JP2006244835A - Plasma processing device and plasma processing method - Google Patents
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Abstract
Description
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、レジストの剥離やエッチング、有機フィルムの密着性の改善、金属酸化物の還元、成膜、めっき前処理、コーティング前処理、各種材料・部品の表面改質などのプラズマ処理に利用されるプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置に関するものであり、特に、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好適に応用されるものである。 The present invention includes cleaning of foreign substances such as organic substances existing on the surface of the object to be processed, resist peeling and etching, improvement of organic film adhesion, metal oxide reduction, film formation, plating pretreatment, coating pretreatment, The present invention relates to a plasma processing method and a plasma processing apparatus used for plasma processing such as surface modification of various materials and parts, and particularly suitable for cleaning the surface of electronic parts that require precise bonding. It is.
従来より、大気圧近傍の圧力下で被処理物をプラズマ処理することが行われている(例えば、特許文献1参照)。このようなプラズマ処理装置は、対向配置される一対の電極の間を放電空間として形成し、大気圧近傍の圧力下で放電空間にプラズマ生成用ガスを導入すると共に電極間に電圧を印加することによって、放電空間で放電を発生させてプラズマを生成し、このプラズマを放電空間から吹き出して被処理物に吹き付けることによって、プラズマ処理を行うものである。 Conventionally, an object to be processed is subjected to plasma processing under a pressure near atmospheric pressure (see, for example, Patent Document 1). Such a plasma processing apparatus forms a discharge space between a pair of electrodes arranged opposite to each other, introduces a plasma generating gas into the discharge space under a pressure near atmospheric pressure, and applies a voltage between the electrodes. Thus, a plasma is generated by generating a discharge in the discharge space and blowing the plasma from the discharge space and blowing it onto the workpiece.
しかし、上記のプラズマ処理方法では、被処理物に吹き付けるプラズマ中には、放電空間で生成された荷電粒子(イオンや電子など)も含まれている。プラズマが放電空間から被処理物に到達するまでの間に、荷電粒子は再結合などによって、荷電粒子密度は減少するが、荷電粒子の種類によって、密度の減少度合いが違ってくる。そのため、放電空間ではほぼ電気的に中性であったものが、被処理物近傍では、電荷を帯びたプラズマとなってしまう。そして、電荷を帯びたプラズマが被処理物に照射されるため、被処理物表面に電荷が帯電し、その結果として被処理物に静電気が帯電し、この静電気により被処理物が破損するという問題があった。特に、LCDやPDPパネルの電極を上記プラズマ放電処理方法でクリーニングすると、LCDやPDPパネルの回路が静電気により破損することがあった。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、被処理物に静電気が帯電するのを低減することができるプラズマ処理装置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。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of reducing static charges on a workpiece.
本発明のプラズマ処理装置Aは、電極1の少なくとも一面を誘電体カバー2で被覆し、誘電体カバー2で被覆された面を対向させて複数の電極1、1を対向配置することにより、対向する電極1、1間を放電空間3として形成し、放電空間3内にガスGを導入すると共に対向する電極1、1間に電圧を印加することにより、大気圧近傍の圧力下で放電空間1、1内にプラズマPを生成し、このプラズマPを放電空間3の下側開口から吹き出して被処理物Sに供給することにより被処理物Sにプラズマ処理を行なうプラズマ処理装置において、電極1の下側に誘電体で被覆された導電体4を設けると共に導電体4を接地して成ることを特徴とするものである。
In the plasma processing apparatus A according to the present invention, at least one surface of the
本発明にあっては、対向する電極1、1において、一方の電極1と他方の電極1のそれぞれに正負が交互に繰り返すパルス波電圧または休止区間のない交番電圧を同時に印加すると共に各電極1に印加された電圧の極性を互いに正負逆で位相を重複させるのが好ましい。
In the present invention, in the
また、本発明にあっては、誘電体カバー2に導電体4を埋設することができる。
