JP4038816B2 - Surface treatment equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電することで被処理体(ワークともいう)の表面を処理するための表面処理装置および表面処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
大気または大気圧近傍の圧力下において、プラズマ放電を用いて被処理体に対して表面処理をする装置が提案されている。大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電により表面処理をするメリットとしては、真空下でのプラズマ放電に比べて低圧雰囲気下での形成および制御用の装備が不要であり、大面積処理の実現および製造コストの低減が図りやすいことである。
このようなプラズマを用いた表面処理装置は、一対の電極の間に大気圧付近の圧力下で生成されるプラズマ放電発生部(放電領域ともいう)を生成するようになっている。そして一方の電極からは通気孔を通じてガスを導入するようになっている。このガスは、通気孔を通った後に多孔質体を通ってプラズマ放電発生部に入るようになっている。このようにすることで、被処理体に対して均一な表面処理が施せる(たとえば特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開平6−2149号公報(第1頁、図1)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のプラズマ表面処理装置では、次のような問題がある。
従来の大気圧下で使用するプラズマ表面処理装置は、一対の電極の間で1つの放電発生部を形成するようになっている。そしてこの1つの放電発生部が、1種類のプロセスに必要な反応ガス(処理ガスともいう)を活性化させて被処理体に対して所望の表面処理を行う。
このような構造であると、別の種類の反応ガスを用いて処理する必要がある場合には、すでに使用した1種類の反応ガスから別の反応ガスにガス種を切り換えて行う必要がある。
【0005】
このようにガス種を切り換えて被処理体に対して複数種類の表面処理を連続的に行う場合には、上述したようなガス種を切り換えるための時間がかかってしまい、表面処理作業時間がかなり長くかかってしまう。
また従来のプラズマ処理装置は、1つの放電発生部しか有していないので、1つの被処理体の表面に対して複数回放電発生部に曝すことができない。
【0006】
そこで本発明は上記課題を解消し、一対の印加側電極部とアース側電極部の間で複数の放電発生部を形成することにより1つの被処理体に対して複数回の表面処理が可能であるばかりでなく、複数種類のガス種により複数種類の表面処理が1つの被処理体に対して可能な表面処理装置および表面処理方法を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の表面処理装置は、対向して配置された印加側電極部とアース側電極部の間に大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電することで被処理体の表面を処理するための表面処理装置であり、前記印加側電極部は、前記アース側電極部側に突出している複数の突起を有する電極と、前記電極に設けられて前記アース側電極部に対面しており、その対面する側の一部が前記アース側電極部の方向に突出する境界部分を有する誘電体と、前記印加側電極部の前記誘電体と前記アース側電極部の間に複数種類のガスを供給する複数のガス供給部と、を有し、前記アース側電極部は、前記被処理体を載せた状態で前記印加側電極部に対して平行に移動自在であり、前記アース側電極部と前記誘電体との間で前記電極の各前記突起に対応する位置において前記プラズマ放電の放電発生部を各々形成させており、前記誘電体の前記境界部分は、各前記放電発生部の間に配置されおり、複数の前記ガス供給部は前記境界部分を挟んで配置されていることを特徴とする。
【0008】
このような構成によれば、プラズマ放電の放電発生部は、アース側電極部と誘電体との間で電極の各突起に対応する位置において各々形成することができる。したがって、アース側電極部に載せた被処理体に対してアース側電極部とともに被処理体を移動することにより、複数回1つの被処理体の表面を放電発生部に曝すことができる。このことから、被処理体の表面がより活性化される上に、ガスの活性化される量も増えるので反応が促進されて処理レートが上がる。
【0010】
上記構成において、前記印加側電極部は、複数の前記ガス供給部を有していることを特徴とすることが望ましい。
このような構成によれば、印加側電極部が、複数のガス供給部を有していることから、各ガス供給部からは異なるガス種のガスを供給することができる。このことから複数種類のガスを用いて、連続または同時に1つの被処理体の表面に対して複数種類の表面処理が行える。
【0011】
上記構成において、前記ガス供給部は、複数種類のガスを供給することを特徴とすることが望ましい。
このような構成によれば、ガス供給部は、複数種類のガスを供給することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
第1の実施形態
図1は、本発明の表面処理装置の好ましい第1の実施形態を示している。
この表面処理装置10は、大気圧プラズマ表面処理装置などとも呼んでいる。
表面処理装置10は、大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電による複数の放電発生部を用いて、被処理体の表面に対して表面処理を連続または同時に行うことができる装置である。この表面処理装置10は、1種類のガスにより被処理体の表面処理を連続的に行う装置である。
