JP2008146994A - Treatment device - Google Patents
Treatment device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008146994A JP2008146994A JP2006332233A JP2006332233A JP2008146994A JP 2008146994 A JP2008146994 A JP 2008146994A JP 2006332233 A JP2006332233 A JP 2006332233A JP 2006332233 A JP2006332233 A JP 2006332233A JP 2008146994 A JP2008146994 A JP 2008146994A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- processing
- gas
- injection material
- processing apparatus
- plasma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Description
本発明は、処理装置に関するものである。 The present invention relates to a processing apparatus.
材料の表面を加工する際、電圧もしくは高周波を印加した電極に反応ガスを供給し、反応ガスに基づくラジカルを発生させ、該ラジカルとワークとのラジカル反応によって生成された生成物質を除去することで加工を行う方法が用いられている。
一方、数μmから数十μmの微細噴射材を圧縮エアーとともに高速で被加工物に噴射し、脆性破壊原理により、高精度な微細加工を実現するマイクロブラスト加工が行われている(例えば、非特許文献1)。
When processing the surface of a material, a reactive gas is supplied to an electrode to which a voltage or a high frequency is applied, a radical based on the reactive gas is generated, and a product generated by a radical reaction between the radical and the workpiece is removed. A method of processing is used.
On the other hand, microblasting that achieves high-precision micromachining is performed using a brittle fracture principle by spraying a fine injection material of several μm to several tens of μm onto a workpiece at high speed together with compressed air (for example, non- Patent Document 1).
近年、マイクロマシン・パーツ、集積化センサーなどが実用化の段階を迎えている。また、半導体の装置部品にセラミックスが多用されている。そのため、シリコンをはじめとするガラスやセラミックスなど、比較的加工が困難な硬脆材料に対する、生産性の高い微細加工技術が求められている。
これらの硬脆材料は高硬度、高脆性、高融点のものが多い。そのため、従来のエッチング、レーザー、電子ビーム、放電加工、電解加工等の熱的、化学的な加工技術においては、加工効率、精度、加工品質において不十分な点がある。また、超音波加工、研削、研磨等の機械加工においても、加工能率、精度等において不十分な点がある。
In recent years, micromachine parts and integrated sensors have entered the stage of practical application. Ceramics are often used for semiconductor device parts. Therefore, there is a demand for highly productive micromachining technology for hard and brittle materials that are relatively difficult to machine, such as glass and ceramics including silicon.
Many of these hard and brittle materials have high hardness, high brittleness, and high melting point. Therefore, conventional thermal and chemical processing techniques such as etching, laser, electron beam, electric discharge machining, and electrolytic machining have insufficient points in processing efficiency, accuracy, and processing quality. Further, in machining such as ultrasonic machining, grinding, and polishing, there are insufficient points in machining efficiency and accuracy.
本発明の目的は、装置を変更することなくプラズマ処理とブラスト処理とを行い、加工効率、加工精度など生産性の高い加工が可能な処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a processing apparatus capable of performing processing with high productivity such as processing efficiency and processing accuracy by performing plasma processing and blast processing without changing the apparatus.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の処理装置は、プラズマ処理装置と、ブラスト処理装置と、ワークを設置するワーク設置部とを備え、
前記ワーク設置部に設置されたワークに対し、前記プラズマ処理装置と前記ブラスト処理装置とを用いて、プラズマ処理とブラスト処理とを同時または所定の順序で行うことを特徴とする。
これにより、装置を変更することなくプラズマ処理とブラスト処理とを行うことができるので、ワークの被処理面に対し、生産性の高い処理を施すことができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The processing apparatus of the present invention includes a plasma processing apparatus, a blast processing apparatus, and a work installation unit for installing a work,
The plasma processing and the blast processing are performed simultaneously or in a predetermined order on the workpiece installed in the workpiece installation section using the plasma processing apparatus and the blast processing apparatus.
Thereby, since plasma processing and blast processing can be performed without changing the apparatus, processing with high productivity can be performed on the surface to be processed of the workpiece.
本発明の処理装置では、前記プラズマ処理装置は、1対の電極と、
前記1対の電極間に電圧を印加する電源を備えた電源回路と、
前記1対の電極間にプラズマ生成のための処理ガスを供給するガス供給手段と、
前記ワークの被処理面に向けて前記処理ガスを噴出する処理ガス噴出部とを備え、
前記1対の電極間に電圧を印加することにより、前記処理ガスを活性化して前記プラズマを生成し、該プラズマにより前記ワークの前記被処理面をプラズマ処理するよう構成され、
前記ブラスト処理装置は、前記ワークの前記被処理面に向けて噴射材を噴出する噴射材噴出部と、
前記噴射材噴出部に前記噴射材を供給する噴射材供給手段とを備え、
前記噴射材噴出部から前記噴射材を噴出することにより、前記ワークの前記被処理面をブラスト処理するよう構成されていることが好ましい。
これにより、装置を変更することなくプラズマ処理とブラスト処理とを行うことができるので、ワークの被処理面を効率よく、短時間に処理することができる。
In the processing apparatus of the present invention, the plasma processing apparatus includes a pair of electrodes,
A power supply circuit comprising a power supply for applying a voltage between the pair of electrodes;
Gas supply means for supplying a processing gas for generating plasma between the pair of electrodes;
A processing gas ejection part for ejecting the processing gas toward the surface to be processed of the workpiece,
By applying a voltage between the pair of electrodes, the processing gas is activated to generate the plasma, and the surface to be processed of the workpiece is plasma-processed by the plasma,
The blast treatment device includes an injection material ejection unit that ejects an injection material toward the surface to be processed of the workpiece,
An injection material supply means for supplying the injection material to the injection material ejection part,
It is preferable that the surface to be processed of the workpiece is blasted by ejecting the spray material from the spray material ejection portion.
Thereby, plasma processing and blast processing can be performed without changing the apparatus, so that the surface to be processed of the workpiece can be processed efficiently and in a short time.
本発明の処理装置では、前記1対の電極は、中空部を有する円筒状に形成された第1の電極と、前記ワーク設置部を介して前記第1の電極と対向配置された第2の電極とで構成されていることが好ましい。
これにより、第1の電極の中空部で高密度のプラズマが発生するので、ワークの被処理面を均一に、品質よく処理することができる。
In the processing apparatus of the present invention, the pair of electrodes includes a first electrode formed in a cylindrical shape having a hollow portion, and a second electrode disposed opposite to the first electrode via the work installation portion. It is preferable that it is comprised with the electrode.
Thereby, since a high-density plasma is generated in the hollow portion of the first electrode, the surface to be processed of the workpiece can be processed uniformly and with high quality.
本発明の処理装置では、前記処理ガス噴出部と前記噴射材噴出部とが近接して配置されていることが好ましい。
これにより、プラズマ処理とブラスト処理のいずれか一方の処理の後、他方の処理を短時間に施すことができるので、ワークの被処理面を効率よく処理することができる。
本発明の処理装置では、前記処理ガス噴出部と前記噴射材噴出部とは、一方が他方を囲むようにして配置されていることが好ましい。
これにより、プラズマ処理とブラスト処理の一方の処理の後、他方の処理をより短時間に施すことができるので、ワークの被処理面をより効率よく処理することができる。
In the processing apparatus of this invention, it is preferable that the said process gas ejection part and the said injection material ejection part are arrange | positioned closely.
As a result, after either one of the plasma processing and the blast processing, the other processing can be performed in a short time, so that the surface to be processed of the workpiece can be processed efficiently.
In the processing apparatus of the present invention, it is preferable that one of the processing gas ejection portion and the injection material ejection portion is disposed so as to surround the other.
Thus, after one of the plasma treatment and the blast treatment, the other treatment can be performed in a shorter time, so that the surface to be processed of the workpiece can be processed more efficiently.
本発明の処理装置では、前記処理ガス噴出部は、前記噴射材噴出部の外周側に周方向に沿って間欠的または環状に配置された複数のノズルを有することが好ましい。
これにより、ブラスト処理の後にプラズマ処理がなされるので、ワークの被処理面を品質よく処理することができる。
本発明の処理装置では、前記処理ガス噴出部と前記噴射材噴出部の少なくとも一部が兼用されていることが好ましい。
これにより、プラズマと噴射材とを同時に噴出することができる部分があるので、ワークの被処理面を短時間に効率よく処理することができる。
In the processing apparatus of this invention, it is preferable that the said process gas ejection part has a some nozzle arrange | positioned intermittently or cyclically | annularly along the circumferential direction on the outer peripheral side of the said injection material ejection part.
Thereby, since the plasma processing is performed after the blast processing, the surface to be processed of the workpiece can be processed with high quality.
In the processing apparatus of this invention, it is preferable that at least one part of the said process gas ejection part and the said injection material ejection part is combined.
Thereby, since there exists a part which can eject a plasma and an injection material simultaneously, the to-be-processed surface of a workpiece | work can be processed efficiently in a short time.
