(57)【要約】      （修正有）【課題】プラズマ発生電極のクリーニングであって、分解時に作業負荷が大きくなる場合や分解が好ましくない場合もあり、簡便にサンドブラスト処理を行うとプラズマ発生電極に多数の傷が発生しアーク放電の原因になったり、化学薬品による洗浄には電極材料そのものが損傷したり、薬焼などの人的危険も伴う問題点に対し、分解清掃を行ってきたプラズマ発生電極のクリーニングをより簡便にするプラズマ処理装置の提供。【解決手段】周縁部に垂直部を持つプラズマ発生電極１と基材支持体４とが向かい合っているプラズマ処理装置において、プラズマ発生電極１と基材支持体４との間隔が変更可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周縁部に垂直部を持つプラズマ発生電極と基材支持体とが向かい合っているプラズマ処理装置において、プラズマ発生電極と基材支持体との間隔が変更可能である事を特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
プラズマ発生電極と基材支持体との間隔が真空中でも変更可能であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記プラズマ発生電極が陽極となる電極間隔と陰極となる領域を含むこととなる電極間隔の両位置に設定する事が可能であることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記プラズマ発生電極が陽極となる電極間隔でプラズマ処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ処理装置のプラズマ発生電極のクリーニング方法。
【請求項５】
該クリーニング時におけるプラズマガスがアルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトンのうち少なくとも一種類を含むことを特徴とする請求項４に記載のプラズマ発生電極のクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマ処理装置に関する。さらに詳しくはプラズマ処理装置のプラズマ発生電極のクリーニング方法に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
一般のプラズマ処理装置に比べてより高い処理度が得られるプラズマ処理装置として、相対的に面積の大きいプラズマ発生電極を陽極化したプラズマ処理装置がある。
【０００３】
これは基材支持体上の被処理基材をプラズマが積極的に攻撃するため、基材の一部がスパッタされプラズマ発生電極に堆積することがある。そこで、定期的に装置を分解し、プラズマ発生電極をクリーニングする必要が生じる。しかし工業用装置などでは全体が大掛かりであるため、分解時に作業員の負荷が大きくなる場合がある。また、精密に制御された装置では頻繁な分解が好ましくない場合もある。クリーニング法についても、簡便にサンドブラスト処理を行うとプラズマ発生電極に多数の傷が発生し、アーク放電の原因になり得る。また、化学薬品による洗浄には電極材料そのものが損傷したり、薬焼などの人的危険も伴う。
【０００４】
このようなプラズマ発生電極の極性を反転させたプラズマ処理装置に関する発明はこれまでにもなされており、特許文献１、特許文献２など各種あるが、いずれも電極のクリーニングについて言及するものではない。
【０００５】
特許文献は以下の通り。
【特許文献１】特開２００１−２２６７７５号公報
【特許文献２】特開２００１−２３０２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
分解時に作業負荷が大きくなる場合や分解が好ましくない場合もあり、簡便にサンドブラスト処理を行うとプラズマ発生電極に多数の傷が発生しアーク放電の原因になったり、化学薬品による洗浄には電極材料そのものが損傷したり、薬焼などの人的危険も伴う問題点に対し、本来の装置設定に影響を与え得る分解清掃を行ってきたため、これまでは尋常ならぬ労力を要し、また本来の装置設定に影響を与え得る分解清掃を行ってきたプラズマ発生電極のクリーニングをより簡便にすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために鋭意研究し、請求項１に記載する、周縁部に垂直部を持つプラズマ発生電極と基材支持体とが向かい合っているプラズマ処理装置において、プラズマ発生電極と基材支持体との間隔が変更可能である事を特徴とするプラズマ処理装置を見出したものである。
【０００８】
さらに好ましい態様として、請求項２に記載する、プラズマ発生電極と基材支持体との間隔が真空中でも変更可能であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置を提供する。
【０００９】
また請求項３に記載するように、前記プラズマ発生電極が陽極となる電極間隔と陰極と
なる領域を含むこととなる電極間隔の両位置に設定する事が可能であることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ処理装置を提案する。
