JP4016540B2

JP4016540B2 - Plasma processing system

Info

Publication number: JP4016540B2
Application number: JP23309899A
Authority: JP
Inventors: 和也喜多山; 康志澤田; 典幸田口; 正治安田; 圭一山崎; 康輔中村; 佳幸中園
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-08-19
Filing date: 1999-08-19
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2019-08-19
Also published as: JP2001060577A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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、有機フィルムの密着性の改善、金属酸化物の還元、製膜、表面改質などのプラズマ処理に利用されるプラズマを発生させるためのプラズマ処理システム、及びこれを用いたプラズマ処理方法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。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子部品の表面のクリーニングなどを行うにあたってはプラズマ処理装置が用いられている。図７に示すプラズマ処理装置Ａは減圧下でプラズマ処理を行うものであって、減圧チャンバーである反応容器５０内に一対の電極５１、５２を上下に対向配置して形成されている。上側の電極５１は高周波を発生する電源１５に接続されていると共に下側の電極５２は接地されている。また、反応容器５０の上部にはガス投入口５３が設けられていると共に反応容器５０の下部には排気口５４が形成されており、排気口５４には真空ポンプ５５が接続されている。
【０００３】
このプラズマ処理装置Ａを用いて被処理物６にプラズマ処理を施すにあたっては、まず、下側の電極５２の上に被処理物６を載せて反応容器５０内に被処理物６を配置する。次に、真空ポンプ５５にて排気口５４から反応容器５０内の空気を脱気して反応容器５０内を減圧状態にする。次に、ガス投入口５３を通じて反応容器５０内にＨｅ（ヘリウム）やＡｒ（アルゴン）などの希ガスを主成分とするプラズマ生成用ガスを投入して反応容器５０内をプラズマ生成用ガスで充満する。次に、電極５１、５２の間に交流電界を印加して放電させることによりプラズマ生成用ガスからプラズマ５６を生成する。そして、このようにしてプラズマが生成されると、プラズマ５６が被処理物６の表面に供給されて被処理物６がプラズマ処理されるのである。
【０００４】
図８に他のプラズマ処理装置Ａを示す。このプラズマ処理装置Ａは大気圧下でプラズマ処理を行うものであって、下面を吹き出し口１として開放させた円筒状の反応管２の外周に高圧電極３と接地電極４を設けて形成されるものである。このプラズマ処理装置Ａを用いて被処理物６にプラズマ処理を施すにあたっては、まず、吹き出し口１の下側に被処理物６を配置する。次に、反応管２内にプラズマ生成用ガスを投入する。次に、高圧電極３と接地電極４の間に交流電界を印加して反応管２内で放電させることによりプラズマ生成用ガスからプラズマを生成する。そして、このようにしてプラズマが生成されると、プラズマが吹き出し口１からプラズマジェット５として吹き出され、吹き出されたプラズマジェット５が被処理物６の表面に吹き付けられて被処理物６がプラズマ処理されるのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のプラズマ処理装置Ａでは、被処理物６が平板状であって（例えば、プリント配線板）、プラズマ処理の対象となる被処理部分（例えば、ボンディングパットなどの回路）が被処理物６の表面（上面）に形成されている場合には、プラズマ５６やプラズマジェット５を被処理部分に供給することができて被処理物６の被処理部分にクリーニングなどのプラズマ処理を施すことができる。しかし、被処理物６が平板状でなく、しかも、被処理物６の真上からのプラズマ５６やプラズマジェット５を供給してもプラズマ５６やプラズマジェット５が供給されない箇所に被処理部分が形成されている場合では、上記のいずれのプラズマ処理装置Ａを用いても被処理物６の被処理部分にプラズマ処理を施すことができず、均一なプラズマ処理を行うことができないという問題があった。
【０００６】
例えば、被処理物６が図９、１０に示すような回路ブロック６０である場合に上記のような問題が生じる。回路ブロック６０は、基台６１に上面が開口する凹部６２を形成し、凹部６２の底面に半導体チップ等の部品６３を配設すると共に凹部６２の底面や部品６３の表面（上面）にボンディングパットなどの回路６４が形成されるものであって、基台６１の側壁６５の上部には凹部６２の上面開口に突出する障害部６６が延設されている。
【０００７】
そして、図７に示すプラズマ処理装置Ａで回路ブロック６０にプラズマ処理を行うと、プラズマ５６は回路ブロック６０の真上から供給されるだけであるので、図９に示すように、凹部６２の側端部において障害部６６よりも下側にプラズマ５６が供給されない影部６７が形成されることになって、この影部６７にある被処理部分７０の回路６４にプラズマ処理を施すことができず、凹部６２の略中央部に位置する被処理部分７０のみにプラズマ処理が施されるものであった。また、図８に示すプラズマ処理装置Ａで回路ブロック６０にプラズマ処理を行う場合でも、プラズマジェット５は回路ブロック６０の真上から供給されるだけであるので、図１０に示すように、凹部６２の側端部において障害部６６よりも下側にプラズマジェット５が供給されない影部６７が形成されることになって、この影部６７にある被処理部分７０の回路６４にプラズマ処理を施すことができず、凹部６２の略中央部に位置する被処理部分７０のみにプラズマ処理が施されるものであった。
【０００８】
さらに、被処理部が自動車の窓枠のように３次元的に湾曲しており、その湾曲面が被処理部分である場合にも、被処理部分にプラズマ５６やプラズマジェット５が均一に供給されにくいので、被処理物を略全体に亘って均一にプラズマ処理することができないという問題があった。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、被処理物を略全体に亘って均一にプラズマ処理することができるプラズマ処理システムを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るプラズマ処理システムは、被処理物６のプラズマ処理の対象となる被処理部分７０の上方に障害部６６が形成されており、前記被処理物６に真上から供給されるプラズマジェット５が前記障害部６６で遮られて吹き付けられない前記被処理部分７０に対してプラズマジェット５を吹き付けるためのプラズマ処理システムであって、片側が吹き出し口１として開放された筒状の反応管２と高圧電極３と接地電極４とを具備して構成され、前記反応管２にプラズマ生成用ガスを導入し、前記高圧電極３と前記接地電極４の間に交流電界を印加することにより、大気圧下で前記反応管２内にグロー放電を発生させ、前記反応管２の前記吹き出し口１から前記プラズマジェット５を吹き出すプラズマ処理装置Ａと、前記プラズマ処理装置Ａを３次元的に駆動させて前記被処理物６に対する前記プラズマジェット５の吹き出し角度を調整するためのプラズマ処理装置駆動手段３０とを備え、前記プラズマ処理装置駆動手段３０は、水平面で回転駆動自在に形成されたアーム旋回部３２と、前記アーム旋回部３２の回転により移動自在に形成された上腕アーム３４と下腕アーム３６と支持アーム３８とを備えた多関節型ロボットからなり、前記下腕アーム３６は前記上腕アーム３４に垂直面で回動駆動自在に枢着されると共に前記支持アーム３８は前記下腕アーム３６に垂直面で回動駆動自在に枢着され、前記支持アーム３８に前記プラズマ処理装置Ａを保持して成ることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項２に係るプラズマ処理システムは、被処理物６のプラズマ処理の対象となる被処理部分７０の上方に障害部６６が形成されており、前記被処理物６に真上から供給されるプラズマジェット５が前記障害部６６で遮られて吹き付けられない前記被処理部分７０に対してプラズマジェット５を吹き付けるためのプラズマ処理システムであって、片側が吹き出し口１として開放された筒状の反応管２と高圧電極３と接地電極４とを具備して構成され、前記反応管２にプラズマ生成用ガスを導入し、前記高圧電極３と前記接地電極４の間に交流電界を印加することにより、大気圧下で前記反応管２内にグロー放電を発生させ、前記反応管２の前記吹き出し口１から前記プラズマジェット５を吹き出すプラズマ処理装置Ａと、前記被処理物６を３次元的に駆動させて前記被処理物６に対する前記プラズマジェット５の吹き出し角度を調整するための被処理物駆動手段８５とを備え、前記被処理物駆動手段８５は、水平面で回転駆動自在に形成されたアーム旋回部３２と、前記アーム旋回部３２の回転により移動自在に形成された上腕アーム３４と下腕アーム３６と被処理物搬送手段８０とを備えた多関節型ロボットからなり、前記下腕アーム３６は前記上腕アーム３４に垂直面で回動駆動自在に枢着されると共に前記被処理物搬送手段８０は前記下腕アーム３６に垂直面で回動駆動自在に枢着され、前記被処理物搬送手段８０は前記被処理物６を保持可能に形成して成ることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１に本発明の実施の形態の一例を示す。このプラズマ処理システムはプラズマ処理装置Ａとプラズマ処理装置駆動手段３０と被処理物搬送手段８０とを具備して構成されている。
【００１５】
図２に本発明のプラズマ処理装置Ａの一例を示す。このプラズマ処理装置Ａは、反応管２の外周に高圧電極３と接地電極４を接触させて設けると共に高圧電極３と接地電極４を反応管２の長手方向に並べて対向させて配置することによって形成されており、反応管２の内部において高圧電極３と接地電極４の間に放電空間７が形成されている。
【００１６】
反応管２は高融点の絶縁材料（誘電体材料）で円筒状に形成されるものであって、その一端はガス導入口９０として、他端は吹き出し口１として開放されている。また、反応管２の吹き出し口１を設けた側の端部は直径が吹き出し口１側ほど小さくなるような先細り形状に絞り込まれたテーパー構造の集束部２０が形成されている。集束部２０を設けないで吹き出し口１の口径を反応管２の直径とほぼ同じに形成した場合、吹き出し口１から吹き出されるプラズマジェット５の流速を加速するのが難しいが、上記のように、反応管２の端部を吹き出し口１側に向かって徐々に小径となるように絞り込んだ集束部２０として形成することによって、放電空間７の体積を小さくすることなくプラズマジェット５の流速を加速することができ、短寿命のラジカルなどの反応性ガス活性粒子が消滅する前に、被処理物６にプラズマジェット５を到達させることができて被処理物６のプラズマ処理を効率よく行うことができるものである。被処理物６の表面のクリーニングに適したプラズマジェット５の流速を得るためには、集束部２０の外周面と集束部２０以外の反応管２の外周面との間に形成されるテーパー角αが１０〜３０°であることが好ましい。
