(57)【要約】【課題】いずれの被処理物であっても迅速な表面処理が行なえるようにする。【解決手段】垂直面９及び水平な下面１１を備えた電界印加電極３と、その電界印加電極３の垂直面９と対向し合う垂直面１５及び水平な下面１７とを備えた接地電極５とによって構成する。各垂直面９，１５及び各下面１１，１７にはプラズマ供給口２３からプロセスガスが流れるようにする一方、高周波電圧が印加される電界印加電極３の垂直面９及び下面１１を、プラズマ生成領域を作る面状の放電電極面とし、生成されたプラズマが被処理物２７の上面に対して面状にあたるようにする。【選択図】図１
2007237080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直面及び水平な下面とを備えた電界印加電極と、その電界印加電極の垂直面と対向し合う垂直面及び水平な下面とを備えた接地電極と、対応し合う電界印加電極の垂直面と接地電極の垂直面とによって作られるガス流路に設けられたプロセスガス供給口と、前記ガス流路から下方の搬送体へ向けてプロセスガスを流すガス流出口とを有し、前記一方の電界印加電極の垂直面及び下面を、その垂直面から下面にかけて面状のプラズマ生成領域を作る面状の放電電極面としたことを特徴とするプラズマ洗浄処理装置。
【請求項２】
前記面状の放電電極面となる電界印加電極の下面とその下面の下に配置される被処理物上面までの距離は、０．５ｍｍ〜４ｍｍの寸法に設定されていることを特徴とする請求項１記載のプラズマ洗浄処理装置。
【請求項３】
前記垂直面が対向し合う一対の電界印加電極と接地電極は、被処理物の搬送方向に沿って直列に複数配置されていることを特徴とする請求項１記載のプラズマ洗浄処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生成されたプラズマを被処理物の表面にあてて表面処理を行なうプラズマ洗浄処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にプラズマ洗浄は、地球に悪影響を与えるとされるフロンを用いたフロン洗浄処理にかわって近年にわかに脚光を浴びるようになっているもので、エレクトロニクス分野を始め多くの分野にわたって用いられるようになっている。
【０００３】
例えば、被処理物の表面に存在する有機物等の異物のクリーニング、レジストの剥離やエッチングを始めとして、有機フィルムの密着性の改善、金属酸化物の還元、成膜、めっき前処理、コーティング前処理、各種材料、部品の表面改質などの表面処理に用いられる。
【０００４】
プラズマ洗浄処理としては、対向し合う電極によって生成されるプラズマガス生成通路内に被処理物を通過させることで表面処理を行なう外に、生成されたプラズマを噴射口から被処理物の表面に噴射させることで表面処理を行なうタイプがある。
【０００５】
プラズマ中にはイオン、電子、ラジカル、紫外線が存在し、これらが被処理物の表面に作用することで表面処理が行なわれる。
【特許文献１】特開２００２−７２４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
被処理物の表面にプラズマをあてて表面処理を行なうタイプにあっては、プラズマガス生成通路内を通過させて表面処理を行なうタイプに比べて、必要な部分のみを表面処理できるメリットを有し、生成されたプラズマは幅の狭い長孔状に吹き出される。処理面積も幅の狭い長孔領域となる。
【０００７】
これは、プラズマを生成する一対の電極を対向させる構造からきているもので、例えば、一定の表面積を備えたウエハ等の被処理物の表面処理を行なう場合、例えば、幅の狭い長孔状に吹き出されるプラズマの下を通過させることで表面処理が行なわれる。
【０００８】
この時の具体的な処理動作は、被処理物の端部にプラズマを一定時間（秒単位）で当てた後、続いて長孔の幅分、わずかに移動しプラズマを一定時間当てる。続いて長孔の幅分、わずかに移動しプラズマを一時間当てる動作を繰返すことで、端から順々に表面処理を行なっていくため、例えば、表面積の広い被処理物にあっては多大の時間を必要とし、処理能率の面で問題があった。
【０００９】
この場合、プラズマを当てる１回当りの噴射時間を短くすることで、ある程度の処理速度をあげることができるが、そのためには短時間で表面処理を完了させる必要があるため強い出力のプラズマが要求される。
【００１０】
