(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物のプラズマ処理の対象となる被処理部分の上方に障害部が形成されており、前記被処理物に真上から供給されるプラズマジェットが前記障害部で遮られて吹き付けられない前記被処理部分に対してプラズマジェットを吹き付けるためのプラズマ処理システムであって、片側が吹き出し口として開放された筒状の反応管と高圧電極と接地電極とを具備して構成され、前記反応管にプラズマ生成用ガスを導入し、前記高圧電極と前記接地電極の間に交流電界を印加することにより、大気圧下で前記反応管内にグロー放電を発生させ、前記反応管の前記吹き出し口から前記プラズマジェットを吹き出すプラズマ処理装置と、前記プラズマ処理装置を３次元的に駆動させて前記被処理物に対する前記プラズマジェットの吹き出し角度を調整するためのプラズマ処理装置駆動手段とを備え、前記プラズマ処理装置駆動手段は、水平面で回転駆動自在に形成されたアーム旋回部と、前記アーム旋回部の回転により移動自在に形成された上腕アームと下腕アームと支持アームとを備えた多関節型ロボットからなり、前記下腕アームは前記上腕アームに垂直面で回動駆動自在に枢着されると共に前記支持アームは前記下腕アームに垂直面で回動駆動自在に枢着され、前記支持アームに前記プラズマ処理装置を保持して成ることを特徴とするプラズマ処理システム。
【請求項２】
被処理物のプラズマ処理の対象となる被処理部分の上方に障害部が形成されており、前記被処理物に真上から供給されるプラズマジェットが前記障害部で遮られて吹き付けられない前記被処理部分に対してプラズマジェットを吹き付けるためのプラズマ処理システムであって、片側が吹き出し口として開放された筒状の反応管と高圧電極と接地電極とを具備して構成され、前記反応管にプラズマ生成用ガスを導入し、前記高圧電極と前記接地電極の間に交流電界を印加することにより、大気圧下で前記反応管内にグロー放電を発生させ、前記反応管の前記吹き出し口から前記プラズマジェットを吹き出すプラズマ処理装置と、前記被処理物を３次元的に駆動させて前記被処理物に対する前記プラズマジェットの吹き出し角度を調整するための被処理物駆動手段とを備え、前記被処理物駆動手段は、水平面で回転駆動自在に形成されたアーム旋回部と、前記アーム旋回部の回転により移動自在に形成された上腕アームと下腕アームと被処理物搬送手段とを備えた多関節型ロボットからなり、前記下腕アームは前記上腕アームに垂直面で回動駆動自在に枢着されると共に前記被処理物搬送手段は前記下腕アームに垂直面で回動駆動自在に枢着され、前記被処理物搬送手段は前記被処理物を保持可能に形成して成ることを特徴とするプラズマ処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、有機フィルムの密着性の改善、金属酸化物の還元、製膜、表面改質などのプラズマ処理に利用されるプラズマを発生させるためのプラズマ処理システム、及びこれを用いたプラズマ処理方法に関するものであり、特に、精密な接合が要求される電子部品の表面のクリーニングに好適に応用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子部品の表面のクリーニングなどを行うにあたってはプラズマ処理装置が用いられている。図７に示すプラズマ処理装置Ａは減圧下でプラズマ処理を行うものであって、減圧チャンバーである反応容器５０内に一対の電極５１、５２を上下に対向配置して形成されている。上側の電極５１は高周波を発生する電源１５に接続されていると共に下側の電極５２は接地されている。また、反応容器５０の上部にはガス投入口５３が設けられていると共に反応容器５０の下部には排気口５４が形成されており、排気口５４には真空ポンプ５５が接続されている。
【０００３】
このプラズマ処理装置Ａを用いて被処理物６にプラズマ処理を施すにあたっては、まず、下側の電極５２の上に被処理物６を載せて反応容器５０内に被処理物６を配置する。次に、真空ポンプ５５にて排気口５４から反応容器５０内の空気を脱気して反応容器５０内を減圧状態にする。次に、ガス投入口５３を通じて反応容器５０内にＨｅ（ヘリウム）やＡｒ（アルゴン）などの希ガスを主成分とするプラズマ生成用ガスを投入して反応容器５０内をプラズマ生成用ガスで充満する。次に、電極５１、５２の間に交流電界を印加して放電させることによりプラズマ生成用ガスからプラズマ５６を生成する。そして、このようにしてプラズマが生成されると、プラズマ５６が被処理物６の表面に供給されて被処理物６がプラズマ処理されるのである。
【０００４】
図８に他のプラズマ処理装置Ａを示す。このプラズマ処理装置Ａは大気圧下でプラズマ処理を行うものであって、下面を吹き出し口１として開放させた円筒状の反応管２の外周に高圧電極３と接地電極４を設けて形成されるものである。このプラズマ処理装置Ａを用いて被処理物６にプラズマ処理を施すにあたっては、まず、吹き出し口１の下側に被処理物６を配置する。次に、反応管２内にプラズマ生成用ガスを投入する。次に、高圧電極３と接地電極４の間に交流電界を印加して反応管２内で放電させることによりプラズマ生成用ガスからプラズマを生成する。