JP4989111B2 - Plasma cleaning device - Google Patents
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Description
本発明は、一対の平行な上部電極及び下部電極が配設されたチャンバー内を真空状態として、プラズマ反応性ガスを両電極間に供給すると共に、前記下部電極に高周波電源により高周波電圧を印加して前記ガスをプラズマ化し、このプラズマ中のプラスイオンが前記下部電極上方に配設されるプリント基板に衝突することによりエッチングするプラズマ洗浄装置に関する。 In the present invention, a chamber in which a pair of parallel upper and lower electrodes are disposed is evacuated, plasma reactive gas is supplied between both electrodes, and a high frequency voltage is applied to the lower electrode by a high frequency power source. The present invention relates to a plasma cleaning apparatus that converts the gas into plasma and etches the plasma by causing positive ions in the plasma to collide with a printed circuit board disposed above the lower electrode.
この種の洗浄装置は、例えば特許文献1などに開示されている。一般的には、下部電極上に絶縁物であるアルミナセラミックス板を敷いて、このアルミナセラミックス板と所定間隔を存してプリント基板を配設するように構成して、プラズマの安定化を図り、凹凸部を有するプリント基板に生じ易い異常放電対策としている。
This type of cleaning apparatus is disclosed in, for example,
しかし、下部電極上にアルミナセラミックス板を敷くと、洗浄の良好に影響を与える下部電極に生じるマイナスのオフセット直流電圧(Vdc)が約100V(ボルト)低下するので、異常放電は無くなるものの、洗浄能力が低下してしまう。
そこで本発明は、異常放電を起こさないようにすると共に、前記オフセット直流電圧値の低下を極力抑え、プラズマの安定性を図り、極力洗浄能力を低下させないプラズマ洗浄装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a plasma cleaning apparatus that prevents abnormal discharge, suppresses a decrease in the offset DC voltage value as much as possible, achieves plasma stability, and does not decrease the cleaning ability as much as possible. .
このため請求項1の発明は、一対の平行な上部電極及び下部電極が配設されたチャンバー内を真空状態として、プラズマ反応性ガスを両電極間に供給すると共に、前記下部電極に高周波電源により高周波電圧を印加して前記ガスをプラズマ化し、このプラズマ中のプラスイオンが前記下部電極上方に配設されるプリント基板に衝突することによりエッチングするプラズマ洗浄装置において、上面に板状の絶縁物が設けられた収納トレイに前記プリント基板を前記絶縁物を介して積載し、前記収納トレイを前記チャンバーの開口を開閉する扉体の裏面に設け、前記収納トレイを前記扉体の開閉により前記チャンバー内に出し入れ可能に構成し、前記収納トレイは前記下部電極の上方に位置し、且つ、前記下部電極と前記高周波電源との間に接続され自動整合回路及び測定回路を備えた自動整合器と、前記高周波電源を制御する制御装置とを備え、前記自動整合回路は前記高周波電源のインピーダンスと前記下部電極のインピーダンスとの整合を自動的に行い、前記測定回路は前記高周波電源により高周波電圧が印加されている前記下部電極に生じるマイナスのオフセット直流電圧を測定し、前記制御装置は前記測定回路からの測定されたオフセット直流電圧と予め設定された基準電圧との偏差を無くして、測定された前記オフセット直流電圧が前記基準電圧と同じとなるように前記高周波電源を制御することを特徴とする。 For this reason, the first aspect of the invention provides a vacuum state in a chamber in which a pair of parallel upper and lower electrodes are disposed, and supplies a plasma reactive gas between both electrodes, and a high frequency power source is applied to the lower electrode. In a plasma cleaning apparatus that applies high frequency voltage to turn the gas into plasma, and positive ions in the plasma collide with a printed circuit board disposed above the lower electrode. The printed circuit board is stacked on the storage tray provided via the insulator, the storage tray is provided on the back surface of the door body that opens and closes the opening of the chamber, and the storage tray is opened and closed by opening and closing the door body. out capable and configured, the storage tray is located above the lower electrode, and the connection between the lower electrode and the high frequency power source An automatic matching unit including an automatic matching circuit and a measurement circuit, and a control device for controlling the high-frequency power source. The automatic matching circuit automatically matches the impedance of the high-frequency power source and the impedance of the lower electrode. The measurement circuit measures a negative offset DC voltage generated in the lower electrode to which a high-frequency voltage is applied by the high-frequency power source, and the control device is preset with the measured offset DC voltage from the measurement circuit. The high-frequency power supply is controlled such that the measured offset DC voltage is the same as the reference voltage without any deviation from the reference voltage .