本発明の処理装置では、前記処理ガス供給手段により供給された処理ガスを処理ガス噴出部に導く処理ガス供給流路と、
前記噴射材供給手段により供給された噴射材を噴射材噴出部に導く噴射材供給流路とを備え、
前記処理ガス噴出部と前記噴射材噴出部とが兼用された部分の上流側で、前記処理ガス供給流路と前記噴射材供給流路とが合流していることが好ましい。
これにより、プラズマと噴射材とを同時に噴出することができるので、ワークの被処理面をより短時間に、より効率よく処理することができる。
In the processing apparatus of the present invention, a processing gas supply flow path for guiding the processing gas supplied by the processing gas supply means to the processing gas ejection section,
An injection material supply flow path for guiding the injection material supplied by the injection material supply means to the injection material ejection portion;
It is preferable that the processing gas supply flow path and the injection material supply flow path merge on the upstream side of the portion where the processing gas injection section and the injection material injection section are combined.
Thereby, since a plasma and an injection material can be ejected simultaneously, the to-be-processed surface of a workpiece | work can be processed more efficiently in a short time.
本発明の処理装置では、前記噴射材は、前記処理ガス供給手段により供給される処理ガスと同種のガスにより移送されることが好ましい。
これにより、噴射材の移送に処理ガスと同種のガスを用いるので、プラズマを含む処理ガスと合流してもプラズマに影響を与えない。
本発明の処理装置では、前記噴射材は、前記処理ガス供給手段により供給される処理ガスの一部を用いて移送されることが好ましい。
これにより、噴射材移送用の処理ガスとプラズマ発生用の処理ガスの供給源が同じなので、処理ガスの消費を抑えることができ、装置構成も簡単になる。
In the processing apparatus of the present invention, it is preferable that the propellant is transferred by the same kind of gas as the processing gas supplied by the processing gas supply means.
Thereby, since the same kind of gas as the processing gas is used for the transfer of the propellant, the plasma is not affected even if it merges with the processing gas containing plasma.
In the processing apparatus of this invention, it is preferable that the said injection material is transferred using a part of process gas supplied by the said process gas supply means.
Thereby, since the supply source of the processing gas for propellant transfer and the processing gas for plasma generation is the same, consumption of the processing gas can be suppressed and the apparatus configuration is simplified.
本発明の処理装置では、前記1対の電極は、それぞれ一方の電極と対向する面側のうち、少なくともいずれか一方の面側が誘電体部で覆われていることが好ましい。
これにより、1対の電極間において、電極である金属等が露出しないため、アーク放電を防止し、電界を均一に発生させることができる。
本発明の処理装置では、前記処理ガス噴出部は、前記誘電体部に配置されていることが好ましい。
これにより、第1の電極と第2の電極との間において、電極である金属等が露出しないため、電界を均一に発生させ、グローライクな放電を得ることができる。
In the processing apparatus of the present invention, it is preferable that at least one of the pair of electrodes is covered with a dielectric portion among the surfaces facing the one electrode.
Thereby, since the metal etc. which are electrodes are not exposed between a pair of electrodes, arc discharge can be prevented and an electric field can be generated uniformly.
In the processing apparatus of the present invention, it is preferable that the processing gas ejection part is disposed in the dielectric part.
Thereby, since the metal etc. which are electrodes are not exposed between the 1st electrode and the 2nd electrode, an electric field can be generated uniformly and a glow-like discharge can be obtained.
以下、本発明の処理装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
[1]処理装置
図1は、本発明の処理装置の第1実施形態の概略構成を示す縦断面図、図2は、第1の電極の底面図である。
なお、以下の説明では、図1中の上側を「上」、下側を「下」という。
Hereinafter, the processing apparatus of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
<First Embodiment>
[1] Processing Device FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a first embodiment of the processing device of the present invention, and FIG. 2 is a bottom view of the first electrode.
In the following description, the upper side in FIG. 1 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
図1に示すように、処理装置1は、プラズマ処理装置11と、ブラスト処理装置21と、ワーク10を設置するワーク設置部100とを備える。
この処理装置1は、ワーク設置部100に設置されたワーク10に対し、プラズマ処理装置11とブラスト処理装置21とを用いて、プラズマ処理とブラスト処理とを同時または所定の順序で行い、ワーク10の被処理面101を処理する装置である。
以下、プラズマ処理装置11およびブラスト処理装置21の各部の構成について説明する。
[1−1]プラズマ処理装置
As shown in FIG. 1, the
The
Hereinafter, the structure of each part of the
[1-1] Plasma processing apparatus
図1に示すように、プラズマ処理装置11は、1対の電極(第1の電極2と第2の電極3)と、第1の電極2を収容する誘電体部4と、ワーク10の被処理面101に向けて処理ガスを噴出する処理ガス噴出部5と、処理ガスを第2の電極2内に導入する処理ガス導入口6と、第1の電極2と第2の電極3間に電圧を印加する電源72を備えた電源回路7と、第1の電極2と第2の電極3間にプラズマ生成のための処理ガスを供給するガス供給手段8とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
このプラズマ処理装置1は、第1の電極2と第2の電極3間に電圧を印加することにより、処理ガスを活性化してプラズマを生成させ、該プラズマによりワーク10の被処理面101を処理する装置である。
本実施形態では、プラズマによりエッチング処理またはダイシング処理する場合について説明する。
The
In the present embodiment, a case where an etching process or a dicing process is performed using plasma will be described.
以下、プラズマ処理装置11の各部の構成について説明する。
第1の電極2は、ワーク設置部100に設置されたワーク10と対向して配置されている。そして、第1の電極2は、上面が開口し、中空部を有する円柱状の誘電体部4に収容されている(図1では第1の電極2の上面以外の部分)。
このように、第2の電極2が誘電体部4に収容されることにより、第1の電極2と第2の電極3との間において、電極である金属等が露出しないため、第1の電極2内に電界を均一に発生させることができる。
Hereinafter, the configuration of each part of the
The
Since the
また、インピーダンスの増大を防止することができ、比較的低電圧で所望の放電を生じさせ、プラズマを確実に発生させることができる。
さらに、電圧印加時における絶縁破壊を防止して、アーク放電が生じるのを好適に防止し、グローライクな安定した放電を得ることもできる。
また、誘電体部4の下面41の中心部411に、第1の電極2内で発生したプラズマを含む処理ガスをワーク10に向けて噴出する処理ガス噴出部5が設けられている。そして、処理ガス噴出部5は、誘電体部4に開口し、ワーク10に望むように設けられている。
Further, an increase in impedance can be prevented, a desired discharge can be generated at a relatively low voltage, and plasma can be generated reliably.
Furthermore, it is possible to prevent dielectric breakdown during voltage application, suitably prevent arc discharge from occurring, and obtain glow-like stable discharge.
