
に、吹き出し口２１の口径や集束部２０の傾斜の度合い
を調整して設定するのである。

【００３２】また、外側電極１と内側電極３に印加され
る交流の周波数は、１ｋＨｚ〜５０ＧＨｚ、好ましくは
１０ｋＨｚ〜２００ＭＨｚに設定される。交流の周波数
が１ｋＨｚ未満であれば、放電空間２２での放電を安定
化させることができなくなる恐れがあり、交流の周波数
が５０ＧＨｚを超えると、放電空間２２でのプラズマの
温度上昇が著しくなる恐れがある。また外側電極１と内
側電極３に交流を印加する場合、外側電極１と電源１５
を接続し、内側電極３を接地するのが好ましく、このこ
とで内側電極３と被処理物７の間のストリーマー放電を
抑制することができる。これは、内側電極３と被処理物
７の間の電位差がほとんど０になり、ストリーマー放電
が生成されにくくなるためであり、特に、被処理物７に
金属部分が含まれている場合はストリーマー放電の生成
が著しくなるので、内側電極３を接地するのが好まし
い。尚、図１のものでは内側電極３は供給管２６の供給
部２８から接地されている。

【００３３】また、外側電極１と内側電極３の間の放電
空間２２に印加される印加電力は２０〜３５００Ｗ／ｃ
ｍ^３に設定するのが好ましい。放電空間２２に印加され
る印加電力が２０Ｗ／ｃｍ^３未満であれば、プラズマを
充分に発生させることができなくなり、逆に、放電空間
２２に印加される印加電力が３５００Ｗ／ｃｍ^３を超え
ると、安定した放電を得ることができなくなる恐れがあ
る。尚、印加電力の密度（Ｗ／ｃｍ^３）は、（印加電力
／放電空間体積）で定義される。

【００３４】プラズマ生成用ガスとしては、不活性ガス
（希ガス）あるいは不活性ガスと反応ガスの混合気体を
用いることができる。不活性ガスとしては、ヘリウム、
アルゴン、ネオン、クリプトンなどを使用することがで
きるが、放電の安定性や経済性を考慮すると、アルゴン
やヘリウムを用いるのが好ましい。またアルゴン単独で
はストリーマー放電が生成し易いので、アルゴンをヘリ
ウムで希釈した混合ガスを用いることが好ましく、その
混合比率は放電空間２２の温度とも密接に関連するが、
プラズマジェット６５の温度を２５０℃以下にした場合
は、アルゴンを９０重量％以下にするのが好ましい。こ
れよりもアルゴンが多くなると、ストリーマー放電が生
じ易くなる恐れがある。尚、アルゴンが多いとストリー
マー放電が生じ易くなるのは、アルゴンがヘリウムに比
べて準安定状態のエネルギーや寿命がヘリウムに比べて
小さいためであると考えられる。

【００３５】また上記反応ガスの種類は処理の内容によ
って任意に選択することができる。例えば、被処理物の
表面に存在する有機物のクリーニング、レジストの剥
離、有機フィルムのエッチングなどを行う場合は、酸
素、空気、ＣＯ_２、Ｎ_２Ｏなどの酸化性ガスを用いるの
が好ましい。また反応ガスとしてＣＦ_４などのフッ素系
ガスも適宜用いることができ、シリコンなどのエッチン
グを行う場合にはこのフッ素系ガスを用いるのが効果的
である。また金属酸化物の還元を行う場合は、水素、ア
ンモニアなどの還元性ガスを用いることができる。反応
ガスの添加量は不活性ガスに対して１０重量％以下、好
ましくは０．１〜５重量％の範囲である。反応ガスの添
加量が０．１重量％未満であれば、処理効果が低くなる
恐れがあり、反応ガスの添加量が１０重量％を超える
と、放電が不安定になる恐れがある。

【００３６】また上記有機物の除去や無機物の還元・除
去の処理は、反応ガスを用いなくても不活性ガスのみで
行うことができる。つまり、被処理物７の表面の酸化や
フッ素化を起こさないでも上記処理が行える。これは、
プラズマ内部に存在する不活性ガスのイオンやラジカル
の運動エネルギーとガス流（プラズマが吹き出す際の流
れ）の運動エネルギーが合わさってプラズマが被処理物
７にアタックすることによる効果であり、このアタック
により被処理物７の表面の化合物の結合エネルギーを切
断して除去するためであると考えられる。

