(57)【要約】【課題】基板処理中の異常放電の発生を抑制することができ、安定かつ確実に処理が可能となる基板の表面処理方法を提供する。【解決手段】絶縁部４１と、複数の導電部４２と、を積層した基板４ａの表面処理方法であって、前記複数の前記導電部４２の間を導体である導体治具５ａを用いて、その積層端面をすべて導通させて、放電処理を行う。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁部と、複数の導電部と、を積層した基板の表面処理方法であって、前記複数の導電部間をすべて導通させて、放電処理を行うことを特徴とする基板の表面処理方法。
【請求項２】
前記導電部間の導通は、金属箔からなる導体を介在させることにより行うことを特徴とする請求項１に記載の基板の表面処理方法。
【請求項３】
前記導体は、前記基板の少なくとも１つの積層端面に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の基板の表面処理方法。
【請求項４】
前記基板は、導電部を下層とする二層基板であって、該二層基板は、板状の前記導体の上面に配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の基板の表面処理方法。
【請求項５】
前記放電処理は、二つの電極間に前記基板を配置した処理であって、前記導体は、前記二つの電極間で、前記基板の処理表面以外の位置に、配置されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の基板の表面処理方法。
【請求項６】
前記放電処理は、プラズマ処理であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板の表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、基板の表面処理方法に係り、特にプラズマ処理において、異常放電及びそれに伴う基板ダメージを抑える基板の表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、放電処理による基板の表面処理は、基板表面の不要物の除去、又は基板表面の改質（例えば親水性又は疎水性を持った表面にするなど）を目的として用いられている。たとえば、ベースとなる基板面に配線パターン層と、ビアホールを有する絶縁層と、を順次積み重ねて形成した薄い多層プリント基板の絶縁層にレーザドリルを用いて穴あけを行う場合、得られたビアホールに炭素を主成分とするスミアと呼ばれる絶縁層の残留物が付着することで、次の配線パターン層の形成工程で結線不良が起こる虞がある。そこで、これらの問題を解決すべく、プラズマ雰囲気において、酸素ラジカルでこれらのスミアを酸化・分解して炭酸ガスとして飛散させる共に、ビアホール底部に付着したスミアを除去し、その下層にある配線パターン層を露出させる表面処理を行うプラズマ処理装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、誘電体が微小コンデンサの集合体として機能するように、基板の被処理面と電極との間に誘電体を配置する構成と、プリント基板に生じる反りや歪みを矯正し電極とプリント基板との距離を一定に保つように、吸引手段でプリント基板を吸引固定する構成と、を備えることにより、コロナ放電を安定させて、特定の位置に放電を集中させないようにするプリント基板の表面処理装置も提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１７１０４９号公報
【特許文献２】
特開２００２−２３２１３６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような表面処理装置を用いて処理される基板は、その基板内部で導電部の一部が導通していても、基板を形成する複数層からなる導電部すべてが、導通しているわけではないので、放電空間を有した電極間に基板を入れると、基板を形成する導電部が誘電され、基板の内部及び表裏の各層間で電位差が生じる。そして、互いに導通していない導電部の距離が最も短いところ、又は基板内の最も電位差が大きいところに、異常放電（アーク）が発生する可能性が高く、この異常放電が発生した場合には、その発生箇所の基板表面は焼け、極端な場合は、基板内部にある互いに導通を必要としない導電部が、その端部で短絡してしまう。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、基板表面をプラズマ処理する際に、電極間の異常放電の発生を抑制することにより、基板に損傷を与えることなく安定にかつ確実にプラズマ処理が可能となる基板の表面処理方法を提供することにある。
【０００７】
【発明を解決するための手段】
前記の目的を達成すべく本発明に係る基板の表面処理方法は、絶縁部と、複数の導電部と、を積層した基板の表面処理方法であって、前記複数の導電部間をすべて導通させて、放電処理を行う。
【０００８】
前記のごとく構成された基板の表面処理方法は、複数ある導電部を互いに導通させることにより、放電処理時に、基板内部に電位差が発生を防ぐので、異常放電を回避し、基板にダメージを与えることもない。また、この表面処理方法は、コロナ処理、又はプラズマ処理などに有効である。
【０００９】
本発明に係る基板の表面処理方法は、前記導電部間の導通が、金属箔からなる導体を介在させることにより行う。
前記のごとく構成された基板の表面処理方法は、金属箔からなる導体を用いることにより、確実に導電部を同電位にすることができる。