Further, a processing
このように、誘電部4の下面41の中心部411に処理ガス噴出部5が設けられていることにより、処理ガス噴出部が第1の電極2の内径よりも小さい径となるので、ワーク10の被処理面101に向けてプラズマを高い密度で噴出することができる。
なお、処理ガス噴出部5の横断面形状は、例えば、円形状、帯状など、特に限定されない。
As described above, since the processing
In addition, the cross-sectional shape of the process
誘電体部4の形状は、特に限定されないが、例えば、円柱状や円筒状、角柱状などが挙げられる。
このような誘電体部4の構成材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート等の各種プラスチック、石英ガラス等の各種ガラス、無機酸化物等が挙げられる。前記無機酸化物としては、例えば、Al2O3(アルミナ)、SiO2、ZrO2、TiO2等の金属酸化物、窒化シリコンなどの窒化物、BaTiO3(チタン酸バリウム)等の複合酸化物等の誘電体材料等が挙げられる。これらのうち、金属酸化物が好ましく、アルミナがより好ましい。このような材料を用いることにより、電界におけるアーク放電の発生をより確実に防止することができる。
The shape of the
Examples of the constituent material of the
第1の電極2は、中空部を有する形状に形成されている。本実施形態では、図1および図2に示すように、円筒状に形成されている。第1の電極2が中空部を有することにより、中空部内(以下、「プラズマ発生領域30」という。)で、負に帯電した電子の閉じ込め効果が生じ、電離・イオン化が促進され、極めて高密度のプラズマを発生することができる。そのため、ワーク10の被処理面101に効率よくプラズマ処理することができる。
なお、第1の電極2の形状は、中空部を有する形状であれば特に限定されず、例えば、円筒状、角柱状などが挙げられる。
The
In addition, if the shape of the
第1の電極2には、その上面を覆うように蓋体201が設けられている。この蓋体201の中心部202には、ガス供給手段8から供給される処理ガスを第1の電極2の内部空間(プラズマ発生領域30)に導入する処理ガス導入口6が形成されている。
なお、処理ガス導入口6の横断面形状は、処理ガス噴出部5と同様に、特に限定されない。
The
Note that the cross-sectional shape of the processing
円筒状第1の電極2は、その上端面が誘電体部4から露出している。そして、この第1の電極2は、電圧を印加するための電極であるため、該露出した位置で電気的接続をとるために導線71を介して電源72に接続されている。
第1の電極2の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、鉄、銀等の金属単体、ステンレス鋼、真鍮、アルミニウム合金等の各種合金、金属間化合物、各種炭素材料等が挙げられる。
The upper end surface of the cylindrical
Although it does not specifically limit as a constituent material of the
第2の電極3は、ワーク10を介して第1の電極2と対向配置され、導線71を介して直接接地されている。そして、第2の電極3はワーク10の台としての機能を有するため、第2の電極3の上面(ワーク設置部100)に、ワーク10が接触して設置されている。
第2の電極3の構成材料は、第1の電極2と同様の材料が挙げられ、特に限定されない。また、第2の電極3の形状も第1の電極2と同様の形状が挙げられ、特に限定されない。
The
The constituent material of the
電源回路7は、第1の電極2と第2の電極3との間に電圧を印加する高周波電源72と、第2の電極3と高周波電源72と第1の電極2とを導通する導線71とを備えている。そして、図示されていないが、供給する電力に対する整合回路(インピーダンスマッチング回路)や、高周波電源72の周波数を変える周波数調整手段(回路)や、高周波電源72の印加電圧の最大値(振幅)を変える電圧調整手段(回路)などが必要に応じて設置されている。これにより、ワーク10に対するプラズマ処理の処理条件を適宜調整することができる。
The power supply circuit 7 includes a high-
第2の電極3に、導線(ケーブル)71を介して、高周波電源(電源部)72が接続され、また、第1の電極2に、導線71を介して、高周波電源72が接続されており、これにより、電源回路7が構成されている。この電源回路7は、その一部、すなわち、第2の電極3側の導線71がアース(接地)されている。
ワーク10にプラズマ処理を施すときは、高周波電源72が作動して第1の電極2と第2の電極3との間に電圧が印加される。このとき、その第1の電極2内には、電界が発生し、ガスが供給されると、放電が生じて、プラズマが発生する。
A high-frequency power source (power supply unit) 72 is connected to the
When plasma processing is performed on the
また、高周波電源72の周波数は、特に限定されないが、10〜70MHzであるのが好ましく、10〜40MHzであるのがより好ましい。
ガス供給手段8は、プラズマ生成のための処理ガスを第1の電極2内に供給する。このガス供給手段8は、所定のガスを充填し供給するガスボンベ(ガス供給源)81と、ガスボンベ81から供給されるガスの流量を調整するマスフローコントローラ(流量調整手段)82と、マスフローコントローラ82より下流端側で、処理ガス管84内の流路を開閉するバルブ(流路開閉手段)83と、処理ガス導入口6に接続された処理ガス管84とを有している。
Moreover, the frequency of the high
The
このようなガス供給手段8は、ガスボンベ81から所定のガスを送り出し、マスフローコントローラ82で流量を調節する。そして、処理ガス管84を通って、第1の電極2の蓋体201の中心部202に開口する処理ガス導入口6から、第1の電極2の内部に処理ガスを導入(供給)する。
このようなプラズマ処理に用いるガス(処理ガス)には、処理目的により種々のガスを用いることができる。本実施形態のようにエッチング処理やダイシング処理を目的とする場合には、例えば、CF4、C2F6、C3F6、C4F8、CClF3、SF6等のフッ素原子含有化合物ガスやCl2、BCl3、CCl4等の塩素原子含有化合物ガスなどの各種ハロゲン系ガスが用いられる。
Such a gas supply means 8 sends out a predetermined gas from a
Various gases can be used as the gas (processing gas) used for such plasma processing depending on the processing purpose. For the purpose of etching treatment or dicing treatment as in the present embodiment, for example, fluorine atom-containing compounds such as CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 6 , C 4 F 8 , CClF 3 , and SF 6 Various halogen-based gases such as gases and chlorine atom-containing compound gases such as Cl 2 , BCl 3 , and CCl 4 are used.
また、その他の処理目的の場合には、目的別に以下示すような処理ガスを用いることができる。
(a)ワーク10の被処理面101を加熱することを目的とする場合、例えば、N2、O2等が用いられる。
(b)ワーク10の被処理面101を撥水(撥液)化することを目的とする場合、例えば、前記フッ素原子含有化合物ガスが用いられる。
Further, in the case of other processing purposes, the following processing gases can be used for each purpose.
(A) For the purpose of heating the surface to be processed 101 of the
(B) For the purpose of making the treated
(c)ワーク10の被処理面101を親水(親液)化することを目的とする場合、例えば、O3、H2O、空気等の酸素原子含有化合物、N2、NH3等の窒素原子含有化合物、SO2、SO3等の硫黄原子含有化合物が用いられる。これにより、ワーク10の被処理面101にカルボニル基、水酸基、アミノ基等の親水性官能基を形成させて表面エネルギーを高くし、親水性表面を得ることができる。また、アクリル酸、メタクリル酸等の親水基を有する重合性モノマーを用いて親水性重合膜を堆積(形成)することもできる。
(C) For the purpose of making the treated
(d)ワーク10の被処理面101に電気的、光学的機能を付加することを目的とする場合、SiO2、TiO2、SnO2等の金属酸化物薄膜をワーク10の被処理面101に形成するために、Si、Ti、Sn等の金属の金属−水素化合物、金属−ハロゲン化合物、金属アルコキシド(有機金属化合物)等が用いられる。
(e)レジスト処理や有機物汚染の除去を目的とする場合は、例えば酸素系ガスが用いられる。
(D) When it is intended to add an electrical or optical function to the
(E) For the purpose of resist treatment or removal of organic contamination, for example, oxygen-based gas is used.
このような処理ガスは、一般に、上記処理ガスとキャリアガスとからなる混合ガス(以下、単に「ガス」とも言う)が用いられる。なお、「キャリアガス」とは、放電開始と放電維持のために導入するガスのことを言う。
この場合、ガスボンベ81内に、混合ガス(処理ガス+キャリアガス)を充填して用いてもよいし、処理ガスとキャリアガスとがそれぞれ別のガスボンベに充填され、処理ガス管84の途中でこれらが所定の混合比で混合されるような構成であってもよい。
As such a processing gas, a mixed gas composed of the processing gas and the carrier gas (hereinafter also simply referred to as “gas”) is generally used. The “carrier gas” refers to a gas introduced for starting discharge and maintaining discharge.
In this case, the
キャリアガスとしては、He、Ne、Ar、Xe等の希ガスを用いることができる。これらは、単独でも2種以上を混合した形態でも用いることができる。
混合ガス中における処理ガスの占める割合(混合比)は、処理の目的によっても若干異なり、特に限定されないが、例えば、混合ガス中の処理ガスの割合が1〜10%であるのが好ましく、5〜10%であるのがより好ましい。これにより、効率的に放電が開始され、処理ガスにより、所望のプラズマ処理をすることができる。
供給するガスの流量は、ガスの種類、処理の目的、処理の程度等に応じて適宜決定される。通常は、30SCCM〜50SLM程度であるのが好ましい。これにより、効率的にプラズマ発生領域30にプラズマが発生するため、所望の処理をすることができる。
As the carrier gas, a rare gas such as He, Ne, Ar, or Xe can be used. These can be used alone or in a mixed form of two or more.
The ratio (mixing ratio) of the processing gas in the mixed gas is slightly different depending on the purpose of the processing and is not particularly limited. For example, the ratio of the processing gas in the mixed gas is preferably 1 to 10%. More preferably, it is 10%. Thereby, discharge is efficiently started, and a desired plasma treatment can be performed with the treatment gas.
