(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電体からなる互いに独立した複数の回路パターンが非導電体上に形成された回路パターン面を有する被処理物を、対向面が固体誘電体で被覆されている対向する１対の電極間に配置し、前記電極間にガスを供給しながら電圧を印加することにより、前記被処理物の前記回路パターン面とは反対側の面のプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、
前記被処理物の前記回路パターン面を前記１対の電極における一方の電極に向け、前記一方の電極を被覆する固体誘電体及び前記被処理物のうち少なくとも前記被処理物とは別体の薄膜導電体を、前記一方の電極を被覆する固体誘電体と前記被処理物との間に介在させて前記一方の電極を被覆する固体誘電体に固定し、かつ前記被処理物を前記薄膜導電体に重ね、かつ前記薄膜導電体を前記回路パターン面の全体に行き渡らせて前記複数の回路パターンの全てと接触させることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２】
前記薄膜導電体は、多孔質状の薄膜導電体であり、該薄膜導電体の孔の大きさが、前記互いに独立した回路パターンのうち最小のパターン間隔よりも小さいことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】
導電体からなる互いに独立した複数の回路パターンが非導電体上に形成された回路パターン面を有する被処理物の前記回路パターン面とは反対側の面をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、
対向面が固体誘電体で被覆され、間にガスが供給されながら電圧が印加される対向する１対の電極と、
前記１対の電極における一方の電極を被覆する固体誘電体及び前記被処理物のうち少なくとも前記被処理物とは別体をなし、前記一方の電極を被覆する固体誘電体と該固体誘電体に前記回路パターン面を向けた前記被処理物との間に介在されて、前記一方の電極を被覆する固体誘電体に固定され、かつ前記被処理物が重ねられ、かつ前記回路パターン面の全体に行き渡り、前記複数の回路パターンの全てと接触する薄膜導電体と、
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
更に真空吸引により被処理物及び／又は固体誘電体を固定する手段を有し、かつ、前記薄膜導電体が多孔質状の薄膜導電体であり、該薄膜導電体の孔の大きさが、前記互いに独立した回路パターンのうち最小のパターン間隔よりも小さいことを特徴とする請求項３記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路パターン等が形成された基板等の導電体からなる微細な構造が非導電体上
に形成された被処理物を損傷することなくプラズマ処理することができるプラズマ処理方
法及びプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属やプラスチック等の表面を改質したり、基板等の上に付着した有機物等を洗浄除去し
たりする方法としてプラズマ処理が知られている。プラズマ処理は電極間に導いた気体に
電圧を印加することにより励起させてプラズマガスとし、このプラズマガスにより被処理
物の表面を処理するものである。従来のプラズマ処理装置では、プラズマガスを発生させ
るために減圧を行う必要があったが、近年では常圧下でもプラズマガスを発生させる方法
が考案され、実用範囲が飛躍的に拡大しつつある（例えば、特許文献１等）。
【０００３】
プラズマ処理の具体的な方法としては、例えば、被処理物を電極間に配置して、電極間に
気体を供給しながら電圧を印加する直接法が挙げられる。直接法は処理条件等の制御が極
めて容易であり、均一な処理が可能である。しかしながら、回路パターン等が形成された
基板等の、導電体からなる微細構造が非導電体上に形成された被処理物を電極間に設置し
て、直接法により表面にプラズマ処理を施そうとすると、回路パターン等の一部に焦げ付
き等が発生して回路パターンを損傷してしまうことがあった。
また、プラズマ処理の具体的な方法としては、電極間で発生したプラズマガスを電極間の