【００３７】冷却手段５０は、ステンレス鋼管などで断
面略円形の円管（円筒）で形成されるワーク台５１とワ
ーク台５１の内部の流路６１を流れる冷媒とで形成され
ている。ワーク台５１はプラズマ処理装置Ａの吹き出し
口２１の下側で略水平に長く配置されており、ワーク台
５１の外面の上側略半分は被処理物７の下面を接触させ
るための接触部５２として形成されている。この接触部
５２はプラズマ処理装置Ａの吹き出し口２１の略真下に
形成されている。また、ワーク台５１に下側にはワーク
台５１と同様の返送管５４がワーク台５１と略平行に配
設されている。この返送管５４の一端はワーク台５１の
一端と直接接続されていると共に返送管５４の他端はワ
ーク台５１の他端とポンプ５５を介して接続されてい
る。そして、図３に矢印で示すように、ポンプ５５によ
り冷媒をワーク台５１と返送管５４の流路６１に流通さ
せて循環させることによって冷媒でワーク台５１を冷却
し、ワーク台５１が冷却されることによって、接触部５
２に接触している被処理物７を冷却することができるの
である。

【００３８】搬送手段５３は、断面略円形の丸棒で形成
される送りローラ５５と巻き取りローラ５６で構成され
ている。送りローラ５５はワーク台５１の長手方向（軸
方向）と直交する方向の一方側に、巻き取りローラ５６
はワーク台５１の長手方向と直交する方向の他方側にそ
れぞれ配置されている。また、送りローラ５５と巻き取
りローラ５６はワーク台５１より下側で互いに対向する
ように略水平に配置されている。さらに、送りローラ５
５と巻き取りローラ５６とワーク台５１は略平行に配置
されている。また、これら送りローラ５５と巻き取りロ
ーラ５６はモーター等の駆動機（図示省略）で回転駆動
自在に形成されている。

【００３９】そして、上記のように形成されるプラズマ
処理システムを用いてフィルム状で長尺の被処理物７に
プラズマ処理を施すにあたっては、次のようにして行
う。まず、送りローラ５５の外周に巻かれた被処理物７
の端部を巻き取りローラ５６の外周に巻き付けて送りロ
ーラ５５と巻き取りローラ５６の間に被処理物７を掛架
する。この時、プラズマ処理装置Ａの吹き出し口２１と
ワーク台５１の接触部５２の間を被処理物７が通過し、
且つ被処理物７の下面がワーク台５１の接触部５２に接
触するように掛架する。従って、被処理物７はワーク台
５１の接触部５２を支点として上下に屈曲された状態と
なって、被処理物７にテンションが掛かった状態とな
る。次に、上述のようにプラズマ処理装置Ａの吹き出し
口２１からプラズマジェット６５を吹き出すと共に送り
ローラ５５と巻き取りローラ５６を回転駆動させて被処
理物７を送りローラ５５から巻き取りローラ５６へと屈
曲させながら（テンションを掛けながら）搬送する。そ
して、このように被処理物７を接触部５２に接触させな
がら吹き出し口２１の下側を通過するように搬送するこ
とによって、被処理物７を接触部５２で冷却することが
できると共に被処理物７の上面（表面）にプラズマジェ
ット６５を供給することができ、被処理物７を冷却しな
がら被処理物７の上面に全長に亘ってプラズマ処理を連
続的に施すことができるのである。尚、被処理物７の搬
送速度や被処理物７と吹き出し口２１の間隔は、被処理
物７の種類やプラズマの生成条件等によって異なるが、
被処理物７の搬送速度は０．１ｍｍ／秒〜２００ｍｍ／
秒に、被処理物７と吹き出し口２１の間隔は２〜１０ｍ
ｍにそれぞれ設定するのが好ましい。

【００４０】上記の実施の形態では、プラズマ処理中に
被処理物７を冷却するための冷却手段５０を備えるの
で、冷却手段５０で冷却しながら被処理物７にプラズマ
処理を施すことができ、プラズマ処理による被処理物７
の変形や反りなどの熱的ダメージを低減することができ
るものである。また、ワーク台５１を支点として長尺の
被処理物７を屈曲させながら搬送するための搬送手段５
３を具備するので、被処理物７を搬送手段５３で搬送す
ることによって、被処理物７にテンションを掛けながら
プラズマ処理を施すことができ、冷却手段５０であるワ
ーク台５１の接触部５２と被処理物７の密着性が高まっ
て被処理物７が効率よく冷却されると共に被処理物７が
テンションにより曲がらないように延ばされることにな
って、被処理物７に変形や反りがより生じにくくなるも
のであり、しかも、送りローラ５５と巻き取りローラ５
６の間で被処理物７が弛まないように搬送することがで
きるものである。そして、このようにして被処理物７の
熱的ダメージが低減されることによって、例えば、被処
理物７のワイヤボンディング性が向上するのである。
尚、一般的に上記のような冷媒を用いた冷却手段５０
は、ペルチェ素子などを用いた電気的な冷却手段よりも
安価に形成することができるというメリットもある。ま
た、上記のような冷媒を用いた冷却手段５０は冷媒の循
環により連続的で安定した被処理物７の冷却が可能とな
り、ワーク台５１の温度が制御し易いものである。