そして、このようにしてプラズマが生成されると、プラズマが吹き出し口１からプラズマジェット５として吹き出され、吹き出されたプラズマジェット５が被処理物６の表面に吹き付けられて被処理物６がプラズマ処理されるのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のプラズマ処理装置Ａでは、被処理物６が平板状であって（例えば、プリント配線板）、プラズマ処理の対象となる被処理部分（例えば、ボンディングパットなどの回路）が被処理物６の表面（上面）に形成されている場合には、プラズマ５６やプラズマジェット５を被処理部分に供給することができて被処理物６の被処理部分にクリーニングなどのプラズマ処理を施すことができる。しかし、被処理物６が平板状でなく、しかも、被処理物６の真上からのプラズマ５６やプラズマジェット５を供給してもプラズマ５６やプラズマジェット５が供給されない箇所に被処理部分が形成されている場合では、上記のいずれのプラズマ処理装置Ａを用いても被処理物６の被処理部分にプラズマ処理を施すことができず、均一なプラズマ処理を行うことができないという問題があった。
【０００６】
例えば、被処理物６が図９、１０に示すような回路ブロック６０である場合に上記のような問題が生じる。回路ブロック６０は、基台６１に上面が開口する凹部６２を形成し、凹部６２の底面に半導体チップ等の部品６３を配設すると共に凹部６２の底面や部品６３の表面（上面）にボンディングパットなどの回路６４が形成されるものであって、基台６１の側壁６５の上部には凹部６２の上面開口に突出する障害部６６が延設されている。
【０００７】
そして、図７に示すプラズマ処理装置Ａで回路ブロック６０にプラズマ処理を行うと、プラズマ５６は回路ブロック６０の真上から供給されるだけであるので、図９に示すように、凹部６２の側端部において障害部６６よりも下側にプラズマ５６が供給されない影部６７が形成されることになって、この影部６７にある被処理部分７０の回路６４にプラズマ処理を施すことができず、凹部６２の略中央部に位置する被処理部分７０のみにプラズマ処理が施されるものであった。また、図８に示すプラズマ処理装置Ａで回路ブロック６０にプラズマ処理を行う場合でも、プラズマジェット５は回路ブロック６０の真上から供給されるだけであるので、図１０に示すように、凹部６２の側端部において障害部６６よりも下側にプラズマジェット５が供給されない影部６７が形成されることになって、この影部６７にある被処理部分７０の回路６４にプラズマ処理を施すことができず、凹部６２の略中央部に位置する被処理部分７０のみにプラズマ処理が施されるものであった。
【０００８】
さらに、被処理部が自動車の窓枠のように３次元的に湾曲しており、その湾曲面が被処理部分である場合にも、被処理部分にプラズマ５６やプラズマジェット５が均一に供給されにくいので、被処理物を略全体に亘って均一にプラズマ処理することができないという問題があった。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、被処理物を略全体に亘って均一にプラズマ処理することができるプラズマ処理システムを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るプラズマ処理システムは、被処理物６のプラズマ処理の対象となる被処理部分７０の上方に障害部６６が形成されており、前記被処理物６に真上から供給されるプラズマジェット５が前記障害部６６で遮られて吹き付けられない前記被処理部分７０に対してプラズマジェット５を吹き付けるためのプラズマ処理システムであって、片側が吹き出し口１として開放された筒状の反応管２と高圧電極３と接地電極４とを具備して構成され、前記反応管２にプラズマ生成用ガスを導入し、前記高圧電極３と前記接地電極４の間に交流電界を印加することにより、大気圧下で前記反応管２内にグロー放電を発生させ、前記反応管２の前記吹き出し口１から前記プラズマジェット５を吹き出すプラズマ処理装置Ａと、前記プラズマ処理装置Ａを３次元的に駆動させて前記被処理物６に対する前記プラズマジェット５の吹き出し角度を調整するためのプラズマ処理装置駆動手段３０とを備え、前記プラズマ処理装置駆動手段３０は、水平面で回転駆動自在に形成されたアーム旋回部３２と、前記アーム旋回部３２の回転により移動自在に形成された上腕アーム３４と下腕アーム３６と支持アーム３８とを備えた多関節型ロボットからなり、前記下腕アーム３６は前記上腕アーム３４に垂直面で回動駆動自在に枢着されると共に前記支持アーム３８は前記下腕アーム３６に垂直面で回動駆動自在に枢着され、前記支持アーム３８に前記プラズマ処理装置Ａを保持して成ることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項２に係るプラズマ処理システムは、被処理物６のプラズマ処理の対象となる被処理部分７０の上方に障害部６６が形成されており、前記被処理物６に真上から供給されるプラズマジェット５が前記障害部６６で遮られて吹き付けられない前記被処理部分７０に対してプラズマジェット５を吹き付けるためのプラズマ処理システムであって、片側が吹き出し口１として開放された筒状の反応管２と高圧電極３と接地電極４とを具備して構成され、前記反応管２にプラズマ生成用ガスを導入し、前記高圧電極３と前記接地電極４の間に交流電界を印加することにより、大気圧下で前記反応管２内にグロー放電を発生させ、前記反応管２の前記吹き出し口１から前記プラズマジェット５を吹き出すプラズマ処理装置Ａと、前記被処理物６を３次元的に駆動させて前記被処理物６に対する前記プラズマジェット５の吹き出し角度を調整するための被処理物駆動手段８５とを備え、前記被処理物駆動手段８５は、水平面で回転駆動自在に形成されたアーム旋回部３２と、前記アーム旋回部３２の回転により移動自在に形成された上腕アーム３４と下腕アーム３６と被処理物搬送手段８０とを備えた多関節型ロボットからなり、前記下腕アーム３６は前記上腕アーム３４に垂直面で回動駆動自在に枢着されると共に前記被処理物搬送手段８０は前記下腕アーム３６に垂直面で回動駆動自在に枢着され、前記被処理物搬送手段８０は前記被処理物６を保持可能に形成して成ることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１に本発明の実施の形態の一例を示す。このプラズマ処理システムはプラズマ処理装置Ａとプラズマ処理装置駆動手段３０と被処理物搬送手段８０とを具備して構成されている。
