JP3582196B2

JP3582196B2 - 沿面放電を用いた表面処理装置及びその方法

Info

Publication number: JP3582196B2
Application number: JP35380495A
Authority: JP
Inventors: 拓也宮川; 武宮下; 克弘高橋; 義明森
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1995-12-27
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2015-12-27
Also published as: JPH09186135A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沿面放電を用いた表面処理装置及びその方法に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
本願出願人は、従来の真空プラズマに代えて、大気圧プラズマにより処理ガスを活性化し、その活性化ガスにより、半田付けされるワークの濡れ性を向上させる技術を既に提案している（特開平７−２９５０）。
【０００３】
上記技術によれば、キャリアガスとしてヘリウムＨｅと反応ガスとをプラズマ発生部に導入し、大気圧プラズマを生成することで、処理ガスを活性化している。この活性化された処理ガスをワークに暴露することで、ワークを表面処理している。
【０００４】
この技術によれば、大気圧プラズマを安定して生成するために、プラズマを立ち易くするＨｅを大量に必要とし、ランニングコストが増大するという新たな課題が生じていた。
【０００５】
また、大気圧プラズマを生成する場合、真空プラズマほど顕著でないとしても、ワークなどの被処理体をプラズマに晒すと、被処理体へのプラズマダメージが無視できない。
【０００６】
このプラズマダメージを低減するために、プラズマ発生部と処理部とを離し、プラズマ発生部にて生成された活性種を処理部まで導いて処理する方法も試みられている。
【０００７】
しかしながら、活性種には寿命があるため、プラズマ発生部から遠ざかるほど反応エネルギーは低くなり、処理レートが低下するという問題が指摘されているる。
【０００８】
そこで、本発明の目的とするところは、プラズマ発生用電極に接近して被処理体を位置させて、処理レートを向上させながらも、被処理体がプラズマに晒されることなく、プラズマダメージを低減することができる沿面放電を用いた表面処理装置及びその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】
本発明に係る沿面放電を用いた表面処理装置は、誘電体を挟んで配置された第１の電極及び第２の電極を含む沿面放電用電極を有し、前記第１の電極には交流電源が接続され、接地された前記第２の電極は開口を有し、前記第２の電極の外形は、前記第１の電極の外形よりも大きく形成され、前記開口近傍に沿面放電を誘起して、該沿面放電により生成された活性種により、前記第２の電極と対向して近接配置された被処理体の表面を処理することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る沿面放電を用いた表面処理方法は、誘電体の一面に配置された第１の電極に交流電圧を印加し、前記誘電体の他の面に配置された開口付きの第２の電極を接地して、前記第２の電極の前記開口近傍に沿面放電を誘起する工程と、
前記第２の電極に被処理体を近接配置して、前記第２の電極と対向する前記被処理体の表面を、前記沿面放電により生成された活性種により処理する工程と、
を有し、
前記第２の電極の外形を前記第１の電極の外形よりも大きく形成しておき、前記第２の電極の周縁部に形成される沿面放電を、前記第１の電極側に偏位させた位置に誘起して、前記被処理体へのプラズマダメージを低減することを特徴とする。
【００１１】
この各発明に用いられる電極構造は、特開平１−２７５４０３号等に開示されたオゾン発生用電極とは異なり、接地された第２の電極に開口が形成され、この開口近傍に沿面放電を形成している。この沿面放電は、第１，第２の電極にてほぼクローズされた領域に形成されるので、被処理体を第２の電極に接近させて処理レートの高い処理を行っても、被処理体がプラズマに直接晒されることがない。従って、被処理体へのプラズマダメージを低減でき、また、被処理体から生ずるパーティクルも減るので、処理の歩留まりも向上する。
【００１２】
さらに、前記第２の電極の外形は、前記第１の電極の外形よりも大きく形成されているので、各電極の外縁部に形成されるプラズマを第１の電極側にシフトさせて発生でき、この電極外縁部でのプラズマによるダメージも低減される。
【００１３】