【００４１】被処理物７の屈曲角度βは２０〜１６０°
に設定するのが好ましく、このことで、被処理物７に変
形や反りがより生じにくくなると共に安定的な生産性を
確保することができるものである。屈曲角度βが２０°
未満であれば、被処理物７を安定して搬送しにくくなる
恐れがあり、また、屈曲角度βが１６０°を超えると、
被処理物７に掛かるテンションが小さくなって被処理物
７を安定して搬送しにくくなったり被処理物７の変形防
止や反り防止の効果が得にくくなる恐れがある。尚、被
処理物７の屈曲角度βは図１に示すように、ワーク台５
１を挟んで両側に位置する被処理物７のプラズマ処理前
の部分とプラズマ処理後の部分とのなす角度（小さい方
の角度）である。そして、屈曲角度βが２０〜１６０°
となるように、送りローラ５５と巻き取りローラ５６の
間隔やワーク台５１に対する送りローラ５５と巻き取り
ローラ５６の高さ位置を調整するようにする。

【００４２】図４に他の実施の形態を示す。このプラズ
マ処理システムは、図１に示すプラズマ処理装置Ａの外
側電極１と内側電極３の代わりに、高圧電極６３と接地
電極６４を用いるようにしたものであり、その他の構成
は上記の実施の形態とほぼ同様に形成されている。すな
わち、上面がガス導入口９０として開口された反応管２
の外周に高圧電極６３と接地電極６４を接触させて設け
ると共に高圧電極６３と接地電極６４を上下に対向させ
て配置することによってプラズマ処理装置Ａが形成され
ており、反応管２の内部において高圧電極６３と接地電
極６４の間に放電空間２２が形成されている。反応管２
を形成する材料は上記と同様である。

【００４３】高圧電極６３と接地電極６４は、その冷却
効率を高くするために熱伝導性の高い金属材料、例え
ば、銅、アルミニウム、真鍮、耐食性の高いステンレス
（ＳＵＳ３０４など）などで形成されており、図５に示
すように両電極６３、６４は同形であって、環状（リン
グ状）に形成されている。高圧電極６３と接地電極６４
の略中央部には上下に貫通する挿着孔１０が形成されて
おり、挿着孔１０の孔径は反応管２の外径とほぼ同一に
形成されている。また、高圧電極６３と接地電極６４の
内部は冷媒が流通可能な流通部１１として形成されてお
り、高圧電極６３と接地電極６４の外周面には流通部１
１と連通する供給管１２と排出管１３が突設されてい
る。

【００４４】高圧電極６３と接地電極６４の内周面（挿
着孔１０を構成する面）は反応管２と接触する当接面１
４として形成されており、当接面１４の算術平均粗さで
表した表面粗度は１０〜１０００μｍに設定されてい
る。このように当接面１４の表面粗度を１０〜１０００
μｍに設定することによって、放電空間２２における放
電の均一化を図ることができる。

【００４５】そして、反応管２を挿着孔１０に差し込む
ことによって、高圧電極６３と接地電極６４を反応管２
の外周に取り付けると共に高圧電極６３と接地電極６４
の内周面の当接面１４を反応管２の外周面に接触させる
ように配置する。また、高圧電極６３は交流電界を発生
させる電源１５と接続されると共に接地電極６４は接地
される。接地電極６４は高圧電極６３の下側で集束部２
０の上側に位置するように、すなわち、吹き出し口２１
と高圧電極６３の間に位置するように配置される。この
ことで、接地電極６４が高圧電極６３よりも被処理物７
に近くに位置することになり、すなわち、高圧電極６３
が接地電極６４よりも被処理物７から遠くに位置するこ
とになり、高圧電極６３から被処理物７にアーク放電が
飛びにくくなって、アーク放電による被処理物７の破損
を防止することができるものである。

【００４６】高圧電極６３と接地電極６４の間隔Ｌ（高
圧電極６３の下端と接地電極６４の上端の間隔Ｌ）は３
〜２０ｍｍに設定するのが好ましい。高圧電極６３と接
地電極６４の間隔Ｌが３ｍｍ未満であれば、反応管２の
外部で高圧電極６３と接地電極６４の間で短絡が起こっ
て放電空間２２で放電が起こらなくなる恐れがあり、し
かも、放電空間２２が狭くなって、効率よくプラズマジ
ェット６５を生成することが難しくなる恐れがある。ま
た、高圧電極６３と接地電極６４の間隔Ｌが２０ｍｍを
超えると、放電空間２２で放電が起こりにくくなって、
効率よくプラズマジェット６５を生成することが難しく
なる恐れがある。

【００４７】また、反応管２の内部には体積減少具８が
設けられている。体積減少具８の下部は放電空間２２内
に位置しており、体積減少具８で放電空間２２の体積が
図１のものよりも減少している。このように放電空間２
２の体積を減少させるための体積減少具８を設けること
によって、放電空間２２における単位体積あたりの投入
電力（交流電界）を増加させることができ、プラズマジ
ェット６５の生成の効率を向上させることができるもの
である。