本発明は、異常放電を起こさないようにすると共に、オフセット直流電圧値の低下を極力抑え、プラズマの安定性を図り、極力洗浄能力を低下させないプラズマ洗浄装置を提供することができる。 The present invention can provide a plasma cleaning apparatus that prevents abnormal discharge, suppresses a decrease in offset DC voltage value as much as possible, achieves plasma stability, and does not reduce the cleaning ability as much as possible.
以下、図1のプラズマ洗浄装置の概念図を参照して、先ず本発明の第1の実施形態に係るプラズマ洗浄装置について説明する。1は図示しない真空ポンプによって所定の真空状態とされる直方体形状の真空チャンバーで、この真空チャンバー内には一対の平行な上部電極2及び下部電極3を配設する。即ち、上部電極2は上部の電極支持部材4を介して前記真空チャンバー1の上壁下面に固定し、下部電極3は下部の電極支持部材5を介して前記真空チャンバー1の底壁上面に固定する。
Hereinafter, the plasma cleaning apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described first with reference to the conceptual diagram of the plasma cleaning apparatus of FIG.
そして、収納トレイ8上面に絶縁物であるアルミナセラミックス板7が貼付され、プリント基板6を前記アルミナセラミックス板7を介して積載したアルミニウム製の収納トレイ8を前記下部電極3の上方に所定間隔dを存するように前記真空チャンバー1内に出し入れ可能に構成する。即ち、前記真空チャンバー1の前面開口を開閉する扉体9裏面下部に設けられた左右一対のロッド10が前記真空チャンバー1の底面下部に設けられた左右一対のロッド案内部材11に貫通して摺動可能に構成すると共に、同じく扉体9裏面中間部に固定された前記収納トレイ8の両側面部に回転可能に設けられた案内ローラー13が前記下部電極3両側部に固定されたガイド体14上を回転摺動するように構成し、前記扉体9の把手15を持って前後に扉体9及び収納トレイ8を移動可能とする。
Then, an alumina ceramic plate 7 as an insulator is attached to the upper surface of the
従って、作業者は扉体9の把手15を持って手前側に引くと、ロッド10がロッド案内部材11に案内されながら、且つ案内ローラー13がガイド体14上を回転摺動し、ロッド10後端部に設けられたストッパー16がロッド案内部材11に係止するまで、手前側に前記扉体9及び収納トレイ8が移動することとなる。
Therefore, when the operator holds the
なお、収納トレイ8は案内ローラー13を介して下部電極3の上方に間隔dを存して位置することになり、この間隔dは例えば1mm程度である。また、前記下部電極3両側部に固定されたガイド体14は絶縁物であり、下部電極3と収納トレイ8とは導通はしないこととなるが、導通しない構成についてはこのような構成に限らない。
The
そして、前記電極支持部材4及び上部電極2を貫通してプラズマ反応性ガス、例えばアルゴン等の不活性ガスが上部電極2と下部電極3との間に供給される。
Then, an inert gas such as argon is supplied between the
20はアースに接続された高周波電源で、前記下部電極3に自動整合器21を介して高周波電圧を印加して前記プラズマ反応性ガスをプラズマ化させるものである。そして、生成されたプラズマ中のプラスイオンが収納トレイ8上に敷かれた前記アルミナセラミックス板7上に載置されたプリント基板6に衝突することにより、プリント基板6の表面をエッチングして、汚染物質を取り除き、洗浄する。
前記高周波電源20に接続された前記自動整合器21は自動整合回路及び測定回路とが配設されている。自動整合回路は、前記高周波電源20のパワーを最大限前記真空チャンバー1内に供給するために、前記高周波電源20のインピーダンスと前記下部電極3のインピーダンスとの整合を自動的に行なう回路である。測定回路はA/D回路及びD/A回路を備え、前記高周波電源20により高周波電圧が印加されている下部電極3に生じるマイナスのオフセット直流電圧(Vdc)を常時測定する回路である。
The
そして、図示しない制御装置が前記測定回路からの測定されたオフセット直流電圧(Vdc)と予め設定された基準電圧との偏差に応じて前記高周波電圧を変化させるようにPID制御又はオンとオフを一定周期で繰り返すオン/オフ制御を使用して前記高周波電源20を制御する。即ち、オフセット直流電圧(Vdc)は、汚れたプリント基板6の状態(含有せる水分量)により影響を受けるが、高周波電圧値によっても影響を受けるので、オフセット直流電圧(Vdc)と基準電圧との偏差に応じて高周波電圧を変化させるように高周波電源20を制御するものである。
Then, PID control or ON / OFF is fixed so that the control device (not shown) changes the high-frequency voltage according to the deviation between the measured offset DC voltage (Vdc) from the measurement circuit and a preset reference voltage. The high