前記開口が複数のスリットとして形成される場合、該スリットにより複数の帯状の電極パターン部が前記第２の電極に形成される。あるいは、前記開口が縦横にそれぞれ複数形成される場合、複数の前記開口により格子状の電極パターン部が前記第２の電極に形成される。
【００１４】
いずれの場合も、複数の各々の開口近傍にて沿面放電が生ずるため、放電領域が拡大されて処理レートを向上させることができる。また、開口を有する電極パターン部がアースメッシュシールドとして機能し、被処理体に向かう電磁波も低減することから、電磁波に起因した被処理体への電気的ダメージも低減される。
【００１５】
前記第２の電極の前記開口と非対向となる位置にて、前記第１の電極に開口を設けることもできる。こうすると、第１、第２の電極間の浮遊容量が減少し、この浮遊容量にて消費される分の電力を、沿面放電のための電力として使用できる。このため、プラズマ密度が高まり、処理レートはさらに改善される。
【００１６】
前記第２の電極を覆って耐プラズマ性の保護膜を形成するとさらに良い。第２の電極のプラズマダメージを低減し、第２の電極からのパーティクルの発生を防止することで、装置の寿命及び歩留まりが改善される。
【００１７】
前記第１の電極を金属ブロックにて形成し、前記誘電体及び前記第２の電極を薄膜にて形成する場合、前記金属ブロックを温調する手段をさらに設けることが好ましい。プラズマにより昇温した誘電体、第２の電極の反りを、温調により防止することができる。さらに、第１の電極を構成する金属ブロック側に、前記誘電体を真空吸引する手段をさらに設けると良い。プラズマにより昇温した誘電体、第２の電極の反りを、真空吸引により矯正できる。温調手段と真空吸引手段を併用すると、第１の電極、誘電体及び第２の電極を密着状態として、その間の熱交換効率を高めることができる。
【００１８】
前記第２の電極は、インピーダンス調整手段を介して接地されていることが好ましい。第２の電極に生ずるＤＣ成分を少なくして、そのＤＣ成分に起因した被処理体の電気的ダメージを低減できる。
【００１９】
上述した本発明方法が適用される処理内容しては、被処理体の表面の半田の濡れ性、接着性改善を目的とした表面改質処理、アッシング又はエッチング等を挙げることができる。
【００２０】
前記第１の電極、誘電体及び第２の電極から成る積層形状を、平坦面以外の形状を持つ前記被処理体の被処理面に倣って形成することもできる。特に、３層をいずれもフレキシブルな材質とすれば、被処理体形状に倣って加工することができ、種々の形状の被処理面に合わせて処理することが可能となる。
【００２１】
なお、本発明方法は、大気圧下にて前記沿面放電を誘起するものに好適である。
【００２２】
本発明に係る沿面放電を用いた表面処理装置の他の態様によれば、第１の誘電体と、前記第１の誘電体の一面に形成され、交流電源が接続された第１の電極と、
前記第１の誘電体の他の面に形成され、開口を有する第２の電極と、前記開口内に埋め込み又は封入されて前記第２の電極を平坦化させる第２の誘電体と、前記第２の電極の平坦化された面を覆って配置された第３の誘電体と、を含む沿面放電用電極を有し、前記第２の電極の外形は、前記第１の電極の外形よりも大きく形成され、前記第２の電極の開口と対向する位置にて前記第３の誘電体の表面に沿面放電を誘起して、該沿面放電により生成された活性種により、前記第３の誘電体と対向して近接配置された被処理体の表面を処理することを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る沿面放電を用いた表面処理装置のさらに他の態様によれば、第１の誘電体と、前記第１の誘電体の一面に形成され、交流電源が接続された第１の電極と、前記第１の誘電体の他の面に形成された第２の誘電体と、前記第２の誘電体内に埋め込み形成され、開口を有する第２の電極と、を含む沿面放電用電極を有し、前記第２の電極の外形は、前記第１の電極の外形よりも大きく形成され、前記第２の電極の開口と対向する位置にて前記第２の誘電体の表面に沿面放電を誘起して、該沿面放電により生成された活性種により、前記第２の誘電体と対向して近接配置された被処理体の表面を処理することを特徴とする。
【００２４】
いずれの装置においても、第２の電極を覆った誘電体を該電極の保護膜として機能させながら、その誘電体の表面に沿って沿面放電を誘起させることができる。さらに、前記第２の電極の外形は、前記第１の電極の外形よりも大きく形成されているので、各電極の外縁部に形成されるプラズマを第１の電極側にシフトさせて発生でき、この電極外縁部でのプラズマによるダメージも低減される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、図面を参照にして具体的に説明する。
【００２６】
表面処理装置の全体の説明
図１は、実施例に係る表面処理装置の全体構成を概略的に示している。
【００２７】