【００１７】
また、吹き出し口１の開口面積は直径が０．１〜５ｍｍの真円の面積に相当する大きさに形成されている。吹き出し口１の開口面積が上記の範囲よりも小さすぎると、吹き出されるプラズマジェット５の処理範囲が小さくなりすぎて、被処理物６のプラズマ処理に長時間を要することになり、逆に、吹き出し口１の開口面積が上記の範囲よりも大きすぎると、吹き出されるプラズマジェット５の処理範囲が大きくなりすぎて、被処理物に局所的なプラズマ処理を施すことができなくなる恐れがある。
【００１８】
反応管２を形成する絶縁材料の誘電率は放電空間７における低温化の重要な要素であって、具体的には絶縁材料として、石英、アルミナ、イットリア部分安定化ジルコニウムなどのガラス質材料やセラミック材料などを例示することができる。
【００１９】
高圧電極３と接地電極４は、その冷却効率を高くするために熱伝導性の高い金属材料、例えば、銅、アルミニウム、真鍮、耐食性の高いステンレス（ＳＵＳ３０４など）などで形成されており、図３に示すように両電極３、４は同形であって、環状（リング状）に形成されている。高圧電極３と接地電極４の略中央部には挿着孔１０が貫通して形成されており、挿着孔１０の孔径は反応管２の外径よりもやや大きめに形成されている。また、高圧電極３と接地電極４の内部は冷媒が流通可能な流通部１１として形成されており、高圧電極３と接地電極４の外周面には流通部１１と連通する供給管１２と排出管１３が突設されている。
【００２０】
高圧電極３と接地電極４の内周面（挿着孔１０を構成する面）は反応管２と接触する接触面１４として形成されており、接触面１４の算術平均粗さで表した表面粗度は１０〜１０００μｍに設定されている。このように接触面１４の表面粗度を１０〜１０００μｍに設定することによって、放電空間７における放電の均一化を図ることができる。これはミクロ的に見た場合に、非常に微細なマイクロディスチャージの集合体が形成され、アークへの移行が阻害されるためであると考えられる。高圧電極３と接地電極４の接触面１４の表面粗度が１０μｍ未満であれば、放電しにくくなる恐れがあり、高圧電極３と接地電極４の接触面１４の表面粗度が１０００μｍを超えると、放電の不均一化が生じる恐れがある。このように高圧電極３と接地電極４の接触面１４を粗面化する加工としては、サンドブラストなどの物理的手段を採用することができる。尚、表面粗さをｙ＝ｆ（ｘ）の形に表した場合の算術平均粗さＲａ（μｍ）はＪＩＳＢ０６０１で以下の式（１）で定義されている。
【００２１】
【数１】

【００２２】
そして、反応管２を挿着孔１０に差し込むことによって、高圧電極３と接地電極４を反応管２の外周に取り付けると共に高圧電極３と接地電極４の内周面の接触面１４を反応管２の外周面に接触させるように配置する。また、高圧電極３は交流電界を発生させる電源１５と接続されると共に接地電極４は接地される。接地電極４は高圧電極３よりも吹き出し口１に近い位置に配置される。このことで、接地電極４が高圧電極３よりも被処理物６に近くに位置することになり、すなわち、高圧電極３が接地電極４よりも被処理物６から遠くに位置することになり、高圧電極３から被処理物６にアーク放電が飛びにくくなって、アーク放電による被処理物６の破損を防止することができるものである。
【００２３】
高圧電極３と接地電極４の間隔Ｌは３〜２０ｍｍに設定するのが好ましい。高圧電極３と接地電極４の間隔Ｌが３ｍｍ未満であれば、反応管２の外部で高圧電極３と接地電極４の間で短絡が起こって放電空間７で放電が起こらなくなる恐れがあり、しかも、放電空間７が狭くなって、効率よくプラズマを生成することが難しくなる恐れがある。また、高圧電極３と接地電極４の間隔Ｌが２０ｍｍを超えると、放電空間７で放電が起こりにくくなって、効率よくプラズマを生成することが難しくなる恐れがある。
【００２４】
上記の高圧電極３と接地電極４は冷媒により冷却されるが、冷媒としてはイオン交換水や純水も使用することができる。イオン交換水や純水を用いることによって、冷媒中に不純物が含まれることがなく、高圧電極３と接地電極４が冷媒で腐食されにくくなるものである。また、冷媒としては０℃で不凍性を有し、且つ電気絶縁性及び不燃性や化学安定性を有する液体であることが好ましく、例えば、電気絶縁性能は０．１ｍｍ間隔での耐電圧が１０ｋＶ以上であることが好ましい。この範囲の絶縁性を有する冷媒を用いる理由は、高電圧が印加される電極からの漏電を防止するためである。このような性質を有する冷媒としては、パーフルオロカーボン、ハイドロフルオロエーテル等を例示することができ、また純水にエチレングリコールを５〜６０重量％添加した混合液であってもよい。さらに冷媒は空気であってもよい。
【００２５】
上記のように形成されるプラズマ処理装置Ａでは、プラズマ生成用ガスとして不活性ガス（希ガス）あるいは不活性ガスと反応ガスの混合気体を用いる。不活性ガスとしては、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、アルゴンやヘリウムを用いるのが好ましい。また反応ガスの種類は処理の内容によって任意に選択することができる。例えば、被処理物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などを行う場合は、酸素、空気、ＣＯ_２、Ｎ_２Ｏなどの酸化性ガスを用いるのが好ましい。また反応ガスとしてＣＦ_４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用いることができ、その添加量は不活性ガスの全量に対して１０重量％以下、好ましくは０．１〜５重量％の範囲である。反応ガスの添加量が０．１重量％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重量％を超えると、放電が不安定になる恐れがある。
【００２６】
上記のように形成されるプラズマ処理装置Ａでプラズマジェット５を生成するにあたっては、まず、矢印▲１▼で示すようにガス導入口９０から反応管２の内部にプラズマ生成用ガスを導入し、ガス導入口９０側から吹き出し口１側に向かってプラズマ生成用ガスを流通させて放電空間７に供給すると共に高圧電極３に電源１５から高周波電圧を印加して、高圧電極３と接地電極４の間の放電空間７に高周波の交流電界を印加する。この交流電界の印加により大気圧下で放電空間７にグロー放電を発生させ、グロー放電でプラズマ生成用ガスをプラズマ化してプラズマ活性種を含むプラズマを生成した後、このプラズマを吹き出し口１からプラズマジェット５として連続的に流出させて吹き出すようにする。
【００２７】
本発明において、印加される交流電界の周波数は１ｋＨｚ〜２００ＭＨｚに設定するのが好ましい。交流の周波数が１ｋＨｚ未満であれば、放電空間７での放電を安定化させることができなくなり、プラズマ処理を効率よく行うことができなくなる恐れがある。交流の周波数が２００ＭＨｚを超えると、放電空間７でのプラズマの温度上昇が著しくなり、反応管２や高圧電極３や接地電極４の寿命が短くなる恐れがあり、しかも、プラズマ処理装置が複雑化及び大型化する恐れがある。
【００２８】
また本発明において、放電空間７に印加される印加電力は２０〜３５００Ｗ／ｃｍ^３に設定するのが好ましい。放電空間７に印加される印加電力が２０Ｗ／ｃｍ^３未満であれば、プラズマを充分に発生させることができなくなり、逆に、放電空間７に印加される印加電力が３５００Ｗ／ｃｍ^３を超えると、安定した放電を得ることができなくなる恐れがある。尚、印加電力の密度（Ｗ／ｃｍ^３）は、（印加電力／放電空間体積）で定義される。
【００２９】
また上記のようにプラズマジェット５を発生させている間、高圧電極３と接地電極４は冷媒により冷却されている。つまり、矢印▲２▼で示すように供給管１２を通じて高圧電極３と接地電極４の内部の流通部１１に冷媒を供給することによって、高圧電極３と接地電極４が冷却される。流通部１１に供給された冷媒は、矢印▲３▼で示すように排出管１３を通じて排出される。そして、高圧電極３と接地電極４を冷媒により冷却するので、大気圧下で周波数の高い交流でプラズマを生成しても、高圧電極３と接地電極４の両方の温度上昇をより抑えることができ、よって放電空間７に生成されるプラズマの温度（ガス温度）がより高くならないようにすることができて被処理物６の熱的損傷をより少なくすることができるものである。また高圧電極３と接地電極４の両方を冷却することによって、放電空間７の局所的な加熱をより防ぐことができ、より均質なグロー放電を生成してストリーマー放電の生成を抑えることができて被処理物６のストリーマー放電による損傷をより少なくすることができるものである。これは、高圧電極３と接地電極４の両方を冷却することによって、高圧電極３と接地電極４の両方からの部分的な電子の放出が抑えられるためであると考えられる。
【００３０】
そして本発明では、放電空間７に交流電界を印加するための高圧電極３と接地電極４の両方を反応管２の外側に設けるので、高圧電極３と接地電極４の両方が放電空間７に生成されるプラズマに直接曝されることが無くなって、プラズマによりスパッタリングを受けないようにすることができると共に反応ガスにより腐食されないようにすることができ、高圧電極３と接地電極４がダメージを受けなくなって寿命を長くすることができるものである。しかも、スパッタリングや腐食により不純物が生じないので、長期間の使用であっても被処理物６が不純物より汚染されないようにすることができるものである。
【００３１】
また、高圧電極３と接地電極４をプラズマ生成用ガスの導入方向と略平行に並ぶように、すなわち、高圧電極３と接地電極４を反応管２の長手方向に並べて対向させて配置するので、放電空間７に生成される交流電界の方向とプラズマ生成用ガス及びプラズマジェット５の流れ方向とをほぼ一致させることができ、プラズマジェット５の活性種を効率よく生成することができるものであり、しかも、高圧電極３と接地電極４の間隔Ｌを変えることによって、放電空間７の大きさを簡単に変えることができ、プラズマジェット５の生成量を容易に調整することができるものである。
【００３２】