外部に設置した被処理物に吹き付けるリモート法も知られている。リモート法は、電極間
に納めることができない大きさの被処理物の表面にプラズマ処理を施すことができること
から、極めて応用性の高い方法であるといえる。しかしながら、回路パターン等が形成さ
れた基板等の、導電体からなる微細構造が非導電体上に形成された被処理物にリモート法
によりプラズマ処理を施す場合、直接法に比べれば焦げつき等の発生は少ないものの、充
分なプラズマ処理を施すことが難しいという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６８５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記現状に鑑み、回路パターン等が形成された基板等の導電体からなる微細な
構造が非導電体上に形成された被処理物を損傷することなくプラズマ処理することができ
るプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るプラズマ処理方法は、導電体からなる互いに独立した複数の回路パターンが非導電体上に形成された回路パターン面を有する被処理物を、対向面が固体誘電体で被覆されている対向する１対の電極間に配置し、前記電極間にガスを供給しながら電圧を印加することにより、前記被処理物の前記回路パターン面とは反対側の面のプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、前記被処理物の前記回路パターン面を前記１対の電極における一方の電極に向け、前記一方の電極を被覆する固体誘電体及び前記被処理物のうち少なくとも前記被処理物とは別体の薄膜導電体を、前記一方の電極を被覆する固体誘電体と前記被処理物との間に介在させて前記一方の電極を被覆する固体誘電体に固定し、かつ前記被処理物を前記薄膜導電体に重ね、かつ前記薄膜導電体を前記回路パターン面の全体に行き渡らせて前記複数の回路パターンの全てと接触させるプラズマ処理方法である。また、本発明に係るプラズマ処理装置は、導電体からなる互いに独立した複数の回路パターンが非導電体上に形成された回路パターン面を有する被処理物の前記回路パターン面とは反対側の面をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、対向面が固体誘電体で被覆され、間にガスが供給されながら電圧が印加される対向する１対の電極と、前記１対の電極における一方の電極を被覆する固体誘電体及び前記被処理物のうち少なくとも前記被処理物とは別体をなし、前記一方の電極を被覆する固体誘電体と該固体誘電体に前記回路パターン面を向けた前記被処理物との間に介在されて、前記一方の電極を被覆する固体誘電体に固定され、かつ前記被処理物が重ねられ、かつ前記回路パターン面の全体に行き渡り、前記複数の回路パターンの全てと接触する薄膜導電体と、を備えたプラズマ処理装置である。
以下に本発明を詳述する。
【０００７】
本発明のプラズマ処理方法では、対向面が固体誘電体で被覆されている対向する１対の電
極間に被処理物を配置し、電極間にガスを供給しながら電圧を印加することにより被処理
物にプラズマ処理を施す。
本発明者らは、回路パターン等が形成された基板等の、導電体からなる微細構造が非導電
体上に形成された被処理物をプラズマ処理したときに回路パターン等が損傷する原因につ
いて鋭意検討した結果、電圧をかけたときに互いに独立した回路パターン間に極めて大き
な電位差が生じ、この電位差により被処理物上の独立した回路パターン間に異常放電が起
こることが原因であることを見出した。更に鋭意検討した結果、処理の際に一定の厚さの
薄膜導電体を被処理物の回路パターン面の略全面と接するように配置することにより、こ
のような異常放電の発生を防止することができ、損傷させることなくプラズマ処理を施す
ことができることを見出し、本発明を完成するに至った。これは、このような薄膜導電体
を回路パターン面に接するように配置することにより、独立した回路パターン間で大きな
電位差が発生しなくなるためと考えられる。
【０００８】
本発明のプラズマ処理方法の対象となる被処理物は、導電体からなる微細構造が非導電体
上に形成された構造を有するものである。このような被処理物としては、例えば、回路パ
ターン等が形成された基板等が挙げられる。
【０００９】