同図において、この表面処理装置は、被処理体１と対向して配置される沿面放電用電極１０を有している。この沿面放電用電極１０は、誘電体２０の両面に第１の電極３０、第２の電極４０をそれぞれを有する３層構造となっている。そして、第１の電極３０には、例えば１０ｋＨｚの低周波電力が出力される低周波電源５０が接続され、第２の電極４０は、インピーダンス調整手段例えば可変コンデンサ６０を介して接地されている。
【００２８】
誘電体２０は、例えばＳｉＯ_２又はＡｌ_２Ｏ_３等にて形成され、その厚さが好ましくは０．５〜３ｍｍであり、本実施例では１ｍｍの厚さとしている。この誘電体２０の厚さは薄いほど電気的ロスが少なくなるが、上記の下限を下回ると機械的強度が劣り、しかも絶縁破壊の問題が生ずる。
【００２９】
第１，第２の電極３０，４０は、電極となり得る材質にて形成され、例えばＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、ステンレス（ＳＵＳ）、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ等を用いることができる。本実施例は、第１，第２の電極３０，４０を共に薄膜にて形成される。また、第２の電極４０の外形は、第１の電極３０よりも大きく形成されている。この理由については後述する。
【００３０】
第２の電極４０には、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、開口４２が形成されている。図２（Ａ）に示すものは、縦横に沿ってそれぞれ複数の開口４２を形成することで、第２の電極４０に格子状の電極パターン部４４が形成されている。図２（Ｂ）に示す場合には、開口４２が複数のスリットとして形成され、この複数のスリット４２により帯状の電極パターン部４６が形成されている。
【００３１】
表面処理方法の説明
次に、図１に示す表面処理装置を用いて、被処理体１の被処理面１ａを処理する方法について説明する。
【００３２】
図３は、図１に示す沿面放電用電極１０の一部を拡大した断面図である。
【００３３】
第１，第２の電極３０，４０の間に例えば１０ｋＨｚの低周波電力を供給すると、第２の電極４０の開口４２の付近には、図３に示すような電気力線７０が形成される。この電気力線７０は、第１，第２の電極３０，４０が対向する領域にて密度が濃く形成されるが、開口４２に臨んで位置する第２の電極の側面４０ａと第１の電極３０との間にも、図３に示すような電気力線７０が形成される。そして、この電気力線７０を反映する電界により、第２の電極４０の開口４２近傍のガスが励起される。この結果、開口４２内にて露出する誘電体２０の露出面に沿って、領域７２に沿面放電が誘起されることになる。
【００３４】
そして、この沿面放電領域７２にて生成された活性種７４が、被処理体１の被処理面１ａ側に付着することで、この活性種７４と被処理面１ａとが化学反応を生じて、被処理面１ａを表面処理することになる。
【００３５】
本実施例では、第１，第２の電極３０，４０の間に１０ｋＨｚの低周波電力を供給することで、プラズマを励起しやすいガス例えばＨｅ等のガスを供給しなくても、図３に示す領域７２に安定した沿面放電を誘起させることができた。
【００３６】
このようにして処理される被処理体１の被処理面１ａの処理内容としては、半田の濡れ性又は接着性を改善する等の表面の改質処理、あるいはアッシング又はエッチング等を挙げることができる。被処理面１ａの表面を改質するには、空気又は圧縮空気を用いて沿面放電を誘起すればよく、これに窒素（Ｎ_２）を添加することも可能である。アッシング処理する場合には、酸素（Ｏ_２）を供給し、エッチング処理するには所定のエッチングガス例えばＣＦ_４等を供給すればよい。
【００３７】
ここで、本実施例方法では、処理中における第２の電極４０と被処理体１との間の間隔（図１に示すギャップＧ）を、１〜３ｍｍとして、被処理体１を第２の電極４０に接近させることで、沿面放電領域７２にて生成された直後のエネルギーの高い活性種を用いて、被処理面１ａを表面処理することができた。しかも、被処理面１ａは、沿面放電領域７２に直接さらされることがないので、被処理体１のプラズマダメージをも低減することができた。特に、被処理体１が近接される側の電極は接地された第２の電極４０であるため、たとえ被処理体１がグランド電位に設定されたとしても、第２の電極４０より離れた位置にある被処理体１との間で放電が生ずることがない。これにより、被処理体１のプラズマダメージをより低減することができる。
【００３８】