The flow rate of the gas to be supplied is appropriately determined according to the type of gas, the purpose of processing, the degree of processing, and the like. Usually, it is preferably about 30 SCCM to 50 SLM. Thereby, since plasma is efficiently generated in the
[1−2]ブラスト処理装置
図1に示すように、ブラスト処理装置21は、ワーク10の被処理面101に向けて噴射材40を噴出する噴射材噴出部25と、噴射材40を噴射材噴出部25に供給する噴射材供給流路24と、噴射材を噴射材供給流路24に導入する噴射材導入口23と、噴射材噴出部25に噴射材40を供給する噴射材供給手段22とを備えている。
このブラスト処理装置21は、噴射材噴出部25から噴射材40を噴出することにより、該噴射材40によりワーク10の被処理面101をブラスト処理する装置である。
[1-2] Blast Processing Device As shown in FIG. 1, the
The
以下、ブラスト処理装置21の各部の構成について説明する。
噴射材噴出部25は、誘電体部4の下面41の端部に設けられている。そして、噴射材噴出部25は、誘電体部4に開口して、ワーク10に望むように設けられている。
このように、誘電体部4の下面41の端部に、噴射材噴出部25が設けられていることにより、噴射材噴出部25が処理ガス噴出部5と近接するので、ブラスト処理を施した後、短時間にプラズマ処理を施すことができる。その結果、ワーク10の被処理面101を短時間に均一に加工することができる。
Hereinafter, the configuration of each part of the
The injection
As described above, since the injection
なお、噴射材噴出部25の横断面形状は、特に限定されず、例えば、円形状、楕円形状、四角状などが挙げられる。加工効率を向上させたい場合や粒径の大きい噴射材40を用いる場合は、噴射材噴出部25の横断面形状の直径や幅を大きくすることが好ましい。
また、噴射材噴出部25は、誘電体部4の下面41の端部に複数設けられていてもよい。
In addition, the cross-sectional shape of the injection
In addition, a plurality of the spray
この噴射材噴出部25は、誘電体部4の内部に上下方向に延在して設けられる噴射材供給流路24と連通している。その噴射材供給流24は、誘電体部4の上面42の端部に開口して形成される噴射材導入口23と連通している。
なお、噴射材導入口23、噴射材供給流路24の横断面形状は、例えば、円形状、帯状など、特に限定されない。
The spray
In addition, the cross-sectional shape of the injection
噴射材供給手段22は、噴射材40を所定の粒径に分ける分級機221と、該噴射材40を貯蔵し供給する噴射材タンク222と、所定のガスを充填し供給するガスボンベ(ガス供給源)223と、ガスボンベ223から供給されるガスを圧縮するコンプレッサー224と、噴射材40とガスとを混合し供給する供給装置225と、噴射材導入口23に接続された噴射材管226とを有している。
The injection material supply means 22 includes a
分級機221は、噴射材40を所定の粒径に分離する。
一般に、ブラスト処理装置21は、ブラスト処理を行った後、ワーク10周辺に散乱する噴射材40を図示しない回収装置で回収する。このとき、回収された噴射材40を、所定の粒径に分級し、再度処理に用いるために分級機221が使用される。
ワーク10被処理面101をブラスト処理した場合、ワーク10由来の加工屑や異物、または装置由来の加工屑や異物が生成する。そのため、これらの加工屑や異物を含んだ状態で噴射材40が回収され、再利用されると、加工屑や異物による、ワーク10のチッピングや割れ、欠けが生じる原因となる。
The
Generally, after performing the blasting process, the blasting
When the
また、繰り返し噴射材40を用いた場合、噴射材40は、処理を繰り返すことで破砕・損耗し、粒径は小さくなる。そのため、ブラスト処理に寄与しない微小な噴射材40が混在してくる。
したがって、このような問題が生じないように、これら加工屑、異物、微小な噴射材40を除去する必要がある。このような場合に、分級機221は好ましく用いられる。
Further, when the propellant 40 is used repeatedly, the propellant 40 is crushed and worn by repeating the process, and the particle size becomes small. For this reason, minute injection materials 40 that do not contribute to the blasting process are mixed.
Therefore, it is necessary to remove these processing scraps, foreign matters, and minute injection material 40 so that such a problem does not occur. In such a case, the
この分級機221は、噴射材タンク222の上流側(上側)に配置されている。そのため、噴射材40が分級機221によって所望の粒径に分級されると、分級機221の下端部から噴射材タンク222に噴射材40が供給され、貯蔵される。
使用される分級機221は、サイクロン分級機、ロータリー分級機、微紛分級機、ルーバ文久機、気流分級、スクリーン分級など、各種分級機を用いることができる。
The
As the
噴射材タンク222は、ブラスト処理に使用される所定の噴射材40を貯蔵する。
噴射材40は、ガスボンベ223からのガスの流れに乗って噴射材供給流路24に供給されるので、ガスの流れと直交する方向から、ガス流に供給される。そのため、この噴射材タンク222は、供給装置225のガスが供給される方向と直交する方向に配置される。
The
Since the propellant 40 is supplied to the propellant
噴射材タンク222に貯蔵される噴射材40は、種々の噴射材40を挙げることができる。例えば、石英ガラス等の各種ガラス、Al2O3(アルミナ)、SiO2、ZrO2、TiO2、ZnO、Y2O3等の金属酸化物、窒化シリコン、窒化アルミニウムなどの金属窒化物、炭化ケイ素などの金属炭化物などが挙げられる。
これらの噴射材40の平均粒径は、0.5〜100μmであることが好ましく、1〜40μmであることがより好ましい。
The injection material 40 stored in the
The average particle size of these propellants 40 is preferably 0.5 to 100 μm, and more preferably 1 to 40 μm.
噴射材40の平均粒径がこのような範囲内であれば、比較的小さい平均粒径であるので、ワーク10の被処理面101に微小な加工を施すことができる。
ガスボンベ223は、噴射材40を流すガスを供給する機能を有しているので、噴射材管226の最も上流側に位置する。
ガスボンベ223に充填されるガスとしては、種々のガスを用いることができる。例えば、空気や前述した処理ガスと同様のガスが挙げられる。
If the average particle size of the injection material 40 is within such a range, the average particle size is relatively small, and therefore the
Since the
Various gases can be used as the gas filled in the
また、ガスボンベ223に充填されるガスは、処理ガスと同種のガスを用いることが好ましい。これにより、噴射材噴出部25および処理ガス噴出部5から同種のガスが噴出されるので、噴射材噴出部25から噴出されたガスによって、処理ガス噴出部5から噴出されたプラズマに、例えば、プラズマの失活などの悪影響を与えることがない。
ガスボンベ223に充填される処理ガスと同種のガスとしては、例えば、He、Ne、Ar、Xe等の希ガスが挙げられる。希ガスは不活性ガスであるので、前述したような被処理面101の汚染やプラズマの失活などを防ぐことができる。
The gas filled in the
Examples of the same type of gas as the processing gas filled in the
供給装置225は、コンプレッサー224により圧縮されたガスと噴射材タンク222から供給される噴射材40とを混合し、噴射材40が含まれたガスを精度よく噴射材管226に供給する。そのため、コンプレッサー224および噴射材タンク222よりも下流側に位置する。
この供給装置225は、種々のタイプのものを用いることができる。例えば、スクリュー型、オリフィス型、ロータリー型、加圧型などの各種型が挙げられる。このうち、加圧型が好ましい。加圧型を用いることにより、加工能率が向上するので、ワーク10の被処理面101を短時間にかつ効率的に処理することができる。
The
Various types of
以上説明した噴射材供給手段22は、ガスボンベ223から所定のガスを送り出し、コンプレッサー224で圧力を調節する。一方、分級機221で分級された所定の粒径の噴射材40を噴射材タンク222に貯蔵する。噴射材供給手段22は、コンプレッサー224で圧縮されたガスと、噴射材タンク222に貯蔵されている噴射材とを、供給装置225に供給する。そして、噴射材供給手段22は、所望の供給精度となるように噴射材40を噴射材管226に供給し、噴射材導入口23を介して、噴射材供給流路24に供給する。
The injection material supply means 22 described above sends out a predetermined gas from the
以上のようなプラズマ処理装置11とブラスト処理装置21とを備える処理装置1は、アルミニウムなどの酸化し易い物質を含むワーク10を用いる場合に特に効果的である。
プラズマ処理装置11とブラスト処理装置21とがそれぞれ独立で存在していた場合、例えば、まず、ワーク10をブラスト処理装置21に設置し、ブラスト処理を施す。そして、当該ワーク10をブラスト処理装置21から取り外す。次に、当該ワーク10をプラズマ処理装置11に設置し、プラズマ処理を施す必要がある。そのため、ワーク10のブラスト処理装置21からの取り外し、ワーク10のプラズマ処理装置11への設置などの間に、アルミニウムが酸化されてしまい、所望の処理を行うことができない。
The
When the
しかしながら、本発明の処理装置1を用いることにより、例えば、まず、噴射材噴出部25から噴射材40をワーク10の被処理面101に噴出し、ブラスト処理を施す。そして、次の瞬間に、処理ガス噴出部5からプラズマを噴出し、該ブラスト処理された被処理面101にプラズマ処理を施すことができる。よって、ワーク10の被処理面101が酸化することなく、確実に所望の処理を行うことができ、あらゆるタイプのワーク10に対応することができる。
However, by using the