【００４８】体積減少具８は中身が詰まった棒体で形成
してもよいが、図６に示すように、冷媒で冷却可能な二
重管構造に形成するのが好ましい。二重管構造の体積減
少具８は円筒状の冷却管７１と導入管７２から構成され
ており、冷却管７１の内周面と導入管７２の外周面の間
が冷媒の通る冷媒流路７３として形成されている。そし
て矢印で示すように、導入管７２の上端開口から導入
管７２内に冷媒を供給すると共に、導入管７２内の冷媒
を導入管７２の下端開口から吐出して冷媒流路７３に冷
媒を供給し、矢印で示すように、冷媒流路７３内の冷
媒を冷却管７１の上部に突設した導出管７４から排出す
るようにして冷媒を流通させることによって、体積減少
具８を冷却することができる。

【００４９】そしてこのように体積減少具８を冷却する
ことによって、体積減少具８の熱による劣化を低減する
ことができ、体積減少具８の長寿命化を図ることができ
るものであり、しかも、体積減少具８の周囲の放電空間
２２で生成されるプラズマ５の温度を低下させることが
でき、被処理物７の熱によるダメージを少なくすること
ができるものである。

【００５０】体積減少具８（特に、冷却管７１）は反応
管２と同様の絶縁材料で形成するのが好ましく、このこ
とで体積減少具８からスパッタリングや腐食により不純
物が生じないようにすることができ、長期間の使用であ
っても被処理物７が不純物より汚染されないようにする
ことができるものである。また、体積減少具８はステン
レス鋼等の金属材料で形成することもできるが、この場
合、体積減少具８（特に、冷却管７１）の表面は、絶縁
材料で保護膜でコーティングするのが好ましい。

【００５１】この保護膜に使用する絶縁材料としては、
石英、アルミナ、イットリア部分安定化ジルコニウムな
どのガラス質材料やセラミック材料などを例示すること
ができる。さらに、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化チタ
ン（チタニアでＴｉＯ_２）、ＳｉＯ_２、ＡｌＮ、Ｓｉ_３
Ｎ、ＳｉＣ、ＤＬＣ（ダイヤモンド様炭素被膜）、チタ
ン酸バリウム、ＰＺＴ（チタン酸鉛ジルコネート）など
の誘電体材質のものを例示することができる。またマグ
ネシア（ＭｇＯ）単体あるいはマグネシアを含む絶縁材
料を用いることもできる。

【００５２】また、保護膜を形成するにあたっては、絶
縁材料で円筒体（セラミック管やガラス管）を形成し、
これの内側に体積減少具８を挿着して密着させる方法、
及びアルミナ、チタン酸バリウム、酸化チタン、ＰＺＴ
などの粉末をプラズマ中で分散させ、体積減少具８の表
面に吹き付けるようにするプラズマ溶射法、及びシリ
カ、酸化スズ、チタニア、ジルコニア、アルミナなどの
無機質粉末を溶剤などにより分散し、体積減少具８の表
面にスプレーなどで吹き付けて被覆した後、６００℃以
上の温度で溶融させるいわゆる琺瑯被覆方法、及びゾル
ゲル法によるガラス質膜の形成方法などを採用すること
ができる。さらに気相蒸着法（ＣＶＤ）もしくは物理蒸
着法（ＰＶＤ）により体積減少具８の表面を保護膜でコ
ーティングすることもでき、これらの方法を採用するこ
とによって、極めて緻密で平滑な吸着性の乏しい保護膜
で体積減少具８の表面をコーティングすることができ、
放電の安定化をより促進することができる。現実的な処
理時間及びコストを考慮すると、上記の溶射法を用いる
のが好ましい。

【００５３】また、保護膜の厚みは１０〜５００μｍに
設定するのが好ましい。保護膜の厚みが１０μｍ未満で
あれば、体積減少具８の劣化防止の効果が小さく、体積
減少具８の長寿命化を図りにくくなる恐れがあり、保護
膜の厚みが５００μｍを超えても体積減少具８の劣化防
止の効果は大きく向上せず、保護膜に使用する絶縁材料
の消費量が無駄に多くなって経済的に不利になる恐れが
ある。

【００５４】また、体積減少具８の表面と保護膜の間に
は、ニッケル、クロム、アルミニウム、イットリウムを
含む合金膜で形成されるアンダーコートを介在させるの
が好ましい。アンダーコートは合金の溶射により形成す
ることができ、具体的な合金としては、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｎ
ｉ−Ａｌ、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｙなどを例示することが
できる。体積減少具８は室温と高温のプラズマ下の繰り
返しによる熱応力負荷環境に置かれることになり、この
熱応力で保護膜が剥離してしまう恐れがある。そこで、
保護膜にかかる熱応力負荷の衝撃を緩和させるためにア
ンダーコートを設けるようにする。金属である体積減少
具８と合金であるアンダーコートと絶縁材料である保護
膜の熱膨張率の関係は、金属の膨張率＞合金の膨張率＞
絶縁材料の膨張率となり、体積減少具８の熱による伸縮
がアンダーコートの介在によって保護膜に伝わりにくく
なり、このことで、保護膜が剥離しにくくなって体積減
少具８の長寿命化を図ることができるものである。