上記薄膜導電体としては特に限定されず、例えば、鉄、銅、アルミニウム等の金属単体；ステンレス、真鍮等の合金；金属間化合物；炭素等からなるものが挙げられる。
上記薄膜導電体の厚さの下限は特にないが、好ましい下限は０．０１μｍである。０．０１μｍ未満であると、充分な耐久性が得られないことがある。
上記薄膜導電体は、独立したシート状の形態を有するものであってもよいし、固体誘電体の表面にスパッタリング法等の方法により製膜されたものであってもよい。
【００１０】
上記薄膜導電体は、上記被処理物の導電体からなる微細構造が形成された面の略全面に接
するように配置される。上記薄膜導電体と被処理物の導電体からなる微細構造が形成され
た面とが接していない場合には、独立した回路パターン間に異常放電が生じるのを防止で
きなかったり、被処理物と薄膜導電体との間に異常放電が生じてしまったりすることがあ
る。
【００１１】
上記薄膜導電体と被処理物とを確実に接するようにする方法としては、例えば、通常のプ
ラズマ処理装置においては、処理中に被処理物が動かないように固定したり、また、固体
誘電体の浮き上がり等により異常放電（裏放電）が発生するのを防止したりする目的で、
エアチャック等の真空吸引により被処理物及び／又は固体誘電体を固定する手段を有する
ことが多いことから、このような固定手段を利用する方法が挙げられる。即ち、被処理物
の回路パターンのない面にプラズマ処理を施す場合には、電極上の固体誘電体の上に多孔
質状の薄膜導電体を配置し、この上に導電体からなる微細構造が形成された面が薄膜導電
体側になるように被処理物を重ね、エアチャック等の固定手段により固定する。このよう
な方法により、薄膜導電体と被処理物とを確実に接触させることができる。なお、ここで
多孔質状の薄膜導電体としたのは、エアチャック等の固定手段をそのまま利用することが
できるためである。
ただし、このような多孔質状の薄膜導電体を用いる場合には、その孔の大きさが被処理物
上の導電体からなる微細構造のうち最小のパターン間隔よりも小さいことが好ましい。孔
の大きさが被処理物上の導電体からなる微細構造よりも大きい場合には、その部分におい
ては、被処理物上の電位差の発生を防止できず、異常放電により被処理物が破損してしま
うことがある。より好ましくは、多孔質状薄膜導電体の孔の大きさが被処理物上の導電体
からなる微細構造のうち最小のパターン間隔の１／２以下であることであり、更に好まし
くは１／５以下であることである。
上記多孔質状の薄膜導電体としては特に限定されないが、金属メッシュ、パンチングメタ
ル、金属繊維や炭素繊維からなる不織布等が挙げられる。
【００１２】
また、特許請求しないが、被処理物の回路パターン面にプラズマ処理を施す場合には、回路パターン間隔に対し充分に小さい孔を有する多孔質状の薄膜導電体と被処理物とを、被処理物の導電体からなる微細構造が形成された面が薄膜導電体と接するように重ね、この上に適当な重量を有する被導電体からなる重しを重ねる方法により薄膜導電体と被処理物とを確実に接触させることができる。この場合、上記薄膜導電体の厚さの上限は１ｍｍである。１ｍｍを超えると、薄膜導電体自体が電極として働き、プラズマガスが被処理物に到達しにくくなる。上記被導電体からなる重しとして、被処理物上の導電体からなる回路パターン間隔よりも充分に大きな孔を有する多孔質状体を用いると、上記被処理物の導電体からなる微細構造が形成された面にプラズマ処理を施すことができる。
【００１３】
本発明のプラズマ処理方法では、対向する１対の電極間に被処理物を配置する。
上記電極としては特に限定されず、例えば、鉄、銅、アルミニウム等の金属単体；ステン
レス、真鍮等の合金；金属間化合物からなるもの等が挙げられる
上記電極の対向面は固体誘電体で被覆されている。この場合、固定誘電体と電極とが密着
し、かつ、電極の対向面を完全に覆われていることが好ましい。固定誘電体によって覆わ
れずに電極同士が直接対向する部位があると、そこからアーク放電が生じてプラズマ状態
を保持しにくくなることがある。
【００１４】
上記固体誘電体としては特に限定されず、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；ガラス、二酸化珪素、酸化アルミニウム、二酸
化ジルコニウム、二酸化チタン等の金属酸化物；チタン酸バリウム等の複酸化物等からな