ワーク10としては、特に限定されないが、本実施形態では、例えば、電子デバイスの基板として用いられるものが挙げられる。具体的な材料としては、例えば、石英ガラス、無アルカリガラス、水晶等の各種ガラス、アルミナ、シリカ、チタニア等の各種セラミックス、シリコン、ガリウム−ヒ素等の各種半導体材料、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、液晶ポリマー、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等各種プラスチック(樹脂材料)のような誘電体材料で構成されたものが挙げられる。これらのうち、特に、水晶や石英などの各種ガラスや各種半導体材料に好ましく用いられる。
ワーク10の形状としては、板状のもの、長尺な層状のものなどが挙げられる。
Although it does not specifically limit as the workpiece |
Examples of the shape of the
[2]処理装置の動作方法
次に、処理装置1の作用(動作)を説明する。
ワーク10を第2の電極3の中央に設置する。電源回路7を作動させるとともに、バルブ83を開く。そして、マスフローコントローラ82によりガスの流量を調整し、ガスボンベ81からガスを送り出す。これにより、ガスボンベ81から送り出されたガスは、処理ガス管84内を流れ、処理ガス導入口6から第1の電極2内に供給される。そして、第1の電極2内に供給された処理ガスは、さらに下方へと流れ、処理ガス噴出部5から噴出される。
[2] Operation Method of Processing Apparatus Next, the operation (operation) of the
The
処理ガス噴出部5から噴出された処理ガスは、噴出直後は真下に向かって噴出されるが、処理ガス噴出部5の真下のワーク10にあたって、放射状に処理ガス噴出部5から離間する方向(第1の電極2の外周方向)へ流れる。
一方、電源回路7の作動により、第1の電極2と第2の電極3との間に高周波電圧が印加され、プラズマ発生領域30に電界が発生する。
The processing gas ejected from the processing
On the other hand, by the operation of the power supply circuit 7, a high frequency voltage is applied between the
プラズマ発生領域30に流入した処理ガスは、放電によって活性化され、プラズマが発生する。
このとき、第1の電極2内では、電子が発生する。そして、その電子が第1の電極2の内壁に繰り返し衝突することにより、電離効率が促進される。その結果、極めて高密度のプラズマが発生する。
そして、発生したプラズマ(活性化されたガス)が、ワーク10の被処理面101に接触し、その被処理面101に加工(エッチングやダイシング等)が施される。
The processing gas that has flowed into the
At this time, electrons are generated in the
The generated plasma (activated gas) comes into contact with the surface to be processed 101 of the
一方、噴射材40が供給された分級機221を作動させ、所望の平均粒径の噴射材40に分級する。分級後、所望の平均粒径の噴射材40を噴射材タンク222に供給し、貯蔵する。
他方、ガスボンベ223からガスをコンプレッサー224に送り出す。コンプレッサー224に送り出されたガスは、コンプレッサー224により圧縮されて、所定の速度で供給装置225に供給される。
On the other hand, the
On the other hand, gas is sent from the
供給装置225に処理ガスが供給された後、噴射材40が噴射材タンク222から供給装置225に供給される。そして、噴射材40は、ガスとともに供給装置225から送り出される。その噴射材40は、噴射材管226を通って、噴射材導入口23から噴射材供給流路24に供給される。
そして、噴射材供給流路24に供給された噴射材40は、ガスに乗ってさらに下方へと流れ、噴射材噴出部25から噴出される。
After the processing gas is supplied to the
The propellant 40 supplied to the propellant
噴射材噴出部25から噴出された噴射材40は、真下に向かって噴出され、噴射材噴出部25の真下のワーク10にあたって、四方八方に跳ね返る。
このように噴射材40が、ワーク10にあたることで、その被処理面101に加工(エッチングやダイシング等)が施される。
このような処理装置1では、第2の電極3に設置されたワーク10に対して、移動手段(図示しない)によって第1の電極2を、処理ガス噴出部5と噴射材噴出部25とを結ぶ線分20の長手方向(x軸方向)、該線分20の長手方向と直交する方向(y軸方向)に移動しながら、ワーク10上の所望の位置を処理する。
The spray material 40 ejected from the spray
In this way, when the spray material 40 hits the
In such a
例えば、プラズマを発生させた状態、噴射材40を噴出した状態で、第1の電極2を線分20の長手方向マイナス方向に走査することができる。すなわち、まず、噴射材噴出部25から噴射材40が噴出され、ワーク10の被処理面101がブラスト処理される。その結果、被処理面101は粗面化される。その後、第1の電極2の線分20の長手方向マイナス方向への移動により、処理ガス噴出部5が当該被処理面101上に到達する。そして、処理ガス噴出部5から噴出されたプラズマにより、当該被処理面101がプラズマ処理される。その結果、被処理面101は、滑らかで均一な処理状態となる。
For example, the
また、前述したように、被処理面101がブラスト処理により粗面化される結果、被処理面101の表面積が増大する。その後、前述したように、当該被処理面101がプラズマ処理される。その結果、表面積が大きい被処理面101を1度にプラズマ処理することができるので、被処理面101をより迅速に処理することができる。
このとき、ワーク10の被処理面101の全面を処理する場合は、線分20の長手方向マイナス方向に第2の電極3を走査した後、所定のピッチ分(例えば、処理ガス噴出部5の直径分だけ)y軸方向に移動し、第1の電極2を180°回転した後、線分20の長手方向プラス方向に走査する。このような走査(移動)を順次繰り返し、ワーク10の被処理面101の全面を処理することができる。
Further, as described above, as a result of the
At this time, when the
以上のような動作により、線分20の長手方向において、ブラスト処理の後、プラズマ処理が行われるので、被処理面101を短時間に実質的に平坦に処理することができる。そのため、以上のような動作は、後述する、第1の電極2の動作(第1の電極2を線分20の長手方向プラス方向に走査する動作)よりも好ましい。
逆に、例えば、プラズマを発生させた状態、噴射材40を噴出した状態で、第1の電極2を線分20の長手方向プラス方向に走査することにより、まず処理ガス噴出部5からプラズマが噴出され、ワーク10の被処理面101がプラズマ処理される。その結果、被処理面101は均一な処理状態となる。その後、第1の電極2の線分20の長手方向プラス方向への移動により、噴射材噴出部25が当該被処理面101上に到達する。そして、噴射材噴出部25から噴出された噴射材により、当該被処理面101がブラスト処理される。その結果、被処理面101は、粗面化される。
By the operation as described above, since the plasma processing is performed after the blast processing in the longitudinal direction of the
Conversely, for example, when the
また、前述したように、被処理面101がプラズマ処理により均一に処理される結果、被処理面101の表面積が増大する。その後、前述したように、当該被処理面101がブラスト処理される。その結果、表面積が大きい被処理面101を1度にブラスト処理することができるので、被処理面101を迅速に処理することができる。
このとき、ワーク10の被処理面101の全面を処理する場合は、線分20の長手方向プラス方向に第1の電極2を走査した後、所定のピッチ分(例えば、処理ガス噴出部5の直径分だけ)y軸方向に移動し、第1の電極2を180°回転した後、線分20のマイナス方向に走査する。このような走査(移動)を順次繰り返し、ワーク10の被処理面101の全面を処理することができる。
以上のような動作により、線分20の長手方向において、プラズマ処理の後、ブラスト処理が行われるので、被処理面101をより迅速に処理することができる。
Further, as described above, as a result of the
At this time, when the
By the operation as described above, since the blast process is performed after the plasma process in the longitudinal direction of the
ブラスト処理とプラズマ処理の一方の処理が施された後、他方の処理が施されるまでの時間は、特に限定されないが、例えば、1m秒〜1時間であることが好ましい。ブラスト処理の後、プラズマ処理が施される時間がこのような範囲であれば、ワーク10の被処理面101にブラスト処理とプラズマ処理とを短時間に施すことができるので、酸化され易いワーク10を用いた場合であっても、ワーク10の被処理面101が酸化されることがない。その結果、高品質に被処理面101を処理することができる。
なお、第1の電極2を移動する代わりに、ワーク10が設置された第2の電極3またはワーク10を移動させてもよい。
The time until the other treatment is performed after one of the blast treatment and the plasma treatment is not particularly limited, but is preferably 1 ms to 1 hour, for example. If the time for which the plasma treatment is performed after the blast treatment is within such a range, the blast treatment and the plasma treatment can be performed on the
Instead of moving the
以上説明した処理装置1は、水晶振動子加工、センサー基板の穴あけ,溝加工電極形成(太陽電池、フィルタ、積層基板)、プリント基板のスミヤ処理HDD部材のパターン加工などの電子部品の分野、IC樹脂モールドパッケージのバリ取り、デバイスウェハの穴あけ、溝加工セラミックスウェハなどの半導体関連分野、導電膜剥離隔壁形成などのFPD関連分野、その他、酸化絶縁膜の加工、除去、ガラス(石英)などの無歪加工、水晶加工などに適用することができる。また、MEMS等への応用も可能である。また、マスクを用いれば、微細なパターニングも可能である。
The
<第2実施形態>
図3は、本発明の処理装置の第2実施形態の概略構成を示す縦断面図である。
なお、以下の説明では、図3中の上側を「上」、下側を「下」という。
以下、第2実施形態の処理装置について、前述した第1実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
<Second Embodiment>
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the second embodiment of the processing apparatus of the present invention.
