(57)【要約】【課題】  生産性の低下を防止しかつ実装基板の品質を落とすことなく、プラズマ処理を実施する反応室のクリーニング処理を適切なタイミングで実施できるクリーニング処理タイミング決定方法を提供する。【解決手段】  反応室内を減圧した後に、反応ガスを導入しながら減圧した状態を保ったまま反応室内でプラズマを発生せることにより、実装基板をプラズマ処理する装置において、実装基板の構成成分がプラズマ処理によって実装基板からたたき出されて反応室の内壁に付着した堆積物をクリーニングするタイミングを決定する、クリーニング処理タイミング決定方法であって、反応室の真空度の変化の速度を測定する減圧速度測定ステップと、現在実行中のプラズマ処理における真空度の変化の速度に基づいて、所望の処理速度でプラズマ処理を実施できる最低限の反応ガスの分圧を確保できるか否かクリーニング処理を実行する指示を出力する判定ステップとを含む。【選択図】  図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応室内に実装基板を載置し、当該反応室内を減圧した後に、反応ガスを導入しながら減圧した状態を保ったまま反応室内でプラズマを発生せることにより、前記実装基板をプラズマ処理する実装基板処理装置において、
前記実装基板の構成成分は前記プラズマ処理によって前記実装基板からたたき出されて前記反応室の内壁に付着した堆積物となり、
前記堆積物は、大気中の水分を吸着し、
前記反応室の内壁をクリーニングするタイミングを決定する、クリーニング処理タイミング決定方法であって、
前記反応室の真空度の変化の速度を測定する減圧速度測定ステップと、
現在実行中のプラズマ処理における、真空度の変化の速度が所望の処理速度でプラズマ処理を実施できる最低限の前記反応ガスの分圧を確保できる最大量の堆積物が付着した前記反応室における真空度の変化の速度よりも低い場合に、クリーニング処理を実行する指示を出力する判定ステップとを含む、クリーニング処理タイミング決定方法。
【請求項２】
前記減圧速度測定ステップは、所定の第１の真空度から所定の第２の真空度まで減圧するために要した減圧時間を測定し、
前記判定ステップは、現在の前記減圧時間が、所望の処理速度でプラズマ処理を実施できる最大量の堆積物が付着した前記反応室における所定の第１の真空度から所定の第２の真空度まで減圧するために要した減圧時間よりも長い場合に、クリーニング処理を実行する指示を出力することを特徴とする、請求項１に記載のクリーニング処理タイミング決定方法。
【請求項３】
前記減圧速度測定ステップは、所定の第１の真空度から所定の第２の真空度まで減圧するために要した減圧時間を測定し、
前記判定ステップは、現在の前記減圧時間が、所望の処理速度でプラズマ処理を実施できる最大量の堆積物が付着した前記反応室における所定の第１の真空度から所定の第２の真空度まで減圧するために要した減圧時間よりも所定の割合以上長い場合に、クリーニング処理を実行する指示を出力することを特徴とする、請求項１に記載のクリーニング処理タイミング決定方法。
【請求項４】
前記減圧速度測定ステップは、所定の第１の真空度から所定時間経過後の真空度である減圧幅を測定し、
前記判定ステップは、現在の前記減圧幅が、所望の処理速度でプラズマ処理を実施できる最大量の堆積物が付着した前記反応室における所定の第１の真空度から所定時間経過後の真空度よりも高い場合に、クリーニング処理を実行する指示を出力することを特徴とする、請求項１に記載のクリーニング処理タイミング決定方法。
【請求項５】
前記減圧速度測定ステップは、所定の第１の真空度から所定時間経過後の真空度である減圧幅を測定し、
前記判定ステップは、現在の前記減圧幅が、所望の処理速度でプラズマ処理を実施できる最大量の堆積物が付着した前記反応室における所定の第１の真空度から所定時間経過後の真空度よりも所定の割合以上高い場合に、クリーニング処理を実行する指示を出力することを特徴とする、請求項１に記載のクリーニング処理タイミング決定方法。
【請求項６】
前記減圧速度測定ステップは、所定の第１の真空度から所定の第２の真空度まで減圧するために要した減圧速度を測定し、
前記判定ステップは、現在の前記減圧速度が、所望の処理速度でプラズマ処理を実施できる最大量の堆積物が付着した前記反応室における所定の第１の真空度から所定の第２の真空度まで減圧する間の減圧速度よりも低い長い場合に、クリーニング処理を実行する指示を出力することを特徴とする、請求項１に記載のクリーニング処理タイミング決定方法。
【請求項７】
前記減圧速度測定ステップは、所定の第１の真空度から所定の第２の真空度まで減圧するために要した減圧速度を測定し、