強い出力のプラズマは、例えば、電子部品が装着されている被処理物の場合、その電子部品にダメージを与える恐れがある等、被処理物によって使用できない不具合をかかえる。
【００１１】
そこで、本発明にあっては、処理速度の向上が図れると共にいずれの被処理物であっても表面処理の可能な汎用性を備えたプラズマ洗浄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】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明にあっては、垂直面及び水平な下面とを備えた電界印加電極と、その電界印加電極の垂直面と対向し合う垂直面及び水平な下面とを備えた接地電極と、対応し合う電界印加電極の垂直面と接地電極の垂直面とによって作られるガス流路に設けられたプロセスガス供給口と、ガス流路から下方の搬送体へ向けてプロセスガスを流すガス流出口とを有し、前記一方の電界印加電極の垂直面及び下面を、その垂直面から下面にかけて面状のプラズマ生成領域を作る面状の放電電極面としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電界印加電極の垂直面と下面とに連続した面状のプラズマ生成領域を作ることができるため、被処理物の上面に生成されたプラズマが面状に作用する結果、１回でできる処理面積は大幅に拡大し、広い面積を備えた被処理物であっても迅速に表面処理作業を完了することができる。
【００１４】
また、１回当りの処理面積が大きい面状処理が行なえるため、ダメージを与えない弱い出力のプラズマを使用しても大きく処理時間をとられることがなくなると共に、制約を受けることなくいずれの種類の被処理物であっても処理できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明によれば、第１に、前記面状の放電電極面となる電界印加電極の下面とその下面の下に配置される被処理物上面までの距離を、０．５ｍｍ〜４ｍｍの寸法に設定し、電界印加電極の下面に安定した面状のプラズマ生成領域を作る。
【００１６】
第２に、前記対向し合う一対の電界印加電極と接地電極を、被処理物の搬送方向に沿って直列に複数配置し、面状処理する処理面積の拡大を図ることで、連続した速い流れの流れ作業を可能とする。
【実施例】
【００１７】
以下、図１と図２の図面を参照しながら本発明の実施形態について具体的に説明する。
【００１８】
図１は本発明にかかるプラズマ洗浄処理装置全体の概要切断面図を示している。プラズマ洗浄処理装置１は、電界印加電極３とその電界印加電極３と対向し合う接地電極５とプロセスガス供給手段７とを有している。
【００１９】
電界印加電極３はアルミ等の材質により垂直面９と水平な下面１１とを備えた断面矩形状に形成され、図２に示す如く正面からみた時に左右に長い角筒状に作られている。
【００２０】
電界印加電極３の垂直面９及び下面１１はそれぞれ連続し合う面状の放電電極面となっていて、プラズマ発生電源１３によって高周波電圧が印加される。高周波としては５０ｋＭｚ〜２７．１２Ｍｚのサイン波が好ましいがパルス波であってもよい。
【００２１】
接地電極５は、アルミ等の材質により垂直面１５と水平な下面１７とを備えた断面矩形状に形成されている。接地電極５の長さ及び幅は前記電界印加電極３の形状と同一形状に作られ、絶縁製の支持部材１９によって前記電界印加電極３と並列配置された状態で固定支持されている。
【００２２】
接地電極５の垂直面１５は前記電界印加電極３の垂直面９と対向し合うと共に、対向し合う各垂直面９，１５によって上下方向の面状のガス通路２１が形成されている。
【００２３】
ガス通路２１は、上部にプロセスガス供給口２３が、下部にガス流出口２５がそれぞれ設けられている。
【００２４】
ガス通路２１を構成する垂直面９の面状の放電電極面と下面１１の面状の放電電極面は図２、正面から見た時に、前記支持部材１９の一方の側壁１９ａから他方の側壁１９ｂまでの幅Ｄを有し、この幅Ｄは被処理物２７を表面処理するための最大の処理幅となっている。また、両サイドの側壁１９ａ，１９ｂはプロセスガスが両サイドから外へ逃げるのを阻止する阻止壁として機能している。
【００２５】