【００５５】また、保護膜には封孔処理を施すのが好ま
しい。封孔処理は保護膜の欠陥部分を埋める処理であっ
て、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３などの誘電体を含
む溶液に浸漬して行う。この封孔処理を行うことによっ
て、高圧電極６３と金属製の体積減少具８の間でアーク
放電を起こりにくくすることができ、プラズマジェット
６５の加熱による体積減少具８の劣化を防止して体積減
少具８の長寿命化を図ることができるものである。

【００５６】体積減少具８は反応管２の中心を上下に貫
くように配置されている。つまり、反応管２の長手方向
（上下方向）に長い中心線と体積減少具８の長手方向
（上下方向）に長い中心線とがほぼ合致するように、反
応管２と体積減少具８はほぼ同軸（同心円状）に配置さ
れている。このように反応管２と体積減少具８をほぼ同
軸に配置することによって、反応管２の内周面と体積減
少具８の外周面の間に形成される放電空間２２の体積を
均一化することができ、放電空間２２における交流電界
の密度が均一化されて、プラズマジェット６５を効率よ
く生成することができるものであり、しかも、生成され
るプラズマジェット６５が均質化されて高品質のプラズ
マ処理を行うことができるものである。

【００５７】上記のように形成されるプラズマ処理装置
Ａでプラズマを発生させるにあたっては、まず、矢印
で示すようにガス導入口９０から反応管２の内部にプラ
ズマ生成用ガスを上から下に向かって流して導入すると
共に高圧電極６３に電源１５から高周波電圧を印加し
て、高圧電極６３と接地電極６４の間の放電空間２２に
高周波の交流電界を印加する。この交流電界の印加によ
り大気圧下で放電空間２２にグロー放電を発生させ、グ
ロー放電でプラズマ生成用ガスをプラズマ化する。そし
て、このように生成されたプラズマ活性種を含むプラズ
マは吹き出し口２１からプラズマジェット６５として吹
き出されるのである。尚、プラズマ生成用ガスの種類や
印加電力や印加される交流の周波数などのプラズマ生成
の際の条件は上記と同様に設定することができる。

【００５８】また上記のようにプラズマジェット６５を
発生させている間、高圧電極６３と接地電極６４は冷媒
により冷却されている。つまり、矢印で示すように供
給管１２を通じて高圧電極６３と接地電極６４の内部の
流通部１１に冷媒を供給することによって、高圧電極６
３と接地電極６４が冷却される。流通部１１に供給され
た冷媒は、矢印で示すように排出管１３を通じて排出
される。そして、高圧電極６３と接地電極６４を冷媒に
より冷却するので、大気圧下で周波数の高い交流でプラ
ズマを生成しても、高圧電極６３と接地電極６４の両方
の温度上昇をより抑えることができ、よってプラズマジ
ェット６５の温度（ガス温度）がより高くならないよう
にすることができて被処理物７の熱的損傷をより少なく
することができるものである。また高圧電極６３と接地
電極６４の両方を冷却することによって、放電空間２２
の局所的な加熱をより防ぐことができ、より均質なグロ
ー放電を生成してストリーマー放電の生成を抑えること
ができて被処理物７のストリーマー放電による損傷をよ
り少なくすることができるものである。これは、高圧電
極６３と接地電極６４の両方を冷却することによって、
高圧電極６３と接地電極６４の両方からの部分的な電子
の放出が抑えられるためであると考えられる。

【００５９】そしてこのプラズマ処理装置Ａは、放電空
間２２に交流電界を印加するための高圧電極６３と接地
電極６４の両方を反応管２の外側に設けるので、高圧電
極６３と接地電極６４の両方がプラズマジェット６５に
直接曝されることが無くなって、プラズマジェット６５
によりスパッタリングを受けないようにすることができ
ると共に反応ガスにより腐食されないようにすることが
でき、高圧電極６３と接地電極６４がダメージを受けな
くなって寿命を長くすることができるものである。しか
も、スパッタリングや腐食により不純物が生じないの
で、長期間の使用であっても被処理物７が不純物より汚
染されないようにすることができるものである。

