JP5103956B2 - The plasma processing apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、プラズマ処理装置に関するものである。 The present invention relates to a plasma processing apparatus.

従来から、減圧条件下でグロー放電プラズマを発生させ、このプラズマをワークに吹き付けることによってプラズマ処理を行うプラズマ装置が知られている。 Conventionally, to generate a glow discharge plasma under a reduced pressure, the plasma apparatus is known which performs a plasma treatment by spraying the plasma to the workpiece. しかし、減圧条件を用いるプラズマ装置は、大掛かりで複雑な真空設備を備えることから高価であり、例えば製品の製造工程で用いると、製造コストを増大させてしまう。 However, the plasma apparatus using a vacuum condition is expensive since it comprises a large and complicated vacuum equipment, for example, used in the product manufacturing process, thus increasing the manufacturing cost.
そこで、大気圧条件下でプラズマを発生させる大気圧プラズマ装置が開発されている。 Therefore, the atmospheric pressure plasma apparatus has been developed for generating plasma under atmospheric pressure conditions.

この大気圧プラズマ処理装置は、対向配置される電極を有しており、対をなす電極同士の間に形成されるプラズマ生成空間内に所定のガスを供給しつつ、これらの電極間に電圧を印加して放電を生じさせ、プラズマを発生させる。 The atmospheric pressure plasma treatment apparatus has an electrode disposed opposite, while supplying a predetermined gas in the plasma generating space formed between the electrodes forming a pair in a voltage between the electrodes It applied to cause discharge to generate plasma. 発生したプラズマ中では、電界により加速された電子がガス分子と衝突し、励起分子、ラジカル原子、正イオン、負イオン等の活性種を生成する。 In in the generated plasma, electrons accelerated by the electric field collide with gas molecules, excited molecules, radicals atom, positive ions, generates active species of the negative ion. これら活性種をワークの表面に供給すると、この活性種の一部によりワークの表面や表面付近で各種反応が生じることとなり、ワークの表面が分解・除去されるようになっている。 Supplying these active species on the surface of the workpiece, the part of the active species will be various reactions in the vicinity of the surface and the surface of the workpiece occurs, the surface of the workpiece is adapted to be decomposed and removed.

このような大気圧プラズマ処理装置には、大気圧条件下でプラズマを発生させることにより活性種を生成し、この活性種をワークの表面に局所的に噴射して、ワークの特定領域をプラズマ処理するものも提案されている(例えば、特許文献1、2参照。)。 Such atmospheric pressure plasma processing apparatus, generating active species by generating a plasma at atmospheric pressure conditions, and locally inject the active species on the surface of the workpiece, the plasma process certain areas of the workpiece It has also been proposed to (e.g., see Patent documents 1 and 2.).
ここで、大気圧下で発生させるプラズマは、放電のオン/オフ切り替え時に、プラズマ特性等が不安定になり易い。 Here, plasma generated at atmospheric pressure, at the time of ON / OFF switching of the discharge tends plasma properties become unstable. このため、一筆書きパターン等の連続的な処理には適するが、点状の処理を多ポイントで行うような不連続な処理には適さないという問題がある。 Thus, although suited for continuous processing, such as single-stroke pattern, there is a problem that unsuitable punctate processing discontinuous process carried out in multiple points.

すなわち、このようなプラズマ処理装置により、ワークの表面における不連続な処理領域に、プラズマ処理を行う場合、ワークの処理領域に対しては電極間の放電をオン状態とし、ワークの非処理領域に対しては電極間の放電をオフ状態とする。 That is, by such a plasma processing apparatus, the discrete treated areas on the surface of the workpiece, if the plasma treatment, a discharge between the electrodes is turned on for the processing region of the workpiece, in the non-processing region of the workpiece It is for an off-state discharge between the electrodes. ここで、電極間の放電をオフからオンに切り替えた後、放電が安定するまでの間は、プラズマが不安定な状態(過渡状態)にある。 Here, after switching on the discharge between the electrodes from the off, until the discharge is stabilized, the plasma is in an unstable state (transient state). そのため、この状態でプラズマをワークに接触させると、ワークにダメージを与えたり、ワークの被処理面に推定困難な予想外のプラズマ処理が施されてしまうおそれがある。 Therefore, when contacting the plasma in this state the workpiece, or damage to the work, there is a possibility that the estimated difficult unexpected plasma process on a target surface of the workpiece will be subjected.

そこで、電極間の放電をオフからオンに切り替えた後、放電が安定するまで、ワークへの活性種の供給を停止する方法も考えられる。 Therefore, after switching on the discharge between the electrodes from the off discharge to stabilize, how to stop active species supply to work also conceivable. しかしながら、この場合、電極間の放電をオンに切り替えた後、この放電が安定するまでに数秒〜10秒程度かかることから、サイクルタイムが長くなる。 However, in this case, after switching the discharge between the electrodes on, the discharge from the can take a few seconds to 10 seconds to stabilize, the cycle time becomes longer. このため、特に、短時間処理を繰り返す場合、すなわち放電のオン/オフを短時間で繰り返して行う場合には、処理効率が大きく低下してしまう。 Thus, in particular, short-term treatment repeated case, that is, when repeatedly performing discharge on / off in a short time, the processing efficiency is lowered significantly.
さらに、プラズマ処理装置のプラズマ放電部(プラズマ生成空間)で、不安定なプラズマが繰り返し発生すると、装置に負荷を与えるため、放電のオン/オフを多数回繰り返すような処理を連続して行った場合、プラズマ放電部の信頼性の低下が懸念される。 Further, in the plasma discharge of the plasma processing apparatus (plasma generation space), the unstable plasma occurs repeatedly, to provide a load to the device, was performed a process as the discharge of the ON / OFF is repeated many times in succession If a decrease in the reliability of the plasma discharge part is concerned.

特開2000−216141号公報 JP 2000-216141 JP 特開2003−171768号公報 JP 2003-171768 JP

本発明の目的は、処理領域が不連続に設定されたワークに対してプラズマ処理を施す際に、プラズマの発生を安定的に維持して、活性種の生成を速やかに行うことができるプラズマ処理装置を提供することにある。 An object of the present invention, when the treatment area is subjected to a plasma treatment discontinuously set workpiece, to maintain the generation of plasma stable, plasma treatment can be generated active species quickly to provide an apparatus.

このような目的は、下記の本発明により達成される。 These objects are achieved by the present invention described below.
本発明のプラズマ処理装置は、ワークの被処理面に対して相対的に移動可能な1対の電極と、 The plasma processing apparatus of the present invention includes a pair of relatively movable with respect to the treatment surface of the work electrode,
前記1対の電極間に画成されるプラズマ生成空間に電圧を印加する電源を備えた電源回路と、 A power supply circuit including a power source for applying a voltage to the plasma generation space defined between the pair of electrodes,
前記プラズマ生成空間に、プラズマを生成および維持するためのキャリアガスを供給するキャリアガス供給系と、前記ワークの被処理面をプラズマ処理する活性種を生成するための処理ガスを供給する処理ガス供給系とを備えるガス供給手段と、 In the plasma generating space, the generation and the carrier gas supply system for supplying a carrier gas to maintain the process gas supply for supplying a process gas for generating the active species for performing plasma processing on a processing target surface of the workpiece to the plasma a gas supply means and a system,
前記プラズマ生成空間に連通し、前記ワークの被処理面に向けて前記活性種を噴出するプラズマ噴出口と、 Communicating with the plasma generating space, a plasma ejection port for ejecting said active species toward a target surface of the workpiece,
前記ガス供給手段の作動を制御する機能を有する制御手段とを備え、 And control means having a function of controlling the operation of the gas supply means,
前記制御手段により、前記ガス供給手段を、前記プラズマ生成空間に前記キャリアガスを供給した状態で、前記処理ガスの供給を停止することにより、前記プラズマを生成し、該プラズマを維持する非処理モードと、 By the control means, said gas supply means, while supplying the carrier gas to the plasma generating space, by stopping the supply of the processing gas, the non-processing mode to generate the plasma, to maintain the plasma When,
前記プラズマ生成空間に前記キャリアガスと前記処理ガスとの混合ガスを供給することにより、前記処理ガスを活性化して前記活性種を生成し、該活性種を前記プラズマ噴射口から噴出して前記ワークの被処理面をプラズマ処理する処理モードとに切り替え可能なように構成され、 By supplying a mixed gas of the carrier gas and the treated gas to the plasma generating space, and activating the processing gas to generate the active species, said ejected the active species from the plasma injection port work configured the target surface of the so as to be switched to a processing mode in which the plasma treatment,
プラズマ処理を施す処理領域と、前記処理領域を除く非処理領域とを有する前記ワークの被処理面に対して、前記1対の電極を相対的に移動しつつプラズマ処理を施す際に、 A processing area for performing a plasma treatment with respect to the treatment surface of the workpiece and a non-processing region excluding the processing region, when subjected to the plasma treatment while relatively moving said pair of electrodes,
前記制御手段は、前記プラズマ噴出口が前記被処理面の非処理領域に対応する位置にあるとき、前記ガス供給手段を前記非処理モードに設定し、 Wherein, when the plasma jet outlet is in the position corresponding to the non-processing region of the treated surface, and set the gas supplying means to the non-processing mode,
前記プラズマ噴出口が前記被処理面の処理領域に対応する位置にあるとき、前記処理モードに設定し、前記被処理面の処理領域に向けて前記活性種を供給するよう構成されていることを特徴とする。 Said plasma jet port when in a position corresponding to the processing region of the surface to be treated is set in the processing mode, the is configured to supply the active species toward the processing region of the processing surface and features.

これにより、非処理モードから処理モードに切り替えたとき、プラズマの生成を安定的に維持することができる。 Accordingly, when switching the processing mode from the non-processing mode, it is possible to maintain the generation of plasma stably. その結果、このプラズマにより、速やかに処理ガスを活性化して、安定な活性種を生成することができる。 As a result, the plasma rapidly process gas by activating, it is possible to produce stable active species. そのため、ワークのダメージやプラズマ生成空間を構成する各部にかかる負荷を抑えつつ、処理領域が不連続に設定されたワークに対して、プラズマ処理を高速で行うことができる。 Therefore, while suppressing the load on the components constituting the damage or plasma generation space of the work, the work processing area is set discontinuously, it is possible to perform plasma processing at a high speed.

また、プラズマ処理を施す処理領域と、前記処理領域を除く非処理領域とを有する前記ワークの被処理面に対して、前記1対の電極を相対的に移動しつつプラズマ処理を施す際に、前記制御手段は、前記プラズマ噴出口が前記被処理面の非処理領域に対応する位置にあるとき、前記ガス供給手段を前記非処理モードに設定し、前記プラズマ噴出口が前記被処理面の処理領域に対応する位置にあるとき、前記処理モードに設定し、前記被処理面の処理領域に向けて前記活性種を供給するよう構成されていることにより、非処理領域が活性種に晒されるのを防止することができる。 Further, a processing area for performing a plasma treatment with respect to the treatment surface of the workpiece and a non-processing region excluding the processing region, when subjected to the plasma treatment while relatively moving said pair of electrodes, wherein, when the plasma jet outlet is in the position corresponding to the non-processing region of the treated surface, the gas supply means is set to the non-processing mode, the plasma jet port processing of the treated surface when in the position corresponding to the region, set in the processing mode, said by being configured to supply the active species toward the processing region of the processing surface, the non-processing region is exposed to active species it is possible to prevent. さらに、処理領域をプラズマ処理する際に、速やかに安定なプラズマ処理を施すことができる。 Furthermore, the processing region in a plasma processing can be performed quickly stable plasma processing.

本発明のプラズマ処理装置では、前記ワークの被処理面における前記処理領域および前記非処理領域の少なくとも一方の位置情報を入力する入力手段を備え、 In the plasma processing apparatus of the present invention comprises an input means for inputting at least one of the position information of the processing area and the untreated area in the processed surface of the workpiece,
前記制御手段は、前記位置情報に応じて、前記ガス供給手段を前記非処理モードまたは前記処理モードに切り替えるよう構成されていることが好ましい。 The control means, in response to the position information, it is preferable that the gas supply means is configured to switch to the non-processing mode or the processing mode.
これにより、被処理面の非処理領域に対して、選択的にプラズマ処理を施すことができる。 Thus, relative to untreated regions of the surface to be treated can be subjected to selective plasma treatment.

本発明のプラズマ処理装置では、前記入力手段に入力された前記処理領域および前記非処理領域の少なくとも一方の位置情報を記憶する記憶手段を備えることが好ましい。 In the plasma processing apparatus of the present invention preferably includes storage means for storing at least one of the position information of the said processing area is input to the input means and the non-processing region.
これにより、処理領域および前記非処理領域の少なくともいずれかの位置情報を記憶し、それを利用することができる。 This makes it possible to store at least one of the position information of the processing area and the untreated area, make use of it.
本発明のプラズマ処理装置では、前記制御手段は、前記ガス供給手段を、前記非処理モードから前記処理モードに切り替えると、前記プラズマ生成空間に供給する前記処理ガスの流量を、設定流量まで徐々に増加させることが好ましい。 In the plasma processing apparatus of the present invention, the control means, said gas supply means, switching from the non-processing mode to the processing mode, the flow rate of the processing gas supplied into the plasma generating space, gradually to a set flow rate it is preferable to increase.
これにより、放電が発生している1対の電極間に処理ガスを供給する際に、1対の電極間のインピーダンスの変化を緩和することができる。 Thus, when the discharge is supplying the processing gas between a pair of electrodes that are occurring, it is possible to mitigate the change in the impedance between the pair of electrodes.

本発明のプラズマ処理装置では、前記制御手段は、前記非処理モードにおいて、前記プラズマ生成空間に供給するキャリアガスの流量を、前記プラズマの生成を維持するための必要最小量に設定することが好ましい。 In the plasma processing apparatus of the present invention, the control means, in the non-processing mode, the flow rate of the carrier gas supplied to the plasma generating space, it is preferable to set the minimum requirement for maintaining the generation of said plasma .
これにより、キャリアガスの使用量の削減、装置の長寿命化を図ることができる。 Thus, reduction of the amount of carrier gas, it is possible to extend the life of the device.
本発明のプラズマ処理装置では、前記ガス供給手段において、前記キャリアガス供給系および前記処理ガス供給系は、それぞれ、前記キャリアガスおよび前記処理ガスの流量を調整するガス流量調整手段を有し、 In the plasma processing apparatus of the present invention, in the gas supply means, the carrier gas supply system and the process gas supply system, respectively, have a gas flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the carrier gas and the process gas,
前記制御手段は、当該ガス流量調整手段の作動を制御することにより、前記非処理モードと前記処理モードとの切り替えを行うことが好ましい。 Wherein the control means controls the operation of the gas flow rate adjusting device, it is preferable to perform the switching between the non-processing mode and the processing mode.
これにより、非処理モードと処理モードとの切り替えを容易に行うことができる。 Thus, it is possible to switch between the non-processing mode and the processing mode easily.

