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JP2005174879A - Plasma processing method and plasma processing apparatus - Google Patents

Plasma processing method and plasma processing apparatus Download PDF

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JP2005174879A
JP2005174879A JP2003417083A JP2003417083A JP2005174879A JP 2005174879 A JP2005174879 A JP 2005174879A JP 2003417083 A JP2003417083 A JP 2003417083A JP 2003417083 A JP2003417083 A JP 2003417083A JP 2005174879 A JP2005174879 A JP 2005174879A
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JP
Japan
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plasma
gas
electrodes
plasma processing
cover
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Pending
Application number
JP2003417083A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Sawada
康志 澤田
Noriyuki Taguchi
典幸 田口
Keiichi Yamazaki
圭一 山崎
Tetsuji Shibata
哲司 柴田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma treatment method capable of realizing efficient plasma treatment by preventing deactivation of an active species in plasma. <P>SOLUTION: This apparatus has a plurality of electrodes 1, 2 facing each other and a gas passage 3. In this plasma treatment method, the gas for generating plasma is introduced into the gas passage 3 and voltage is applied between the electrodes 1, 2 to generate plasma P in the gas passage 3 under pressure near the atmospheric pressure and the plasma P is blown out from the gas passage 3 for supplying it to the surface of an object 4 to be treated. The plasma P is supplied to the surface of the object 4 to be treated in the atmosphere with oxygen concentration below 12 volume %. By blowing out the plasma P into the atmosphere where the oxygen concentration is lower than the air to supply it on the surface of the object 4 to be processed, deactivation effect of oxygen on the active species in Plasma P can be reduced for preventing deactivation of the activated species. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

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、レジストの剥離やエッチング、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利用されるプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置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。   The present invention includes cleaning of foreign substances such as organic substances existing on the surface of the object to be processed, resist peeling and etching, improvement of organic film adhesion, metal oxide reduction, film formation, plating pretreatment, coating pretreatment, The present invention relates to a plasma processing method and a plasma processing apparatus used for surface treatment such as surface modification of various materials and parts, and particularly suitable for cleaning the surface of electronic parts that require precise bonding. It is.

従来より、大気圧又はその近傍の圧力下で発生させたプラズマ(活性種を含む放電ガス)を被処理物に供給することによってプラズマ処理が行なわれている。例えば、下記の特許文献1に記載のプラズマ処理方法は、反応容器の外側に一対の電極を設け、反応容器にプラズマ生成用ガスを導入すると共に一対の電極間に電圧を印加することによって反応容器内にプラズマを生成し、このプラズマを反応容器から吹き出して被処理物に吹き付けて供給するようにしている。   Conventionally, plasma processing is performed by supplying plasma (discharge gas containing active species) generated under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof to an object to be processed. For example, in the plasma processing method described in Patent Document 1, a reaction vessel is provided by providing a pair of electrodes outside the reaction vessel, introducing a plasma generating gas into the reaction vessel, and applying a voltage between the pair of electrodes. Plasma is generated inside, and this plasma is blown out from the reaction vessel and sprayed onto the object to be processed.

このようなプラズマ処理方法では、プラズマの発生箇所(一対の電極に挟まれた反応容器内の空間)から被処理物までの間で、プラズマ中の活性種が失活しないようにすることがプラズマ処理の高効率化のために好ましい。そこで、従来では反応容器と被処理物の距離を狭くしていたが、厚物の被処理物を処理することができなくなるなどの問題が生じる恐れがある。
特開2003−303814号公報
In such a plasma processing method, it is necessary to prevent the active species in the plasma from being deactivated between the place where the plasma is generated (the space in the reaction vessel sandwiched between the pair of electrodes) and the object to be processed. It is preferable for high processing efficiency. Therefore, conventionally, the distance between the reaction vessel and the object to be processed is reduced, but there is a possibility that problems such as the inability to process a thick object to be processed may occur.
JP 2003-303814 A

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、プラズマ中の活性種を失活しにくくしてプラズマ処理の高効率化を図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ものである。   The present invention has been made in view of the above points, and provides a plasma processing method and a plasma processing apparatus capable of increasing the efficiency of plasma processing by making it difficult to deactivate active species in plasma. It is the purpose.

本発明のプラズマ処理方法は、対向配置された複数の電極1、2とガス流路3とを有し、ガス流路3にプラズマ生成用ガスを導入すると共に電極1、2間に電圧を印加することにより大気圧近傍の圧力下でガス流路3内にプラズマPを生成し、このプラズマPをガス流路3から吹き出して被処理物4の表面に供給するプラズマ処理方法において、酸素濃度が12体積%以下の雰囲気中で被処理物4の表面にプラズマPを供給することを特徴とするものである。   The plasma processing method of the present invention has a plurality of electrodes 1 and 2 and a gas flow path 3 arranged opposite to each other, introduces a plasma generating gas into the gas flow path 3 and applies a voltage between the electrodes 1 and 2. In the plasma processing method in which the plasma P is generated in the gas flow path 3 under a pressure close to atmospheric pressure, and the plasma P is blown out from the gas flow path 3 and supplied to the surface of the workpiece 4. The plasma P is supplied to the surface of the workpiece 4 in an atmosphere of 12% by volume or less.