In the present invention, the
本発明のプラズマ処理方法は、請求項1乃至3のいずれかに記載のプラズマ処理装置Aにより被処理物Sをプラズマ処理することを特徴とするものである。
The plasma processing method of the present invention is characterized in that the object to be processed S is plasma processed by the plasma processing apparatus A according to any one of
本発明では、各電極1の下面に誘電体に被覆された導電体4を設けると共に導電体4を接地するので、放電空間3から吹出されたプラズマP中の荷電粒子が、両極性拡散の原理で、導電体4を被覆している誘電体表面に移動し、誘電体表面で再結合することによって、吹き出されたプラズマP中の荷電粒子密度が大幅に減少する。そのため、被処理物Sに到達する荷電粒子を減少させることができて、被処理物Sに静電気が帯電するのを低減することができるものであり、この結果、静電気に起因する被処理物Sの破損を少なくすることができるものである。
In the present invention, the
また、一方の電極1と他方の電極1のそれぞれに正負が交互に繰り返すパルス波電圧または休止区間のない交番電圧を同時に印加すると共に各電極1に印加された電圧の極性を互いに正負逆で位相を重複させることにより、電極1と導電体4との間で放電が発生しにくくすることができ、電極1に導電体4を近づけて配置することが可能となるものであり、この結果、被処理物に静電気が帯電するのをさらに低減することができるものである。
In addition, a pulse wave voltage that repeats positive and negative alternately or an alternating voltage without a pause period is simultaneously applied to each of the one
また、電極1の少なくとも一面を被覆する誘電体2と、導電体4を埋設する誘電体5とを一体に形成することにより、電極1を被覆する誘電体2と導電体4を埋設する誘電体5とを同時に形成することができ、製造工程の簡素化を図ることができるものである。
In addition, the dielectric 2 that covers at least one surface of the
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
本発明のプラズマ処理装置Aは図1に示すように、電極1と誘電体カバー2と導電体4とからなる放電用電極30、電源40、搬送装置50などを備えて形成されている。
As shown in FIG. 1, the plasma processing apparatus A of the present invention includes a
電極1は銅、アルミニウム、真鍮、耐食性の高いステンレス鋼(SUS304など)、チタン、金、銀、銀パラジウム、タングステン、モリブデン、クロム、コバール、42アロイなどの導電性の金属材料を用いて形成することができる。電極1の大きさや形状は、特に限定されるものではないが、例えば、角材のような形状に形成することができる。また、後述の放電空間3側に向く面は放電面10として平坦な面に形成するのが好ましく、さらに電極1の角部は面取りされていることが好ましい。
The
誘電体カバー2はセラミックや樹脂などの誘電体を材料として形成されるものであり、例えば、セラミックの粉体材料を焼結して形成されるセラミック焼結体を誘電体カバー2として用いることができる。セラミックの粉体材料としては、例えば、アルミナ、酸化ケイ素、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、窒化アルミニウム、チタン酸バリウムなどの公知のものを単独で用いたりあるいは複数種類併用したりすることができ、また、セラミックの粉体材料の粒径は、例えば0.1〜1000μmにすることができるが、これらに限定されるものではない。
The
図2に示すように、誘電体カバー2は、電極1の上面に密着してこの上面を覆う上面被覆部2aと、電極1の放電面10に密着して放電面10を覆う放電面被覆部2bと、電極1の下面に密着してこの下面を覆う下面被覆部2cとで断面略コ字状に形成されている。電極1は少なくとも放電面10が誘電体カバー2の放電面被覆部2bで覆われていればよく、上面被覆部2aや下面被覆部2cは必ずしも必要ないが、放電の安定性等を考慮すると、電極1の上下両面が誘電体カバー2で覆われているのが好ましい。また、電極1の背面(放電面10と反対側の面)を誘電体で被覆してもよい。誘電体カバー2の厚みは全体に亘ってほぼ均一にすることが好ましく、例えば、0.01〜10mmにすることができる。尚、カバー材2の形状や大きさなどは適宜設計変更可能である。
As shown in FIG. 2, the
導電体4は導電性を有する金属材料などで形成することができる。この導電体4は誘電体で被覆された状態で電極1の下側に設けられている。導電体4は、例えば、厚み10μm〜2mmの層状あるいは平板状に形成することができ、電極1の長手方向(図1の紙面と直交する方向)と略平行に長く形成することができる。また、電極1の下面と導電体4の上面とは誘電体を介して対向させることができる。さらに、電極1の長手方向において複数の導電体4を所定の間隔を介して並べて配置してもよい。
The
本発明の放電用電極30は各種の方法で形成することができる。
The
放電用電極30の第一の形成方法としては、誘電体カバー2を電極1の表面に形成した後、この誘電体カバー2に導電体4を形成して一体化する方法である。すなわち、まず、電極1の上面、放電面10及び下面に、誘電体をプラズマ溶射などの溶射法により溶射して誘電体カバー2を形成する。次に、誘電体カバー2の下面被覆部2cの下面に導電体4を形成する。この場合、導電体4は電極1と同様の金属材料の金属板や金属箔、金属線を接着して形成してもよいが、この他に、下面被覆部2cの下面に導電性ペーストを塗布したり、金属材料などの導電材料を溶射したり、金属めっきを施したりして薄膜状の導電体4を形成することができる。この後、下面被覆部2cの下面に露出した導電体4の全体をガラス質セラミックなどの誘電体で被覆(封止)してこの誘電体を焼付けて被覆体11を形成する。このようにして誘電体カバー2を形成する誘電体と被覆体11を形成する誘電体とで導電体4を被覆する誘電体を形成し、放電用電極30を形成することができる。被覆体11は、誘電体カバー2を形成する誘電体と同等なものをプラズマ溶射などの溶射法により溶射して形成することもでき、この場合、導電体4は実質的に誘電体カバー2の下面被覆部2cに埋設(内蔵)された状態となる。また、誘電体カバー2を溶射で形成する途中で導電体4を形成し、導電体4を誘電体カバー2の下面被覆部2cに埋設(内蔵)させるようにしてもよい。