前記判定ステップは、現在の前記減圧速度が、所望の処理速度でプラズマ処理を実施できる最大量の堆積物が付着した前記反応室における所定の第１の真空度から所定の第２の真空度まで減圧する間減圧速度よりも所定の割合以上低い場合に、クリーニング処理を実行する指示を出力することを特徴とする、請求項１に記載のクリーニング処理タイミング決定方法。
【請求項８】
前記所定の割合が３０％であることを特徴とする、請求項３に記載のクリーニング処理タイミング決定方法。
【請求項９】
前記所定の割合が１００％であることを特徴とする、請求項５に記載のクリーニング処理タイミング決定方法。
【請求項１０】
前記クリーニング処理は、クリーニングガスを導入して実施するプラズマ処理であり、
前記クリーニングガスは、酸化性ガス、非反応性ガス、及び酸化性ガスと非反応性ガスとの混合ガスのいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載のクリーニング処理タイミング決定方法。
【請求項１１】
反応室内に実装基板を載置し、当該反応室内を減圧した後に、減圧した状態を保ったまま反応室内でプラズマを発生せることにより、前記実装基板をプラズマ処理する実装基板処理装置において、
前記実装基板の構成成分は前記プラズマ処理によって前記実装基板からたたき出されて前記反応室の内壁に付着した堆積物となり、
前記反応室の内壁をクリーニングするタイミングを決定する、クリーニング処理タイミング決定装置であって、
前記反応室の真空度を測定する真空度測定部と、
時刻を計時する計時部と
前記反応室内の減圧速度を測定する減圧速度測定部と、
所望の処理速度でプラズマ処理を実施できる最大量の堆積物が付着した前記反応室における減圧速度を予め記憶している閾値記憶手段と、
前記減圧速度が前記閾値よりも低い場合に、クリーニング処理を実行する指示を出力する判断部とを備える、クリーニング処理タイミング決定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装基板の表面の洗浄や改質などの処理をプラズマ処理で行う実装基板表面処理における装置内部のクリーニング処理タイミング決定方法および処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
実装技術の分野において、電子機器の小型化・高機能化に伴い実装基板へ素子などを接続する電極などが微細化され、より信頼性の高い実装が必要とされている。実装基板の信頼性を確保するために、プラズマ処理による実装基板に設けた電極などの表面の洗浄及び改質が行われる。たとえば、実装基板の電極面上に析出した水酸化ニッケルなど無機物を、プラズマ処理のスパッタ作用により物理的にたたき出して除去することにより、電極とのボンディング強度を向上させる。
【０００３】
また、ポリイミドフイルム基板上のリード電極へ異方性導電フイルム（以下、ＡＣＦ）を介してＩＣを接合する場合も、接合前にポリイミドフイルム基板に酸素プラズマを照射することにより、表面を活性化して、ポリイミドフイルム基板とＡＣＦとの接合強度を向上させる。また、実装基板をプラズマ処理することにより実装基板の濡れ性を改善して、実装基板と封止樹脂との密着性を向上させる。
【０００４】
以下、図９および図１０を参照して、上述したプラズマ処理について説明する。図９はプラズマ処理を実施するプラズマ処理装置の構成を示し、図１０は、プラズマ処理によって洗浄される実装基板を示す。
【０００５】
図９に示されたプラズマ処理装置Ａは、反応ガス導入口２と真空排気口３を設けた反応室１を備える。反応室１内には、絶縁リング４によって反応室１と絶縁された高周波電極５、及び高周波電極５に対向するとともに接地された対向電極７が配設されている。実装基板６は、プラズマ処理が実行される対象物である。
【０００６】
高周波電源８は、マッチングチューナー（図示せず）および高周波電力供給部（図示せず）を通して高周波電極５に高周波を印加するように構成されている。高周波電極５と絶縁リング４と反応室１の間にはＯリング（図示せず）が介装されて反応室１の気密性が保たれており、かつＯリングが２００℃以上に加熱されないように冷却水を流す冷却溝９が設けられている。
【０００７】
ワイヤーボンディング前に実装基板に設けられた電極の表面を洗浄するためのプラズマ処理方法について、アルゴンガスを用いた場合を例に説明する。
【０００８】