【0018】
本発明の実施形態で用いる表面処理とは、アッシング、エッチング、親水処理や撥水処理などの表面改質、洗浄、成膜などを含んでいる。アッシング処理は、たとえばガラス基板などの被処理体の表面上の有機物の除去処理である。エッチング処理は、たとえばガラス基板などの被処理体の表面上の成膜物の除去処理である。親水処理は、たとえばガラス基板などの被処理体の表面上に親水性の膜を形成する処理である。撥水処理は、たとえばガラス基板などの被処理体の表面上に撥水膜を形成する処理である。
表面処理装置10において発生するプラズマの種類としては、大気圧または大気圧近傍の圧力下で発生するグロー放電プラズマである。このグロー放電プラズマは、プラズマ生成用のガス中でのグロー放電の発生に伴って生成する。
【0019】
図1に示す表面処理装置10は、印加側電極部20と、アース側電極部30、ガス収容部21、交流電源(RF電源ともいう)23、移動操作部25を有している。
印加側電極部20とアース側電極部30は、いわゆる平行平板型のプラズマ放電装置を形成している。印加側電極部20は第1の電極部とも呼ぶことができ、アース側電極部30は第2の電極部とも呼ぶことができる。印加側電極部20とアース側電極部30は、隙間を介して平行に配置されている。
このように表面処理装置10は、一対の印加側電極部20とアース側電極部30を有しており、いわゆる1つの直接放電式の放電手段を構成している。
【0020】
まず、図1に示す印加側電極部20の構造について説明する。
図1に示す印加側電極部20は、平板状の電極40と、平板状の誘電体41を有している。
電極40は、交流電源23に対して電気的に接続されている。交流電源23は接地されている。電極40は、交流電源23により、高周波電力が供給される。電極40は、電極となりうる導電性の高い材質、たとえばアルミニウム、銅、ステンレス(SUS)、チタン、タングステン、などにより作られている。
【0021】
印加側電極部20の電極40の形状において特に特徴的なのは、次の点である。
電極40の一方の面43は、交流電源23に電気的に接続されている。この一方の面43は平坦面である。これに対して他方の面44側には、複数の突起45(図示例では3つ)が、一定間隔をおいて形成されている。図1における断面で見て長方形状の各突起45は、アース側電極部30側に向けて突出して形成されている。突起45の先端面45Aは、図1の第1の実施形態では平坦になっている。この先端面45Aはアース側電極部30に対面しており、アース側電極部30に対して平行である。
これらの各突起45は、アース側電極部30と誘電体41との間で各々プラズマ放電の放電発生部50,51,52を形成するための部分である。この放電発生部50,51,52は、放電領域または放電発生領域とも呼んでいる。
【0022】
誘電体41は、電極40の他方の面44側に固定されている。各突起45は、誘電体41の凹部41Aにはめ込まれて固定されている。
誘電体41は、たとえばアルミナや窒化シリコンなどのセラミックスや石英などにより作られている。誘電体41は、放電発生部の発生域を定めて、不要な放電が他の部分に生じないようにするものである。
誘電体41の内面41Bは、アース側電極部30に対して平行に対面している。この内面41Bは、アース側電極部30と平行な面である。アース側電極部30と誘電体41の内面41Bの間には、各突起45に対応する位置において各々放電発生部50,51,52が生成できる。
【0023】
印加側電極部20は、複数、たとえば2つのガス供給部60,61を有している。ガス供給部60,61は、電極40と誘電体41に対して通じる穴である。このガス供給部60,61は、ガス収容部21に対して接続されている。
これによりガス収容部21内に収容されているキャリアガスと反応ガスの混合ガスは、ガス供給部60,61を通じて、放電発生部50,51の間の領域と、放電発生部51,52の間の領域に各々供給することができる。つまり混合ガスはガス供給部60,61を通じて、誘電体41の内面41Bとアース側電極部30の上に搭載されている被処理体70の表面71の間に供給することができる。混合ガスの種類としては、たとえば被処理体70の表面71に対して親水性処理を行う場合には、キャリアガスとしてHeを用い、反応ガスとしてO2を用いる。このHeとO2の混合ガスは、ガス供給部60,61を通じて、誘電体41の内面41Bと被処理体70の間に供給することができる。
【0024】
次に、アース側電極部30について説明する。
アース側電極部30は、上述したように印加側電極部20に対面して平行に配置された電極部である。アース側電極部30は、接地されている。アース側電極部30は、平板状の部材であり、アーステーブルとも呼ばれている。
アース側電極部30は、ガイドレール80に沿って搬送方向Tに移動可能になっている。このアース側電極部30を移動させるために、移動操作部25がアース側電極部30に連結されている。移動操作部25は流体圧シリンダや電気モータなどの各種のアクチュエータを用いることができる。
アース側電極部30は、たとえば電極40と同様な材質により作ることができる。
アース側電極部30の搭載面30Eには、被処理体70が搭載されている。この被処理体70は、たとえばシリコン基板や、液晶表示装置(LCD)に用いられるガラス基板などである。
【0025】
次に、上述した図1に示す表面処理装置10を用いて、被処理体70の表面71に対して表面処理を行うための表面処理方法の例について、図2を参照して説明する。