In the following description, the upper side in FIG. 3 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
Hereinafter, the processing apparatus according to the second embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
本実施形態の処理装置1は、処理ガスを処理ガス噴出部5に供給する処理ガス供給流路9を備えている点で第1実施形態と相違する。また、噴射材供給流路24が噴出部50(処理ガス噴出部5と噴射材噴出部25)の前で処理ガス供給流路9に合流し、処理ガス噴出部5と噴射材噴出部25とが兼用されている点で第1実施形態と相違する。
すなわち、本実施形態の処理装置1は、図3に示すように、噴射材供給流路24が、誘電体部4を貫通しないで、誘電体部4の下端部(第1の電極2の下側)で処理ガス供給流路9に向けてその角度が傾斜しているよう構成されている。そして、噴射材供給流路24は、処理ガス供給流路9に向けて延在し、噴出部50の上流側で、第1の電極2の下面より下流側の処理ガス供給流路9と合流している。
The
That is, in the
噴射材供給流路24が、処理ガス供給流路9と合流することにより、プラズマと噴射材40とが同じ噴出部50から噴出されるので、ワーク10の被処理面101をプラズマ処理とブラスト処理を同時に行うことができる。これにより、被処理面101の加工速度を向上させることができる。
また、プラズマと噴射材40とが同じ噴出部50から噴出されるので、被処理面101(小面積)を局所的に、迅速に処理することができる。
なお、処理ガス供給流路9のいずれかの位置に、噴射材40が第1の電極2内に侵入することを防止するために、逆止弁を設置してもよい。
Since the injection material
Moreover, since the plasma and the injection material 40 are ejected from the
A check valve may be installed at any position of the processing gas supply channel 9 in order to prevent the injection material 40 from entering the
本実施形態の処理装置1は、図3に示すように、処理ガス噴出部5と噴射材噴出部25とが兼用されているため、その動作方法も第1実施形態と相違する。
すなわち、噴射材供給流路24に供給された噴射材40は、ガスに乗ってさらに下方へと流れる。そして、噴射材40は、誘電体部4の下端部でその進路が処理ガス噴出部5側に傾斜し、処理ガス供給流路9に向けて流れる。処理ガス供給流路9に到達した噴射材40は、処理ガス供給流路9を流れる処理ガスと合流し、処理ガスとともに噴出部50に流れる。そして、処理ガスと噴射材は、噴出部50に到達し、ワーク10に向けて噴出される。これにより、プラズマと噴射材40が、ワーク10に同時に接触し、その被処理面101に加工(エッチングやダイシング等)が施される。
このように、プラズマと噴射材40とが同じ噴出部50から噴出され、プラズマ処理とブラスト処理が同時に行われるので、第1の電極2をどのような方向にも走査することができ、処理効率が高い。
As shown in FIG. 3, the
That is, the propellant 40 supplied to the propellant
As described above, the plasma and the spray material 40 are ejected from the
<第3実施形態>
図4は、本発明の処理装置の第3実施形態の概略構成を示す縦断面図である。
なお、以下の説明では、図4中の上側を「上」、下側を「下」という。
以下、第3実施形態の処理装置について、前述した第1実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
<Third Embodiment>
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the third embodiment of the processing apparatus of the present invention.
In the following description, the upper side in FIG. 4 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
Hereinafter, the processing apparatus according to the third embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
本実施形態の処理装置1は、ブラスト装置21のガスボンベ223とコンプレッサー224の代わりに、処理ガス供給手段8を用いていること以外は第1実施形態と同様である。
すなわち、本実施形態の処理装置1は、図4に示すように、処理ガス管84が処理ガス導入口6に接続する前に分岐して、処理ガス導入口6と供給装置225とに接続するように構成されている。そして、処理ガス管84を通る処理ガスの一部が、供給装置225に供給され、第1実施形態と同様に噴射材40が噴射材噴出部25に向けて流れる。
The
That is, as shown in FIG. 4, the
このように、噴射材40を供給するガスとプラズマ生成のための処理ガスとを兼用することにより、噴射材40用のガスボンベ223やコンプレッサー224が不要となるので、処理装置1の構成が簡素化され、処理装置1の設置スペースを低減することができる。
また、噴射材40を供給するガスと処理ガスとの供給源が同じであるので、ガスの消費量を抑えることができる。
なお、処理装置1は、処理ガスをガスボンベ81内に充填し、キャリアガスをそれとは別のガスボンベに充填していてもよい。この場合、処理装置1は、キャリアガス管が処理ガス管84に接続する前に分岐して、処理ガス管84と供給装置225とに接続するように構成されていてもよい。
As described above, the
Moreover, since the supply source of the gas which supplies the injection material 40, and process gas is the same, the consumption of gas can be suppressed.
In addition, the
また、本実施形態の処理装置1は、処理ガス管84が分岐する分岐点841と処理ガス導入口6との間、分岐点841と供給装置225との間にそれぞれバルブを設けていてもよい。この場合、それぞれのバルブの開閉パターンを選択することによって、(a)分岐点841から供給装置225に向かう処理ガスの流れのみと、(b)分岐点841から処理ガス導入口6に向かう処理ガスの流れのみと、分岐点841から供給装置225に向かう処理ガスの流れと分岐点841から処理ガス導入口6に向かう処理ガスの流れの両方の処理ガスの流れとの3通りの処理ガスの流れを選択できる。
したがって、本実施形態の処理装置1は、ブラスト処理のみ(前記(a))、プラズマ処理のみ(前記(b))、ブラスト処理とプラズマ処理の両方の処理(前記(c))の3通りの処理を選択することができる。
Further, in the
Therefore, the
<第4実施形態>
図5は、本発明の処理装置の第4実施形態の概略構成を示す縦断面図、図6は、第の電極2の底面図である。
なお、以下の説明では、図5中の上側を「上」、下側を「下」という。
以下、第4実施形態の処理装置について、前述した第1実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
<Fourth embodiment>
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the fourth embodiment of the processing apparatus of the present invention, and FIG. 6 is a bottom view of the
In the following description, the upper side in FIG. 5 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
Hereinafter, the processing apparatus according to the fourth embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
本実施形態の処理装置1は、第1実施形態の処理装置1と以下の点で相違する。
すなわち、本実施形態の処理装置1は、噴射材導入口23が第1の電極2の蓋体201の中心部202に位置する。そのため、噴射材供給流路24が、第1の電極2内(プラズマ発生領域30)を上下方向に延在して設けられている。そして、噴射材供給流路24は、誘電体部4の下面41の中心部411に開口して設けられた噴射材噴出部25に連通している。
The
That is, in the
また、処理ガス導入口6は第1の電極2の蓋体201に、噴射材導入口23と隣接して設けられている。そして、処理ガス噴出部5は、誘電体部4の下面41に開口して、噴出部25の外周側に周方向に沿って間欠的に設けられている。
このように、処理ガス噴出部5が噴射材噴出部25の外周側に周方向に沿って間欠的に配置されていることにより、第1の電極2またはワーク10を走査したときに、ブラスト処理の後にプラズマ処理が施されるので、ワーク10の被処理面101を品質よく、かつ短時間に処理することができる。
Further, the processing
Thus, when the process
本実施形態において、噴射材供給流路24は、誘電体材料で構成されていることが好ましい。これにより、第1の電極2内に第1の電極2以外の金属が存在しないため、プラズマ発生領域30内において、電界を均一に発生し、密度の高いプラズマを発生することができる。
本実施形態の処理装置1は、図5および図6に示すように、処理ガス噴出部5が噴射材噴出部25の外周側に周方向に沿って間欠的に配置されているため、その動作方法も第1実施形態と相違する。
In the present embodiment, the propellant
As shown in FIGS. 5 and 6, the
例えば、プラズマを発生させた状態、噴射材40を噴出した状態で、第1の電極2を線分20の長手方向マイナス方向に走査すると、まず、処理ガス噴出部5から噴出されたプラズマにより、ワーク10の被処理面101がプラズマ処理される。その結果、被処理面101は、均一な処理状態となる。そして、第1の電極2の線分20の長手方向マイナス方向への移動により、噴射材噴出部25が当該被処理面101上に到達する。
For example, when the
次に、噴射材噴出部25から噴射材40が噴出され、該被処理面101がブラスト処理される。その結果、被処理面101は粗面化される。そして、第1の電極2の線分20の長手方向マイナス方向への移動により、処理ガス噴出部5が再度当該被処理面101上に到達する。
処理ガス噴出部5から噴出されたプラズマにより、当該被処理面101がプラズマ処理される。その結果、被処理面101は、滑らかで均一な処理状態となる。
以上のような動作により、線分20の長手方向において、ブラスト処理の後、必ずプラズマ処理が行われるので、被処理面101を短時間に効率よく、実質的に平坦に処理することができる。
Next, the spray material 40 is ejected from the spray
The surface to be processed 101 is plasma-processed by the plasma ejected from the processing
By the operation as described above, since the plasma processing is always performed after the blast processing in the longitudinal direction of the
<第5実施形態>
図7は、本発明の処理装置の第5実施形態の概略構成を示す、第1の電極2の底面図である。
以下、第5実施形態の処理装置について、前述した第4実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
<Fifth Embodiment>
FIG. 7 is a bottom view of the
Hereinafter, the processing apparatus according to the fifth embodiment will be described focusing on differences from the above-described fourth embodiment, and description of similar matters will be omitted.