まず、反応室１の開口部を開放して高周波電極５の上に実装基板６を載置して当該開口部を密閉する。反応ガス導入口２からアルゴンガスを５０ＳＣＣＭの流速で供給しながら、真空排気口３から反応室１内の気体を排気して、反応室１内の真空度を２０Ｐａまで減圧する。反応ガス導入口２からアルゴンガスを５０ＳＣＣＭの流速で供給しながら、反応室１内の真空度を２０Ｐａに保った状態で、高周波電極５に２００Ｗの高周波を印加して高周波電極５と対向電極７との間にプラズマを発生させ、アルゴンガスをイオン化させる。実装基板６の表面上には、アルゴンイオンが照射される。
【０００９】
図１０に示すように、ガラスエポキシ材の実装基板６の表面に設けられた電極６０は、銅６１（膜厚３５μｍ）、ニッケル６２（膜厚３μｍ）、及び金６３（膜厚０．０５μｍ）の３層で構成されている。熱工程などを経ることによりニッケル６２が移動して金６３の表面上に水酸化ニッケル（図示せず）が析出する。この水酸化ニッケルをアルゴンイオンの照射によりスパッタ除去する。このとき同時に実装基板６の構成成分であるエポキシ樹脂もアルゴンイオンによって実装基板の表面から物理的にたたき出される。図１１に示した堆積物１０は、上記のプラズマ処理によってたたき出されたエポキシ樹脂が、反応室１の内壁に堆積したものである。
【００１０】
プラズマ処理が終了すると反応室１を大気解放してプラズマ処理した実装基板６を取り出して別の実装基板６と交換し、上述のプラズマ処理を繰り返す。
【００１１】
堆積物１０は大気中の水分を吸着するため、反応室１を大気開放するたびに反応室１内の堆積物１０に水分が吸着される。堆積物１０に吸着された水分は、減圧時に徐々に気化するため、堆積物１０が付着した反応室１は、堆積物１０が付着していない状態と比較して、所定の真空度まで反応室１を減圧するために要する時間が長くなる。減圧に要する時間が長くなると１回のプラズマ処理に要する時間が長くなるため、生産性が低下する。
【００１２】
また、堆積物１０が付着した反応室１では、減圧される過程で堆積物１０に吸着された水分が徐々に気化するため、堆積物１０が付着していない状態と比較して、水蒸気の分圧が高くなり、相対的にアルゴンガスの分圧が低下する。アルゴンガスの分圧が低下すると、プラズマ処理により生成するアルゴンイオンが減少しスパッタレートが低下する。例えば図１１に示すように、堆積物１０が付着していない状態の反応室１におけるスパッタレートが１８ｎｍ／分に対して、堆積物１０が付着した状態の反応室１におけるスパッタレートは、８ｎｍ／分である。このため、反応室１内に堆積物１０が付着したためにスパッタレートが所定の値よりも低くなると実装基板６の電極６０が十分に洗浄されない。電極６０が十分に洗浄されなかった実装基板６は、ワイヤーボンディングの接合強度不足などが発生し不良品になる。
【００１３】
反応室１の堆積物１０は実装基板６のプラズマ処理を繰り返すたびに増加し、堆積物１０の増加に伴ってアルゴンガスの分圧が低下する。しかし、反応室１内のアルゴンガスなど反応ガスの分圧をリアルタイムで測定する事は困難である。このため、従来は、アルゴンガスの分圧を所定の値以上に保つため、所定枚数の実装基板６をプラズマ処理するごとに反応室１の内壁の堆積物をクリーニングしている。反応室１をクリーニングする方法としては、アルコール拭きなど湿式の洗浄、および酸素などの反応ガスを導入してプラズマを発生させて堆積物を昇華させる乾式のクリーニングが用いられている。（特許文献１）
【特許文献１】特開昭６４−５０４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、実装基板の処理枚数と堆積物の量との関係は一定ではなく、処理枚数から現在の堆積物１０の量を確実に推測する事はできない。従って、処理枚数に基づいてクリーニングを実施しても反応室１内のアルゴンガスの分圧を所定の値以上に保つことを保証できない。このため、過剰な頻度で反応室を洗浄して生産性が低下したり、逆に洗浄するタイミングが遅いために実装基板上の不純物が除去されず接合不良が増加したりする。
【００１５】
つまり、反応室を洗浄するタイミングが最適でない場合、生産性が低下したり、処理した基板が不良品となるなどの問題点を有している。
【００１６】
本発明は、生産性の低下を防止しかつ実装基板の品質を落とすことなくプラズマ処理を実施するために、プラズマ処理を実施する反応室のクリーニング処理を適切なタイミングで実施できるクリーニング処理タイミング決定方法およびクリーニング処理タイミング決定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】
【００１７】