【００６０】また、高圧電極６３と接地電極６４をプラ
ズマ生成用ガスの導入方向と略平行に並ぶように、すな
わち、高圧電極６３と接地電極６４を上下に並べて対向
させて配置するので、放電空間２２に生成される交流電
界の方向とプラズマ生成用ガス及びプラズマジェット６
５の流れ方向とをほぼ一致させることができ、プラズマ
ジェット６５の活性種を効率よく生成することができる
ものであり、しかも、高圧電極６３と接地電極６４の間
隔Ｌを変えることによって、放電空間２２の大きさを簡
単に変えることができ、プラズマジェット６５の生成量
を容易に調整することができるものである。

【００６１】また、高圧電極６３と接地電極６４が対向
する方向（高圧電極６３と接地電極６４が並ぶ上下方
向）において、少なくとも一部の電気力線が反応管２の
内面に沿って形成されるので、図１に示す実施の形態の
ように、全ての電気力線が反応管２の内面の垂直方向に
形成される場合に比べて反応管２の劣化が小さくなり、
反応管２の内面からその構成物質が飛び出しにくくなっ
て被処理物７が不純物により汚染されるのを少なくする
ことができる。

【００６２】そして、このように形成されるプラズマ処
理装置Ａの下方に上記の実施の形態と同様に冷却手段５
０と搬送手段５３を配設することによって、図４に示す
ようなプラズマ処理システムを形成することができる。
このプラズマ処理システムは図１に示す実施の形態と同
様にして長尺のフィルム状の被処理物７にプラズマ処理
を施すことができ、また、図１に示す実施の形態と同様
の効果を奏するものである。

【００６３】図７に他の実施の形態を示す。このプラズ
マ処理システムのプラズマ処理装置Ａとしては図１又は
図４に示すものを用いることができる。また、冷却手段
５０は冷却気体と冷却気体を吹き出す吹き出し管８０と
から構成されている。冷却気体としては３５℃程度の冷
却空気や窒素ガスなどのガスを用いることができる。吹
き出し管８０はプラズマ処理装置Ａの吹き出し口２１よ
りも下側で上下方向に傾けて配設されており、吹き出し
口２１側に向く吹き出し管８０の上端部の開口は噴出口
８１として形成されている。

【００６４】そして、このように形成されるプラズマ処
理システムを用いて被処理物７にプラズマ処理を施すに
あたっては、次のようにして行う。まず、プラズマ処理
装置Ａの吹き出し口２１の下側に被処理物７を配置す
る。次に、上述のようにプラズマ処理装置Ａの吹き出し
口２１からプラズマジェット６５を吹き出して被処理物
７の上面に供給すると共に吹き出し管８０を流通させて
冷却気体を噴出口８１から吹き出して被処理物７の下面
に供給する。このようにして被処理物７を冷却気体で冷
却しながらプラズマ処理することができるのである。
尚、この実施の形態は被処理物７としてフィルム状でな
いものが好ましく、ＢＧＡ用回路基板などの剛性があり
平板状のものを被処理物７とするのが好ましい。

【００６５】この実施の形態では、吹き出し管８０から
の冷却気体の吹き出し方を間欠的、連続的、瞬間的など
に変えることによって、被処理物７の冷却の仕方を間欠
的、連続的、瞬間的などに容易に変えることができ、被
処理物７の種類などに応じたプラズマ処理が行いやすく
なるものである。

【００６６】図８に他の実施の形態を示す。このプラズ
マ処理システムのプラズマ処理装置Ａとしては図１又は
図４に示すものを用いることができる。また、冷却手段
５０としては電気的冷却器８２を用いることができる。
電気的冷却器８２は電源ユニット８３からの通電により
吸熱するペルチェ素子を備えたものを例示することがで
き、さらに具体的には、電気的冷却器８２として電子冷
熱方式のプレート方式のクリーニングプレート（コマツ
エレクトロニクス製のＣＵ−ＸＸ）と電源ユニット８３
（コマツエレクトロニクス製のＭＲ−２０１５）を例示
することができる。この電気的冷却器８２はプラズマ処
理装置Ａの吹き出し口２１の下側に配設されている。

【００６７】そして、このように形成されるプラズマ処
理システムを用いて被処理物７にプラズマ処理を施すに
あたっては、次のようにして行う。まず、電気的冷却器
８２の上に被処理物７を載置してプラズマ処理装置Ａの
吹き出し口２１の下側に被処理物７を配置する。次に、
上述のようにプラズマ処理装置Ａの吹き出し口２１から
プラズマジェット６５を吹き出して被処理物７の上面に
供給すると共に電気的冷却器８２に通電する。このよう
にして被処理物７を電気的冷却器８２で冷却しながらプ
ラズマ処理することができるのである。尚、この実施の
形態は被処理物７としてフィルム状でないものが好まし
く、ＢＧＡ用回路基板などの剛性があり平板状のものを
被処理物７とするのが好ましい。

【００６８】この実施の形態では、上記の実施の形態の
ように冷媒を用いないので、冷媒の漏れなどが発生する
恐れがなく、また、冷却手段５０の取り扱いが簡単とな
り、プラズマ処理が行いやすくなるものである。