本発明のプラズマ処理装置では、前記ガス供給手段は、前記キャリアガス供給系および前記処理ガス供給系に接続されたガス混合系を有し、前記キャリアガス供給系および前記処理ガス供給系により供給された前記キャリアガスおよび前記処理ガスを、前記ガス混合系により混合した後、前記プラズマ生成空間に供給することが好ましい。 In the plasma processing apparatus of the present invention, the gas supply means has a gas mixing system connected to the carrier gas supply system and the process gas supply system is supplied by the carrier gas supply system and the process gas supply system the carrier gas and the process gas, after mixing with the gas mixing system, is preferably supplied to the plasma generating space.
これにより、プラズマ生成空間に、キャリアガスおよび処理ガスを均一に供給することができる。 Accordingly, the plasma generating space, a carrier gas and process gas can be uniformly supplied.

本発明のプラズマ処理装置では、前記プラズマ噴出口を、前記ワークの被処理面に対して略直交する方向に移動させる移動手段を有し、 In the plasma processing apparatus of the present invention, the plasma jet outlet has a moving means for moving in a direction substantially perpendicular to the treatment surface of the workpiece,
前記制御手段は、前記ガス供給手段を前記処理モードから前記非処理モードに切り替えるのに連動して、前記移動手段を作動させることにより、前記プラズマ噴出口と前記ワークの被処理面との離間距離がより大きくなるように、前記プラズマ噴出口を移動させることが好ましい。 Said control means, in conjunction with the gas supply means from the processing mode to switch to the non-processing mode, by operating the moving means, the distance between the target surface of the said plasma jet port work as Gayori increases, it is preferable to move the plasma jet outlet.
これにより、処理モードから非処理モードに切り替わった後、たとえプラズマ処理装置内に活性種が残存し、これが噴出されたとしても、被処理面には接触しないか、仮に接触したとしても、活性種が有する活性度が緩和された状態で接触することとなる。 Thus, after a switch from the processing mode to the non-processing mode, even if the plasma treatment active species remaining in the device, even this is ejected, or not in contact with the treated surface, even if in contact, the active species so that the contact in a state in which the activity has has been alleviated. したがって、ワークの被処理面が不本意にプラズマ処理されるのを好適に防止または抑制することができる。 Therefore, it is possible to target surface of the workpiece is suitably prevented or suppressed involuntarily from being plasma processed.

本発明のプラズマ処理装置では、前記プラズマ噴出口の周囲に、該プラズマ噴出口から噴出されたガスを吸気する排気吸込口を備えることが好ましい。 In the plasma processing apparatus of the present invention, the periphery of the plasma jet outlet is preferably provided with an exhaust inlet port for sucking the ejected gas from the plasma jet outlet.
このような、排気吸込口を設けて、この排気吸込口から1対の電極間にプラズマ噴出口から噴出された活性種を吸入することができる。 Such, by providing an exhaust inlet, it can inhale the active species ejected from the plasma jet outlet between the from the exhaust inlet the pair of electrodes. その結果、プラズマ噴出口から放出された活性種を、1対の電極とワークとの間の空間に長時間滞在させることなく、この空間から迅速に排出することができる。 As a result, active species emitted from the plasma jet outlet, without stay long in the space between the pair of electrodes and the workpiece, can be rapidly discharged from the space. そのため、被処理面の処理領域に隣接する非処理領域が活性種に晒されるのを防止して、プラズマ処理の処理精度の向上を図ることができる。 Therefore, it is possible to prevent the non-processing region adjacent to the processing area of ​​the processed surface is exposed to active species, improved processing accuracy of the plasma processing.

以下、本発明のプラズマ処理装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。 It will be described in detail with reference to a preferred embodiment of the plasma treatment apparatus of the present invention in the accompanying drawings.
<第1実施形態> <First Embodiment>
まず、本発明のプラズマ処理装置の第1実施形態について説明する。 First, a description will be given of a first embodiment of a plasma processing apparatus of the present invention.
図1は、本発明のプラズマ処理装置の第1実施形態を模式的に示す縦断面図(一部ブロック図を含む)、図2は、図1に示すプラズマ処理装置の回路構成を示すブロック図、図3は、図1に示すプラズマ処理装置によってプラズマ処理が行われるワークの一例を示す平面図である。 Figure 1 is a longitudinal cross-sectional view schematically showing a first embodiment of a plasma processing apparatus of the present invention (including the partial block diagram), Figure 2 is a block diagram showing a circuit configuration of a plasma processing apparatus shown in FIG. 1 3 is a plan view showing an example of a work plasma processing is performed by the plasma processing apparatus shown in FIG. なお、以下の説明では、図1中の左右方向を「水平方向」または「x軸方向」、図1の紙面前後方向を「水平方向」または「y軸方向」、図1の上下方向を「垂直方向」または「z軸方向」と言う。 In the following description, the left-right direction in FIG. 1 "horizontally" or "x-axis direction", the paper front-rear direction of FIG. 1 "horizontally" or "y-axis direction", the vertical direction in FIG. 1 " referred to as the vertical direction "or" z-axis direction ". また、図1中の上方を「上」、下方を「下」という。 Further, the upper in Figure 1 as "upper", the lower "down".
本発明のプラズマ処理装置は、ワークの上方からプラズマを供給して、このプラズマによりワークの被処理面に対して、例えば、プラズマCVM(Chemical Vaporization Machining)のようなエッチング処理およびアッシング処理や、親水処理、撥水処理および成膜処理等の各種プラズマ処理を施すことにより、被処理面に表面処理を行うものである。 The plasma processing apparatus of the present invention is to provide a plasma from above the workpiece, with respect to the treatment surface of the workpiece by the plasma, for example, etching treatment and an ashing treatment or such as plasma CVM (Chemical Vaporization Machining), hydrophilic processing, by performing various plasma processing such as water-repellent treatment and the deposition process, and performs surface treatment surface to be processed.

以下では、このプラズマ処理装置1により、ワークWの被処理面に対してプラズマ処理を施し、その被処理面を分解・除去するエッチング処理を一例に説明する。 In the following, this plasma processing apparatus 1, the plasma processing on the target surface of the workpiece W, will be described as an example of the etching process for decomposing and removing the treated surface.
図1に示すように、プラズマ処理装置1は、プラズマ処理装置本体100と、ワーク10を載置するステージ200とを備えている。 1, the plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing apparatus main body 100, and a stage 200 for placing the workpiece 10.
プラズマ処理装置本体100は、ステージ200の上側に設けられたヘッド300と、ヘッド300に電圧を印加する電源回路(電圧印加手段)7と、ヘッド300にガスGを供給するガス供給手段8とを有している。 The plasma processing apparatus main body 100 includes a head 300 provided on the upper side of the stage 200, a power supply circuit (voltage applying means) 7 for applying a voltage to the head 300, and a gas supply means 8 for supplying the gas G to the head 300 It has.
また、プラズマ処理装置本体100は、図1に示さない、プラズマ処理装置本体100(ヘッド300)をz軸方向に移動させる装置本体移動手段180を有している。 The plasma processing apparatus main body 100 is not illustrated in FIG. 1, a plasma processing apparatus main body 100 device body moving means 180 for moving the (head 300) in the z-axis direction.

このようなプラズマ処理装置本体100は、プラズマ噴出口5からワーク10の被処理面101にむけて活性種を噴出する処理モードと、プラズマの発生を維持しつつ、プラズマ噴出口5からの活性種の噴出を停止する非処理モードとを有しており、後述する制御手段170により、ガス供給手段8の作動を制御して、処理モードと非処理モードとの切り替えを可能なように構成されている。 Such plasma processing apparatus main body 100, a processing mode for ejecting active species toward the treatment surface 101 of the workpiece 10 from the plasma jet outlet 5, while maintaining the generation of plasma, active species from the plasma jet outlet 5 It has a non-processing mode of stopping the ejection, the control unit 170 to be described later, and controls the operation of the gas supply means 8, is configured to allow the switching between the processing mode and non-processing mode there. そして、本実施形態では、被処理面101の処理領域102および非処理領域103のうちのいずれに対応する位置にプラズマ噴出口5が位置しているかに応じて、制御手段170により、ガス供給手段8の作動を制御して、非処理モードと処理モードとの切り替えが行われるようになっている。 In the present embodiment, depending on whether plasma ejection port 5 at a position corresponding to any of the processing area 102 and the non-processing region 103 of the processing surface 101 is positioned, the control unit 170, the gas supply means and it controls the operation of 8, switching between non-processing mode and the processing mode is to be carried out.

以下、プラズマ処理装置本体100の各部の構成について説明する。 The following describes the structure of each part of the plasma processing apparatus main body 100.
ヘッド300は、全体として下端部で収斂する円筒状をなしており、その上側で開口するガス導入口6と、下側で開口するプラズマ噴出口5と、ガス導入口6とプラズマ噴出口5との双方に連通するプラズマ生成空間30とを備えている。 Head 300 has a cylindrical shape to converge at the lower end as a whole, a gas inlet 6 which opens at its upper side, and the plasma jet outlet 5 which is open at the bottom, a gas inlet 6 and the plasma jet outlet 5 and a plasma generating space 30 which communicates with both.
このヘッド300は、ガスGとしてキャリアガスと処理ガスとの混合ガスが供給されると、プラズマ生成空間30においてプラズマPが発生し、発生したプラズマ中では、電界により加速された電子がガス分子と衝突し、励起分子、ラジカル原子、正イオン、負イオン等の活性種を生成する。 The head 300, when the mixed gas of the carrier gas and the process gas is supplied as a gas G, the plasma P is generated in the plasma generating space 30, during the generated plasma, electrons accelerated by the electric field with gas molecules collide, excited molecules, radicals atom, positive ions, generates active species of the negative ion. そして、この生成された活性種をプラズマ噴出口5からワーク10の被処理面101に向けて放出する。 Then, to release toward the processing surface 101 of the workpiece 10 the generated active species from the plasma jet outlet 5.

本実施形態のヘッド300は、円柱状の第1の電極2と、円筒状をなし、その内部空間に第1の電極2が位置する第2の電極3と、第1の電極2および第2の電極3にそれぞれ設けられた誘電体部41、42とで構成されている。 Head 300 of this embodiment includes a first electrode 2 cylindrical, a cylindrical shape, and a second electrode 3 in which the first electrode 2 is positioned in the interior space, the first electrode 2 and the second It is composed of a dielectric portion 41 and 42 respectively provided in the electrode 3.
第1の電極2は、全体形状が円柱状をなし、その軸方向(長手方向)がワーク10に対してほぼ直交するように配置されている。 The first electrode 2, the overall shape forms the cylindrical shape, the axial direction (longitudinal direction) are arranged so as to be substantially perpendicular to the work 10.

一方、第2の電極3は、全体形状が円筒状をなしており、その内周面で規定される内部空間の横断面積が上側から下側に向かって一定となっている。 On the other hand, the second electrode 3 has the overall shape has a cylindrical shape, it is the cross-sectional area of ​​the internal space defined by the inner peripheral surface thereof is constant from top to bottom. この第2の電極3の内部空間内に第1の電極2が、その軸方向(長手方向)がワーク10に対してほぼ直交するように、挿入・固定されている。 First electrode 2 into the inner space of the second electrode 3, the axial direction (longitudinal direction) so as to be substantially perpendicular to the work 10 is inserted and fixed.
ここで、後述する誘電体部41で覆われた状態の第1の電極2の容積は、後述する誘電体部42で覆われた状態の第2の電極3の内周面で規定される内部空間の容積より小さく設定されている。 Internal Here, the first volume of the electrode 2 in a state of being covered with a dielectric portion 41 which will be described later, which is defined by the inner peripheral surface of the second electrode 3 in a state of being covered with a dielectric portion 42 which will be described later It is set to be smaller than the volume of the space. これにより、第1の電極2を第2の電極3の内部空間内に配置した状態(ヘッド300の組立状態)において、第2の電極3の内周面と、第1の電極2の外周面との間には、これらによって規定される空間(間隙)、すなわち、プラズマ生成空間30が画成されている。 Thus, in a state in which the first electrode 2 is disposed on the second electrode 3 in the interior space (assembled state of the head 300), and the inner peripheral surface of the second electrode 3, the outer peripheral surface of the first electrode 2 between the space defined by these (gap), i.e., the plasma generating space 30 is defined.

このプラズマ生成空間30は、その上側で開口(開放)しており、この開口部によりガス導入口6が形成される。 The plasma generating space 30 is opened (open) in its upper side, the gas inlet 6 is formed by the opening.
このような第1の電極2および第2の電極3の構成材料としては、それぞれ、例えば、銅、アルミニウム、鉄、銀のような金属単体、ステンレス鋼、真鍮、アルミニウム合金のような各種合金、金属間化合物、各種炭素材料等の導電性が良好な導電性材料が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 The constituent material of the first electrode 2 and second electrode 3, respectively, for example, copper, aluminum, iron, elemental metals such as silver, stainless steel, brass, various alloys such as aluminum alloys, intermetallic compound, a conductive such as various carbon materials include good conductive material may be used singly or in combination of two or more of them.

また、第1の電極2の構成材料は、第2の電極3の構成材料と同一であっても、異なっていてもよい。 Further, the material of the first electrode 2 can be the same as the constituent material of the second electrode 3, may be different.
なお、第1の電極2および第2の電極3の形状は、上述したような円柱状および円筒状をなすものに限定されず、例えば、互いに対向する平板状のものであってもよい。 The shape of the first electrode 2 and second electrode 3 is not limited to forming a cylindrical and a cylindrical shape as described above, for example, or may be plate-like facing each other.
これらの第1の電極2および第2の電極3には、第1の電極2と第2の電極3とが対向する面、すなわち第1の電極2の外周面および第2の電極3の内周面を覆うように、それぞれ誘電体材料で構成される誘電体部41、42が形成されている。 The first electrode 2 and second electrode 3 of the first electrode 2 and the surface and the second electrode 3 are opposed, i.e. the first outer peripheral surface of the electrode 2 and of the second electrode 3 so as to cover the circumferential surface, the dielectric portions 41, 42 composed of a dielectric material are formed.

さらに、第2の電極3の内周面に設けられた誘電体部42は、第2の電極3の下端部より下方に延在して設けられ、この誘電体部42の延在する部分が上側から下側に向かって収斂している。 Moreover, the dielectric portion 42 provided on the inner peripheral surface of the second electrode 3 is provided to extend downward from the lower end portion of the second electrode 3, a portion of extension of the dielectric portion 42 It converges from top to bottom. すなわち、誘電体部42の延在する部分の横断面積が上側から下側に向かって漸減している。 That is, the cross-sectional area of ​​the portion extending in the dielectric portion 42 gradually decreases from top to bottom.
さらに、この誘電体部42が延在する部分の下端部で開口(開放)しており、この開口部によりプラズマ噴出口5が形成される。 Moreover, the dielectric portion 42 is opened (open) in the lower end portion of the extending portion, the plasma jet outlet 5 is formed by the opening. かかる構成の誘電体部42の下端部にプラズマ噴出口5が開口する構成とすることにより、プラズマ噴出口5から噴出された活性種を、ワーク10の被処理面101の目的とする領域に確実に供給することができる。 By plasma jetting port 5 is configured to open the lower end of the dielectric body portion 42 having such a configuration, the active species ejected from the plasma jet outlet 5, reliably region of interest of the treatment surface 101 of the workpiece 10 it can be supplied to.