即ち、オフセット直流電圧(Vdc)の絶対値が基準電圧より大きければその偏差に応じて高周波電圧を減少させ、オフセット直流電圧(Vdc)の絶対値が基準電圧より小さければ高周波電圧を増大させ、偏差が小さくなるように制御する。このように制御するのであれば、その他の手法のフィードバック制御であってもよい。 That is, if the absolute value of the offset DC voltage (Vdc) is larger than the reference voltage, the high-frequency voltage is decreased according to the deviation, and if the absolute value of the offset DC voltage (Vdc) is smaller than the reference voltage, the high-frequency voltage is increased. Is controlled to be small. As long as the control is performed in this way, feedback control using another method may be used.
ここで、前記PID制御とは、比例制御(Proportional Control)、積分制御(Integral Control)、微分制御(Derivative Control)を組み合わせて設定値に収束させる制御をいう。 Here, the PID control refers to control that converges to a set value by combining proportional control, integral control, and differential control.
以上の構成により、以下動作について説明する。図示しない真空ポンプによって真空チャンバー1が所定の真空状態とされ、高周波電源20からの高周波電圧が前記下部電極3に自動整合器21を介して高周波電圧を印加される。すると、電極支持部材4及び上部電極2を貫通してこの上部電極2と下部電極3との間に供給されているプラズマ反応性ガスであるアルゴンガス等はプラズマ化される。このとき、自動整合器21の自動整合回路は高周波電源20のパワーを最大限前記真空チャンバー1内に供給するために、前記高周波電源20のインピーダンスと前記下部電極3のインピーダンスとの整合を自動的に行なう。
With the above configuration, the operation will be described below. The
以上のように、生成されたプラズマ中のプラスイオンが前記下部電極3上方のプリント基板6に衝突することにより、プリント基板6の表面をエッチングして、汚染物質を取り除き、洗浄する。
As described above, the positive ions in the generated plasma collide with the printed circuit board 6 above the
そして、前記高周波電源20により高周波電圧が印加されている下部電極3に生じるマイナスのオフセット直流電圧は、常時測定回路により測定される。従って、この測定されたオフセット直流電圧値が入力された制御装置は、前記測定回路からのオフセット直流電圧と予め設定された基準電圧との偏差に応じて前記高周波電圧を変化させるようにPID制御又はオン/オフ制御を使用して前記高周波電源5を制御する。
The negative offset DC voltage generated in the
即ち、前記偏差を無くして、測定されたオフセット直流電圧値が基準電圧と同じとなるように、制御装置は前記高周波電源20を制御し、高周波電源20により出力される高周波電圧値を増減させながら、このプラズマ洗浄装置の運転が継続される。
That is, the control device controls the high
従って、収納トレイ8上面に絶縁物であるアルミナセラミックス板7を貼付して、プリント基板6を前記アルミナセラミックス板7を介して積載したアルミニウム製の収納トレイ8を前記下部電極3の上方に設けたから、異常放電を起こさないようにすると共に、異常放電が起こり易い凹凸のある収納トレイ8やプリント基板6に対して、前記オフセット直流電圧値の低下を極力抑え、プラズマの安定性を図り、極力洗浄能力を低下させないプラズマ洗浄装置を提供することができる。
Therefore, the alumina ceramic plate 7 which is an insulator is attached to the upper surface of the
以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, various alternatives, modifications, and variations can be made by those skilled in the art based on the above description, and the present invention is not limited to the various embodiments described above without departing from the spirit of the present invention. It encompasses alternatives, modifications or variations.
1 真空チャンバー
2 上部電極
3 下部電極
6 プリント基板
7 アルミナセラミックス板
8 収納トレイ
9 扉体
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