JP3827638B2

JP3827638B2 - 真空処理装置及び真空処理方法

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Publication number: JP3827638B2
Application number: JP2002376337A
Authority: JP
Inventors: 雅彦古野
Original assignee: Tamura Corp
Current assignee: Tamura Corp
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2022-12-26
Also published as: JP2004207577A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、減圧雰囲気にした真空チャンバ内で被処理物にプラズマ処理などを施すための真空処理装置及び真空処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の減圧プラズマ処理は、次のように行なわれる。まず被処理物を真空チャンバ内の陰極電極上又は平行平板電極間に配置し、被処理物全体が真空チャンバ（真空容器）内に配置された状態で、真空チャンバ内を真空ポンブで減圧することにより、減圧プラズマを励起する雰囲気が調整される。そして、この減圧霧囲気内において、被処理物がプラズマ処理される。
【０００３】
このような従来技術として、下記特許文献１に開示された「半導体素子接続端子形成方法」が挙げられる。特許文献１に記載されたプラズマ処理は、真空チャンバ内に水素プラズマを発生させて、真空チャンバ内に配置したペレット（半導体素子）の電極部に設けたはんだ端子を水素プラズマで還元することにより、はんだ表面の酸化物を除去している。
【特許文献１】
特開昭６３−２９３９５２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、前述したように被処理物全体を真空チャンバ内に収め、真空チャンバ内を減圧雰囲気に調整してプラズマを発生させるため、次のような問題があった。
【０００５】
第一に、被処理物全体を真空チャンバ内に収めるため、真空チャンバが大型になることである。真空チャンバの容積が大きくなると、排気機構及びガス供給機構も大きいものが必要になる。もし、排気機構及びガス供給機構を小さいものとすれば、所望の雰囲気にするための時間が長くかかることになる。
【０００６】
第二に、被処理物全体が処理雰囲気に曝されるため、処理が不要な部分にまで余計な処理が施されてしまうことである。例えば、プラズマ処理の場合は、プラズマ処理の不要な部分がプラズマに曝されて損傷を受けたり、その弊害を避けるためにマスキングする等の余計な工程を必要としたりする。また、プラズマ処理の不要な部分がプラズマに曝され、そこから生成した反応生成物が本来のプラズマ処理を妨げる場合がある。例えば特開平１１−１６３０３６号公報には、シリコンチップ上のはんだをフッ素プラズマ処理する場合に、シリコンがフッ素プラズマと反応してフッ化珪素を生じ、このフッ化珪素がはんだバンプと反応することにより、はんだバンプを損傷することが指摘されている。
【０００７】
【発明の目的】
そこで、本発明の目的は、真空チャンバを小型化できるとともに、必要な部分だけの処理を可能とする、真空処理装置及び真空処理方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の真空処理装置は、被処理物にシール部材を介して当接する開口端を有する真空チャンバと、真空チャンバ内をプロセスガスを含む減圧雰囲気にする排気機構及びガス供給機構と、排気機構及びガス供給機構によって減圧雰囲気にされた真空チャンバ内でプラズマを発生させるプラズマ発生機構を有する処理手段とを備えたものである。プラズマ発生機構は、真空チャンバ内に設けられメッシュ状乃至格子状に開口された電極と、電極に高周波電圧を印加する電源とを有する。
【０００９】