【００６９】

【実施例】以下本発明を実施例によって具体的に説明す
る。

【００７０】（実施例１）図１に示すプラズマ処理シス
テム用いてプラズマ処理を行った。外側電極１としては
図２に示す構造のもので銅製の円管物を用い、これを反
応管２の外周に挿着した。反応管２に密着させた外側電
極１の内面は粗度Ｒａが１００μｍになるようにサンド
ブラストで加工されていた。反応管２としては外径が１
６ｍｍ、内径が１３ｍｍ、テーパー角が２０°の石英製
の円管を用いた。内側電極３としては電極本体管２５と
供給管２６で構成される二重管であって、ともにステン
レス製のものを用いた。外側電極１と内側電極３を冷却
する冷媒としてはパーフルオロカーボン溶液（不凍液）
を用いた。

【００７１】冷却手段５０のワーク台５１及び返送管５
４はφ５０ｍｍ、肉厚２ｍｍの管状のステンレス鋼管
（ＳＵＳ３０４管）で形成し、ワーク台５１及び返送管
５４で略ロ字状の流路６１を形成した。この流路６１に
ポンプ５５で純水を冷媒として循環させた。

【００７２】被処理物７としてはカプトンフィルム上に
無電界金メッキ回路が形成された厚さ０．１μｍのフィ
ルムＢＧＡ用の基板を用いた。プラズマ生成用ガスとし
ては不活性ガスであるヘリウムとアルゴンと酸素の混合
気体を用い、ヘリウムの流量を１リットル／分、アルゴ
ンの流量を３リットル／分、酸素の流量を６０ｃｃ／分
と設定した。また反応管２から吹き出されるプラズマジ
ェット６５の流速は１０ｍ／秒であった。

【００７３】そして外側電極１と内側電極３を冷媒によ
って冷却しながら、内側電極３を接地し、外側電極１に
高周波（周波数が１３．５６ＭＨｚ、印加電力が２５０
Ｗ）を印加することによってプラズマを生成し、吹き出
し口２１から吹き出されるプラズマジェット６５にて上
記被処理物７の回路のクリーニング処理（プラズマ処
理）を行った。この時、被処理物７の搬送速度を３０ｍ
ｍ／秒とし、冷却手段５０により被処理物７を冷却しな
がらクリーニング処理を行った。

【００７４】この結果、被処理物７の回路のワイヤボン
ディング強度がプラズマ処理前で５．０ｇであったのに
対して、プラズマ処理後は８．０ｇに向上した。また、
被処理物７に反りや変色などの熱的ダメージは生じなか
った。

【００７５】（比較例１）被処理物７を冷却しなかった
以外は、実施例１と同様にして被処理物７の回路のクリ
ーニング処理を行った。

【００７６】この結果、被処理物７の回路のワイヤボン
ディング強度がプラズマ処理前で５．０ｇであったのに
対して、プラズマ処理後は３．０ｇに減少した。また、
被処理物７に反りが生じた。

【００７７】（実施例２）図４に示すプラズマ処理シス
テム用いてプラズマ処理を行った。反応管２としては石
英ガラス管を用い、外径を１６ｍｍ、内径を１３ｍｍに
形成した。また、テーパー角は２０°とした。高圧電極
６３と接地電極６４は銅製であって、接触面１４の算術
平均粗さは１００μｍに形成した。また、高圧電極６３
と接地電極６４を冷却する冷媒としては純水を用いた。
さらに、反応管２の内部には体積減少具８として外径が
８ｍｍの石英管を挿入して設けた。この体積減少具８は
図６に示すような二重管構造を有するものであり、プラ
ズマ処理中に純水を冷媒として用いて冷却した。

【００７８】冷却手段５０の電気的冷却器８２としては
コマツエレクトロニクス製のクリーニングプレート（Ｃ
Ｕ−ＸＸ）を用い、電源ユニット８３としてはコマツエ
レクトロニクス製のＭＲ−２０１５を用いた。

【００７９】被処理物７としては、アルミナ基板に銀パ
ラジウムペーストをスクリーン印刷し、これを焼き付け
してボンディングパッド部を含む回路を形成したものを
使用した。プラズマ生成用ガスはヘリウムを１リットル
／ｍｉｎ、アルゴンを１リットル／ｍｉｎの割合で混合
して流して反応管２に供給した。

【００８０】そして放電空間２２に１００Ｗで２００Ｍ
Ｈｚの高周波電界を印加してプラズマを発生させ、これ
を吹き出し口２１からプラズマジェット６５としてに吹
き出し、電気的冷却器８２に載置された被処理物７の表
面に３秒間供給し、被処理物７を電気的冷却器８２で冷
却しながらプラズマ処理（被処理物７のボンディングパ
ッド部の表面の改質処理及びクリーニング処理）を行っ
た。尚、電気的冷却器８２の設定温度は２０℃とした。