【００１０】
また請求項４に記載するように、前記プラズマ発生電極が陽極となる電極間隔でプラズマ処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ処理装置のプラズマ発生電極のクリーニング方法を提案する。
【００１１】
さらに好ましい態様として、請求項５に記載する該クリーニング時におけるプラズマガスがアルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトンのうち少なくとも一種類を含むことを特徴とする請求項４に記載のプラズマ発生電極のクリーニング方法を提案する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、プラズマ発生電極側を陽極化したプラズマ処理装置、つまり真空状態においてプラズマ発生電極が陽極の状態でのプラズマ処理が可能なプラズマ処理装置における電極クリーニングが従来の洗浄法よりも簡便且つ的確に行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明について詳しく説明する。
【００１４】
まずこの発明でいうプラズマ処理装置は、プラズマ発生電極を蓋のない箱のような形状に作成し、尚且つプラズマ発生電極を処理すべき基材支持体に接近させて、限定された面積のプラズマ発生電極に対し大きくすることで、プラズマ発生電極を陽極化したものである。一般的なプラズマ発生装置ではプラズマ発生電極が陰極であるので、プラズマ中の陽イオンは主にプラズマ発生電極を攻撃しがちだが、この方式では基材側を積極的に攻撃するため、基材支持体上の基材に対して有効な処理を与える。
【００１５】
また、通常のプラズマ発生装置と比較して、プラズマ発生電極と基材支持体上の基材間に高いバイアス値を得ることができることも特徴のひとつである。実機としては、基本原理を踏襲していれば、特にこの記述に限定されるものではない。
【００１６】
前述の様に、この方式では基材が陽イオンに強く攻撃されるため、その基材から発生するクラスター等がプラズマ発生電極上に堆積することがしばしばある。
【００１７】
このプラズマ発生電極の清浄を簡便に行うために、電極間距離を替えられる機構を設ける。この機構には油圧シリンダー式、スクリュー式、パンタグラフ式等公知の伸縮装置、昇降装置が使用でき、これらに限定されるものではない。但し、この伸縮装置が真空中でも動作することで、プラズマ処理作業と電極清浄作業の間に大気圧解放、再真空化のプロセスを省略することができ、時間的エネルギー的に効率が上がる。また、充分な強度を有する材質を選定することは論を待たない。
【００１８】
一般に、この方式の放電を行うとき、電極間距離は小さい。これは、電極間距離を小さくすることで、基材および基材支持体に向かい合う部分の面積は、その面積にチャンバーの機能する面積を考慮した面積を限定するためであり、距離が大きくなると放電室全体が対向電極として機能するので陰極となってしまう。
【００１９】
本発明は、逆にその点に着目して検討を重ねたものである。すなわち、プラズマ処理装置を行いたい時には電極間距離を小さくして、処理に有効な逆電極性のプラズマを得、電極をクリーニングしたい時には電極間距離を大きくし、プラズマ中の陽イオンがプラズマ発生電極を攻撃、すなわち表面清浄するような機構および手法を提案するものである。
【００２０】
この方式の長所は、分解清掃を行わずに済むことである。分解清掃は労力を要し、大型装置では重量も大きいので危険が伴う。また精密機器の場合、設定に影響を与え得る。この方式では、分解を行う必要がないため、これら課題が解決される。また、分解した際の洗浄方式は、薬剤による洗浄、サンドブラスト法、その他物理的洗浄法があるが、薬剤は危険性をはらみ、またプラズマ発生電極を傷める可能性もある。またサンドブラスト法やその他物理的洗浄法では均一に洗浄することが困難なだけで無く、プラズマ発生電極上に微小な傷や突起などが発生しやすく、それらはプラズマ処理時にアーク放電を誘発し得る。本発明の方式であれば、それら課題も解決できる。
【００２１】
また従来は、処理を行った基材に種類によっては、清浄に適した薬剤を模索検討せねばならず、またサンドブラスト処理に際しても、堆積物の粘度等に応じて砂の粒径や形状を選定しなければならない。本発明のプラズマ処理であれば、ほぼ問題なくその点は解決され、概ね処理基材の種類に依らずクリーニングできる。
【００２２】
クリーニングに用いられるプラズマにはアルゴンガス、ヘリウム、ネオン、クリプトンのうち少なくとも一種類を含むことが好ましい。アルゴンガスはプラズマ発生が比較的容易なことと、反応性を有しないことが優位点である。限定する例ではないが、仮に酸素のみで清浄を試みた場合、条件によっては電極表面が酸化されるなどの副作用も起こりうる。また、同様に不活性であるヘリウムガスでも清浄効果は期待されるが、大変高価なため不経済であり、またアルゴンに比べて能力も高くない。それでもヘリウムを用いる場合というのは、極小型の処理装置で、電極も小さくあるいは薄い材料で作成されている場合、アルゴンでは処理がかかりすぎると判断された場合のことを想定している。ネオン、クリプトンも能力的にアルゴンに劣らないかもしくは上だが、高価で経済的にはやや劣る。ヘリウムの際と同様に特殊な例においてはアルゴンより有効であるので適宜用いるとよい。一般的に言えば、アルゴンガスでほぼ目的は遂げられる。プラズマ安定のために、種々添加ガスを導入することは、本発明の域に含まれる。