被処理物と真空チャンバの開口端とをシール部材を介して当接させ、この状態で真空チャンバ内を減圧雰囲気にし、減圧雰囲気になった真空チャンバ内で被処理物に所定の処理を施す。このとき、真空チャンバは、被処理物の全体を収容するのではなく、被処理物の一部に開口端で接するだけである。そのため、真空チャンバの容積は、被処理物全体を収容する大きさにする必要がないので、極めて小さくなる。また、被処理物は、開口端に囲まれた部分だけが処理されるので、処理不要な部分を処理してしまうことによる問題が回避される。しかも、減圧手段は排気機構とガス供給機構とを有し、処理手段はプラズマ発生機構を有することにより、プラズマ処理が可能である。プラズマ発生機構はメッシュ状乃至格子状に開口された電極を有することにより、電極によってガスの流れが滞らないので、効率よくプラズマが発生するとともに、プラズマが処理対象部位に到達しやすくなる。
【００１０】
請求項２記載の真空処理装置は、板状の被処理物の一方の面に第一のシール部材を介して当接する開口端を有する第一の真空チャンバと、前記被処理物の他方の面の前記第一のシール部材に対向する位置に第二のシール部材を介して当接する開口端を有する第二の真空チャンバと、前記第一の真空チャンバ内と前記第二の真空チャンバ内とを同時に減圧雰囲気にする減圧手段と、この減圧手段によって減圧雰囲気にされた前記第一の真空チャンバ内及び前記第二の真空チャンバ内の少なくとも一方で前記被処理物にプラズマ処理を施す処理手段と、を備えたものである。
【００１１】
二つの真空チャンバの開口端で被処理物を挟み、この状態でこれらの真空チャンバ内を同時に減圧雰囲気にし、減圧雰囲気になった真空チャンバ内で被処理物に所定の処理を施す。このとき、真空チャンバは、被処理物の全体を収容するのではなく、被処理物の一部に開口端で接するだけである。そのため、真空チャンバの容積は、被処理物全体を収容する大きさにする必要がないので、極めて小さくなる。また、被処理物は、開口端に囲まれた部分だけが処理されるので、処理不要な部分を処理してしまうことによる問題が回避される。更に、二つの真空チャンバの開口端で被処理物を挟持した状態で、これらの真空チャンバ内を同時に減圧雰囲気にすることにより、被処理物の両面に加わる圧力が等しくなるので、機械的強度の小さい被処理物でも変形したり破損したりすることがない。
【００１２】
請求項３記載の真空処理装置は、請求項１記載の真空処理装置において、真空チャンバを被処理物の処理対象部位に位置付けるための位置決め手段を、更に備えたものである。この位置決め手段は、真空チャンバ及び被処理物の少なくとも一方を位置決めできるものであればよい。
【００１３】
請求項４記載の真空処理装置は、請求項２記載の真空処理装置において、前記第一の真空チャンバを前記被処理物の処理対象部位に位置付けるための位置決め手段を更に備え、前記第一の真空チャンバと前記被処理物の処理対象部位とを当接させるとともに前記第二の真空チャンバと前記被処理物の処理対象部位とを当接させるものである。
【００１４】
請求項５記載の真空処理装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の真空処理装置において、前記被処理物に張力を付与する張力付与手段を更に備え、前記張力付与手段を、前記被処理物の周端を挟持する枠状の本体を含み構成したものである。被処理物が例えばシート状などの薄いものである場合、真空チャンバ内を減圧雰囲気にする際に、シール部材での漏れなどにより、被処理物が真空チャンバ内に吸い込まれるおそれがある。これに対処するには、被処理物に張力を付与する張力付与手段として、例えば被処理物の周端を挟持するような構成とすればよい。
【００１５】
請求項６記載の真空処理装置は、請求項２又は４記載の真空処理装置において、減圧手段はプロセスガスを含む減圧雰囲気にする排気機構及びガス供給機構を有し、処理手段はプラズマ発生機構を有する、というものである。これにより、プラズマ処理が可能となる。
【００１６】
請求項７記載の真空処理装置は、請求項６記載の真空処理装置において、処理手段は、プラズマ発生機構によってプラズマを発生させることにより、被処理物の処理対象部位を酸化、還元、エッチング、アッシング又は表面改質する、というものである。プラズマ処理の具体例を列挙したものである。
【００１７】
請求項８記載の真空処理装置は、請求項７記載の真空処理装置において、プラズマ発生機構は、真空チャンバ内に設けられメッシュ状乃至格子状に開口された電極と、電極に高周波電圧を印加する電源とを有する、というものである。メッシュ状乃至格子状の電極によってガスの流れが滞らないので、効率よくプラズマが発生するとともに、プラズマが処理対象部位に到達しやすくなる。
【００１８】