反応室（１）内に実装基板（６）を載置し、当該反応室内（１）を減圧した後に、反応ガスを導入しながら減圧した状態を保ったまま反応室（１）内でプラズマを発生せることにより、実装基板（６）をプラズマ処理する実装基板処理装置（Ａ）において、実装基板の構成成分はプラズマ処理によって実装基板（６）からたたき出されて反応室（１）の内壁に付着した堆積物となり、堆積物は、大気中の水分を吸着し、前記反応室（１）の内壁をクリーニングするタイミングを決定する、クリーニング処理タイミング決定方法であって、反応室（１）の真空度の変化の速度を測定する減圧速度測定ステップ（Ｓ１０４）と、現在実行中のプラズマ処理における、真空度の変化の速度が所望の処理速度でプラズマ処理を実施できる最低限の反応ガスの分圧を確保できる最大量の堆積物が付着した前記反応室における真空度の変化の速度よりも低い場合に、クリーニング処理を実行する指示（Ｓｃ）を出力する判定ステップ（Ｓ１０６）とを含む、クリーニング処理タイミング決定方法。
【発明の効果】
【００１８】
プラズマ処理の減圧工程における真空度の変化速度に基づいて、反応室内の反応ガスの分圧が所望のプラズマ処理速度を確保出来る反応室内の反応ガスの分圧値を下回るか否かにより、クリーニング処理を実施するタイミングを決定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態を具体的に説明する前に、まず本発明の基本概念について説明する。図８に示したプラズマ処理装置Ａは、上述したプラズマ処理装置Ａと同様のプラズマ処理装置である。プラズマ処理装置Ａは、反応ガス導入口２と真空排気口３を設けた反応室１を備える。反応室１内には、絶縁リング４によって反応室１と絶縁された高周波電極５、及び高周波電極５に対向するとともに接地された対向電極７が配設されている。実装基板６は、プラズマ処理が実行される対象物である。
【００２０】
高周波電源８は、マッチングチューナー（図示せず）および高周波電力供給部（図示せず）を通して高周波電極５に高周波を印加するように構成されている。高周波電極５と絶縁リング４と反応室１の間にはＯリング（図示せず）が介装されて反応室１の気密性が保たれており、かつＯリングが２００℃以上に加熱されないように冷却水を流す冷却溝９が設けられている。
【００２１】
背景技術で述べたように、堆積物１０に吸着された水分は、反応室１を減圧する過程で徐々に気化する。このため、堆積物１０が付着した状態では、減圧するために反応室１内の気体を排気しても、気化した水分子の数だけ反応室１内の気体分子の数が増加して気圧の低下が抑制されるため、減圧速度が低下する。
【００２２】
また、上述したように、反応室１内では、堆積物に吸着された水分子の気化に伴って水蒸気の分圧が増加し、相対的にアルゴンガスなど反応ガスの分圧は低下する。そして、反応ガスの分圧の低下に伴って、プラズマ処理のスパッタレートが低下する。
【００２３】
このため、本発明は、反応室１を減圧する過程における反応室１内の減圧速度と、堆積物１０により所望のスパッタレートでプラズマ処理を実施できる限界まで反応ガスの分圧が低下した反応室１の減圧速度とを比較して、反応室１の内壁の堆積物を除去するタイミングを決定するものである。
【００２４】
（第１の実施の形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るクリーニング処理タイミング決定装置を説明する。同図に示されたクリーニング処理タイミング決定装置１００ａは、プラズマ処理の減圧工程において、現在実施中のプラズマ処理の終了後に反応室の内のクリーニング処理を実施するか否かを判断する。
【００２５】
クリーニング処理タイミング決定装置１００ａは、真空度測定部１０２、計時部１０４、減圧時間測定部１０６ａ、減圧時間閾値記憶部１０８ａ、および判定部１１０ａを備える。
【００２６】
真空度測定部１０２は、反応室内の真空度Ｓｖを測定して出力する。計時部１０４は、時刻Ｓｔを出力する。
【００２７】
減圧時間測定部１０６ａは、真空度Ｓｖおよび時刻Ｓｔに基づいて、プラズマ処理の減圧工程における反応室１内の所定の第１の真空度Ｖ１から所定の第２の真空度Ｖ２までの減圧に要した時間Ｓｔｄを測定する。
【００２８】
減圧時間閾値記憶部１０８ａは、予め定められた減圧時間閾値Ｓｔｈ（ｄｔ）を記憶している。減圧時間閾値Ｓｔｈ（ｄｔ）は、堆積物の増加により、減圧工程後の所定の真空度の反応室内のアルゴンガスの分圧が、実装基板６を所望の品質になるように洗浄できるスパッタレートを確保出来る最低まで低下した反応室において、減圧工程で所定の第１の真空度Ｖ１から所定の第２の真空度Ｖ２まで減圧するために要した時間である。
【００２９】
