JP2002110639A - プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマ生成用ガスの組成によって、プラズ
マ処理時に半導体チップに加わるチャージアップダメー
ジを低減することができるプラズマ処理装置を提供す
る。 【解決手段】 誘電体材料で筒状の反応管７を形成する
と共に反応管７の片側をスリット形状の吹き出し口１２
として開放する。反応管７の外側に複数個の電極９、１
０を配設する。希ガスと酸素ガスを含むプラズマ生成用
ガス８を反応管７に導入すると共に電極９、１０間に電
圧を印加することによって大気圧近傍の圧力下で反応管
７内に放電を発生させる。放電により反応管７内に生成
されたプラズマ１３を吹き出し口１２から吹き出すプラ
ズマ処理装置に関する。プラズマ生成用ガス８に占める
酸素ガスの混合比率を２〜５ｖｏｌ％にする。プラズマ
１３中に生じる電子を酸素ガスで吸着して消滅させるこ
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、電子部品のボンデ
ィング性を向上させたり、電子部品と封止樹脂との密着
性や濡れ性を改善させたり、製膜したりするために、電
子部品の表面をプラズマにより改質するのに利用される
プラズマ処理装置及びこれを用いたプラズマ処理方法に
関するものであって、特に、電子部品との精密な接合が
要求される電子回路基板においてその信頼性を向上させ
るために、電子回路基板の表面のクリーニングに好適に
応用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、大気圧下でプラズマ処理を行
うことが試みられている。例えば、特開平２−１５１７
１号公報や特開平３−２４１７３９号公報や特開平１−
３０６５６９号公報には、反応容器内の放電空間に一対
の電極を配置すると共に電極の間に誘電体を設け、放電
空間をＨｅ（ヘリウム）やＡｒ（アルゴン）などの希ガ
スを主成分とするプラズマ生成用ガスで充満し、反応容
器に被処理物を入れると共に電極の間に交流電界を印加
するようにしたプラズマ処理方法が開示されており、誘
電体が配置された電極の間に交流電界を印加することに
より安定的にグロー状の放電を発生させ、このグロー状
の放電によりプラズマ生成用ガスを励起して反応容器内
にプラズマを生成し、このプラズマにより被処理物の処
理を行うようにしたものである。

【０００３】また、特開平４−３５８０７６号公報や特
開平４−２１２２５３号公報にも、大気圧下でグロー状
の放電により生成したプラズマを被処理物にジェット状
に吹き出してプラズマ処理を行うことが提案されてい
る。さらに、特開平９−１６７７５７号公報にはプラズ
マ生成用ガスとして、ＨｅやＡｒやＫｒやＸｅの中から
選ばれる不活性ガスを含有（添加）したもの、あるいは
Ｏ₂、ＣＦ₄、Ｎ₂、ＣＯ₂、ＳＦ₆、ＣＨＦ₃の中から選ば
れた反応性ガス、少なくともＯ、Ｈ、Ｆ、Ｃｌを含むガ
スを使用してプラズマ処理することが記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のプラズ
マ処理方法及び装置においては、半導体チップの表面改
質に着目したプラズマ処理装置であって、特に、電子回
路基板の表面に半導体チップを搭載した状態で電子回路
基板の表面をクリーニングなどの目的でプラズマ処理し
た場合のチャージアップ現象についてはなんら検討され
ていない。プラズマを半導体チップに照射すればチャー
ジアップが発生して、半導体チップの特性不良を引き起
こすことは半導体（製造）プロセスでも問題となってい
る。

【０００５】以下、チャージアップについて、図６を参
考に説明する。図６は半導体チップ（半導体素子）１４
の断面図であって、シリコン単結晶基板１上に形成され
たゲート電極２の概略図である。チャージアップは、プ
ラズマ中の荷電粒子３が半導体チップ１４のゲート電極
２と電気的に接続された配線６に注入され、配線６とゲ
ート電極２を介してゲート酸化膜５に蓄積されることで
起こる現象である。配線６上には半導体チップ１４の表
面を保護するためにパッシベーション膜４が形成されて
いるが、配線６のワイヤボンドやバンプ接合を行う部分
であるボンディング部２０に対応する位置にはパッシベ
ーション膜４が形成されておらず、クリーニングなどの
プラズマ処理時にはこのボンディング部２０が直接プラ
ズマに曝されることになって、ボンディング部２０がプ
ラズマ中の荷電粒子３を拾うアンテナの役割を果たすの
である。