このように、第1の電極2と第2の電極3との対向面にそれぞれ誘電体部41、42が形成されていることにより、第1の電極2と第2の電極3との間において、電極である金属等が露出しないため、電極間に電界を均一に発生させることができる。 Thus, by each dielectric portions 41 and 42 on the facing surface of the first electrode 2 and the second electrode 3 is formed, between the first electrode 2 and the second electrode 3 , the metal or the like as an electrode is not exposed, it is possible to generate an electric field uniformly between the electrodes. また、インピーダンスの増大を防止することができ、比較的低電圧で所望の放電を生じさせ、プラズマを確実に発生させることができる。 Further, it is possible to prevent an increase in impedance, causing the desired discharge at a relatively low voltage, it is possible to reliably generate the plasma. さらに、電圧印加時における絶縁破壊を防止して、アーク放電が生じるのを好適に防止し、グローライクな安定した放電を得ることもできる。 Moreover, to prevent dielectric breakdown when a voltage is applied, suitably prevent arcing, it is also possible to obtain a glow-like stable discharge.

誘電体部41、42の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレートのようなプラスチック(樹脂材料)、石英ガラスのような各種ガラスおよび無機酸化物等が挙げられる。 As the material of the dielectric portions 41 and 42 is not particularly limited, for example, polytetrafluoroethylene, plastics such as polyethylene terephthalate (resin material), various glasses and inorganic oxides such as silica glass, and the like . なお前記無機酸化物としては、例えば、Al 、SiO 、ZrO 、TiO 等の金属酸化物、BaTiO (チタン酸バリウム)等の複合酸化物等が挙げられる。 Note The inorganic oxide, e.g., Al 2 O 3, SiO 2 , ZrO 2, TiO metal oxide such as 2, composite oxides such as BaTiO 3 (barium titanate) and the like.

誘電体部41、42の厚さは、特に限定されないが、0.01〜4.0mm程度であるのが好ましく、1.0〜2.0mm程度であるのがより好ましい。 The thickness of the dielectric portion 41 is not particularly limited and is preferably about 0.01~4.0Mm, more preferably about 1.0 to 2.0 mm. 誘電体部41、42の厚さが厚すぎると、プラズマ(所望の放電)を発生させるために高電圧を要することがあり、また、薄すぎると、電圧印加時に絶縁破壊が起こり、アーク放電が発生するおそれがある。 If the thickness of the dielectric portions 41, 42 is too thick, it may take a high voltage to generate a plasma (desired discharge), and if too thin, occurs breakdown when a voltage is applied, an arc discharge there is likely to occur.

ここで、誘電体部41、42の構成材料として、25℃における比誘電率が10以上である誘電体を用いれば、低電圧で高密度のプラズマを発生させることができ、プラズマ処理の処理効率がより向上するという利点がある。 Here, as a material of the dielectric portions 41 and 42, by using the dielectric is 10 or more relative dielectric constant at 25 ° C., it is possible to generate a high density plasma at a low voltage, the processing efficiency of the plasma treatment there is an advantage but further improved.
また、使用可能な誘電体の比誘電率の上限は特に限定されないが、比誘電率が10〜100程度のものが好ましい。 The upper limit of the relative dielectric constant of usable dielectric body is not particularly limited, the dielectric constant is preferably about 10 to 100. 比誘電率が10以上である誘電体には、ZrO 、TiO 等の金属酸化物、BaTiO 等の複合酸化物が該当する。 Relative to the dielectric is a dielectric constant of 10 or more, ZrO 2, metal oxides such as TiO 2, composite oxides such as BaTiO 3 corresponds.

なお、誘電体部41、42は、第1の電極2の外周面と第2の電極3の内周面を覆っていればよく、本実施形態のように、第2の電極3の外周面は覆われていなくてよい。 The dielectric portion 41 has only to cover the outer peripheral surface of the first electrode 2 and the inner peripheral surface of the second electrode 3, as in the present embodiment, the outer peripheral surface of the second electrode 3 it may not have is covered. かかる構成とすることによっても、プラズマ生成空間30において、第1の電極2の表面が露出するのを確実に防止することができる。 By adopting such a configuration, in the plasma generating space 30 may be first surface of the electrode 2 is reliably prevented from being exposed. そのため、少ない量の誘電体材料で、アーク放電が生じるのを好適に防止することができる。 Therefore, a small amount of dielectric material, that the arcing can be suitably prevented.
ヘッド300には、図1に示すように、電源回路(電圧印加手段)7が接続されている。 The head 300, as shown in FIG. 1, the power supply circuit (voltage applying means) 7 is connected.

電源回路7は、第1の電極2と第2の電極3との間に電圧を印加する高周波電源(電源)72と、電源回路7内のインピーダンスの整合(マッチング)を自動的に行うマッチングボックス(整合器)74と、マッチングボックス74を介して高周波電源72と第1の電極2とを導通(接続)する導線71と、高周波電源72と第2の電極3とを導通する導線73とを備えている。 Power supply circuit 7, a matching box on which the first electrode 2 and the high frequency power source (power source) 72 for applying a voltage between the second electrode 3 automatically performs impedance matching of the power supply circuit 7 (matching) and (matching unit) 74, a conductor 71 which conducts a high-frequency power source 72 and the first electrode 2 (connected) through a matching box 74, and a conductor 73 to conduct a high-frequency power source 72 and the second electrode 3 It is provided. また、電源回路7は、導線73を介してアース(接地)されている。 The power supply circuit 7 is grounded (ground) via lead 73.

かかる構成の電源回路7において、高周波電源72を作動させて第1の電極2と第2の電極3との間に電圧を印加すると、その第1の電極2と第2の電極3との間には、電界が発生する。 In the power supply circuit 7 having such a structure, when a voltage is applied between the first electrode 2 and second electrode 3 by operating the high frequency power source 72, between the first electrode 2 and the second electrode 3 the electric field is generated. そして、この状態で、第1の電極と第2の電極との間の空間、すなわちプラズマ生成空間30に、キャリアガスを供給すると、放電が生じて、プラズマが発生する。 In this state, the space between the first electrode and the second electrode, i.e., the plasma generating space 30 and supplying a carrier gas, discharge is generated, plasma is generated. この状態で処理ガスを供給すると、発生したプラズマ中では、電界により加速された電子がガス分子と衝突し、励起分子、ラジカル原子、正イオン、負イオン等の活性種を生成する。 When supplying a process gas in this state, the in the generated plasma, electrons accelerated by the electric field collide with gas molecules, excited molecules, radicals atom, positive ions, generates active species of the negative ion.
この高周波電源72の周波数は、特に限定されないが、1KHz〜150MHzであるのが好ましく、10〜60MHzであるのがより好ましい。 The frequency of the high frequency power source 72 is not particularly limited, but is preferably 1KHz~150MHz, and more preferably 10~60MHz.

また、本実施形態では、電源回路7がマッチングボックス74を備え、このマッチングボックス74の作動を制御手段170により制御する構成となっている。 Further, in the present embodiment, the power supply circuit 7 has a configuration in which with the matching box 74 is controlled by the control unit 170 the operation of the matching box 74.
なお、電源回路7には、高周波電源72およびマッチングボックス74の他、高周波電源72の周波数を変える周波数調整手段(回路)や、高周波電源72の印加電圧の最大値(振幅)を変える電圧調整手段(回路)等が設置されていてもよい。 Incidentally, the power supply circuit 7, in addition to the high frequency power source 72 and matching box 74, the frequency adjusting means (circuit) for changing the frequency of the high frequency power source 72 and the voltage adjustment means for changing the maximum value of the applied voltage of the high frequency power source 72 (amplitude) it may be (circuit) and the like are installed. これにより、ワーク10の被処理面101に対するプラズマ処理の処理条件を適宜調整することができる。 Thus, it is possible to appropriately adjust the processing conditions of the plasma treatment with respect to the processing surface 101 of the workpiece 10.
ヘッド300のプラズマ生成空間30内には、ガス導入口6を介して、ガス供給手段によりガスGが供給される。 The plasma generating space 30 of the head 300, via the gas inlet 6, gas G is supplied by the gas supply means.

なお、本発明では、ガスGは、後述するガス混合器831に供給されるガスの種類に応じてその組成が切り替わるものであり、キャリアガス単独の場合と、キャリアガスと処理ガスとの混合ガスの場合とに切り替わるものである。 In the present invention, the gas G is limited in its composition is changed depending on the type of gas supplied to the gas mixer 831 to be described later, a mixed gas of the case of the carrier gas alone, the carrier gas and the process gas one in which switching to the case and of.
ここで、「キャリアガス」とは、放電開始と放電維持のために導入するガスのことを言い、このキャリアガスがプラズマ生成空間30内に供給されると電極2、3間で放電が生じプラズマが発生(生成)し、放電が維持される間、プラズマの発生も維持される。 Here, the "carrier gas" refers to a gas to be introduced for discharge initiation and discharge sustain, plasma discharge occurs between the electrodes 2 and 3 the carrier gas is supplied to the plasma generating space 30 There occurred (generation), while the discharge is maintained, the generation of plasma is also maintained.

また、「処理ガス」とは、プラズマ中に、励起分子、ラジカル原子、正イオン、負イオン等の活性種を生成するために導入するガスのことを言う。 Further, the "process gas", in the plasma, excited molecules, radicals atom, positive ions, refers to a gas introduced to generate active species of the negative ion. すなわち、処理ガスは、プラズマ放電空間30に導入されると、電界により加速された電子と衝突することにより活性化して、活性種を生成する。 That is, the processing gas, when introduced into the plasma discharge space 30, and activated by collision with accelerated electrons by an electric field, to generate an active species. この活性種がプラズマ噴出口5から噴出され、ワーク10の被処理面101と接触することにより、被処理面101がプラズマ処理される。 The active species is ejected from the plasma jet outlet 5, by contact with the treatment surface 101 of the workpiece 10, the treated surface 101 is plasma processed.

ガス供給手段8は、キャリアガスを供給するキャリアガス供給系81と、処理ガスを供給する処理ガス供給系82と、キャリアガスと処理ガスとを混合してプラズマ生成空間30に供給するガス混合系83とを有している。 Gas supply means 8 includes a carrier gas supply system 81 for supplying a carrier gas, a process gas supply system 82 for supplying a processing gas, a gas mixture system supplied by mixing with carrier gas and the process gas into the plasma generating space 30 and a 83.
キャリアガス供給系81は、キャリアガス用ボンベ(キャリアガス供給源)811と、一端が後述するガス混合器831に接続し、他端がキャリアガス用ボンベ811に接続されたキャリアガス供給管(配管)812と、キャリアガス供給管812の途中に接続され、キャリアガス用ボンベ811から供給されるキャリアガスの流量を調整するマスフローコントローラ814、およびキャリアガス供給管812内の流路を開閉するバルブ813とを有している。 Carrier gas supply system 81 includes a carrier gas cylinder (carrier gas supply source) 811, connected to a gas mixer 831 having one end will be described later, the carrier gas supply pipe the other end of which is connected to a carrier gas cylinder 811 (pipe ) and 812, are connected to the middle of the carrier gas supply pipe 812, a valve 813 for opening and closing a flow path of the mass flow controller 814, and the carrier gas supply pipe 812 for adjusting the flow rate of the carrier gas supplied from the carrier gas cylinder 811 and it has a door. なお、マスフローコントローラ814は、バルブ813よりガス混合器831(下流側)に配置されている。 Incidentally, the mass flow controller 814 is disposed in the gas mixer 831 (downstream side) of the valve 813. 本実施形態では、このようなキャリアガス供給系81において、マスフローコントローラ814およびバルブ813によりキャリアガスの流量を調整するガス流量調整手段が構成される。 In the present embodiment, in such a carrier gas supply system 81, by the mass flow controller 814 and valve 813 gas flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the carrier gas is constituted.

また、処理ガス供給系82は、処理ガス用ボンベ(処理ガス供給源)821と、一端がガス混合器831に接続し、他端が処理ガス用ボンベ821に接続された処理ガス供給管(配管)822と、処理ガス供給管822の途中に接続され、処理ガス用ボンベ821から供給される処理ガスの流量を調整するマスフローコントローラ825、および処理ガス供給管822内の流路を開閉する第1バルブ823および第2バルブ824とを有している。 The processing gas supply system 82 includes a processing gas cylinder (processing gas supply source) 821, one end is connected to a gas mixer 831, connected processing gas supply pipe to the other end processing gas cylinder 821 (pipe ) and 822, the process is connected to the middle of the gas supply pipe 822, a first opening and closing the flow path within the mass flow controller 825, and the processing gas supply pipe 822 for adjusting the flow rate of the processing gas supplied from the process gas cylinder 821 and a valve 823 and second valve 824. なお、第2バルブ824、マスフローコントローラ825および第1バルブ823は、ガス混合器831(下流側)からこの順で配置されている。 Note that the second valve 824, mass flow controller 825 and the first valve 823 is disposed in this order from the gas mixer 831 (downstream side). 本実施形態では、このような処理ガス供給系82において、マスフローコントローラ825、第1バルブ823および第2バルブ824により処理ガスの流量を調整するガス流量調整手段が構成される。 In the present embodiment, in such a process gas supply system 82, the mass flow controller 825, gas flow rate adjusting means configured to adjust the flow rate of the processing gas by the first valve 823 and second valve 824.

ガス混合系83は、キャリアガスと処理ガスとを混合するガス混合器831と、一端がガス混合器831に接続され、他端がガス導入口6に接続された混合ガス供給管832とを有する。 Gas mixing system 83 includes a gas mixer 831 for mixing with the carrier gas and the process gas, one end connected to a gas mixer 831, and a mixed gas supply pipe 832 whose other end is connected to the gas inlet port 6 .
ここで、バルブ813が開いた状態では、キャリアガス用ボンベ811からキャリアガスが送出され、マスフローコントローラ814で流量を調節された後、ガス混合器831に供給される。 In a state in which the valve 813 is opened, the carrier gas is delivered from the carrier gas cylinder 811, after being adjusted to flow by the mass flow controller 814, is supplied to the gas mixer 831.

さらに、第1バルブ823および第2バルブ824の双方が開いた状態では、処理ガス用ボンベ821からは処理ガスが送出され、マスフローコントローラ825で流量を調節された後、ガス混合器831に供給される。 Further, in the state in which both are in the open first valve 823 and second valve 824, from the process gas cylinder 821 process gas is delivered, after being adjusted to flow by the mass flow controller 825, is supplied to the gas mixer 831 that.
そして、ガス混合器831に供給されたキャリアガスおよび処理ガスは、ガス混合器831で混合された後、混合ガス供給管832を介してガス導入口6からプラズマ生成空間30に供給される。 Then, the carrier gas and the processing gas supplied to the gas mixer 831, after being mixed with the gas mixer 831, supplied from the gas inlet 6 into the plasma generating space 30 via the mixed gas supply pipe 832. このように、キャリアガスおよび処理ガスを混合した後、プラズマ生成空間30に供給することにより、これらガスを、それぞれプラズマ生成空間30に均一に供給することができる。 Thus, after mixing the carrier gas and the process gas, by supplying the plasma generating space 30, these gases can be uniformly supplied to the respective plasma generating space 30.