るもの等が挙げられる。なお、平板電極を被覆する固体誘電体としては、このようなセラ
ミックコーティングやホーロー処理など電極表面に直接固着（コーティング）するものの
他、石英板、ガラス板、アルミナ板などのセラミック板を電極表面に密着させるものでも
よい。
上記個体誘電体の厚さの好ましい下限は０．１ｍｍ、好ましい上限は２ｍｍである。
【００１５】
上記対向する１対の電極間の距離としては、その上に被覆する固体誘電体の厚さ、印加電
圧の大きさ、プラズマを利用する目的等を考慮して適宜決定されるが、好ましい下限は０
．１ｍｍ、好ましい上限は５０ｍｍである。０．１ｍｍ未満であると、電極間の間隔をお
いて設置するのが困難であることがあり、５０ｍｍを超えると、均一なグロー放電プラズ
マを発生させることができないことがある。より好ましい上限は５ｍｍである。
【００１６】
本発明のプラズマ処理方法では、電極間にガスを供給しながら電圧を印加することにより
被処理物にプラズマ処理を施す。
上記ガスとしては、プラズマガスを発生させることができるものであれば従来公知のもの
を用いることができ、また、後述するパルス放電プラズマにおいても特に限定されないが
、窒素ガス、窒素と酸素との混合ガス等が好適である。なかでも、酸素との混合ガスは、
有機物の分解効果等が高いことから好適である。
【００１７】
このようなガスを上記対向する電極間に供給しながら、高周波、パルス波、マイクロ波等
の電界を印加してグロー放電プラズマを発生させることによりプラズマ化したガスが生成
する。
この場合の電界としては、パルス電界が好ましく、特に、電界の立ち上がり及び／又は立
ち下がり時間が１０μｓ以下であるパルス電界が好適である。パルス電界の立ち上がり及
び／又は立ち下がり時間が１０μｓを超えると、放電状態がアーク放電に移行しやすく不
安定なものとなり、高密度プラズマ状態を保持しにくくなることがある。より好ましくは
５μｓ以下である。電界の立ち上がり及び／又は立ち下がり時間は、短いほどプラズマ発
生の際のガスの電離が効率よく行われ、効率よくプラズマ化したガスを得ることができる
。
なお、本明細書において電解の立ち上がり時間とは、電圧（絶対値）が連続して増加する
時間を意味し、立ち下がり時間とは、電圧（絶対値）が連続して減少する時間を意味する
。
【００１８】
上記電界の電界強度の好ましい下限は１０ｋＶ／ｃｍ、好ましい上限は１０００ｋＶ／ｃ
ｍである。１０ｋＶ／ｃｍ未満であると、プラズマ化したガスの生成に時間がかかりすぎ
ることがあり、１０００ｋＶ／ｃｍを超えると、アーク放電が発生しやすくなり、高密度
プラズマ状態を保持しにくくなることがある。
【００１９】
上記電界の周波数の好ましい下限は０．５ｋＨｚである。０．５ｋＨｚ未満であるとプラ
ズマ密度が低いためプラズマ化したガスの生成に時間がかかりすぎることがある。上限は
特に限定されず、常用されている１３．５６ＭＨｚ、試験的に使用されている５０ＭＨｚ
といった高周波帯であってもよいが、負荷との整合のとり易さや取り扱い性を考慮すると
５００ｋＨｚ以下であることが好ましい。
【００２０】
また、上記パルス電界におけるひとつのパルス継続時間の好ましい下限は０．５μｓ、好
ましい上限は２００μｓである。２００μｓを超えると、アーク放電に移行しやすくなる
。
なお、本明細書においてひとつのパルス継続時間とは、ＯＮとＯＦＦとの繰り返しからな
るパルス電界における、ひとつのパルスの連続するＯＮ時間を意味する。
また、このときのＯＦＦ時間の好ましい下限は０．５μｓ、好ましい上限は１０００μｓ
であり、より好ましい上限は５００μｓである。
【００２１】
また、上記ガスを対向する電極間に供給する速度としては特に限定されず、プラズマの状
態や処理条件等により適宜調整すればよいが、好ましい下限は１ｍ／ｓ、好ましい上限は
５０ｍ／ｓである。１ｍ／ｓ未満であると、電流パスができやすく、放電が不安定になる
ことがある。より好ましい下限は２ｍ／ｓ、より好ましい上限は２０ｍ／ｓｅｃである。
【００２２】
上記プラズマ化したガスは、どのような圧力下でも生成させ用いることができるが、なか
でも大気圧近傍下の圧力下で用いることが好ましい。
なお、本明細書において大気圧近傍の圧力下とは、１．３３３×１０4 〜１０．６６４×
１０4 Ｐａの圧力下を意味する。なかでも、圧力調整が容易で、装置の構成を簡便にする