【０００６】そして、上記のチャージアップ現象が過度
に進むと、やがてゲート酸化膜５の物理特性に影響を及
ぼす。具体的には、ゲート酸化膜５の物理特性が変化し
た結果、ＭＯＳＦＥＴ（電解効果トランジスタ）の場合
にはｇｍ（コンダクタンス）やＶｔｈ（スレッシュホル
ド電圧）などが変動する。これがチャージアップダメー
ジと呼ばれる現象である。

【０００７】チャージアップダメージの評価方法として
は、ＭＮＯＳ（メタル−シリコンナイトライド−シリコ
ン酸化膜−シリコン）素子を用いて、プラズマ処理前後
でのＶＦＢ（フラットバンド電圧）のシフト量を測定す
る方法や、酸化膜に定電流を流し込みメタル−シリコン
間がブレークダウンするまでの時間を計測する方法（Ｑ
ｂｄ評価法）などがあり、これらの方法によりダメージ
の発生の有無や大きさをプラズマ照射前後での酸化膜寿
命の変化量で知ることができるのである。

【０００８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、プラズマ生成用ガスの組成によって、プラズマ処
理時に半導体チップに加わるチャージアップダメージを
低減することができるプラズマ処理装置及びこれを用い
たプラズマ処理方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
プラズマ処理装置は、誘電体材料で筒状の反応管７を形
成すると共に反応管７の片側をスリット形状の吹き出し
口１２として開放し、反応管７の外側に複数個の電極
９、１０を配設し、希ガスと酸素ガスを含むプラズマ生
成用ガス８を反応管７に導入すると共に電極９、１０間
に電圧を印加することによって大気圧近傍の圧力下で反
応管７内に放電を発生させ、放電により反応管７内に生
成されたプラズマ１３を吹き出し口１２から吹き出すプ
ラズマ処理装置において、プラズマ生成用ガス８に占め
る酸素ガスの混合比率を２〜５ｖｏｌ％にして成ること
を特徴とするものである。

【００１０】また、本発明の請求項２に係るプラズマ処
理装置は、請求項１の構成に加えて、電極９、１０間に
印加する電圧を高周波電圧とし、プラズマ生成用ガス８
の希ガスとしてＨｅとＡｒを併用すると共にプラズマ生
成用ガス８に占めるＨｅの混合比率を３０ｖｏｌ％以下
にして成ることを特徴とするものである。

【００１１】また、本発明の請求項３に係るプラズマ処
理装置は、請求項１の構成に加えて、電極９、１０間に
印加する電圧をパルス電圧とし、プラズマ生成用ガスの
希ガスとしてＡｒを用いて成ることを特徴とするもので
ある。

【００１２】また、本発明の請求項４に係るプラズマ処
理装置は、請求項１乃至３のいずれかの構成に加えて、
電極９、１０をリング状に形成すると共に電極９、１０
を反応管７の外周面に接触させて設けて成ることを特徴
とするものである。

【００１３】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装
置の反応管７の吹き出し口１２からプラズマ１３を吹き
出し、半導体チップ１４を搭載した電子回路基板１５の
表面に供給することによって電子回路基板１５の表面改
質を行うことを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００１５】図１に本発明のプラズマ処理装置の一例を
示す。このプラズマ処理装置は、反応管７の外側に複数
個（一対）の電極９、１０を上下に互いに対向させて配
置することによって形成されており、電極９、１０の間
に対応する位置において反応管７内には放電空間２１が
形成されている。また、電極９、１０はインピーダンス
整合回路（図示省略）を介して電源１１と電気的に接続
されている。尚、電極９、１０はそれぞれ一個ずつ以上
あれば何個あっても良い。

【００１６】反応管７は高融点の誘電体材料（絶縁材
料）で扁平形状の略角筒状に形成されるものである。反
応管７を構成する誘電体材料の誘電率は放電空間２１に
おけるプラズマの低温化の重要な要素であって、具体的
には誘電体材料として石英、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、反応管７の上面
はガス導入口５１として略全面に亘って開放されている
と共に反応管７の下面は吹き出し口１２として略全面に
亘って開放されている。従って、この吹き出し口１２は
反応管７の幅広方向と平行方向に長くて幅の狭いスリッ
ト形状に形成されており、これにより、吹き出し口１２
を小さい孔（スポット形状）に形成する場合に比べて、
広い面積を一度に処理することができるものである。上
記の吹き出し口１２及びガス導入口５１は反応管７内の
放電空間２１と連通して形成されている。尚、反応管７
は円筒状に形成しても良い。