図１に示すプラズマ処理装置駆動手段３０は多関節型ロボットで形成されている。３１は床面上に設置される基盤であって、基盤３１の上面にはアーム旋回部３２が基盤３１に対して水平面で回転駆動自在に設けられている。また、アーム旋回部３２の上面には制御部３３が設けられている。この制御部３３にはプラズマ処理装置駆動手段３０の動作を制御する回路が内蔵されている。また、制御部３３はアーム旋回部３２の回転により水平面で回転駆動自在に形成されている。制御部３３の上部には上腕アーム３４の一端が肩軸３５により枢着されている。この上腕アーム３４は肩軸３５を軸として垂直面で回動（回転）駆動自在に形成されている。上腕アーム３４の他端には下腕アーム３６の一端が肘軸３７により枢着されている。この下腕アーム３６は肘軸３７を軸として垂直面で回動（回転）駆動自在に形成されている。下腕アーム３６の他端には支持アーム３８の一端が手首軸３９により枢着されている。この支持アーム３８は手首軸３９を軸として垂直面で回動（回転）駆動自在に形成されている。従って、上腕アーム３４と下腕アーム３６と支持アーム３８は制御部３３の回転により水平面で移動自在に形成されている。そして、支持アーム３８の他端は把持する把持部４０として形成されており、把持部４０にプラズマ処理装置Ａの反応管２を把持させることによって、プラズマ処理装置駆動手段３０にプラズマ処理装置Ａを保持させることができるものである。尚、アーム旋回部３２、上腕アーム３４、下腕アーム３６、支持アーム３８の回転駆動や回動駆動及び把持部４０の把持の際の駆動は、油圧モータや油圧シリンダーや空気圧シリンダーなどのアクチュエータを駆動源として行われる。
【００３３】
また、図４に示すように、反応管２のガス導入口９０側の端部にはキャップ７１が取り付けられている。このキャップ７１にはガス導入管７２が突設されており、ガス導入管７２にはホースなどで形成されるガス供給ラインが接続されている。そして、プラズマ生成用ガスはガス供給ライン、ガス導入管７２、キャップ７１、ガス導入口９０を通じて反応管２に供給されるように形成されている。また、高圧電極３及び接地電極４の供給管１２にはホースなどで形成される冷媒供給ラインが接続されていると共に、高圧電極３及び接地電極４の排出管１３にはホースなどで形成される冷媒排出ラインが接続されている。そして、冷媒は冷媒供給ラインを通じて高圧電極３及び接地電極４に供給され、冷媒排出ラインを通じて高圧電極３及び接地電極４から排出されるように形成されている。
【００３４】
このように形成されるプラズマ処理装置駆動手段３０の制御部３３に内蔵される回路とパーソナルコンピュータ等で形成される制御用端末４１は制御線４２により電気的に接続されており、制御用端末４１によりプラズマ処理装置駆動手段３０が制御自在に形成されている。すなわち、プラズマ処理時においてプラズマ処理装置Ａをどのような位置に配置するかを位置情報として制御用端末４１に入力すると、この位置情報が制御線４２を通じて制御部３３の回路に入力されるものであり、制御部３３の回路に入力された位置情報に基づいて、制御部３３でアーム旋回部３２を水平面で回転駆動させたり上腕アーム３４や下腕アーム３６や支持アーム３８を回動（回転）駆動させるものである。そして、アーム旋回部３２を水平面で回転駆動させたり上腕アーム３４や下腕アーム３６や支持アーム３８を回動（回転）駆動させてプラズマ処理装置駆動手段３０を動作させることによって、プラズマ処理装置Ａの位置や姿勢をほぼ任意に変更することができるものである。
【００３５】
被処理物搬送手段８０はベルトコンベアなどで形成されているものであって、被処理物６をインラインで搬送するためのものであり、複数本の駆動ローラー８１にベルト８２を無端ループ状に掛架して形成されるものである。そして、ベルト８２は駆動ローラー８１の回転駆動により一方向に進行駆動自在に形成されている。この被処理物搬送手段８０はプラズマ処理装置駆動手段３０に保持されたプラズマ処理装置Ａの下方に配置されている。
【００３６】
上記のようなプラズマ処理システムを用いて被処理物６の被処理部分７０にプラズマ処理を施すにあたっては、次のようにして行う。まず、プラズマ処理装置Ａの反応管２の吹き出し口１が下側に向いて反応管２の軸方向が鉛直方向と略平行になるように、プラズマ処理装置駆動手段３０の動作によりプラズマ処理装置Ａを移動駆動させる。次に、被処理物搬送手段８０のベルト８２の上に被処理物６を載せ、ベルト８２の進行駆動により被処理物６を反応管２の吹き出し口１の下側にまで搬送する。次に、吹き出し口１から吹き出されるプラズマジェット５を被処理物６の被処理部分７０に上方から吹き付けて被処理部分７０にプラズマ処理を施す。この後、ベルト８２の進行駆動により被処理物６を次工程に搬送する。
【００３７】
被処理物６が平板状であって、被処理部分７が被処理物６の表面（上面）に形成されている場合は、プラズマジェット５を上方から吹き付けるだけで被処理部分７０のプラズマ処理を行うことができるが、被処理物６が障害部６６を有する回路ブロック６０である場合には、図４に示すように、プラズマ処理装置駆動手段３０の動作によりプラズマ処理装置Ａを３次元的（鉛直方向と水平方向と斜め方向）に移動駆動させて鉛直方向に対して傾けて、被処理物６に対するプラズマジェット５の吹き出し角度を変更する。このようにして被処理物６に対するプラズマジェット５の吹き出し角度を変更することによって、被処理物６に真上からプラズマジェット５を供給するだけでは障害部６６が邪魔になって被処理部分７０のプラズマ処理が行えない場合であっても、障害部６６を避けて（迂回して）影部６７にある被処理部分７０にプラズマジェット５を直接吹き付けることができる。図４の場合は、凹部６２の上面開口及び影部６７の側面開口を通じてプラズマジェット５を被処理部分７０に吹き付けるようにしている。
【００３８】
上記の実施の形態では、プラズマ処理装置Ａを３次元的に駆動させて被処理物６の被処理部分７に対するプラズマジェット５の吹き出し角度を調整するためのプラズマ処理装置駆動手段３０を備えているので、真上からのプラズマジェット５の吹き出しではプラズマジェット５が供給されにくい箇所が影部６７として被処理物６に存在していても、プラズマ処理装置駆動手段３０の動作により、プラズマ処理装置Ａを３次元的に駆動させて被処理物６の被処理部分７に対するプラズマジェット５の吹き出し角度を調整することによって、影部６７の被処理部分７にプラズマジェット５を確実に供給することができ、被処理物６の略全体に亘って被処理部分７０に均一なプラズマ処理を施すことができるものである。
【００３９】
図５に他の実施の形態を示す。このプラズマ処理システムは、上記と同様のプラズマ処理装置Ａと被処理物駆動手段８５とを備えて形成されている。プラズマ処理装置Ａは、その反応管２の吹き出し口１が下側に向いて反応管２の軸方向が鉛直方向と略平行になるように配設されている。そして、吹き出し口１の下方に被処理物駆動手段８５が配設されている。
【００４０】
被処理物駆動手段８５は多関節型ロボットで形成されている。３３は床面上に設置される制御部であって、制御部３３の上面にはアーム旋回部３２が制御部３３に対して水平面で回転駆動自在に設けられている。この制御部３３には被処理物駆動手段８５の動作を制御する回路が内蔵されている。また、アーム旋回部３２の上面には肩軸受け８６が設けられており、肩軸受け８６には上腕アーム３４の一端（下端）が肩軸３５により枢着されている。この上腕アーム３４は肩軸３５を軸として垂直面で回動（回転）駆動自在に形成されている。上腕アーム３４の他端（上端）には下腕アーム３６の一端（下端）が肘軸３７により枢着されている。この下腕アーム３６は肘軸３７を軸として垂直面で回動（回転）駆動自在に形成されている。下腕アーム３６の他端（上端）にはベルトコンベアなどで形成される上記と同様の被処理物搬送手段８０が手首軸３９により枢着されている。手首軸３９は被処理物搬送手段８０から下方に突設された手首軸受け８７と下腕アーム３６の他端（上端）を貫通するように設けられており、このことで被処理物搬送手段８０は手首軸３９を軸として垂直面で回動（回転）駆動自在に形成されている。従って、上腕アーム３４と下腕アーム３６と被処理物駆動手段８５はアーム旋回部３２の回転により水平面で移動自在に形成されている。また、被処理物搬送手段８０のベルト８２において、吹き出し口１の直下に位置する部分の下側には、被処理物６を吸引により保持する吸引装置８８が設けられている。尚、アーム旋回部３２、上腕アーム３４、下腕アーム３６、被処理物搬送手段８０の回転駆動や回動駆動は、油圧モータや油圧シリンダーや空気圧シリンダーなどのアクチュエータを駆動源として行われる。
【００４１】
このように形成される被処理物駆動手段８５の制御部３３に内蔵される回路とパーソナルコンピュータ等で形成される制御用端末４１は制御線４２により電気的に接続されており、制御用端末４１により被処理物駆動手段８５が制御自在に形成されている。すなわち、プラズマ処理時において被処理物６をどのような位置に配置するかを位置情報として制御用端末４１に入力すると、この位置情報が制御線４２を通じて制御部３３の回路に入力されるものであり、制御部３３の回路に入力された位置情報に基づいて、制御部３３でアーム旋回部３２を水平面で回転駆動させたり上腕アーム３４や下腕アーム３６や被処理物搬送手段８０を回動（回転）駆動させるものである。そして、アーム旋回部３２を水平面で回転駆動させたり上腕アーム３４や下腕アーム３６や被処理物搬送手段８０を回動（回転）駆動させて被処理物駆動手段８５を動作させることによって、被処理物６の位置や姿勢をほぼ任意に変更することができるものである。
【００４２】
上記のようなプラズマ処理システムを用いて被処理物６の被処理部分７０にプラズマ処理を施すにあたっては、次のようにして行う。まず、被処理物搬送手段８０のベルト８２の上に被処理物６を載せ、ベルト８２の進行駆動により被処理物６を反応管２の吹き出し口１の下側にまで搬送する。次に、吹き出し口１から吹き出されるプラズマジェット５を被処理物６の被処理部分７０に上方から吹き付けて被処理部分７０にプラズマ処理を施す。この後、ベルト８２の進行駆動により被処理物６を次工程に搬送する。
【００４３】
被処理物６が平板状であって、被処理部分７が被処理物６の表面（上面）に形成されている場合は、プラズマジェット５を上方から吹き付けるだけで被処理部分７０のプラズマ処理を行うことができるが、被処理物６が障害部６６を有する回路ブロック６０である場合には、図６に示すように、被処理物駆動手段８５の動作により被処理物６を３次元的（鉛直方向と水平方向と斜め方向）に移動駆動させて鉛直方向に対して傾けて、被処理物６に対するプラズマジェット５の吹き出し角度を変更する。この時、被処理物６がベルト８２からずれ落ちないように吸引装置８８で吸引して保持しておく。このようにして被処理物６に対するプラズマジェット５の吹き出し角度を変更することによって、被処理物６に真上からプラズマジェット５を供給するだけでは障害部６６が邪魔になって被処理部分７０のプラズマ処理が行えない場合であっても、障害部６６を避けて（迂回して）影部６７にある被処理部分７０にプラズマジェット５を吹き付けることができる。図６の場合は、凹部６２の上面開口及び影部６７の側面開口を通じてプラズマジェット５を被処理部分７０に吹き付けるようにしている。
【００４４】