このプラズマダメージを低減するためには、図１に示すように、第２の電極４０とグランド電位との間に挿入接触されたインピーダンス調整手段例えば可変コンデンサ６０の容量を調整すると良い。このため、この第２の電極４０を介して流れる経路のインピーダンスを、可変コンデンサ６０の容量を調整することで、近接している被処理体１への電気的チャージを制御することができる。この結果、被処理体１の電気的ダメージを低減させることができる。上述の経路のインピーダンスを調整するには、可変コンデンサに変えてリアクタンスの変更可能なコイルを挿入接続させても良い。
【００３９】
また、本実施例方法によれば、被処理体１との間で直接放電が生じないため、被処理体１の被処理面１ａに凹凸があっても、その凸部との間に異常放電などが生ずることがなく、被処理体１からのパーティクルの発生をも低減することができる。
【００４０】
上述した通り、本実施例方法では、１０ｋＨｚの低周波を用いることで、Ｈｅ等のガスの供給を必要とすることなく安定して沿面放電を形成できるので、ランニングコストを低減させることもできる。ただし、電極に印加される交流電圧の周波数は上記のものに限らず、例えば１３．５６ＭＨｚなどの高周波電力を用いても良い。１３．５６ＭＨｚの高周波を用いることで電極に生ずるダメージをより抑制でき、被処理体１及び第１，第２の電極３０，４０の双方からのパーティクルを防止して処理することができる。また、この高周波電力を用いても、プラズマを励起し易いＨｅなどのガスを必要とせずに、沿面放電を生じさせることも可能である。
【００４１】
本実施例装置では、図１に示す通り、第２の電極４０の外形を第１の電極３０の外形よりも大きく形成している。この理由について、図４（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。図４（Ａ）、（Ｂ）は、第１，第２の電極３０，４０の外縁部に形成される放電を模式的に示している。
【００４２】
図４（Ａ）に示す本実施例装置の場合には、各電極３０，４０の外縁部にて同図（Ａ）に示す電気力線８０が形成され、これに基づいて誘起される放電領域８２は、第１の電極３０側に偏位して形成されている。これにより、被処理体１が電極の外縁部における放電領域に直接さらされることがなくなり、被処理体１のプラズマダメージが低減される。また、電極３０と電極４０による直接放電、さらにはアーク放電の発生を誘起されることはない。この理由は、各電極３０、４０の端面が空間的に遠ざかり、しかもその空間に誘電体２０が存在するため、各電極３０、４０の端面間のインピーダンスが増大しているからである。この結果、電極３０と電極４０によるに直接放電が生ずることなく、電極ダメージの発生がない。
【００４３】
これに対し、第１，第２の電極３０，４０の外形を同一とした場合には、図４（Ｂ）に示すような電気力線９０が形成され、これに基づいて誘起される放電領域９２は、第２の電極４０の下面よりも突出して形成されることになる。この場合には、被処理体１が、この放電領域９２にさらされることとなり、被処理体１のプラズマダメージが生じてしまう。それだけでなく、図４（Ｂ）の場合には、各電極３０、４０の端面間にて直接放電が生じ、各電極３０、４０に破壊的ダメージが生じてしまう。すなわち、図４（Ｂ）の場合には、図４（Ａ）の場合と比較して、各電極３０、４０の端面が空間的に近接し、しかもその空間に誘電体２０が存在しないので、その間のインピーダンスが大幅に低下するからである。
【００４４】
第２の電極の電極パターン部について
本実施例では、第２の電極４０に形成される電極パターン部を、図２（Ａ）又は図２（Ｂ）のいずれかの形状としている。いずれの場合にも、第２の電極４０には複数の開口４２が形成され、この各々の開口４２にて上述の沿面放電領域７２が誘起されるので、沿面放電領域のトータル面積が拡大されて被処理体１の処理レートを向上させることができる。
【００４５】
また、第２の電極４０に複数の開口４２を形成することで、一つの開口４２の大きさを小さくさせている。この結果、この開口４２を介して被処理体１が第１の電極３０と直接対面する領域を縮小させることができ、これにより被処理体１への直接放電を防止する効果もある。この点を考慮すると、図２（Ｂ）に示す電極パターン部４６よりも、開口４２の大きさを小さくできる図２（Ａ）の電極パターン部４４を採用することが好ましい。
【００４６】
図２（Ａ）、（Ｂ）に示す各電極パターン部４４又は４６を採用する他の理由は、この電極パターン４４又は４６をアースシールドメッシュとして利用し、被処理体１に向かう電磁波をシールドできる効果があることである。被処理体１に向かう電磁波をシールドすることで、被処理体１に生ずる電気的なダメージを低減させることができる。なお、このシールド効果を高めるには、電磁波の波長を考慮して開口４２の大きさを決定すると良い。図３に示す開口４２の幅Ｗ１を電磁波の波長よりも短く設定すれば、電磁波のシールド効果は高まる。しかし、開口４２を介して電磁波が全く通過しないと、第２の電極４０の開口４２内に沿面放電領域７２を形成することができないので、この点も考慮して開口４２の幅Ｗ１を決定すべきである。