請求項９記載の真空処理装置は、請求項１、７又は８記載の真空処理装置において、処理対象部位ははんだバンプであり、ガス供給機構はプロセスガスとして水素ガスを供給し、処理手段は、プラズマ発生機構によって水素プラズマを発生させることにより、はんだバンプの表面の酸化膜を除去する、というものである。プラズマ処理の更に具体的な例である。
【００１９】
請求項１０記載の真空処理方法は、板状の被処理物の一方の面と第一の真空チャンバの開口端とを第一のシール部材を介して当接させるとともに、前記被処理物の他方の面の前記第一のシール部材に対向する位置と第二の真空チャンバの開口端とを第二のシール部材を介して当接させ、この状態で前記第一の真空チャンバ内と前記第二の真空チャンバ内とを同時に減圧雰囲気にし、減圧雰囲気になった前記第一の真空チャンバ内及び前記第二の真空チャンバ内の少なくとも一方で前記被処理物にプラズマ処理を施す、というものである。請求項２記載の真空処理装置と同じ作用を奏する。
【００２０】
請求項１１記載の真空処理方法は、請求項１０記載の真空処理方法において、前記プラズマ処理は、プラズマを発生させることにより、前記被処理物の処理対象部位を酸化、還元、エッチング、アッシング又は表面改質することである、というものである。プラズマ処理の具体例を列挙したものである。
【００２１】
請求項１２記載の真空処理方法は、請求項１１記載の真空処理方法において、処理対象部位ははんだバンプであり、所定の処理は、水素プラズマを発生させることにより、はんだバンプ表面の酸化膜を除去することである、というものである。プラズマ処理の更に具体的な例である。
【００２２】
請求項１３記載の真空処理装置は、被処理物にシール部材を介して当接する開口端を有する真空チャンバと、この真空チャンバ内を減圧雰囲気にする減圧手段と、この減圧手段によって減圧雰囲気にされた前記真空チャンバ内で前記被処理物にプラズマ処理を施す処理手段と、前記被処理物が前記真空チャンバ内に吸い込まれることを防止する張力を当該被処理物に付与する張力付与手段とを備え、前記張力付与手段を、前記被処理物の周端を挟持する枠状の本体を含み構成したものである。
【００２３】
また、本発明は、次のように言い換えることができる。
【００２４】
本発明は、減圧下でのプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、被処理物全体を収めることなく処理対象部位にのみ当接するとともに、被処理物表面でのリークを防止するシール部材を有する真空チャンバと、この真空チャンバ内にプラズマを発生させるためのプラズマ発生機構と、真空チャンバ内を真空引きするための排気機構と、プロセスガス及び復圧ガスを供給するガス供給機構とを有し、更に真空チャンバを被処理物の処理対象部位上に位置付けるための位置決め機構を備える。そして、被処理物と真空チャンバとで閉じられた局所的な空間を形成し、この空間内で減圧プラズマを発生させることにより、被処理物表面を処理する。
【００２５】
真空チャンバに設けられたシール部材と被処理物の表面とを位置決め機構による位置合せ後に密着させ、真空チャンバと被処埋物表面とで閉空間を形成する。続いて、この閉空間を排気機構により減圧雰囲気とするとともに、ガス供給機構を用いて閉空間にプロセスガスを供給する。続いて、真空チャンバに設けられたプラズマ発生機構に高周波電圧を印加して閉空間にプラズマを発生させ、被処理物の処理対象部位のみを局所的にプラズマ処理する。これにより、被処理物全体をプラズマに曝す必要がなく、しかも真空チャンバを著しく小型化でき、更には排気機構に用いられる真空ポンプも安価で小型のものが使用できる。また、プラズマを発生させる高周波電源も小型かつ低出力で安価なものを利用できるので、全体的に小型で安価なプラズマ処理装置となる。
【００２６】
また、被処理物の反対面に減圧機構を設けてもよい。被処理物が局所的に減圧にされた時に、機械的強度不足から変形する恐れがある場合、被処理物の反対面に減圧機構を設けることにより、被処理物の変形を防ぐ。
【００２７】
更に、減圧下でのプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、被処理物全体を真空チャンバに収めることなく、被処理物と真空チャンバとで閉じられた局所的な空間で減圧プラズマを発生させ、使用するプロセスガスやプラズマ処理条件により酸化、還元、エッチング、表面改質等を行う、としてもよい。換言すると、被処理物上に局所的な減圧雰囲気を形成し、ここに処理に応じたプロセスガスをガス供給機構から導入し、真空チャンバに設けられたプラズマ発生機構に高周波電圧を印加してプラズマを発生させ、処理対象部位に対し局所的に酸化、還元、エッチング、表面改質等を行う。