【００１５】
図２に本発明のプラズマ処理装置Ａの一例を示す。このプラズマ処理装置Ａは、反応管２の外周に高圧電極３と接地電極４を接触させて設けると共に高圧電極３と接地電極４を反応管２の長手方向に並べて対向させて配置することによって形成されており、反応管２の内部において高圧電極３と接地電極４の間に放電空間７が形成されている。
【００１６】
反応管２は高融点の絶縁材料（誘電体材料）で円筒状に形成されるものであって、その一端はガス導入口９０として、他端は吹き出し口１として開放されている。また、反応管２の吹き出し口１を設けた側の端部は直径が吹き出し口１側ほど小さくなるような先細り形状に絞り込まれたテーパー構造の集束部２０が形成されている。集束部２０を設けないで吹き出し口１の口径を反応管２の直径とほぼ同じに形成した場合、吹き出し口１から吹き出されるプラズマジェット５の流速を加速するのが難しいが、上記のように、反応管２の端部を吹き出し口１側に向かって徐々に小径となるように絞り込んだ集束部２０として形成することによって、放電空間７の体積を小さくすることなくプラズマジェット５の流速を加速することができ、短寿命のラジカルなどの反応性ガス活性粒子が消滅する前に、被処理物６にプラズマジェット５を到達させることができて被処理物６のプラズマ処理を効率よく行うことができるものである。被処理物６の表面のクリーニングに適したプラズマジェット５の流速を得るためには、集束部２０の外周面と集束部２０以外の反応管２の外周面との間に形成されるテーパー角αが１０〜３０°であることが好ましい。
【００１７】
また、吹き出し口１の開口面積は直径が０．１〜５ｍｍの真円の面積に相当する大きさに形成されている。吹き出し口１の開口面積が上記の範囲よりも小さすぎると、吹き出されるプラズマジェット５の処理範囲が小さくなりすぎて、被処理物６のプラズマ処理に長時間を要することになり、逆に、吹き出し口１の開口面積が上記の範囲よりも大きすぎると、吹き出されるプラズマジェット５の処理範囲が大きくなりすぎて、被処理物に局所的なプラズマ処理を施すことができなくなる恐れがある。
【００１８】
反応管２を形成する絶縁材料の誘電率は放電空間７における低温化の重要な要素であって、具体的には絶縁材料として、石英、アルミナ、イットリア部分安定化ジルコニウムなどのガラス質材料やセラミック材料などを例示することができる。
【００１９】
高圧電極３と接地電極４は、その冷却効率を高くするために熱伝導性の高い金属材料、例えば、銅、アルミニウム、真鍮、耐食性の高いステンレス（ＳＵＳ３０４など）などで形成されており、図３に示すように両電極３、４は同形であって、環状（リング状）に形成されている。高圧電極３と接地電極４の略中央部には挿着孔１０が貫通して形成されており、挿着孔１０の孔径は反応管２の外径よりもやや大きめに形成されている。また、高圧電極３と接地電極４の内部は冷媒が流通可能な流通部１１として形成されており、高圧電極３と接地電極４の外周面には流通部１１と連通する供給管１２と排出管１３が突設されている。
【００２０】
高圧電極３と接地電極４の内周面（挿着孔１０を構成する面）は反応管２と接触する接触面１４として形成されており、接触面１４の算術平均粗さで表した表面粗度は１０〜１０００μｍに設定されている。このように接触面１４の表面粗度を１０〜１０００μｍに設定することによって、放電空間７における放電の均一化を図ることができる。これはミクロ的に見た場合に、非常に微細なマイクロディスチャージの集合体が形成され、アークへの移行が阻害されるためであると考えられる。高圧電極３と接地電極４の接触面１４の表面粗度が１０μｍ未満であれば、放電しにくくなる恐れがあり、高圧電極３と接地電極４の接触面１４の表面粗度が１０００μｍを超えると、放電の不均一化が生じる恐れがある。このように高圧電極３と接地電極４の接触面１４を粗面化する加工としては、サンドブラストなどの物理的手段を採用することができる。尚、表面粗さをｙ＝ｆ（ｘ）の形に表した場合の算術平均粗さＲａ（μｍ）はＪＩＳ  Ｂ  ０６０１で以下の式（１）で定義されている。
【００２１】
【数１】
0004016540.tif 000002
【００２２】
そして、反応管２を挿着孔１０に差し込むことによって、高圧電極３と接地電極４を反応管２の外周に取り付けると共に高圧電極３と接地電極４の内周面の接触面１４を反応管２の外周面に接触させるように配置する。また、高圧電極３は交流電界を発生させる電源１５と接続されると共に接地電極４は接地される。接地電極４は高圧電極３よりも吹き出し口１に近い位置に配置される。このことで、接地電極４が高圧電極３よりも被処理物６に近くに位置することになり、すなわち、高圧電極３が接地電極４よりも被処理物６から遠くに位置することになり、高圧電極３から被処理物６にアーク放電が飛びにくくなって、アーク放電による被処理物６の破損を防止することができるものである。