【００４７】
図２（Ａ）、（Ｂ）に示す各々の電極パターン部４４又は４６のラインアンドスペースの幅を所望に設定することで、開口４２内に誘起される沿面放電領域７２のプラズマ密度を高くして、処理レートを向上させることができる。この理由について図５を参照して説明する。
【００４８】
図５は、低周波電源５０とグランド電位との間に形成される沿面放電用電極１０の等価回路図である。第１，第２の電極３０，４０は、誘電体２０を介して対向しているので、この対向間にコンデンサが形成され、かつ抵抗分も存在する。図５に示す容量Ｃ１及び抵抗Ｒ１は、第２の電極４０の電極パターン部４４の中心位置と第１の電極３０との間に存在する等価容量及び等価抵抗である。図５に示す容量Ｃ２及び抵抗Ｒ２は、第２の電極４０の側面４０ａと、第１の電極３０との間に存在する等価容量及び等価抵抗を示している。
【００４９】
ここで、等価容量Ｃ１は、電極パターン部４４の幅Ｗ２が大きいほど高くなり、従ってこの等価容量Ｃ１で消費される低周波電力も大きくなる。一方、等価抵抗Ｒ１は、電極パターン部４４の幅Ｗ２が小さいほど大きく、かつこの等価抵抗Ｒ１で消費される低周波電力も大きくなる。
【００５０】
ここで、第２の電極４０の開口４２内に誘起される沿面放電領域７２のプラズマ密度を高くするには、等価容量Ｃ１及び等価抵抗Ｒ１でそれぞれ消費される低周波電力を少なくすれば良い。これにより、等価容量Ｃ２及び等価抵抗Ｒ２にて消費される低周波電力が増大するからである。
【００５１】
従って、図２（Ａ）又は図２（Ｂ）にそれぞれ示す電極パターン部４４，４６のラインアンドスペースの各幅は、０．１〜５ｍｍ程度の範囲で、上記の点を考慮して、沿面放電領域７２でのプラズマ密度が高く、しかも放電面積が比較的広く確保できる最適値に設定すべきである。
【００５２】
図５にて考察された通り、第１，第２の電極３０，４０が互いに対向していると、そこにコンデンサが形成され、このコンデンサにより消費される電力分だけロスが生ずることになる。このようなコンデンサを形成しないためには、図６（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかの構成を採用すると良い。
【００５３】
図６（Ａ）〜（Ｃ）は、いずれも、第２の電極４０の開口４２と非対向となる位置にて、第１の電極３０に開口３２を形成したものである。この開口３２を形成することで、第１の電極３０にも電極パターン部３４が形成されることになる。
【００５４】
図６（Ａ）は、第１の電極３０の開口３２の幅Ｗ３と、第２の電極４０の開口４２Ｗ１の幅とを共に同一に設定したものである。こうすると、第１の電極３０の電極パターン部３４の幅Ｗ４は、第２の電極４０の電極パターン部４４又は４６の幅Ｗ２と一致する。
【００５５】
図６（Ｂ）の場合には、第１の電極３０の開口３２の幅Ｗ３を、第２の電極４０の開口４２の幅Ｗ１よりも狭くしたものである。同様に、図６（Ｃ）の場合には、第１の電極３０の開口３２の幅Ｗ３を、第２の電極４０の開口４２の幅Ｗ１よりも広く設定したものである。
【００５６】
図６（Ａ）〜（Ｃ）においては、第１，第２の電極３０，４０の電極パターン部同士が対面する領域が全くなくなるか、あるいは僅かに残存するのみとなるから、上述のような等価容量Ｃ１が低減される。この等価容量Ｃ１にて消費される電力を低減することで、開口４２内に誘起される沿面放電領域７２のプラズマ密度を高くさせることができる。
【００５７】
沿面放電用電極１０の製造方法について
図１に示す実施例では、誘電体２０、第１，第２の電極３０，４０をそれぞれ薄膜として形成している。
【００５８】
この誘電体２０の両面に形成される第１，第２の電極は、種々の方法を用いて形成することができる。その１つは、スパッタ法等の薄膜形成技術を用いることである。薄膜形成後に、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す電極パターン部４４又は４６を形成するには、次のいずれかの方法を採用すると良い。その１つは、半導体製造工程にて確立されているリソグラフィー工程を用いるものである。他の１つは、レーザ光線により微細パターンをカッティングするレーザカッティング法を用いることである。薄膜形成技術以外の手法としては、例えば銀ペースト又は銅メッキ等の比較的安価な印刷技術を用いることもできる。
【００５９】
第２の電極４０に形成される保護膜について