図2の被処理体配置ステップST1では、図1に示す印加側電極部20の電極40の複数の突起45を誘電体41を介して対面させるために、被処理体70がアース側電極部30の搭載面30Eの上に載せられる。
被処理体70はアース側電極部30の上に搭載された状態で、アース側電極部30が移動操作部25の操作によりたとえば搬送方向Tに移動できるようにする。これにより、電極40および誘電体41と被処理体70が対面する。
この状態において、電極間距離Lは、各突起45の先端面45Aとアース側電極部30の搭載面30Eの間の距離をいう。この第1の実施形態では、たとえば各突起45の突出高さは同じである。しかし、各突起45の突出高さは、異なっていてもよい。この突出高さが異なっている場合としては、たとえば異種ガスを使った場合である。
【0026】
次に、図2に示す放電発生ステップST2に移る。ステップST2では、交流電源23が高周波交流電力を電極40に供給すると、アース側電極部30と誘電体41との間で各突起45に対応する位置において、プラズマ放電の放電発生部50,51,52が各々形成される。
この状態においてガス収容部21内のガスは、ガス供給部60,61を通じて放電発生部50,51,52側に供給される。これによって放電発生部50においては大気圧プラズマが生成されて、反応ガスの励起活性種を生じる。この励起活性種が、被処理体70の表面をたとえば親水処理することができる。
【0027】
この場合に、移動操作部25が作動することにより被処理体70は、アース側電極部30とともに搬送方向Tに沿ってガイドレール80に従って往復移動させることができる。このことから、被処理体70の表面71は、複数の放電発生部50,51,52により複数回何度も曝される。
この結果、被処理体70の表面は、活性化が促進される上に、ガスの活性化される量も増えるので、結果として反応が促進される。このことから表面処理における処理レートの高速化が図れる。
また、複数の放電発生部50,51,52が生成されていることにより、被処理体70の表面71には曝露処理が繰り返して施されるので、被処理体70の表面71の表面処理状態が安定して処理分布が均一になる。このことから、被処理体70の表面71の処理表面の品質の向上が図れる。
【0028】
さらに、上述したように放電発生部50,51,52が生成されるので、反応ガスが放電に何度も曝されることから、活性化される分子の量が増えるので、被処理体70の表面との反応が進む。したがって、反応ガスの供給量を削減することができるので、ガスを使用する際の効率化が図れる。
このように、複数の放電発生場所である放電発生部50,51,52が一対の印加側電極部20とアース側電極部30の間に生成することができることから、上述したようなメリットが生じる。
【0029】
なお、図1のガス供給部21は、混合ガスをガス供給部60,61に送るばかりでなく、処理上必要ならばキャリアガス(たとえばHe)のみを送ることもできる。
図2の被処理体の除去ステップST3では、表面処理の終わった被処理体70が搭載面30Eから除去された後、新たな被処理体70が搭載面30Eに搭載される。
【0030】
第2の実施形態
図3は、本発明の表面処理装置の第2の実施形態を示している。
図3に示す表面処理装置100は、図1に示す表面処理装置10に比べると、ほとんどの部分で同じ構造を有している。したがって、図3に示す表面処理装置100の部分が、図1に示す表面処理装置10の対応する部分と同じである場合には同じ符号を記してその説明を用いることにする。
【0031】
図3に示す表面処理装置100が図1に示す表面処理装置10と異なるのは、1つのガス供給部160が設けられていることである。このガス供給部160は、ガス収容部21に接続されている。ガス供給部160は、電極40と誘電体41に通じて形成されている穴である。ガス供給部160から供給されるガスは、たとえば反応ガスとしてのO2とキャリアガスとしてのHeの混合ガスである。この混合ガスは、誘電体41と被処理体70の表面71の間に供給される。
このように複数のガス供給部ではなく、1つのガス供給部160が印加側電極部20に設けられるようにしても勿論構わない。
【0032】
第3の実施形態
図4は、本発明の表面処理装置の第3の実施形態を示している。
図4に示す表面処理装置200の部分が、図1の表面処理装置10の部分と同じであるところには同じ符号を記してその説明を用いる。
図4におけるアース側電極部30、移動操作部25、交流電源23、被処理体70は、図1に示すものと同様なものを採用することができる。
【0033】
図4に示す表面処理装置200は、印加側電極部220とアース側電極部30を有している。印加側電極部220は、第1の電極とも呼び、アース側電極部30は第2の電極とも呼んでいる。印加側電極部220とアース側電極部30は、対面していて、平行平板型の一対のプラズマ放電用の電極構造を有している。
この表面処理装置200は、複数種類のガスを用いて連続または同時に被処理体の表面処理を行う装置である。
【0034】
図4に示す印加側電極部220は、電極240と誘電体241を有している。電極240は、図1に示す電極40と同様な材質のものにより作ることができる。電極240は、複数、たとえば2つの突起245を有している。突起245の先端面245Aはアース側電極部30側に平行に対面している。
電極240は、誘電体241と組み合わせることにより一体化されている。誘電体241は、図1の実施形態の誘電体41と同様にセラミックスや石英などにより作られている。
【0035】
誘電体241は、凹部241Aを有している。これら凹部241Aには、電極240の突起245がはめ込まれている。特徴的なのは、誘電体241の内面241B,241Cは、中央の境界部分255により分けられていることである。このように境界部分255により分けられた内面241B,241Cは、各々電極240の突起245,245に各々対応した面である。