なお、減圧工程における真空度の変化速度は、反応室の容積、反応室を減圧する真空ポンプ、反応室に供給するガスの流量等により変化する。また、スパッタレートはプラズマ処理中の真空度、プラズマ処理の時間、などにより変化する。このため、減圧時間閾値Ｓｔｈ（ｄｔ）は、実際にプラズマ処理を実施する設備を用いて、実験などにより決められる。以下、図２を参照して、ガラスエポキシ製の実装基板に設けられた金電極を洗浄するプラズマ処理における減圧時間閾値Ｓｔｈ（ｄｔ）を求めるべく実施した実験について説明する。
【００３０】
プラズマ処理で電極を洗浄する場合、一般的に電極表面の原子層を数層（約２ｎｍ）エッチングする必要がある。このため、本実験では、プラズマ処理を繰り返し実施して、減圧工程における真空度の経時変化及びプラズマ処理によるエッチング量を記録し、エッチング量が２ｎｍであるプラズマ処理における所定の第１の真空度Ｖ１から所定の第２の真空度Ｖ２に減圧されるまでの時間を求める。
【００３１】
なお本実験では、アルゴンガスを５０ＣＣＮＭで供給しながら、反応室１内の真空度が２０Ｐａに成るまで減圧し、真空度２０Ｐａを保ったまま、高周波電極５に２００Ｗの高周波を印可して、１５秒間プラズマ処理した。
【００３２】
図２には、堆積物が付着していない反応室、およびプラズマ処理を実施した結果としてエッチング量が２ｎｍに低下するまで堆積物が付着した状態の反応室の減圧工程における真空度の計時変化が示されている。例えば１０００００Ｐａから２０Ｐａに減圧するまでに要した時間は、堆積物が付着していない反応室では１３秒であるのに対して、エッチング量が２ｎｍに低下するまで堆積物が付着した状態の反応室では１７秒である。つまり本実験におけるプラズマ処理の条件では、減圧時間閾値Ｓｔｈ（ｄｔ）を１７秒に設定すればよい。
【００３３】
判定部１１０ａは、減圧時間閾値記憶部１０８ａから減圧時間閾値Ｓｔｈ（ｄｔ）を読み出して、減圧時間Ｓｄｔと減圧時間閾値Ｓｔｈ（ｄｔ）とを比較し、減圧時間Ｓｔｄが減圧時間閾値Ｓｔｈ（ｄｔ）を超えた場合、クリーニング処理指示信号（Ｓｃ）を出力する。
【００３４】
クリーニング処理指示信号は、例えば、反応装置の制御部に送出されて、自動的にクリーニング処理を実施することとしても良いし、表示ランプなどを点灯させてユーザに知らせてクリーニングを促すこととしてもよい。
【００３５】
自動的に反応室１内をクリーニング処理する例を以下に示す。反応室１内を洗浄するために、実装基板６を反応室１に投入しない状態で、反応ガス導入口２からクリーニングガスとして酸素ガスを２０ＳＣＣＭ流しながら真空度を４０Ｐａに保った状態で、高周波を印加してプラズマを発生させ、３０分間処理する。この酸素プラズマの作用により、反応室１の壁面に堆積したエポキシ樹脂は分解除去される。ここで分解除去される原理を以下示す。エポキシは有機物であるため、主としてＣ（カーボン），Ｈ（水素），Ｏ（酸素）からなる。酸素ガス存在下でプラズマ放電させると、酸素ラジカル、酸素イオンが形成されるが、特に酸素ラジカルがＣや、Ｏと反応し、ＣＯ2 やＣＯが形成される。これらのＣＯ2 やＣＯは、気体となって、真空排気口３から排出される。すなわち酸素プラズマ処理を実施することにより、反応室１内の壁面の堆積物１０が除去される。
【００３６】
次に、図３に示したフローチャートを参照して、クリーニング処理タイミング決定装置１００ａのクリーニング処理タイミング決定動作について説明する。プラズマ処理における減圧工程が開始されるとクリーニング処理タイミング決定装置はその動作を開始する。
【００３７】
ステップＳ１０２ａにおいて、減圧時間測定部１０６ａは、真空度Ｓｖが所定の第１の真空度Ｖ１から所定の第２の真空度Ｖ２に減圧されるまでの時間である減圧時間Ｓｄｔを測定する。
【００３８】
ステップＳ１０４ａにおいて、判定部１１０ａは、減圧時間閾値記憶部１０８ａに記憶されている減圧時間閾値Ｓｔｈ（ｄｔ）を読み出す。
【００３９】
ステップＳ１０６ａにおいて、判定部１１０ａは、減圧時間Ｓｄｔと減圧時間閾値Ｓｔｈ（ｄｔ）とを比較して、減圧時間Ｓｄｔが減圧時間閾値Ｓｔｈ（ｄｔ）以上か否かを判定する。上記判定結果がＮｏの場合、クリーニング処理タイミング決定装置１００ａは、その動作を終了する。一方、上記判定結果がＹｅｓの場合、ステップＳ１０８に進む。
【００４０】
ステップＳ１０８において、判定部１１０ａは、クリーニング処理指示信号Ｓｃを出力する。
【００４１】
以上のように、本実施の形態に係るクリーニング処理タイミング決定方法によれば、プラズマ処理の減圧工程における、所定の第１の真空度から所定の第２の真空度まで減圧するために要する時間に基づいて、プラズマ処理における反応ガスの分圧を所定の値以上に保つべく反応室内の堆積物をクリーニングするタイミングを決定できる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、ガラスエポキシ製の実装基板をプラズマ処理する場合を例に、堆積物１０がエポキシ樹脂である場合について述べたが、本実施の形態に係るクリーニング処理タイミング決定方法は、基板の材質がポリイミド等、他の物質であっても適用できる。また、レジストとしてエポキシ樹脂やポリイミドを用いてプラズマ処理を実施する場合にも適用できる。