The first forming method of the
放電用電極30の第二の形成方法としては、導電体4を内蔵する誘電体カバー2を形成後に、この誘電体カバー2を電極1と一体化する方法である。この場合、まず、断面略コ字状で横長の箱型に誘電体カバー2を形成する。誘電体カバー2の内側空間は収納凹部として形成されており、この収納凹部は誘電体カバー2の背面に開口させる。このような収納凹部を有する誘電体カバー2を形成するにあたっては、各種の方法を採用することができる。例えば、セラミックの粉体材料を角材形状などの所望の形状に成形した後、焼成してセラミック焼結体のカバー素材を形成し、このカバー素材に切削加工などの三次元加工を施して収納凹部を形成することにより、誘電体カバー2とすることができる。また、セラミックの粉体材料を誘電体カバー2の形状にカバー素材を成形した後、焼成することによりセラミック焼結体の誘電体カバー2を形成することができる。セラミックの粉体材料をカバー素材に成形するにあたっては、鋳込み成形法、塑性成形法、加圧成形法、射出成形法、テープ成形法、低温等方圧圧密成形法、ゲル化による成形法などを例示することができる。また、焼成工程での温度は、使用するセラミックの粉体材料の種類などによって異なるが、例えば500〜2500℃にすることができる。尚、誘電体カバー2の形成にあたっては、成形と焼成とを同時に行なうホットプレス法や高温等方圧圧密成形法などを用いても良い。
A second method of forming the
そして、誘電体カバー2を焼結により形成する前の段階(例えば、上記カバー素材の段階)で誘電体カバー2の下面被覆部2cとなるべき部分に導電体4を埋設し、この後、上記焼結工程を行うことにより、導電体4を下面被覆部2cに埋設した誘電体カバー2を形成することができる。この場合、導電体4は上記と同様の金属板や金属箔、金属線などを用いることができる。また、誘電体カバー2を形成する誘電体が導電体4を被覆する誘電体となる。
Then, the
上記のように導電体4を内蔵した誘電体カバー2を形成した後、誘電体カバー2の収納凹部にその背面の開口から電極1を嵌め込んで収納凹部内に電極1を収納することによって、放電用電極30を形成することができる。ここで、誘電体カバー2の内面である収納凹部内の面と電極1の表面(背面を除く)とは密着させるが、誘電体カバー2や電極1の寸法精度が高くても微細な隙間が生じることがある。そこで、収納凹部内の面と電極1の表面との密着性を高くするために、モリブデン-マンガンや活性金属を使用したロウ付けや、固相接合法により接合するのが好ましく、これにより、上記微細な隙間が埋められることになり、収納凹部内の面と電極1の表面とを密着させることができる。ロウ材の例としてはAg−Cu−Ti系や、Ni−Ti系材料を例示できるが、ガラス剤を配合した低温ロウ材を使用することもできる。また、ロウ付けするにあたっては、ロウ材を電極1と共に収納凹部に入れて加熱し、ロウ材を溶融させた後、冷却するようにして行なう。尚、ロウ付けの代わりに樹脂接着剤を用いて接着しても良いが、樹脂接着剤は耐熱性が低いので、ロウ付けの方が好ましい。
After forming the
放電用電極30の第三の形成方法としては、導電体4を内蔵しない誘電体カバー2を形成後に、この誘電体カバー2に導電体4と電極1とを設けて一体化する方法である。すなわち、まず、上記と同様にして誘電体カバー2を形成するが、この時、導電体4を誘電体カバー2の下面被覆部2cに埋設しないようにする。次に、上記第一の方法と同様にして、誘電体カバー2の下面被覆部2cの下面に導電体4を形成すると共にこの導電体4を被覆する被覆体11を形成する。この後、上記第二の方法と同様にして誘電体カバー2の収納凹部に電極1を嵌め込んで収納凹部内に電極1を収納することによって、放電用電極30を形成することができる。尚、この方法では、誘電体カバー2の収納凹部に電極1を収納した後、誘電体カバー2の下面被覆部2cの下面に導電体4と被覆体11を形成してもよい。
A third method of forming the
さらに、絶縁性チューブにワイヤ状の導電体4を内蔵させた状態で誘電体カバー2の下面に取り付けるようにしてもよい。
Furthermore, you may make it attach to the lower surface of the
上記のように形成される放電用電極30において、誘電体を介して対向する電極1の下面と導電体4の上面との距離xは0.5〜5mmにするのが好ましい。距離xが0.5mmよりも短くなると、電極1と導電体4との間で放電が生じてしまい、本発明の効果が得られなくなる恐れがある。また、距離xが5mmよりも長くなると、下面被覆部2cの厚みが大きくなって、プラズマ発生部分(後述の放電空間3)と被処理物Sとの距離が遠くなるため、プラズマ処理性能が低下してしまう恐れがある。また、上記のように形成される放電用電極30において、放電面被覆部2bの表面(後述の放電空間3側の面)と導電体4の先端(後述の放電空間3側の端部)との距離yは0.1〜30mmにするのが好ましい。距離yが0.1mmよりも短くなると、距離xの場合と同様に、電極1と導電体4との間で放電が生じてしまい、本発明の効果が得られなくなる恐れがある。また、距離yが30mmよりも長くなると、導電体4による帯電量抑制効果が小さくなり、本発明の効果が得られなくなる恐れがある。尚、距離x、yは電極1、1間に印加する電圧や導電体4を被覆する誘電体の種類などによって、適宜調整可能であり、上記の範囲に限定されるものではない。
In the
そして、本発明のプラズマ処理装置Aは二つの放電用電極30、30を搬送装置50の上側に配置すると共に電極1、1に電源40、40を電気的に接続し、さらに対向配置された導電体4、4を接地(アース)することによって形成することができる。二つの放電用電極30、30を配置するにあたっては、電極1、1の放電面10、10同士を略平行に対向させるものであり、これにより、誘電体カバー2、2の放電面被覆部2b、2bが対向配置されて放電面被覆部2b、2bの間の空間が放電空間3として形成されるものである。この放電空間3はその上面開口が導入口3aとして形成されていると共に放電空間3の下面開口は吹き出し口3bとして形成されている。
In the plasma processing apparatus A according to the present invention, the two