この実施の形態では、被処理物６を３次元的に駆動させて被処理物６の被処理部分７に対するプラズマジェット５の吹き出し角度を調整するための被処理物駆動手段８５とを備えているので、真上からのプラズマジェット５の吹き出しではプラズマジェット５が供給されにくい箇所が影部６７として被処理物６に存在していても、被処理物駆動手段８５の動作により、被処理物６を３次元的に駆動させて被処理物６の被処理部分７に対するプラズマジェット５の吹き出し角度を調整することによって、影部６７にプラズマジェット５を確実に供給することができ、被処理物６の略全体に亘って被処理部分７０に均一なプラズマ処理を施すことができるものである。
【００４５】
また、図１の実施の形態では、プラズマ処理装置Ａに接続されるガス供給ラインや冷媒供給ラインや冷媒排出ラインが邪魔になってプラズマ処理装置Ａを移動駆動させにくくなり、プラズマ処理がスムーズに行えない場合があるが、図５に示す実施の形態では、プラズマ処理装置Ａを移動させず、被処理物６の方を移動駆動するので、ガス供給ラインや冷媒供給ラインや冷媒排出ラインが邪魔になるようなことがなく、プラズマ処理をスムーズに行うことができる。
【００４６】
【実施例】
以下本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００４７】
（実施例１）
図１に示すプラズマ処理システムを用いて被処理物６にプラズマ処理を施した。被処理物６として図４に示すようなＩＣが搭載された回路ブロック６０を用いた。この回路ブロック６０は次のようにして作成した。まず、凹部６２が形成された異形の基台（帝人（株）製のアモデル）６１の表面（凹部６２の底面）に電解金めっきを施して厚み０．５μｍの回路（ボンディングパッドを含む）６４を形成した。次に、この基台６１にクリーム半田をスクリーン印刷し、クリーム半田にチップ抵抗を搭載してリフロー炉でチップ抵抗を基台６１に接合した。さらに、基台６１の凹部６２の底面にエポキシ系銀パラジウム接着剤（日本ネーブルスティック製の８４−ＩＭＩ）を塗布し、部品６３（ＩＣ）をダイマウンターでマウントし、１７５℃、１．５時間の加熱によって接着剤を硬化させて凹部６２の底面に部品６３を搭載した。
【００４８】
プラズマ生成の条件としては、不活性ガスであるヘリウムとアルゴンおよび反応ガスの酸素の混合気体をプラズマ生成用ガスとして用い、ヘリウムの流量を１リットル／分、アルゴンの流量を３リットル／分、酸素の流量を５０ｃｃ／分と設定した。また、高圧電極３への高周波の印加条件を周波数１３．５６ＭＨｚ、印加電力を３００Ｗとし、５秒間プラズマ処理を行った。その結果、プラズマ処理なしでの回路６４のボンディング強度が５．１ｇであったのに対して、プラズマ処理をすることでボンディング強度が８．９ｇと向上した。
【００４９】
（実施例２）
図５に示すプラズマ処理システムを用いて被処理物６にプラズマ処理を施した。被処理物６としては実施例１と同様のものを用いた。また、プラズマ生成の条件としては、不活性ガスであるヘリウムとアルゴンおよび反応ガスの酸素の混合気体をプラズマ生成用ガスとして用い、ヘリウムの流量を１リットル／分、アルゴンの流量を３リットル／分、酸素の流量を５０ｃｃ／分と設定した。また、高圧電極３への高周波の印加条件を周波数２００ＭＨｚ、印加電力を２００Ｗとし、５秒間プラズマ処理を行った。その結果、プラズマ処理なしでの回路６４のボンディング強度が５．１ｇであったのに対して、プラズマ処理をすることでボンディング強度が１０．２ｇと向上した。
【００５０】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１の発明は、被処理物のプラズマ処理の対象となる被処理部分の上方に障害部が形成されており、前記被処理物に真上から供給されるプラズマジェットが前記障害部で遮られて吹き付けられない前記被処理部分に対してプラズマジェットを吹き付けるためのプラズマ処理システムであって、片側が吹き出し口として開放された筒状の反応管と高圧電極と接地電極とを具備して構成され、前記反応管にプラズマ生成用ガスを導入し、前記高圧電極と前記接地電極の間に交流電界を印加することにより、大気圧下で前記反応管内にグロー放電を発生させ、前記反応管の前記吹き出し口から前記プラズマジェットを吹き出すプラズマ処理装置と、前記プラズマ処理装置を３次元的に駆動させて前記被処理物に対する前記プラズマジェットの吹き出し角度を調整するためのプラズマ処理装置駆動手段とを備え、前記プラズマ処理装置駆動手段は、水平面で回転駆動自在に形成されたアーム旋回部と、前記アーム旋回部の回転により移動自在に形成された上腕アームと下腕アームと支持アームとを備えた多関節型ロボットからなり、前記下腕アームは前記上腕アームに垂直面で回動駆動自在に枢着されると共に前記支持アームは前記下腕アームに垂直面で回動駆動自在に枢着され、前記支持アームに前記プラズマ処理装置を保持しているので、真上からのプラズマジェットの吹き出しではプラズマジェットが供給されにくい箇所が前記被処理物に存在していても、前記プラズマ処理装置駆動手段の動作により、前記プラズマ処理装置を３次元的に駆動させて前記被処理物に対するプラズマジェットの吹き出し角度を調整することによって、真上からのプラズマジェットの吹き出しではプラズマジェットが供給されにくい箇所の被処理部分にも障害部を避けてプラズマジェットを確実に供給することができ、前記被処理物を略全体に亘って均一にプラズマ処理することができるものである。
【００５１】
また本発明の請求項２の発明は、被処理物のプラズマ処理の対象となる被処理部分の上方に障害部が形成されており、前記被処理物に真上から供給されるプラズマジェットが前記障害部で遮られて吹き付けられない前記被処理部分に対してプラズマジェットを吹き付けるためのプラズマ処理システムであって、片側が吹き出し口として開放された筒状の反応管と高圧電極と接地電極とを具備して構成され、前記反応管にプラズマ生成用ガスを導入し、前記高圧電極と前記接地電極の間に交流電界を印加することにより、大気圧下で前記反応管内にグロー放電を発生させ、前記反応管の前記吹き出し口から前記プラズマジェットを吹き出すプラズマ処理装置と、前記被処理物を３次元的に駆動させて前記被処理物に対する前記プラズマジェットの吹き出し角度を調整するための被処理物駆動手段とを備え、前記被処理物駆動手段は、水平面で回転駆動自在に形成されたアーム旋回部と、前記アーム旋回部の回転により移動自在に形成された上腕アームと下腕アームと被処理物搬送手段とを備えた多関節型ロボットからなり、前記下腕アームは前記上腕アームに垂直面で回動駆動自在に枢着されると共に前記被処理物搬送手段は前記下腕アームに垂直面で回動駆動自在に枢着され、前記被処理物搬送手段は前記被処理物を保持可能に形成しているので、真上からのプラズマジェットの吹き出しではプラズマジェットが供給されにくい箇所が前記被処理物に存在していても、前記被処理物駆動手段の動作により、前記被処理物を３次元的に駆動させて前記被処理物に対するプラズマジェットの吹き出し角度を調整することによって、真上からのプラズマジェットの吹き出しではプラズマジェットが供給されにくい箇所の被処理部分にも障害部を避けてプラズマジェットを確実に供給することができ、前記被処理物を略全体に亘って均一にプラズマ処理することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す正面図である。
【図２】同上のプラズマ処理装置を示す正面図である。
【図３】同上の高圧電極と接地電極を示す斜視図である。
【図４】同上の動作を示す断面図である。
【図５】同上の他の実施の形態の一例を示す正面図である。
【図６】同上の動作を示す断面図である。
【図７】従来例を示す断面図である。
【図８】他の従来例を示す正面図である。
【図９】従来例の問題点を示す断面図である。
【図１０】従来例の問題点を示す断面図である。
【符号の説明】
１吹き出し口
２反応管
３高圧電極
４接地電極
５プラズマジェット
６被処理物
３０プラズマ処理装置駆動手段
３２アーム旋回部
３４上腕アーム
３６下腕アーム
３８支持アーム
６６障害部
７０被処理部分
８０被処理物搬送手段
８５被処理物駆動手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is used for plasma treatments such as cleaning of foreign substances such as organic substances existing on the surface of an object to be processed, resist peeling, improvement of adhesion of an organic film, reduction of metal oxide, film formation, surface modification, and the like. In particular, the present invention relates to a plasma processing system for generating a plasma and a plasma processing method using the same, and is particularly suitable for cleaning the surface of an electronic component that requires precise bonding.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a plasma processing apparatus has been used for cleaning the surface of an electronic component. A plasma processing apparatus A shown in FIG. 7 performs plasma processing under reduced pressure, and is formed by vertically arranging a pair of

electrodes

51 and 52 in a reaction vessel 50 that is a reduced pressure chamber. The upper electrode 51 is connected to a power supply 15 that generates a high frequency, and the lower electrode 52 is grounded. In addition, a gas input port 53 is provided in the upper part of the reaction vessel 50, and an exhaust port 54 is formed in the lower part of the reaction vessel 50, and a vacuum pump 55 is connected to the exhaust port 54.