【００４３】
また、本実施の形態において、クリーニングガスを酸素ガスとしたが、堆積物１０の構成成分に応じて、オゾンガスなどの酸化性ガスやＣＦ4 ガスなどフッ素系のガスあるいはそれらの混合ガス、またスパッタ作用の効果も加味するためアルゴンガスなど非反応性ガスを添加して処理しても同様の効果がある。また、酸素プラズマ処理時間を３０分間としたが、反応室１９に堆積している量により処理時間が変わることはいうまでもない。
【００４４】
また、本実施の形態において、減圧工程において反応室１内の真空度が１０００００Ｐａから２０Ｐａまで減圧されるために要した時間が１７秒よりも長くなったときに、クリーニング処理を行うとしたが、クリーニング処理を実施するための減圧時間の判定は、プラズマ処理の処理能力が実装基板の品質を落とさないレベルまで堆積物１０を除去しなくともよい。なお、減圧開始から所定の真空度に到達する時間が、堆積物１０が付着していない状態の減圧時間に対して３０％以内の増加であれば、実験的にスパッタレートの減少割合も５０％以内であり、なんら品質に問題ないデーターが得られている。
【００４５】
（第２の実施の形態）
図４に示すブロック図を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るクリーニング処理タイミング決定装置について説明する。
【００４６】
前述の第１の実施の形態では、プラズマ処理の減圧工程において、所定の第１の真空度Ｖ１から所定の第２の真空度Ｖ２まで減圧するために要する時間に基づいて、クリーニング処理を実施するタイミングを決定することとした。これに代えて、本発明の第２の実施の形態では、減圧工程において所定の第１の真空度Ｖ１から所定時間経過後の真空度の値に基づいて、クリーニング処理を実行するタイミングを決定することを特徴とする。
【００４７】
このため、図４に示されたクリーニング処理タイミング決定装置１００ｂは、第１の実施の形態に係るクリーニング処理タイミング決定装置１００ａの減圧時間測定部１０６ａ、減圧時間閾値記憶部１０８ａ、及び判定部１１０ａが、それぞれ減圧幅測定部１０６ｂ、減圧幅閾値記憶部１０８ｂ、及び判定部１１０ｂに置換された構成を有している。なお、前述の第１の実施の形態のクリーニング処理タイミング決定装置１００ａと同じ構成要素については、同一の符号を付して、説明を省略する。
【００４８】
図４に示されたクリーニング処理タイミング決定装置１００ｂは、真空度測定部１０２、計時部１０４、減圧幅測定部１０６ｂ、減圧幅閾値記憶部１０８ｂ、および判定部１１０ｂを含む。
【００４９】
減圧幅測定部１０６ｂは、真空度Ｓｖおよび時刻Ｓｔに基づいて、プラズマ処理の減圧工程において、反応室１内が所定の第１の真空度Ｖ１になった時刻から所定時間経過後の真空度Ｓｄｖを測定する。
【００５０】
減圧幅閾値記憶部１０８ｂは、予め定められた減圧幅閾値Ｓｔｈ（ｄｖ）を記憶している。減圧幅閾値Ｓｔｈ（ｄｖ）は、堆積物により、実装基板６を所望の品質になるようにプラズマ処理で洗浄できる最低限度までスパッタレートが低下した状態の反応室において、減圧工程で所定の第１の真空度Ｖ１から所定時間経過後の真空度Ｓｄｖである。
【００５１】
なお、減圧工程における真空度の変化速度は、反応室の容積、反応室を減圧する真空ポンプ、及び反応室に供給するガスの流量等により変化する。また、スパッタレートはプラズマ処理中の真空度、及びプラズマ処理の時間等などにより変化する。このため、減圧幅閾値Ｓｔｈ（ｄｖ）は、実際にプラズマ処理を実施する設備を用いて、実験などにより決められる。以下、再び、図２に示した実験結果から求めた減圧幅閾値Ｓｔｈ（ｄｖ）について説明する。
【００５２】
例えば１０００００Ｐａから減圧を開始して１３秒後の真空度は、堆積物が付着していない反応室では２０Ｐａであるのに対して、エッチング量が２ｎｍに低下するまで堆積物が付着した状態の反応室では５０Ｐａである。つまり本実験におけるプラズマ処理の条件では、減圧時間閾値Ｓｔｈ（ｄｖ）を５０Ｐａに設定すればよい。
【００５３】
判定部１１０ｂは、減圧幅閾値記憶部１０８ｂから減圧幅閾値Ｓｔｈ（ｄｖ）を読み出して、減圧幅Ｓｄｖと減圧幅閾値Ｓｔｈ（ｄｖ）とを比較し、減圧幅Ｓｔｖが減圧幅閾値Ｓｔｈ（ｄｖ）を超えた場合、クリーニング処理指示信号（Ｓｃ）を出力する。
【００５４】
