JP4306033B2

JP4306033B2 - Plasma processing apparatus and plasma processing method

Info

Publication number: JP4306033B2
Application number: JP21287199A
Authority: JP
Inventors: 康輔中村; 啓明北村; 康志澤田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-07-27
Filing date: 1999-07-27
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2019-07-27
Also published as: JP2001035694A

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、液晶用ガラス基板の表面クリーニングなどのプラズマ処理を行うためのプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関するものであって、特に、精密な接合が要求される電子部品の表面クリーニング等に応用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、回路用基板等のピース状（短尺）で板状の部品を被処理物とし、複数枚の被処理物を連続的に送りながら各被処理物にプラズマ処理を施すことが行われている（例えば、特開平５−２３５５２０号公報、特開平６−２１４９号公報）。図１１にプラズマ処理装置の従来例を示す。１はチャンバーであって、チャンバー１の一方の側壁には入口７が設けられていると共に、チャンバー１の他方の側壁には入口７と対向するように出口８が設けられている。また、チャンバー１内に上下に対向する一対の電極１１が配設されている。さらに、このプラズマ処理装置にはベルトコンベア１２が備えられており、そのベルト１３はチャンバー１内を通過するように配設されている。すなわち、ベルトコンベア１２のベルト１３は、入口７からチャンバー１内に導入され、一対の電極１１の間を通過した後、出口８からチャンバー１外に導出されるようにチャンバー１内を進行するものである。
【０００３】
このプラズマ処理装置で被処理物４にプラズマ処理を施すにあたっては、まず、チャンバー１内にプラズマ生成用ガスを導入すると共に電極１１の間に交流電界を印加することによって、電極１１の間で放電させてプラズマを生成する。次に、進行するベルト１３の上に被処理物４を載せる。このように進行するベルト１３の上に被処理物４を載せることによって、被処理物４は入口７からチャンバー１内に導入された後、電極１１の間を通過し、出口８からチャンバー１外に導出されることになり、被処理物４は電極１１の間を通過する際にプラズマで処理されるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のプラズマ処理装置では被処理物４の搬送手段としてベルトコンベア１２を用いているので、ベルト１３がチャンバー１の両外側に突出して配置されており、大型化するという問題があった。また、ベルト１３が電極１１の間を通過するように配置されているので、ベルト１３が障害となって電極１１の間の放電が不安定となり、均質なプラズマを安定して生成することができないという問題があった。さらに、電極１１の間の距離（ギャップ）からベルト１３の厚み分を差し引いた間隔に相当する厚みの被処理物４しか処理することができず、厚物の被処理物４をプラズマ処理することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、小型で、均質なプラズマを安定して生成することができ、厚物の被処理物をプラズマ処理することができるプラズマ処理装置及びこれを用いたプラズマ処理方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【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装置は、チャンバー１内に高圧電極２と接地電極３を設け、チャンバー１内にプラズマ生成用ガスを導入すると共に高圧電極２と接地電極３の間に交流電界を印加することにより、高圧電極２と接地電極３の間に大気圧下で誘電体バリア放電を発生させ、この誘電体バリア放電でプラズマ生成用ガスからプラズマを生成すると共にこのプラズマで高圧電極２と接地電極３の間に導入された被処理物４をプラズマ処理するプラズマ処理装置において、前記高圧電極２の下方に複数の前記接地電極３を配置し、被処理物４を搬送するための搬送手段として複数のローラー５を隣合う一対のローラー５間に接地電極３を介在させるように配置し、ローラー５の上部を接地電極３の上部よりも上に位置させることにより、前記搬送手段をチャンバー１内で且つ高圧電極２と接地電極３の間の対向スペース以外の箇所に設けて成ることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、チャンバー１への被処理物４の導入を行うための入口７と、チャンバー１からの被処理物４の導出を行うための出口８をチャンバー１に設け、入口７を入口扉２１で開閉自在に形成すると共に出口８を出口扉２２で開閉自在に形成して成ることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項３に係る発明は、請求項１の構成に加えて、チャンバー１への被処理物４の導入及びチャンバー１からの被処理物４の導出を行うための出入口６をチャンバー１に設け、出入口６を出入口扉２０で開閉自在に形成して成ることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項４に係る発明は、請求項１の構成に加えて、チャンバー１への被処理物４の導入を行うための入口７と、チャンバー１からの被処理物４の導出を行うための出口８をチャンバー１に設け、入口７と出口８をスリット状に形成して成ることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項５に係る発明は、請求項４の構成に加えて、入口７と出口８の外側にチャンバー１からのプラズマ生成用ガスの流出及びチャンバーへの外気の流入を緩和するための緩和室９を設けて成ることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれかの構成に加えて、チャンバー１の内面を絶縁物でコーティングして成ることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項７に係る発明は、請求項１乃至６のいずれかの構成に加えて、ローラー５を回転駆動させるための駆動源１０をチャンバー１外に設けて成ることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項８に係る発明は、請求項１乃至７のいずれかの構成に加えて、プラズマ生成用ガスが不活性ガスあるいは不活性ガスと反応ガスの混合気体であることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の請求項９に係るプラズマ処理方法は、請求項１乃至８のいずれかに記載のプラズマ処理装置でプラズマ処理を行うことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項１０に係るプラズマ処理方法は、請求項９の構成に加えて、入口扉２１を開いて入口７からチャンバー１内に被処理物４を導入し、入口扉２１を閉じた後チャンバー１内で被処理物４にプラズマ処理を施し、次に、出口扉２２を開いて出口８から被処理物４を導出することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項１１に係るプラズマ処理方法は、請求項９の構成に加えて、出入口扉２０を開いて出入口６からチャンバー１内に被処理物４を導入し、出入口扉２０を閉じた後チャンバー１内で被処理物４にプラズマ処理を施し、次に、出入口扉２０を開いて出入口６から被処理物４を導出することを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
図１にインライン方式でプラズマ処理を行うプラズマ処理装置を示す。箱形に形成されるチャンバー１は接合部分にＯリング等のパッキンを設けて気密性が高く形成されるものであって、チャンバー１の内部には高圧電極２、接地電極３、及び被処理物４の搬送手段としてローラー５が設けられている。チャンバー１の一方の側面は入口７として形成されており、チャンバー１に設けられるインライン型の入口扉２１によって、入口７は開閉自在に形成されている。すなわち、入口扉２１は空気圧等で上下駆動されるものであって、上駆動されることにより入口７が開放され、下駆動されることにより入口７が閉塞されるのである。また、チャンバー１の他方の側面は入口７と対向する出口８として形成されており、チャンバー１に設けられるインライン型の出口扉２２によって、出口８は開閉自在に形成されている。すなわち、出口扉２２は空気圧等で上下駆動されるものであって、上駆動されることにより出口８が開放され、下駆動されることにより出口８が閉塞されるのである。さらに、チャンバー１の上面にはガス供給管３０が突設されていると共にチャンバー１の下面にはガス排出管３１が突設されている。
【００１９】
チャンバー１はアクリル樹脂等の合成樹脂やステンレス鋼などの金属で形成することもできるが、チャンバー１の内面は絶縁物でコーティングするのが好ましい。絶縁物としては、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。さらに、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化チタン（チタニアでＴｉＯ_２）、ＳｉＯ_２、ＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ、ＳｉＣ、ＤＬＣ（ダイヤモンド様炭素皮膜）、チタン酸バリウム、ＰＺＴ（チタン酸鉛ジルコネート）などの誘電体材質のものを例示することができる。またマグネシア（ＭｇＯ）単体あるいはマグネシアを含む絶縁材料を用いることもできる。コーティング方法としては、板状に形成した絶縁物をチャンバー１の内面に接着して密着させる方法、及びアルミナ、チタン酸バリウム、酸化チタン、ＰＺＴなどの粉末をプラズマ中で分散させ、チャンバー１の内面に吹き付けるようにするプラズマ溶射法、及びシリカ、酸化スズ、チタニア、ジルコニア、アルミナなどの無機質粉末を溶剤などにより分散し、チャンバー１の内面にスプレーなどで吹き付けて被覆した後、６００℃以上の温度で溶融させるいわゆる琺瑯被覆方法、及びゾルゲル法によるガラス質膜の形成方法などを採用することができる。さらに、気相蒸着法（ＣＶＤ）もしくは物理蒸着法（ＰＶＤ）によりチャンバー１の内面を絶縁物でコーティングすることもできる。
【００２０】
このようにチャンバー１の内面を絶縁物でコーティングすることによって、高圧電極２あるいは接地電極３とチャンバー１の内面との間で放電が起こらないようにすることができ、高圧電極２と接地電極３の間の放電効率を高めることができるものであり、プラズマを効率よく生成することができるものである。尚、チャンバー１の外面も絶縁物でコーティングしてもよい。
【００２１】
高圧電極２はステンレス鋼などの金属で角パイプ状に形成されるものであって、その表面には琺瑯皮膜３２が形成されている。また、接地電極３はステンレス鋼などの金属で円パイプ状に形成されるものであって、その表面には琺瑯皮膜３２が形成されている。このように琺瑯皮膜３２を高圧電極２及び接地電極３の表面に設けることによって、プラズマのスパッタリング作用やプラズマ生成用ガスの腐食作用から高圧電極２及び接地電極３を保護することができ、高圧電極２及び接地電極３の劣化を少なくすることができるものであり、また、高圧電極２及び接地電極３から不純物が生じないようにすることができて長期間の使用であっても被処理物４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。尚、琺瑯皮膜３２は従来から行われている琺瑯の形成方法をそのまま用いることができ、例えば、ガラスハンドブック（朝倉書店、１９９１．４．１０、第１２刷、ｐ１９１〜１９６）や実用表面改質技術総覧（技術材料研究協会編、１９９３．３．２５初版、ｐ７３１）などに記載されている方法を採用することができる。具体的には、シリカ、酸化スズ、チタニア、ジルコニア、アルミナ等の無機質粉末（ガラス質材料）を原料とする釉薬を高圧電極２や接地電極３の表面にスプレー掛けしたり浸け掛け（ディッピング）などで供給して高圧電極２や接地電極３の表面に分散液の皮膜を形成し、この後、４８０〜１０００℃の温度で１〜１５分間加熱処理して高圧電極２や接地電極３の表面に無機質粉末を融着することによって形成することができる。
【００２２】
また、図２に示すように、高圧電極２及び接地電極３の内部は冷媒が通過可能な流路３３として形成されている。冷媒としては、イオン交換水や純水を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２と接地電極３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。
【００２３】
そして、図３（ａ）（ｂ）に矢印で示すように、プラズマ生成中に流路３３に冷媒を通すことによって、高圧電極２及び接地電極３を冷却するものであり、このことで、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２と接地電極３の両方の温度上昇をより抑えることができ、プラズマの温度（ガス温度）が高くならないようにして被処理物４の熱的損傷を少なくすることができるものである。また、高圧電極２と接地電極３の間に形成される放電空間３４の局所的な加熱を防ぐことができ、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て被処理物４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。
【００２４】
上記のように形成される高圧電極２と接地電極３は、その端部をチャンバー１の内面に設けたホルダーに固定することによって、チャンバー１内に複数個ずつ配設されている。高圧電極２は３つあって、入口７と出口８の対向方向に並ぶように配置されており、また、各高圧電極２はその長手方向が略水平になるように配置されている。接地電極３は６つあって、入口７と出口８の対向方向に並ぶように高圧電極２の下側に配置されており、また、各接地電極３はその長手方向が略水平になるように配置されおり、さらに、１個の高圧電極２に対して２つの接地電極３が上下に対向するように、高圧電極２と接地電極３のそれぞれが所定の間隔を介して並べられている。そして、図４に示すように、高圧電極２は高周波を発生する電源４３に電気的に接続されていると共に接地電極３は接地されており、また、高圧電極２と接地電極３の間の空間（対向スペース）が放電空間３４として形成されている。
【００２５】
高圧電極２と接地電極３の上下の間隔（ギャップ）Ｌは、１〜２０ｍｍに設定するのが好ましい。高圧電極２と接地電極３の間隔Ｌが１ｍｍ未満であれば、高圧電極２と接地電極３の間で短絡が起こって放電空間３４で放電が起こらなくなる恐れがあり、しかも、放電空間３４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り、さらに、厚み３ｍｍを超える厚物の被処理物４が放電空間３４に導入することができなくなって、厚物の被処理物４にプラズマ処理を施すことができない。また、高圧電極２と接地電極３の間隔Ｌが２０ｍｍを超えると、放電空間３４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。
【００２６】
ローラー５は本発明における搬送手段であって、ポリテトラフルオロエチレン（商標名：テフロン）などの耐熱性の高い合成樹脂で丸棒に形成されている。このローラー５はチャンバー１内に４つあって、隣り合う一対のローラー５の間に２本の接地電極３を介在させるようにして、入口７と出口８の対向方向に並ぶように配置されており、また、各ローラー５はその長手方向が略水平になるように配置されている。さらに、ローラー５の上部は接地電極３の上部よりも上に位置されている。すなわち、ローラー５はチャンバー１内で且つ高圧電極２と接地電極３の間の対向スペース（放電空間３４）以外の箇所に配置されている。また、各ローラー５の一方の端部はチャンバー１の側壁を貫通してチャンバー１の外側に突出されており、ローラー５の端部にはプーリー等を用いて駆動伝達ベルト３６が掛架されている。また、図５に示すように、駆動伝達ベルト３６はチャンバー１の外側に配設されるモーター等の駆動源１０の回転軸３７に掛架されている。このようにローラー５の駆動源１０をチャンバー１０の外部に設けることによって、チャンバー１を小型化することができる。そして、駆動源１０を作動させて回転軸３７を回転させることによって、駆動伝達ベルト３６が進行し、この駆動伝達ベルト３６の進行によってローラー５が回転駆動されるように形成されている。
【００２７】
このように形成されるプラズマ処理装置を用いて、回路用基板や液晶用ガラス基板等のピース状（短尺）で板状の被処理物４をプラズマ処理するにあたっては、次のようにして行う。まず、矢印ａで示すように、供給管３０を通じてチャンバー１内にプラズマ生成用ガスを供給すると共に高圧電極２と接地電極３の間に交流電界を印加する。このことで、高圧電極２と接地電極３の間の放電空間３４に誘電体である琺瑯皮膜３２を介して放電する、いわゆる誘電体バリア放電を発生させると共にこの誘電体バリア放電によりプラズマ生成用ガスからプラズマを生成する。尚、余剰のプラズマ生成用ガスは矢印ｂで示すように、排出管３１を通じてチャンバー１外に排出される。
【００２８】
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、このことで、例えば、被処理物４の表面に存在する有機物のクリーニングや金属酸化物の還元効果を実現することができる。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、ＬＣＤの表面クリーニング、ガラス板の表面クリーニ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る。反応ガス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。
【００２９】
また、高圧電極２と接地電極３の間の放電空間３４に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３４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３４でのプラズマの温度上昇が著しくなり、高圧電極２や接地電極３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。
【００３０】
また、放電空間３４に印加される印加電力は２０〜３５００Ｗ／ｃｍ^３、好ましくは１００〜５００Ｗに設定するのが好ましい。放電空間３４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３４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。
【００３１】
上記のようにして放電空間３４にプラズマを生成した後、駆動源１０を作動させることによりローラー５を時計回りに回転駆動させると共に、図６（ａ）に示すように、入口扉２１を上動駆動させてチャンバー１の入口７を開放し、入口７からチャンバー１内に被処理物４を導入する。チャンバー１内に導入された被処理物４はローラー５の上に載せられ、ローラー５の回転駆動により放電空間３４へ搬送される。また、被処理物４がチャンバー１内に収まると、図６（ｂ）に示すように、入口扉２１を下動駆動させてチャンバー１の入口７を閉塞してチャンバー１内を密閉する。そして、図６（ｃ）に示すように、チャンバー１内に導入された被処理物４はローラー５で搬送されながら放電空間３４を通過して連続的にプラズマ処理される。この後、被処理物４が出口８に近づくと、図６（ｄ）に示すように、出口扉２２を上動駆動させてチャンバー１の出口８を開放し、図６（ｅ）に示すように、チャンバー１の出口８からプラズマ処理された被処理物４をローラー５の回転駆動により導出する。このようにして複数枚の被処理物４を連続的に搬送しながらプラズマ処理することができる。
【００３２】
また、次のような処理方法も採用することができる。上記のようにして放電空間３４にプラズマを生成した後、駆動源１０を作動させることによりローラー５を時計回りに回転駆動させると共に、図６（ａ）に示すように、入口扉２１を上動駆動させてチャンバー１の入口７を開放し、入口７からチャンバー１内に被処理物４を導入する。チャンバー１内に導入された被処理物４はローラー５の上に載せられ、ローラー５の回転駆動により放電空間３４内の略中央部に搬送される。また、処理物４が放電空間３４内の略中央部に搬送されると、駆動源１０を停止させることによりローラー５の回転駆動を停止し、被処理物４の搬送を中断する。次に、図６（ｂ）に示すように、入口扉２１を下動駆動させてチャンバー１の入口７を閉塞してチャンバー１内を密閉する。次に、図６（ｃ）で示すように、所定の時間だけ処理物４を放電空間３４内に停止させて被処理物４にプラズマ処理を施す。次に、図６（ｄ）に示すように、出口扉２２を上動駆動させてチャンバー１の出口８を開放する。次に、駆動源１０を作動させることによりローラー５を時計回りに回転駆動させることによって被処理物４の搬送を再開し、図６（ｅ）に示すように、チャンバー１の出口８からプラズマ処理された被処理物４を導出する。このようにして被処理物４をプラズマ処理装置に供給していくことによって、複数枚の被処理物４に連続的にプラズマ処理を施すことができる。
【００３３】