このようなガス供給手段8では、キャリアガス供給系81を構成するバルブ813およびマスフローコントローラ814と、処理ガス供給系82を構成する第1バルブ823、第2バルブ824およびマスフローコントローラ825との作動が後述する制御手段170により制御されている。 In such a gas supply means 8, a valve 813 and a mass flow controller 814 constituting the carrier gas supply system 81, the first valve 823 constitutes a processing gas supply system 82, the operation of the second valve 824 and a mass flow controller 825 are controlled by the control means 170 to be described later.
すなわち、制御手段170により、ガス供給手段8の作動を制御して、ワーク10の被処理面101にプラズマ処理を施さない非処理モードと、被処理面101にプラズマ処理を施す処理モードとの切り替えを行え可能なように構成されている。 That is, the control unit 170, switching of the control the operation of the gas supply means 8, and a non-processing mode to the processing surface 101 is not subjected to plasma treatment of the workpiece 10, the processing mode for performing a plasma process on a target surface 101 a is configured so as to be able to perform.

より詳述すると、非処理モードでは、制御手段170は、バルブ813を開き、第1バルブ823および第2バルブ824のうちの少なくとも一方を閉じる。 And more specifically, in the non-processing mode, the control unit 170 opens the valve 813 to close at least one of the first valve 823 and second valve 824. これにより、ガス混合器831に対して、キャリアガス用ボンベ811からキャリアガスが送出(供給)され、処理ガス用ボンベ821からの処理ガスの送出(供給)は停止される。 Thus, with respect to the gas mixer 831, the carrier gas from the carrier gas cylinder 811 is sent (supplied), the delivery of the process gas from the processing gas cylinder 821 (supply) is stopped. その結果、ガス混合器831からガス導入口6を介してプラズマ生成空間30(電圧が印加された第1の電極2と第2の電極3との間)に供給されるガスGは、キャリアガスの単独ガスとなる。 As a result, the gas G to be supplied to the plasma generating space 30 from the gas mixer 831 via the gas inlet port 6 (between the first electrode 2 and the second electrode 3 to which a voltage is applied), the carrier gas a single gas. そのため、プラズマ生成空間30にはキャリアガスは存在しているが、処理ガスは供給されないため、電極2、3間の放電によりプラズマが生成し、このプラズマが維持されるが、活性種は発生しない。 Therefore, although the plasma generating space 30 the carrier gas is present, since the processing gas is not supplied, the plasma is generated by discharge between the electrodes 2 and 3, this plasma is maintained, no active species generated . したがって、プラズマ噴出口5からの活性種の噴出は停止する。 Therefore, active species ejected from the plasma jet outlet 5 is stopped.

一方、処理モードでは、制御手段170は、バルブ813を開き、さらに第1バルブ823および第2バルブ824のうちの少なくとも一方を開く。 On the other hand, in the processing mode, the control unit 170 opens the valve 813 to open further at least one of the first valve 823 and second valve 824. これにより、ガス混合器831に対して、キャリアガス用ボンベ811および処理ガス用ボンベ821からは、それぞれ、キャリアガスおよび処理ガスが送出され、ガス混合器831において混合される。 Thus, with respect to the gas mixer 831, from the carrier gas cylinders 811 and process gas cylinder 821, respectively, the carrier gas and the process gas is delivered, it is mixed in the gas mixer 831. その結果、ガス混合器831からプラズマ生成空間30に供給されるガスGは、キャリアガスと処理ガスとの混合ガスとなる。 As a result, the gas G supplied from the gas mixer 831 to the plasma generating space 30, a mixed gas of the carrier gas and the treatment gas. そのため、プラズマ生成空間30にはキャリアガスと処理ガスとの双方が存在しているので、電極2、3間の放電によりプラズマが生成し、このプラズマにより処理ガスが活性化して活性種が生成する。 Therefore, since the plasma generating space 30 are present both the carrier gas and the process gas, plasma is generated by discharge between the electrodes 2 and 3, the process gas by the plasma active species generated by activated . そして、この活性種は、プラズマ噴出口5側に押し流され、その結果、プラズマ噴出口5からワーク10の被処理面101(後述する処理領域102)に向かって噴出される。 Then, the active species is swept into the plasma jet outlet 5 side, as a result, are ejected toward the plasma jetting port 5 on the treatment surface 101 of the workpiece 10 (the processing region 102 to be described later).

ここで、本発明のプラズマ処理装置1では、非処理モードであるときにも、プラズマ生成空間30にキャリアガスが存在することにより、電極2、3間の放電が維持され、その結果、電極2、3間の空間(プラズマ生成空間30)におけるプラズマの生成も安定的に維持されている。 Here, in the plasma processing apparatus 1 of the present invention, even when a non-processing mode, by the carrier gas into the plasma generating space 30 is present, the discharge between the electrodes 2 and 3 is maintained, as a result, the electrode 2 , plasma generation is also maintained stably in space (plasma generation space 30) between 3.
このように非処理モードにおいてもプラズマの生成が維持されていることから、非処理モードから処理モードに切り替えて活性種を生成させるには、プラズマが発生している状態から、このプラズマの存在により活性種が発生している状態に移行させるだけでよい。 Since it was maintained plasma generated in this manner non-processing mode, in order to generate active species by switching from the non-processing mode to process mode, from a state in which plasma is generated, the presence of this plasma a state in which active species are generated need only be shifted. そのため、プラズマが発生していない状態から活性種を生成させる場合と比べて、速やかに安定な活性種を得ることができる。 Therefore, as compared with the case of generating the active species from a state in which plasma is not generated, it can be obtained quickly stable active species.

また、かかる構成とすることは、前述したような、I)電極2、3間の放電をオフからオンに切り替えた後、放電が安定するまでの間、プラズマが不安定な状態(過渡状態)にあり、この状態でプラズマをワークに接触させると、ワークにダメージを与えてしまう、II)電極2、3間の放電をオフからオンに切り替えた後、放電が安定するまで、ワーク10への活性種の供給を停止する方法も考えられるが、この場合、電極2、3間の放電をオンに切り替えた後、この放電が安定するまでに数秒〜10秒程度かかることから、サイクルタイムが長くなる等の問題を解消し得ることから特に有効である。 Further, the means of this configuration, as described above, I) after switching the discharge between the electrodes 2 and 3 from OFF to ON, until the discharge is stabilized, plasma is unstable (transient state) in there, is brought into contact with plasma in this state the workpiece, resulting in damage to the workpiece, II) after switch on discharge from off between the electrodes 2 and 3, until the discharge is stabilized, to the work 10 It is considered a method of stopping the supply of the active species, in this case, after switching the discharge between the electrodes 2 and 3 on, since the discharge may take several seconds to 10 seconds to stabilize, long cycle times it is particularly effective because it can solve the problems such as made.

また、本実施形態では、上述したような制御手段170によるガス供給手段8の非処理モードと処理モードとの切り替えは、図3に示すような、プラズマ処理を施す処理領域102と、処理領域102を除く非処理領域103とを有するワーク10の被処理面101に対してプラズマ処理を行う場合、プラズマ噴出口5が処理領域102および非処理領域103のいずれの領域に対応する位置に存在するかに応じて行われる。 Further, in the present embodiment, switching between the non-processing mode and the processing mode of the gas supply means 8 by the control unit 170 as described above, as shown in FIG. 3, the processing area 102 for performing a plasma treatment, treatment region 102 when performing plasma treatment on the treatment surface 101 of the workpiece 10 and a non-processing region 103 excluding or plasma jet outlet 5 is located at a position corresponding to any region of the processing area 102 and the non-processing region 103 It is performed in accordance with.

すなわち、ガス供給手段8は、プラズマ噴出口5(ヘッド300)が非処理領域103に対応する位置にあるときには、非処理モードに設定される。 That is, the gas supply means 8, the plasma jet outlet 5 (head 300) when in the position corresponding to the non-processing region 103 is set to a non-processing mode. また、プラズマ噴出口5(ヘッド300)が処理領域102に対応する位置にあるときには、非処理モードから処理モードに設定され、処理領域102に向けて活性種を噴出する。 Further, when the plasma jet port 5 (head 300) is in the position corresponding to the processing area 102 is set from the non-processing mode to process mode, ejecting active species toward the process region 102. さらに、プラズマ噴出口5が処理領域102から非処理領域103に対応する位置に移行するときには、処理モードから非処理モードに切り替わるように構成されている。 Further, when the plasma jet outlet 5 moves from the processing region 102 at the position corresponding to the non-processing region 103 is configured to switch from the processing mode to the non-processing mode.

ここで、プラズマ噴出口5が被処理面101の非処理領域103に対応する位置にある状態とは、プラズマ噴出口5のX−Y座標上での位置、すなわちプラズマ噴出口5の平面視での位置が、被処理面101の非処理領域103に全て重なっている状態、すなわち被処理面101の処理領域102に全く重なっていない状態を言う。 Here, the plasma jet outlet 5 is the state in which a position corresponding to the non-processing region 103 of the processing surface 101, the position on the X-Y coordinate of the plasma jet outlet 5, i.e. in plan view of the plasma jet outlet 5 position of a state which overlaps all untreated region 103 of the processing surface 101, that means a state that does not overlap at all the processing region 102 of the processing surface 101. また、プラズマ噴出口5がワーク10の処理領域102に対応する位置にある状態とは、プラズマ噴出口5が被処理面101の非処理領域103に対応する位置にある状態と逆の状態を言う。 Further, a state in which the position where the plasma jet outlet 5 corresponds to the processing region 102 of the workpiece 10 refers to a state opposite to the state at the position where the plasma jet outlet 5 corresponds to the non-processing region 103 of the processing surface 101 .
プラズマ噴出口5が非処理領域103に対応する位置にあるとき、非処理モードが継続されるように構成することにより、非処理領域103が活性種に晒されるのを防止することができる。 When the plasma jet outlet 5 is in the position corresponding to the non-processing region 103, by non-processing mode is configured to be continued, the non-processing region 103 can be prevented from being exposed to the active species.

また、前述のように非処理モードから処理モードに切り替わったとき、速やかに活性種を生成することができるので、プラズマ噴出口5が処理領域102に対応する位置にあるときに、処理領域102が不安定な活性種に晒されるのを防止または低減することができ、処理領域102に対して安定なプラズマ処理を施すことができる。 Further, when switching the processing mode from the non-processing mode as described above, it is possible to produce a rapidly active species, when the plasma jet outlet 5 is in the position corresponding to the processing area 102, the processing region 102 it is possible to prevent or reduce the exposure to the unstable active species, it may be subjected to a stable plasma processing to the processing region 102. これにより、ワーク10へのダメージを抑えつつ、プラズマ処理を精度よく、かつ迅速に行うことができる。 Thus, while suppressing the damage to the workpiece 10, it is possible to perform plasma processing with high accuracy and quickly. また、プラズマ生成空間30を形成する各部にかかる負荷を抑制することができ、プラズマ処理装置1の信頼性を確保することができる。 Further, it is possible to suppress the load applied to each part to form the plasma generating space 30, it is possible to ensure the reliability of the plasma treatment apparatus 1.

さらに、非処理モードから処理モードに切り替えた後の、プラズマが安定するまでの待機時間を短縮もしくは不要とすることができるので、処理領域102が不連続に点在するワークに対するプラズマ処理を高速で行うことができる。 Further, after switching from the non-processing mode to the processing mode, since the plasma can be a waiting time reduction or unnecessary to stabilize the plasma processing on a workpiece processing region 102 are scattered discontinuously at high speed It can be carried out.
処理モードにおいて、プラズマ生成空間30に供給するガスG(キャリアガスおよび処理ガスの混合ガス)の流量は、ガスの種類、処理の目的、処理の程度等に応じて適宜決定される。 In the processing mode, the flow rate of supplied to the plasma generating space 30 gas G (gas mixture of carrier gas and the process gas), the type of gas, the purpose of processing is appropriately determined according to the degree of processing and the like. 通常は、ガスGの流量は、30SCCM〜2SLM程度であるのが好ましい。 Typically, the flow rate of the gas G is preferably about 30SCCM~2SLM. これにより、効率的にプラズマ生成空間30で活性種が生成するため、微細な加工をすることができる。 Thus, the efficiency active species in the plasma generating space 30 is produced, it is possible to make fine processing.

また、処理モードにおいて、ガスGに含まれるキャリアガスと処理ガスとの比率は、ガスGの流量と同様に、ガスの種類、処理の目的、処理の程度等に応じて適宜決定されるが、通常、10:1〜100:1程度であるのが好ましい。 Further, in the processing mode, the ratio of the carrier gas and the process gas contained in the gas G, like the flow rate of the gas G, kind of gas, the purpose of processing, but is appropriately determined depending on the degree of processing and the like, Usually, 10: 1 to 100: is preferably about 1. これにより、プラズマ生成空間30に安定的にプラズマを発生することができるとともに、このプラズマにより活性種を生成することができる。 Thus, it is possible to stably generate plasma in the plasma generating space 30, it is possible to generate active species by the plasma.

一方、非処理モードにおいて、プラズマ生成空間30に供給するガスGの流量は、処理モードにおける流量とほぼ同量であってもよいが、プラズマの生成を維持するための必要最小量に設定されているのが好ましい。 On the other hand, in the non-processing mode, the flow rate of the gas G supplied to the plasma generating space 30 may be substantially the same amount as the flow rate in the processing mode, but is set to the minimum required amount to maintain the production of plasma It is preferable to have. これにより、キャリアガスの使用量の削減、プラズマ処理装置1の長寿命化を図ることができる。 Thus, reduction of the amount of carrier gas, it is possible to extend the life of the plasma processing apparatus 1. 具体的には、キャリアガスの流量は、10〜1SLM程度であるのが好ましい。 Specifically, the flow rate of the carrier gas is preferably about 10~1SLM.

また、制御手段170は、ガス供給手段8を非処理モードから処理モードに切り替えると、プラズマ生成空間30に供給する処理ガスの流量を0から所定の流量(設定流量)となるまで増加させる。 Further, the control means 170, switch to the processing mode of the gas supply means 8 from the non-processing mode, increasing the flow rate of the processing gas supplied into the plasma generating space 30 from 0 until a predetermined flow rate (set flow rate). この流量の増加は、徐々に行うのが好ましい。 This increase in flow rate carried out gradually preferred. プラズマ生成空間30に供給する処理ガスの流量が急激に増加すると、ガスG中に含まれるキャリアガスの割合が急激に減少することにより、電極2、3間の放電が停止するおそれがある。 When the flow rate of the processing gas supplied to the plasma generating space 30 is rapidly increased, by the ratio of the carrier gas contained in the gas G is rapidly reduced, there is a fear that discharge between the electrodes 2 and 3 is stopped. このように電極2、3間の放電が停止すると、プラズマ生成空間30内のプラズマが消失することとなり、その結果、活性種の安定的な生成ができなくなるおそれがある。 With such discharge between the electrodes 2 and 3 is stopped, it is possible to plasma in the plasma generating space 30 is lost, as a result, there may not be active species stable product.
具体的には、ガスG中における処理ガスの増加率は、5〜50wt%/秒であるのが好ましい。 Specifically, the increase rate of the processing gas in the gas G is preferably from 5-50 wt% / sec. これにより、プラズマ生成空間30で十分なプラズマ密度を得るのに要する時間を長時間化させることなく、電極2、3間のインピーダンス変化を緩和でき、マッチングボックス74のマッチング追従を円滑に行うことができる。 Thus, without causing prolonged the time required to obtain a sufficient plasma density in the plasma generating space 30, can be relaxed impedance change between the electrodes 2 and 3, be performed smoothly matching tracking of the matching box 74 it can.