次に、図５に示したフローチャートを参照して、クリーニング処理タイミング決定装置１００ｂのクリーニング処理タイミング決定動作について説明する。電源が投入されるとクリーニング処理タイミング決定装置はその動作を開始する。
【００５５】
ステップＳ１０２ｂにおいて、減圧幅測定部１０６ｂは、減圧工程において、所定の第１の真空度Ｖ１から所定時間経過後の真空度である減圧幅Ｓｄｖを測定する。
【００５６】
ステップＳ１０４ｂにおいて、判定部１１０ｂは、減圧幅閾値記憶部１０８ｂに記憶されている減圧幅閾値Ｓｔｈ（ｄｖ）を読み出す。
【００５７】
ステップＳ１０６ｂにおいて、判定部１１０ｂは、減圧幅Ｓｄｖと減圧幅閾値Ｓｔｈ（ｄｖ）とを比較して、減圧幅Ｓｄｖが減圧幅閾値Ｓｔｈ（ｄｖ）以上か否かを判定する。上記判定結果がＮｏの場合、クリーニング処理タイミング決定装置１００ｂは、その動作を終了する。一方、上記判定結果がＹｅｓの場合、ステップＳ１０８に進む。
【００５８】
ステップＳ１０８において、判定部１１０ｂは、クリーニング処理指示信号Ｓｃを出力する。
【００５９】
以上のように、本実施の形態に係るクリーニング処理タイミング決定方法によれば、プラズマ処理の減圧工程における、所定の第１の真空度から所定所定時間経過の真空度に基づいて、反応室内の堆積物をクリーニングするタイミングを決定できる。
【００６０】
なお、本実施の形態において、減圧工程において１０００００Ｐａから１３秒経過後の真空度が５０Ｐａより高い場合に、クリーニング処理を行うとした。クリーニング処理を実施するための所定の時間経過後の真空度での判定は、処理能力が実装基板の品質を落とさないレベルまで堆積が可能であり、減圧開始から所定時間経過後の真空度が、所定の真空度の値より１００％以内の増加であれば、実験的にスパッタレートの減少割合は５０％以内であり、なんら品質に問題ないデーターが得られている。
【００６１】
（第３の実施の形態）
図６に示すブロック図を参照して、本発明の第３の実施の形態に係るクリーニング処理タイミング決定装置について説明する。
【００６２】
前述の第２の実施の形態では、プラズマ処理の減圧工程において、所定の第１の真空度Ｖ１から所定時間経過後の真空度に基づいて、クリーニング処理を実施するタイミングを決定することとした。これに代えて、本発明の第３の実施の形態では、減圧工程において真空度が低下する速度を算出し、当該速度に基づいて、クリーニング処理を実行するタイミングを決定することを特徴とする。なお、本明細書において減圧速度とは、単位時間あたりの真空度の変化量を意味する
このため、図６に示されたクリーニング処理タイミング決定装置１００ｃは、第２の実施の形態に係るクリーニング処理タイミング決定装置１００ｂの減圧時間測定部１０６ｂ、減圧時間閾値記憶部１０８ｂ、及び判定部１１０ｂが、それぞれ減圧速度測定部１０６ｃ、減圧速度閾値記憶部１０８ｃ、及び判定部１１０ｃに置換された構成を有している。なお、前述の第２の実施の形態のクリーニング処理タイミング決定装置１００ｂと同じ構成要素については、同一の符号を付して、説明を省略する。
【００６３】
図６に示されたクリーニング処理タイミング決定装置１００ｃは、真空度測定部１０２、計時部１０４、減圧速度測定部１０６ｃ、減圧速度閾値記憶部１０８ｃ、および判定部１１０ｃを含む。
【００６４】
減圧速度測定部１０６ｃは、真空度Ｓｖおよび時刻Ｓｔに基づいて、プラズマ処理の減圧工程において、反応室１内が所定の第１の真空度Ｖ１になった時刻から所定の第２の真空度Ｖ２になった時刻までの経過時間に基づいて減圧速度Ｓｄｓを測定する。
【００６５】
減圧速度閾値記憶部１０８ｃは、予め定められた減圧速度閾値Ｓｔｈ（ｄｓ）を記憶している。減圧速度閾値Ｓｔｈ（ｄｓ）は、堆積物により、実装基板６を所望の品質になるようにプラズマ処理で洗浄できる最低限度までスパッタレートが低下した状態の反応室において、減圧工程で所定の第１の真空度Ｖ１から所定の第２の真空度Ｖ２までの減圧速度である。
【００６６】
なお、減圧工程における真空度の変化速度は、反応室の容積、反応室を減圧する真空ポンプ、及び反応室に供給するガスの流量等により変化する。また、スパッタレートはプラズマ処理中の真空度、及びプラズマ処理の時間等などにより変化する。このため、減圧速度閾値Ｓｔｈ（ｄｓ）は、実際にプラズマ処理を実施する設備を用いて、実験などにより決められる。以下、再び、図２に示した実験結果から求めた減圧速度閾値Ｓｔｈ（ｄｓ）について説明する。
【００６７】
例えば１０００００Ｐａから２０Ｐａに減圧するまでに要した時間は、堆積物が付着していない反応室では１３秒であるのに対して、エッチング量が２ｎｍに低下するまで堆積物が付着した状態の反応室では１７秒である。つまり本実験におけるプラズマ処理の条件では、減圧速度閾値Ｓｔｈ（ｄｓ）は、（１０００００−２０）÷１７で算出される値に設定すればよい。