本発明のプラズマ処理装置Aでは、一方の電極1に電圧(高電圧)を印加するための電源40と他方の電極1に電圧(高電圧)を印加するための電源40とが備えられている。電源40、40は一つの電源装置で構成してもよいし、あるいは電源40と電源40とをそれぞれ別々の電源装置で構成してもよい。上記の電源40、40は電極1、1に、極性が正負逆(正負対称)で位相が重複して正負がそれぞれ交互となるパルス波電圧又は休止区間のない交番電圧を同時に印加するものである。本発明において「パルス波電圧」とは、電圧のOFF時間が存在する波形の電圧と定義する。従って、電圧のOFF時間さえ存在すれば、電圧がONしている部分の波形はどのようなものでも良い。また、本発明において「休止区間のない交番電圧」とは、正弦波などに代表されるような波形の電圧であり、正弦波や三角波などが含まれる。
The plasma processing apparatus A of the present invention includes a
図3(a)(b)には電源40、40から各電極1、1に印加される電圧の一例をタイムチャートで示す。一方の電極1に接続されている電源40からは図3(a)に示すような正負が交互に繰り返すパルス波形の電圧(VA+、VA−)が、他方の電極1に接続されている電源40からは図3(b)に示すような正負が交互に繰り返すパルス波形の電圧(VB+、VB−)がそれぞれ印加されるものであり、しかも、一方の電極1に印加された電圧と他方の電極1に印加された電圧とは極性を互いに正負逆で位相を重複させた状態で同時に印加されるものである。
FIGS. 3A and 3B are time charts showing an example of voltages applied to the
上記のような電源40、40を構成する電源装置としては、半導体高圧スイッチング方式のものやパルストランス方式のものなどを例示することができる。半導体高圧スイッチング方式の電源装置としては、正極性の直流高電圧を発生する正極性直流高電圧電源、負極性の直流高電圧を発生する負極性直流高電圧電源、及びトーテムポール形に接続した半導体スイッチング素子のオン・オフにより、正負の直流高電圧を極性が正負逆で位相が重複して正負がそれぞれ交互となる一対の高電圧のパルス電圧として電極1、1にそれぞれ同時に印加するためのインバータ回路などを備えて形成されているものを例示することができる。また、パルストランス方式の電源装置としては、直流電圧を発生する直流電源、トーテムポール形に接続した半導体スイッチング素子のオン・オフにより、直流電源からの直流電圧を極性が正負逆で位相が重複して正負がそれぞれ交互となる一対の高電圧のパルス電圧とするインバータ回路と、インバータ回路で発生した一対のパルス電圧を高電圧に昇圧して電極1、1にそれぞれ印加する一対のパルストランスなどを備えて形成されているものを例示することができる。
Examples of the power supply device that constitutes the power supplies 40, 40 described above include semiconductor high-voltage switching type and pulse transformer type. Semiconductor high-voltage switching power supply devices include a positive DC high voltage power source that generates a positive DC high voltage, a negative DC high voltage power source that generates a negative DC high voltage, and a semiconductor connected to a totem pole type. Inverter for applying positive and negative DC high voltage simultaneously to
尚、本発明において「位相が重複している」とは、図4に示すように、両電極1、1に同時に印加される電圧の位相が両電極1、1間で完全に一致して、両電極1、1間での波形の立ち上がり時点が時間軸上で同期している場合に限らず、図4に示すように、逆極性のパルスの立ち上がり時点は両電極1、1間でずれてはいるが、例えば、一方の電極1側で正の電圧が印加されているとき、他方の電極1側では負の電圧が同時に印加されていて、その電圧持続時間が時間軸上で部分的に重複している場合も含める意味である。
In the present invention, “the phases are overlapping” means that the phases of the voltages simultaneously applied to the
また、図5(a)(b)のパルス波形の電圧の代わりに、電極1、1に極性が正負逆(正負対称)で位相が重複して正負がそれぞれ交互となる休止区間のない交番電圧(高電圧)を同時に印加するようにしてもよいのは勿論である。このような休止区間のない交番電圧の代表的な波形としては、図5(a)(b)に示すような正弦波状の波形を例示することができる。この電圧波形の場合、一方の電極1に印加する電圧と他方の電極1に印加する電圧とを両者の位相をずらす(立ち上がり時点をずらす)ことにより、図5(c)に示すように、放電開始に必要な電圧Vpが印加される時間tpが短くなるため、通常の正弦波状の波形においても、幅の狭いパルスを印加した場合と同等の効果が得られるものである。
Further, instead of the pulse waveform voltage shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the
本発明では図1に示すように、二つの電源40、40を用いて中点接点方式で電極1、1に電圧を印加する方法の他に、図6に示すように一つの電源40を用いて電極1、1に電圧を印加する方法もある。この場合、一方の電極1が電源40の高電圧側に接続され、他方の電極1は低圧にされる(接地される)ものである。
In the present invention, as shown in FIG. 1, a
本発明において搬送装置50としては、被処理物Sは搬送する方向と略平行に複数本のローラ51を略水平に並べて形成することができるが、その他にXYテーブルやベルトコンベア等を採用することができる。
In the present invention, as the conveying