この実施の形態では、被処理物４を搬送するための搬送手段としてローラー５をチャンバー１内のみに設けるので、搬送手段がチャンバー１外に大きく突出しないようにすることができ、小型化することができるものである。また、複数本のローラー５を放電空間３４に沿ってチャンバー１の略全長に亘って並べて設けるので、複数本のローラー５で被処理物４を略全長に亘って下側から支持することによって、チャンバー１内で被処理物４が折れ曲がらないようにすることができ、被処理物４の搬送及び被処理物４のプラズマ処理を良好に行うことができるものである。また、複数個の高圧電極２を並べて配置すると共に高圧電極２の下側に複数個の接地電極３を高圧電極２と対向するように並べて配置し、ローラー５を隣り合う接地電極３の間に配置することによって、ローラー５をチャンバー１内で且つ高圧電極２と接地電極３の間の対向スペース（放電空間３４）以外の箇所に配置するので、搬送手段であるローラー５を高圧電極２と接地電極３の間に介在させないようにすることができ、高圧電極２と接地電極３の間に放電の障害物が無くて放電が安定に起こり、均質なプラズマを安定して生成することができるものであり、しかも、高圧電極２と接地電極３の間の距離と略同等の厚みを有する厚物の被処理物４をプラズマ処理することができるものである。加えて、チャンバー１内への被処理物４の導入時とチャンバー１外への被処理物４の導出時のみに入口７及び出口８を開状態にし、プラズマ処理時には入口７及び出口８を閉状態にすることによって、チャンバー１からのプラズマ生成用ガスの無駄な流出を最小限に止めることができ、プラズマ生成用ガスを効率よく利用することができるものである。
【００３４】
図７に他の実施の形態を示す。このプラズマ処理装置はシャトル方式でプラズマ処理を行うをものであって、上記と同様に箱形に形成されるチャンバー１の一方の側面は出入口６として形成されており、チャンバー１に設けられるシャトル型の出入口扉２０によって、出入口６は開閉自在に形成されている。すなわち、出入口扉２０は空気圧等で上下駆動されるものであって、上駆動されることにより出入口６が開放され、下駆動されることにより出入口６が閉塞されるのである。また、チャンバー１の内部には上記と同様の高圧電極２、接地電極３、ローラー５が設けられていると共に、チャンバー１の外部には上記と同様にして駆動源１０が設けられている。
【００３５】
このように形成されるプラズマ処理装置を用いて、回路用基板や液晶用ガラス基板等のピース状（短尺）で板状の被処理物４をプラズマ処理するにあたっては、次のようにして行う。まず、上記と同様にして、供給管３０を通じてチャンバー１内にプラズマ生成用ガスを供給すると共に高圧電極２と接地電極３の間に交流電界を印加する。このことで、高圧電極２と接地電極３の間の放電空間３４に誘電体バリア放電を発生させると共にこの誘電体バリア放電によりプラズマ生成用ガスからプラズマを生成する。次に、駆動源１０を作動させることによりローラー５を時計回りに回転駆動させると共に、図８（ａ）に示すように、出入口扉２０を上動駆動させてチャンバー１の出入口６を開放し、出入口６からチャンバー１内に被処理物４を導入する。チャンバー１内に導入された被処理物４はローラー５の上に載せられ、ローラー５の回転駆動により放電空間３４へ搬送される。また、被処理物４がチャンバー１内に収まると、図８（ｂ）に示すように、出入口扉２０を下動駆動させてチャンバー１の出入口６を閉塞してチャンバー１内を密閉する。そして、図８（ｃ）に示すように、チャンバー１内に導入された被処理物４はローラー５で出入口６と反対側に向かって搬送されながら連続的にプラズマ処理される。この後、被処理物４が出入口６と反対側に近づくと、ローラー５を反時計回りに回転駆動させることによって被処理物４を出入口６側に向かって搬送する。この時（被処理物４を出入口６側に向かって搬送している時）、被処理物４にプラズマ処理を行っても良いし、行わないようにしても良い。この後、被処理物４が出入口６に近づくと、図８（ｄ）に示すように、出入口扉２０を上動駆動させてチャンバー１の出入口６を開放し、プラズマ処理された被処理物４をローラー５の回転駆動により導出する。このようにして被処理物４を搬送しながら連続的にプラズマ処理することができる。
【００３６】
また、次のような処理方法も採用することができる。上記のようにして放電空間３４にプラズマを生成した後、駆動源１０を作動させることによりローラー５を時計回りに回転駆動させると共に、図８（ａ）に示すように、出入口扉２０を上動駆動させてチャンバー１の出入口６を開放し、出入口６からチャンバー１内に被処理物４を導入する。チャンバー１内に導入された被処理物４はローラー５の上に載せられ、ローラー５の回転駆動により放電空間３４内の略中央部に搬送される。また、処理物４が放電空間３４内の略中央部に搬送されると、駆動源１０を停止させることによりローラー５の回転駆動を停止し、被処理物４の搬送を中断する。次に、図８（ｂ）に示すように、出入口扉２０を下動駆動させてチャンバー１の出入口６を閉塞してチャンバー１内を密閉する。次に、図８（ｃ）で示すように、所定の時間だけ処理物４を放電空間３４内に停止させて被処理物４にプラズマ処理を施す。次に、図８（ｄ）に示すように、出入口扉２０を上動駆動させてチャンバー１の出入口６を開放する。次に、駆動源１０を作動させることによりローラー５を反時計回りに回転駆動させることによって被処理物４の搬送を再開し、チャンバー１の出入口６からプラズマ処理された被処理物４を導出する。このようにして被処理物４をプラズマ処理装置に供給していくことによって、複数枚の被処理物４に連続的にプラズマ処理を施すことができる。
【００３７】
この実施の形態は図１のものと同様の効果を有するものであり、加えて、チャンバー１内への被処理物４の導入時とチャンバー１外への被処理物４の導出時のみに出入口６を開状態にし、プラズマ処理時には出入口６を閉状態にすることによって、チャンバー１からのプラズマ生成用ガスの無駄な流出を最小限に止めることができ、プラズマ生成用ガスを効率よく利用することができるものである。また、チャンバー１の一方の側面に、チャンバー１への被処理物４の導入及びチャンバー１からの被処理物４の導出を行うための出入口６を設け、被処理物４を搬送するためのローラー５を正転と反転の両方に回転駆動自在に形成したので、ローラー５の正転により出入口６からチャンバー１内に被処理物４を導入すると共にローラー５の反転により出入口６からチャンバー１外へ被処理物４を導出することによって、出入口６を設けた方のみからチャンバー１への被処理物４の導入及びチャンバー１からの被処理物４の導出を行うことができ、プラズマ処理の際にチャンバー１の周りに必要なスペースを小さくして省スペース化を図ることができるものである。
【００３８】
図９に他の実施の形態を示す。このプラズマ処理装置のチャンバー１は上記と同様に箱形に形成されるものであって、チャンバー１の一方の側壁５０には略水平に長いスリット状の入口７が形成されていると共にチャンバー１の他方の側壁５１には略水平に長いスリット状の出口８が入口７と対向するように形成されている。また、チャンバー１の内部には上記と同様の高圧電極２、接地電極３、ローラー５が設けられていると共に、チャンバー１の外部には上記と同様にして駆動源１０が設けられている。さらに、チャンバー１の一方の側壁の外側には緩和室９として導入側緩和室９ａが一体に形成されている。導入側緩和室９ａは入口７を囲うようにして形成されるものであって、チャンバー１の一方の側壁５０と対向する導入側緩和室９ａの側壁５２には、略水平に長いスリット状の緩和室導入口４０が入口７と対向させて形成されている。また、導入側緩和室９ａ内にはチャンバー１内のローラー５と同様に回転駆動自在に形成されたローラー５が設けられている。さらに、チャンバー１の他方の側壁５１の外側には緩和室９として導出側緩和室９ｂが一体に形成されている。導出側緩和室９ｂは出口８を囲うようにして形成されるものであって、チャンバー１の他方の側壁５１と対向する導出側緩和室９ｂの側壁５３には、略水平に長いスリット状の緩和室導出口４１が出口８と対向させて形成されている。また、導入側緩和室９ｂ内にはチャンバー１内のローラー５と同様に回転駆動自在に形成されたローラー５が設けられている。
【００３９】
このように形成されるプラズマ処理装置を用いて、回路用基板や液晶用ガラス基板等のピース状（短尺）で板状の被処理物４をプラズマ処理するにあたっては、次のようにして行う。まず、上記と同様にして、供給管３０を通じてチャンバー１内にプラズマ生成用ガスを供給すると共に高圧電極２と接地電極３の間に交流電界を印加する。このことで、高圧電極２と接地電極３の間の放電空間３４に誘電体バリア放電を発生させると共にこの誘電体バリア放電によりプラズマ生成用ガスからプラズマを生成する。次に、駆動源１０を作動させることによりローラー５を時計回りに回転駆動させると共に、図１０（ａ）に示すように、緩和室導入口４０及び入口７からチャンバー１内に被処理物４を導入する。チャンバー１内に導入された被処理物４はローラー５の上に載せられ、ローラー５の回転駆動により放電空間３４へ搬送される。そして、図１０（ｂ）に示すように、チャンバー１内に導入された被処理物４はローラー５で搬送されながら放電空間３４を通過して連続的にプラズマ処理される。この後、図１０（ｃ）に示すように、出口８及び緩和室導出口４１からプラズマ処理された被処理物４をローラー５の回転駆動により導出する。このようにして被処理物４をプラズマ処理装置に供給していくことによって、複数枚の被処理物４に連続的にプラズマ処理を施すことができる。
【００４０】
また、次のような処理方法も採用することができる。上記のようにして放電空間３４にプラズマを生成した後、駆動源１０を作動させることによりローラー５を時計回りに回転駆動させると共に、図１０（ａ）に示すように、緩和室導入口４０及び入口７からチャンバー１内に被処理物４を導入する。チャンバー１内に導入された被処理物４はローラー５の上に載せられ、ローラー５の回転駆動により放電空間３４内の略中央部に搬送される。また、処理物４が放電空間３４内の略中央部に搬送されると、図１０（ｂ）に示すように、駆動源１０を停止させることによりローラー５の回転駆動を停止し、被処理物４の搬送を中断し、所定の時間だけ処理物４を放電空間３４内に停止させて被処理物４にプラズマ処理を施す。次に、駆動源１０を作動させることによりローラー５を時計回りに回転駆動させることによって被処理物４の搬送を再開し、図１０（ｃ）に示すように、出口８及び緩和室導出口４１からプラズマ処理された被処理物４を導出する。このようにして被処理物４をプラズマ処理装置に供給していくことによって、複数枚の被処理物４に連続的にプラズマ処理を施すことができる。
【００４１】
この実施の形態では、入口７及び出口８を常時開放するスリット状に形成するので、入口７及び出口８を開閉するための扉や扉を開閉動作させる機構が不要であり、構造を簡素化することができるものである。また、入口７及び出口８を囲うように緩和室９を設けるので、入口７及び出口８を通じてチャンバー１から流出するプラズマ生成用ガスの量を少なくすることができると共に入口７及び出口８を通じてチャンバー１へ流入する外気（空気）の量を少なくすることができ、緩和室９によるプラズマ生成用ガスの流出及び外気の流入の緩和作用によって、入口７及び出口８が常時開放していても、チャンバー１内のプラズマ生成用ガスの濃度を略一定に保つことができて均質なプラズマを安定して生成することができると共にチャンバー１からのプラズマ生成用ガスの無駄な流出を最小限に止めることができてプラズマ生成用ガスを効率よく利用することができるものである。
【００４２】
尚、上記のいずれの実施の形態においても、高圧電極２や接地電極３やローラー５の個数、供給管３０及び排出管３１の位置は任意である。
【００４３】
【実施例】
以下本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００４４】
（実施例１）
図１に示すインライン方式のプラズマ処理装置を形成した。チャンバー１としては５２０ｍｍ×３５２ｍｍ×２００ｍｍのアクリル樹脂製のものを使用した。このチャンバー１の一方の側面を入口７として形成すると共にチャンバー１の他方の側面を出口８として形成し、入口７は入口扉２１で、出口８は出口扉２２でそれぞれ開閉自在に形成した。高圧電極２としては幅３２ｍｍ×高さ１６ｍｍ×長さ４００ｍｍのＳＵＳ３０４の角パイプ状電極に厚み０．５ｍｍの琺瑯被覆３２を形成したものを３個配置した。接地電極３としては、φ１４ｍｍ×長さ４００ｍｍのＳＵＳ３０４の管状パイプ電極に厚み０．５ｍｍの琺瑯被覆３２を形成したものを、高圧電極１個に対して下側に２個対向するように配設した。琺瑯皮膜３２は、シリカとアルミナの無機質粉末を原料とした釉薬をスプレーガンで電極の表面に塗布し、その後、約８５０℃で１０分間溶融して焼き付け（融着し）、スプレーガンによる塗布と焼き付けとを交互に３回ずつ繰り返して重ね塗りし、厚み０．５ｍｍ程度に均一に仕上げた。なお、高圧電極２と接地電極３の間のギャップ距離は５ｍｍである。また、高圧電極２と接地電極３を冷却する冷媒としては純水を用いた。チャンバー１の内部には搬送手段のローラー５として、φ２０ｍｍ×長さ４００ｍｍのテフロン製丸棒を配置した。
【００４５】
被処理物４としては、ネガ型レジストを１μｍで塗布したシリコン基板（φ１００ｍｍ）を３個用い、それを２ｍｍ厚みの３００ｍｍ×３００ｍｍのガラス台に載せたものを用いた。プラズマ生成ガスとしてはヘリウムを１リットル／ｍｉｎ、アルゴンを３リットル／ｍｉｎ、酸素を６０ｃｃ／ｍｉｎの割合で混合してチャンバー１に供給した。
【００４６】
そして、放電空間３４に印加電力が２５０Ｗで、１００ｋＨｚの高周波電界を印加してプラズマを発生させ、ギャップ間に配設した被処理物４に約２０秒間供給してプラズマ処理（表面の改質処理及びクリーニング処理）を行った。被処理物４の送り速度は放電空間３４内で２ｍｍ／秒とした。その結果、各ネガ型レジストとも極めて均一な形状にレジストをエッチングすることができた。また、ＸＰＳ分析の結果、レジスト成分以外の不純物はほとんど検出されなかった。
【００４７】
（実施例２）
図７に示すシャトル方式のプラズマ処理装置を形成した。すなわち、チャンバー１の一方の側面を出入口６として形成すると共に出入口６を出入口扉２０で開閉自在に形成した。それ以外は実施例１と同様にして被処理物４のプラズマ処理を行った。その結果、各ネガ型レジストとも埋めて均一な形状にレジストをエッチングすることができた。また、ＸＰＳ分析の結果、レジスト成分以外の不純物はほとんど検出されなかった。また、シャトル型扉構造のため、装置周辺が実施例１よりも更にコンパクトになった。
【００４８】
（実施例３）
図９に示すプラズマ処理装置を形成した。すなわち、チャンバー１の側壁５０、５１の外側に、長さ１００ｍｍ×幅３５２ｍｍ×高さ２００ｍｍの緩和室９（導入側緩和室９ａと導出側緩和室９ｂ）を形成し、チャンバー１の一方の側壁５０に高さ５ｍｍ×幅２００ｍｍのスリット状の入口７を形成すると共にチャンバー１の他方の側壁５１に入口７と同じサイズのスリット状の出口８を形成し、導入側緩和室９ａの側壁５２に入口７と同じサイズのスリット状の緩和室導入口４０を形成すると共に導出側緩和室９ｂの側壁５３に入口７と同じサイズのスリット状の緩和室導出口４１を形成した。それ以外は実施例１と同様にして被処理物４のプラズマ処理を行った。その結果、各ネガ型レジストとも埋めて均一な形状にレジストをエッチングすることができた。また、ＸＰＳ分析の結果、レジスト成分以外の不純物はほとんど検出されなかった。
【００４９】
（比較例１）
インライン型扉やシャトル型扉を持たず、固定式の扉を有している以外は実施例１と同様のプラズマ処理装置を形成した。プラズマ処理の結果は実施例１乃至３と異ならなかった。しかし、固定式の扉は先ず処理前後にチャンバーを分解し、被処理物の出し入れが必要であり、処理のための準備時間を要した。また、プラズマ生成用ガスも１回の処理毎に外部に放出されるため非経済的であった。
【００５０】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１の発明は、チャンバー内に高圧電極と接地電極を設け、チャンバー内にプラズマ生成用ガスを導入すると共に高圧電極と接地電極の間に交流電界を印加することにより、高圧電極と接地電極の間に大気圧下で誘電体バリア放電を発生させ、この誘電体バリア放電でプラズマ生成用ガスからプラズマを生成すると共にこのプラズマで高圧電極と接地電極の間に導入された被処理物をプラズマ処理するプラズマ処理装置において、前記高圧電極の下方に複数の前記接地電極を配置し、被処理物を搬送するための搬送手段として複数のローラーを隣合う一対のローラー間に接地電極を介在させるように配置し、ローラーの上部を接地電極の上部よりも上に位置させることにより、前記搬送手段をチャンバー内で且つ高圧電極と接地電極の間の対向スペース以外の箇所に設けるので、搬送手段がチャンバー外に大きく突出しないようにすることができ、小型化することができるものである。また、搬送手段を高圧電極と接地電極の間に介在させないようにすることができ、高圧電極と接地電極の間に放電の障害物が無くて放電が安定に起こり、均質なプラズマを安定して生成することができるものであり、しかも、厚物の被処理物を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、チャンバーへの被処理物の導入を行うための入口と、チャンバーからの被処理物の導出を行うための出口をチャンバーに設け、入口を入口扉で開閉自在に形成すると共に出口を出口扉で開閉自在に形成するので、チャンバー内への被処理物の導入時とチャンバー外への被処理物の導出時のみに入口及び出口を開状態にし、プラズマ処理時には入口及び出口を入口扉及び出口扉で閉状態にすることによって、チャンバーからのプラズマ生成用ガスの無駄な流出を最小限に止めることができ、プラズマ生成用ガスを効率よく利用することができるものである。
【００５２】
また、本発明の請求項３の発明は、チャンバーへの被処理物の導入及びチャンバーからの被処理物の導出を行うための出入口をチャンバーに設け、出入口を出入口扉で開閉自在に形成するので、チャンバー内への被処理物の導入時とチャンバー外への被処理物の導出時のみに出入口を開状態にし、プラズマ処理時には出入口を出入口扉で閉状態にすることによって、チャンバーからのプラズマ生成用ガスの無駄な流出を最小限に止めることができ、プラズマ生成用ガスを効率よく利用することができるものである。しかも、出入口を設けた方のみからチャンバーへの被処理物の導入及びチャンバーからの被処理物の導出を行うことができ、プラズマ処理の際にチャンバーの周りに必要なスペースを小さくして省スペース化を図ることができるものである。
【００５３】
また、本発明の請求項４の発明は、チャンバーへの被処理物の導入を行うための入口と、チャンバーからの被処理物の導出を行うための出口をチャンバーに設け、入口と出口をスリット状に形成するので、入口及び出口を開閉するための扉や扉を開閉動作させる機構が不要であり、構造を簡素化することができるものである。
【００５４】
また、本発明の請求項５の発明は、入口と出口の外側にチャンバーからのプラズマ生成用ガスの流出及びチャンバーへの外気の流入を緩和するための緩和室を設けるので、緩和室によるプラズマ生成用ガスの流出及び外気の流入の緩和作用によって、入口及び出口が常時開放していても、チャンバー内のプラズマ生成用ガスの濃度を略一定に保つことができて均質なプラズマを安定して生成することができると共にチャンバーからのプラズマ生成用ガスの無駄な流出を最小限に止めることができてプラズマ生成用ガスを効率よく利用することができるものである。
【００５５】
また、本発明の請求項６の発明は、チャンバーの内面を絶縁物でコーティングするので、高圧電極あるいは接地電極とチャンバーの内面との間で放電が起こらないようにすることができ、高圧電極と接地電極の間の放電効率を高めることができるものであり、プラズマを効率よく生成することができるものである。
【００５６】
また、本発明の請求項７の発明は、ローラーを回転駆動させるための駆動源をチャンバー外に設けるので、駆動源をチャンバー内に設ける必要が無くなって、チャンバー１を小型化することができるものである。
【００５７】
また、本発明の請求項８の発明は、プラズマ生成用ガスが不活性ガスあるいは不活性ガスと反応ガスの混合気体であるので、均質なプラズマを安定して生成することができるものである。
【００５８】
本発明の請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載のプラズマ処理装置でプラズマ処理を行うので、均質なプラズマを安定して生成することができ、プラズマ処理を効率よく行うことができるものである。
【００５９】
また、本発明の請求項１０の発明は、入口扉を開いて入口からチャンバー内に被処理物を導入し、入口扉を閉じた後チャンバー内で被処理物にプラズマ処理を施し、次に、出口扉を開いて出口から被処理物を導出するので、被処理物をチャンバーに連続的に供給して処理することができ、プラズマ処理を効率よく行うことができるものである。
【００６０】
また、本発明の請求項１１の発明は、出入口扉を開いて出入口からチャンバー内に被処理物を導入し、出入口扉を閉じた後チャンバー内で被処理物にプラズマ処理を施し、次に、出入口扉を開いて出入口から被処理物を導出するので、出入口を設けた方のみからチャンバーへの被処理物の導入及びチャンバーからの被処理物の導出を行うことができ、プラズマ処理の際にチャンバーの周りに必要なスペースを小さくして省スペース化を図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概略図である。
【図２】同上の高圧電極と接地電極を示す断面図である。
【図３】同上の（ａ）は高圧電極を示す平面図、（ｂ）は接地電極を示す平面図である。
【図４】同上の概略図である。
【図５】同上の概略図である。
【図６】同上の動作を示し、（ａ）乃至（ｅ）は概略図である。
【図７】同上の他の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図８】同上の動作を示し、（ａ）乃至（ｄ）は概略図である。
【図９】同上の他の実施の形態の一例を示し、（ａ）は概略図、（ｂ）は側面図である。
【図１０】同上の動作を示し、（ａ）乃至（ｃ）は概略図である。
【図１１】従来例を示す概略図である。
【符号の説明】
１チャンバー
２高圧電極
３接地電極
４被処理物
５ローラー
６出入口
７入口
８出口
９緩和室
１０駆動源
２０出入口扉
２１入口扉
