JPH1167735A - 基板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】 プラズマ処理を効率良く、かつ均一に行うこ
とができる基板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】 真空チャンバ５内の高周波電圧が印加さ
れ、プラズマ処理対象の基板６が載置される電極２の上
面に絶縁体７を装着し、基板６が載置された状態での電
極２上のインピーダンスを均一化する。これにより、電
極２上での放電を均一化して真空チャンバ５内で発生す
るプラズマの密度を均一化することができるので、基板
６の表面を効率よく、かつ均一にプラズマ処理すること
ができる。また、表裏を貫通する回路電極を有する基板
の場合でも、回路電極が直接電極２に導通しないので放
電による電荷が電流として回路電極に流れることによる
焼損が発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマによって
基板の表面処理を行う基板のプラズマ処理装置及びプラ
ズマ処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板やリードフレームなどの基
板に電子部品を実装するのに先立ち、基板の表面をプラ
ズマ処理することが行われる。プラズマ処理は、処理対
象の基板を真空チャンバ内の電極上に載置し、真空チャ
ンバ内を真空吸引した後にプラズマ発生用ガスを真空チ
ャンバ内に導入し、電極に高周波電圧を印加することに
より真空チャンバ内にプラズマを発生させ、この結果発
生したイオンや電子を基板の表面に衝突させてイオンや
電子のエッチング効果により基板の表面処理を行うもの
である。

【０００３】ところで、プラズマによるエッチング効果
は真空チャンバ内で発生するプラズマの密度に依存する
が、このプラズマの密度は真空チャンバ内で必ずしも均
一ではない。プラズマは基板が載置される電極と接地電
極である真空チャンバとの間の放電によって発生し、プ
ラズマを均一に発生させるためには、電極と真空チャン
バとの間の放電が電極上で均一に発生するよう、すなわ
ち電極上のインピーダンスの分布が均一となることが求
められる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電極は
一般にアルミなどの導電性の金属より成っており、この
電極の上に樹脂などの非導電体の基板を載置した場合に
は、電極上のインピーダンスの分布は均一とはならな
い。このため、真空チャンバ内の空間を介して流れる高
周波電流は、電極上面の基板が載置されていない部分、
すなわち電極が直接真空チャンバと相対しておりインピ
ーダンスが低い部分に偏って流れることとなる。

【０００５】その結果、真空チャンバ内のプラズマの密
度には疎密が生じ、電極上面の基板が載置されていない
部分ではプラズマの密度が密で、逆に処理対象の基板が
載置された部分では疎らな分布というプラズマ処理効果
上での望ましい分布とは全く逆の分布となり、プラズマ
処理の効率が悪く、また不均一になるという問題点があ
った。

【０００６】また、フィルム基板等の薄型で撓みやすい
基板をプラズマクリーニング処理する場合、電極上に載
置された基板は部分的に電極の表面から浮き上がりやす
い。このため、浮き上がった部分と電極の間の空間に放
電が集中して基板が焦げるという問題点があった。

【０００７】そこで本発明は、放電の発生を均一にして
プラズマ処理を効率良く、かつ均一に行うことができる
基板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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の基板のプ
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を備え、前記電極の上
面に絶縁体を設け、この絶縁体上に基板を載置してプラ
ズマを発生させるようにした。

【０００９】請求項２記載の基板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真空チャンバ内
にプラズマ発生用ガスを供給し、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基板のプ
ラズマ処理を行う基板のプラズマ処理方法であって、前
記基板を前記電極上に設けられた絶縁体上に載置してプ
ラズマを発生させるようにした。

【００１０】

【発明の実施の形態】各請求項記載の発明によれば、真
空チャンバ内の電極上に絶縁体を装着し、絶縁体を介し
て基板を電極上に載置することにより、真空チャンバ内
で発生する放電を均一化し、したがって基板のプラズマ
処理を効率良くしかも均一に行うことができる。

【００１１】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基板のプラ
ズマ処理装置の断面図、図２、図３、図４（ａ）、
（ｂ）は同プラズマ処理装置の真空チャンバの断面図、
図５は同プラズマ処理装置の電極の断面図、図６は同プ
ラズマ処理装置の真空チャンバの断面図である。

【００１２】まず図１を参照して、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。

【００１３】電極２の上面には絶縁体７が装着されてお
り、絶縁体７上には基板６が載置されている。絶縁体７
はテフロンやセラミックなどの材質の素材を、０．５〜
３ｍｍ程度の厚さの板状に加工したものである。また、
絶縁体７として、０．０２５〜０．１ｍｍ程度の厚さの
ポリイミドテープや、表面に０．０２５〜０．１ｍｍ程
度の厚さのアルマイト処理を施した０．５〜３ｍｍ程度
の厚さのアルミ板を用いてもよい。