なお、本実施形態では、プラズマ生成空間30に供給するガスG(キャリアガスおよび処理ガス)の流量の制御は、制御手段170によりガス流量調整手段の作動を制御すること、すなわち、マスフローコントローラ814、825により、各ボンベ811、821から供給されるガスの流量を制御することによって行うことができる。 In the present embodiment, the flow control of the gas supplied to the plasma generating space 30 G (carrier gas and the process gas) is to control the operation of the gas flow regulating means by the control means 170, i.e., the mass flow controllers 814, the 825 can be performed by controlling the flow rate of the gas supplied from the gas cylinder 811, 821. かかる構成とすることにより、ガス供給手段8の非処理モードと処理モードとの切り替えを容易に行うことができる。 With such a configuration, it is possible to easily switch between the non-processing mode and the processing mode of the gas supply means 8.

このようなプラズマ処理に用いる処理ガスには、処理目的により種々のガスを用いることができる。 The process gas used in the plasma treatment, it is possible to use various gases by processing purposes. 本実施形態のようにエッチング処理やダイシング処理を目的とする場合には、例えば、CF 、C 、C 、C 、CClF 、SF 等のフッ素原子含有化合物ガスやCl 、BCl 、CCl 等の塩素原子含有化合物ガス等の各種ハロゲン系ガスが用いられる。 When the purpose of etching or dicing process as in this embodiment, for example, CF 4, C 2 F 6 , C 3 F 6, C 4 F 8, CClF 3, SF fluorine atom-containing compounds such as 6 gas and Cl 2, BCl 3, various halogen-based gas such as chlorine atom-containing compound gas such as CCl 4 is used.

また、その他の処理目的の場合には、目的別に以下示すような処理ガスを用いることができる。 Further, in the case of other processing purposes, it is possible to use a process gas shown interest separately below.
(a)ワーク10の被処理面101を加熱することを目的とする場合、例えば、N 、O 等が用いられる。 If it is intended to heat the treated surface 101 of the (a) work 10, for example, N 2, O 2 or the like is used.
(b)ワーク10の被処理面101を撥水(撥液)化することを目的とする場合、例えば、前記フッ素原子含有化合物ガスが用いられる。 (B) if the treated surface 101 of the workpiece 10 and an object thereof is to water repellency (liquid repellency) of, for example, the fluorine atom-containing compound gas is used.

(c)ワーク10の被処理面101を親水(親液)化することを目的とする場合、例えば、O 、H O、空気等の酸素原子含有化合物、N 、NH 等の窒素原子含有化合物、SO 、SO 等の硫黄原子含有化合物が用いられる。 (C) if the treated surface 101 of the workpiece 10 is intended to reduction hydrophilic (lyophilic), for example, O 3, H 2 O, oxygen-containing compounds such as air, nitrogen, such as N 2, NH 3 containing compounds, sulfur-containing compounds such as SO 2, SO 3 is used. これにより、ワーク10の被処理面101にカルボニル基、水酸基、アミノ基等の親水性官能基を形成させて表面エネルギーを高くし、親水性表面を得ることができる。 Thus, higher carbonyl group to be processed surface 101 of the workpiece 10, a hydroxyl group, the surface energy to form a hydrophilic functional group such as an amino group, it can be obtained hydrophilic surface. また、アクリル酸、メタクリル酸等の親水基を有する重合性モノマーを用いて親水性重合膜を堆積(形成)することもできる。 It is also possible to a hydrophilic polymer film is deposited (formed) by using a polymerizable monomer having an acrylic acid, a hydrophilic group such as methacrylic acid.

(d)ワーク10の被処理面101に電気的、光学的機能を付加することを目的とする場合、SiO 、TiO 、SnO 等の金属酸化物薄膜をワーク10の被処理面101に形成するために、Si、Ti、Sn等の金属の金属−水素化合物、金属−ハロゲン化合物、金属アルコキシド(有機金属化合物)等が用いられる。 Electrical surface to be processed 101 (d) work 10, for the purpose of adding the optical function, the metal oxide thin film of SiO 2, TiO 2, SnO 2 or the like on the treatment surface 101 of the workpiece 10 to form, Si, Ti, metals of metals such as Sn - hydrogen compounds, metal - halide, metal alkoxide (organometallic compound) and the like.
(e)レジスト処理や有機物汚染の除去を目的とする場合は、例えば酸素系ガスが用いられる。 (E) If for the purpose of removal of resist processing and organic contamination, for example, oxygen-based gas is used.
キャリアガスとしては、He、Ne、Ar、Xe等の希ガスを用いることができる。 As the carrier gas, it is possible to use He, Ne, Ar, a noble gas such as Xe. これらは、単独でも2種以上を混合した形態でも用いることができる。 It can also be used in a form either singly or in combination.

上述したようなプラズマ処理装置本体100(ヘッド300)は、第1の電極2と第2の電極3とが対向する領域すなわちプラズマ生成空間30の下端が、ワーク10の被処理面101から所定距離(図1中、h で示す大きさ)だけ離れた位置に配置される。 The plasma processing apparatus main body 100 as described above (head 300), the lower end of the first electrode 2 and the region or the plasma generating space 30 and the second electrode 3 are opposed, the predetermined distance from the treatment surface 101 of the workpiece 10 (in FIG. 1, the size indicated by h 1) is disposed in a position apart. かかる離間距離h は、電源回路7の出力や、ワーク10に施すプラズマ処理の種類等を考慮して適宜設定されるが、大気圧下でプラズマ処理を施す場合、200mm以下であるのが好ましく、1〜50mm程度であるのがより好ましい。 Such distance h 1 is output and the power supply circuit 7, but is appropriately set in consideration of the type of plasma treatment performed on the workpiece 10, when subjected to the plasma treatment under atmospheric pressure, preferably at 200mm or less , more preferably about 1 to 50 mm. 離間距離h をかかる範囲内に設定することにより、プラズマ生成空間30からワーク10の被処理面101までの距離が最適な距離に設定されるので、発生した活性種が消失することなく、被処理面101に到達することができる。 By setting within the above range the distance h 1, the distance from the plasma generating space 30 to the treatment surface 101 of the workpiece 10 is set to the optimum distance, without generating the active species is lost, the You can reach the processing surface 101.

ところで、本実施形態では、プラズマ処理装置本体100は、プラズマ生成空間30の下端からワーク10の被処理面101までの距離を任意の大きさに設定し得るように、プラズマ処理装置本体100は、このプラズマ処理装置本体100(ヘッド300)をz軸方向(ワーク10の被処理面101に対してほぼ直交する方向)に移動する装置本体移動手段180を有している。 Incidentally, in the present embodiment, a plasma processing apparatus main body 100, so that the distance from the lower end of the plasma generating space 30 to the treatment surface 101 of the workpiece 10 can be set to any size, the plasma processing apparatus main body 100, and a device body moving means 180 for moving (in the direction substantially perpendicular to the treatment surface 101 of the workpiece 10) the plasma processing apparatus main body 100 (head 300) of the z-axis direction.

また、装置本体移動手段180は、非処理モードと処理モードとの切り替えに連動して、制御手段170により作動するよう構成されている。 Further, the device body moving means 180, in conjunction with the switching of the non-processing mode and the processing mode, and is configured to operate by the control unit 170.
すなわち、制御手段170は、ガス供給手段8を非処理モードから処理モードに切り替えると、装置本体移動手段180を作動させて、処理モードにおいて、プラズマ生成空間30の下端からワーク10の被処理面101までの距離が、プラズマ噴出口5から噴出される活性種を消失することなく、ワーク10の被処理面101に到達させることができるような離間距離h となるように、プラズマ処理装置本体100(ヘッド300)を下降させる。 That is, the control unit 170, switch to the processing mode of the gas supply means 8 from the non-processing mode, by operating the device body moving means 180, the processing mode, the processing surface 101 of the workpiece 10 from the lower end of the plasma generating space 30 distance until, without loss of active species to be ejected from the plasma jet outlet 5, so that the distance h 1 as may be reaching the processing surface 101 of the workpiece 10, the plasma processing apparatus main body 100 lowering the (head 300). これにより、ワーク10の被処理面101を効率よくプラズマ処理することができる。 This makes it possible to efficiently plasma processing an object to be processed surface 101 of the workpiece 10.

また、制御手段170は、ガス供給手段8を処理モードから非処理モードに切り替えると、装置本体移動手段180を作動させて、非処理モードにおいて、プラズマ生成空間30の下端からワーク10の被処理面101までの距離を、プラズマ噴出口5から噴出される活性種がほぼ消失して、ワーク10の被処理面101との接触が緩和されるように、プラズマ処理装置本体100を上昇させて、その大きさを離間距離h に設定する。 Further, the control means 170, switch the gas supply means 8 from the processing mode to the non-processing mode, by operating the device body moving means 180, in the non-processing mode, the processed surface of the workpiece 10 from the lower end of the plasma generating space 30 the distance to 101, and the active species to be ejected from the plasma jet outlet 5 is almost disappeared, so that the contact between the treatment surface 101 of the workpiece 10 is reduced, by increasing the plasma processing apparatus main body 100, the to set the size to the distance h 2.

装置本体移動手段180が制御手段170により、上述したような作動することにより、次のような効果が得られる。 The device body moving means 180 is a control means 170, by operating as described above, the following effects can be obtained.
このプラズマ処理装置1では、ガス供給手段8が非処理モードであるとき、処理ガス供給系82からの処理ガスの供給を停止する。 In the plasma processing apparatus 1, when the gas supply means 8 is non-processing mode, stopping the supply of the processing gas from the processing gas supply system 82. しかしながら、たとえ処理ガスの供給を停止したとしても、プラズマ生成空間30や、それよりも下流側の空間等に残存する活性種、または、プラズマ生成空間30よりも上流側の空間に残存する処理ガスがプラズマ生成空間30で活性化することによって発生した活性種が存在するおそれがある。 However, even if stopping the supply of the processing gas, and a plasma generating space 30, the active species remaining in its downstream space, etc. than, or process gas remaining in the upstream side of the space than the plasma generating space 30 there is a possibility that active species generated by activating the plasma generating space 30 is present. そのため、この活性種がプラズマ噴出口5から噴出されて被処理面101に接触することが懸念される。 Therefore, the active species there is a concern that is ejected from the plasma jet outlet 5 into contact with the treated surface 101.

これに対して、本実施形態では、非処理モードにおいて、プラズマ生成空間30への処理ガスの供給を停止するとともに、これと連動して、プラズマ生成空間30の下端からワーク10の被処理面101までの距離を前述のような離間距離h となるように、プラズマ処理装置本体100(ヘッド300)を移動させる。 In contrast, in this embodiment, in the non-processing mode, stops the supply of the processing gas into the plasma generating space 30, in conjunction with this, the treatment surface 101 of the workpiece 10 from the lower end of the plasma generating space 30 the distance to such a distance h 2 as described above, moves the plasma processing apparatus main body 100 (head 300). かかる構成とすることにより、たとえ装置内に活性種が残存し、これが噴出されたとしても、被処理面101には接触しないか、仮に接触したとしても、活性種が有する活性度が緩和された状態で接触することとなる。 With such a configuration, even if the active species remaining in the apparatus, which even has been ejected, or not in contact with the treated surface 101, even if in contact, activity possessed by the active species has been alleviated so that the contact in the state. したがって、ワーク10の被処理面101が不本意にプラズマ処理されるのを好適に防止または抑制することができる。 Therefore, it is possible to the treatment surface 101 of the workpiece 10 is suitably prevented or suppressed involuntarily from being plasma processed.

非処理モードにおいて、プラズマ生成空間30の下端からワーク10の被処理面101までの距離(離間距離h )は、その大きさが、少なくとも処理モードにおける大きさよりも大きく設定されるが、具体的には100mm以上であるのが好ましく、200〜1000mm程度であるのがより好ましい。 In the non-processing mode, the distance (separation distance h 2) to the treatment surface 101 of the workpiece 10 from the lower end of the plasma generating space 30, its magnitude, but is set to be larger than the size in at least the processing mode, specifically is preferably at least 100mm in, more preferably about 200 to 1000 mm. これにより、プラズマ噴出口5から噴出される活性種が、ワーク10の被処理面101に接触するのを好適に防止または抑制することができる。 Thus, the active species to be ejected from the plasma jet outlet 5, from contacting the treated surface 101 of the workpiece 10 can be suitably prevented or suppressed.

このような装置本体移動手段180は、公知のいずれの構成のものを用いてもよく、例えば、コンベア(ベルト駆動、チェーン駆動等)、スクリュー軸を備えた送り機構、ローラ送り機構等が挙げられる。 Such device body moving means 180 may also be used as any configuration known, for example, a conveyor (belt drive, chain drive or the like), a feed mechanism having a screw shaft, the roller feed mechanism, and the like .
ステージ200は、図1に示すようにワーク10を載置するワーク保持部201と、ワーク保持部201を移動するワーク保持部移動手段190(図示せず)とを有している。 Stage 200 includes a workpiece holding portion 201 for placing the workpiece 10 as shown in FIG. 1, the workpiece holding portion moving means 190 for moving the workpiece holding portion 201 and a (not shown).

ワーク保持部201は、ワーク保持部移動手段190の作動により、ワークWをx軸方向およびy軸方向に移動することができる。 Workpiece holding portion 201, by the operation of the workpiece holding portion moving means 190, it is possible to move the workpiece W in the x axis direction and y axis direction. これにより、ヘッド300のプラズマ噴出口5を、ワーク10の被処理面101に対して相対的に移動させることができる。 Accordingly, the plasma jet outlet 5 of the head 300 can be moved relative to the treatment surface 101 of the workpiece 10.
ワーク保持部201は、その上面が平坦なワーク保持面で構成され、該ワーク保持面が、第1の電極2および第2の電極3の中心軸と直交するように配設されている。 Workpiece holding portion 201, the upper surface consists of a flat work holding surface, said work holding surface is disposed so as to be orthogonal to the central axis of the first electrode 2 and second electrode 3.

本実施形態では、ワーク保持部201は、ワーク10の被処理面101を包含する領域を、プラズマ噴出口5が走査し得るように、ワーク保持部移動手段190によって移動操作される。 In the present embodiment, the workpiece holding portion 201, the region encompassing the processed surface 101 of the workpiece 10, so that the plasma jet outlet 5 can be scanned and moving operation by the work holding unit moving means 190. そのため、ワーク保持部移動手段190によりワーク保持部201を移動させることにより、ワーク10の目的とする処理領域102を処理することができる。 Therefore, by moving the workpiece holding portion 201 by the work holding unit moving means 190 can process the processing area 102 of interest of the workpiece 10.
すなわち、ワーク保持部201を図1および図3中のx方向およびy方向に走査することにより、例えば、ワーク10の被処理面101の全体にわたって点在する処理領域102に対して処理することができる。 That is, by scanning the workpiece holding portion 201 in the x direction and the y direction in FIG. 1 and FIG. 3, for example, be processed to the processing region 102 scattered throughout the treated surface 101 of the workpiece 10 it can.