そして、本発明のプラズマ処理装置Aを用いて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、電源40、40により、一方の電極1と他方の電極1のそれぞれに正負が交互に繰り返すパルス波電圧又は休止区間のない交番電圧を同時に印加すると共に各電極1、1に印加された電圧の極性を互いに正負逆で位相を重複させる。次に、放電用電極30、30の間に形成された放電空間3の導入口3aから放電空間3にプラズマ生成用のガスGを供給する。このようにすることにより、放電空間3に大気圧近傍の圧力下(93.3〜106.7kPa(700〜800Torr))でグロー状の誘電体バリア放電を生じさせる。尚、誘電体バリア放電とは、対をなす(一対の)電極1、1を対向配置して電極1、1の間に放電空間3を形成し、少なくとも一方の電極1、1の放電空間3側の表面に誘電体被覆材(誘電体カバー2)を設けて電極1、1の放電空間3側の表面を覆うことによって、電極1、1間で直接放電が起こらないようにした状態にし、この状態で電極1、1間に交番電圧を印加することによって放電空間3で生じる放電現象である。
And when performing a plasma process using the plasma processing apparatus A of this invention, it carries out as follows. First, a pulse wave voltage or an alternating voltage without a pause period is applied simultaneously to each of the
上記のようにして放電空間3で誘電体バリア放電を発生させることによりガスGがプラズマ化されて放電空間3に活性種を含むプラズマPが生成される。また、放電空間3で生成されたプラズマPは放電空間3に上側から連続して供給されるガスGの圧力により下方に流されると共に放電空間3の吹き出し口3bから連続的に吹き出されるものである。そして、搬送装置50により被処理物Sを電極1、1の対向方向と平行な方向(水平方向)に略一定速度で搬送しながら放電空間3の吹き出し口3bの下側を通過させ、放電空間3から吹き出されるプラズマPに被処理物Sを供給して暴露させることによって、被処理物Sにプラズマ処理を施すことができるものである。
By generating the dielectric barrier discharge in the
本発明において、電極1、1に印加される電圧の繰り返し周波数は、0.5〜1000kHzに設定するのが好ましい。この繰り返し周波数が0.5kHz未満であれば、誘電体バリア放電のプラズマ密度が低くなってしまいプラズマ処理能力(効率)が低下する恐れがあり、一方、上記の繰り返し周波数が1000kHzよりも高くなると、プラズマ密度は増加するものの、アークが発生しやすくなると共にプラズマ温度が上昇してしまう。また、電極1、1間に印加される電界強度は、0.5〜200kV/cmに設定するのが好ましい。電界強度が0.5kV/cm未満であれば、誘電体バリア放電のプラズマ密度が低くなってしまいプラズマ処理能力(効率)が低下する恐れがあり、一方、上記の電界強度が200kV/cmより大きくなると、アークが発生しやすくなって被処理物Sに損傷を与える恐れがある。尚、上記の繰り返し周波数や電界強度は、電極1、1の間隔(ギャップ長)、プラズマ生成用ガスの種類、プラズマ処理の内容などによって適宜設定可能であり、上記の範囲に限定されるものではない。
In the present invention, the repetition frequency of the voltage applied to the
また、プラズマ生成用のガスGとしては被処理物Sに対する処理内容によって異なるが、希ガス、窒素、酸素、空気、水素、炭酸ガスから選ばれる単独ガスあるいはこれらのガスを含む混合ガスを用いることができる。希ガスとしては、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を用いるのが好ましい。また、空気としては、好ましくは水分をほとんど含まない乾燥空気を用いることができる。また、混合ガスとしては例えば希ガスと反応ガスとを混合したものを用いることができる。被処理物S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、LCDの表面クリーニング、ガラス板の表面クリーニングなどを行う場合は、酸素、空気、CO2、N2Oなどの酸化性ガスを反応ガスとして用いるのが好ましく、また、故意に水蒸気を適当量添加することにより酸化性ガスとして機能させることができる。また、反応ガスとしてCF4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反応ガスとして用いることができる。反応ガスの添加量は希ガスの全量に対して10体積%以下、好ましくは0.1〜5体積%の範囲である。反応ガスの添加量が0.1体積%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体積%を超えると、誘電体バリア放電が不安定になる恐れがある。 Further, as the gas G for plasma generation, although it varies depending on the processing content for the workpiece S, a single gas selected from rare gas, nitrogen, oxygen, air, hydrogen, carbon dioxide gas or a mixed gas containing these gases should be used. Can do. As the rare gas, helium, argon, neon, krypton, or the like can be used, but it is preferable to use argon in consideration of discharge stability and economy. Further, as the air, it is preferable to use dry air containing almost no moisture. As the mixed gas, for example, a mixture of a rare gas and a reactive gas can be used. When performing cleaning of organic substances existing on the surface of the object S to be processed, resist peeling, organic film etching, LCD surface cleaning, glass plate surface cleaning, etc., oxygen, air, CO 2 , N 2 O, etc. An oxidizing gas is preferably used