【００１７】電極９、１０は、例えば、銅、アルミニウ
ム、真鍮、耐食性の高いステンレス鋼（ＳＵＳ３０４な
ど）などの導電性の金属材料で形成することができる。
また、電極９、１０はリング状（環状）に形成されてい
るが、その内周形状は反応管７の外周形状に合致するよ
うに形成されている。そして、電極９、１０の内側に反
応管７を挿着することによって、反応管７の外周に電極
９、１０を取り付けることができる。この時、各電極
９、１０の内周面は反応管７の外周面に全周に亘って接
触させるものであり、これにより、電極９、１０を反応
管７の外周面に全周に亘って接触させない場合に比べ
て、電極９、１０と反応管７の接触面積が大きくなって
接触性を向上させることができ、電極９、１０間に電圧
を印加した際に放電空間２１に放電が発生しやすくなっ
てプラズマ１３の生成効率を高めることができるもので
ある。また、反応管７の外側に電極９、１０を設けるこ
とによって、電極９、１０がプラズマ１３によるスパッ
タリングや腐食作用を受けないようにすることができ、
電極９、１０のスパッタリングにより生じる汚染物質で
被処理物５０が汚染されないようにすることができると
共に電極９、１０の長寿命化を図ることができるもので
ある。尚、電極９、１０の間隔はプラズマを安定に生成
するために３〜２０ｍｍに設定するのが好ましい。

【００１８】電源１１としては、高周波電圧またはパル
ス電圧を発生し、且つ放電空間２１でプラズマ１３を連
続的に生成するのに必要な電圧を電極９、１０間に印加
することができるものを用いる。高周波電圧は休止時間
（電圧が一定で定常状態になっている時間）が無いかほ
とんど無い電圧波形（例えば、正弦波）を有するもので
あり、パルス電圧は休止時間のある電圧波形を有するも
のである。また、放電空間２１でプラズマ１３を連続的
に生成するのに必要な電圧は反応管７の厚みや放電空間
２１の大きさやプラズマ生成用ガスの組成等によって異
なるので適宜設定すればよいが、例えば、０．５〜５ｋ
Ｖに設定することができる。

【００１９】電極９、１０間に印加する電圧として高周
波電圧を用いると、電源１１として用いる電源装置の構
造を簡素化することができると共に電極９、１０間に印
加する電圧の周波数や放電空間２１に供給する電力の大
きさ等を容易に調整することができるので好ましい。ま
た、電極９、１０間に印加する電圧としてパルス電圧を
用いると、電源１１として用いる電源装置の構造が複雑
化するものの、電界による荷電粒子の加速が無い時間が
あるので、荷電粒子が放電空間２１に滞在する時間が長
くなり、放電空間２１における放電が容易に起こりやす
くなって放電効率が上がりプラズマを容易に生成するこ
とができるので好ましい。特に、Ｈｅを放電空間２１に
導入しない場合は、Ｈｅを放電空間２１に導入する場合
よりも絶縁破壊電圧が高くなり、放電が発生しにくくな
るので、パルス電圧を用いるのが好ましい。

【００２０】プラズマ生成用ガス（図１に矢印で示す）
８としては希ガスと酸素ガスの混合ガスを用いる。この
ようにプラズマ生成用ガス８に酸素ガスを含有させる
と、プラズマ１３中の電子を酸素ガスが吸着して自ら負
イオンとなり、プラズマ１３中の電子密度を下げる作用
をするものである。一般的に、電子の方がイオンに比べ
ると移動度が大きくまた寿命もイオンより長いので、本
発明のようにジェット状のプラズマ（プラズマジェッ
ト）を吹き出してプラズマ処理を行う場合においては、
チャージアップダメージは電子によって主に引き起こさ
れることが確認されている。そこで、本発明では酸素ガ
スをプラズマ生成用ガス８に加えることによって、電子
が電子回路基板１５などの被処理物５０に到達するまで
に酸素ガスで吸着して消滅させることができるようにし
たものであり、これにより、電子による半導体チップ１
４へのチャージアップを少なくすることができるもので
ある。また、酸素の負イオンは被処理物５０に到達する
までに消滅するので、チャージアップに影響を及ぼさな
い。このように本発明ではチャージアップの原因である
被処理物５０の表面に到達する電子を減らすことができ
るので、被処理物５０として半導体チップ１４が搭載さ
れた電子回路基板１５をプラズマ処理した場合でも、半
導体チップ１４にチャージアップダメージの発生を抑え
て半導体チップ１４の特性不良を低減できるものであ
る。