【００２８】
更にまた、真空チャンバ内に設けられた電極に、メッシュ状乃至格子状などの形状で開口部を設けてもよい。この場合、ガス供給管から排気部までのプロセスガスの流れを電極が妨げることがない。そのため、放電により生じたイオン種やラジカル等も、局所的な処理表面に流入しやすくなる。つまり、真空チャンバ内の電極間及び電極付近で発生したイオン種やラジカル類をプロセスガスの流れに沿って、電極によってその流れが妨げられることなく、局所的な処理部位に運ぶことが可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る真空処理装置の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明に係る真空処理方法は、本発明に係る真空処理装置に使用されるものであるので、本発明に係る真空処理装置の実施形態を説明する中で同時に説明する。また、特許請求の範囲における「真空処理装置」、「被処理物」、「処理対象部位」、「減圧手段」、「処理手段」、「位置決め手段」及び「張力付与手段」は、それぞれ「プラズマ処理装置」、「基板」、「はんだバンプ」、「排気機構及びガス供給機構」、「プラズマ発生機構」、「位置決め機構」及び「張力保持機構」と、具体化して言い換えるものとする。なお、図１〜図４は全て概念図としているが、真空チャンバ及び基板については断面図で表わしている。
【００３０】
図１は、本発明に係る真空処理装置の第一実施形態を示す概念図（その１）である。以下、この図面に基づき説明する。
【００３１】
本実施形態のプラズマ処理装置１０は、基板１２にシール部材１４１を介して当接する開口端１４２を有する真空チャンバ１４と、真空チャンバ１４内を減圧雰囲気にする排気機構１６及びガス供給機構１８と、排気機構１６及びガス供給機構１８によって減圧雰囲気にされた真空チャンバ１４内で基板１２に水素プラズマ処理を施すプラズマ発生機構２０とを備えたものである。
【００３２】
基板１２は、例えばセラミックスや合成樹脂又はシリコンからなり、はんだバンプ１２２が表面１２１に形成されている。また、基板１２の材質は、シール部材１４１による気密性を高めるために表面に極端な凹凸がなく、かつ両面で圧力差が生じるため機械的強度の大きい材質が好適である。基板１２が機械的強度の小さい材質からなる場合は、機械的強度の大きい材質からなる板などに基板１２を載置又は装着するようにしてもよい。また、基板１２の裏面１２３側からの圧力に抗するために、基板１２に予め張力を加えておくことにより、基板１２の変形を防止することも可能である（例えば後述する張力保持機構参照）。
【００３３】
真空チャンバ１４は、本体が例えば金属、ガラス、又はセラミックスなどからなる円筒型又は角筒型を呈し、開口端１４２、ガス供給口１４３、排気口１４４、予備の排気口１４５等が形成されている。開口端１４２には、シール部材１４１を保持するための溝１４６が形成されている。シール部材１４１によって囲まれる大きさは例えば１０ｍｍ□程度であるので、真空チャンバ１４はたいへん小さいものになっている。なお、真空チャンバ１４の材質は、低真空の用途であれば、エンジニアリング・プラスチックなどを使用してもよい。
【００３４】
シール部材１４１は、一般に市販されているＯリングを用いることができる。シール部材１４１の材質としては、長期間に渡り減圧及び復圧を繰り返すことを考慮すると、できるだけ弾性変形しやすく、かつヒステリシスの小さいゴムなどが好ましい。なお、シール部材１４１は、真空チャンバ１４側に設けているが、基板１２側に設けてもよく、また基板１２側と真空チャンバ１４側との両方に設けてもよい。
【００３５】
排気機構１６は、スロットルバルブ１６１、真空ポンプ１６２等を備えている。真空ポンプ１６１は、例えばロータリポンプである。スロットルバルブ１６１は、真空チャンバ１４の排気口１４４と真空ポンプ１６２とを接続し、その開き具合に応じて排出ガス流量を変えられるようになっている。なお、予備の排気口１４５もスロットルバルブ１６１及び真空ポンプ１６２に接続することにより、真空チャンバ１４内のガスの流れがより均一になる。
【００３６】
ガス供給機構１８は、復圧ガス用のマスフローコントローラ１８１及びガスバルブ１８２と、プロセスガス用のマスフローコントローラ１８３及びガスバルブ１８４とを備えている。また、ガスバルブ１８２はガス供給口１４３とマスフローコントローラ１８１とを接続し、ガスバルブ１８４はガス供給口１４３とマスフローコントローラ１８３とを接続している。