【００８１】この結果、被処理物７のボンディングパッ
ド部のワイヤボンディング強度がプラズマ処理前で５．
１ｇであったのに対して、プラズマ処理後は８．５ｇに
向上した。また、被処理物７の銀／エポキシ部分の変色
は見られなかった。

【００８２】（比較例２）被処理物７を冷却しなかった
以外は、実施例２と同様にして被処理物７の回路のクリ
ーニング処理を行った。

【００８３】この結果、被処理物７の回路のワイヤボン
ディング強度がプラズマ処理前で５．１ｇであったのに
対して、プラズマ処理後は６．５ｇに向上にした。ま
た、被処理物７の銀／エポキシ部分に一部変色が見られ
た。

【００８４】

【発明の効果】上記のように本発明の請求項１の発明
は、大気圧下で生成したプラズマを被処理物に供給して
被処理物にプラズマ処理を施すためのプラズマ処理シス
テムであって、プラズマ処理中に被処理物を冷却するた
めの冷却手段を備えるので、冷却手段で冷却しながら被
処理物にプラズマ処理を施すことができ、プラズマ処理
による被処理物の変形や反りなどの熱的ダメージを低減
することができるものである。

【００８５】また本発明の請求項２の発明は、円管のワ
ーク台とワーク台を流れる冷媒とで冷却手段を形成し、
フィルム状の被処理物を接触させるための接触部をワー
ク台の外面に形成するので、ペルチェ素子などを用いた
電気的な冷却手段よりも安価に形成することができると
いうメリットがあり、また、冷媒の循環により連続的で
安定した被処理物の冷却が可能となり、ワーク台の温度
が制御し易いものである。

【００８６】また本発明の請求項３の発明は、ワーク台
を支点として長尺の被処理物を屈曲させながらワーク台
を挟んで一方側から他方側に被処理物を搬送するための
搬送手段を具備するので、被処理物にテンションを掛け
ながらプラズマ処理を施すことができ、冷却手段である
ワーク台の接触部と被処理物の密着性が高まって被処理
物が効率よく冷却されると共に被処理物７がテンション
により曲がらないように延ばされることになって、被処
理物に変形や反りがより生じにくくなるものである。

【００８７】また本発明の請求項４の発明は、被処理物
の屈曲角度を２０〜１６０°にするので、被処理物７に
変形や反りがより生じにくくなると共に安定的な生産性
を確保することができるものである。

【００８８】本発明の請求項５の発明は、請求項１乃至
４のいずれかに記載のプラズマ処理システムを用いて被
処理物のプラズマ処理を行うので、冷却手段で冷却しな
がら被処理物にプラズマ処理を施すことができ、プラズ
マ処理による被処理物の変形や反りなどの熱的ダメージ
を低減することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示す断面図であ
る。

【図２】同上の外側電極を示す斜視図である。

【図３】同上の冷却手段と搬送手段の一例を示す一部断
面の斜視図である。

【図４】同上の他例を示す断面図である。

【図５】同上の高圧電極と接地電極を示す斜視図であ
る。

【図６】同上の体積減少具を示す断面図である。

【図７】同上の他例を示す概略図である。

【図８】同上の他例を示す概略図である。

【符号の説明】

７ 被処理物 ５０ 冷却手段 ５１ ワーク台 ５２ 接触部 ５３ 搬送手段 β 屈曲角度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田口 典幸 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 安田 正治 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 山崎 圭一 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 喜多山 和也 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 中園 佳幸 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 4K030 AA14 AA16 CA05 CA07 CA12 DA03 FA03 GA14 KA09 KA26 4K053 PA12 RA03 XA01 XA41 YA03 YA21 4K057 DA01 DD01 DE14 DE20 DG12 DG20 DM36 DM39 DM40 DN01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大気圧下で生成したプラズマを被処理物
   に供給して被処理物にプラズマ処理を施すためのプラズ
   マ処理システムであって、プラズマ処理中に被処理物を
   冷却するための冷却手段を備えて成ることを特徴とする
   プラズマ処理システム。
2. 【請求項２】 円管のワーク台とワーク台を流れる冷媒
   とで冷却手段を形成し、フィルム状の被処理物を接触さ
   せるための接触部をワーク台の外面に形成して成ること
   を特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理システム。
3. 【請求項３】 ワーク台を支点として長尺の被処理物を
   屈曲させながらワーク台を挟んで一方側から他方側に被
   処理物を搬送するための搬送手段を具備して成ることを
   特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理システム。
4. 【請求項４】 被処理物の屈曲角度を２０〜１６０°に
   して成ることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処
   理システム。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載のプラ
   ズマ処理システムを用いて被処理物のプラズマ処理を行
   うことを特徴とするプラズマ処理方法。