なお、ワーク保持部移動手段190は、移動速度(プラズマ噴出口5とワーク10の被処理面101との相対移動速度)を調節可能とするのが好ましい。 Incidentally, the work holding unit moving means 190 is preferable to be adjustable moving speed (relative movement speed of the surface to be processed 101 in the plasma jet outlet 5 and the workpiece 10). これにより、処理の程度(密度)を調整したり、全体処理時間を調整したりすることができ、ワーク10の処理領域102に対する各種処理の最適化を図ることができる。 Thus, to adjust the degree of processing (density) can be to adjust the overall processing time, it is possible to optimize the various processes with respect to the processing region 102 of the workpiece 10.
このようなワーク保持部移動手段190の作動は、制御手段170により制御し得るよう構成されている。 Such operation of the workpiece holding portion moving means 190 is configured to be controlled by the control unit 170.

ワーク保持部の構成材料としては、特に限定されないが、それぞれ、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック、石英ガラス等の各種ガラス、前記金属酸化物、複合酸化物等の各種無機酸化物(セラミックス)、各種金属材料等が挙げられる。 Examples of the material of the workpiece holding portion is not particularly limited, respectively, for example, polytetrafluoroethylene, plastic such as polyethylene terephthalate, various kinds of glass such as quartz glass, the metal oxide, various inorganic oxides such as a composite oxide (ceramics), various metal materials and the like.
このようなワーク保持部移動手段190は、前述した装置本体移動手段180と同様の構成のものを用いることができる。 Such work holder moving means 190 may be the same configuration as that of the apparatus main body moving means 180 as described above.

ワーク保持部201に載置され、プラズマ処理が施されるワーク10としては、特に限定されないが、例えば、石英ガラス、無アルカリガラス等の各種ガラス、シリコン、ガリウム−ヒ素、ITO等の各種半導体材料、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、液晶ポリマー、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等各種プラスチック(樹脂材料)のような誘電体材料で構成されたものが挙げられる。 Is placed on the work holder 201, as the work 10 to the plasma process is performed is not particularly limited, for example, quartz glass, various glass such as alkali-free glass, silicon, gallium - arsenic, various semiconductor materials such as ITO , include polyethylene, polypropylene, polystyrene, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polytetrafluoroethylene, polyimide, liquid crystal polymer, phenol resin, epoxy resin, those made of a dielectric material such as acrylic resin such as various plastics (resin material) It is.

また、ワーク10としては、図示のような板状(基板)のものの他、例えば、層状、フィルム状、レンズ状等のものであってもよい。 As the workpiece 10, the other of the illustrated like plate (substrate), for example, a layer, a film shape may be of a lens shape.
なお、図示のような平板状のワーク10としては、例えば、水晶振動子等に用いられるガラスチップおよび水晶基板、液晶表示装置や有機EL表示装置等に用いられるディスプレイパネル、半導体ウェハー、シリコンウェハー、セラミックスチップ等が挙げられる。 As the plate-like workpiece 10 as shown, for example, glass chips and quartz substrate used in the quartz crystal oscillator or the like, a liquid crystal display device or an organic EL display device such as a display panel used in a semiconductor wafer, a silicon wafer, ceramic chip, and the like.
また、ワーク10の形状(平面視での形状)は、四角形のものに限らず、例えば、円形(楕円形)等のものであってもよい。 The shape of the workpiece 10 (the shape in plan view) is not limited to square, for example, may be of such a circular (oval).

また、上記記載の基材上に、半導体素子や配線、無機材料膜等等が形成された状態の基板であっても処理が可能である。 Further, on the substrate as described above, the semiconductor elements and the wiring can be processed even substrate in the state inorganic material film or the like or the like is formed. 特に、プラズマ処理装置1は、非処理モードから処理モードに切り替わった後、速やかに安定なプラズマが得られるので、非処理モードと処理モードとの切り替えが繰り返されるようにワーク10、すなわち、不連続な処理領域を多数備えるワーク10に対するプラズマ処理に好適に用いることができる。 In particular, the plasma processing apparatus 1, after switching from the non-processing mode to the processing mode, since the rapid stable plasma is obtained, the workpiece 10 as switching between non-processing mode and the processing mode is repeated, i.e., discontinuous it can be suitably used for the plasma treatment to the work 10 with a large number of Do processing area.
さらに、ワーク10の形状としては、平坦な板状に限らず、凹凸を有する形状や球面状等であってもよい。 Further, the shape of the workpiece 10 is not limited to a flat plate shape, it may have a shape or a spherical shape or the like having an uneven.
このようなワーク10の厚さは、特に限定されないが、通常は、0.03〜1.2mm程度であるのが好ましく、0.05〜0.7mm程度であるのがより好ましい。 The thickness of the work 10 is not particularly limited, usually, is preferably about 0.03~1.2Mm, more preferably about 0.05 - 0.7 mm.

次に、プラズマ処理装置1によりワーク10の被処理面101にプラズマ処理を施す際の動作を、図1および図2に示すブロック図を用いてさらに詳細に説明する。 Next, an operation when performing a plasma process on a target surface 101 of the workpiece 10 by the plasma processing apparatus 1 will be described in further detail with reference to the block diagram shown in FIGS. なお、ここでは、図3に示すように、ワーク10の被処理面101が3箇所の処理領域102(処理領域A、処理領域B、処理領域C)を有し、この被処理面101の処理領域102をエッチング処理する場合を一例に説明する。 Here, as shown in FIG. 3, a treated surface 101 of the three processing region 102 of the workpiece 10 (processing region A, the processing region B, the processing area C) the process of the treated surface 101 illustrating a case where the region 102 is etched to an example.

図2に示すように、このプラズマ処理装置1は、入力等の各操作を行う操作部(入力手段)150と、被処理面101の処理領域102および非処理領域103の位置情報等を記憶する記憶部(記憶手段)160と、キャリアガス供給系81、処理ガス供給系82、装置本体移動手段180、ワーク保持部移動手段190およびマッチングボックス74の作動を制御する制御手段170とを備えている。 As shown in FIG. 2, the plasma processing apparatus 1 includes an operation unit (input means) 150 for performing the operation input or the like, stores the position information of the processing area 102 and the non-processing region 103 of the processing surface 101 a storage unit (storage means) 160, carrier gas supply system 81, the processing gas supply system 82, the device body moving means 180, and a control unit 170 for controlling the operation of the workpiece holding portion moving means 190 and the matching box 74 .
操作部150としては、例えば、キーボード、液晶表示パネル、EL表示パネル等を備えたタッチパネル等を用いることができ、この場合は、操作部150は、各種の情報を表示(報知)する表示手段(報知手段)も兼ねる。 The operation unit 150, for example, a keyboard, a liquid crystal display panel, can be used such as a touch panel having an EL display panel or the like, in this case, the operation unit 150, displays various kinds of information (notification) to the display means ( notification means) also doubles as.

また、記憶部160は、被処理面101の処理領域102および/または非処理領域103の位置情報等の各種の情報、データ、演算式、テーブル、プログラム等が記憶(記録とも言う)される記憶媒体(記録媒体とも言う)を有しており、この記憶媒体は、例えば、RAM等の揮発性メモリー、ROM等の不揮発性メモリー、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリー等の書き換え可能(消去、書き換え可能)な不揮発性メモリー等、各種半導体メモリー、ICメモリー、磁気記録媒体、光記録媒体、光磁気記録媒体等で構成される。 The storage unit 160 stores various information such as the positional information of the processing area 102 and / or non-processing region 103 of the processing surface 101, data, arithmetic expressions, table, (also referred to as a recording) program and the like stored are stored medium has a (also referred to as recording medium), the storage medium, for example, volatile memory such as RAM, non-volatile memory such as ROM, EPROM, EEPROM, rewritable, such as a flash memory (erase, rewritable) a non-volatile memory or the like, various semiconductor memory, IC memory, magnetic recording media, optical recording medium, and a magneto-optical recording medium. この記憶手段160における書き込み(記憶)、書き換え、消去、読み出し等の制御は、制御手段170によりなされる。 Writing in the storage means 160 (storage), rewrite, erase, the control of reading and the like, are performed by the control unit 170.

また、制御手段170は、例えば、演算部やメモリー等を内蔵するマイクロコンピュータやパーソナルコンピュータ等のコンピュータで構成されており、制御手段170には、操作部150や記憶部160からの信号(入力)が、随時入力される。 Further, the control means 170, for example, is composed of a computer such as a microcomputer or a personal computer having a built-in computing unit and memory and the like, the control unit 170, signals from the operation unit 150 or the storage unit 160 (input) There is input from time to time. そして、制御手段170は、操作部150や記憶部160からの信号等に基づき、予め設定されたプログラムに従って、プラズマ処理装置1の各部の作動(駆動)、例えば、キャリアガス供給系81、処理ガス供給系82、装置本体移動手段180、ワーク保持部移動手段190およびマッチングボックス74等の作動をそれぞれ制御する。 Then, the control unit 170, based on signals from the operation unit 150 or the storage unit 160, in accordance with a preset program, the operation of each part of the plasma processing apparatus 1 (drive), for example, a carrier gas supply system 81, the process gas supply system 82, the device body moving means 180, respectively control operation such as a work holding portion moving means 190 and the matching box 74.

このようなプラズマ処理装置1は、制御手段170が、操作部150に入力された被処理面101の処理領域102および非処理領域103の位置情報等に応じて、被処理面101の処理を実行するように、キャリアガス供給系81、処理ガス供給系82、装置本体移動手段180、ワーク保持部移動手段190およびマッチングボックス74の作動をそれぞれ制御するよう構成されている。 The plasma processing apparatus 1, the control unit 170, in accordance with the position information of the processing area 102 and the non-processing region 103 of the processing surface 101 that is input to the operation unit 150, executes the process for the processing surface 101 as to a carrier gas supply system 81, the processing gas supply system 82, the device body moving means 180, and is configured to control each operation of the workpiece holding portion moving means 190 and the matching box 74.

なお、操作部150に入力する位置情報は、処理領域102および非処理領域103の双方の位置情報であってもよいし、いずれか一方の位置情報であっても、処理領域102に対して選択的にプラズマ処理を施すことができる。 The position information input to operation unit 150 may be a position information of both the processing area 102 and the non-processing region 103, even one of the location information, select the processing area 102 manner may be subjected to plasma treatment. ここでは、処理領域102の位置情報を操作部150に入力し、これに応じて各部の作動を制御する場合を一例に説明する。 Here, the input position information of the processing area 102 on the operation unit 150, will be described as an example the case of controlling the operation of each section accordingly.
<1> 被処理面101のエッチングに際しては、まず、ワーク10を搬送アーム等の搬送手段を用いて、ワーク保持部201にセットする。 <1> In the etching of the treatment surface 101, first, a workpiece 10 using the transfer means such as a transfer arm, is set in the work holder 201.

<2> 次に、操作者は、このワーク10の被処理面101における処理領域102の位置情報を、操作部150から入力し、記憶部160に記憶させておく。 <2> Next, the operator, the position information of the processing area 102 in the processed surface 101 of the workpiece 10, and input from the operation unit 150, stored in the storage section 160.
この位置情報としては、例えば、各処理領域102の中心座標、半径(平均または近似値)等が挙げられる。 As the position information, for example, the center coordinates of each processing region 102, the radius (mean or approximate value), and the like. 図3に示すワーク10の場合、図3において紙面左右方向をx軸方向、紙面上下方向をy軸方向としたときに、表1に示すような位置情報を記憶部160に記憶させる。 When the work 10 shown in FIG. 3, x-axis direction the left-right direction in FIG. 3, the up and down direction when the y-axis direction, and stores the location information as shown in Table 1 in the storage unit 160.

なお、被処理面101における処理領域102の位置情報は、このように操作者が操作部150から入力する場合の他、例えば、次のようにして記憶部160に記憶させることができる。 The position information of the processing area 102 in the treatment surface 101, other on entering this way the operator from the operation unit 150, for example, can be stored as follows in the storage unit 160.
すなわち、ワーク10の被処理面101にランダムに凸部が形成されており、この凸部をエッチング処理する場合、ヘッド300に板状体の表面の状態(凹凸の状態)を測定し得る測定手段を設けておく。 That are randomly convex portion is formed on the target surface 101 of the workpiece 10, when etching process this protrusion, measuring means capable of measuring the state of the surface of the plate to the head 300 (the state of the irregularities) the preferably provided. そして、ワーク10の被処理面101をヘッド300で走査して、測定手段によりワーク10の被処理面101に形成された凸部の位置を検出することにより、この凸部の位置を処理領域102の位置情報として記憶部160に記憶させることができる。 Then, by scanning the treated surface 101 of the workpiece 10 in the head 300, by detecting the position of a convex portion formed on the treated surface 101 of the workpiece 10 by the measuring means, processing the position of the convex region 102 it can be stored as position information in the storage unit 160.
また、このような測定手段としては、例えば、例えば、接触式の探査計、光学系による各種干渉計、原子間力顕微鏡(AFM)、顕微干渉系等が挙げられる。 In addition, such measurement means, for example, for example, a contact type probe meter, various interferometer of optics, atomic force microscope (AFM), include microscopic interferometer or the like.

<3> 次に、高周波電源72を作動させる。 <3> Next, operate the high frequency power source 72. これにより、第1の電極2と第2の電極3との間に高周波電圧が印加され、これらの間に電界が発生する。 Thus, a high frequency voltage is applied between the first electrode 2 and the second electrode 3, electric field is generated between them.
また、このとき、制御手段170は、ガス供給手段8(キャリアガス供給系81)の作動を制御することにより、バルブ813を開き、マスフローコントローラ814によりキャリアガスの流量を調整して、キャリアガス用ボンベ811からキャリアガスを送出(供給)する。 At this time, the control unit 170, by controlling the operation of the gas supply means 8 (carrier gas supply system 81), opening the valve 813 adjusts the flow rate of the carrier gas by the mass flow controller 814, a carrier gas sending carrier gas from the cylinder 811 to (supply). ここで、キャリアガスの流量は、マスフローコントローラ814により、放電開始および放電維持して、プラズマの生成を維持するために必要な最小量程度に調整される。 Here, the flow rate of the carrier gas, the mass flow controller 814, the discharge start and then sustaining, is adjusted to the minimum amount about required for maintaining the generation of the plasma.

一方、制御手段170は、ガス供給手段8(処理ガス供給系82)の作動を制御することにより、第1バルブ823および第2バルブ824を閉じて、処理ガス用ボンベ821からの処理ガスの送出を停止しておく。 On the other hand, the control unit 170, by controlling the operation of the gas supply means 8 (process gas supply system 82), closes the first valve 823 and second valve 824, the delivery of the process gas from the processing gas cylinder 821 the advance stopped.
これにより、キャリアガス用ボンベ811から送出されたキャリアガスは、キャリアガス供給系81およびガス混合系83の各部を通過し、ガス導入口6からプラズマ生成空間30(第1の電極2と第2の電極3の間)にガスGとして導入(供給)される。 Thus, the carrier gas delivered from the carrier gas cylinder 811, through each part of the carrier gas supply system 81 and the gas mixing system 83, the plasma generating space 30 from the gas inlet 6 (the first electrode 2 and the second between the electrode 3) is introduced as a gas G (supply).