境界部分255の先端面255Aは、アース側電極部30側に突出していて、被処理体70との間でわずかな隙間を残して対面している。
【0036】
印加側電極部220は、2つのガス供給部260,261を有している。ガス供給部260は第1ガス収容部300に接続されている。ガス供給部261は、第2ガス収容部301に接続されている。
第1ガス収容部300は、たとえばキャリアガスとしてのHeと、反応ガスとしてのCF4(4フッ化炭素)の混合ガスを収容している。第2ガス収容部301は、たとえばキャリアガスとしてのHeと、反応ガスとしてのO2の混合ガスを収容している。
ガス供給部260は、第1ガス収容部300のガスを放電発生部250側に供給する。ガス供給部261は、第2ガス収容部301に収容されている混合ガスをもう1つの放電発生部251側に供給する。
【0037】
次に、図4に示す表面処理装置200が、被処理体70の表面71に対して表面処理を行う方法の例について説明する。
アース側電極部30の上には被処理体70が搭載されている。移動操作部25が作動することによりアース側電極部30と被処理体70は、ガイドレール80に沿って搬送方向Tに移動する。これによって、印加側電極部220と被処理体70が対面する。
印加側電極部220とアース側電極部30の間には、放電発生部250,251が生成される。そして、ガス供給部260から第1ガス収容部300側の混合ガスが放電発生部250に供給される。同様にして、ガス供給部261は、第2ガス収容部301からの混合ガスが放電発生部251に供給される。
【0038】
これによって、被処理体70の表面71に対しては、複数の放電発生部250,251において各々異種のプロセスガスを流すことができる。これによって、被処理体70の表面71には、たとえば親水性処理と撥水性処理のプロセス処理を行える。この場合に、誘電体241は、境界部分255を有しているので、この境界部分255が、放電発生部250側のガスと放電発生部251側のガスが混ざってしまうのを防ぐことができる。
被処理体70はアース側電極部30の搬送方向Tの往復移動により、各々の放電発生部250,251において、活性化された反応ガスと反応して異なる種類の処理を連続的に行うことができる。
【0039】
このように、図4に示す表面処理装置200の構造を採用することにより次のようなメリットがある。
複数の異なるプロセスガスによりプロセス処理を行う際に、一対の印加側電極部220とアース側電極部30で、行うことができる。このことから、従来と異なり表面処理装置の台数が1台ですみ、1台の表面処理装置を用いることで、複数処理できるので、装置の台数を減らすことができる。
【0040】
しかも、装置の台数を減らすことができることから、装置の占める接地面積を削減できるとともに、装置コストも軽減化できる。
また従来必要であった異なる複数の装置の間において被処理体を搬送するための搬送部が不要となる。
図4の表面処理装置200は、被処理体70の表面71に対して複数のプロセス処理を同時または連続で行うことができるために、処理レートが向上し処理の経時変化の影響を軽減することができる。
【0041】
本発明の表面処理装置は、上述したように平行平板型のプラズマ処理装置である。本発明の表面処理装置は、大気圧または大気圧近傍の圧力下でのプラズマ放電を用いていて、複数の表面処理、たとえば表面改質やエッチングなどの処理を連続または同時に行うことができる。表面処理としては、アッシング、エッチング、親水処理や撥水処理などの表面改質、洗浄、成膜である。
【0042】
ガスとしては、たとえばHe,He+O2,He+CF4を用いていて、一対の印加側電極部とアース側電極部により複数の放電発生部を生成することができる。このような複数の放電発生部により、プロセス用反応ガス(反応性ガスとも呼ぶ)を活性化させることにより、複数の種類の表面処理が同時にまたは連続的に行える。
【0043】
本発明の実施形態では、たとえばキャリアガスとしてHeを用いている。また撥水性処理にはたとえばHe+CF4の混合ガスを用いることができ、親水性処理としてはHe+O2の混合ガスを用いることができる。
本発明の実施形態では、被処理体の種類としては、処理目的に応じて種々のものを採用することができる。被処理体は、たとえばパッケージされた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などや、プラスチックの板である。
本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の表面処理装置の第1の実施形態を示す図。
【図2】 本発明の表面処理方法の一例を示す図。
【図3】 本発明の表面処理装置の第2の実施形態を示す図。
【図4】 本発明の表面処理装置の第3の実施形態を示す図。
【符号の説明】
10・・・表面処理装置、20・・・印加側電極部、21・・・反応ガス収容部、23・・・交流電源、30・・・アース側電極部、40・・・印加側電極部の電極、41・・・印加側電極部の誘電体、45・・・電極の突起、50,51,52・・・放電発生部(放電領域ともいう)、60,61・・・ガス供給部、70・・・被処理体、71・・・被処理体の表面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface treatment apparatus and a surface treatment method for treating the surface of an object to be treated (also referred to as a workpiece) by performing plasma discharge under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure.