[0003]
In performing plasma processing on the workpiece 6 using the plasma processing apparatus A, first, the workpiece 6 is placed on the lower electrode 52 and the workpiece 6 is placed in the reaction vessel 50. Next, the air in the reaction vessel 50 is degassed from the exhaust port 54 by the vacuum pump 55 to reduce the pressure in the reaction vessel 50. Next, a plasma generating gas containing a rare gas such as He (helium) or Ar (argon) as a main component is charged into the reaction vessel 50 through the gas inlet 53 to fill the reaction vessel 50 with the plasma generating gas. To do. Next, a plasma 56 is generated from the plasma generating gas by applying an alternating electric field between the

electrodes

51 and 52 to cause discharge. When the plasma is generated in this way, the plasma 56 is supplied to the surface of the workpiece 6 and the workpiece 6 is plasma-treated.
[0004]
FIG. 8 shows another plasma processing apparatus A. This plasma processing apparatus A performs plasma processing under atmospheric pressure, and is formed by providing a high-pressure electrode 3 and a ground electrode 4 on the outer periphery of a cylindrical reaction tube 2 having a lower surface opened as a blow-off port 1. Is. In performing plasma processing on the workpiece 6 using the plasma processing apparatus A, first, the workpiece 6 is disposed below the outlet 1. Next, a plasma generating gas is introduced into the reaction tube 2. Next, a plasma is generated from the plasma generating gas by applying an alternating electric field between the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4 to cause discharge in the reaction tube 2. When the plasma is generated in this way, the plasma is blown out as a plasma jet 5 from the blow-out port 1, and the blown-out plasma jet 5 is blown onto the surface of the object 6 to be processed. It is done.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described plasma processing apparatus A, the workpiece 6 has a flat plate shape (for example, a printed wiring board), and a portion to be processed (for example, a circuit such as a bonding pad) is a target of the plasma processing. When formed on the surface (upper surface), the plasma 56 and the plasma jet 5 can be supplied to the portion to be processed, and the portion to be processed of the object to be processed 6 can be subjected to plasma processing such as cleaning. However, the object to be processed 6 is not flat, and a portion to be processed is formed at a place where the plasma 56 or the plasma jet 5 is not supplied even if the plasma 56 or the plasma jet 5 is supplied from directly above the object 6 to be processed. In the case where the plasma processing apparatus A is used, the plasma processing cannot be performed on the processing target portion of the processing object 6 using any of the plasma processing apparatuses A described above, and there is a problem that uniform plasma processing cannot be performed. .
[0006]
For example, the above problem occurs when the workpiece 6 is a circuit block 60 as shown in FIGS. The circuit block 60 is formed with a recess 62 having an upper surface opened in a base 61, a component 63 such as a semiconductor chip is disposed on the bottom surface of the recess 62, and a bonding pad on the bottom surface of the recess 62 and the surface (upper surface) of the component 63. A circuit portion 64 such as the above is formed, and an obstacle portion 66 protruding from the upper surface opening of the recess portion 62 is extended on the upper portion of the side wall 65 of the base 61.
[0007]
When the plasma processing is performed on the circuit block 60 by the plasma processing apparatus A shown in FIG. 7, the plasma 56 is only supplied from directly above the circuit block 60. Therefore, as shown in FIG. A shadow portion 67 to which the plasma 56 is not supplied is formed below the obstruction portion 66 at the end portion, and the plasma processing cannot be performed on the circuit 64 of the processing target portion 70 in the shadow portion 67. In addition, only the portion 70 to be processed located at the substantially central portion of the recess 62 is subjected to the plasma treatment. Further, even when the plasma processing apparatus A shown in FIG. 8 performs the plasma processing on the circuit block 60, the plasma jet 5 is only supplied from directly above the circuit block 60. Therefore, as shown in FIG. The shadow portion 67 to which the plasma jet 5 is not supplied is formed below the obstruction portion 66 at the side end portion of the substrate, and the plasma processing is performed on the circuit 64 of the portion 70 to be processed in the shadow portion 67. However, only the portion 70 to be processed positioned substantially in the center of the recess 62 is subjected to plasma processing.
[0008]
Furthermore, even when the portion to be processed is curved three-dimensionally like an automobile window frame and the curved surface is the portion to be processed, the plasma 56 and the plasma jet 5 are uniformly supplied to the portion to be processed. Therefore, there is a problem in that the object to be processed cannot be uniformly plasma processed over substantially the whole.
[0009]
  The present invention has been made in view of the above points, and a plasma processing system capable of uniformly plasma-treating an object to be processed over substantially the whole.TheIt is intended to provide.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  A plasma processing system according to claim 1 of the present invention includes:An obstacle 66 is formed above the portion 70 to be processed of the object 6 to be plasma-processed, and the plasma jet 5 supplied from directly above the object 6 is blocked by the obstacle 66. A plasma processing system for spraying the plasma jet 5 against the portion 70 to be treated which is not sprayed,It comprises a cylindrical reaction tube 2 open on one side as a blowout port 1, a high voltage electrode 3 and a ground electrode 4,SaidIntroducing a plasma generating gas into the reaction tube 2,SaidHigh voltage electrode 3 andSaidBy applying an alternating electric field between the ground electrodes 4,SaidGlow discharge is generated in the reaction tube 2,SaidOf reaction tube 2SaidFrom outlet 1SaidBlow out the plasma jet 5SupA plasma processing apparatus A;SaidDriving plasma processing apparatus A three-dimensionallySaidFor workpiece 6SaidPlasma processing apparatus driving means 30 for adjusting the blowing angle of the plasma jet 5The plasma processing apparatus driving means 30 includes an arm turning portion 32 formed to be rotatable on a horizontal plane, and an upper arm arm 34, a lower arm arm 36 and a support arm formed to be movable by the rotation of the arm turning portion 32. The lower arm arm 36 is pivotally attached to the upper arm arm 34 so as to be rotatable and movable, and the support arm 38 is perpendicular to the lower arm arm 36. The plasma processing apparatus A is held on the support arm 38 so as to be pivotally driven.It is characterized by comprising.
[0011]
  A plasma processing system according to claim 2 of the present invention includes:An obstacle 66 is formed above the portion 70 to be processed of the object 6 to be plasma-processed, and the plasma jet 5 supplied from directly above the object 6 is blocked by the obstacle 66. A plasma processing system for spraying the plasma jet 5 against the portion 70 to be treated which is not sprayed,It comprises a cylindrical reaction tube 2 open on one side as a blowout port 1, a high voltage electrode 3 and a ground electrode 4,SaidIntroducing a plasma generating gas into the reaction tube 2,SaidHigh voltage electrode 3 andSaidBy applying an alternating electric field between the ground electrodes 4,SaidGlow discharge is generated in the reaction tube 2,SaidOf reaction tube 2SaidFrom outlet 1SaidBlow out the plasma jet 5SupA plasma processing apparatus A;SaidThe workpiece 6 is driven three-dimensionallySaidFor workpiece 6SaidA workpiece driving means 85 for adjusting the blowing angle of the plasma jet 5.The workpiece drive means 85 includes an arm turning portion 32 that is formed to be rotatable on a horizontal plane, an upper arm arm 34 and a lower arm arm 36 that are formed to be movable by the rotation of the arm turning portion 32, and the object to be processed. The lower arm arm 36 is pivotally attached to the upper arm arm 34 so that the lower arm arm 36 can be pivotally driven in a vertical plane, and the workpiece transfer means 80 includes the lower arm. The workpiece 36 is pivotally attached to the arm 36 so as to be rotatable on a vertical surface, and the workpiece conveying means 80 is formed so as to hold the workpiece 6.It is characterized by comprising.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[0014]
FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention. The plasma processing system includes a plasma processing apparatus A, a plasma processing apparatus driving unit 30, and a workpiece transfer unit 80.
[0015]
FIG. 2 shows an example of the plasma processing apparatus A of the present invention. The plasma processing apparatus A is formed by arranging the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4 in contact with each other on the outer periphery of the reaction tube 2 and arranging the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4 so as to face each other in the longitudinal direction of the reaction tube 2. In the reaction tube 2, a discharge space 7 is formed between the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4.
[0016]
The reaction tube 2 is formed of a high melting point insulating material (dielectric material) in a cylindrical shape, and one end thereof is opened as a gas inlet 90 and the other end is opened as a blowout port 1. A converging portion 20 having a tapered structure is formed at the end of the reaction tube 2 on the side where the air outlet 1 is provided. When the diameter of the outlet 1 is formed to be approximately the same as the diameter of the reaction tube 2 without providing the converging unit 20, it is difficult to accelerate the flow velocity of the plasma jet 5 blown from the outlet 1, but as described above By forming the end portion of the reaction tube 2 as a converging portion 20 that is narrowed down gradually toward the outlet 1 side, the flow velocity of the plasma jet 5 is accelerated without reducing the volume of the discharge space 7. Before the reactive gas active particles such as short-lived radicals disappear, the plasma jet 5 can be made to reach the workpiece 6 and the plasma treatment of the workpiece 6 can be performed efficiently. It can be done. In order to obtain the flow velocity of the plasma jet 5 suitable for cleaning the surface of the workpiece 6, the taper angle α formed between the outer peripheral surface of the converging unit 20 and the outer peripheral surface of the reaction tube 2 other than the converging unit 20. Is preferably 10 to 30 °.
[0017]
Further, the opening area of the outlet 1 is formed to have a size corresponding to the area of a perfect circle having a diameter of 0.1 to 5 mm. If the opening area of the blowout port 1 is too smaller than the above range, the treatment range of the blown plasma jet 5 becomes too small, and plasma treatment of the workpiece 6 takes a long time. If the opening area of the blow-out port 1 is too larger than the above range, the processing range of the blown-out plasma jet 5 becomes too large, and there is a possibility that local plasma processing cannot be performed on the workpiece.
[0018]
The dielectric constant of the insulating material forming the reaction tube 2 is an important factor for lowering the temperature in the discharge space 7. Specifically, as the insulating material, glassy materials such as quartz, alumina, and yttria partially stabilized zirconium, and ceramics are used. A material etc. can be illustrated.
[0019]
The high-voltage electrode 3 and the ground electrode 4 are formed of a metal material having high thermal conductivity, for example, copper, aluminum, brass, stainless steel having high corrosion resistance (SUS304, etc.) in order to increase the cooling efficiency. As shown in FIG. 4, the

electrodes

3 and 4 have the same shape and are formed in a ring shape. An insertion hole 10 is formed through substantially the center of the high-voltage electrode 3 and the ground electrode 4, and the hole diameter of the insertion hole 10 is slightly larger than the outer diameter of the reaction tube 2. Further, the inside of the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4 is formed as a flow part 11 through which a refrigerant can flow, and a supply pipe 12 and a discharge pipe communicating with the flow part 11 on the outer peripheral surface of the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4. 13 is protrudingly provided.