【００１４】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１２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。

【００１５】こ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。次いで蓋部材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１
２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
ズマガスが発生する。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。

【００１６】ここで、真空チャンバ５内に発生するプラ
ズマの密度について説明する。プラズマの発生状態は真
空チャンバ５内で接地電極である蓋部材４と電極２の放
電に依存する。一般に放電は電極２上の電流が流れやす
い部分に偏って発生するため、電極２上でのインピーダ
ンスの分布が不均一であれば電極２上で発生する放電も
不均一となる。本実施の形態では、電極２の上面には絶
縁体７が装着されているため、基板６を載置した状態で
の電極２上のインピーダンスの分布は、絶縁体７がな
く、導電体の電極２上に直接基板６を載置した場合と比
較して格段に均一化される。従って真空チャンバ５内で
の放電は電極２上の各部分でほぼ均一となり、その結果
発生するプラズマの密度も均一な分布が実現され、基板
７の上面は均一にプラズマ処理される。

【００１７】次に、各種の基板を対象にして本発明の一
実施の形態の基板のプラズマ処理装置を用いた例につい
て説明する。

【００１８】まず、図４（ａ）、（ｂ）を参照してフィ
ルム基板などの薄型の基板６を対象にしてプラズマクリ
ーニングを行う例について説明する。図４（ａ）におい
て、電極２上には基板６が載置されている。基板６は薄
くて撓みやすいため、電極２上でそりを生じ、電極２の
表面と基板６の下面の間には空間ｓが生じている。この
状態で電極２に高周波電圧を印加してプラズマ処理を行
った場合でも、電極２の表面は絶縁体７によって覆われ
ているため、放電は電極２上でほぼ均一に発生し、空間
ｓに集中して放電が発生することがない。したがって、
絶縁体７が装着されていない場合に生じやすい基板６の
焦げを防止することができる。また、このとき図４
（ｂ）に示すように、蓋部材４に押さえ部材８を設けて
基板６を上方から電極２に押しつけ、基板６のそりを矯
正して浮き上がり量を小さくすることにより、焦げの発
生を抑制する効果を更に高めることができる。

【００１９】図５は、表裏２面を貫通した回路パターン
を有する基板６’が電極２上に載置されてプラズマ処理
される状態を示している。基板６’の表面には回路電極
６ａが露呈しており、回路電極６’ａは裏面の回路電極
６’ｂと導通している。この状態で電極２に高周波電圧
を印加してプラズマ処理を行った場合でも、回路電極
６’ｂは絶縁体７によって電極２と遮断されており、電
極２に直接に導通することがないため、放電により基板
６’の表面に到達した電荷が回路電極６’ａ，６’ｂを
介して電流として電極２に流れることがない。したがっ
て、絶縁体７が装着されていない場合に発生する回路電
極６’ａ、６’ｂの焼損がなく、プラズマ処理時のトラ
ブルを防止することができる。

【００２０】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６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。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、高周波電圧が印加され
る電極の上面に絶縁体を装着し、電極上での放電を均一
化しているので、基板の表面を効率よく均一にプラズマ
処理することができる。また、フィルム基板など薄くて
撓みやすい基板を対象とする場合でも、浮き上がった部
分に放電が集中して発生することがないため、基板の焦
げを防止することができ、更に表裏を貫通する回路電極
を有する基板の場合でも、回路電極が直接高周波電極に
導通しないので放電による電荷が電流として回路電極に
流れることによる焼損が発生しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の基板のプラズマ処理装
置の断面図

【図２】本発明の一実施の形態の基板のプラズマ処理装
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基板のプラズマ処理装
置の真空チャンバの断面図

【図４】（ａ）本発明の一実施の形態の基板のプラズマ
処理装置の真空チャンバの断面図 （ｂ）本発明の一実施の形態の基板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基板のプラズマ処理装
置の電極の断面図

【図６】本発明の一実施の形態の基板のプラズマ処理装
置の真空チャンバの断面図

【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、６’ 基板 ７ 絶縁体 ８ 押さえ部材 １２ 真空吸引部 １４ プラズマガス供給部 １５ 高周波電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土師 宏 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

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を備え、前記電極の上面に絶
   縁体を設け、この絶縁体上に基板を載置してプラズマを
   発生させることを特徴とする基板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真空チ
   ャンバ内にプラズマ発生用ガスを供給し、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
   基板のプラズマ処理を行う基板のプラズマ処理方法であ
   って、前記基板を前記電極上に設けられた絶縁体上に載
   置してプラズマを発生させることを特徴とする基板のプ
   ラズマ処理方法。