【００２３】
高圧電極３と接地電極４の間隔Ｌは３〜２０ｍｍに設定するのが好ましい。高圧電極３と接地電極４の間隔Ｌが３ｍｍ未満であれば、反応管２の外部で高圧電極３と接地電極４の間で短絡が起こって放電空間７で放電が起こらなくなる恐れがあり、しかも、放電空間７が狭くなって、効率よくプラズマを生成することが難しくなる恐れがある。また、高圧電極３と接地電極４の間隔Ｌが２０ｍｍを超えると、放電空間７で放電が起こりにくくなって、効率よくプラズマを生成することが難しくなる恐れがある。
【００２４】
上記の高圧電極３と接地電極４は冷媒により冷却されるが、冷媒としてはイオン交換水や純水も使用することができる。イオン交換水や純水を用いることによって、冷媒中に不純物が含まれることがなく、高圧電極３と接地電極４が冷媒で腐食されにくくなるものである。また、冷媒としては０℃で不凍性を有し、且つ電気絶縁性及び不燃性や化学安定性を有する液体であることが好ましく、例えば、電気絶縁性能は０．１ｍｍ間隔での耐電圧が１０ｋＶ以上であることが好ましい。この範囲の絶縁性を有する冷媒を用いる理由は、高電圧が印加される電極からの漏電を防止するためである。このような性質を有する冷媒としては、パーフルオロカーボン、ハイドロフルオロエーテル等を例示することができ、また純水にエチレングリコールを５〜６０重量％添加した混合液であってもよい。さらに冷媒は空気であってもよい。
【００２５】
上記のように形成されるプラズマ処理装置Ａでは、プラズマ生成用ガスとして不活性ガス（希ガス）あるいは不活性ガスと反応ガスの混合気体を用いる。不活性ガスとしては、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトンなどを使用することができるが、放電の安定性や経済性を考慮すると、アルゴンやヘリウムを用いるのが好ましい。また反応ガスの種類は処理の内容によって任意に選択することができる。例えば、被処理物の表面に存在する有機物のクリーニング、レジストの剥離、有機フィルムのエッチングなどを行う場合は、酸素、空気、ＣＯ２、Ｎ２Ｏなどの酸化性ガスを用いるのが好ましい。また反応ガスとしてＣＦ４などのフッ素系ガスも適宜用いることができ、シリコンなどのエッチングを行う場合にはこのフッ素系ガスを用いるのが効果的である。また金属酸化物の還元を行う場合は、水素、アンモニアなどの還元性ガスを用いることができ、その添加量は不活性ガスの全量に対して１０重量％以下、好ましくは０．１〜５重量％の範囲である。反応ガスの添加量が０．１重量％未満であれば、処理効果が低くなる恐れがあり、反応ガスの添加量が１０重量％を超えると、放電が不安定になる恐れがある。
【００２６】
上記のように形成されるプラズマ処理装置Ａでプラズマジェット５を生成するにあたっては、まず、矢印▲１▼で示すようにガス導入口９０から反応管２の内部にプラズマ生成用ガスを導入し、ガス導入口９０側から吹き出し口１側に向かってプラズマ生成用ガスを流通させて放電空間７に供給すると共に高圧電極３に電源１５から高周波電圧を印加して、高圧電極３と接地電極４の間の放電空間７に高周波の交流電界を印加する。この交流電界の印加により大気圧下で放電空間７にグロー放電を発生させ、グロー放電でプラズマ生成用ガスをプラズマ化してプラズマ活性種を含むプラズマを生成した後、このプラズマを吹き出し口１からプラズマジェット５として連続的に流出させて吹き出すようにする。
【００２７】
本発明において、印加される交流電界の周波数は１ｋＨｚ〜２００ＭＨｚに設定するのが好ましい。交流の周波数が１ｋＨｚ未満であれば、放電空間７での放電を安定化させることができなくなり、プラズマ処理を効率よく行うことができなくなる恐れがある。交流の周波数が２００ＭＨｚを超えると、放電空間７でのプラズマの温度上昇が著しくなり、反応管２や高圧電極３や接地電極４の寿命が短くなる恐れがあり、しかも、プラズマ処理装置が複雑化及び大型化する恐れがある。
【００２８】
また本発明において、放電空間７に印加される印加電力は２０〜３５００Ｗ／ｃｍ３に設定するのが好ましい。放電空間７に印加される印加電力が２０Ｗ／ｃｍ３未満であれば、プラズマを充分に発生させることができなくなり、逆に、放電空間７に印加される印加電力が３５００Ｗ／ｃｍ３を超えると、安定した放電を得ることができなくなる恐れがある。尚、印加電力の密度（Ｗ／ｃｍ３）は、（印加電力／放電空間体積）で定義される。
【００２９】
また上記のようにプラズマジェット５を発生させている間、高圧電極３と接地電極４は冷媒により冷却されている。つまり、矢印▲２▼で示すように供給管１２を通じて高圧電極３と接地電極４の内部の流通部１１に冷媒を供給することによって、高圧電極３と接地電極４が冷却される。流通部１１に供給された冷媒は、矢印▲３▼で示すように排出管１３を通じて排出される。そして、高圧電極３と接地電極４を冷媒により冷却するので、大気圧下で周波数の高い交流でプラズマを生成しても、高圧電極３と接地電極４の両方の温度上昇をより抑えることができ、よって放電空間７に生成されるプラズマの温度（ガス温度）がより高くならないようにすることができて被処理物６の熱的損傷をより少なくすることができるものである。また高圧電極３と接地電極４の両方を冷却することによって、放電空間７の局所的な加熱をより防ぐことができ、より均質なグロー放電を生成してストリーマー放電の生成を抑えることができて被処理物６のストリーマー放電による損傷をより少なくすることができるものである。これは、高圧電極３と接地電極４の両方を冷却することによって、高圧電極３と接地電極４の両方からの部分的な電子の放出が抑えられるためであると考えられる。