as the reaction gas, and can function as an oxidizing gas by intentionally adding an appropriate amount of water vapor. In addition, a fluorine-based gas such as CF 4 can be used as a reactive gas as appropriate, and it is effective to use this fluorine-based gas when etching silicon or the like. In the case of reducing the metal oxide, a reducing gas such as hydrogen or ammonia can be used as the reaction gas. The addition amount of the reaction gas is 10% by volume or less, preferably in the range of 0.1 to 5% by volume with respect to the total amount of the rare gas. If the addition amount of the reaction gas is less than 0.1% by volume, the treatment effect may be lowered. If the addition amount of the reaction gas exceeds 10% by volume, the dielectric barrier discharge may become unstable. .
被処理物Sとしては、液晶パネル(液晶パネルディスプレイ)用ガラス板、プラズマディスプレイ用ガラス板、プリント配線板等の回路基板、ポリイミドフィルムなどを用いたフィルム基板(フレキシブルプリント配線板)などの板状、シート状、フィルム状のものを例示することができるが、これに限定されるものではない。また、被処理物Sの搬送速度は、例えば、10〜200mm/秒とするのが好ましいが、これに限定されるものではない。また、放電空間3の下流側(下側)を通過する際の放電空間3の吹き出し口3bと被処理物Sと距離は、例えば、2〜20mmとするのが好ましいが、これに限定されるものではない。
The object to be processed S is a plate such as a glass plate for a liquid crystal panel (liquid crystal panel display), a glass plate for a plasma display, a circuit board such as a printed wiring board, a film substrate (flexible printed wiring board) using a polyimide film, or the like. However, the present invention is not limited to this. Moreover, although it is preferable that the conveyance speed of the to-be-processed object S shall be 10-200 mm / sec, for example, it is not limited to this. In addition, the distance between the
本発明では、誘電体に被覆された状態で導電体4、4を各電極1、1の下面に設けると共に各導電体4、4を接地するので、被処理物Sに静電気が帯電するのを低減することができる。この現象は以下のように説明することができる。各電極1、1の下面に誘電体に被覆された導電体4を設けると共に導電体4を接地するので、放電空間3から吹出されたプラズマP中の荷電粒子が、両極性拡散の原理で、導電体4を被覆している誘電体表面に移動し、その誘電体表面で再結合することによって、吹き出されたプラズマP中の荷電粒子密度が大幅に減少する。そのため、被処理物Sに到達する荷電粒子を減少させることができて、被処理物Sに静電気が帯電するのを低減することができるものであり、この結果、静電気に起因する被処理物Sの破損を少なくすることができるものである。
In the present invention, the
また、本発明では、一方の電極1と他方の電極1のそれぞれに正負が交互に繰り返すパルス波電圧または休止区間のない交番電圧を同時に印加すると共に各電極1、1に印加された電圧の極性を互いに正負逆で位相を重複させることによって、被処理物Sに静電気が帯電するのをさらに低減することができる。この現象は以下のように説明することができる。本発明の電圧の印加方法では、一方の電極に高電圧を印加すると共に他方の電極を接地して電圧を印加する場合に比べて、電極1、1間の電圧が同等であるにもかかわらず、電極1とその下側に配置した導電体4との電位差が小さくなり、電極1と導電体4との間でストリーマの発生や絶縁破壊(誘電体カバー2のボイドや表面吸着に起因する絶縁破壊)による異常放電が発生しにくくなる。従って、電極1と導電体4との距離xを小さくすることができ、この結果、導電体4による上記静電気の帯電低減作用をより効果的に発揮させることができ、被処理物Sでの静電気の帯電をさらに低減できるのである。
Further, in the present invention, a pulse wave voltage that repeats positive and negative alternately or an alternating voltage without a pause period is simultaneously applied to each of the one
また、本発明では上記のような交番電圧を印加することにより、電極1、1のギャップを大きくしたりプラズマ処理能力を向上させるために放電空間3への投入電力を増加(実質的には繰返し周波数の増加)させたりした際においても、グロー状の均一な放電を発生させて均質なプラズマを得ることができるものであり、これにより、均一なプラズマ処理を行うことができるものである。
Further, in the present invention, by applying the alternating voltage as described above, the input power to the
以下本発明を実施例によって具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.