【００２１】反応管７に導入されるプラズマ生成用ガス
８の全体（希ガスと酸素ガスの合計量）に占める酸素ガ
スの混合比率（プラズマ生成用ガス８中の酸素濃度）は
２〜５ｖｏｌ％に設定するのが好ましい。プラズマ生成
用ガス８に占める酸素ガスの混合比率が２ｖｏｌ％未満
であれば、酸素ガスによる電子の吸着効果が低くなって
チャージアップダメージを低減させることができない恐
れがあり、プラズマ生成用ガス８に占める酸素ガスの混
合比率が５ｖｏｌ％を超えると、酸素ガスによる電子の
吸着効果が高くなり過ぎて、酸素のマイナスイオンと希
ガス（ＡｒやＨｅ）のプラスイオンとの衝突によるイオ
ンの消滅や放電空間２１内における電子密度の低下が生
じて放電効率が低下し、プラズマ１３によるプラズマ処
理（クリーニングなどによる被処理物５０の表面改質処
理）の効果が低下する恐れがある。

【００２２】プラズマ生成用ガス８の希ガスとしてはＨ
ｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅなどをそれぞれ単独で用い
たり複数種を併用したりすることができるが、安価なＡ
ｒのみを用いるのがコスト面で好ましい。電極９、１０
間に印加する電圧がパルス電圧の場合は放電効率が高い
ので、プラズマ生成用ガス８の希ガスとしてＡｒのみを
用いてもよい（もちろんＨｅを併用しても良い）。しか
しながら、電極９、１０間に印加する電圧が高周波電圧
の場合は放電効率がパルス電圧に比べて高くないので、
プラズマ生成用ガス８の希ガスとしてＨｅとＡｒを併用
するのが好ましい。このようにプラズマ生成用ガス８の
希ガスとしてＨｅとＡｒを併用すると、Ｈｅにより放電
空間２１における絶縁破壊電圧が低くなってそれだけ放
電効率を高くすることができてプラズマ１３を容易に生
成することができ、プラズマ１３の生成効率が高まって
有機物の除去（クリーニング）等のプラズマ処理の性能
を向上させることができるものである。

【００２３】プラズマ生成用ガス８の希ガスとしてＨｅ
とＡｒを併用する場合は、プラズマ生成用ガス８に占め
るＨｅの混合比率を３０ｖｏｌ％以下にするのが好まし
い。プラズマ生成用ガス８に占めるＨｅの混合比率が３
０ｖｏｌ％を超えるとコストアップにつながる恐れがあ
り、しかも、Ｈｅの方がＡｒよりも原子量が小さいため
にガス全体としての平均原子量が小さくなるものであ
り、よって、吹き出し口１２から吹き出されるプラズマ
１３の被処理物５０への到達速度が低下して、被処理物
５０にプラズマ１３が到達する前に、クリーニングを行
う活性種が死滅する割合が大きくなってクリーニング性
能が低下する恐れがある。従って、プラズマ生成用ガス
８に占めるＨｅの混合比率を３０ｖｏｌ％以下にするの
が好ましいが、放電効率を向上させるためにプラズマ生
成用ガス８に占めるＨｅの混合比率は１０ｖｏｌ％以上
にするのが好ましい。

【００２４】また、上記のようにプラズマ生成用ガス８
の希ガスとしてＡｒのみを用いる場合は、Ａｒの方がＨ
ｅよりも原子量が大きいために、Ｈｅと併用した場合に
比べて、ガス全体としての平均原子量が大きくなるもの
であり、よって、吹き出し口１２から吹き出されるプラ
ズマ１３の被処理物５０への到達速度が向上して、被処
理物５０にプラズマ１３が到達する前に、クリーニング
を行う活性種が死滅する割合が小さくなってクリーニン
グ性能を高くすることができる。

