JPH1154484A - 電子部品のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タクトタイムを維持して生産性を向上させる
ことができる電子部品のプラズマ処理装置およびプラズ
マ処理方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 電極２上に載置された基板６のプラズマ
処理を行う真空チャンバ５の蓋部材４にヒータ２０を設
置する。プラズマ処理時には、温度センサ２３と制御部
２２によりヒータ２０を制御して、真空チャンバ５の内
壁の温度を常に所定温度以上に保つようにする。これに
より、真空チャンバ５の内壁に吸着される水分や有機物
の量を低減させ、また吸着された水分や有機物を速かに
蒸発させることができ、したがって吸着された水分など
による真空吸引時間の増加を抑制してタクトタイムを維
持することができる。また従来は頻繁に必要とされた真
空チャンバ内のシールド部品交換や、清掃作業のための
労力を削減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品の表面処
理をプラズマによって行う電子部品のプラズマ処理装置
およびプラズマ処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】基板などの電子部品の表面処理方法とし
てプラズマ処理法が知られている。この方法は減圧雰囲
気下でプラズマを発生させ、この結果発生した電子やイ
オンを電子部品の表面に衝突させて表面処理を行うもの
である。この方法では減圧雰囲気を形成するために、外
部と遮断された真空チャンバと、真空チャンバ内を真空
吸引する真空吸引手段を必要とする。そして、プラズマ
処理の各サイクルごとに真空チャンバを開閉して電子部
品の出し入れを行い、真空チャンバを閉じた後にはその
都度真空チャンバ内が所定真空度に到達するまで真空吸
引を行う。この真空吸引に要する時間は、プラズマ処理
の１サイクルのタクトタイムの相当部分を占めるもので
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プラズマ処
理では電子部品の表面に電子やイオンを衝突させそのエ
ッチング効果で表面処理を行うものであるため、エッチ
ングにより除去された微粒子状の汚染物などは周囲に飛
散して真空チャンバの内壁に付着し、時間の経過ととも
に堆積する。そして真空チャンバの開閉の度に外部から
導入される大気中の水蒸気や有機物のガスがこの堆積層
に吸着され、これらのガスは真空チャンバの真空吸引時
に堆積層から放出されて外部へ排出される。ここで、微
粒子の堆積層は真空チャンバの内壁面に微視的な表面層
を著しく増大させることとなり、その結果真空チャンバ
内壁面に堆積層がある状態で吸着されるガスの量は、堆
積層がない状態でのガスの吸着量と比較すれば極めて多
量のものとなる。この結果、これらのガスを真空吸引し
て所定真空度に到達するまでには長い真空吸引時間を必
要とするようになる。

【０００４】このように、従来の電子部品のプラズマ処
理装置では、真空チャンバ内の付着物の堆積によって真
空吸引に長時間を要し、タクトタイムが長くなり、生産
性が上がらないという問題点があった。

【０００５】そこで本発明は、タクトタイムを維持して
生産性を向上させることができる電子部品のプラズマ処
理装置およびプラズマ処理方法を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電子部品
のプラズマ処理装置は、真空チャンバと、この真空チャ
ンバ内に設けられた電極と、この電極に高周波電圧を印
加する高周波電源と、前記真空チャンバ内を真空吸引す
る真空吸引部と、前記真空チャンバ内にプラズマ発生用
ガスを供給するプラズマガス供給部と、前記真空チャン
バを加熱する加熱手段と、この加熱手段を制御する制御
手段とを備えた。

【０００７】請求項２記載のプラズマ処理方法は、真空
チャンバ内を真空吸引した後にこの真空チャンバ内にプ
ラズマ発生用ガスを導入し、次いで前記真空チャンバ内
の電極に高周波電圧を印加することによりプラズマを発
生させて前記真空チャンバ内に載置された電子部品のプ
ラズマ処理を行う電子部品のプラズマ処理方法であっ
て、プラズマ処理の開始時に前記真空チャンバの温度を
加熱手段により予め設定された所定温度以上に上昇さ
せ、その後前記真空チャンバの温度を予め設定された温
度範囲内に保持することにより前記真空チャンバ内の水
分や有機物の付着を低減させるようにした。

【０００８】

【発明の実施の形態】上記構成の本発明によれば、真空
チャンバを加熱することにより、真空チャンバ内壁に吸
着される水蒸気や有機物のガスの量を低減させ、所要真
空度に到達するのに要する真空吸引時間の増加を抑制し
てタクトタイムを維持することができる。

【０００９】次に本発明の実施の形態を図面を参照して
説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品のプ
ラズマ処理装置の断面図、図２、図３、図４は同電子部
品のプラズマ処理装置の真空チャンバの断面図、図５は
同電子部品のプラズマ処理装置の真空チャンバの温度を
示すグラフである。