[0002]
[Prior art]
There has been proposed an apparatus for performing a surface treatment on an object to be processed using plasma discharge under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure. The advantage of surface treatment by plasma discharge under atmospheric pressure or near atmospheric pressure is that it does not require equipment for formation and control in a low-pressure atmosphere compared to plasma discharge under vacuum, and can be used for large-area treatment. It is easy to realize and reduce manufacturing costs.
Such a surface treatment apparatus using plasma generates a plasma discharge generation part (also referred to as a discharge region) generated under a pressure near atmospheric pressure between a pair of electrodes. A gas is introduced from one electrode through the vent hole. This gas enters the plasma discharge generating part through the porous body after passing through the vent hole. By doing in this way, a uniform surface treatment can be given to a processed object (for example, refer to patent documents 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-6-2149 (first page, FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional plasma surface treatment apparatus has the following problems.
A conventional plasma surface treatment apparatus used under atmospheric pressure forms one discharge generating portion between a pair of electrodes. And this one discharge generation part activates the reactive gas (also called process gas) required for one kind of process, and performs a desired surface treatment with respect to a to-be-processed object.
With such a structure, when it is necessary to perform processing using another type of reaction gas, it is necessary to switch the gas type from one type of reaction gas already used to another type of reaction gas.
[0005]
When a plurality of types of surface treatments are continuously performed on the object to be processed by switching the gas types in this way, it takes time to switch the gas types as described above, and the surface treatment work time is considerable. It takes a long time.
Moreover, since the conventional plasma processing apparatus has only one discharge generation part, it cannot expose to the discharge generation part in multiple times with respect to the surface of one to-be-processed object.