【００３０】
そして本発明では、放電空間７に交流電界を印加するための高圧電極３と接地電極４の両方を反応管２の外側に設けるので、高圧電極３と接地電極４の両方が放電空間７に生成されるプラズマに直接曝されることが無くなって、プラズマによりスパッタリングを受けないようにすることができると共に反応ガスにより腐食されないようにすることができ、高圧電極３と接地電極４がダメージを受けなくなって寿命を長くすることができるものである。しかも、スパッタリングや腐食により不純物が生じないので、長期間の使用であっても被処理物６が不純物より汚染されないようにすることができるものである。
【００３１】
また、高圧電極３と接地電極４をプラズマ生成用ガスの導入方向と略平行に並ぶように、すなわち、高圧電極３と接地電極４を反応管２の長手方向に並べて対向させて配置するので、放電空間７に生成される交流電界の方向とプラズマ生成用ガス及びプラズマジェット５の流れ方向とをほぼ一致させることができ、プラズマジェット５の活性種を効率よく生成することができるものであり、しかも、高圧電極３と接地電極４の間隔Ｌを変えることによって、放電空間７の大きさを簡単に変えることができ、プラズマジェット５の生成量を容易に調整することができるものである。
【００３２】
図１に示すプラズマ処理装置駆動手段３０は多関節型ロボットで形成されている。３１は床面上に設置される基盤であって、基盤３１の上面にはアーム旋回部３２が基盤３１に対して水平面で回転駆動自在に設けられている。また、アーム旋回部３２の上面には制御部３３が設けられている。この制御部３３にはプラズマ処理装置駆動手段３０の動作を制御する回路が内蔵されている。また、制御部３３はアーム旋回部３２の回転により水平面で回転駆動自在に形成されている。制御部３３の上部には上腕アーム３４の一端が肩軸３５により枢着されている。この上腕アーム３４は肩軸３５を軸として垂直面で回動（回転）駆動自在に形成されている。上腕アーム３４の他端には下腕アーム３６の一端が肘軸３７により枢着されている。この下腕アーム３６は肘軸３７を軸として垂直面で回動（回転）駆動自在に形成されている。下腕アーム３６の他端には支持アーム３８の一端が手首軸３９により枢着されている。この支持アーム３８は手首軸３９を軸として垂直面で回動（回転）駆動自在に形成されている。従って、上腕アーム３４と下腕アーム３６と支持アーム３８は制御部３３の回転により水平面で移動自在に形成されている。そして、支持アーム３８の他端は把持する把持部４０として形成されており、把持部４０にプラズマ処理装置Ａの反応管２を把持させることによって、プラズマ処理装置駆動手段３０にプラズマ処理装置Ａを保持させることができるものである。尚、アーム旋回部３２、上腕アーム３４、下腕アーム３６、支持アーム３８の回転駆動や回動駆動及び把持部４０の把持の際の駆動は、油圧モータや油圧シリンダーや空気圧シリンダーなどのアクチュエータを駆動源として行われる。
【００３３】
また、図４に示すように、反応管２のガス導入口９０側の端部にはキャップ７１が取り付けられている。このキャップ７１にはガス導入管７２が突設されており、ガス導入管７２にはホースなどで形成されるガス供給ラインが接続されている。そして、プラズマ生成用ガスはガス供給ライン、ガス導入管７２、キャップ７１、ガス導入口９０を通じて反応管２に供給されるように形成されている。また、高圧電極３及び接地電極４の供給管１２にはホースなどで形成される冷媒供給ラインが接続されていると共に、高圧電極３及び接地電極４の排出管１３にはホースなどで形成される冷媒排出ラインが接続されている。そして、冷媒は冷媒供給ラインを通じて高圧電極３及び接地電極４に供給され、冷媒排出ラインを通じて高圧電極３及び接地電極４から排出されるように形成されている。
【００３４】
このように形成されるプラズマ処理装置駆動手段３０の制御部３３に内蔵される回路とパーソナルコンピュータ等で形成される制御用端末４１は制御線４２により電気的に接続されており、制御用端末４１によりプラズマ処理装置駆動手段３０が制御自在に形成されている。すなわち、プラズマ処理時においてプラズマ処理装置Ａをどのような位置に配置するかを位置情報として制御用端末４１に入力すると、この位置情報が制御線４２を通じて制御部３３の回路に入力されるものであり、制御部３３の回路に入力された位置情報に基づいて、制御部３３でアーム旋回部３２を水平面で回転駆動させたり上腕アーム３４や下腕アーム３６や支持アーム３８を回動（回転）駆動させるものである。そして、アーム旋回部３２を水平面で回転駆動させたり上腕アーム３４や下腕アーム３６や支持アーム３８を回動（回転）駆動させてプラズマ処理装置駆動手段３０を動作させることによって、プラズマ処理装置Ａの位置や姿勢をほぼ任意に変更することができるものである。
【００３５】
被処理物搬送手段８０はベルトコンベアなどで形成されているものであって、被処理物６をインラインで搬送するためのものであり、複数本の駆動ローラー８１にベルト８２を無端ループ状に掛架して形成されるものである。そして、ベルト８２は駆動ローラー８１の回転駆動により一方向に進行駆動自在に形成されている。この被処理物搬送手段８０はプラズマ処理装置駆動手段３０に保持されたプラズマ処理装置Ａの下方に配置されている。