【００２５】そして、上記のようなプラズマ処理装置を
用いて、被処理物５０の表面に付着した有機物等の除去
（クリーニング）するなどして被処理物５０の表面改質
するプラズマ処理を行うにあたっては、次のようにして
行う。まず、ガス導入口５１から反応管７内にプラズマ
生成用ガス８を導入すると共にプラズマ生成用ガス８を
反応管７内で上から下に向かって流して放電空間２１に
導入する。次に、電源１１により電極９、１０間に高周
波電圧またはパルス電圧を印加することによって、反応
管７内の放電空間２１に高周波電界またはパルス電界を
発生させて印加し、この高周波電界またはパルス電界に
より大気圧近傍の圧力下（９３．３〜１０６．７ｋＰａ
（７００〜８００Ｔｏｒｒ））で放電空間２１にグロー
状の放電を発生させる。この後、グロー状の放電でプラ
ズマ生成用ガス８がプラズマ化されてプラズマ活性種を
含むプラズマ１３が放電空間２１で連続的に生成され
る。そして、このようにして生成されたプラズマ１３を
吹き出し口１２から下方に向かってジェット状に連続的
に流出させると共にこのプラズマ１３を吹き出し口１２
の下側に配置された被処理物５０の表面に吹き付けて供
給することによって、プラズマ１３中に生成されたラジ
カル等の活性種のスパッタリングにより被処理物５０の
表面の有機物等を除去してクリーニングすることがで
き、被処理物５０の表面改質を行うことができるもので
ある。また、プラズマ１３を吹き出し口１２から吹き出
しながら吹き出し口１２の下側において複数個の被処理
物５０を連続的に搬送することによって、複数個の被処
理物５０をインラインで連続的にプラズマ処理すること
ができるものである。尚、被処理物５０に付着している
有機物は、例えば、バンプや回路等を形成する際に用い
る銀ペースト材に含まれている有機物成分や被処理物５
０を洗浄液（例えば、アセトンなど）で洗浄したときに
被処理物５０の表面の残存する洗浄液などである。

【００２６】上記のようにプラズマ処理を行うにあたっ
て、電源１１により電極９、１０間に印加される高周波
電圧あるいはパルス電圧の周波数は１ｋＨｚ〜２００Ｍ
Ｈｚに設定するのが好ましい。高周波電圧あるいはパル
ス電圧の周波数が１ｋＨｚ未満であれば、放電空間２１
での放電を安定化させることができなくなり、プラズマ
処理を効率よく行うことができなくなる恐れがある。ま
た、高周波電圧あるいはパルス電圧の周波数が２００Ｍ
Ｈｚを超えると、放電空間２１でのプラズマの温度上昇
が著しくなり、反応管７や電極９、１０の寿命が短くな
る恐れがあり、しかも、電子回路基板１５や半導体チッ
プ１４が熱的損傷を受けたり、プラズマ処理装置が複雑
化及び大型化する恐れがある。

【００２７】また、放電空間２１に供給される（印加さ
れる）電力の密度は２０〜３５００Ｗ／ｃｍ³に設定す
るのが好ましい。放電空間２１に供給される電力の密度
が２０Ｗ／ｃｍ³未満であれば、放電空間２１でプラズ
マ１３を充分に発生させることができなくなり、逆に、
放電空間２１に供給される電力の密度が３５００Ｗ／ｃ
ｍ³を超えると、放電空間２１で安定した放電を得るこ
とができなくなる恐れがある。尚、電力の密度（Ｗ／ｃ
ｍ³）は（放電空間２１に供給される電力／放電空間２
１の体積）で定義される。

【００２８】

【実施例】以下本発明を実施例によって具体的に説明す
る。

【００２９】（実施例１）図１に示す構造のプラズマ処
理装置を形成した。反応管７は石英ガラスで形成した。
また、上側の電極９と下側の電極１０は銅製のものを用
い、電極９が高圧電極に、電極１０が低圧（接地）電極
となるように電源１１と電気的に接続した。プラズマ生
成用ガス８はＨｅとＡｒと酸素ガス（Ｏ₂）の混合ガス
を用いた。この時、Ｈｅの流量は２リットル／分、Ａｒ
の流量は１０リットル／分、酸素ガスの流量は０．４リ
ットル／分として反応管７に導入し、プラズマ生成用ガ
ス８に占める酸素ガスの混合比率を約３．２ｖｏｌ％と
した。