[0006]
Therefore, the present invention solves the above-described problems, and can form a plurality of discharge generation portions between a pair of application-side electrode portions and ground-side electrode portions, thereby allowing multiple surface treatments to be performed on one object. It is another object of the present invention to provide a surface treatment apparatus and a surface treatment method capable of performing a plurality of types of surface treatment on a single object by using a plurality of types of gas.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The surface treatment apparatus of the present invention treats the surface of an object to be processed by performing plasma discharge under an atmospheric pressure or a pressure in the vicinity of atmospheric pressure between an application-side electrode portion and a ground-side electrode portion that are arranged to face each other. The application-side electrode portion has an electrode having a plurality of protrusions protruding toward the ground-side electrode portion side, and is provided on the electrode so as to face the ground-side electrode portion, Supply a plurality of kinds of gases between the dielectric having a boundary part protruding partly in the direction of the earth side electrode part and the dielectric of the application side electrode part and the earth side electrode part. A plurality of gas supply units, wherein the ground side electrode unit is movable in parallel to the application side electrode unit with the object to be processed placed thereon, and the ground side electrode unit and the dielectric Position corresponding to each protrusion of the electrode between the body And each form a discharge generating portion of the plasma discharge in the boundary portion of the dielectric is disposed between each of said discharge generating portion, the plurality of the gas supply unit disposed across the boundary It is characterized by being.
[0008]
According to such a configuration, the discharge generation part of the plasma discharge can be formed at a position corresponding to each protrusion of the electrode between the ground side electrode part and the dielectric. Therefore, by moving the object to be processed together with the ground side electrode part with respect to the object to be processed placed on the earth side electrode part, the surface of one object to be processed can be exposed to the discharge generating part a plurality of times. From this, the surface of the object to be treated is more activated and the amount of gas activated is increased, so that the reaction is promoted and the treatment rate is increased.
[0010]
In the above configuration, it is desirable that the application-side electrode unit includes a plurality of the gas supply units.
According to such a configuration, since the application-side electrode unit has a plurality of gas supply units, it is possible to supply different types of gas from each gas supply unit. Therefore, a plurality of types of surface treatment can be performed on the surface of one object to be processed continuously or simultaneously using a plurality of types of gases.
[0011]
In the above configuration, it is desirable that the gas supply unit supplies a plurality of types of gases.
According to such a configuration, the gas supply unit can supply a plurality of types of gases.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
First Embodiment Fig. 1 shows a first preferred embodiment of the surface treatment apparatus of the present invention.
The surface treatment apparatus 10 is also called an atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus.
The surface treatment apparatus 10 is an apparatus that can perform surface treatment on a surface of an object to be processed continuously or simultaneously using a plurality of discharge generators by plasma discharge under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure. The surface treatment apparatus 10 is an apparatus that continuously performs surface treatment of an object to be processed with one kind of gas.
[0018]
The surface treatment used in the embodiment of the present invention includes surface modification such as ashing, etching, hydrophilic treatment and water repellent treatment, cleaning, film formation and the like. The ashing process is a process for removing organic substances on the surface of an object to be processed such as a glass substrate. The etching process is a process for removing a film formed on the surface of an object to be processed such as a glass substrate. A hydrophilic process is a process which forms a hydrophilic film | membrane on the surface of to-be-processed objects, such as a glass substrate, for example. The water repellent treatment is a treatment for forming a water repellent film on the surface of a target object such as a glass substrate.
The kind of plasma generated in the surface treatment apparatus 10 is glow discharge plasma generated under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure. This glow discharge plasma is generated with the occurrence of glow discharge in the plasma generating gas.
[0019]
The surface treatment apparatus 10 illustrated in FIG. 1 includes an application side electrode unit 20, a ground side electrode unit 30, a
The application-side electrode unit 20 and the ground-side electrode unit 30 form a so-called parallel plate type plasma discharge device. The application side electrode unit 20 can also be referred to as a first electrode unit, and the ground side electrode unit 30 can also be referred to as a second electrode unit. The application side electrode unit 20 and the ground side electrode unit 30 are arranged in parallel with a gap therebetween.
As described above, the surface treatment apparatus 10 has a pair of the application-side electrode unit 20 and the ground-side electrode unit 30 and constitutes a so-called one direct discharge type discharge means.
[0020]
First, the structure of the application side electrode unit 20 shown in FIG. 1 will be described.
The application-side electrode unit 20 shown in FIG. 1 has a flat electrode 40 and a flat dielectric 41.
The electrode 40 is electrically connected to the
[0021]
The following points are particularly characteristic in the shape of the electrode 40 of the application-side electrode portion 20.
One
Each of these
[0022]
The dielectric 41 is fixed to the
The dielectric 41 is made of, for example, ceramics such as alumina or silicon nitride, quartz, or the like. The dielectric 41 determines the generation area of the discharge generating portion so that unnecessary discharge does not occur in other portions.