２２出口扉[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to cleaning of foreign substances such as organic substances present 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, surface of a glass substrate for liquid crystal The present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method for performing plasma processing such as cleaning, and is particularly applied to surface cleaning of electronic components that require precise bonding.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a piece-like (short) plate-like component such as a circuit board is used as a workpiece, and plasma treatment is performed on each workpiece while continuously feeding a plurality of workpieces. (For example, JP-A-5-235520, JP-A-6-2149). FIG. 11 shows a conventional example of a plasma processing apparatus. Reference numeral 1 denotes a chamber, and an inlet 7 is provided on one side wall of the chamber 1, and an outlet 8 is provided on the other side wall of the chamber 1 so as to face the inlet 7. A pair of electrodes 11 that are vertically opposed to each other are disposed in the chamber 1. Further, the plasma processing apparatus is provided with a belt conveyor 12, and the belt 13 is disposed so as to pass through the chamber 1. That is, the belt 13 of the belt conveyor 12 is introduced into the chamber 1 from the inlet 7, passes through between the pair of electrodes 11, and then proceeds through the chamber 1 so as to be led out of the chamber 1 from the outlet 8. It is.
[0003]
In performing plasma processing on the workpiece 4 with this plasma processing apparatus, first, a plasma generating gas is introduced into the chamber 1 and an AC electric field is applied between the electrodes 11, thereby discharging between the electrodes 11. To generate plasma. Next, the workpiece 4 is placed on the traveling belt 13. By placing the workpiece 4 on the belt 13 that advances in this manner, the workpiece 4 is introduced into the chamber 1 from the inlet 7 and then passes between the electrodes 11 and from the outlet 8 to the outside of the chamber 1. Thus, the workpiece 4 is treated with plasma when passing between the electrodes 11.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the above-described plasma processing apparatus uses the belt conveyor 12 as the means for transporting the workpiece 4, the belt 13 is disposed so as to protrude from both outer sides of the chamber 1, which increases the size. Further, since the belt 13 is disposed so as to pass between the electrodes 11, the belt 13 becomes an obstacle and the discharge between the electrodes 11 becomes unstable, so that homogeneous plasma cannot be stably generated. There was a problem. Furthermore, only the workpiece 4 having a thickness corresponding to the distance obtained by subtracting the thickness of the belt 13 from the distance (gap) between the electrodes 11 can be processed, and the thick workpiece 4 is plasma-treated. There was a problem that could not.
[0005]
The present invention has been made in view of the above points, and is a compact plasma processing apparatus capable of stably generating homogeneous plasma and plasma-processing a thick object to be processed. An object of the present invention is to provide a plasma processing method used.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the plasma processing apparatus according to claim 1 of the present invention, a high voltage electrode 2 and a ground electrode 3 are provided in a chamber 1, a plasma generating gas is introduced into the chamber 1, and an alternating current is provided between the high voltage electrode 2 and the ground electrode 3. By applying an electric field, a dielectric barrier discharge is generated between the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3 under atmospheric pressure, and plasma is generated from the plasma generating gas by the dielectric barrier discharge. In the plasma processing apparatus for plasma processing the workpiece 4 introduced between 2 and the ground electrode 3, A plurality of the ground electrodes 3 are arranged below the high-voltage electrode 2, and a plurality of rollers 5 are interposed between a pair of adjacent rollers 5 as a transport means for transporting the workpiece 4. By arranging and positioning the upper part of the roller 5 above the upper part of the ground electrode 3, The conveying means is provided in the chamber 1 and at a place other than the facing space between the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3.
[0007]
In addition to the configuration of claim 1, the invention according to claim 2 of the present invention includes an inlet 7 for introducing the workpiece 4 into the chamber 1 and derivation of the workpiece 4 from the chamber 1. The outlet 8 is provided in the chamber 1, the inlet 7 is formed to be opened and closed by the inlet door 21, and the outlet 8 is formed to be opened and closed by the outlet door 22.
[0008]
Further, the invention according to claim 3 of the present invention has, in addition to the configuration of claim 1, an entrance / exit 6 for introducing the object to be processed 4 into the chamber 1 and derivation of the object 4 to be processed from the chamber 1. It is provided in the chamber 1 and is characterized in that the entrance / exit 6 is formed to be openable / closable by an entrance / exit door 20.
[0009]
In addition to the configuration of claim 1, the invention according to claim 4 of the present invention includes an inlet 7 for introducing the object to be processed 4 into the chamber 1 and derivation of the object 4 to be processed from the chamber 1. An outlet 8 is provided in the chamber 1, and the inlet 7 and the outlet 8 are formed in a slit shape.
[0010]
In addition to the configuration of claim 4, the invention according to claim 5 of the present invention alleviates the outflow of the plasma generating gas from the chamber 1 and the inflow of outside air to the chamber outside the inlet 7 and outlet 8. For this purpose, a relaxation chamber 9 is provided.
[0011]
According to a sixth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to fifth aspects, the inner surface of the chamber 1 is coated with an insulating material.
[0012]
According to a seventh aspect of the present invention, in addition to any one of the first to sixth aspects, a drive source 10 for rotating the roller 5 is provided outside the chamber 1. To do.
[0013]
In addition to the structure of any one of claims 1 to 7, the invention according to claim 8 of the present invention is characterized in that the plasma generating gas is an inert gas or a mixed gas of an inert gas and a reactive gas. It is what.
[0014]
A plasma processing method according to claim 9 of the present invention is characterized in that plasma processing is performed by the plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 8.
[0015]
In addition to the configuration of claim 9, the plasma processing method according to claim 10 of the present invention opens the entrance door 21, introduces the workpiece 4 into the chamber 1 from the entrance 7, and closes the entrance door 21. After that, plasma processing is performed on the workpiece 4 in the chamber 1, and then the outlet door 22 is opened and the workpiece 4 is led out from the outlet 8.
[0016]
In addition to the configuration of the ninth aspect, the plasma processing method according to the eleventh aspect of the present invention opens the entrance door 20 to introduce the workpiece 4 into the chamber 1 from the entrance 6 and closes the entrance door 20. After that, the plasma processing is performed on the workpiece 4 in the chamber 1, and then the workpiece 4 is led out from the gateway 6 by opening the entrance door 20.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[0018]
FIG. 1 shows a plasma processing apparatus for performing plasma processing by an in-line method. The chamber 1 formed in a box shape is formed with a high airtightness by providing a packing such as an O-ring at the joint. The chamber 1 has a high voltage electrode 2, a ground electrode 3, and an object to be processed. A roller 5 is provided as a conveying means 4. One side surface of the chamber 1 is formed as an inlet 7, and the inlet 7 is formed to be openable and closable by an inline-type inlet door 21 provided in the chamber 1. That is, the entrance door 21 is driven up and down by air pressure or the like, and the entrance 7 is opened by being driven upward, and the entrance 7 is closed by being driven downward. Further, the other side surface of the chamber 1 is formed as an outlet 8 facing the inlet 7, and the outlet 8 is formed to be openable and closable by an inline-type outlet door 22 provided in the chamber 1. That is, the outlet door 22 is driven up and down by air pressure or the like, and the outlet 8 is opened by being driven upward, and the outlet 8 is closed by being driven downward. Further, a gas supply pipe 30 protrudes from the upper surface of the chamber 1 and a gas discharge pipe 31 protrudes from the lower surface of the chamber 1.
[0019]
The chamber 1 can be formed of a synthetic resin such as acrylic resin or a metal such as stainless steel, but the inner surface of the chamber 1 is preferably coated with an insulator. Examples of the insulator include glassy materials such as quartz, alumina, and yttria partially stabilized zirconium, and ceramic materials. Furthermore, alumina (Al ₂ O ₃ ), Titanium oxide (TiO2 in titania) ₂ ), SiO ₂ , AlN, Si ₃ Examples of the dielectric material include N, SiC, DLC (diamond-like carbon film), barium titanate, and PZT (lead zirconate titanate). An insulating material containing magnesia (MgO) alone or magnesia can also be used. As a coating method, a plate-like insulator is adhered and adhered to the inner surface of the chamber 1, and powders of alumina, barium titanate, titanium oxide, PZT, etc. are dispersed in plasma, and the inner surface of the chamber 1 is dispersed. And spraying the inner surface of the chamber 1 with a spray or the like and coating the inner surface of the chamber 1 with a spray or the like, and then a temperature of 600 ° C. or higher. A so-called soot coating method in which the glass is melted by a sol-gel method or a glassy film forming method by a sol-gel method can be employed. Furthermore, the inner surface of the chamber 1 can be coated with an insulating material by vapor deposition (CVD) or physical vapor deposition (PVD).