【００６８】
判定部１１０ｃは、減圧速度閾値記憶部１０８ｃから減圧速度閾値Ｓｔｈ（ｄｓ）を読み出して、減圧速度Ｓｄｓと減圧速度閾値Ｓｔｈ（ｄｓ）とを比較し、減圧幅Ｓｔｓが減圧幅閾値Ｓｔｈ（ｄｓ）を超えた場合、クリーニング処理指示信号（Ｓｃ）を出力する。
【００６９】
次に、図７に示したフローチャートを参照して、クリーニング処理タイミング決定装置１００ｃのクリーニング処理タイミング決定動作について説明する。電源が投入されるとクリーニング処理タイミング決定装置はその動作を開始する。
【００７０】
ステップＳ１０２ｃにおいて、減圧速度測定部１０６ｃは、減圧工程において、所定の第１の真空度Ｖ１から所定に第２の真空度Ｖ２まで減圧される間の減圧速度Ｓｄｓを測定する。
【００７１】
ステップＳ１０４ｃにおいて、判定部１１０ｃは、減圧速度閾値記憶部１０８ｃに記憶されている減圧速度閾値Ｓｔｈ（ｄｓ）を読み出す。
【００７２】
ステップＳ１０６ｃにおいて、判定部１１０ｃは、減圧速度Ｓｄｓと減圧速度閾値Ｓｔｈ（ｄｓ）とを比較して、減圧速度Ｓｄｓが減圧速度閾値Ｓｔｈ（ｄｓ）以下か否かを判定する。上記判定結果がＮｏの場合、クリーニング処理タイミング決定装置１００ｂは、その動作を終了する。一方、上記判定結果がＹｅｓの場合、ステップＳ１０８に進む。
【００７３】
ステップＳ１０８において、判定部１１０ｃは、クリーニング処理指示信号Ｓｃを出力する。
超えている場合には、クリーニング処理指示信号Ｓｃを出力する。
【００７４】
以上のように、本実施の形態に係るクリーニング処理タイミング決定方法によれば、プラズマ処理の減圧工程における、所定の第１の真空度から所定の第２の真空度まで減圧するために要する減圧速度に基づいて、反応室内の堆積物をクリーニングするタイミングを決定できる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明に係るクリーニング処理タイミング決定方法は、実装基板などをプラズマ処理するために用いられる反応室内のクリーニング処理を実施するタイミングを決定する方法として有用であり、特にプラズマ処理を実施した結果、水分を吸着する物質が反応室内に付着する反応室の内壁をクリーニング処理するタイミングを決定する方法等に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るクリーニング処理タイミング決定装置の構成を示すブロック図
【図２】時間閾値を決定すべく実施した実験における真空度の経時変化を示す図
【図３】図１に示したクリーニング処理タイミング決定装置の動作を示すフローチャート
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るクリーニング処理タイミング決定装置の構成を示すブロック図
【図５】図４に示したクリーニング処理タイミング決定装置の動作を示すフローチャート
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るクリーニング処理タイミング決定装置の構成を示すブロック図
【図７】図６に示したクリーニング処理タイミング決定装置の動作を示すフローチャート
【図８】本発明に係るクリーニング処理タイミング決定装置が用いられるプラズマ処理装置の構成を示す図
【図９】背景技術のプラズマ処理装置の構成を示す図
【図１０】プラズマ処理される実装基板を示す図
【図１１】反応室内に堆積物が付着していない状態、および堆積物が付着した状態におけるプラズマ処理のスパッタレートを示す図
【符号の説明】
【００７７】
Ａ  プラズマ処理装置
１  反応室
２  反応ガス導入口
３  真空排気口
４  絶縁リング
５  高周波電極
６  実装基板
７  対向電極
８  高周波電源
９  冷却溝
１０堆積物
６０  電極
６１  銅
６２  ニッケル
６３  金
１００  クリーニング処理タイミング決定装置
１０２  真空度測定部
１０４  計時部
１０６ａ  減圧時間測定部
１０６ｂ  減圧幅測定部
１０６ｃ  減圧速度測定部
１０８ａ  減圧時間閾値記憶部
１０８ｂ  減圧幅閾値記憶部
１０８ｃ  減圧速度閾値記憶部
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ  判定部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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