【００１０】
本発明に係る基板の表面処理方法は、前記導体が、前記基板の少なくとも１つの積層端面に配置されている。
前記のごとく構成された基板の表面処理方法は、例えば、多層基板のように、互いに導通していない複数の導電部が積層端面に露出した基板の場合には、少なくとも１つの積層端面に導体を挟み込むことにより、容易に導通が可能となる。
【００１１】
本発明に係る基板の表面処理方法は、前記基板が、導電部を下層とする二層基板であって、該二層基板は、板状の前記導体上面に配置されている。
前記のごとく構成された基板の表面処理の方法は、導電部を下層とする二層基板のような、片面にのみ導電部を形成する基板の場合には、その導電部に、板状の導体を接触させることにより、容易に導通が可能となる。
【００１２】
本発明に係る基板の表面処理方法は、前記放電処理が、二つの電極間に前記基板を配置した処理であって、前記導体は、前記二つの電極間で、前記基板の処理表面以外の位置に、配置されている。
前記のごとく構成された基板の表面処理方法は、放電処理をする処理表面に導体がかからないようにすることで、基板品質の安定化が図れる。また、電極間で基板の処理表面以外である未処理表面に導体を配置することで、基板内の電位差を確実に抑制するので、基板に異常放電が発生することなく表面処理が可能となる。
【００１３】
本発明に係る基板の表面処理方法は、前記放電処理が、プラズマ処理である。
前記のごとく構成された基板の表面処理方法をプラズマ処理で実施する場合、基板を損傷することなく、スミアの除去及び表面改質が可能となる。
【００１４】
【発明の実施形態】
以下、本発明に係る基板の表面処理方法の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る基板の表面処理方法に係るプラズマ処理装置の全体構成を示すブロック図である。
【００１５】
図１に示すように、プラズマ処理装置は、基板処理装置１、高周波印加装置２、及びガス供給装置３からなり、基板処理装置１の内部に配置した処理基板４をプラズマ処理する。
【００１６】
まず、高周波印加装置２は、高周波発生電源２０、コントローラ２１、及びマッチングボックス２２からなり、高周波発生電源２０で発生した高周波をマッチングボックス２２に送り、このマッチングボックス２２の状態をコントローラ２１で制御することにより、所望の高周波を基板処理装置１に送る。
【００１７】
一方、ガス供給装置３は、ガス源３０ａ、乾燥空気源３０ｂ、調整弁３１、混合部３２、及びバルブ３３を備え、窒素、水素、又はアルゴンなどからなるガス源３０ａからプラズマ処理に用いる処理ガスの量を、調整弁３１で調整する。そして、これらの処理ガスは、混合部３２で混合された後、基板処理装置１に供給される。また、これらガス源３０ａ以外にも、乾燥空気源３０ｂから乾燥空気を供給することが可能であり、この乾燥空気は、混合されることなくバルブ３３を介して基板処理装置１に供給される。ここで、供給すべき処理ガスの種類は、処理基板４の処理表面の材質、及び処理内容に合わせて、図示のものに限らず適宜選択することができる。
【００１８】
さらに、基板処理装置１は、高周波印加装置２に接続されたＨＯＴ電極１１、接地されたアース電極１２、温度調整装置１３、及び駆動装置１４からなり、アース電極１２上には、処理基板４が配置される。そして、ＨＯＴ電極１１は、処理基板４を挟むような形でアース電極１２の上部に設置されている。さらに、ＨＯＴ電極１１は、駆動装置１４と接続され、アース電極１２の上部を図中の矢印方向に移動する。また、温度調整装置１３は、ＨＯＴ電極１１及びアース電極１２に接続されており、ＨＯＴ電極１１及びアース電極１２の温度調整を行う。
【００１９】
図２は、第一の実施形態に係るプラズマ処理前の処理基板４の構成を示す斜視図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
まず、図２及び図３に示す処理基板４は、ガラスエポキシ樹脂からなる絶縁部４１と、銅パターンからなる導電部４２とを、積層したビルドアップ基板４ａ（長さ５１０×幅３４０ｍｍ×厚み０．７ｍｍ）である。そして、断面がコの字型の形状をして、導体である２つの銅箔製の導体治具５ａ（厚み２５μｍ）が、ビルドアップ基板４ａの向かいあった積層端面に接触するように、挟み込まれている。また、導体治具５ａは、図中矢印に示すビルドアップ基板４ａの処理方向（ＨＯＴ電極１１の移動方向）と平行である方向に延びており、ビルドアップ基板４ａの積層端面と確実に接触するため、ビルドアップ基板４ａの積層端面の端部長さ以上となっている。このように導体治具５ａを用いることで、絶縁部４１により互いに導通していなかった４層の導電部４２は、導通される。また、銅箔製の導体治具５ａは、ビルドアップ基板４ａの処理表面４０ａにかぶらないように設置されている。
【００２０】
ここで、ビルドアップ基板４ａを図１のプラズマ処理装置を用いて、プラズマ処理を実行する処理方法について説明する。ここでのビルドアップ基板４ａの処理は、図３に示す処理表面４０ａのブラインドビアホール４３ａに残留している不要物４３ｂを除去することを目的としている。
【００２１】
まず、導体治具５ａを備えたビルドアップ基板４ａをアース電極１２上に設置する。ここで使用しているＨＯＴ電極１１の大きさは、長さ１００ｍｍ×幅５３０ｍｍ×厚さ２０ｍｍであり、アース電極１２の大きさは、長さ６００ｍｍ×幅６００ｍｍ×厚さ２０ｍｍであり、それぞれの電極表面には、石英ガラス板（厚さ：１ｍｍ）の固体誘導体が設置されており、この電極の大きさに合わせて、処理基板４の処置範囲は決定される。