【００３６】
上記のようなプラズマ処理システムを用いて被処理物６の被処理部分７０にプラズマ処理を施すにあたっては、次のようにして行う。まず、プラズマ処理装置Ａの反応管２の吹き出し口１が下側に向いて反応管２の軸方向が鉛直方向と略平行になるように、プラズマ処理装置駆動手段３０の動作によりプラズマ処理装置Ａを移動駆動させる。次に、被処理物搬送手段８０のベルト８２の上に被処理物６を載せ、ベルト８２の進行駆動により被処理物６を反応管２の吹き出し口１の下側にまで搬送する。次に、吹き出し口１から吹き出されるプラズマジェット５を被処理物６の被処理部分７０に上方から吹き付けて被処理部分７０にプラズマ処理を施す。この後、ベルト８２の進行駆動により被処理物６を次工程に搬送する。
【００３７】
被処理物６が平板状であって、被処理部分７が被処理物６の表面（上面）に形成されている場合は、プラズマジェット５を上方から吹き付けるだけで被処理部分７０のプラズマ処理を行うことができるが、被処理物６が障害部６６を有する回路ブロック６０である場合には、図４に示すように、プラズマ処理装置駆動手段３０の動作によりプラズマ処理装置Ａを３次元的（鉛直方向と水平方向と斜め方向）に移動駆動させて鉛直方向に対して傾けて、被処理物６に対するプラズマジェット５の吹き出し角度を変更する。このようにして被処理物６に対するプラズマジェット５の吹き出し角度を変更することによって、被処理物６に真上からプラズマジェット５を供給するだけでは障害部６６が邪魔になって被処理部分７０のプラズマ処理が行えない場合であっても、障害部６６を避けて（迂回して）影部６７にある被処理部分７０にプラズマジェット５を直接吹き付けることができる。図４の場合は、凹部６２の上面開口及び影部６７の側面開口を通じてプラズマジェット５を被処理部分７０に吹き付けるようにしている。
【００３８】
上記の実施の形態では、プラズマ処理装置Ａを３次元的に駆動させて被処理物６の被処理部分７に対するプラズマジェット５の吹き出し角度を調整するためのプラズマ処理装置駆動手段３０を備えているので、真上からのプラズマジェット５の吹き出しではプラズマジェット５が供給されにくい箇所が影部６７として被処理物６に存在していても、プラズマ処理装置駆動手段３０の動作により、プラズマ処理装置Ａを３次元的に駆動させて被処理物６の被処理部分７に対するプラズマジェット５の吹き出し角度を調整することによって、影部６７の被処理部分７にプラズマジェット５を確実に供給することができ、被処理物６の略全体に亘って被処理部分７０に均一なプラズマ処理を施すことができるものである。
【００３９】
図５に他の実施の形態を示す。このプラズマ処理システムは、上記と同様のプラズマ処理装置Ａと被処理物駆動手段８５とを備えて形成されている。プラズマ処理装置Ａは、その反応管２の吹き出し口１が下側に向いて反応管２の軸方向が鉛直方向と略平行になるように配設されている。そして、吹き出し口１の下方に被処理物駆動手段８５が配設されている。
【００４０】
被処理物駆動手段８５は多関節型ロボットで形成されている。３３は床面上に設置される制御部であって、制御部３３の上面にはアーム旋回部３２が制御部３３に対して水平面で回転駆動自在に設けられている。この制御部３３には被処理物駆動手段８５の動作を制御する回路が内蔵されている。また、アーム旋回部３２の上面には肩軸受け８６が設けられており、肩軸受け８６には上腕アーム３４の一端（下端）が肩軸３５により枢着されている。この上腕アーム３４は肩軸３５を軸として垂直面で回動（回転）駆動自在に形成されている。上腕アーム３４の他端（上端）には下腕アーム３６の一端（下端）が肘軸３７により枢着されている。この下腕アーム３６は肘軸３７を軸として垂直面で回動（回転）駆動自在に形成されている。下腕アーム３６の他端（上端）にはベルトコンベアなどで形成される上記と同様の被処理物搬送手段８０が手首軸３９により枢着されている。手首軸３９は被処理物搬送手段８０から下方に突設された手首軸受け８７と下腕アーム３６の他端（上端）を貫通するように設けられており、このことで被処理物搬送手段８０は手首軸３９を軸として垂直面で回動（回転）駆動自在に形成されている。従って、上腕アーム３４と下腕アーム３６と被処理物駆動手段８５はアーム旋回部３２の回転により水平面で移動自在に形成されている。また、被処理物搬送手段８０のベルト８２において、吹き出し口１の直下に位置する部分の下側には、被処理物６を吸引により保持する吸引装置８８が設けられている。尚、アーム旋回部３２、上腕アーム３４、下腕アーム３６、被処理物搬送手段８０の回転駆動や回動駆動は、油圧モータや油圧シリンダーや空気圧シリンダーなどのアクチュエータを駆動源として行われる。
【００４１】
このように形成される被処理物駆動手段８５の制御部３３に内蔵される回路とパーソナルコンピュータ等で形成される制御用端末４１は制御線４２により電気的に接続されており、制御用端末４１により被処理物駆動手段８５が制御自在に形成されている。すなわち、プラズマ処理時において被処理物６をどのような位置に配置するかを位置情報として制御用端末４１に入力すると、この位置情報が制御線４２を通じて制御部３３の回路に入力されるものであり、制御部３３の回路に入力された位置情報に基づいて、制御部３３でアーム旋回部３２を水平面で回転駆動させたり上腕アーム３４や下腕アーム３６や被処理物搬送手段８０を回動（回転）駆動させるものである。そして、アーム旋回部３２を水平面で回転駆動させたり上腕アーム３４や下腕アーム３６や被処理物搬送手段８０を回動（回転）駆動させて被処理物駆動手段８５を動作させることによって、被処理物６の位置や姿勢をほぼ任意に変更することができるものである。