本実施形態の処理装置1は、処理ガス噴出部5が、誘電体部4の下面41に開口して、噴射材噴出部25の外周側に周方向に全周にわたって環状に形成されている以外は、第4実施形態と同様である。
このように、処理ガス噴出部5が噴射材噴出部25の外周側に周方向に全周にわたって環状に配置されていることにより、第1の電極2またはワーク10を走査したときに、ブラスト処理の後に必ずプラズマ処理が施されるので、ワーク10の被処理面101をより短時間に、より効率的に、平坦に処理することができる。
In the
Thus, when the process
<第6実施形態>
図8は、本発明の処理装置の第6実施形態の概略構成を示す縦断面図である。
以下、第6実施形態の処理装置について、前述した第3実施形態および第4実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
本実施形態の処理装置1は、処理ガス供給手段8が、処理ガス用ガスボンベ81aと、キャリアガス用ガスボンベ81bとを用いている点で第3実施形態および第4実施形態と相違する。そして、キャリアガスが、処理ガス供給と噴射材40供給とに兼用されている点で第3実施形態および第4実施形態と相違する。
<Sixth Embodiment>
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the sixth embodiment of the processing apparatus of the present invention.
Hereinafter, the processing apparatus according to the sixth embodiment will be described focusing on the differences from the third embodiment and the fourth embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
The
すなわち、本実施形態の処理装置1は、図8に示すように、処理ガス供給手段8が、所定の処理ガスを充填し供給する処理ガス用ガスボンベ81aと、所定のキャリアガスを充填し供給するキャリアガス用ガスボンベ81bと、処理ガス管84a内の流路を開閉するバルブ83aと、キャリアガス管84b内の流路を開閉するバルブ83bと、処理ガス管84aとキャリアガス管84bとに流すキャリアガス量を調節するバルブ83cと、処理ガス導入口6に接続された処理ガス管84aと、供給装置225に接続されたキャリアガス管84bとを有している点で第3実施形態および第4実施形態と相違する。
That is, in the
そして、本実施形態の処理装置1は、キャリアガス管84bが、処理ガス管84aに接続するために、キャリアガス管84bのいずれかの位置で分岐しているよう構成されている。本実施形態では、キャリアガス管84bは、処理ガス用ガスボンベ81aとマスフローコントローラ82との間の処理ガス管84bに接続するように、キャリアガス管84bの上流端で分岐している。
このようなガス供給手段8は、処理ガス用ガスボンベ81aから所定の処理ガスを送り出すとともに、キャリアガス用ガスボンベ81bから所定のキャリアガスを送り出す。そして、キャリアガス管84bの分岐点841でキャリアガスが2方向に分岐される。
And the
Such a gas supply means 8 sends out a predetermined processing gas from the processing
分岐した一方のキャリアガスは、開いたバルブ83cを通過して、処理ガス管84aを流れる処理ガスと合流し、混合される。混合された処理ガスはマスフローコントローラ82で流量が調節される。そして、処理ガス管84aを通って、処理ガス導入口6から、第1の電極2の内部に供給される。
分岐点841で分岐した他方のキャリアガスは、開いたバルブ83bを通過して、供給装置225に供給される。そして、供給装置225に供給されたキャリアガスは、噴射材タンク222から供給された噴射材を取り込みつつ、噴射材管226を通って、噴射材導入口23から、噴射材供給流路24に供給される。
One of the branched carrier gases passes through the
The other carrier gas branched at the
本実施形態の処理装置1は、前述した第3実施形態の効果に加え、更に次のような効果がある。
すなわち、第3実施形態では、処理ガスとキャリアガスとを混合したガスをガスボンベ81から供給しているため、当該混合ガスは供給装置225で噴射材を取り込みつつ、噴射材管226を通って、噴射材移送に用いられる。その結果、混合ガス(処理ガス)は消費される。
これに対し、本実施形態では、ガスボンベ81が処理ガス用ガスボンベ81aとキャリアガス用ガスボンベ81bとに分けられているため、高価な処理ガスは噴射材移送に用いられない。すなわち、高価な処理ガスはプラズマ処理にのみ用いられる。
The
That is, in the third embodiment, since the mixed gas of the processing gas and the carrier gas is supplied from the
On the other hand, in this embodiment, since the
次に、本実施形態の処理ガス供給手段8の使用方法を説明する。
(A)バルブ83aとバルブ83cとを閉状態、バルブ83bを開状態とし、キャリアガス用ガスボンベ81bからキャリアガスを送り出すと、キャリアガスはキャリアガス管84bのみを流れる。そして、キャリアガスは前述したような流路を流れ、ワーク10にブラスト処理が施される。
Next, a method of using the processing
(A) When the
(B)バルブ83bを閉状態、バルブ83aとバルブ83cとを開状態とし、キャリアガス用ガスボンベ81bからキャリアガスを送り出すと、キャリアガスは処理ガス管84aを流れる処理ガスと合流し、処理ガス管84aを流れる。そして、混合したガスは前述したような流路を流れ、ワーク10にプラズマ処理が施される。
(C)バルブ83a〜83cの全てを開状態とし、キャリアガス用ガスボンベ81bからキャリアガスを、処理ガス用ガスボンベ81aから処理ガスを送り出すと、前述したようにガスが流れる。そして、ワーク10にブラスト処理とプラズマ処理との両方の処理が施される。
このように、本実施形態の処理装置1では、バルブ83a、83b、83cの3つのバルブの開閉パターンによって、ブラスト処理のみ(前記(A))、プラズマ処理のみ(前記(B))、ブラスト処理とプラズマ処理の両方の処理(前記(C))の3通りの処理を選択することができる。
(B) When the
(C) When all of the
As described above, in the
<第7実施形態>
図9は、本発明の処理装置の第7実施形態の概略構成を示す縦断面図である。
なお、以下の説明では、図9中の上側を「上」、下側を「下」という。
以下、第7実施形態の処理装置について、前述した第1実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
<Seventh embodiment>
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the seventh embodiment of the processing apparatus of the present invention.
In the following description, the upper side in FIG. 9 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
Hereinafter, the processing apparatus according to the seventh embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
本実施形態の処理装置1は、以下の点で第1実施形態と異なっている。
すなわち、第1の電極2は、円管状に形成されている。そして、その上端面と下端面にはそれぞれ上端面開口部203、下端面開口部204が形成されている。
第1の電極2の内部空間(プラズマ発生領域30)には、第1の電極2の上端面開口部203の中心部205に噴射材導入口23と連通し、上下方向に延在して噴射材供給流路24が設けられている。そして、噴射材供給流路24は、第1の電極2の下端面開口部204の中心部206に設けられた噴射材噴出部25に連通している。
The
That is, the
In the internal space of the first electrode 2 (plasma generation region 30), the
噴射材供給流路24を構成する管26は、第1の電極2との間で電界を発生させるための対向電極としての機能を有する。そのため、第1の電極2と同様の材料で構成されている。そして、その管26は、導線71を介して直接接地されている。
このように、管26と第1の電極2との間で電界を発生させることにより、第2の電極3が不要となるので、処理装置1の構成をより簡易にすることができる。
The
In this way, by generating an electric field between the
また、管26と第1の電極2との対向する電極間で電界が発生するので、効率よくプラズマを発生させることができる。
上端面開口部203には、噴射材導入口23に隣接して処理ガス導入口6が設けられている。
そして、処理ガス導入口6からプラズマ発生空間に導入された処理ガスが活性化され、プラズマが発生し、下端面開口部204から処理ガスが噴出される。そのため、下端面開口部204が処理ガス噴出部5となっている。
In addition, since an electric field is generated between the opposing electrodes of the
A processing
Then, the processing gas introduced into the plasma generation space from the processing
また、第1実施形態と異なり、第1の電極2は、誘電体部4に収容されていなく、第1の電極2の外周面が誘電体部4で覆われている。
なお、第2の電極3の代わりに管26が用いられているので、ワーク10は、台60に設置されている。
以上、本発明の処理装置について、図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。処理装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
Further, unlike the first embodiment, the
Since the
As mentioned above, although the processing apparatus of this invention was demonstrated based on each embodiment of illustration, this invention is not limited to these. Each part which comprises a processing apparatus can be substituted for the thing of the arbitrary structures which can exhibit the same function. Moreover, arbitrary components may be added.
また、本発明の処理装置は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。例えば、第1実施形態と第3実施形態との構成を組み合わせたもの、第2実施形態と第3実施形態との構成を組み合わせたもの、第3実施形態と第4実施形態との構成を組み合わせたもの等であってもよい。
また、噴射材供給流路は、誘電体部に上下方向に延在して設けられていたが、処理ガス噴出部の直下の被処理面に向けて噴射材が噴出されるように、誘電体部の下端部で処理ガス噴出部に向けて傾斜して設けられていてもよい。
Further, the processing apparatus of the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above embodiments. For example, the combination of the configuration of the first embodiment and the third embodiment, the combination of the configuration of the second embodiment and the third embodiment, the combination of the configuration of the third embodiment and the fourth embodiment May be used.
In addition, the injection material supply flow path is provided in the dielectric portion so as to extend in the vertical direction. However, the dielectric material is ejected toward the surface to be processed immediately below the processing gas injection portion. The lower end of the part may be provided to be inclined toward the processing gas ejection part.