ことができる９．３３１×１０4 〜１０．３９７×１０4 Ｐａの範囲が好ましい。ただし
、チャンバー等で装置全体を囲ったうえで、装置内を真空にした場合には、異常放電が起
こらない範囲で電極の近傍から処理ガスを導入してもよい。
【００２３】
本発明のプラズマ処理方法は、例えば、対向面が固体誘電体で被覆されている対向する１
対の電極を有し、前記電極の一方を被覆する固体誘電体上に厚さが１ｍｍ以下である薄層
導電体が配置されている構造を有するプラズマ処理装置を用いることにより容易に行うこ
とができる。
このようなプラズマ処理装置もまた、本発明の１つである。
なお、本発明のプラズマ処理装置が、真空吸引により被処理物及び／又は固体誘電体を固
定する手段を有するものである場合には、薄膜導電体は、多孔質状の薄膜導電体であるこ
とが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、回路パターン等が形成された基板等の導電体からなる微細な構造が非導
電体上に形成された被処理物を損傷することなくプラズマ処理することができるプラズマ
処理方法及びプラズマ処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定
されるものではない。
【００２６】
（実施例１）
図１に示したプラズマ処理装置を用い、ポリイミド樹脂フィルムの表面に銅からなる回路
パターンが形成された回路基板の表面にプラズマ処理を施した。なお、この回路パターン
上の最小の構造部の大きさは５００μｍである。
図１に示した装置では、電極１と電極８とが対向して配置されている。一方の電極１の表
面に設けられた固体誘電体３上に吸引口４から吸引することにより及び固定補助部材７に
より被処理物６を固定できるようになっている。固体誘電体３と被処理物６との間には多
孔質状薄膜導電体５を介在させた。多孔質状薄膜導電体５としては、厚さ５０μｍ、幅５
０μｍの金線が１００μｍの等間隔になるように編み込まれたメッシュを用いた。また、
図２に多孔質状薄膜導電体５と被処理物６との接触部分を拡大して示した。図２に示した
ように、吸引口４から吸引及び固定補助部材７により固定したことにより、被処理物６の
回路パターン６２は確実に多孔質状薄膜導電体５の金線と接触していた。
【００２７】
電極１と電極８との間に、窒素ガスを供給しながら、パルス立ち上がり５μｓ、電圧１６
ｋＶＰ−Ｐ、周波数５０ｋＨｚのパルス電界を印加して回路基板の表面にグロー放電プラ
ズマ処理を施した。
【００２８】
（比較例１）
固体誘電体３と被処理部６との間に多孔性薄膜導電体を介在させなかった以外は実施例１
と同様の方法により回路基板の表面にプラズマ処理を施した。
【００２９】
（評価）
実施例１及び比較例１でプラズマ処理を施した回路基板について、以下の方法により評価
を行った。
結果を表１に示した。
【００３０】
（１）プラズマ処理の評価
回路基板のプラズマ処理面を、接触角計を用いて、プラズマ処理前後における水の接触角
の変化を測定した。
【００３１】
（２）表面状態の評価
目視により回路基板の回路パターン面を観察し、以下の基準により評価を行なった。
〇：焼け焦げ等の損傷が全く認められない。
×：回路の一部に焼け焦げと見られる損傷が認められた。
【００３２】
【表１】
0004643929.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明によれば、回路パターン等が形成された基板等の導電体からなる微細な構造が非導
電体上に形成された被処理物を損傷することなくプラズマ処理することができるプラズマ
処理方法及びプラズマ処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例１で用いたプラズマ処理装置を示す模式図である。
【図２】図１における多孔質状薄膜導電体５と被処理物６との接触部分を拡大した図である。
【符号の説明】
【００３５】
１、８  電極
２、９  樹脂ハウジング
３  固体誘電体
４  吸引口
５  多孔質状薄膜導電体
６  被処理物
６１  ポリイミド樹脂フィルム
６２  回路パターン
７  固定補助部材
【図１】
0004643929.tif 000003
【図２】
0004643929.tif 000004