[0020]
Thus, by coating the inner surface of the chamber 1 with an insulator, it is possible to prevent discharge from occurring between the high-voltage electrode 2 or the ground electrode 3 and the inner surface of the chamber 1. Discharge efficiency can be increased, and plasma can be generated efficiently. Note that the outer surface of the chamber 1 may also be coated with an insulator.
[0021]
The high voltage electrode 2 is formed of a metal such as stainless steel in the shape of a square pipe, and a coating film 32 is formed on the surface thereof. The ground electrode 3 is made of a metal such as stainless steel in the shape of a circular pipe, and has a haze film 32 formed on the surface thereof. By providing the soot film 32 on the surfaces of the high voltage electrode 2 and the ground electrode 3 in this way, the high voltage electrode 2 and the ground electrode 3 can be protected from the sputtering action of plasma and the corrosive action of the plasma generating gas. 2 and the ground electrode 3 can be reduced, and impurities can be prevented from being generated from the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3. Can be prevented from being contaminated by impurities. In addition, the wrinkle film 32 can use the conventional wrinkle forming method as it is, for example, a glass handbook (Asakura Shoten, 1991.4.10, 12th printing, p191-196) or practical surface modification. The methods described in the technical overview (Technical Materials Research Association, 1993. 3.25 first edition, p731) can be adopted. Specifically, glazes made from inorganic powders (glassy materials) such as silica, tin oxide, titania, zirconia, and alumina are sprayed or dipped on the surface of the high-voltage electrode 2 or the ground electrode 3. The dispersion film is formed on the surfaces of the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3, and then heat-treated at a temperature of 480 to 1000 ° C. for 1 to 15 minutes on the surfaces of the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3. It can be formed by fusing inorganic powder.
[0022]
Further, as shown in FIG. 2, the inside of the high voltage electrode 2 and the ground electrode 3 is formed as a flow path 33 through which a refrigerant can pass. As the refrigerant, ion exchange water or pure water can be used. By using ion exchange water or pure water, impurities are not contained in the refrigerant, and the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3 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.
[0023]
Then, as shown by arrows in FIGS. 3A and 3B, the high voltage electrode 2 and the ground electrode 3 are cooled by passing the refrigerant through the flow path 33 during plasma generation. Even if plasma is generated by alternating current with high frequency under atmospheric pressure, the temperature rise of both the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3 can be further suppressed, and the temperature of the plasma (gas temperature) is prevented from becoming high. 4 can reduce thermal damage. Further, local heating of the discharge space 34 formed between the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3 can be prevented, and a more uniform glow discharge is generated to suppress the generation of the streamer discharge, thereby preventing the object 4 to be processed. Damage caused by streamer discharge can be reduced.
[0024]
A plurality of high-voltage electrodes 2 and ground electrodes 3 formed as described above are disposed in the chamber 1 by fixing the end portions thereof to a holder provided on the inner surface of the chamber 1. There are three high-voltage electrodes 2 arranged so as to be aligned in the opposing direction of the inlet 7 and the outlet 8, and the high-voltage electrodes 2 are arranged so that their longitudinal directions are substantially horizontal. There are six ground electrodes 3, which are arranged on the lower side of the high voltage electrode 2 so as to be aligned in the opposing direction of the inlet 7 and the outlet 8, and each of the ground electrodes 3 has a longitudinal direction substantially horizontal. Further, the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3 are arranged at a predetermined interval so that the two ground electrodes 3 face each other with respect to one high-voltage electrode 2. As shown in FIG. 4, the high-voltage electrode 2 is electrically connected to a power source 43 that generates a high frequency and the ground electrode 3 is grounded, and a space between the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3 A (facing space) is formed as the discharge space 34.
[0025]
The vertical gap (gap) L between the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3 is preferably set to 1 to 20 mm. If the distance L between the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3 is less than 1 mm, a short circuit may occur between the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3 and no discharge may occur in the discharge space 34, and the discharge space 34 is narrow. Therefore, it may be difficult to efficiently generate plasma, and the thick object to be processed 4 having a thickness exceeding 3 mm cannot be introduced into the discharge space 34, so that the thick object to be processed 4 is formed. Plasma treatment cannot be performed. In addition, if the distance L between the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3 exceeds 20 mm, it is difficult for discharge to occur in the discharge space 34 and it may be difficult to generate plasma efficiently.
[0026]
The roller 5 is a conveying means in the present invention, and is formed into a round bar with a synthetic resin having high heat resistance such as polytetrafluoroethylene (trade name: Teflon). There are four rollers 5 in the chamber 1, and the two ground electrodes 3 are interposed between a pair of adjacent rollers 5, and the rollers 5 are arranged in the opposite direction of the inlet 7 and the outlet 8. In addition, each roller 5 is arranged so that its longitudinal direction is substantially horizontal. Furthermore, the upper part of the roller 5 is located above the upper part of the ground electrode 3. That is, the roller 5 is disposed in the chamber 1 at a place other than the facing space (discharge space 34) between the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3. One end of each roller 5 penetrates the side wall of the chamber 1 and protrudes to the outside of the chamber 1. A drive transmission belt 36 is hung on the end of the roller 5 using a pulley or the like. Yes. Further, as shown in FIG. 5, the drive transmission belt 36 is hung on a rotation shaft 37 of a drive source 10 such as a motor disposed outside the chamber 1. Thus, the chamber 1 can be reduced in size by providing the drive source 10 of the roller 5 outside the chamber 10. The drive transmission belt 36 is advanced by operating the drive source 10 to rotate the rotating shaft 37, and the roller 5 is rotationally driven by the advance of the drive transmission belt 36.
[0027]
The plasma processing of the plate-shaped workpiece 4 in the form of a piece (short) such as a circuit substrate or a glass substrate for liquid crystal using the plasma processing apparatus thus formed is performed as follows. First, as shown by an arrow a, a plasma generating gas is supplied into the chamber 1 through the supply pipe 30 and an AC electric field is applied between the high voltage electrode 2 and the ground electrode 3. As a result, a so-called dielectric barrier discharge is generated in the discharge space 34 between the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3 through the soot film 32 that is a dielectric, and a plasma generating gas is generated by the dielectric barrier discharge. To generate plasma. The surplus plasma generating gas is discharged out of the chamber 1 through the discharge pipe 31 as indicated by an arrow b.
[0028]
As the plasma generating gas, an inert gas (rare gas) or a mixed gas of an inert gas and a reactive gas is used. For this reason, for example, cleaning of organic substances existing on the surface of the workpiece 4 and reduction effect of metal oxides are performed. Can be realized. 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 performing cleaning of organic substances existing on the surface of the object to be processed, resist peeling, organic film etching, LCD surface cleaning, glass plate surface cleaning, etc., oxygen, air, CO ₂ , N ₂ It is preferable to use an oxidizing gas such as O. CF as a reaction gas ₄ A 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. Moreover, when reducing a metal oxide, reducing gas, such as hydrogen and ammonia, can be used. The amount of reaction gas added is 10% by weight or less, preferably 0.1 to 5% by weight, based on the total amount of the inert gas. 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.
[0029]
The frequency of the alternating electric field applied to the discharge space 34 between the high voltage electrode 2 and the ground electrode 3 is preferably set to 1 kHz to 200 MHz. If the AC frequency is less than 1 kHz, the discharge in the discharge space 34 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 34 will increase significantly, and the life of the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3 may be shortened, and the plasma processing apparatus becomes complicated and large. There is a fear.
[0030]
The applied power applied to the discharge space 34 is 20 to 3500 W / cm. ³ , Preferably, it is preferable to set to 100-500W. The applied power applied to the discharge space 34 is 20 W / cm. ³ If it is less, plasma cannot be generated sufficiently, and conversely, the applied power applied to the discharge space 34 is 3500 W / cm. ³ If it exceeds, stable discharge may not be obtained. The applied power density (W / cm ³ ) Is defined by (applied power / discharge space volume).