第２の電極４０は直接プラズマにさらされるため、図７に示すように、耐プラズマ性の高い保護膜１００により、この第２の電極４０を被覆すると良い。耐プラズマ特性の１つとして、耐酸化特性を挙げることができる。すなわち、プラズマに起因して生ずる第２の電極４０の表面上の酸化による変質を防止するために、例えばＳｉＯ_２等の酸化膜を形成すると良い。耐プラズマ特性の他の１つとして耐熱性がある。耐熱性を確保するには、例えば第２の電極がアルミニウム（Ａｌ）の場合には、それよりも融点の高い高融点金属にて保護膜１００を形成すると良い。また、上述したように、第２の電極４０を銀ペースト、銅メッキ等にて形成した場合にも、その表面をＳｉＯ_２等でコーティングすると良い。同様にＣｒ、Ａｌ、Ｔｒ等の材質よりなる薄膜をリソグラフィー工程を経て電極パターン部４４又は４６を形成した後、その表面をＳｉＯ_２等でコーディングすることもできる。なお、処理内容がエッチングの場合には、ＳｉＯ_２には耐エッチング性がないため保護膜として不適である。この場合には、保護膜１００として例えばＡｌ_２Ｏ_３等を用いると良い。
【００６０】
また、誘電体２０の表面に直接高融点金属を膜付可能であれば、その高融点金属が第２の電極４０及び保護膜１００を兼ねることになる。但し、一般には、下地として膜付しやすい金属薄膜を形成することが好ましくし、その上から高融点金属を形成すると良い。
【００６１】
なお、この保護膜１００を含めて、第１，第２の電極３０，４０及び誘電体２０は、万一のパーティクルの発生要因となることを考慮して、不純物濃度が低く、特にＮａ系の不純物は極力含まないことが好ましい。
【００６２】
沿面放電用電極の他の形状に関して
図１に示す実施例では、沿面放電用電極１０を平板状電極としたが、他の種々の形状に構成することができる。このためには、誘電体２０を、例えばガラスファイバー、テフロン（商品名）又はポリイミド等のフレシキブル性のある材料にて形成し、この誘電体２０の両面に第１，第２の電極３０，４０を薄膜として形成すれば良い。こうすると、沿面放電用電極１０を、例えば円筒形状、角筒形状、円錐形状又はドーナッツ形状等の各種立体形状に加工することができる。そして、例えば被処理体１が中空パイプの場合に、沿面放電用電極１０を円筒形状とすれば、この中空パイプの内表面あるいは外表面を表面処理することが可能となる。
【００６３】
表面処理装置の他の構成について
次に、表面処理装置の他の実施例について、図８〜図１０を参照して説明する。
【００６４】
図８は、図９に示す装置の平面図におけるＡ−Ａ断面図であり、図１０は図９中のＢ−Ｂ断面図である。図８において、この表面処理装置は、比較的厚肉の金属ブロックからなる第１の電極１１０と、その下面にそれぞれ形成された誘電体１１２及び第２の電極１１４とを有する。この第２の電極１１４の電極パターン部は、図２（Ａ）又は図２（Ｂ）のいずれかの形状にて形成されている。また、第１の電極１１２は、図示しない交流電源に接続されている。これら３層構造の沿面放電用電極は、第２の電極１１４の電極パターン部と導通する第１の金属ホルダー１１６と、第２の金属ホルダー１１８とによって、ベース盤１２０に支持されている。そして、ベース盤１２０が接地されている。さらに、これら３層構造の沿面放電用電極は、第１〜第３の絶縁体１２２〜１２６によってもベース盤１２０に支持されている。
【００６５】
この実施例装置では、図１０に示すように、金属ブロックからなる第１の電極１１０に真空吸引部１３０を形成している。そして、処理中にあっては、この真空吸引部１３０を介して、誘電体１１２及び第２の電極部１１４を、金属ブロックからなる剛体の第１の電極１１０側に吸引している。これにより、プラズマにより昇温されて誘電体１１２及び第２の電極１１４に反りが生じようとしても、上述の真空吸引によりこの反りが防止される。
【００６６】
さらに本実施例では、図１０に示すように、金属ブロックからなる第１の電極部１１０の内部に温調媒体用の通路１３２を形成している。そして、本実施例ではこの通路１３２内部に冷却媒体例えば冷水を循環供給している。
【００６７】
この真空吸引部１３０及び冷媒用通路１３２により、誘電体１１２及び第２の電極１１４を第１の電極１１０側に常時密着させて熱交換を行うことができる。これにより、昇温された誘電体１１２及び第２の電極１１４を冷却できる。
【００６８】
さらにこの実施例装置は、図９に示す被処理体１の移動方向Ｃの下流側の側面に、図１０に示すガス供給用ブロック１３４を有する。このガス供給用ブロック１３４は、外部から供給されたガスを収容するガス溜め室１３６を有する。このガス溜め室１３６に収容されたガスは、ガス供給用ブロック１３４との間の間隙を経由して、図９に示すように、被処理体１の搬送方向Ｃと逆方向のＤ方向に向かって供給される。
【００６９】
この構成とすることで、大気以外の処理ガス、例えばアッシング処理であればＯ_２ガス、エッチング処理であればＣＦ_３等の処理用ガスを、被処理体１に向けて確実に供給することができる。
【００７０】
沿面放電用電極の他の構造例について
図１１に示す沿面放電用電極１５０は、第１の誘電体１４０の一方の面に、低周波電源５０に接続された第１の電極１４２を有し、可変コンデンサ６０を介して接地された第２の電極１４４を第１の誘電体１４０の他の面に有する点は、図１に示す実施例と同様である。