また、第1の電極2は、円筒状に構成されていたが、ライン状であってもよい。
また、前記各実施形態の処理装置は、ブラスト処理装置とプラズマ処理装置とを常時作動した状態で処理を行っていたが、処理装置の使用態様として、ブラスト処理装置とプラズマ処理装置とのいずれか一方だけを作動させて用いてもよい。
また、ブラスト処理装置とプラズマ処理装置のいずれか一方のみを作動して、ワークの被処理面を処理する。その後、当該一方の処理装置を停止し、他方の処理装置を作動してワークの被処理面を処理してもよい。この場合、プラズマ処理およびブラスト処理されるワークは、それぞれ同じワークでも異なるワークでもよい。
また、第2の電極を移動する移動手段は、特に限定されず、例えば、各種移動機構が挙げられる。
Moreover, although the
In addition, the processing apparatus of each of the above embodiments performs processing in a state where the blast processing apparatus and the plasma processing apparatus are always operated. However, as a usage mode of the processing apparatus, either the blast processing apparatus or the plasma processing apparatus is used. Only one of them may be operated and used.
Further, only one of the blast processing apparatus and the plasma processing apparatus is operated to process the surface to be processed of the workpiece. Then, the said one processing apparatus may be stopped and the other processing apparatus may be operated to process the surface to be processed of the workpiece. In this case, the workpieces to be plasma-treated and blasted may be the same workpiece or different workpieces.
Moreover, the moving means for moving the second electrode is not particularly limited, and examples thereof include various moving mechanisms.
1……処理装置 11……プラズマ処理装置 2……第1の電極 3……第2の電極 4……誘電体部 41……下面 411……中心部 42……上面 5……処理ガス噴出部 6……処理ガス導入口 7……電源回路 71……導線 72……電源 8……ガス供給手段 81……ガスボンベ 81a……処理ガス用ガスボンベ 81b……キャリアガス用ガスボンベ 82……マスフローコントローラ 83、83a、83b、83c……バルブ 84、84a……処理ガス管 84b……キャリアガス管 841……分岐点 9……処理ガス供給流路 10……ワーク 101……被処理面 20……線分 21……ブラスト処理装置 22……噴射材供給手段 221……分級機 222……噴射材タンク 223……ガスボンベ 224……コンプレッサー 225……供給装置 226……噴射材管 23……噴射材導入口 24……噴射材供給流路 25……噴射材噴出部 26……管 30……プラズマ発生領域 40……噴射材 50……噴出部 60……台 100……ワーク設置部 201……蓋体 202……中心部 203……上端面開口部 204……下端面開口部 205……中心部 206……中心部
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記ワーク設置部に設置されたワークに対し、前記プラズマ処理装置と前記ブラスト処理装置とを用いて、プラズマ処理とブラスト処理とを同時または所定の順序で行うことを特徴とする処理装置。 A plasma processing apparatus, a blast processing apparatus, and a work setting unit for setting a work,
A processing apparatus for performing a plasma process and a blast process simultaneously or in a predetermined order on the work set in the work setting unit by using the plasma processing apparatus and the blast processing apparatus.
前記1対の電極間に電圧を印加する電源を備えた電源回路と、
前記1対の電極間にプラズマ生成のための処理ガスを供給するガス供給手段と、
前記ワークの被処理面に向けて前記処理ガスを噴出する処理ガス噴出部とを備え、
前記1対の電極間に電圧を印加することにより、前記処理ガスを活性化して前記プラズマを生成し、該プラズマにより前記ワークの前記被処理面をプラズマ処理するよう構成され、
前記ブラスト処理装置は、前記ワークの前記被処理面に向けて噴射材を噴出する噴射材噴出部と、
前記噴射材噴出部に前記噴射材を供給する噴射材供給手段とを備え、
前記噴射材噴出部から前記噴射材を噴出することにより、前記ワークの前記被処理面をブラスト処理するよう構成されている請求項1に記載の処理装置。 The plasma processing apparatus includes a pair of electrodes,
A power supply circuit comprising a power supply for applying a voltage between the pair of electrodes;
Gas supply means for supplying a processing gas for generating plasma between the pair of electrodes;
A processing gas ejection part for ejecting the processing gas toward the surface to be processed of the workpiece,
By applying a voltage between the pair of electrodes, the processing gas is activated to generate the plasma, and the surface to be processed of the workpiece is plasma-processed by the plasma,
The blast treatment device includes an injection material ejection unit that ejects an injection material toward the surface to be processed of the workpiece,
An injection material supply means for supplying the injection material to the injection material ejection part,
The processing apparatus of Claim 1 comprised so that the to-be-processed surface of the said workpiece | work may be blasted by ejecting the said injection material from the said injection material ejection part.
前記噴射材供給手段により供給された噴射材を噴射材噴出部に導く噴射材供給流路とを備え、
前記処理ガス噴出部と前記噴射材噴出部とが兼用された部分の上流側で、前記処理ガス供給流路と前記噴射材供給流路とが合流している請求項7に記載の処理装置。 A processing gas supply channel for guiding the processing gas supplied by the processing gas supply means to a processing gas ejection section;
An injection material supply flow path for guiding the injection material supplied by the injection material supply means to the injection material ejection portion;
The processing apparatus according to claim 7, wherein the processing gas supply channel and the injection material supply channel are merged upstream of a portion where the processing gas ejection unit and the injection material ejection unit are combined.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006332233A JP2008146994A (en) | 2006-12-08 | 2006-12-08 | Treatment device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006332233A JP2008146994A (en) | 2006-12-08 | 2006-12-08 | Treatment device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008146994A true JP2008146994A (en) | 2008-06-26 |
Family
ID=39606924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006332233A Pending JP2008146994A (en) | 2006-12-08 | 2006-12-08 | Treatment device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008146994A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014029998A (en) * | 2012-06-29 | 2014-02-13 | Kyocera Corp | Atmospheric pressure plasma generating electrode, atmospheric pressure plasma generating apparatus, and method of manufacturing atmospheric pressure plasma product using the same |
WO2016042595A1 (en) * | 2014-09-16 | 2016-03-24 | 富士機械製造株式会社 | Plasma gas irradiation device |
KR20200102873A (en) * | 2019-02-22 | 2020-09-01 | 주식회사 코드스테리 | Electrode structure of activativg apparatus for target material |
-
2006
- 2006-12-08 JP JP2006332233A patent/JP2008146994A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014029998A (en) * | 2012-06-29 | 2014-02-13 | Kyocera Corp | Atmospheric pressure plasma generating electrode, atmospheric pressure plasma generating apparatus, and method of manufacturing atmospheric pressure plasma product using the same |
WO2016042595A1 (en) * | 2014-09-16 | 2016-03-24 | 富士機械製造株式会社 | Plasma gas irradiation device |
JPWO2016042595A1 (en) * | 2014-09-16 | 2017-07-13 | 富士機械製造株式会社 | Plasma gas irradiation device |
KR20200102873A (en) * | 2019-02-22 | 2020-09-01 | 주식회사 코드스테리 | Electrode structure of activativg apparatus for target material |
KR102183640B1 (en) * | 2019-02-22 | 2020-11-26 | 주식회사 코드스테리 | Electrode structure of activativg apparatus for target material |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100935144B1 (en) | Plasma processing apparatus | |
CN101273439B (en) | Apparatus for the removal of an edge polymer from a substrate | |
CN103348454B (en) | Plasma-etching apparatus parts and manufacture method thereof | |
CN101065510A (en) | Process chamber component with layered coating and method | |
US20100200016A1 (en) | Plasma source and method for removing materials from substrates utilizing pressure waves | |
JP2008146994A (en) | Treatment device | |
JP5103956B2 (en) | Plasma processing equipment | |
CN102891071A (en) | Novel atmospheric pressure plasma free-radical cleaning spray gun | |
JP5119580B2 (en) | Plasma processing method | |
JP2003318000A (en) | Discharge plasma treatment apparatus | |
KR20090050707A (en) | Aerosol cleaning apparatus and method of nano-sized particle using supersonic speed nozzle | |
JP2002144231A (en) | Surface treatment method and surface treatment device | |
KR100491140B1 (en) | Method and apparatus for removing contaminants from the surface of a substrate with atmospheric-pressure plasma | |
JP5446417B2 (en) | Plasma processing equipment | |
JP5088667B2 (en) | Plasma processing equipment | |
JP5263202B2 (en) | Plasma processing equipment | |
JP2008153148A (en) | Plasma treatment device | |
JP2003100733A (en) | Discharge plasma treatment system | |
JP2009206523A (en) | Plasma processing apparatus | |
JP2007266522A (en) | Plasma treatment device and processing method employing it | |
JP2009132945A (en) | Method for forming film-formed body by aerosol deposition process | |
JP4134832B2 (en) | Plasma etching equipment | |
JP2006193785A (en) | Apparatus for forming film by aerosol deposition | |
JPH11283969A (en) | Wafer-fixing ring | |
JP2008053063A (en) | Plasma processing device |