The inner surface 41 </ b> B of the dielectric body 41 faces in parallel with the ground-side electrode unit 30. The inner surface 41 </ b> B is a surface parallel to the ground side electrode portion 30.
[0023]
The application-side electrode unit 20 has a plurality of, for example, two
As a result, the mixed gas of the carrier gas and the reaction gas stored in the
[0024]
Next, the earth side electrode part 30 will be described.
As described above, the ground-side electrode unit 30 is an electrode unit that is arranged in parallel to face the application-side electrode unit 20. The earth side electrode unit 30 is grounded. The earth side electrode part 30 is a flat plate-like member and is also called an earth table.
The ground side electrode part 30 is movable in the transport direction T along the guide rail 80. In order to move the ground side electrode part 30, the moving
The ground side electrode part 30 can be made of the same material as that of the electrode 40, for example.
A workpiece 70 is mounted on the mounting surface 30 </ b> E of the earth-side electrode unit 30. The object 70 is, for example, a silicon substrate or a glass substrate used for a liquid crystal display (LCD).
[0025]
Next, an example of a surface treatment method for performing a surface treatment on the
2, in order to face the plurality of
The workpiece 70 is mounted on the ground-side electrode unit 30 so that the ground-side electrode unit 30 can be moved, for example, in the transport direction T by the operation of the moving
In this state, the inter-electrode distance L refers to the distance between the
[0026]
Next, the process proceeds to the discharge generation step ST2 shown in FIG. In step ST2, when the
In this state, the gas in the
[0027]
In this case, the workpiece 70 can be reciprocated along the conveyance direction T along the guide rail 80 together with the ground-side electrode unit 30 by operating the
As a result, activation of the surface of the object to be processed 70 is promoted and the amount of gas activated is increased, and as a result, the reaction is promoted. Thus, the processing rate in the surface treatment can be increased.
In addition, since the plurality of
[0028]
Furthermore, since the
As described above, since the
[0029]
The
In step ST3 for removing the object to be processed in FIG. 2, after the object 70 to be processed has been removed from the mounting
[0030]
Second embodiment Fig. 3 shows a second embodiment of the surface treatment apparatus of the present invention.
The surface treatment apparatus 100 shown in FIG. 3 has the same structure in most parts as compared with the surface treatment apparatus 10 shown in FIG. Therefore, in the case where the part of the surface treatment apparatus 100 shown in FIG. 3 is the same as the corresponding part of the surface treatment apparatus 10 shown in FIG.
[0031]
The surface treatment apparatus 100 shown in FIG. 3 is different from the surface treatment apparatus 10 shown in FIG. 1 in that one gas supply unit 160 is provided. The gas supply unit 160 is connected to the
Of course, one gas supply unit 160 may be provided in the application-side electrode unit 20 instead of a plurality of gas supply units.
[0032]
Third embodiment Fig. 4 shows a third embodiment of the surface treatment apparatus of the present invention.
The parts of the surface treatment apparatus 200 shown in FIG. 4 are the same as the parts of the surface treatment apparatus 10 of FIG.
As the ground side electrode section 30, the moving
[0033]
The surface treatment apparatus 200 shown in FIG. 4 has an application side electrode part 220 and a ground side electrode part 30. The application side electrode unit 220 is also called a first electrode, and the ground side electrode unit 30 is also called a second electrode. The application side electrode unit 220 and the ground side electrode unit 30 face each other and have a pair of parallel plate type electrode structures for plasma discharge.
The surface treatment apparatus 200 is an apparatus that performs surface treatment of an object to be processed continuously or simultaneously using a plurality of types of gases.
[0034]
The application side electrode unit 220 illustrated in FIG. 4 includes an electrode 240 and a dielectric 241. The electrode 240 can be made of the same material as the electrode 40 shown in FIG. The electrode 240 has a plurality of, for example, two
The electrode 240 is integrated by combining with the dielectric 241. The dielectric 241 is made of ceramics, quartz, or the like, similar to the dielectric 41 of the embodiment of FIG.
[0035]
The dielectric 241 has a
The
[0036]
The application-side electrode unit 220 has two gas supply units 260 and 261. The gas supply unit 260 is connected to the first
The first
The gas supply unit 260 supplies the gas in the first
[0037]
Next, an example of a method in which the surface treatment apparatus 200 illustrated in FIG. 4 performs a surface treatment on the
A workpiece 70 is mounted on the ground electrode 30. When the
[0038]
As a result, different types of process gases can be flowed to the
The object 70 can continuously perform different types of treatment by reacting with the activated reaction gas in each of the
[0039]
Thus, there are the following merits by adopting the structure of the surface treatment apparatus 200 shown in FIG.