[0020]
The inner peripheral surfaces of the high-voltage electrode 3 and the ground electrode 4 (surfaces constituting the insertion holes 10) are formed as contact surfaces 14 that come into contact with the reaction tube 2, and the surface roughness expressed by the arithmetic average roughness of the contact surfaces 14 The degree is set to 10 to 1000 μm. Thus, by setting the surface roughness of the contact surface 14 to 10 to 1000 μm, the discharge in the discharge space 7 can be made uniform. This is thought to be because, when viewed microscopically, a very fine aggregate of microdischarges is formed, and the transition to the arc is hindered. If the surface roughness of the contact surface 14 between the high-voltage electrode 3 and the ground electrode 4 is less than 10 μm, it may be difficult to discharge, and if the surface roughness of the contact surface 14 between the high-voltage electrode 3 and the ground electrode 4 exceeds 1000 μm. There is a risk of non-uniform discharge. As a process for roughening the contact surface 14 between the high-voltage electrode 3 and the ground electrode 4 in this way, physical means such as sandblasting can be employed. In addition, arithmetic mean roughness Ra (micrometer) at the time of expressing surface roughness in the form of y = f (x) is defined by the following formula | equation (1) by JISB0601.
[0021]
[Expression 1]

[0022]
Then, by inserting the reaction tube 2 into the insertion hole 10, the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4 are attached to the outer periphery of the reaction tube 2, and the contact surface 14 of the inner peripheral surface of the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4 is connected to the reaction tube 2. It arrange | positions so that it may contact with the outer peripheral surface. The high-voltage electrode 3 is connected to a power source 15 that generates an alternating electric field, and the ground electrode 4 is grounded. The ground electrode 4 is disposed at a position closer to the outlet 1 than the high-voltage electrode 3. As a result, the ground electrode 4 is positioned closer to the workpiece 6 than the high-voltage electrode 3, that is, the high-voltage electrode 3 is positioned farther from the workpiece 6 than the ground electrode 4, Arc discharge is less likely to fly from the high-voltage electrode 3 to the workpiece 6, and damage to the workpiece 6 due to arc discharge can be prevented.
[0023]
The distance L between the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4 is preferably set to 3 to 20 mm. If the distance L between the high-voltage electrode 3 and the ground electrode 4 is less than 3 mm, there is a possibility that a short circuit occurs between the high-voltage electrode 3 and the ground electrode 4 outside the reaction tube 2 and no discharge occurs in the discharge space 7. The discharge space 7 becomes narrow, and it may be difficult to generate plasma efficiently. Further, if the distance L between the high-voltage electrode 3 and the ground electrode 4 exceeds 20 mm, it is difficult for discharge to occur in the discharge space 7 and it may be difficult to efficiently generate plasma.
[0024]
The high voltage electrode 3 and the ground electrode 4 are cooled by a refrigerant, and ion exchange water or pure water can also be used as the refrigerant. By using ion exchange water or pure water, impurities are not contained in the refrigerant, and the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4 are not easily corroded by the refrigerant. The refrigerant is preferably a liquid having antifreezing properties at 0 ° C. and having electrical insulation properties, nonflammability, and chemical stability. For example, the electrical insulation performance has a withstand voltage at intervals of 0.1 mm. It is preferable that it is 10 kV or more. The reason why the refrigerant having the insulating property in this range is used is to prevent leakage from the electrode to which a high voltage is applied. Examples of the refrigerant having such properties include perfluorocarbon, hydrofluoroether, and the like, and may be a mixed liquid obtained by adding 5 to 60% by weight of ethylene glycol to pure water. Further, the refrigerant may be air.
[0025]
In the plasma processing apparatus A formed as described above, an inert gas (rare gas) or a mixed gas of an inert gas and a reactive gas is used as a plasma generating gas. As the inert gas, helium, argon, neon, krypton, or the like can be used, but it is preferable to use argon or helium in consideration of discharge stability and economy. Moreover, the kind of reaction gas can be arbitrarily selected according to the content of processing. For example, when cleaning organic substances existing on the surface of the object to be processed, stripping resist, etching organic films, etc., oxygen, air, CO₂, N₂It is preferable to use an oxidizing gas such as O. CF as a reaction gas₄A fluorine-based gas such as can also be used as appropriate. When etching silicon or the like, it is effective to use this fluorine-based gas. In the case of reducing the metal oxide, a reducing gas such as hydrogen or ammonia can be used, and the amount added is 10% by weight or less, preferably 0.1 to 5% by weight based on the total amount of the inert gas. % Range. If the addition amount of the reaction gas is less than 0.1% by weight, the treatment effect may be lowered, and if the addition amount of the reaction gas exceeds 10% by weight, the discharge may become unstable.
[0026]
In generating the plasma jet 5 in the plasma processing apparatus A formed as described above, first, a plasma generating gas is introduced into the reaction tube 2 from the gas inlet 90 as indicated by the arrow (1), A plasma generating gas is circulated from the gas inlet 90 side toward the outlet 1 side and supplied to the discharge space 7, and a high frequency voltage is applied to the high voltage electrode 3 from the power source 15. A high-frequency AC electric field is applied to the discharge space 7 therebetween. By applying this alternating electric field, a glow discharge is generated in the discharge space 7 under atmospheric pressure, and a plasma generating gas is generated by the glow discharge to generate plasma containing plasma active species. The jet 5 is continuously discharged and blown out.
[0027]
In the present invention, the frequency of the applied AC electric field is preferably set to 1 kHz to 200 MHz. If the AC frequency is less than 1 kHz, the discharge in the discharge space 7 cannot be stabilized, and the plasma treatment may not be performed efficiently. If the AC frequency exceeds 200 MHz, the temperature of the plasma in the discharge space 7 will rise significantly, and the life of the reaction tube 2, high voltage electrode 3, and ground electrode 4 may be shortened, and the plasma processing apparatus becomes complicated. There is a risk of increasing the size.
[0028]
In the present invention, the applied power applied to the discharge space 7 is 20 to 3500 W / cm.³It is preferable to set to. The applied power applied to the discharge space 7 is 20 W / cm.³If it is less, plasma cannot be generated sufficiently, and conversely, the applied power applied to the discharge space 7 is 3500 W / cm.³If it exceeds, stable discharge may not be obtained. The applied power density (W / cm³) Is defined by (applied power / discharge space volume).
[0029]
While the plasma jet 5 is generated as described above, the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4 are cooled by the refrigerant. That is, the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4 are cooled by supplying the refrigerant to the circulation part 11 inside the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4 through the supply pipe 12 as indicated by the arrow (2). The refrigerant supplied to the circulation part 11 is discharged through the discharge pipe 13 as indicated by the arrow (3). And since the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4 are cooled by the refrigerant, even if plasma is generated with an alternating current having a high frequency under atmospheric pressure, the temperature rise of both the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4 can be further suppressed. Therefore, the temperature (gas temperature) of the plasma generated in the discharge space 7 can be prevented from becoming higher, and the thermal damage to the workpiece 6 can be reduced. In addition, by cooling both the high-voltage electrode 3 and the ground electrode 4, local heating of the discharge space 7 can be further prevented, and more uniform glow discharge can be generated to suppress generation of streamer discharge. The damage due to the streamer discharge of the workpiece 6 can be further reduced. It is considered that this is because partial emission of electrons from both the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4 can be suppressed by cooling both the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4.
[0030]
In the present invention, since both the high-voltage electrode 3 and the ground electrode 4 for applying an alternating electric field to the discharge space 7 are provided outside the reaction tube 2, both the high-voltage electrode 3 and the ground electrode 4 are generated in the discharge space 7. The plasma can be prevented from being directly exposed to sputtering, and can be prevented from being sputtered by the plasma and can be prevented from being corroded by the reaction gas, so that the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4 are not damaged. Can extend the service life. In addition, since impurities are not generated by sputtering or corrosion, the workpiece 6 can be prevented from being contaminated by impurities even when used for a long period of time.
[0031]
Further, since the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4 are arranged so as to be substantially parallel to the introduction direction of the plasma generating gas, that is, the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4 are arranged to face each other in the longitudinal direction of the reaction tube 2, The direction of the alternating electric field generated in the discharge space 7 and the flow direction of the plasma generating gas and the plasma jet 5 can be substantially matched, and the active species of the plasma jet 5 can be generated efficiently. In addition, by changing the distance L between the high-voltage electrode 3 and the ground electrode 4, the size of the discharge space 7 can be easily changed, and the amount of generation of the plasma jet 5 can be easily adjusted.
[0032]
The plasma processing apparatus driving means 30 shown in FIG. 1 is formed by an articulated robot. Reference numeral 31 denotes a base installed on the floor surface. On the upper surface of the base 31, an arm turning portion 32 is provided so as to be rotatable and driven in a horizontal plane with respect to the base 31. A control unit 33 is provided on the upper surface of the arm turning unit 32. The control unit 33 includes a circuit for controlling the operation of the plasma processing apparatus driving unit 30. Further, the control unit 33 is formed to be rotatable on a horizontal plane by the rotation of the arm turning unit 32. One end of the upper arm arm 34 is pivotally attached to the upper portion of the control unit 33 by a shoulder shaft 35. The upper arm arm 34 is formed so as to be rotatable (rotated) on a vertical plane with the shoulder shaft 35 as an axis. One end of the lower arm arm 36 is pivotally attached to the other end of the upper arm arm 34 by an elbow shaft 37. The lower arm arm 36 is formed so as to be rotatable (rotated) on a vertical plane with the elbow shaft 37 as an axis. One end of a support arm 38 is pivotally attached to the other end of the lower arm arm 36 by a wrist shaft 39. The support arm 38 is formed so as to be rotatable (rotated) on a vertical plane with the wrist shaft 39 as an axis. Therefore, the upper arm arm 34, the lower arm arm 36, and the support arm 38 are formed to be movable on a horizontal plane by the rotation of the control unit 33. The other end of the support arm 38 is formed as a gripping portion 40 for gripping. By causing the gripping portion 40 to grip the reaction tube 2 of the plasma processing apparatus A, the plasma processing apparatus driving means 30 causes the plasma processing apparatus A to be attached. It can be held. Note that the arm turning unit 32, the upper arm arm 34, the lower arm arm 36, the support arm 38 are rotated and rotated, and the gripping unit 40 is driven by an actuator such as a hydraulic motor, a hydraulic cylinder, or a pneumatic cylinder. It is performed as a driving source.