[0031]
After generating plasma in the discharge space 34 as described above, the roller 5 is rotated in the clockwise direction by operating the drive source 10, and the inlet door 21 is moved upward as shown in FIG. The inlet 7 of the chamber 1 is opened by driving, and the workpiece 4 is introduced into the chamber 1 from the inlet 7. The workpiece 4 introduced into the chamber 1 is placed on the roller 5 and conveyed to the discharge space 34 by the rotational driving of the roller 5. Further, when the workpiece 4 is accommodated in the chamber 1, as shown in FIG. 6B, the inlet door 21 is driven downward to close the inlet 7 of the chamber 1 to seal the inside of the chamber 1. Then, as shown in FIG. 6C, the workpiece 4 introduced into the chamber 1 passes through the discharge space 34 while being conveyed by the roller 5 and is continuously plasma-treated. Thereafter, when the workpiece 4 approaches the outlet 8, as shown in FIG. 6 (d), the outlet door 22 is driven upward to open the outlet 8 of the chamber 1, and as shown in FIG. 6 (e). In addition, the workpiece 4 subjected to the plasma treatment from the outlet 8 of the chamber 1 is led out by the rotation drive of the roller 5. In this way, it is possible to perform plasma processing while continuously conveying a plurality of workpieces 4.
[0032]
Also, the following processing method can be employed. After generating plasma in the discharge space 34 as described above, the roller 5 is rotated in the clockwise direction by operating the drive source 10, and the inlet door 21 is moved upward as shown in FIG. The inlet 7 of the chamber 1 is opened by driving, and the workpiece 4 is introduced into the chamber 1 from the inlet 7. The workpiece 4 introduced into the chamber 1 is placed on the roller 5, and is conveyed to a substantially central portion in the discharge space 34 by the rotational driving of the roller 5. Further, when the processing object 4 is transported to a substantially central portion in the discharge space 34, the rotation of the roller 5 is stopped by stopping the driving source 10, and the transport of the processing object 4 is interrupted. Next, as shown in FIG. 6B, the inlet door 21 is driven downward to close the inlet 7 of the chamber 1 to seal the inside of the chamber 1. Next, as shown in FIG. 6C, the workpiece 4 is stopped in the discharge space 34 for a predetermined time, and the workpiece 4 is subjected to plasma treatment. Next, as shown in FIG. 6 (d), the outlet door 22 is driven upward to open the outlet 8 of the chamber 1. Next, the conveyance of the workpiece 4 is resumed by rotating the roller 5 clockwise by operating the drive source 10, and plasma treatment is performed from the outlet 8 of the chamber 1 as shown in FIG. The processed object 4 is derived. By supplying the object to be processed 4 to the plasma processing apparatus in this way, a plurality of objects to be processed 4 can be continuously subjected to plasma processing.
[0033]
In this embodiment, since the roller 5 is provided only in the chamber 1 as a transport means for transporting the object 4 to be processed, the transport means can be prevented from protruding greatly outside the chamber 1 and can be miniaturized. It is something that can be done. Further, since the plurality of rollers 5 are provided along the discharge space 34 over the substantially entire length of the chamber 1, by supporting the workpiece 4 over the substantially entire length from the lower side with the plurality of rollers 5, The workpiece 4 can be prevented from being bent in the chamber 1, and the workpiece 4 can be transported and the plasma treatment of the workpiece 4 can be performed satisfactorily. A plurality of high-voltage electrodes 2 are arranged side by side, and a plurality of ground electrodes 3 are arranged below the high-voltage electrodes 2 so as to face the high-voltage electrodes 2, and the roller 5 is disposed between the adjacent ground electrodes 3. Since the roller 5 is disposed in the chamber 1 at a place other than the facing space (discharge space 34) between the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3, the roller 5 serving as a conveying means is grounded to the high-voltage electrode 2 It can be made not to intervene between the electrodes 3, and there can be no discharge obstruction between the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3, so that the discharge can occur stably and a homogeneous plasma can be generated stably. In addition, a thick workpiece 4 having a thickness substantially equal to the distance between the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3 can be plasma-treated. In addition, the inlet 7 and the outlet 8 are opened only when the workpiece 4 is introduced into the chamber 1 and when the workpiece 4 is led out of the chamber 1, and the inlet 7 and the outlet 8 are closed during plasma processing. By setting the state, wasteful outflow of the plasma generating gas from the chamber 1 can be minimized, and the plasma generating gas can be used efficiently.
[0034]
FIG. 7 shows another embodiment. This plasma processing apparatus performs plasma processing by a shuttle system, and one side surface of a chamber 1 formed in a box shape is formed as an entrance / exit 6 as described above, and is a shuttle type provided in the chamber 1. The doorway 6 is formed to be openable and closable by the doorway door 20. That is, the door 20 is vertically driven by air pressure or the like, and the door 6 is opened by being driven upward, and the door 6 is closed by being driven downward. A high voltage electrode 2, a ground electrode 3, and a roller 5 similar to those described above are provided inside the chamber 1, and a drive source 10 is provided outside the chamber 1 in the same manner as described above.
[0035]
The plasma processing of the plate-shaped workpiece 4 in the form of a piece (short) such as a circuit substrate or a glass substrate for liquid crystal using the plasma processing apparatus thus formed is performed as follows. First, in the same manner as described above, a plasma generating gas is supplied into the chamber 1 through the supply pipe 30 and an AC electric field is applied between the high voltage electrode 2 and the ground electrode 3. As a result, a dielectric barrier discharge is generated in the discharge space 34 between the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3, and plasma is generated from the plasma generating gas by the dielectric barrier discharge. Next, the drive source 10 is operated to rotate the roller 5 in the clockwise direction, and as shown in FIG. 8A, the entrance door 20 is driven upward to open the entrance 6 of the chamber 1, The workpiece 4 is introduced into the chamber 1 from the entrance / exit 6. The workpiece 4 introduced into the chamber 1 is placed on the roller 5 and conveyed to the discharge space 34 by the rotational driving of the roller 5. Further, when the workpiece 4 is accommodated in the chamber 1, as shown in FIG. 8B, the entrance door 20 is driven downward to close the entrance 6 of the chamber 1 to seal the inside of the chamber 1. And as shown in FIG.8 (c), the to-be-processed object 4 introduce | transduced in the chamber 1 is continuously plasma-processed, being conveyed toward the opposite side to the entrance / exit 6 with the roller 5. FIG. Thereafter, when the workpiece 4 approaches the side opposite to the entrance / exit 6, the workpiece 4 is transported toward the entrance / exit 6 by rotating the roller 5 counterclockwise. At this time (when the workpiece 4 is transported toward the entrance / exit 6), the plasma treatment may be performed on the workpiece 4 or may not be performed. Thereafter, when the workpiece 4 approaches the entrance / exit 6, as shown in FIG. 8D, the entrance / exit door 20 is driven upward to open the entrance / exit 6 of the chamber 1, and the plasma-treated workpiece 4 is processed. Is derived by the rotational drive of the roller 5. In this way, the plasma treatment can be continuously performed while the workpiece 4 is being conveyed.
[0036]
Also, the following processing method can be employed. After generating plasma in the discharge space 34 as described above, the driving source 10 is operated to rotate the roller 5 in the clockwise direction, and the door 20 is moved upward as shown in FIG. It is driven to open the entrance / exit 6 of the chamber 1, and the workpiece 4 is introduced into the chamber 1 through the entrance / exit 6. The workpiece 4 introduced into the chamber 1 is placed on the roller 5, and is conveyed to a substantially central portion in the discharge space 34 by the rotational driving of the roller 5. Further, when the processing object 4 is transported to a substantially central portion in the discharge space 34, the rotation of the roller 5 is stopped by stopping the driving source 10, and the transport of the processing object 4 is interrupted. Next, as shown in FIG. 8B, the doorway door 20 is driven downward to close the doorway 6 of the chamber 1 to seal the inside of the chamber 1. Next, as shown in FIG. 8C, the workpiece 4 is stopped in the discharge space 34 for a predetermined time, and the workpiece 4 is subjected to plasma treatment. Next, as shown in FIG. 8D, the doorway door 20 is driven upward to open the doorway 6 of the chamber 1. Next, the conveyance of the workpiece 4 is resumed by rotating the roller 5 counterclockwise by operating the driving source 10, and the plasma-treated workpiece 4 is led out from the inlet / outlet 6 of the chamber 1. . By supplying the object to be processed 4 to the plasma processing apparatus in this way, a plurality of objects to be processed 4 can be continuously subjected to plasma processing.
[0037]