When a process is performed using a plurality of different process gases, the pair of application-side electrode unit 220 and ground-side electrode unit 30 can perform the process. Therefore, unlike the conventional case, the number of surface treatment devices is only one, and a plurality of treatments can be performed by using one surface treatment device, so that the number of devices can be reduced.
[0040]
Moreover, since the number of devices can be reduced, the ground area occupied by the devices can be reduced, and the device cost can be reduced.
Moreover, the conveyance part for conveying a to-be-processed object between several different apparatuses conventionally required becomes unnecessary.
Since the surface treatment apparatus 200 of FIG. 4 can perform a plurality of process treatments simultaneously or continuously on the
[0041]
The surface treatment apparatus of the present invention is a parallel plate type plasma treatment apparatus as described above. The surface treatment apparatus of the present invention uses plasma discharge under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure, and can perform a plurality of surface treatments such as surface modification and etching continuously or simultaneously. The surface treatment includes ashing, etching, surface modification such as hydrophilic treatment and water repellent treatment, cleaning, and film formation.
[0042]
As the gas, for example, He, He + O 2 , and He + CF 4 are used, and a plurality of discharge generating portions can be generated by a pair of application side electrode portions and ground side electrode portions. A plurality of types of surface treatments can be performed simultaneously or continuously by activating a process reaction gas (also referred to as a reactive gas) by such a plurality of discharge generating portions.
[0043]
In the embodiment of the present invention, for example, He is used as the carrier gas. For example, a mixed gas of He + CF 4 can be used for the water repellent treatment, and a mixed gas of He + O 2 can be used for the hydrophilic treatment.
In the embodiment of the present invention, various types of objects to be processed can be adopted depending on the processing purpose. The object to be processed is, for example, an electronic component such as a packaged IC, a silicon substrate, a glass substrate used for a liquid crystal display (LCD), or a plastic plate.
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the claims.
A part of each configuration of the above embodiment can be omitted, or can be arbitrarily combined so as to be different from the above.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a surface treatment apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a surface treatment method of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the surface treatment apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a view showing a third embodiment of the surface treatment apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Surface treatment apparatus, 20 ... Application side electrode part, 21 ... Reaction gas storage part, 23 ... AC power supply, 30 ... Ground side electrode part, 40 ... Application side electrode part , 41... Application side electrode part dielectric, 45... Electrode projection, 50, 51, 52... Discharge generation part (also called discharge region), 60, 61. 70 ... object to be processed, 71 ... surface of object to be processed
Claims (1)
前記印加側電極部は、
前記アース側電極部側に突出している複数の突起を有する電極と、
前記電極に設けられて前記アース側電極部に対面しており、その対面する側の一部が前記アース側電極部の方向に突出する境界部分を有する誘電体と、
前記印加側電極部の前記誘電体と前記アース側電極部の間に複数種類のガスを供給する複数のガス供給部と、を有し、
前記アース側電極部は、前記被処理体を載せた状態で前記印加側電極部に対して平行に移動自在であり、前記アース側電極部と前記誘電体との間で前記電極の各前記突起に対応する位置において前記プラズマ放電の放電発生部を各々形成させており、
前記誘電体の前記境界部分は、各前記放電発生部の間に配置されており、複数の前記ガス供給部は前記境界部分を挟んで配置されていることを特徴とする表面処理装置。A surface treatment apparatus for treating the surface of an object to be processed by plasma discharge under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity of atmospheric pressure between an application-side electrode portion and a ground-side electrode portion arranged to face each other,
The application side electrode part is
An electrode having a plurality of protrusions protruding toward the ground side electrode portion side;
A dielectric provided on the electrode and facing the ground side electrode portion, and a part of the facing side has a boundary portion protruding in the direction of the ground side electrode portion;
A plurality of gas supply units for supplying a plurality of types of gas between the dielectric of the application side electrode unit and the ground side electrode unit;
The ground-side electrode part is movable in parallel to the application-side electrode part in a state where the object to be processed is placed, and each protrusion of the electrode between the ground-side electrode part and the dielectric The discharge generation part of the plasma discharge is respectively formed at a position corresponding to
The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein the boundary portion of the dielectric is disposed between the discharge generation units, and the plurality of gas supply units are disposed with the boundary portion interposed therebetween.
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