【００７１】
図１１に示す沿面放電用電極１５０は、さらに、第２の電極１４４の開口１４４ａに埋め込み又は封入されて、第２の電極１４４を平坦化させる第２の誘電体１４６を有する。この第２の誘電体１４６は、第１の誘電体１４０と同様に固体で形成しても良いが、例えばフロリナート（商品名）等の液体としても良い。
【００７２】
この沿面放電用電極１５０は、さらに、第２の電極１４４の下面側を覆って例えば石英板等からなる第３の誘電体１４８を有する。
【００７３】
そして、第１，第２の電極１４２，１４４の間に低周波電力を供給することで、図１１に示すように、第２の電極１４４の開口１４４ａとほぼ対向する位置であって、第３の誘電体１４８の下面側にそれぞれ沿面放電領域１５２が形成される。この沿面放電領域１５２内にて生成された活性種を、図１に示す実施例と同様にして、被処理体１の被処理面１ａに付着させることで、被処理面１ａを処理することが可能となる。
【００７４】
この際、第３の誘電体１４８は、図７に示す保護膜１００として機能するので、第２の電極１４４のプラズマダメージを低減させることができる。
【００７５】
図１２は、沿面放電用電極のさらに他の構造例を示している。図１２に示す沿面放電用電極１６０は、第１の誘電体１７０の上面に第１の電極１７２を有し、その下面に第２の誘電体１７４を有する。そして、この第２の誘電体１７４内部に、図２（Ａ）又は（Ｂ）に示す電極パターン部を有する第２の電極１７６が内蔵されている。
【００７６】
この場合にも、第２の電極１７６の開口１７６ａと対向する位置であって、第２の誘電体１７４の表面に沿って沿面放電領域１８０が形成される。従って、この沿面放電領域１８０内にて生成された活性種により、被処理体１の被処理面１ａを処理することが可能となる。また、第２の誘電体１７４は、図７の保護膜１００として機能すると共に、第２の電極１７６を支持するサポート部材として兼用されている。
【００７７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。上記実施例は、いずれも、大気圧又はその近傍の圧力下にて沿面放電を誘起させ、このことは本発明者等により実験で確認されたが、本発明を真空雰囲気下にて実施することも可能であると考えられる。
【００７８】
また、本発明装置又は方法により処理される被処理体１としては、処理目的に応じて種々のものを適用でき、特に、パッケージされたＩＣなどの電子部品、シリコン基板、液晶表示装置（ＬＣＤ）に用いられるガラス基板等を対象とすれば、プラズマダメージに起因した不良を生ずることなく処理することが可能となる。
【００７９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る表面処理装置の概略説明図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、図１に示す第２の電極の電極パターン部を説明するための平面図である。
【図３】図１に示す実施例装置での沿面放電を利用した処理を説明するための概略断面図である。
【図４】（Ａ）は図１に示す実施例装置での電極縁部での放電状態を示す説明図、（Ｂ）は電極縁部での好ましくない放電現象を説明するための概略説明図である。
【図５】図１に示す沿面放電用電極の等価回路図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、第１及び第２の電極にそれぞれ開口を形成した変形例を示す概略断面図である。
【図７】第２の電極を覆って保護膜を形成した変形例を説明するための概略断面図である。
【図８】本発明の表面処理装置の他の構造を示す縦断面図である。
【図９】図８に示す表面処理装置の平面図である。
【図１０】図９に示す表面処理装置の横断面図である。
【図１１】本発明の表面処理装置の他の電極構造を説明するための概略断面図である。
【図１２】本発明の表面処理装置のさらに他の電極構造を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
１０、１５０、１６０沿面放電用電極
２０、１１２誘電体
３０、１１０、１４２、１７２第１の電極
３２，４２，１４４ａ，１７６ａ開口
４０、１１４、１４４、１７６第２の電極
４４、４６電極パターン部
５０低周波電源
６０インピーダンス調整手段（可変コンデンサ）
７０、８０電気力線
７２、１５２、１８０沿面放電領域
１００保護膜
１３０真空吸引部
１３２温調媒体用通路
１３４ガス供給用ブロック
１３６ガス溜め室
１４０、１７０第１の誘電体
１４６、１７４第２の誘電体
１４８第３の誘電体

Claims

誘電体を挟んで配置された第１の電極及び第２の電極を含む沿面放電用電極を有し、