This embodiment has the same effect as that of FIG. 1 and, in addition, the entrance / exit only when the workpiece 4 is introduced into the chamber 1 and when the workpiece 4 is led out of the chamber 1. By opening 6 and closing the inlet / outlet 6 during plasma processing, wasteful outflow of the plasma generating gas from the chamber 1 can be minimized, and the plasma generating gas can be used efficiently. It is something that can be done. In addition, an inlet / outlet port 6 is provided on one side surface of the chamber 1 to introduce the workpiece 4 into the chamber 1 and lead out the workpiece 4 from the chamber 1, and a roller for conveying the workpiece 4 5 is formed so as to be rotatable in both forward and reverse rotations, so that the workpiece 4 is introduced into the chamber 1 from the inlet / outlet 6 by the forward rotation of the roller 5, and from the inlet / outlet 6 to the outside of the chamber 1 by the inversion of the roller 5. By deriving the workpiece 4, the workpiece 4 can be introduced into the chamber 1 and the workpiece 4 can be led out from the chamber 1 only from the side where the inlet / outlet 6 is provided. The space required around the chamber 1 can be reduced to save space.
[0038]
FIG. 9 shows another embodiment. The chamber 1 of this plasma processing apparatus is formed in a box shape in the same manner as described above, and a slit-like inlet 7 is formed on one side wall 50 of the chamber 1 in a substantially horizontal manner. On the other side wall 51, a slit-like outlet 8 that is substantially horizontally long is formed so as to face the inlet 7. A high voltage electrode 2, a ground electrode 3, and a roller 5 similar to those described above are provided inside the chamber 1, and a drive source 10 is provided outside the chamber 1 in the same manner as described above. Further, an introduction side relaxation chamber 9 a is integrally formed as a relaxation chamber 9 outside the one side wall of the chamber 1. The introduction side relaxation chamber 9a is formed so as to surround the inlet 7, and the side wall 52 of the introduction side relaxation chamber 9a opposite to the one side wall 50 of the chamber 1 has a slit-like relaxation that is substantially horizontally long. A chamber inlet 40 is formed to face the inlet 7. Further, in the introduction-side relaxation chamber 9a, a roller 5 formed so as to be freely rotatable is provided in the same manner as the roller 5 in the chamber 1. Furthermore, a lead-out side relaxation chamber 9 b is integrally formed as a relaxation chamber 9 outside the other side wall 51 of the chamber 1. The outlet side relaxation chamber 9b is formed so as to surround the outlet 8, and the side wall 53 of the outlet side relaxation chamber 9b facing the other side wall 51 of the chamber 1 has a slit-like relaxation that is substantially horizontally long. A chamber outlet 41 is formed to face the outlet 8. Further, in the introduction-side relaxation chamber 9b, a roller 5 formed to be freely rotatable is provided in the same manner as the roller 5 in the chamber 1.
[0039]
The plasma processing of the plate-shaped workpiece 4 in the form of a piece (short) such as a circuit substrate or a glass substrate for liquid crystal using the plasma processing apparatus thus formed is performed as follows. First, in the same manner as described above, a plasma generating gas is supplied into the chamber 1 through the supply pipe 30 and an AC electric field is applied between the high voltage electrode 2 and the ground electrode 3. As a result, a dielectric barrier discharge is generated in the discharge space 34 between the high-voltage electrode 2 and the ground electrode 3, and plasma is generated from the plasma generating gas by the dielectric barrier discharge. Next, the roller 5 is rotated in the clockwise direction by operating the drive source 10, and the workpiece 4 is moved into the chamber 1 from the relaxation chamber inlet 40 and the inlet 7 as shown in FIG. Introduce. The workpiece 4 introduced into the chamber 1 is placed on the roller 5 and conveyed to the discharge space 34 by the rotational driving of the roller 5. Then, as shown in FIG. 10 (b), the workpiece 4 introduced into the chamber 1 passes through the discharge space 34 while being conveyed by the roller 5 and is continuously plasma-treated. Thereafter, as shown in FIG. 10C, the workpiece 4 subjected to the plasma processing is led out from the outlet 8 and the relaxation chamber outlet 41 by the rotational drive of the roller 5. By supplying the object to be processed 4 to the plasma processing apparatus in this way, a plurality of objects to be processed 4 can be continuously subjected to plasma processing.
[0040]
Also, the following processing method can be employed. After the plasma is generated in the discharge space 34 as described above, the driving source 10 is operated to rotate the roller 5 in the clockwise direction, and as shown in FIG. The workpiece 4 is introduced into the chamber 1 from the inlet 7. The workpiece 4 introduced into the chamber 1 is placed on the roller 5, and is conveyed to a substantially central portion in the discharge space 34 by the rotational driving of the roller 5. Further, when the workpiece 4 is conveyed to a substantially central portion in the discharge space 34, as shown in FIG. 10 (b), the drive source 10 is stopped to stop the rotation of the roller 5, and the workpiece is processed. 4 is interrupted, the processing object 4 is stopped in the discharge space 34 for a predetermined time, and the processing object 4 is subjected to plasma processing. Next, the roller 5 is driven to rotate clockwise by operating the drive source 10, thereby restarting the conveyance of the workpiece 4. As shown in FIG. 10C, the outlet 8 and the relaxation chamber outlet 41. The to-be-processed object 4 processed with plasma is derived | led-out from. By supplying the object to be processed 4 to the plasma processing apparatus in this way, a plurality of objects to be processed 4 can be continuously subjected to plasma processing.
[0041]
In this embodiment, since the inlet 7 and the outlet 8 are formed in a slit shape that always opens, a door for opening and closing the inlet 7 and the outlet 8 and a mechanism for opening and closing the door are unnecessary, and the structure is simplified. It is something that can be done. Further, since the relaxation chamber 9 is provided so as to surround the inlet 7 and the outlet 8, the amount of plasma generating gas flowing out from the chamber 1 through the inlet 7 and the outlet 8 can be reduced, and the chamber 1 through the inlet 7 and the outlet 8 can be reduced. The amount of outside air (air) flowing into the chamber 1 can be reduced, and even if the inlet 7 and the outlet 8 are always open due to the relaxation action of the outflow of plasma generating gas and the inflow of outside air by the relaxation chamber 9, the chamber 1 The concentration of the plasma generating gas in the inside can be kept substantially constant, a homogeneous plasma can be stably generated, and wasteful outflow of the plasma generating gas from the chamber 1 can be minimized. Thus, the plasma generating gas can be used efficiently.
[0042]
In any of the above embodiments, the number of the high-voltage electrodes 2, the ground electrodes 3, and the rollers 5, and the positions of the supply pipe 30 and the discharge pipe 31 are arbitrary.
[0043]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.
[0044]
Example 1
The in-line plasma processing apparatus shown in FIG. 1 was formed. The chamber 1 was made of acrylic resin having a size of 520 mm × 352 mm × 200 mm. One side surface of the chamber 1 was formed as an inlet 7 and the other side surface of the chamber 1 was formed as an outlet 8. The inlet 7 was formed by an inlet door 21, and the outlet 8 was formed by an outlet door 22. As the high-voltage electrode 2, three SUS304 square pipe electrodes each having a width of 32 mm, a height of 16 mm, and a length of 400 mm formed with a 0.5 mm-thick collar coating 32 were disposed. As the ground electrode 3, an SUS304 tubular pipe electrode of φ14 mm × length 400 mm formed with a 0.5 mm thick cocoon coating 32 is arranged so as to face two high voltage electrodes on the lower side. did. The glaze film 32 is formed by applying a glaze made of inorganic powders of silica and alumina on the surface of the electrode with a spray gun, and then melting and baking (fused) at about 850 ° C. for 10 minutes. Baking and repetitive coating were repeated three times alternately to finish uniformly to a thickness of about 0.5 mm. The gap distance between the high voltage electrode 2 and the ground electrode 3 is 5 mm. Further, pure water was used as a coolant for cooling the high voltage electrode 2 and the ground electrode 3. Inside the chamber 1, a Teflon round bar having a diameter of 20 mm and a length of 400 mm was arranged as the roller 5 of the conveying means.
[0045]
As the object 4 to be processed, three silicon substrates (φ100 mm) coated with 1 μm of a negative resist were used and placed on a 2 mm thick 300 mm × 300 mm glass table. As the plasma generation gas, helium was mixed at a rate of 1 liter / min, argon was mixed at a rate of 3 liter / min, and oxygen was mixed at a rate of 60 cc / min and supplied to the chamber 1.
[0046]
Then, a plasma is generated by applying a high frequency electric field of 100 kHz with an applied power of 250 W to the discharge space 34, and is supplied to the workpiece 4 disposed between the gaps for about 20 seconds for plasma treatment (surface modification treatment). And cleaning process). The feed speed of the workpiece 4 was set to 2 mm / second in the discharge space 34. As a result, each negative resist was able to be etched into a very uniform shape. As a result of XPS analysis, impurities other than the resist component were hardly detected.
[0047]
(Example 2)