[0033]
As shown in FIG. 4, a cap 71 is attached to the end of the reaction tube 2 on the gas inlet 90 side. A gas introduction pipe 72 projects from the cap 71, and a gas supply line formed by a hose or the like is connected to the gas introduction pipe 72. The plasma generating gas is formed so as to be supplied to the reaction tube 2 through the gas supply line, the gas introduction pipe 72, the cap 71, and the gas introduction port 90. A refrigerant supply line formed by a hose or the like is connected to the supply pipe 12 of the high-voltage electrode 3 and the ground electrode 4, and a discharge pipe 13 of the high-voltage electrode 3 and the ground electrode 4 is formed by a hose or the like. A refrigerant discharge line is connected. The refrigerant is supplied to the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4 through the refrigerant supply line, and is discharged from the high voltage electrode 3 and the ground electrode 4 through the refrigerant discharge line.
[0034]
The control terminal 41 formed by the circuit built in the control unit 33 of the plasma processing apparatus driving means 30 thus formed and a personal computer or the like is electrically connected by the control line 42, and the control terminal 41 Thus, the plasma processing apparatus driving means 30 is formed to be controllable. That is, when the position of the plasma processing apparatus A during plasma processing is input to the control terminal 41 as position information, this position information is input to the circuit of the control unit 33 through the control line 42. Yes, based on the positional information input to the circuit of the control unit 33, the control unit 33 rotates the arm turning unit 32 in a horizontal plane and rotates (rotates) the upper arm arm 34, the lower arm arm 36, and the support arm 38. It is to be driven. Then, the plasma processing apparatus A is operated by rotating the arm turning unit 32 on a horizontal plane or rotating (rotating) the upper arm arm 34, the lower arm arm 36, and the support arm 38 to operate the plasma processing apparatus driving means 30. The position and posture of the can be changed almost arbitrarily.
[0035]
The workpiece conveying means 80 is formed by a belt conveyor or the like, and is for conveying the workpiece 6 in-line. The belt 82 is hooked on a plurality of driving rollers 81 in an endless loop shape. It is formed on the bridge. The belt 82 is formed so as to be able to travel in one direction by the rotational driving of the driving roller 81. The workpiece conveying means 80 is disposed below the plasma processing apparatus A held by the plasma processing apparatus driving means 30.
[0036]
When the plasma processing is performed on the processing target portion 70 of the processing object 6 using the plasma processing system as described above, the processing is performed as follows. First, the plasma processing apparatus A is operated by the operation of the plasma processing apparatus driving means 30 so that the outlet 1 of the reaction tube 2 of the plasma processing apparatus A faces downward and the axial direction of the reaction tube 2 is substantially parallel to the vertical direction. Is driven to move. Next, the workpiece 6 is placed on the belt 82 of the workpiece transport means 80, and the workpiece 6 is transported to the lower side of the outlet 1 of the reaction tube 2 as the belt 82 advances. Next, the plasma jet 5 blown from the blow-out port 1 is blown from the upper side to the portion 70 to be processed of the workpiece 6 to perform the plasma processing on the portion 70 to be processed. Thereafter, the workpiece 6 is transported to the next process by the progressive driving of the belt 82.
[0037]
When the workpiece 6 has a flat plate shape and the portion to be processed 7 is formed on the surface (upper surface) of the workpiece 6, the plasma processing of the portion to be processed 70 can be performed simply by blowing the plasma jet 5 from above. In the case where the workpiece 6 is the circuit block 60 having the obstacle 66, the plasma processing apparatus A is three-dimensionally (as shown in FIG. 4) by the operation of the plasma processing apparatus driving means 30, as shown in FIG. It is driven to move in the vertical direction, the horizontal direction, and the oblique direction, and is tilted with respect to the vertical direction to change the blowing angle of the plasma jet 5 with respect to the workpiece 6. In this way, by changing the blowing angle of the plasma jet 5 with respect to the object 6 to be processed, simply supplying the plasma jet 5 from directly above the object 6 causes the obstacle 66 to become an obstacle, so Even when the plasma treatment cannot be performed, the plasma jet 5 can be directly blown to the portion 70 to be treated in the shadow portion 67 while avoiding (bypassing) the obstacle portion 66. In the case of FIG. 4, the plasma jet 5 is blown to the processing target portion 70 through the upper surface opening of the recess 62 and the side surface opening of the shadow portion 67.
[0038]
In the above embodiment, the plasma processing apparatus driving means 30 is provided for driving the plasma processing apparatus A three-dimensionally to adjust the blowing angle of the plasma jet 5 with respect to the processed portion 7 of the processing object 6. Therefore, even if the portion to which the plasma jet 5 is difficult to be supplied by blowing the plasma jet 5 from directly above is present on the workpiece 6 as the shadow portion 67, the plasma processing apparatus A is operated by the operation of the plasma processing apparatus driving means 30. Is controlled three-dimensionally to adjust the blowing angle of the plasma jet 5 with respect to the portion 7 to be processed of the workpiece 6, so that the plasma jet 5 can be reliably supplied to the portion 7 to be processed of the shadow portion 67. A uniform plasma treatment can be applied to the portion 70 to be processed over substantially the entire workpiece 6.
[0039]
FIG. 5 shows another embodiment. This plasma processing system includes a plasma processing apparatus A and a workpiece driving means 85 similar to those described above. The plasma processing apparatus A is arranged so that the outlet 1 of the reaction tube 2 faces downward and the axial direction of the reaction tube 2 is substantially parallel to the vertical direction. A workpiece driving means 85 is disposed below the outlet 1.
[0040]
The workpiece driving means 85 is formed by an articulated robot. Reference numeral 33 denotes a control unit installed on the floor surface, and an arm turning unit 32 is provided on the upper surface of the control unit 33 so as to be rotatable in a horizontal plane with respect to the control unit 33. The control unit 33 incorporates a circuit that controls the operation of the workpiece driving means 85. A shoulder bearing 86 is provided on the upper surface of the arm turning portion 32, and one end (lower end) of the upper arm arm 34 is pivotally attached to the shoulder bearing 86 by a shoulder shaft 35. The upper arm arm 34 is formed so as to be rotatable (rotated) on a vertical plane with the shoulder shaft 35 as an axis. One end (lower end) of the lower arm arm 36 is pivotally attached to the other end (upper end) of the upper arm arm 34 by an elbow shaft 37. The lower arm arm 36 is formed so as to be rotatable (rotated) on a vertical plane with the elbow shaft 37 as an axis. On the other end (upper end) of the lower arm arm 36, a workpiece conveying means 80 similar to the above formed by a belt conveyor or the like is pivotally attached by a wrist shaft 39. The wrist shaft 39 is provided so as to pass through a wrist bearing 87 projecting downward from the workpiece conveying means 80 and the other end (upper end) of the lower arm arm 36, thereby the workpiece conveying means 80. Is formed so that it can be rotated (rotated) on a vertical plane with the wrist shaft 39 as an axis. Therefore, the upper arm arm 34, the lower arm arm 36, and the workpiece driving means 85 are formed to be movable on a horizontal plane by the rotation of the arm turning portion 32. In addition, a suction device 88 that holds the workpiece 6 by suction is provided below the portion of the belt 82 of the workpiece conveyance means 80 that is located immediately below the outlet 1. Note that the rotation and rotation of the arm turning unit 32, the upper arm 34, the lower arm 36, and the workpiece transfer means 80 are performed using an actuator such as a hydraulic motor, a hydraulic cylinder, or a pneumatic cylinder as a drive source.
[0041]
The control terminal 41 formed by the personal computer or the like and the circuit built in the control unit 33 of the workpiece driving means 85 formed as described above are electrically connected by the control line 42. Thus, the workpiece driving means 85 is formed to be controllable. That is, when the position of the processing object 6 to be arranged at the time of plasma processing is input to the control terminal 41 as position information, this position information is input to the circuit of the control unit 33 through the control line 42. Yes, based on the position information input to the circuit of the control unit 33, the control unit 33 rotates the arm turning unit 32 in a horizontal plane, and the upper arm arm 34, the lower arm arm 36, and the workpiece conveying means 80 are rotated. (Rotation) drive. Then, by rotating the arm swivel unit 32 on a horizontal plane or rotating (rotating) the upper arm arm 34, the lower arm arm 36, or the workpiece conveying means 80 to operate the workpiece driving means 85, The position and posture of the processed product 6 can be changed almost arbitrarily.
[0042]
When the plasma processing is performed on the processing target portion 70 of the processing object 6 using the plasma processing system as described above, the processing is performed as follows. First, the workpiece 6 is placed on the belt 82 of the workpiece transport means 80, and the workpiece 6 is transported to the lower side of the outlet 1 of the reaction tube 2 by the driving of the belt 82. Next, the plasma jet 5 blown from the blow-out port 1 is blown from the upper side to the portion 70 to be processed of the workpiece 6 to perform the plasma processing on the portion 70 to be processed. Thereafter, the workpiece 6 is transported to the next process by the progressive driving of the belt 82.
[0043]
When the workpiece 6 has a flat plate shape and the portion to be processed 7 is formed on the surface (upper surface) of the workpiece 6, the plasma processing of the portion to be processed 70 can be performed simply by blowing the plasma jet 5 from above. In the case where the object to be processed 6 is a circuit block 60 having the obstacle 66, the object to be processed 6 is three-dimensionally (see FIG. 6) by the operation of the object driving means 85. It is driven to move in the vertical direction, the horizontal direction, and the oblique direction, and is tilted with respect to the vertical direction to change the blowing angle of the plasma jet 5 with respect to the workpiece 6. At this time, the workpiece 6 is sucked and held by the suction device 88 so as not to fall off the belt 82. In this way, by changing the blowing angle of the plasma jet 5 with respect to the object 6 to be processed, simply supplying the plasma jet 5 from directly above the object 6 causes the obstacle 66 to become an obstacle, so Even when the plasma processing cannot be performed, the plasma jet 5 can be sprayed to the processing target portion 70 in the shadow portion 67 while avoiding (bypassing) the obstacle portion 66. In the case of FIG. 6, the plasma jet 5 is blown to the processing target portion 70 through the upper surface opening of the concave portion 62 and the side surface opening of the shadow portion 67.