前記第１の電極には交流電源が接続され、
接地された前記第２の電極は開口を有し、
前記第２の電極の外形は、前記第１の電極の外形よりも大きく形成され、
前記開口近傍に沿面放電を誘起して、該沿面放電により生成された活性種により、前記第２の電極と対向して近接配置された被処理体の表面を処理することを特徴とする沿面放電を用いた表面処理装置。
請求項１において、
前記第２の電極は、前記開口が複数のスリットとして形成され、該スリットにより複数の帯状の電極パターン部が形成されていることを特徴とする沿面放電を用いた表面処理装置。
請求項１において、
前記第２の電極は、前記開口が縦横にそれぞれ複数形成され、複数の前記開口により格子状の電極パターン部が形成されていることを特徴とする沿面放電を用いた表面処理装置。
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記第２の電極の前記開口と非対向となる位置にて、前記第１の電極に開口が形成されていることを特徴とする沿面放電を用いた表面処理装置。
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記第２の電極を覆って耐プラズマ性の保護膜が形成されていることを特徴とする沿面放電を用いた表面処理装置。
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記第１の電極の電極は金属ブロックにて形成され、前記誘電体及び前記第２の電極は薄膜にて形成され、
前記金属ブロックを温調する手段をさらに設けたことを特徴とする沿面放電を用いた表面処理装置。
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記第１の電極の電極は金属ブロックにて形成され、前記誘電体及び前記第２の電極は薄膜にて形成され、
前記金属ブロック側に前記誘電体を真空吸引する手段をさらに設けたことを特徴とする沿面放電を用いた表面処理装置。
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
前記第２の電極は、インピーダンス調整手段を介して接地されていることを特徴とする沿面放電を用いた表面処理装置。
誘電体の一面に配置された第１の電極に交流電圧を印加し、前記誘電体の他の面に配置された開口付きの第２の電極を接地して、前記第２の電極の前記開口近傍に沿面放電を誘起する工程と、
前記第２の電極に被処理体を近接配置して、前記第２の電極と対向する前記被処理体の表面を、前記沿面放電により生成された活性種により処理する工程と、
を有し、
前記第２の電極の外形を前記第１の電極の外形よりも大きく形成しておき、前記第２の電極の周縁部に形成される沿面放電を、前記第１の電極側に偏位させた位置に誘起して、前記被処理体へのプラズマダメージを低減することを特徴とする沿面放電を用いた表面処理方法。
請求項９において、
前記活性種により、前記被処理体の表面の改質処理、アッシング又はエッチングのいずれかの処理を行うことを特徴とする沿面放電を用いた表面処理方法。
請求項９又は１０のいずれかにおいて、
前記第１の電極、誘電体及び第２の電極から成る積層形状を、平坦面以外の形状を持つ前記被処理体の被処理面に倣って形成して、該被処理面を処理することを特徴とする沿面放電を用いた表面処理方法。
請求項９乃至１１のいずれかにおいて、
大気圧下にて前記沿面放電が誘起されることを特徴とする沿面放電を用いた表面処理方法。
第１の誘電体と、
前記第１の誘電体の一面に形成され、交流電源が接続された第１の電極と、
前記第１の誘電体の他の面に形成され、開口を有する第２の電極と、
前記開口内に埋め込み又は封入されて前記第２の電極を平坦化させる第２の誘電体と、
前記第２の電極の平坦化された面を覆って配置された第３の誘電体と、
を含む沿面放電用電極を有し、
前記第２の電極の外形は、前記第１の電極の外形よりも大きく形成され、
前記第２の電極の開口と対向する位置にて前記第３の誘電体の表面に沿面放電を誘起して、該沿面放電により生成された活性種により、前記第３の誘電体と対向して近接配置された被処理体の表面を処理することを特徴とする沿面放電を用いた表面処理装置。
第１の誘電体と、
前記第１の誘電体の一面に形成され、交流電源が接続された第１の電極と、
前記第１の誘電体の他の面に形成された第２の誘電体と、
前記第２の誘電体内に埋め込み形成され、開口を有する第２の電極と、
を含む沿面放電用電極を有し、
前記第２の電極の外形は、前記第１の電極の外形よりも大きく形成され、
前記第２の電極の開口と対向する位置にて前記第２の誘電体の表面に沿面放電を誘起して、該沿面放電により生成された活性種により、前記第２の誘電体と対向して近接配置された被処理体の表面を処理することを特徴とする沿面放電を用いた表面処理装置。