A shuttle type plasma processing apparatus shown in FIG. 7 was formed. That is, one side surface of the chamber 1 was formed as the entrance / exit 6 and the entrance / exit 6 was formed to be openable / closable by the entrance / exit door 20. Otherwise, plasma treatment of the workpiece 4 was performed in the same manner as in Example 1. As a result, it was possible to etch the resist into a uniform shape by filling in each negative resist. As a result of XPS analysis, impurities other than the resist component were hardly detected. In addition, because of the shuttle-type door structure, the periphery of the device is more compact than in the first embodiment.
[0048]
(Example 3)
The plasma processing apparatus shown in FIG. 9 was formed. That is, a relaxation chamber 9 (introduction relaxation chamber 9 a and outlet relaxation chamber 9 b) having a length of 100 mm × width of 352 mm × height of 200 mm is formed outside the sidewalls 50 and 51 of the chamber 1. 50 is formed with a slit-like inlet 7 having a height of 5 mm and a width of 200 mm, and a slit-like outlet 8 having the same size as the inlet 7 is formed on the other side wall 51 of the chamber 1, and is formed on the side wall 52 of the introduction side relaxation chamber 9a. A slit-like relaxation chamber inlet 40 having the same size as the inlet 7 was formed, and a slit-like relaxation chamber outlet 41 having the same size as the inlet 7 was formed on the side wall 53 of the outlet-side relaxation chamber 9b. Otherwise, plasma treatment of the workpiece 4 was performed in the same manner as in Example 1. As a result, it was possible to etch the resist into a uniform shape by filling in each negative resist. As a result of XPS analysis, impurities other than the resist component were hardly detected.
[0049]
(Comparative Example 1)
A plasma processing apparatus similar to that of Example 1 was formed except that the in-line type door and the shuttle type door were not provided but a fixed door was provided. The results of the plasma treatment were not different from those of Examples 1 to 3. However, the fixed door first requires disassembly of the chamber before and after the processing, and it is necessary to put in and out the object to be processed, which requires a preparation time for the processing. Further, the plasma generating gas is also uneconomical because it is released to the outside after each treatment.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the high voltage electrode and the ground electrode are provided in the chamber, the plasma generating gas is introduced into the chamber, and an alternating electric field is applied between the high voltage electrode and the ground electrode. To generate a dielectric barrier discharge between the high-voltage electrode and the ground electrode under atmospheric pressure, generate plasma from the plasma generating gas by this dielectric barrier discharge, and introduce this plasma between the high-voltage electrode and the ground electrode. In a plasma processing apparatus for plasma processing a processed object, A plurality of the ground electrodes are arranged below the high-voltage electrodes, and a plurality of rollers are arranged as a conveying means for conveying the object to be processed so that the ground electrodes are interposed between a pair of adjacent rollers, and the upper part of the rollers Is located above the top of the ground electrode, Since the transfer means is provided in the chamber and at a place other than the opposing space between the high-voltage electrode and the ground electrode, the transfer means can be prevented from protruding greatly out of the chamber and can be miniaturized. In addition, it is possible to prevent the conveying means from being interposed between the high-voltage electrode and the ground electrode, there is no discharge obstruction between the high-voltage electrode and the ground electrode, the discharge occurs stably, and the homogeneous plasma is stabilized. In addition, a thick object to be processed can be plasma-processed.
[0051]
According to the second aspect of the present invention, an inlet for introducing the workpiece into the chamber and an outlet for extracting the workpiece from the chamber are provided in the chamber, and the inlet is an inlet door. Since it is formed to be openable and closable and the outlet is formed to be openable and closable by the exit door, the inlet and outlet are opened only when the workpiece is introduced into the chamber and when the workpiece is led out of the chamber. By closing the inlet and outlet at the inlet and outlet doors during processing, wasteful outflow of plasma generating gas from the chamber can be minimized, and the plasma generating gas can be used efficiently. It can be done.
[0052]
Further, according to the third aspect of the present invention, an inlet / outlet for introducing the workpiece into the chamber and derivation of the workpiece from the chamber is provided in the chamber, and the inlet / outlet is formed to be openable / closable by the inlet / outlet door. The plasma is generated from the chamber by opening the inlet / outlet only when the workpiece is introduced into the chamber and when the workpiece is led out of the chamber, and when the plasma processing is performed, the inlet / outlet is closed by the inlet / outlet door. The wasteful outflow of the working gas can be minimized, and the plasma generating gas can be used efficiently. In addition, it is possible to introduce the object to be processed into the chamber and lead out the object to be processed from the chamber only from the entrance / exit, and save space by reducing the space required around the chamber during plasma processing. Can be realized.
[0053]
According to a fourth aspect of the present invention, an inlet for introducing an object to be processed into the chamber and an outlet for extracting the object to be processed from the chamber are provided in the chamber, and the inlet and the outlet are slit. Therefore, a door for opening and closing the entrance and the exit and a mechanism for opening and closing the door are unnecessary, and the structure can be simplified.
[0054]
According to the fifth aspect of the present invention, since a relaxation chamber is provided outside the inlet and the outlet to alleviate the outflow of the plasma generating gas from the chamber and the inflow of outside air into the chamber. Even if the inlet and outlet are always open, the concentration of the plasma generating gas in the chamber can be kept almost constant and the homogeneous plasma can be generated stably. In addition, it is possible to minimize the wasteful outflow of the plasma generating gas from the chamber and to efficiently use the plasma generating gas.
[0055]
In the invention of claim 6 of the present invention, since the inner surface of the chamber is coated with an insulator, it is possible to prevent discharge from occurring between the high-voltage electrode or the ground electrode and the inner surface of the chamber. The discharge efficiency between the ground electrodes can be increased, and plasma can be generated efficiently.
[0056]
Further, according to the seventh aspect of the present invention, since the driving source for rotating the roller is provided outside the chamber, it is not necessary to provide the driving source inside the chamber, and the chamber 1 can be miniaturized. It is.
[0057]
In the invention according to claim 8 of the present invention, since the plasma generating gas is an inert gas or a mixed gas of an inert gas and a reactive gas, homogeneous plasma can be generated stably.
[0058]
In the ninth aspect of the present invention, since the plasma processing is performed by the plasma processing apparatus according to any one of the first to eighth aspects, homogeneous plasma can be stably generated, and the plasma processing is efficiently performed. It is something that can be done.
[0059]
Further, the invention of claim 10 of the present invention opens the entrance door, introduces the workpiece from the entrance into the chamber, closes the entrance door, performs plasma treatment on the workpiece in the chamber, Since the object to be processed is led out from the outlet by opening the outlet door, the object to be processed can be continuously supplied to the chamber for processing, and plasma processing can be performed efficiently.
[0060]
Further, the invention of claim 11 of the present invention opens the entrance door and introduces the object to be processed into the chamber from the entrance, and after closing the entrance door, performs the plasma treatment on the object to be processed in the chamber, Since the workpiece is led out from the entrance by opening the entrance door, the workpiece can be introduced into the chamber and the workpiece can be led out from the chamber only from the entrance / exit. The space required can be reduced by reducing the space required around the chamber.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the high voltage electrode and the ground electrode.
3A is a plan view showing a high-voltage electrode, and FIG. 3B is a plan view showing a ground electrode.
FIG. 4 is a schematic view of the above.
FIG. 5 is a schematic view of the above.
6A to 6E are schematic views showing the operation of the above.
FIG. 7 is a schematic view showing an example of another embodiment of the above.
FIG. 8 shows the operation of the above, (a) to (d) is a schematic diagram.
FIGS. 9A and 9B show an example of another embodiment, in which FIG. 9A is a schematic view, and FIG. 9B is a side view.
FIG. 10 shows the operation of the above, (a) to (c) is a schematic diagram.
FIG. 11 is a schematic diagram showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 chamber
2 High voltage electrode
3 Ground electrode
4 Workpiece
5 Roller
6 doorway
7 Entrance
8 Exit
9 relaxation room
10 Drive source
20 Entrance door
21 Entrance door
22 Exit door