【実施例１】
【００２３】
プラズマ処理装置は、図１に示す様にプラズマ発生電極１と基材支持体４がチャンバー５内に収納される構造となっている。その上で、プラズマ発生電極１と基材支持体４は平行となっているがその間の距離はプラズマ発生状態においても調整可能となっている。また、基材支持体４の上に処理すべき基材３を支持することが可能な構造となっている。
【００２４】
なお、基材支持体は円筒形状のものの他、平板形状の様なものでも構わず、また、距離調整手段は真空処理中に基材支持体４とプラズマ発生電極１の距離を調節可能な様に基材支持体４と平行に移動できる機能を有するものであれば、レールとモータを組み合わせてチャンバー外から操作できるものの他、各種周知の調整手段を用いることが可能である。また、対向電極となる基材支持体のその上にＰＥＴシートを置き、断続的に（連続的に行うと、ＰＥＴが熱で溶融してしまう）計５時間の逆電極性のプラズマ処理を行い汚れの基準とした。
【００２５】
実施例１：電極昇降装置を用いて、プラズマ発生電極の端部と基材支持体との距離を１０ｃｍとした。
【００２６】
基材支持体は幅約６００ｍｍ、直径約８００ｍｍの冷却装置の付いたドラムであり、両端部は粘着テープを貼ってある。基材であるＰＥＴシートは幅５２０ｍｍである。対してプラズマ発生電極は、用紙幅方向５５０ｍｍ×流れ方向１００ｍｍのサイズで、周縁部に６０ｍｍの長さの垂直部を持っている。
【００２７】
プラズマ発生電極の端部と対向電極との距離は約３ｍｍである。プラズマは１２０Ｗ入
力で、１３．５６ＭＨｚのＲＦ放電によるものである。
同じく１２０Ｗ入力１３．５６ＭＨｚのＲＦ放電アルゴンプラズマを発生させ、２０分放電を維持した。
【００２８】
比較例１：専用の昇降装置が無いプラズマ発生電極の端部と基材支持体のと距離を約３ｍｍで固定の状態で一度電極を分解し、サンドブラスト装置を用いて約１０分間清掃した。
【００２９】
比較例２：サンドブラスト装置を用いる変わりに、アセトンを染み込ませたベンコットワイプで２０約分払拭したこと以外は比較例１に同じ。
【００３０】
比較例３：アセトンの代わりに０．２Ｎ塩酸を用いたこと以外は比較例２に同じ。
【００３１】
比較例４：サンドブラスト装置を用いる変わりにサンドペーパー＃１２０で約１０分間研磨した。
【００３２】
比較例５：比較例４をさらにサンドペーパー＃１０００で再研磨した。
【００３３】
比較例６：プラズマガスに酸素のみを用いた以外は実施例１と同じ。
評価：まず清浄度を傷、突起、平滑性などの項目について目視にて確認した。次に清浄後のプラズマ発生電極を用いて逆電極性のプラズマ放電を行い、安定なグロー放電が得られるかどうかを確認した。
【００３４】
サンドブラスト及びアセトン払拭はプラズマ発生電極表面に傷などは無かった。しかし、サンドブラスト法ではルーペで観察できる細かい傷が発生した。また塩酸によるものはプラズマ発生電極の腐食がやや確認された。サンドペーパーは比較例４では肉眼でも充分に傷が確認され、細目研磨を行った比較例５ではサンドブラスト法並みに近づいたものの、好ましくはない。比較例６は酸化物被膜に因るものと考察される干渉縞が観察された。
【００３５】
清浄後１時間のプラズマ放電では実施例１においてはアーク放電はなかった。比較例１、５はどちらも５〜１０回ほどアーク放電が発生し、その４割程度はプラズマ放電開始後、１０分以内に集中した。腐食のあった比較例３と粗めのサンドペーパーのみの比較例４では５０回ほどのアーク放電が発生した。比較例６では開始時に若干バイアス値が不安定だったので○〜◎と表した。ただし、清浄条件によってはより不安定な方向になることが予想される。
【００３６】
要した労力に関しては、実施例については殆ど問題にならない。比較例１〜５については殆ど分解の手間である。
【００３７】
【表１】
2005285412.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明はプラズマ処理装置に関する。さらに詳しくはプラズマ処理装置のプラズマ発生電極のクリーニング方法に関する発明である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例１のプラズマ処理装置のプラズマ処理状態を示す説明図である。
【図２】図１のプラズマ処理装置のクリーニング処理状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・プラズマ発生電極
３・・・基材
４・・・基材支持体
５・・・チャンバー
【図１】
2005285412.tif 000004
【図２】
2005285412.tif 000005