【００４２】
上記のようなプラズマ処理システムを用いて被処理物６の被処理部分７０にプラズマ処理を施すにあたっては、次のようにして行う。まず、被処理物搬送手段８０のベルト８２の上に被処理物６を載せ、ベルト８２の進行駆動により被処理物６を反応管２の吹き出し口１の下側にまで搬送する。次に、吹き出し口１から吹き出されるプラズマジェット５を被処理物６の被処理部分７０に上方から吹き付けて被処理部分７０にプラズマ処理を施す。この後、ベルト８２の進行駆動により被処理物６を次工程に搬送する。
【００４３】
被処理物６が平板状であって、被処理部分７が被処理物６の表面（上面）に形成されている場合は、プラズマジェット５を上方から吹き付けるだけで被処理部分７０のプラズマ処理を行うことができるが、被処理物６が障害部６６を有する回路ブロック６０である場合には、図６に示すように、被処理物駆動手段８５の動作により被処理物６を３次元的（鉛直方向と水平方向と斜め方向）に移動駆動させて鉛直方向に対して傾けて、被処理物６に対するプラズマジェット５の吹き出し角度を変更する。この時、被処理物６がベルト８２からずれ落ちないように吸引装置８８で吸引して保持しておく。このようにして被処理物６に対するプラズマジェット５の吹き出し角度を変更することによって、被処理物６に真上からプラズマジェット５を供給するだけでは障害部６６が邪魔になって被処理部分７０のプラズマ処理が行えない場合であっても、障害部６６を避けて（迂回して）影部６７にある被処理部分７０にプラズマジェット５を吹き付けることができる。図６の場合は、凹部６２の上面開口及び影部６７の側面開口を通じてプラズマジェット５を被処理部分７０に吹き付けるようにしている。
【００４４】
この実施の形態では、被処理物６を３次元的に駆動させて被処理物６の被処理部分７に対するプラズマジェット５の吹き出し角度を調整するための被処理物駆動手段８５とを備えているので、真上からのプラズマジェット５の吹き出しではプラズマジェット５が供給されにくい箇所が影部６７として被処理物６に存在していても、被処理物駆動手段８５の動作により、被処理物６を３次元的に駆動させて被処理物６の被処理部分７に対するプラズマジェット５の吹き出し角度を調整することによって、影部６７にプラズマジェット５を確実に供給することができ、被処理物６の略全体に亘って被処理部分７０に均一なプラズマ処理を施すことができるものである。
【００４５】
また、図１の実施の形態では、プラズマ処理装置Ａに接続されるガス供給ラインや冷媒供給ラインや冷媒排出ラインが邪魔になってプラズマ処理装置Ａを移動駆動させにくくなり、プラズマ処理がスムーズに行えない場合があるが、図５に示す実施の形態では、プラズマ処理装置Ａを移動させず、被処理物６の方を移動駆動するので、ガス供給ラインや冷媒供給ラインや冷媒排出ラインが邪魔になるようなことがなく、プラズマ処理をスムーズに行うことができる。
【００４６】
【実施例】
以下本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００４７】
（実施例１）
図１に示すプラズマ処理システムを用いて被処理物６にプラズマ処理を施した。被処理物６として図４に示すようなＩＣが搭載された回路ブロック６０を用いた。この回路ブロック６０は次のようにして作成した。まず、凹部６２が形成された異形の基台（帝人（株）製のアモデル）６１の表面（凹部６２の底面）に電解金めっきを施して厚み０．５μｍの回路（ボンディングパッドを含む）６４を形成した。次に、この基台６１にクリーム半田をスクリーン印刷し、クリーム半田にチップ抵抗を搭載してリフロー炉でチップ抵抗を基台６１に接合した。さらに、基台６１の凹部６２の底面にエポキシ系銀パラジウム接着剤（日本ネーブルスティック製の８４−ＩＭＩ）を塗布し、部品６３（ＩＣ）をダイマウンターでマウントし、１７５℃、１．５時間の加熱によって接着剤を硬化させて凹部６２の底面に部品６３を搭載した。
【００４８】
プラズマ生成の条件としては、不活性ガスであるヘリウムとアルゴンおよび反応ガスの酸素の混合気体をプラズマ生成用ガスとして用い、ヘリウムの流量を１リットル／分、アルゴンの流量を３リットル／分、酸素の流量を５０ｃｃ／分と設定した。また、高圧電極３への高周波の印加条件を周波数１３．５６ＭＨｚ、印加電力を３００Ｗとし、５秒間プラズマ処理を行った。その結果、プラズマ処理なしでの回路６４のボンディング強度が５．１ｇであったのに対して、プラズマ処理をすることでボンディング強度が８．９ｇと向上した。
【００４９】
（実施例２）
図５に示すプラズマ処理システムを用いて被処理物６にプラズマ処理を施した。被処理物６としては実施例１と同様のものを用いた。また、プラズマ生成の条件としては、不活性ガスであるヘリウムとアルゴンおよび反応ガスの酸素の混合気体をプラズマ生成用ガスとして用い、ヘリウムの流量を１リットル／分、アルゴンの流量を３リットル／分、酸素の流量を５０ｃｃ／分と設定した。また、高圧電極３への高周波の印加条件を周波数２００ＭＨｚ、印加電力を２００Ｗとし、５秒間プラズマ処理を行った。その結果、プラズマ処理なしでの回路６４のボンディング強度が５．１ｇであったのに対して、プラズマ処理をすることでボンディング強度が１０．２ｇと向上した。