Claims

A high pressure electrode and a ground electrode are provided in the chamber, a plasma generating gas is introduced into the chamber, and an alternating electric field is applied between the high pressure electrode and the ground electrode, so that the atmospheric pressure is maintained between the high pressure electrode and the ground electrode. In a plasma processing apparatus that generates a dielectric barrier discharge, generates plasma from a plasma generating gas by the dielectric barrier discharge, and plasma-treats an object to be processed introduced between the high-voltage electrode and the ground electrode with the plasma, A plurality of the ground electrodes are arranged below the high-voltage electrodes, and a plurality of rollers are arranged as a conveying means for conveying the object to be processed so that the ground electrodes are interposed between a pair of adjacent rollers, and the upper part of the rollers by positioning above the top of the ground electrode, other than the opposing spaces between and high voltage electrode and the ground electrode of said conveying means in the chamber The plasma processing apparatus characterized by comprising providing a location.

An inlet for introducing the object to be processed into the chamber and an outlet for extracting the object to be processed from the chamber are provided in the chamber. The inlet is formed to be openable and closable by the inlet door, and the outlet is opened and closed by the outlet door. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the plasma processing apparatus is freely formed.

The inlet / outlet for introducing the workpiece into the chamber and discharging the workpiece from the chamber is provided in the chamber, and the inlet / outlet is formed to be openable / closable by the door. Plasma processing equipment.

An inlet for introducing an object to be processed into the chamber and an outlet for extracting the object to be processed from the chamber are provided in the chamber, and the inlet and the outlet are formed in a slit shape. Item 2. The plasma processing apparatus according to Item 1.

5. The plasma processing apparatus according to claim 4, wherein a relaxation chamber is provided outside the inlet and the outlet to relax the outflow of the plasma generating gas from the chamber and the inflow of outside air into the chamber.

6. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein an inner surface of the chamber is coated with an insulating material.

7. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a driving source for rotating the roller is provided outside the chamber.

8. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the plasma generating gas is an inert gas or a mixed gas of an inert gas and a reactive gas.

A plasma processing method, wherein plasma processing is performed by the plasma processing apparatus according to claim 1.

Open the entrance door, introduce the workpiece into the chamber from the entrance, close the entrance door, apply the plasma treatment to the workpiece in the chamber, then open the exit door and draw the workpiece from the outlet The plasma processing method according to claim 9.

Open the entrance door, introduce the workpiece into the chamber from the entrance, close the entrance door, apply the plasma treatment to the workpiece in the chamber, then open the entrance door and extract the workpiece from the entrance The plasma processing method according to claim 9.