[実施例1]
図1に示す本発明の実施例を示す。
[Example 1]
1 shows an embodiment of the present invention shown in FIG.
電極1、1はステンレス鋼製であって、放電面(対向面)10が高さ3cm×幅30cm、厚さが3cmの大きさを有しており、電極1の上面と放電面10と下面には、比誘電率が10程度のアルミナの被膜を1mmの厚みで溶射法により設けて誘電体カバー2を形成した。また、電極1の下側において誘電体カバー2の下面にはスクリーン印刷法で銀パラジウムよりなる導電体4を0.05mmの厚みで形成し、導電体4の表面をガラス質セラミックの被覆体11で被覆した。被覆体11の厚みは0.1mmとした。このようにして形成した放電用電極30は距離xが1mmであり、距離yは5mmである。
The
次に、一対の放電用電極30、30を搬送装置50の上側に配置すると共に各電極1に電源40をそれぞれ電気的に接続し、さらに各導電体4を接地することによって、プラズマ処理装置Aを形成した。ここで、各電極1に設けた誘電体カバー2の対向する放電面被覆部2b、2bの間の距離は1mmとした。
Next, the pair of
次に、プラズマ生成用のガスGとして窒素及び酸素の混合ガス(酸素の混合比率0.2%)を大気圧状態で放電空間3に導入し、両電極1、1で位相が逆となるように(図5の波形)、周波数40kHzの正弦波電圧を電極1、1間の印加電圧が9kV(電界強度90kV/cm)となるように電源40、40で印加することによって、プラズマPを生成した。このような条件で発生させたプラズマPを、搬送装置50により3m/分の搬送速度で搬送されるガラス基板(被処理物S)に吹きつけることによって、ガラス基板の表面のプラズマ処理を行なった。
Next, a mixed gas of nitrogen and oxygen (oxygen mixing ratio of 0.2%) is introduced into the
[実施例2]
図6に本発明の他の実施例を示す。
[Example 2]
FIG. 6 shows another embodiment of the present invention.
電極1としては実施例1と同様のものを用い、その表面には実施例1と同様にして誘電体カバー2を形成した。また、電極1の下側において誘電体カバー2の下面にはプラズマ溶射法で0.05mmの厚みのタングステンよりなる導電体4を形成し、導電体4の表面をプラズマ溶射法により形成されるアルミナの被覆体11で被覆した。被覆体11の厚みは0.5mmとした。このようにして形成した放電用電極30の距離x、yは実施例1と同様である。
The
次に、一対の放電用電極30、30を搬送装置50の上側に配置すると共に両方の電極1、1に一つの電源40を電気的に接続し、さらに各導電体4を接地することによって、プラズマ処理装置Aを形成した。ここで、各電極1に設けた誘電体カバー2の対向する放電面被覆部2b、2bの間の距離は1mmとした。
Next, by disposing a pair of
次に、実施例1と同様にしてガスGを放電空間3に導入し、片側の電極1のみが接地されるように、周波数60kHzの正弦波電圧を電極1、1間の印加電圧が9kVとなるようにする電源40で印加することによって、プラズマPを生成した。
Next, the gas G is introduced into the
この後、生成されたプラズマPを実施例1と同様にしてガラス基板に吹き付けてプラズマ処理を行なった。 Thereafter, the generated plasma P was sprayed onto the glass substrate in the same manner as in Example 1 to perform plasma processing.
[実施例3]
距離xを0.4mmにした以外は実施例1と同様にしてプラズマ処理装置Aを形成し、これを用いて実施例1と同様にしてガラス基板にプラズマ処理を行なった。
[Example 3]
A plasma processing apparatus A was formed in the same manner as in Example 1 except that the distance x was set to 0.4 mm, and this was used to perform plasma processing on the glass substrate in the same manner as in Example 1.
[実施例4]
距離xを5.5mmにした以外は実施例1と同様にしてプラズマ処理装置Aを形成し、これを用いて実施例1と同様にしてガラス基板にプラズマ処理を行なった。
[Example 4]
A plasma processing apparatus A was formed in the same manner as in Example 1 except that the distance x was set to 5.5 mm, and a plasma treatment was performed on the glass substrate in the same manner as in Example 1 using this.
[実施例5]
距離yを0.05mmにした以外は実施例1と同様にしてプラズマ処理装置Aを形成し、これを用いて実施例1と同様にしてガラス基板にプラズマ処理を行なった。
[Example 5]
A plasma processing apparatus A was formed in the same manner as in Example 1 except that the distance y was set to 0.05 mm, and this was used to perform plasma processing on the glass substrate in the same manner as in Example 1.