【００５０】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１の発明は、被処理物のプラズマ処理の対象となる被処理部分の上方に障害部が形成されており、前記被処理物に真上から供給されるプラズマジェットが前記障害部で遮られて吹き付けられない前記被処理部分に対してプラズマジェットを吹き付けるためのプラズマ処理システムであって、片側が吹き出し口として開放された筒状の反応管と高圧電極と接地電極とを具備して構成され、前記反応管にプラズマ生成用ガスを導入し、前記高圧電極と前記接地電極の間に交流電界を印加することにより、大気圧下で前記反応管内にグロー放電を発生させ、前記反応管の前記吹き出し口から前記プラズマジェットを吹き出すプラズマ処理装置と、前記プラズマ処理装置を３次元的に駆動させて前記被処理物に対する前記プラズマジェットの吹き出し角度を調整するためのプラズマ処理装置駆動手段とを備え、前記プラズマ処理装置駆動手段は、水平面で回転駆動自在に形成されたアーム旋回部と、前記アーム旋回部の回転により移動自在に形成された上腕アームと下腕アームと支持アームとを備えた多関節型ロボットからなり、前記下腕アームは前記上腕アームに垂直面で回動駆動自在に枢着されると共に前記支持アームは前記下腕アームに垂直面で回動駆動自在に枢着され、前記支持アームに前記プラズマ処理装置を保持しているので、真上からのプラズマジェットの吹き出しではプラズマジェットが供給されにくい箇所が前記被処理物に存在していても、前記プラズマ処理装置駆動手段の動作により、前記プラズマ処理装置を３次元的に駆動させて前記被処理物に対するプラズマジェットの吹き出し角度を調整することによって、真上からのプラズマジェットの吹き出しではプラズマジェットが供給されにくい箇所の被処理部分にも障害部を避けてプラズマジェットを確実に供給することができ、前記被処理物を略全体に亘って均一にプラズマ処理することができるものである。
【００５１】
また本発明の請求項２の発明は、被処理物のプラズマ処理の対象となる被処理部分の上方に障害部が形成されており、前記被処理物に真上から供給されるプラズマジェットが前記障害部で遮られて吹き付けられない前記被処理部分に対してプラズマジェットを吹き付けるためのプラズマ処理システムであって、片側が吹き出し口として開放された筒状の反応管と高圧電極と接地電極とを具備して構成され、前記反応管にプラズマ生成用ガスを導入し、前記高圧電極と前記接地電極の間に交流電界を印加することにより、大気圧下で前記反応管内にグロー放電を発生させ、前記反応管の前記吹き出し口から前記プラズマジェットを吹き出すプラズマ処理装置と、前記被処理物を３次元的に駆動させて前記被処理物に対する前記プラズマジェットの吹き出し角度を調整するための被処理物駆動手段とを備え、前記被処理物駆動手段は、水平面で回転駆動自在に形成されたアーム旋回部と、前記アーム旋回部の回転により移動自在に形成された上腕アームと下腕アームと被処理物搬送手段とを備えた多関節型ロボットからなり、前記下腕アームは前記上腕アームに垂直面で回動駆動自在に枢着されると共に前記被処理物搬送手段は前記下腕アームに垂直面で回動駆動自在に枢着され、前記被処理物搬送手段は前記被処理物を保持可能に形成しているので、真上からのプラズマジェットの吹き出しではプラズマジェットが供給されにくい箇所が前記被処理物に存在していても、前記被処理物駆動手段の動作により、前記被処理物を３次元的に駆動させて前記被処理物に対するプラズマジェットの吹き出し角度を調整することによって、真上からのプラズマジェットの吹き出しではプラズマジェットが供給されにくい箇所の被処理部分にも障害部を避けてプラズマジェットを確実に供給することができ、前記被処理物を略全体に亘って均一にプラズマ処理することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す正面図である。
【図２】同上のプラズマ処理装置を示す正面図である。
【図３】同上の高圧電極と接地電極を示す斜視図である。
【図４】同上の動作を示す断面図である。
【図５】同上の他の実施の形態の一例を示す正面図である。
【図６】同上の動作を示す断面図である。
【図７】従来例を示す断面図である。
【図８】他の従来例を示す正面図である。
【図９】従来例の問題点を示す断面図である。
【図１０】従来例の問題点を示す断面図である。
【符号の説明】
１  吹き出し口
２  反応管
３  高圧電極
４  接地電極
５  プラズマジェット
６  被処理物
３０  プラズマ処理装置駆動手段
３２  アーム旋回部
３４  上腕アーム
３６  下腕アーム
３８  支持アーム
６６  障害部
７０  被処理部分
８０  被処理物搬送手段
８５  被処理物駆動手段
【図１】
0004016540.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004016540.tif 000007
【図６】
0004016540.tif 000008
【図７】
0004016540.tif 000009
【図８】
0004016540.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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