【００３７】
プラズマ発生機構２０は、高周波電圧を発生する電源２０１、高周波電圧出力用のマッチングボックス２０２、導線入りの絶縁管２０３、真空チャンバ１４との絶縁性を得るための絶縁部材２０４，２０５、メッシュ状の電極２０６、メッシュ状の対向電極２０７，２０８等を備えている。高周波電圧の周波数は、例えば１３．５６ＭＨｚや４００ｋＨｚなどである。
【００３８】
図２は、本発明に係る真空処理装置の第一実施形態を示す概念図（その２）である。以下、図１及び図２に基づき、真空処理装置１０の動作を説明する。
【００３９】
図１は、基板１２を真空チャンバ１４の開口端１４２に当接させる前の状態を示している。図２は、基板１２を真空チャンバ１４の開口端１４２に当接させた後に、真空チャンバ１４内で水素プラズマ１４７を発生させている状態を示している。
【００４０】
まず、図１に示すように、真空チャンバ１４の開口端１４２と基板１２とを、シール部材１４１を介して当接させる。このとき、シール部材１４１で囲まれた範囲の中心にはんだバンプ１２が来るように、真空チャンバ１４と基板１２とを位置合わせする。
【００４１】
続いて、図２に示すように、スロットルバルブ１６１を開いて真空ポンプ１６２をオンにすることにより真空チャンバ１４内の残留ガス１６３を排出するとともに、ガスバルブ１８２，１８４を開くことにより復圧ガスとして窒素ガス１８５及びプロセスガスとして水素ガス１８６を真空チャンバ１４内へ供給する。このとき、マスフローコントローラ１８１，１８３及びスロットルバルブ１６１を調整することにより、真空チャンバ１４内を所定の真空度の減圧雰囲気にする。
【００４２】
真空チャンバ１４内の真空度が所定の値になった頃に、電源２０１をオンにすることにより、電極２０６と対向電極２０７，２０８との間で、水素プラズマ１４７を発生させる。水素プラズマ１４７は、はんだバンプ１２２に到達することにより、はんだバンプ１２２表面の酸化膜を還元して除去する。
【００４３】
このようにプラズマ処理装置１０が動作するとき、真空チャンバ１４は、基板１２の全体を収容するのではなく、基板１２の一部に開口端１４２で接するだけである。そのため、真空チャンバ１４の容積は、基板１２全体を収容する大きさにする必要がないので、極めて小さくなる。また、基板１２は、開口端１４２に囲まれた部分だけが処理されるので、処理不要な部分を処理してしまうことによる問題が回避される。
【００４４】
また、プラズマ処理装置１０は、図５［１］に示すように、位置決め機構４０を備えるようにしてもよい。位置決め機構４０は、Ｚ軸方向に可動するリニアステージ４１に真空チャンバ１４が固定され、Ｘ−Ｙ軸方向に可動するＸ−Ｙステージ４２に基板１２が固定されたものである。リニアステージ４１は、ステッピングモータ４１１、送りねじ４１２等を有する。Ｘ−Ｙステージ４２は、Ｙ軸可動用のステッピングモータ４１１、送りねじ４２２等及び図示しないＸ軸可動用のステッピングモータ、送りねじ等を有する。
【００４５】
又は、図示しないが、位置決め機構４０に代えて、基板１２の搬送方向は搬送手段（例えばベルトコンベアなど）により位置決めし、搬送方向と直行する方向にＺ軸ステージを設けて真空チャンバ１４を位置決めすることもできる。或いは、Ｘ−Ｙ軸方向にも可動できるステージを真空チャンバ１４に併設するか、又は３軸以上のロボットアームで真空チャンバ１４を保持することにより、任意の位置に真空チャンバ１４を移動させることもできる。
【００４６】
図３は、本発明に係る真空処理装置の第二実施形態を示す概念図（その１）である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００４７】
本実施形態のプラズマ処理装置３０は、真空チャンバ１４及び真空チャンバ３２と、真空チャンバ１４内及び真空チャンバ３２内を同時に減圧雰囲気にする排気機構１６’及びガス供給機構１８と、排気機構１６’及びガス供給機構１８によって減圧雰囲気にされた真空チャンバ１４内で基板１２に水素プラズマ処理を施すプラズマ発生機構２０とを備えたものである。真空チャンバ１４は、基板１２の表面１２１に、シール部材１４１を介して、当接する開口端１４２を有する。真空チャンバ３２は、基板１２の裏面１２３のシール部材１４２に対向する位置に、シール部材３２１を介して、当接する開口端３２２を有する。
【００４８】