【００１０】まず図１を参照して、電子部品のプラズマ
処理装置の構造を説明する。図１において、ベース部材
１には開口部１ａが設けられており、開口部１ａには下
方より電極２が絶縁材３を介して装着されている。電極
２の上方には箱型の蓋部材４が配設されており、蓋部材
４、ベース部材１および電極２で囲まれる空間は真空チ
ャンバ５を形成する。蓋部材４が図示しない昇降手段に
よって上下動することにより、真空チャンバ５は開閉す
る。電極２の上面にはプラズマ処理対象の電子部品であ
る基板６が載置されている。

【００１１】ベース部材１には管路１１，１３が設けら
れ、それぞれ真空吸引部１２、プラズマガス供給部１４
に接続されている。真空吸引部には真空チャンバ５を真
空吸引する。プラズマガス供給部１４は真空チャンバ５
内にアルゴンガスなどのプラズマ発生用のガスを供給す
る。また、電極２は高周波電源１５に電気的に接続され
ており、蓋部材４は接地部１６に接地されている。ま
た、蓋部材４の上面には加熱手段としてのヒータ２０が
装着されている。ヒータ２０を駆動することにより蓋部
材４全体が加熱され、したがって真空チャンバ５の内壁
が加熱される。ヒータ２０はヒータ駆動部２１により駆
動され、ヒータ駆動部２１は制御部２２により制御され
る。蓋部材４には温度センサ２３が設けられており、真
空チャンバ５の内壁の温度を計測する。温度センサ２３
からの計測信号は制御部２２へ送られる。

【００１２】したがって、温度センサ２３の計測結果に
基いて制御部２２がヒータ駆動部２１を制御することに
より、真空チャンバ５の内壁の温度を所定の温度範囲に
保持することができる。すなわち温度センサ２３、制御
部２２は、加熱手段を制御する制御手段となっている。

【００１３】この電子部品のプラズマ処理装置は上記の
ような構成より成り、次に動作を説明する。まず図２に
おいて、蓋部材４が上昇した状態で真空チャンバ５内に
基板６が搬入される（矢印ａ参照）。次いで図３におい
て蓋部材４が下降して真空チャンバ５が閉じられる。こ
の後、真空チャンバ５内は真空吸引部１２により真空吸
引され、次いでプラズマガス供給部１４によりプラズマ
発生用ガスが真空チャンバ５内に導入される。次いで高
周波電源１５を駆動して電極２に高周波電圧を印加する
ことにより、真空チャンバ５内にはプラズマが発生す
る。その結果発生したイオンや電子が基板６の表面に衝
突することにより（図３に示す下向き矢印参照）、基板
１の表面のプラズマ処理が行われる。

【００１４】プラズマ処理が終了すると、真空チャンバ
５内には空気が導入され、その後、図５に示すように蓋
部材４を上昇させて真空チャンバを開く。次に新たな基
板６を真空チャンバ５内に搬入するとともに、プラズマ
処理済みの基板６を真空チャンバ５から搬出してプラズ
マ処理の１サイクルが終了する。

【００１５】ところで、上述のプラズマ処理のサイクル
を連続して行うと、基板６の表面から除去された汚染物
などの微粒子が飛散し、真空チャンバ５の内壁に付着し
て堆積する。この堆積層には大気開放時に多量の水分や
有機物のガスが吸着され、真空吸引時に堆積層から放出
されるため真空吸引に要する時間を増加させる。このよ
うな吸着された水分などによる真空吸引時間の増加を制
御するため、吸着される水分の量を低減させることが求
められる。

【００１６】真空チャンバ５内での水分の吸着は、堆積
層に水蒸気が結露して微小な水滴となって吸着されるこ
とにより発生することから、水分の吸着を防止するため
には結露が生じないようにすること、すなわち真空チャ
ンバ内壁面の温度を上げることが有効である。したがっ
て、本発明はこの点に着眼し、真空チャンバ５の内壁面
の温度を上げるため、加熱手段としてのヒータ２０を蓋
部材４の上面に設けたものである。これにより、真空チ
ャンバ５の内壁面への水分の吸着を抑制するとともに、
吸着された水分をより速かに蒸発させて放散させること
ができる。

【００１７】以下、真空チャンバ５の加熱の方法につい
て、図５のグラフを参照して説明する。図５において、
横軸は電子部品のプラズマ処理装置が起動された時刻ｔ
０からの時間ｔの経過を、縦軸は温度センサ２３によっ
て計測された真空チャンバ５内壁の温度Ｔを示してい
る。まず、タイミングｔ０においては、温度Ｔは雰囲気
温度Ｔ０であり、この状態からヒータ２０を駆動して真
空チャンバ５の蓋部材４を加熱する。時間の経過ととも
に温度Ｔは上昇し、温度Ｔが下限温度として設定された
温度ＴＬ（通常は７０°Ｃ程度に設定される）を越えた
後に、すなわち図５のタイミングｔ１以後にプラズマ処
理のサイクル開始が可能となる。