[実施例6]
距離yを35mmにした以外は実施例1と同様にしてプラズマ処理装置Aを形成し、これを用いて実施例1と同様にしてガラス基板にプラズマ処理を行なった。
[Example 6]
A plasma processing apparatus A was formed in the same manner as in Example 1 except that the distance y was set to 35 mm, and a plasma treatment was performed on the glass substrate in the same manner as in Example 1 using this.
[比較例]
図7に示すように、実施例2の放電用電極30から導電体4を除いた構成の放電用電極30を用いた以外は、実施例2と同様にしてプラズマ処理装置Aを形成し、これを用いて実施例2と同様にしてプラズマ処理を行なった。
[Comparative example]
As shown in FIG. 7, a plasma processing apparatus A was formed in the same manner as in Example 2 except that the
上記実施例1〜6及び比較例でプラズマ処理した後のガラス基板の静電気の帯電量を測定した。結果を表1に示す。 The electrostatic charge amount of the glass substrate after the plasma treatment in Examples 1 to 6 and the comparative example was measured. The results are shown in Table 1.
実施例1では帯電量が0.1kV以下と非常に低い値であり、実施例2では帯電量が0.3kV以下と低い値となった。一方、比較例ではガラス基板の帯電量は2kVもの高い値であった。実施例3、5では電極1と導電体4との間で放電が生じるために実施例1、2よりは帯電量が高くなるものの、比較例よりは帯電量は低くなった。実施例4は実施例1、2と同等の帯電量となるものの、プラズマ発生部(放電空間3)とガラス基板との距離が長くなるために、プラズマ処理性能が実施例1、2よりもやや低下した。実施例6は放電空間3の吹き出し口3bから導電体4が遠くなるために実施例1、2よりは帯電量が高くなるものの、比較例よりは帯電量は低くなった。
In Example 1, the charge amount was as low as 0.1 kV or less, and in Example 2, the charge amount was as low as 0.3 kV or less. On the other hand, in the comparative example, the charge amount of the glass substrate was as high as 2 kV. In Examples 3 and 5, since a discharge occurs between the
1 電極
2 誘電体カバー
3 放電空間
4 導電体
G ガス
P プラズマ
S 被処理物
1
Claims (4)
A plasma processing method, comprising: plasma-treating an object to be processed by the plasma processing apparatus according to claim 1.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007026781A (en) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Sharp Corp | Plasma treatment device |
JP2010515221A (en) * | 2006-12-28 | 2010-05-06 | ネーデルランツ オルガニサティー フォール トゥーゲパストナトゥールヴェテンシャッペリーク オンデルズーク テーエンオー | Surface dielectric barrier discharge plasma unit and method for generating surface plasma |
WO2012002479A1 (en) * | 2010-06-30 | 2012-01-05 | 国立大学法人名古屋大学 | Reactive species supply device and device for treating surfaces and the like |
JP2015146279A (en) * | 2014-02-04 | 2015-08-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | plasma processing apparatus and method |
JP2017149041A (en) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 東洋紡株式会社 | Layered body and method for producing the same |
-
2005
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Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007026781A (en) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Sharp Corp | Plasma treatment device |
JP2010515221A (en) * | 2006-12-28 | 2010-05-06 | ネーデルランツ オルガニサティー フォール トゥーゲパストナトゥールヴェテンシャッペリーク オンデルズーク テーエンオー | Surface dielectric barrier discharge plasma unit and method for generating surface plasma |
JP2015092484A (en) * | 2006-12-28 | 2015-05-14 | ネーデルランツ オルガニサティー フォール トゥーゲパストナトゥールヴェテンシャッペリーク オンデルズーク テーエンオー | Surface dielectric barrier discharge plasma unit and method of generating surface plasma |
US9131595B2 (en) | 2006-12-28 | 2015-09-08 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Surface dielectric barrier discharge plasma unit and a method of generating a surface plasma |
DE112011102207B4 (en) | 2010-06-30 | 2023-11-16 | Fuji Corporation | Reactive species feeder and surface treatment device |
WO2012002479A1 (en) * | 2010-06-30 | 2012-01-05 | 国立大学法人名古屋大学 | Reactive species supply device and device for treating surfaces and the like |
JP2012014927A (en) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Nagoya Univ | Reactive species supply device and processing apparatus for surface or th like |
CN103120030A (en) * | 2010-06-30 | 2013-05-22 | 富士机械制造株式会社 | Reactive species supply device and device for treating surfaces and the like |
US9452481B2 (en) | 2010-06-30 | 2016-09-27 | Fuji Machine Mfg. Co., Ltd. | Reactive-species supply device and surface treatment apparatus |
JP2015146279A (en) * | 2014-02-04 | 2015-08-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | plasma processing apparatus and method |
KR101785866B1 (en) * | 2014-02-04 | 2017-10-16 | 파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤 | Plasma processing apparatus and method |
KR101766596B1 (en) * | 2014-02-04 | 2017-08-08 | 파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤 | Plasma processing apparatus and method |
JP2017149041A (en) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 東洋紡株式会社 | Layered body and method for producing the same |
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