真空チャンバ３２は、本体が例えば金属やガラスからなる円筒型又は角筒型を呈し、開口端３２２、排気口３２３等が形成されている。開口端３２２には、シール部材３２１を保持するための溝３２４が形成されている。シール部材３２１は、シール部材１４１と同じものを使用している。
【００４９】
排気機構１６’は、スロットルバルブ１６１及び真空ポンプ１６２の他に、真空チャンバ３２と真空チャンバ１４とを連通する配管１６４を備えている。配管１６４によって真空チャンバ３２内と真空チャンバ１４内とが常に同じ圧力になるので、排気機構１６’は真空チャンバ１４内及び真空チャンバ３２内を同時に減圧雰囲気にすることが可能である。
【００５０】
図４は、本発明に係る真空処理装置の第二実施形態を示す概念図（その２）である。以下、図３及び図４に基づき、真空処理装置３０の動作を説明する。ただし、図４において図２と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００５１】
図３は、基板１２を真空チャンバ１４の開口端１４２及び真空チャンバ３２の開口端３２２に当接させる前の状態を示している。図４は、基板１２を真空チャンバ１４の開口端１４２及び真空チャンバ３２の開口端３２２に当接させた後に、真空チャンバ１４内で水素プラズマ１４７を発生させている状態を示している。
【００５２】
まず、図３に示すように、真空チャンバ１４の開口端１４２と基板１２とをシール部材１４１を介して当接させるとともに、真空チャンバ３２の開口端３２２と基板１２とをシール部材３２１を介して当接させる。このとき、シール部材１４１で囲まれた範囲の中心にはんだバンプ１２が来るように、かつ、シール部材１４１とシール部材３２１とで基板１２を挟持するように、真空チャンバ１４，３２と基板１２とを位置合わせする。
【００５３】
続いて、図３に示すように、スロットルバルブ１６１を開いて真空ポンプ１６２をオンにすることにより真空チャンバ１４，３２内の残留ガス１６３を排出するとともに、ガスバルブ１８２，１８４を開くことにより復圧ガスとして窒素ガス１８５及びプロセスガスとして水素ガス１８６を真空チャンバ１４内へ（結果的に真空チャンバ３２内へも）供給する。このとき、マスフローコントローラ１８１，１８３及びスロットルバルブ１６１を調整することにより、真空チャンバ１４内を所定の真空度の減圧雰囲気にする。
【００５４】
真空チャンバ１４内の真空度が所定の値になった頃に、電源２０１をオンにすることにより、電極２０６と対向電極２０７，２０８との間で、水素プラズマ１４７を発生させる。水素プラズマ１４７は、はんだバンプ１２２に到達することにより、はんだバンプ１２２表面の酸化膜を還元して除去する。
【００５５】
プラズマ処理装置３０によれば、第一実施形態と同等の作用及び効果を奏する他に、次の作用及び効果を奏する。二つの真空チャンバ１４，３２の開口端１４２，３２２で基板１２を挟持した状態で、これらの真空チャンバ１４，３２内を同時に減圧雰囲気にすることにより、基板１２の両面に加わる圧力が等しくなるので、機械的強度の小さい基板１２でも変形したり破損したりすることがない。
【００５６】
また、プラズマ処理装置３０は、図５［２］に示すように、基板１２をその周端で挟持することにより基板１２に張力を付与する張力保持機構５０を備えたものとしてもよい。張力保持機構５０は、枠状の本体５１、同じく枠状の蓋５２、雄ねじ５３ａ，５３ｂ等の部品からなる。本体５１には、真空チャンバ３２のシール部材３２１を基板１２の裏面１２３に当接させるための貫通部５１１、基板１２を嵌め込む凹部５１２、雄ねじ５３ａ，５３ｂと螺合する雌ねじ５１３ａ，５１３ｂ等が形成されている。蓋５２には、真空チャンバ１４のシール部材１４１を基板１２の表面１２２に当接させるための貫通部５２１、雄ねじ５３ａ，５３ｂを挿通させるための挿通孔５２２ａ，５２２ｂ等が形成されている。
【００５７】
本体５１の凹部５１２に基板１２を嵌め込み、この上に蓋５１をかぶせ、雄ねじ５３ａ，５３ｂを雌ねじ５１３ａ，５１３ｂに螺合させることにより、基板１２の周端が本体５１と蓋５２とで挟持される。基板１２が例えばシート状などの薄いものである場合、真空チャンバ１４，３２内を減圧雰囲気にする際に、シール部材１４１，３２１での漏れにより、基板１２が真空チャンバ１４，３２内に吸い込まれるおそれがある。これに対処するには、張力保持機構５０によって基板１２周端を挟持することにより、基板１２に張力を付与することが有効である。
【００５８】