【００２２】
次に、ガス供給装置３のバルブ３３を開放することにより、ＨＯＴ電極１１とアース電極１２との間に乾燥空気源３０ｂから乾燥空気を供給する。
さらに、高周波印加装置２を動作させて、ＨＯＴ電極１１とアース電極１２との間に所望の高周波電界を形成し、ブラインドビアホール４３ａにある不要物４３ｂを除去するために必要なプラズマを形成する。
【００２３】
一方、ここで形成されたプラズマは、ビルドアップ基板４ａの処理表面４０ａをすべて覆っていないため、駆動装置１４を駆動させることにより、ＨＯＴ電極１１を移動させ、処理表面４０ａを一様にプラズマ処理する。
【００２４】
この際、ＨＯＴ電極１１及びアース電極１２の温度変化により、プラズマ処理条件が変わらないように、ＨＯＴ電極１１及びアース電極１２の温度は、温度調整装置１３によって一定の温度範囲に調整されている。特に、プラズマ処理中に、ビルドアップ基板４ａの処理表面４０ａがプラズマに曝されると、ビルドアップ基板４ａ及び導体治具５ａが加熱されるが、この熱は、アース電極１２に伝導して放熱されるので、ビルドアップ基板４ａの温度の上昇を抑制することがきる。
【００２５】
ここでの処理条件は、ガス供給装置３の乾燥空気の流量：３０ｓｌｍ、高周波印加装置２の電圧：１５ｋＶ及び周波数：２０ｋＨｚ、駆動装置１４によるＨＯＴ電極１１の移動速度：１００ｍｍ／ｍｉｎ、及び温度調整装置１３の設定温度：３０℃となっている。これは、処理条件の一例に過ぎず、これらの条件および処理ガスは、適宜選定可能である。
【００２６】
このように基板の表面を処理すると、ビルドアップ基板４ａのブラインドビアホール４３ａの表面に付着した不要物４３ｂがガス化されて飛散し、確実且つ安定した基板の表面処理が可能となる。
【００２７】
図４は、第二の実施形態に係るプラズマ処理前の処理基板４の構成を示す斜視図であり、図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図である。
まず、図４に示す処理基板４は、フレキシブル基板４ｂ（厚さ１００μｍ）であり、これらは二層からなっており、その上面は、絶縁部４１、下面は、導電部４２である。また、板状の導体であるアルミ箔の導体治具５ｂが、フレキシブル基板４ｂの下面（処理表面４０ｂと向かい合う面）全体を覆うように配置されている。このように導体治具５ｂを配置することで、図５に示すように、フレキシブル基板４ｂの下面に露出した導電部４２と接触し、互いに導通していなかった導電部４２が導通される。
【００２８】
そして、フレキシブル基板４ｂの下面に、アルミ箔の導体治具５ｂを設けた状態で、プラズマ処理を行う。ここでの基板の表面処理は、フレキシブル基板４ｂの処理表面４０ｂ（ポリイミドからなる絶縁部４１の表面）に親水性をもたせるような表面改質を行うことを目的としている。また、プラズマ処理条件は、処理ガスに窒素ガスを用いた以外先に示した第一の実施形態の処理条件と全く同じである。
【００２９】
このような作業でフレキシブル基板４ｂの処理表面４０ｂをプラズマ処理すると、異常放電がなく処理表面４０ｂの表面改質が行われる。すなわち、基板の処理部と未処理部において、水の接触角を測定したところ、未処理表面は７０ｄｅｇ．に対し処理表面は８ｄｅｇ．となり、処理表面は親水性を有しており、安定して確実に表面改質が行われている。
【００３０】
以上、本発明の二つの実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【００３１】
例えば、表面処理を行う基板は、ビルドアップ基板又はフレキシブル基板を用いて実施したが、これらに限定されるものではなく、全層ＩＶＨ基板、セラミック基板、ＴＡＢ、及びＣＣＬを用いて実施してもよく、処理条件も、これらの処理基板に合わせて適宜決定することが可能である。また、導体治具は、これら処理基板の大きさ、処理部の形状に合わせて、処理基板の導電部がすべて導通しさえすればよく、その材質も、基板の導電部を導通可能なものであれば特に限定されない。
【００３２】
【発明の効果】
以上の発明から理解されるように、この発明による基板の表面処理方法によれば、基板表面をプラズマ処理する際に、電極間の異常放電の発生を抑制することにより基板に損傷を与えることなく、安定かつ確実にプラズマ処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマ処理装置の全体構成を示すブロック線図。
【図２】本発明の第一の実施形態の処理基板及び導体治具を示すの斜視図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。
【図４】本発明の第二の実施形態の処理基板及び導体治具を示すの斜視図。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図。
【符号の説明】
１          基板処理装置
２          高周波印加装置
３          ガス供給装置
４          処理基板
４ａ        ビルドアップ基板
４ｂ        フレキシブル基板
４１        絶縁部
４２        導電部
５ａ、５ｂ  導体治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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