【００１８】タイミングｔ２は、プラズマ処理を行うた
めに最初に真空チャンバ５が開けられたタイミングを示
している。その後基板６が搬入されてタイミングｔ３に
て真空チャンバ５が閉じられるまでの間は、真空チャン
バ５の内壁は大気に開放されて冷却されることにより、
真空チャンバ５の内壁の温度Ｔは低下する。タイミング
ｔ３以降は、再びヒータ２０の加熱により、再び温度Ｔ
は上昇する。この後、ｔ４，ｔ６において真空チャンバ
５が開けられ、それぞれタイミングｔ５、ｔ７までの真
空チャンバ５が開いている間は、前述と同様に温度Ｔは
低下する。以後、真空チャンバ５の開閉に伴って同様の
温度変化を繰り返す。

【００１９】このとき、温度Ｔは予め設定された温度範
囲Ｔ１〜Ｔ２の間の温度を保持するよう、制御部２２に
よりヒータ駆動部２１が制御される。また、プラズマ処
理の際の真空チャンバ５内での放電によっても真空チャ
ンバ５は加熱されるため、プラズマ処理のサイクルを連
続して繰り返しているときには、放電による発熱量に見
合った分だけヒータ２０の熱出力を低下させ、設定され
た温度範囲Ｔ１〜Ｔ２を保つように制御する。

【００２０】このように真空チャンバ５を加熱して、真
空チャンバ５の内壁を常に下限温度ＴＬ以上の所定の温
度範囲内に保つことにより、内壁に吸着される水分や有
機物の量を低減することができるとともに、吸着された
水分や有機物を速かに蒸散させることができ、これによ
り、真空吸引時間を大幅に短縮することができる。

【００２１】また、上記実施の形態では加熱手段として
ヒータ２０を用いているが、プラズマ放電そのものを加
熱手段として用い、放電時の発熱により真空チャンバ５
を加熱して内壁の温度を上げてもよい。この場合にはプ
ラズマ処理を開始する前に一定時間の予備放電を行い、
真空チャンバ５を所定温度以上に昇温させた後にプラズ
マ処理のサイクルを開始する。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、真空チャンバを加熱し
て、真空チャンバの内壁の温度を常に所定温度以上に保
つようにしているので、真空チャンバの内壁に吸着され
る水分や有機物の量を低減させ、また吸着された水分や
有機物を速かに蒸発させることができ、したがって真空
吸引時間の増加を抑制してタクトタイムを維持すること
ができる。また従来は頻繁に必要とされた真空チャンバ
内のシールド部品交換や、清掃作業のための労力を削減
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の電子部品のプラズマ処
理装置の断面図

【図２】本発明の一実施の形態の電子部品のプラズマ処
理装置の真空チャンバの断面図

【図３】本発明の一実施の形態の電子部品のプラズマ処
理装置の真空チャンバの断面図

【図４】本発明の一実施の形態の電子部品のプラズマ処
理装置の真空チャンバの断面図

【図５】本発明の一実施の形態の電子部品のプラズマ処
理装置の真空チャンバの温度を示すグラフ

【符号の説明】

１ ベース部材 ２ 電極 ４ 蓋部材 ５ 真空チャンバ ６ 基板 １２ 真空吸引部 １４ プラズマガス供給部 １５ 高周波電源 ２０ ヒータ ２１ ヒータ駆動部 ２２ 制御部 ２３ 温度センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空チャンバと、この真空チャンバ内に設
   けられた電極と、この電極に高周波電圧を印加する高周
   波電源と、前記真空チャンバ内を真空吸引する真空吸引
   部と、前記真空チャンバ内にプラズマ発生用ガスを供給
   するプラズマガス供給部と、前記真空チャンバを加熱す
   る加熱手段と、この加熱手段を制御する制御手段とを備
   えたことを特徴とする電子部品のプラズマ処理装置。
2. 【請求項２】真空チャンバ内を真空吸引した後にこの真
   空チャンバ内にプラズマ発生用ガスを導入し、次いで前
   記真空チャンバ内の電極に高周波電圧を印加することに
   よりプラズマを発生させて前記真空チャンバ内に載置さ
   れた電子部品のプラズマ処理を行う電子部品のプラズマ
   処理方法であって、プラズマ処理の開始時に前記真空チ
   ャンバの温度を加熱手段により予め設定された所定温度
   以上に上昇させ、その後前記真空チャンバの温度を予め
   設定された温度範囲内に保持することにより前記真空チ
   ャンバ内の水分や有機物の付着を低減させることを特徴
   とする電子部品のプラズマ処理方法。