また、張力保持機構５０に代えて、図６に示すように、基板１２をその周縁部で掛止させることにより基板１２に張力を付与する張力保持機構６０を用いてもよい。張力保持機構６０は、板状の本体６１、本体６１の周縁上に設けられた円柱状の凸部６２ａ〜６２ｌ等からなる。また、基板１２の周縁部には、凸部６２ａ〜６２ｌに嵌合する貫通孔からなる凹部６３ａ〜６３ｌが形成されている。本体６１の凸部６２ａ〜６２ｌに基板１２の凹部６３ａ〜６３ｌを嵌め込むことにより、基板１２の周縁部が本体５１の凸部６２ａ〜６２ｌに掛止される。このとき、基板１２の上側に抑え部材（図示せず）を載置してもよい。張力保持機構６０も張力保持機構５０と同等の作用及び効果を奏する。しかも、張力保持機構６０は、本体６１への基板１２の着脱が容易であるので、インライン対応型として好適である。なお、本実施形態で張力保持機構６０を用いる場合は、図５［２］の張力保持機構５０と同じように、真空チャンバ３２のシール部材３２１を基板１２の裏面１２３に当接させるための貫通部（図示せず）を、本体６１に形成する必要がある。
【００５９】
更に、プラズマ処理装置３０は、図５［１］に示すように、真空チャンバ１４及び真空チャンバ３２を基板１２に位置付けるための位置決め機構４０を備えたものとしてもよい。この場合、位置決め機構４０は、図示する構成に加えて、Ｚ軸方向に可動するもう一つのリニアステージ（図示せず）に真空チャンバ３２が固定されたものとなる。また、Ｘ−Ｙステージ４２には、基板１２に真空チャンバ３２を当接するための貫通孔（図示せず）が形成されている。
【００６０】
なお、上記第一第二実施形態は、言うまでもなく例示に過ぎないので、本発明を限定するものではない。本発明は、例えば次のような形態も採り得る。プラズマ処理用の雰囲気ガスとしては、酸素、水素、窒素、メタン等の炭化水素化合物、ＣＦ_４、ＳＦ_６、ＮＦ_３、Ｃ_５Ｆ_８等のフッ素化合物、ヘリウムやアルゴン等の不活性ガス、又はこれらのいずれか２以上のガスの混合物を、それぞれ処理用途に応じて用いることができる。また、プラズマを伴なわない処理、例えば真空蒸着、イオンプレーティング、イオン注入、アニーリング等の処理にも使用できる。更に、はんだを水素プラズマで還元する他に、金などのメッキ表面をアルゴン（又は不活性ガス）プラズマで洗浄することにも使用できる。
【００６１】
【発明の効果】
本発明に係る真空処理装置及び真空処理方法によれば、被処理物と真空チャンバの開口端とをシール部材を介して当接させ、この状態で真空チャンバ内を減圧雰囲気にし、減圧雰囲気になった真空チャンバ内で被処理物に所定の処理を施すことにより、被処理物全体を真空チャンバ内に収容しなくても被処理物に処理を施すことができるので、真空チャンバを極めて小さくできる。また、被処理物は開口端に囲まれた部分だけが処理されるので、処理不要な部分を処理してしまうことによる問題を回避できる。
【００６２】
また、二つの真空チャンバの開口端で被処理物を挟持した状態で、これらの真空チャンバ内を同時に減圧雰囲気にすることにより、被処理物の両面に加わる圧力を等しくできるので、機械的強度の小さい被処理物でも変形又は破損させることなく処理を施すことができる。
【００６３】
更に、プラズマ発生機構の電極をメッシュ状乃至格子状にすることにより、ガス流の抵抗を低減することができるので、効率よくプラズマを発生できるとともに、プラズマを容易に処理対象部位に到達させることができる。
【００６４】
更にまた、被処理物に張力を付与する張力付与手段を備えることにより、被処理物が例えばシート状などの薄いものである場合でも、被処理物が真空チャンバ内に吸い込まれることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る真空処理装置の第一実施形態を示す概念図（その１）である。
【図２】本発明に係る真空処理装置の第一実施形態を示す概念図（その２）である。
【図３】本発明に係る真空処理装置の第二実施形態を示す概念図（その１）である。
【図４】本発明に係る真空処理装置の第二実施形態を示す概念図（その２）である。
【図５】図５［１］は第一及び第二実施形態で用いられる位置決め機構の一例を示す概略図であり、図５［２］は第一及び第二実施形態で用いられる張力保持機構の一例を示す断面図である。
【図６】第一及び第二実施形態で用いられる張力保持機構の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０，３０プラズマ処理装置