【００３０】そして、大気圧下で周波数が１３．５６Ｍ
Ｈｚ、７００Ｗの電力を電極９、１０間（放電空間２
１）に供給して電極９、１０間に高周波電圧（正弦波の
波形）を印加することにより、反応管７内の放電空間２
１でグロー状の放電を発生させると共にこの放電により
放電空間２１にプラズマ１３を生成し、このプラズマ１
３を吹き出し口１２からジェット状に吹き出すように形
成した。

【００３１】（実施例２）プラズマ生成用ガス８として
Ａｒと酸素ガスの混合ガスを用いた。この時、Ａｒの流
量は１２リットル／分、酸素ガスの流量は０．４リット
ル／分として反応管７に導入し、プラズマ生成用ガス８
に占める酸素ガスの混合比率を約３．２ｖｏｌ％とし
た。

【００３２】また、電極９、１０間に印加する電圧とし
てはパルス電圧を用いた。このパルス電圧は周波数（繰
り返し周波数）が１３．５６ＭＨｚで電圧（パルス振
幅）が５ｋＶでパルス幅が５秒のものを用いた。

【００３３】これら以外は実施例１と同様にした。

【００３４】（比較例１）酸素ガスの流量を０．１２リ
ットル／分とし、プラズマ生成用ガス８に占める酸素ガ
スの混合比率を１．０ｖｏｌ％とした以外は、実施例１
と同様にした。

【００３５】（比較例２）酸素ガスの流量を０．１２リ
ットル／分とし、プラズマ生成用ガス８に占める酸素ガ
スの混合比率を１．０ｖｏｌ％とした以外は、実施例２
と同様にした。

【００３６】そして、上記の実施例１、２及び比較例
１、２のプラズマ処理装置を用いてＱｂｄ評価を行っ
た。このＱｂｄ評価は、Ｑｂｄ評価用の被処理物５０と
してガラス基材エポキシ樹脂基板である基板にＭＯＳＦ
ＥＴのゲート酸化膜を形成したものを用い、この被処理
物５０にプラズマを５秒間供給してプラズマ処理を行っ
た後、ゲート酸化膜の寿命を測定し、チャージアップダ
メージによるダメージをプラズマ処理前後でのゲート酸
化膜の寿命の差により評価した。結果を図２、３に示
す。

【００３７】図２、３から明らかなように、実施例１、
２ではプラズマ処理前（未処理）のものに比べて、ゲー
ト酸化膜の寿命の低下がほどんどなく、チャージアップ
ダメージによるダメージが緩和されているのに対して、
比較例１、２ではプラズマ処理前（未処理）のものに比
べて、ゲート酸化膜の寿命が大幅に低下していて、チャ
ージアップダメージによるダメージが発生した。

【００３８】上記の実施例１、２及び比較例１、２のプ
ラズマ処理装置を用いてクリーニング性能評価を行っ
た。このクリーニング性能評価は、クリーニング性能評
価用の被処理物５０としてウェハ１６の表面にネガタイ
プのレジスト１７を塗布したものを用い、図４に示すよ
うに、この被処理物５０にプラズマ１３を１秒間供給し
てプラズマ処理を行った後、レジスト１７の膜厚を測定
した。尚、このクリーニング性能評価はレジスト１７を
被処理物５０の表面に付着した有機成分のモデルとして
想定している。結果を図５に示す。

【００３９】図５から明らかなように、実施例１、２及
び比較例１、２では、プラズマ処理によりレジスト１７
が除去（エッチング）されることで、プラズマ処理前よ
りもレジスト１７の膜厚を大幅に薄くすることができ、
有機成分のクリーニングをおこなうのに十分な性能を有
することが確認された。

【００４０】

【発明の効果】上記のように本発明の請求項１の発明
は、誘電体材料で筒状の反応管を形成すると共に反応管
の片側をスリット形状の吹き出し口として開放し、反応
管の外側に複数個の電極を配設し、希ガスと酸素ガスを
含むプラズマ生成用ガスを反応管に導入すると共に電極
間に電圧を印加することによって大気圧近傍の圧力下で
反応管内に放電を発生させ、放電により反応管内に生成
されたプラズマを吹き出し口から吹き出すプラズマ処理
装置において、プラズマ生成用ガスに占める酸素ガスの
混合比率を２〜５ｖｏｌ％にするので、プラズマ中に生
じる電子を酸素ガスで吸着して消滅させることができ、
プラズマ処理時に半導体チップに加わる電子によるチャ
ージアップを少なくすることができて半導体チップのチ
ャージアップダメージを低減することができるものであ
る。