電界印加電極３と接地電極５は、中心部位を冷却水が流れる冷却路２９がそれぞれ設けられた水冷式となっている。電界印加電極３及び接地電極５の各垂直面９，１５と各下面１１，１７には材質が石英ガラス又はセラミック等で作られたプレート状の誘電体３１ａ，３１ｂがそれぞれ設けられている。各垂直面９，１５に対向して設けられた誘電体３１ａと誘電体３１ａの間は平面からみた時に幅の狭い長孔状のガス通路２１が形成されることで、プロセスガス供給口２３からのプロセスガスはガス通路２１を通り、ガス流出口２５から各下面１１，１７へ向け面状に拡がる流れが得られるようになっている。
【００２６】
なお、誘電体３１ａ，３１ｂは、安定した放電を確保するために設けられているものであって必ずしも必要としない。
【００２７】
一方、誘電体３１ａ，３１ｂがそれぞれ設けられた電界印加電極３の下面１１と接地電極５の下面１７の下部は、図１矢印イの如く搬送する搬送体３３が配置されている。
【００２８】
搬送体３３は、駆動輪と従動輪（いずれも図示していない）とにエンドレスに掛け回されたチェーン等の搬送部材３５に被処理物２７を１つずつセットするセットプレート３７が一定の間隔でエンドレスに回動するよう設けられている。
【００２９】
搬送体３３は前記した如く下面１１と対向し合う構造となることで、電界印加電極３に高周波電圧が印加されると、電界印加電極３の垂直面９を始めとして下面１１にも面状のプラズマ生成領域が作られるようになる。
【００３０】
電界印加電極３の下面１１に作られる面状のプラズマ生成領域は、実験でわかったもので、垂直面９のように対向し合う接地電極５のない下面１１にどのようにしてプラズマ生成領域が作られるのかは理論的には解明されていないが、電界印加電極３の下面１１を垂直面９と同様に面状の放電電極面としたことと、下方にアース電極として機能する搬送体３３が対向して配置されることで、放電が起こりプラズマが生成されるものと推測される。
【００３１】
この場合、電界印加電極３の下面１１から搬送体３３の上面にセットされる被処理物２７の上面までの距離ｈは０．５ｍｍ〜４ｍｍの間が望ましい。好ましくは１．５ｍｍである。これにより、実績結果でも誘電体３１ｂの組合せと相俟って安定したプラズマ生成が得られるようになる。
【００３２】
一方、プラズマ供給口２３は、供給管３７を介してボンベ等のプロセスガス供給手段７と接続連通し、供給管３７の途中に設けられた制御バルブ３９の開又は閉によってプロセスガスの供給及び遮断制御が可能となっている。
【００３３】
プロセスガスとしては、ヘリウム又はアルゴンガスがあり、それらを単独で使用したり、あるいは、組合せた混合ガスとして用いることも可能である。
【００３４】
この場合、ヘリウム又はアルゴンガスの外に酸素、水素等の反応ガスを組合せる手段とすることが望ましい。
【００３５】
このように構成されたプラズマ洗浄処理装置１によれば、プロセスガス供給口２３からプロセスガスを送り込みガス通路２１及び下面１１，１７にプロセスガスが満たされた状態で電界印加電極３に高周波電圧を印加することで電界印加電極３の垂直面９及び下面１１側とに面状のプラズマ生成領域が作られる。
【００３６】
この結果、被処理物２７の上面は１回あたりの処理面積が大きい面状処理となるため、広い面積を備えた被処理物２７であっても迅速に表面処理を完了することができる。また、処理面積が大きい面状処理によって、大きく処理時間がとられることがなくなるため、弱い出力のプラズマでも処理が可能となり、いずれの種類の被処理物であっても、ダメージを与えることなく表面処理を行なうことができる。
【００３７】
この場合、プラズマ洗浄処理装置１を構成する一対の電界印加電極３と接地電極５とを搬送方向に沿って直列に複数配置する手段としてもよい。
【００３８】
これにより、面状処理する処理面積が搬送方向に沿って拡大するため、連続した流れの速い流れ作業を可能とし、処理能力の大幅な向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明にかかるプラズマ洗浄装置の図２のＡ−Ａ線拡大概要説明図。
【図２】プラズマ洗浄装置の概要正面図。
【符号の説明】
【００４０】
３    電界印加電極
５    接地電極
７    プロセスガス供給手段
９    電界印加電極の垂直面
１１    電界印加電極の下面
１５    接地電極の垂直面
１７    接地電極の下面
２１    ガス通路
２３    プロセスガス供給口
２５    ガス流出口
２７    被処理物
３１ａ，３１ｂ    誘電体
３３    搬送体
【図１】
2007237080.tif 000003
【図２】
2007237080.tif 000004