[0044]
In this embodiment, the object to be processed 6 is three-dimensionally driven and includes an object to be processed driving means 85 for adjusting the blowing angle of the plasma jet 5 with respect to the portion 7 to be processed of the object 6 to be processed. Therefore, even if a portion where the plasma jet 5 is difficult to be supplied by blowing out the plasma jet 5 from directly above is present on the workpiece 6 as the shadow portion 67, the workpiece 6 is operated by the workpiece driving means 85. Is driven three-dimensionally to adjust the blowing angle of the plasma jet 5 with respect to the processed portion 7 of the processed object 6, so that the plasma jet 5 can be reliably supplied to the shadow portion 67. Thus, a uniform plasma treatment can be performed on the portion 70 to be treated over substantially the entire area.
[0045]
Further, in the embodiment of FIG. 1, the gas supply line, the refrigerant supply line, and the refrigerant discharge line connected to the plasma processing apparatus A become obstructive, making it difficult to move and drive the plasma processing apparatus A, so that the plasma processing is smooth. In the embodiment shown in FIG. 5, since the plasma processing apparatus A is not moved and the object 6 is moved and driven, the gas supply line, the refrigerant supply line, and the refrigerant discharge line are obstructive. Therefore, the plasma processing can be performed smoothly.
[0046]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.
[0047]
Example 1
Plasma treatment was performed on the workpiece 6 using the plasma treatment system shown in FIG. A circuit block 60 on which an IC as shown in FIG. The circuit block 60 was created as follows. First, a surface (including a bonding pad) 64 having a thickness of 0.5 μm is formed by applying electrolytic gold plating to the surface (bottom surface of the concave portion 62) of a deformed base (Amodel manufactured by Teijin Ltd.) 61 in which the concave portion 62 is formed. Formed. Next, cream solder was screen-printed on the base 61, chip resistance was mounted on the cream solder, and the chip resistance was joined to the base 61 in a reflow furnace. Further, an epoxy-based silver-palladium adhesive (84-IMI made by Japan Navel Stick) was applied to the bottom surface of the recess 62 of the base 61, and the component 63 (IC) was mounted with a die mounter, and 175 ° C. for 1.5 hours. The component was mounted on the bottom surface of the recess 62 by curing the adhesive by heating.
[0048]
As conditions for plasma generation, a mixed gas of helium, argon, which is an inert gas, and oxygen of a reaction gas is used as a plasma generation gas, the flow rate of helium is 1 liter / minute, the flow rate of argon is 3 liters / minute, oxygen Was set at 50 cc / min. In addition, a high-frequency electrode 3 was applied with a high frequency of 13.56 MHz and an applied power of 300 W, and plasma treatment was performed for 5 seconds. As a result, the bonding strength of the circuit 64 without the plasma treatment was 5.1 g, but the bonding strength was improved to 8.9 g by performing the plasma treatment.
[0049]
(Example 2)
Plasma treatment was performed on the workpiece 6 using the plasma treatment system shown in FIG. As the object 6 to be processed, the same one as in Example 1 was used. The plasma generation conditions include a gas mixture of helium, argon, which is an inert gas, and oxygen as a reaction gas, as a plasma generation gas. The flow rate of helium is 1 liter / minute, and the flow rate of argon is 3 liters / minute. The oxygen flow rate was set at 50 cc / min. Further, the high-frequency electrode 3 was subjected to plasma treatment for 5 seconds under the condition that the high-frequency electrode 3 was applied with a frequency of 200 MHz and the applied power was 200 W. As a result, the bonding strength of the circuit 64 without the plasma treatment was 5.1 g, but the bonding strength was improved to 10.2 g by performing the plasma treatment.
[0050]
【The invention's effect】
  As described above, the invention of claim 1 of the present inventionAn obstruction is formed above the portion to be treated of the object to be plasma treated, and the plasma jet supplied from directly above the object to be treated is blocked by the obstruction and cannot be blown. A plasma processing system for spraying a plasma jet on a processing portion,Consists of a cylindrical reaction tube open on one side as an outlet, a high-pressure electrode, and a ground electrode,SaidIntroduce plasma generation gas into the reaction tube,SaidWith high voltage electrodeSaidBy applying an AC electric field between the ground electrodes,SaidGenerate glow discharge in the reaction tube,SaidReaction tubeSaidFrom the outletSaidBlowing out a plasma jetSupA plasma processing apparatus;SaidDriving the plasma processing equipment in three dimensionsSaidFor workpieceSaidA plasma processing apparatus driving means for adjusting the blowing angle of the plasma jetThe plasma processing apparatus driving means includes a plurality of arm swivel portions formed to be rotatable in a horizontal plane, and upper arm arms, lower arm arms, and support arms formed to be movable by rotation of the arm swivel portions. The lower arm is pivotally attached to the upper arm so as to be rotatable on a vertical surface, and the support arm is pivotally attached to the lower arm so as to be rotatable on a vertical surface. The plasma processing apparatus is held on a support arm.Therefore, there are places where it is difficult to supply the plasma jet from directly above.SaidEven if it exists in the workpiece,SaidBy the operation of the plasma processing apparatus driving means,SaidDriving the plasma processing equipment in three dimensionsSaidWhere the plasma jet is difficult to be supplied by blowing the plasma jet from directly above by adjusting the blowing angle of the plasma jet to the workpieceAvoid obstacles in the treated partsCan reliably supply the plasma jet,SaidThe object to be processed can be uniformly plasma-processed substantially throughout.
[0051]
  The invention of claim 2 of the present inventionAn obstruction is formed above the portion to be treated of the object to be plasma treated, and the plasma jet supplied from directly above the object to be treated is blocked by the obstruction and cannot be blown. A plasma processing system for spraying a plasma jet on a processing portion,Consists of a cylindrical reaction tube open on one side as an outlet, a high-pressure electrode, and a ground electrode,SaidIntroduce plasma generation gas into the reaction tube,SaidWith high voltage electrodeSaidBy applying an AC electric field between the ground electrodes,SaidGenerate glow discharge in the reaction tube,SaidReaction tubeSaidFrom the outletSaidBlowing out a plasma jetSupA plasma processing apparatus;SaidDrive the work piece three-dimensionallySaidFor workpieceSaidA workpiece drive means for adjusting the blowing angle of the plasma jetThe workpiece drive means includes: an arm turning portion formed to be rotatable on a horizontal plane; an upper arm arm, a lower arm arm formed to be movable by rotation of the arm turning portion; and a workpiece transfer means. The lower arm arm is pivotally mounted on the upper arm so as to be rotatable on a vertical surface, and the workpiece transfer means is rotatable on the vertical surface of the lower arm. The workpiece transport means is formed to be capable of holding the workpiece.Therefore, there are places where it is difficult to supply the plasma jet from directly above.SaidEven if it exists in the workpiece,SaidBy the operation of the workpiece drive means,SaidDrive the work piece three-dimensionallySaidWhere the plasma jet is difficult to be supplied by blowing the plasma jet from directly above by adjusting the blowing angle of the plasma jet to the workpieceAvoid obstacles in the treated partsCan reliably supply the plasma jet,SaidThe object to be processed can be uniformly plasma-processed substantially throughout.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing the plasma processing apparatus.
FIG. 3 is a perspective view showing the high voltage electrode and the ground electrode.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the operation of the above.
FIG. 5 is a front view showing an example of another embodiment according to the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the operation described above.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional example.
FIG. 8 is a front view showing another conventional example.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a problem of a conventional example.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a problem of a conventional example.
[Explanation of symbols]
  1 Outlet
  2 reaction tubes
  3 High voltage electrode
  4 Ground electrode
  5 Plasma jet
  6 Workpiece
  30 Plasma processing apparatus driving means
  32 Arm turning part
  34 Upper arm
  36 Lower arm
  38 Support arm
  66 Disability
  70 Processed part
  80 Material transfer means
  85 Workpiece drive means

Claims

An obstruction is formed above the portion to be treated of the object to be plasma treated, and the plasma jet supplied from directly above the object to be treated is blocked by the obstruction and cannot be blown. a plasma processing system for blowing a plasma jet with respect to treatment portion, and opened cylindrical reaction tube and high-voltage electrode as one side outlet is configured by including a ground electrode, plasma in the reaction tube the product gas is introduced, by applying an alternating electric field between the high voltage electrode and the ground electrode, to generate a glow discharge in the reaction tube under atmospheric pressure, the plasma jet from the outlet of the reaction tube adjust the the blown to flop plasma processing apparatus, the balloon angle of the plasma jet relative to the plasma processing apparatus 3-dimensionally driven so the object to be processed And a plasma processing apparatus drive means for the plasma processing apparatus drive means, an arm pivot portion which is rotated driven freely formed in a horizontal plane, movably formed brachial arm and the lower by the rotation of the arm pivot portion An articulated robot having an arm arm and a support arm, wherein the lower arm is pivotally attached to the upper arm so as to be rotatable in a vertical plane, and the support arm is perpendicular to the lower arm. A plasma processing system which is pivotally mounted so as to be rotatable and holds the plasma processing apparatus on the support arm .

An obstruction is formed above the portion to be treated of the object to be plasma treated, and the plasma jet supplied from directly above the object to be treated is blocked by the obstruction and cannot be blown. a plasma processing system for blowing a plasma jet with respect to treatment portion, and opened cylindrical reaction tube and high-voltage electrode as one side outlet is configured by including a ground electrode, plasma in the reaction tube the product gas is introduced, by applying an alternating electric field between the high voltage electrode and the ground electrode, to generate a glow discharge in the reaction tube under atmospheric pressure, the plasma jet from the outlet of the reaction tube the blown and be flop plasma processing apparatus, the processing object to for adjusting the blowout angle of the plasma jet 3-dimensionally so driven by for the object to be processed And a processed product driving means, the processing object driving means, an arm pivot portion which is rotated driven freely formed in a horizontal plane, the upper arm arm movably formed by the rotation of the arm pivoting portion and the lower arm arm The lower arm arm is pivotally attached to the upper arm so that the lower arm can be pivotally driven in a vertical plane, and the workpiece conveying means is attached to the lower arm. A plasma processing system, wherein the plasma processing system is pivotally mounted on a vertical surface so as to be freely rotatable, and the processing object conveying means is configured to hold the processing object .