１２基板（被処理物）
１２２はんだバンプ（処理対象部位）
１４真空チャンバ（第一）
３２真空チャンバ（第二）
１４１，３２１シール部材
１４２，３２２開口端
１６，１６’ 排気機構（減圧手段）
１８ガス供給機構（減圧手段）
２０プラズマ発生機構（処理手段）
４０位置決め機構（位置決め手段）
５０，６０張力保持機構（張力付与手段）

Claims

被処理物にシール部材を介して当接する開口端を有する真空チャンバと、この真空チャンバ内をプロセスガスを含む減圧雰囲気にする排気機構及びガス供給機構と、これらの排気機構及びガス供給機構によって減圧雰囲気にされた前記真空チャンバ内でプラズマを発生させるプラズマ発生機構を有する処理手段とを備え、
前記プラズマ発生機構は、前記真空チャンバ内に設けられメッシュ状乃至格子状に開口された電極と、この電極に高周波電圧を印加する電源とを有する、
ことを特徴とする真空処理装置。
板状の被処理物の一方の面に第一のシール部材を介して当接する開口端を有する第一の真空チャンバと、前記被処理物の他方の面の前記第一のシール部材に対向する位置に第二のシール部材を介して当接する開口端を有する第二の真空チャンバと、前記第一の真空チャンバ内と前記第二の真空チャンバ内とを同時に減圧雰囲気にする減圧手段と、この減圧手段によって減圧雰囲気にされた前記第一の真空チャンバ内及び前記第二の真空チャンバ内の少なくとも一方で前記被処理物にプラズマ処理を施す処理手段と、
を備えたことを特徴とする真空処理装置。
前記真空チャンバを前記被処理物の処理対象部位に位置付けるための位置決め手段を、
更に備えた請求項１記載の真空処理装置。
前記第一の真空チャンバを前記被処理物の処理対象部位に位置付けるための位置決め手段を更に備え、前記第一の真空チャンバと前記被処理物の処理対象部位とを当接させるとともに前記第二の真空チャンバと前記被処理物の処理対象部位とを当接させる、
ことを特徴とする請求項２記載の真空処理装置。
前記被処理物に張力を付与する張力付与手段を更に備え、
前記張力付与手段を、前記被処理物の周端を挟持する枠状の本体を含み構成した請求項１乃至４のいずれかに記載の真空処理装置。
前記減圧手段はプロセスガスを含む前記減圧雰囲気にする排気機構及びガス供給機構を有し、前記処理手段はプラズマ発生機構を有する、
請求項２又は４記載の真空処理装置。
前記処理手段は、前記プラズマ発生機構によってプラズマを発生させることにより、前記被処理物の処理対象部位を酸化、還元、エッチング、アッシング又は表面改質する、
請求項６記載の真空処理装置。
前記プラズマ発生機構は、前記真空チャンバ内に設けられメッシュ状乃至格子状に開口された電極と、この電極に高周波電圧を印加する電源とを有する、
請求項６記載の真空処理装置。
前記処理対象部位ははんだバンプであり、前記ガス供給機構は前記プロセスガスとして水素ガスを供給し、前記処理手段は、前記プラズマ発生機構によって水素プラズマを発生させることにより、前記はんだバンプの表面の酸化膜を除去する、
請求項１、７又は８記載の真空処理装置。
板状の被処理物の一方の面と第一の真空チャンバの開口端とを第一のシール部材を介して当接させるとともに、前記被処理物の他方の面の前記第一のシール部材に対向する位置と第二の真空チャンバの開口端とを第二のシール部材を介して当接させ、
この状態で前記第一の真空チャンバ内と前記第二の真空チャンバ内とを同時に減圧雰囲気にし、減圧雰囲気になった前記第一の真空チャンバ内及び前記第二の真空チャンバ内の少なくとも一方で前記被処理物にプラズマ処理を施す、
ことを特徴とする真空処理方法。
前記プラズマ処理は、プラズマを発生させることにより、前記被処理物の処理対象部位を酸化、還元、エッチング、アッシング又は表面改質することである、
請求項１０記載の真空処理方法。
前記処理対象部位ははんだバンプであり、前記プラズマ処理は、水素プラズマを発生させることにより、前記はんだバンプの表面の酸化膜を除去することである、
請求項１１記載の真空処理方法。
被処理物にシール部材を介して当接する開口端を有する真空チャンバと、この真空チャンバ内を減圧雰囲気にする減圧手段と、この減圧手段によって減圧雰囲気にされた前記真空チャンバ内で前記被処理物にプラズマ処理を施す処理手段と、前記被処理物が前記真空チャンバ内に吸い込まれることを防止する張力を当該被処理物に付与する張力付与手段とを備え、
前記張力付与手段を、前記被処理物の周端を挟持する枠状の本体を含み構成したことを特徴とする真空処理装置。