そして、プラズマ生成空間30中には、高周波電源72の作動により電界が発生しているため、キャリアガスの導入により放電して、プラズマが発生する。 Then, in the plasma generating space 30, an electric field is generated by the operation of the high-frequency power supply 72, and discharged by the introduction of the carrier gas, plasma is generated. このとき、プラズマ生成空間30には、処理ガスが供給されていないので、活性種は発生しない。 At this time, the plasma generating space 30, since the processing gas is not supplied, the active species does not occur. したがって、ワーク10の被処理面101(非処理領域103)に対するプラズマ処理はオフ状態(非処理モード)となる。 Thus, the plasma treatment for the treated surface 101 (untreated region 103) of the workpiece 10 is turned off (non-processing mode).

<4> 次に、制御手段170は、記憶部160に記憶されている位置情報に基づいてワーク保持部移動手段190の作動を制御して、プラズマ噴出口5を、被処理面101の非処理領域103に対応する位置から処理領域A(処理領域102)に対応する位置に移動させる。 <4> Next, the control unit 170 controls the operation of the workpiece holding portion moving means 190 based on the position information stored in the storage unit 160, the plasma jet outlet 5, untreated treated surface 101 moving from a position corresponding to the region 103 in a position corresponding to the processing area a (processing area 102).
なお、この時、プラズマ生成空間30の下端からワーク10の被処理面101までの距離を前述したような離間距離h の大きさに保たれている。 At this time, it is maintained from the lower end of the plasma generating space 30 to the magnitude of the separation distance h 2 as the distance to the processing surface 101 and the above-mentioned work 10.
また、この離間距離h は、プラズマ噴出口5から活性種を噴出させたときに、ワーク10の被処理面101に活性種がほぼ接触しない(到達しない)距離であり、予め実験的に求めておくことができる。 Also, the distance h 2, when jetted active species from the plasma jet outlet 5 does not substantially contact the active species in the treatment surface 101 of the workpiece 10 (not reach) the distance, determined in advance experimentally it can be kept.

<5> 次に、プラズマ噴出口5が処理領域Aに位置すると、制御手段170は、装置本体移動手段180を作動させることにより、プラズマ生成空間30の下端からワーク10の被処理面101までの距離を離間距離h にまで接近させる。 <5> Next, the plasma jet outlet 5 is positioned in the processing region A, the control unit 170, by operating the device body moving means 180, from the lower end of the plasma generating space 30 to the treatment surface 101 of the workpiece 10 distance to approach up to a distance h 1.
なお、この離間距離h は、プラズマ噴出口5から活性種を噴出させたときに、ワーク10の被処理面101に、活性種が消失することなく到達し得る離間距離であり、予め実験的に求めておくことができる。 Incidentally, the distance h 1, when jetted active species from the plasma jet outlet 5, to the treatment surface 101 of the workpiece 10, a distance that can be reached without the active species is lost, in advance experimentally it can be determined in to.

<6> 次に、制御手段170は、ガス供給手段8(処理ガス供給系82)の作動を制御することにより、第1バルブ823および第2バルブ824を開き、マスフローコントローラ825によりガスの流量を調整し、処理ガス用ボンベ821から処理ガスを送出する。 <6> Then, the control unit 170, by controlling the operation of the gas supply means 8 (process gas supply system 82), opens the first valve 823 and second valve 824, the flow rate of the gas by the mass flow controller 825 adjusted, and sends the processing gas from the processing gas cylinder 821. ここで、処理ガスの流量は、制御手段170によりマスフローコントローラ825の作動を制御することにより、所定の流量まで徐々に増加するよう調整されている。 Here, the flow rate of the process gas, by controlling the operation of the mass flow controller 825 by the control unit 170, is adjusted so as to be gradually increased to a predetermined flow rate.

なお、この時、バルブ813は開いておき、キャリアガス用ボンベ811からのキャリアガスの送出は継続させておく。 At this time, the valve 813 have opened, the delivery of the carrier gas from the carrier gas cylinder 811 allowed to continue. なお、キャリアガスの流量は、制御手段170によりマスフローコントローラ814の作動を制御することにより、所定の流量まで増加するよう調整されている。 The flow rate of the carrier gas, by controlling the operation of the mass flow controller 814 by the control means 170 are adjusted to increase to a predetermined flow rate.
ここでの、処理ガスおよびキャリアガスの流量は、プラズマ生成空間30に十分な活性種を発生させる流量であり、予め実験的に求めておくことができる。 Here, the flow rate of the processing gas and the carrier gas, the flow rate to generate sufficient active species into the plasma generating space 30, can be determined in advance experimentally.

そして、キャリアガス用ボンベ811から送出されたキャリアガス、および処理ガス用ボンベ821から送出された処理ガスは、ガス混合器831に供給される。 Then, the process gas delivered from a carrier gas, and the process gas cylinder 821 sent from the carrier gas cylinder 811 is supplied to the gas mixer 831. ガス混合器831に供給されたキャリアガスおよび処理ガスは、ガス混合器831で混合され、これらが混合したガスGとして、プラズマ生成空間30(第1の電極2と第2の電極3の間)に導入(供給)される。 Carrier gas and the process gas supplied to the gas mixer 831 is mixed with the gas mixer 831, as the gas G to which they are mixed, (between the first electrode 2 and the second electrode 3) plasma generating space 30 It is introduced (supplied) to.
プラズマ生成空間30に、プラズマが発生した状態で、キャリアガスおよび処理ガスの混合ガスであるガスGが導入すると、このプラズマが消失(失火)することなく、処理ガスが活性化して活性種が生成される。 The plasma generating space 30, in a state in which plasma is generated, the gas G is a mixed gas of the carrier gas and the process gas is introduced, without this plasma disappears (misfire), active species process gas is activated product It is.

そして、この活性種がプラズマ噴出口5からワーク10の被処理面101(処理領域A)に向かって噴出する。 Then, the active species is ejected toward the plasma jetting port 5 on the treatment surface 101 (processing area A) of the workpiece 10. すなわち、ワーク10の被処理面101(処理領域A)に対するプラズマ処理がオン状態(処理モード)となる。 That is, the plasma treatment for the treated surface 101 (processing area A) of the workpiece 10 is turned on (process mode). これにより、被処理面101の処理領域A(処理領域102)がプラズマ処理される。 Thus, the treated surface 101 of the processing area A (processing area 102) is a plasma treatment.
また、本実施形態では、プラズマ生成空間30に、キャリアガスおよび処理ガスを含むガスGが供給されたとき、制御手段170は、マッチングボックス74を作動させるよう構成されている。 Further, in the present embodiment, the plasma generating space 30, when the gas G containing carrier gas and the processing gas is supplied, the control unit 170 is configured to operate the matching box 74.

<7> 次に、処理領域A(処理領域102)に対応するプラズマ処理が完了すると、制御手段170は、記憶部160に記憶された被処理面101の処理領域102の位置情報に基づいて、ワーク保持部移動手段190を作動させ、プラズマ噴出口5を、被処理面101の処理領域Aに対応する位置から処理領域Bに対応する位置に移動させる。 <7> Next, the plasma processing corresponding to the processing area A (processing area 102) is completed, the control unit 170, based on the position information of the processing region 102 of the processing surface 101 stored in the storage unit 160, actuates the workpiece holding portion moving means 190, the plasma jet outlet 5, is moved to a position corresponding to the processing region B from the position corresponding to the processing area a of the surface to be processed 101.
この処理領域Aから処理領域Bに対応する位置までプラズマ噴出口5を移動させる際に、プラズマ噴出口5は、非処理領域103に対応する位置を通過することとなる。 When moving the plasma jet outlet 5 to a position corresponding to the processing region B from the processing region A, the plasma jet outlet 5, so that the passing through the position corresponding to the non-processing region 103.

この時、制御手段170は、ガス供給手段8を作動することにより、第1バルブ823および第2バルブ824のうちの少なくとも一方を閉じ、処理ガス用ボンベ821からの処理ガスの送出を停止する。 At this time, the control unit 170, by operating the gas supply means 8, to close at least one of the first valve 823 and second valve 824 to stop the delivery of the processing gas from the processing gas cylinder 821. また、バルブ813は開いておき、キャリアガス用ボンベ811からのキャリアガスの送出は継続させておく。 The valve 813 have opened, the delivery of the carrier gas from the carrier gas cylinder 811 allowed to continue. これにより、プラズマ生成空間30には、処理ガスが供給されないので、プラズマの生成を維持しつつ、活性種の生成を停止することができる。 Accordingly, the plasma generating space 30, since the processing gas is not supplied, while maintaining the production of the plasma, it is possible to stop the generation of active species. したがって、ワーク10の被処理面101(非処理領域103)に対するプラズマ処理はオフ状態(非処理モード)となる。 Thus, the plasma treatment for the treated surface 101 (untreated region 103) of the workpiece 10 is turned off (non-processing mode).
なお、キャリアガスの流量は、制御手段170によりマスフローコントローラ814の作動を制御することにより、プラズマの生成が維持するために必要な最小量程度に調整される。 The flow rate of the carrier gas, by controlling the operation of the mass flow controller 814 by the control unit 170 is adjusted to the minimum amount about required for plasma generation is maintained.

<8> また、制御手段170は、プラズマ噴出口5を非処理領域103に対応する位置を通過させる際に、装置本体移動手段180を作動させることにより、プラズマ生成空間30の下端からワーク10の被処理面101までの距離を前述したような離間距離h の大きさに保たれるように、プラズマ処理装置本体100(ヘッド300)を移動させる。 <8> The control unit 170, when passing the position corresponding plasma jetting port 5 in the non-processing region 103, by operating the device body moving means 180, from the lower end of the plasma generating space 30 of the workpiece 10 the distance to the processing surface 101 so as to maintain the magnitude of the separation distance h 2 as described above, moves the plasma processing apparatus main body 100 (head 300).

<9> 次に、制御手段170は、ワーク保持部移動手段190の作動により、プラズマ噴出口5を被処理領域Bに対応して位置させると、前記工程<5>、<6>と同様にして、処理領域Bにプラズマ処理を行う。 <9> Next, the control unit 170, by the operation of the workpiece holding portion moving means 190, when the plasma jet outlet 5 is positioned so as to correspond to the processing region B, the step <5>, in the same manner as <6> Te, plasma treatment is performed on the processing region B.
<10> 次に、制御手段170は、処理領域B(処理領域102)に対応するプラズマ処理が完了すると、プラズマ噴出口5を、被処理面101の処理領域Bに対応する位置から処理領域Cに対応する位置に移動させる。 <10> Next, the control unit 170, the processing region B the plasma processing corresponding to the (processing area 102) is completed, the plasma jet outlet 5, the processing area C from the position corresponding to the processing region B of the processed surface 101 It is moved to a position corresponding to.
この時、プラズマ噴出口5は、非処理領域103に対応する位置を通過することから、制御手段170は、前記工程<7>、<8>と同様にして、ガス供給手段8を処理モードから非処理モードに切り替える。 At this time, the plasma jet outlet 5, since it passes through the position corresponding to the non-processing region 103, the control unit 170, the process <7>, in the same manner as in <8>, from the processing mode of the gas supply means 8 It switched to the non-processing mode.

<11> 次に、制御手段170は、ワーク保持部移動手段190の作動により、プラズマ噴出口5を被処理領域Cに対応して位置させると、前記工程<5>、<6>と同様にして、処理領域Cにプラズマ処理を行う。 <11> Next, the control unit 170, by the operation of the workpiece holding portion moving means 190, when the plasma jet outlet 5 is positioned so as to correspond to the processing area C, the step <5>, in the same manner as <6> Te, plasma treatment is performed on the processing area C.
<12> 次に、ワーク10をワーク保持部6から取り外して、移送する。 <12> Next, remove the workpiece 10 from the workpiece holder 6, to transport.
以上のような工程を経ることにより、ワーク10の処理領域A〜処理領域Cにプラズマ処理を施すことができる。 Through the above steps, it can be subjected to a plasma treatment in the treatment area A~ processing area C of the workpiece 10.

このように本実施形態のプラズマ処理装置1によれば、非処理モードから処理モードに切り替えた際に、速やかに活性種を生成し得るので、前記工程<6><9><11>において、各処理領域102(処理領域A、B、C)に対して速やかに安定な活性種を供給することができる。 According to the plasma processing apparatus 1 of the present embodiment, when switching from the non-processing mode to the processing mode, since it can rapidly generate active species, in the step <6> <9> <11>, each processing region 102 (processing region a, B, C) can be quickly supplied stable active species against. これにより、ワーク10へのダメージを抑えつつ、プラズマ処理の程度を精度よく制御することができる。 Thus, while suppressing damage to the workpiece 10, the extent of the plasma processing can be accurately controlled. また、プラズマ生成空間30を形成する各部にかかる負荷を抑えることができ、プラズマ処理の信頼性を確保することができる。 Moreover, it is possible to suppress the load applied to each part to form the plasma generating space 30, it is possible to ensure the reliability of the plasma treatment.
また、ガス供給手段8を非処理モードから処理モードに切り替えた後、活性種が安定して生成するまでの待機時間を短縮もしくは不要とすることができるので、処理領域102が不連続に点在するワークに対するプラズマ処理を高速で行うことができる。 Further, after switching the processing mode of the gas supply means 8 from the non-processing mode, since the active species can be stably to wait before generating by shortening or unnecessary, the processing area 102 is discontinuously scattered plasma process for the workpiece to be a it can be performed at high speed.

<第2実施形態> <Second Embodiment>
次に、本発明のプラズマ処理装置の第2実施形態について説明する。 Next, a description of a second embodiment of the plasma treatment apparatus of the present invention.
図4は、本発明のプラズマ処理装置の第2実施形態を模式的に示す縦断面図である。 Figure 4 is a longitudinal sectional view schematically showing a second embodiment of a plasma processing apparatus of the present invention.
以下、第2実施形態について説明するが、前記第1実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。 Hereinafter, a description of a second embodiment will be focused on the differences from the first embodiment, description thereof will be omitted for the same items.

第2実施形態では、プラズマ処理装置本体100(ヘッド300)の構成が異なり、それ以外は、前記第1実施形態と同様である。 In the second embodiment, unlike the configuration of a plasma processing apparatus main body 100 (head 300), otherwise, it is the same as the first embodiment.
図4に示すように、本実施形態のヘッド300は、その下端部に第2の電極3および誘電体部42を取り囲むように設けられた誘電体部43有している。 4, the head 300 of the present embodiment has the second electrode 3 and the dielectric portion 42 dielectric portion 43 provided so as to surround the at its lower end. この誘電体部43は、その上側および下側の双方で開放し、下側に向かって収斂する中空状の筒体で構成されている。 The dielectric portion 43 is open at both its upper and lower side, a hollow tubular body converging toward the lower.