【００４１】また本発明の請求項２の発明は、電極間に
印加する電圧を高周波電圧とし、プラズマ生成用ガスの
希ガスとしてＨｅとＡｒを併用すると共にプラズマ生成
用ガスに占めるＨｅの混合比率を３０ｖｏｌ％以下にす
るので、ＨｅとＡｒを併用することによって、Ｈｅによ
り絶縁破壊電圧が低くなって放電効率を高くすることが
できてプラズマを容易に生成することができ、プラズマ
の生成効率が高まってプラズマ処理の性能を向上させる
ことができるものであり、しかも、プラズマ生成用ガス
に占めるＨｅの混合比率を３０ｖｏｌ％以下にすること
によって、吹き出し口から吹き出されるプラズマの被処
理物への到達速度が低下しないようにすることができ、
被処理物にプラズマが到達する前にプラズマ中の活性種
が死滅する割合を小さくすることができてプラズマ処理
の性能低下を防止することができるものである。

【００４２】また本発明の請求項３の発明は、電極間に
印加する電圧をパルス電圧とし、プラズマ生成用ガスの
希ガスとしてＡｒを用いるので、放電効率が上がってプ
ラズマを容易に生成することができるものであり、ま
た、Ｈｅと併用した場合に比べて、吹き出し口から吹き
出されるプラズマの被処理物への到達速度を向上させる
ことができ、被処理物にプラズマが到達する前にプラズ
マ中の活性種が死滅する割合を小さくすることができて
プラズマ処理の性能低下を防止することができるもので
ある。

【００４３】また本発明の請求項４の発明は、電極をリ
ング状に形成すると共に反応管の外周面に接触させて設
けるので、電極と反応管の接触面積が大きくなって接触
性を向上させることができ、電極間に電圧を印加した際
に放電が発生しやすくなってプラズマの生成効率を高め
ることができるものである。

【００４４】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装置の反応管の吹き
出し口からプラズマを吹き出し、半導体チップを搭載し
た電子回路基板の表面に供給することによって電子回路
基板の表面改質を行うので、プラズマ中に生じる電子を
酸素ガスで吸着して消滅させることができ、プラズマ処
理時に半導体チップに加わる電子によるチャージアップ
を少なくすることができて半導体チップのチャージアッ
プ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斜視図であ
る。

【図２】同上の実施例１と比較例１のＱｂｄ評価を示す
グラフである。

【図３】同上の実施例２と比較例２のＱｂｄ評価を示す
グラフである。

【図４】同上のクリーニング性能評価の実験を示す斜視
図である。

【図５】同上の実施例１、２及び比較例１、２のクリー
ニング性能を示すグラフである。

【図６】チャージアップを説明する説明図である。

【符号の説明】

７ 反応管 ８ プラズマ生成用ガス ９ 電極 １０ 電極 １２ 吹き出し口 １３ プラズマ １４ 半導体チップ １５ 電子回路基板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体材料で筒状の反応管を形成すると
   共に反応管の片側をスリット形状の吹き出し口として開
   放し、反応管の外側に複数個の電極を配設し、希ガスと
   酸素ガスを含むプラズマ生成用ガスを反応管に導入する
   と共に電極間に電圧を印加することによって大気圧近傍
   の圧力下で反応管内に放電を発生させ、放電により反応
   管内に生成されたプラズマを吹き出し口から吹き出すプ
   ラズマ処理装置において、プラズマ生成用ガスに占める
   酸素ガスの混合比率を２〜５ｖｏｌ％にして成ることを
   特徴とするプラズマ処理装置。
2. 【請求項２】 電極間に印加する電圧を高周波電圧と
   し、プラズマ生成用ガスの希ガスとしてＨｅとＡｒを併
   用すると共にプラズマ生成用ガスに占めるＨｅの混合比
   率を３０ｖｏｌ％以下に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装置。
3. 【請求項３】 電極間に印加する電圧をパルス電圧と
   し、プラズマ生成用ガスの希ガスとしてＡｒを用いて成
   ることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装
   置。
4. 【請求項４】 電極をリング状に形成すると共に反応管
   の外周面に接触させて設けて成ることを特徴とする請求
   項１乃至３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載のプラ
   ズマ処理装置の反応管の吹き出し口からプラズマを吹き
   出し、半導体チップを搭載した電子回路基板の表面に供
   給することによって電子回路基板の表面改質を行うこと
   を特徴とするプラズマ処理方法。