ここで、誘電体部43の内周面で規定される内部空間の容積は、第2の電極3および誘電体部42で構成される部材の外周面で規定される空間の容積よりも大きく設定されている。 Here, the volume of the internal space defined by the inner peripheral surface of the dielectric portion 43, greater than the volume of the space defined by the outer peripheral surface of the formed member at the second electrode 3 and the dielectric portion 42 It is. これにより、第2の電極3および誘電体部42で構成される部材を誘電体部43の内部空間に配置した状態において、誘電体部43の内周面と、この部材の外周面との間には、これらによって規定される空間、すなわち、排気ガス流路93が画成されている。 Thus, during the state of arranging the configured member in the inner space of the dielectric portion 43, and the inner peripheral surface of the dielectric portion 43, and the outer peripheral surface of the member at the second electrode 3 and the dielectric portion 42 , the space defined by these, namely, the exhaust gas passage 93 is defined.

この排気ガス流路93は、その上側および下側の双方で開口(開放)しており、下側の開口部により排気ガス吸入口91(排気吸込口)が構成され、上側の開口部により排気ガス排出口92が構成されている。 The exhaust gas passage 93 is opened (open) in both the upper and lower exhaust gas inlet 91 (exhaust inlet) by the opening of the lower side is configured, exhausted by the upper opening gas outlet 92 is formed. なお、排気ガス吸入口91は、プラズマ噴出口5の周囲を取り囲むように設けられており、排気ガス排出口92は、第2の電極3の外周面を取り囲むように設けられている。 The exhaust gas inlet 91 is provided so as to surround the plasma jet outlet 5, the exhaust gas discharge port 92 is provided so as to surround the outer circumferential surface of the second electrode 3.

また、排気ガス排出口92には、ポンプ95と、排気ガス排出口92とポンプ95とを連通するガス排出管96と、ガス排出管96の途中に設けられたバルブ94とで構成される排気手段9が設けられている。 The exhaust consists of the exhaust gas outlet 92, a pump 95, an exhaust gas outlet 92 and the gas discharge pipe 96 to a pump 95 communicating with a valve 94 provided in the middle of the gas discharge pipe 96 It means 9 is provided.
かかる構成のプラズマ処理装置本体100において、ポンプ95を作動し、この状態でバルブ94を開くと、ガス排出管96内、さらには排気ガス排出口92を介して排気ガス流路93内が負圧となる。 In the plasma processing apparatus main body 100 of such a configuration, by operating the pump 95, opening valve 94 in this state, the gas discharge tube within 96, more exhaust gas outlet 92 through the exhaust gas passage 93 a negative pressure to become. これにより、プラズマ噴出口5から被処理面101に向かって放出された活性種を排気ガス吸入口91から吸入することができる。 Thus, it is possible to inhale the active species emitted towards the treatment surface 101 from the plasma jet outlet 5 from the exhaust gas inlet port 91. その結果、プラズマ噴出口5から放出された活性種を、ヘッド300とワーク10との間の空間に長時間滞在させることなく、この空間から迅速に排出することができる。 As a result, active species emitted from the plasma jet outlet 5, without stay long in the space between the head 300 and the workpiece 10, can be rapidly discharged from the space. そのため、被処理面101の処理領域102に隣接する非処理領域103が活性種に晒されるのを防止して、プラズマ処理の処理精度の向上を図ることができる。 Therefore, to prevent the non-processing region 103 adjacent to the processing area 102 of the processing surface 101 is exposed to the active species, it is possible to improve the processing accuracy of the plasma processing.

以上、本発明のプラズマ処理装置を、図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。 Although the plasma processing apparatus of the present invention has been described based on the embodiments illustrated in the drawings, the present invention is not limited thereto, each part of the structure, with an arbitrary configuration having the same function it can be substituted. また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。 Further, and other arbitrary structures, steps may be added.
また、各前記各実施形態では、プラズマ処理装置は、大気圧下において、ワークの表面(被処理面)に処理(プラズマ処理)を施すことを想定しているが、本発明では、減圧または真空状態においてワークの表面に処理を施してもよい。 In each foregoing embodiments, the plasma processing apparatus, at atmospheric pressure, it is assumed that applied treatment on the surface (the treatment surface) of the workpiece (the plasma treatment), in the present invention, reduced pressure or vacuum it may be subjected to treatment to the surface of the workpiece in the state.
また、第1の電極と第2のとの間に印加される電圧は、高周波によるものに限られず、例えば、パルス波やマイクロ波によるものであってもよい。 The voltage applied between a first electrode second Noto is not limited to those caused by a high frequency, for example, it may be by a pulse wave or microwave.

本発明のプラズマ処理装置の第1実施形態を模式的に示す縦断面図である。 The first embodiment of the plasma treatment apparatus of the present invention is a vertical sectional view schematically showing. 図1に示すプラズマ処理装置の回路構成を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a circuit configuration of a plasma processing apparatus shown in FIG. 図1に示すプラズマ処理装置によってプラズマ処理が行われるワークの一例を示す平面図である。 Is a plan view showing an example of a work plasma processing is performed by the plasma processing apparatus shown in FIG. 本発明のプラズマ処理装置の第2実施形態を模式的に示す縦断面図である。 The second embodiment of a plasma processing apparatus of the present invention is a vertical sectional view schematically showing.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1……プラズマ処理装置 2……第1の電極 3……第2の電極 41、42、43……誘電体部 5……プラズマ噴出口 6……ガス導入口 7……電源回路 71、73……導線 72……高周波電源(電源) 74……マッチングボックス 8……ガス供給手段 81……キャリアガス供給系 811……キャリアガス用ボンベ 812……キャリアガス供給管 813……バルブ 814……マスフローコントローラ 82……処理ガス供給系 821……処理ガス用ボンベ 822……処理ガス供給管 823……第1バルブ 824……第2バルブ 825……マスフローコントローラ 83……ガス混合系 831……ガス混合器(ガス混合手段) 832……混合ガス供給管 9……排気手段 91……排気ガス吸入口 92……排気ガス排出口 93……排気ガス 1 ...... plasma processing apparatus 2 ...... first electrode 3 ...... second electrode 41, 42, 43 ...... dielectric part 5 ...... plasma jet port 6 ...... gas inlet 7 ...... power supply circuit 71 and 73 ...... conductor 72 ...... high frequency power source (power source) 74 ...... matching box 8 ...... gas supply means 81 ...... carrier gas supply system 811 ...... carrier gas cylinder 812 ...... carrier gas supply pipe 813 ...... valve 814 ...... a mass flow controller 82 ...... process gas supply system 821 ...... processing gas cylinder 822 ...... processing gas supply pipe 823 ...... first valve 824 ...... second valve 825 ...... mass flow controller 83 ...... gas mixing system 831 ...... gas mixer (gas mixing unit) 832 ...... mixed gas supply pipe 9 ...... exhaust unit 91 ...... exhaust gas inlet port 92 ...... exhaust gas outlet 93 ...... exhaust gas 流路 94……バルブ 95……ポンプ 96……ガス排出管 10……ワーク 30……プラズマ生成空間 300……ヘッド 100……プラズマ処理装置本体 101……被処理面 102……処理領域 103……非処理領域 150……操作部 160……記憶部 170……制御手段 180……装置本体移動手段(移動手段) 190……ワーク保持部移動手段(移動手段) 200……ステージ 201……ワーク保持部 Passage 94 ...... valve 95 ...... pump 96 ...... gas discharge pipe 10 ...... workpiece 30 ...... plasma generating space 300 ...... head 100 ...... plasma processing apparatus main body 101 ...... objective surface 102 ...... processing area 103 ... ... untreated region 150 ...... operation unit 160 ...... storage unit 170 ...... control means 180 ...... device body moving means (moving means) 190 ...... work holder moving means (moving means) 200 ...... stage 201 ...... workpiece holding unit

Claims (9)

  1. ワークの被処理面に対して相対的に移動可能な1対の電極と、 A pair of electrodes movable relative with respect to the treatment surface of the workpiece,
    前記1対の電極間に画成されるプラズマ生成空間に電圧を印加する電源を備えた電源回路と、 A power supply circuit including a power source for applying a voltage to the plasma generation space defined between the pair of electrodes,
    前記プラズマ生成空間に、プラズマを生成および維持するためのキャリアガスを供給するキャリアガス供給系と、前記ワークの被処理面をプラズマ処理する活性種を生成するための処理ガスを供給する処理ガス供給系とを備えるガス供給手段と、 In the plasma generating space, the generation and the carrier gas supply system for supplying a carrier gas to maintain the process gas supply for supplying a process gas for generating the active species for performing plasma processing on a processing target surface of the workpiece to the plasma a gas supply means and a system,
    前記プラズマ生成空間に連通し、前記ワークの被処理面に向けて前記活性種を噴出するプラズマ噴出口と、 Communicating with the plasma generating space, a plasma ejection port for ejecting said active species toward a target surface of the workpiece,
    前記ガス供給手段の作動を制御する機能を有する制御手段とを備え、 And control means having a function of controlling the operation of the gas supply means,
    前記制御手段により、前記ガス供給手段を、前記プラズマ生成空間に前記キャリアガスを供給した状態で、前記処理ガスの供給を停止することにより、前記プラズマを生成し、該プラズマを維持する非処理モードと、 By the control means, said gas supply means, while supplying the carrier gas to the plasma generating space, by stopping the supply of the processing gas, the non-processing mode to generate the plasma, to maintain the plasma When,
    前記プラズマ生成空間に前記キャリアガスと前記処理ガスとの混合ガスを供給することにより、前記処理ガスを活性化して前記活性種を生成し、該活性種を前記プラズマ噴射口から噴出して前記ワークの被処理面をプラズマ処理する処理モードとに切り替え可能なように構成され、 By supplying a mixed gas of the carrier gas and the treated gas to the plasma generating space, and activating the processing gas to generate the active species, said ejected the active species from the plasma injection port work configured the target surface of the so as to be switched to a processing mode in which the plasma treatment,
    プラズマ処理を施す処理領域と、前記処理領域を除く非処理領域とを有する前記ワークの被処理面に対して、前記1対の電極を相対的に移動しつつプラズマ処理を施す際に、 A processing area for performing a plasma treatment with respect to the treatment surface of the workpiece and a non-processing region excluding the processing region, when subjected to the plasma treatment while relatively moving said pair of electrodes,
    前記制御手段は、前記プラズマ噴出口が前記被処理面の非処理領域に対応する位置にあるとき、前記ガス供給手段を前記非処理モードに設定し、 Wherein, when the plasma jet outlet is in the position corresponding to the non-processing region of the treated surface, and set the gas supplying means to the non-processing mode,
    前記プラズマ噴出口が前記被処理面の処理領域に対応する位置にあるとき、前記処理モードに設定し、前記被処理面の処理領域に向けて前記活性種を供給するよう構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。 Said plasma jet port when in a position corresponding to the processing region of the surface to be treated is set in the processing mode, the is configured to supply the active species toward the processing region of the processing surface the plasma processing apparatus according to claim.
  2. 前記ワークの被処理面における前記処理領域および前記非処理領域の少なくとも一方の位置情報を入力する入力手段を備え、 An input means for inputting at least one of the position information of the processing area and the untreated area in the processed surface of the workpiece,
    前記制御手段は、前記位置情報に応じて、前記ガス供給手段を前記非処理モードまたは前記処理モードに切り替えるよう構成されている請求項に記載のプラズマ処理装置。 It said control means in response to said position information, a plasma processing apparatus according to the gas supply means to claim 1, which is configured to switch to the non-processing mode or the processing mode.
  3. 前記入力手段に入力された前記処理領域および前記非処理領域の少なくとも一方の位置情報を記憶する記憶手段を備える請求項に記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 2 comprising a storage means for storing at least one of the position information of the processing area and the untreated area is input to the input means.
  4. 前記制御手段は、前記ガス供給手段を、前記非処理モードから前記処理モードに切り替えると、前記プラズマ生成空間に供給する前記処理ガスの流量を、設定流量まで徐々に増加させる請求項1ないしのいずれかに記載のプラズマ処理装置。 Said control means, said gas supply means, wherein when switching from the non-processing mode to the processing mode, the flow rate of the processing gas supplied into the plasma generating space, of claims 1 to 3 is gradually increased up to the set flow rate the plasma processing apparatus according to any one.
  5. 前記制御手段は、前記非処理モードにおいて、前記プラズマ生成空間に供給するキャリアガスの流量を、前記プラズマの生成を維持するための必要最小量に設定する請求項1ないしのいずれかに記載のプラズマ処理装置。 Wherein, in the non-processing mode, the flow rate of the carrier gas supplied to the plasma generating space, according to any one of claims 1 to 4 is set to the minimum necessary amount for maintaining the generation of said plasma plasma processing apparatus.
  6. 前記ガス供給手段において、前記キャリアガス供給系および前記処理ガス供給系は、それぞれ、前記キャリアガスおよび前記処理ガスの流量を調整するガス流量調整手段を有し、 In the gas supply means, the carrier gas supply system and the process gas supply system, respectively, have a gas flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the carrier gas and the process gas,
    前記制御手段は、当該ガス流量調整手段の作動を制御することにより、前記非処理モードと前記処理モードとの切り替えを行う請求項1ないしのいずれかに記載のプラズマ処理装置。 Wherein the control means controls the operation of the gas flow rate adjusting device, a plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 5 for switching between the non-processing mode and the processing mode.
  7. 前記ガス供給手段は、前記キャリアガス供給系および前記処理ガス供給系に接続されたガス混合系を有し、前記キャリアガス供給系および前記処理ガス供給系により供給された前記キャリアガスおよび前記処理ガスを、前記ガス混合系により混合した後、前記プラズマ生成空間に供給する請求項1ないしのいずれかに記載のプラズマ処理装置。 The gas supply means has a gas mixing system connected to the carrier gas supply system and the process gas supply system, the carrier gas and the process gas supplied by the carrier gas supply system and the process gas supply system , it said after mixing with a gas mixture system, the plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to be supplied to the plasma generating space 6.
  8. 前記プラズマ噴出口を、前記ワークの被処理面に対して略直交する方向に移動させる移動手段を有し、 The plasma jet outlet has a moving means for moving in a direction substantially perpendicular to the treatment surface of the workpiece,
    前記制御手段は、前記ガス供給手段を前記処理モードから前記非処理モードに切り替えるのに連動して、前記移動手段を作動させることにより、前記プラズマ噴出口と前記ワークの被処理面との離間距離がより大きくなるように、前記プラズマ噴出口を移動させる請求項1ないしのいずれかに記載のプラズマ処理装置。 Said control means, in conjunction with the gas supply means from the processing mode to switch to the non-processing mode, by operating the moving means, the distance between the target surface of the said plasma jet port work as Gayori increases, plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 7 for moving the plasma jet outlet.
  9. 前記プラズマ噴出口の周囲に、該プラズマ噴出口から噴出されたガスを吸気する排気吸込口を備える請求項1ないしのいずれかに記載のプラズマ処理装置。 Wherein the periphery of the plasma jet outlet, the plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 8 comprising an exhaust inlet port for sucking the ejected gas from the plasma jet outlet.
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