本発明によれば、空気よりも酸素濃度の低い雰囲気中にプラズマPを吹き出して被処理物4の表面に供給することによって、プラズマP中の活性種に対する酸素の失活作用を少なくして活性種を失活しにくくすることができ、この結果、活性の高い活性種を多く含むプラズマPを被処理物4の表面に供給することができてプラズマ処理の高効率化を図ることができるものである。   According to the present invention, the plasma P is blown into an atmosphere having an oxygen concentration lower than that of air and supplied to the surface of the workpiece 4, thereby reducing the oxygen deactivation effect on the active species in the plasma P and increasing the activity. The species can be made difficult to deactivate, and as a result, the plasma P containing a large amount of active species having high activity can be supplied to the surface of the workpiece 4 and the efficiency of the plasma treatment can be improved. It is.

本発明では、プラズマ生成用ガスが希ガス、窒素ガス、フッ素含有ガスの少なくとも一種類を含有するのが好ましい。   In the present invention, the plasma generating gas preferably contains at least one of a rare gas, a nitrogen gas, and a fluorine-containing gas.

本発明のプラズマ処理装置は、請求項1又は2に記載のプラズマ処理方法に用いられるプラズマ処理装置であって、ガス流路3と被処理物4の表面との間の処理空間5をカバー6で覆って成ることを特徴とするものである。   The plasma processing apparatus of the present invention is a plasma processing apparatus used in the plasma processing method according to claim 1 or 2, and covers a processing space 5 between the gas flow path 3 and the surface of the workpiece 4. It is characterized by being covered with.

本発明によれば、カバー6により処理空間5に対する空気の出入りを少なくすることができ、被処理物4の表面にプラズマを供給する雰囲気中の酸素濃度を12体積%以下に保ちやすくなり、この結果、活性の高い活性種を多く含むプラズマPを被処理物4の表面に供給することができてプラズマ処理の高効率化を図ることができるものである。   According to the present invention, the cover 6 can reduce the flow of air into and out of the processing space 5, and the oxygen concentration in the atmosphere for supplying plasma to the surface of the workpiece 4 can be easily maintained at 12% by volume or less. As a result, the plasma P containing a large amount of active species having high activity can be supplied to the surface of the object 4 to be processed, and the efficiency of the plasma processing can be improved.

本発明では、カバー6内からの排気量を調整するための排気量調整手段7を備えることが好ましく、これにより、プラズマ生成用ガスと空気との混合比率を一定に保ちやすくなって、均質なプラズマ処理を行うことができるものである。   In the present invention, it is preferable to provide an exhaust amount adjusting means 7 for adjusting the exhaust amount from the inside of the cover 6, which makes it easy to keep the mixing ratio of the plasma generating gas and the air constant and uniform. Plasma treatment can be performed.

本発明によれば、空気よりも酸素濃度の低い雰囲気中にプラズマを吹き出して被処理物の表面に供給することによって、プラズマ中の活性種に対する酸素の失活作用を少なくして活性種を失活しにくくすることができ、この結果、活性の高い活性種を多く含むプラズマを被処理物の表面に供給することができてプラズマ処理の高効率化を図ることができるものである。   According to the present invention, plasma is blown out into an atmosphere having a lower oxygen concentration than air and supplied to the surface of the object to be processed, thereby reducing the deactivation effect of oxygen on the active species in the plasma and losing the active species. As a result, plasma containing a large amount of highly active active species can be supplied to the surface of the object to be processed, so that the efficiency of the plasma processing can be increased.

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.

図1、2に本発明のプラズマ処理装置の一例を示す。このプラズマ処理装置は、複数(一対)の電極1、2を備えた電極支持筺体22と、ガスノズル23、カバー6及び搬送ローラ31などを備えて形成されている。   1 and 2 show an example of the plasma processing apparatus of the present invention. The plasma processing apparatus includes an electrode support housing 22 having a plurality (a pair) of electrodes 1 and 2, a gas nozzle 23, a cover 6, a transport roller 31, and the like.

電極1、2は銅、アルミニウム、真鍮、耐食性の高いステンレス鋼(SUS304など)、チタン、13クロム鋼、SUS410などの導電性の金属材料を用いて幅方向に長い略角棒状に形成されるものであって、その内部には冷却水を流通させるための流水路37が略全長に亘って設けられている。尚、図2において電極1、2の幅方向は紙面と直交する方向であって、本発明のプラズマ処理装置はこの幅方向と直交する方向に被処理物4を搬送しながらプラズマ処理を行うものである。   The electrodes 1 and 2 are formed in a substantially rectangular bar shape that is long in the width direction using a conductive metal material such as copper, aluminum, brass, stainless steel having high corrosion resistance (SUS304, etc.), titanium, 13 chromium steel, SUS410, etc. And the flowing water channel 37 for distribute | circulating a cooling water is provided in the inside over substantially full length. In FIG. 2, the width direction of the electrodes 1 and 2 is a direction orthogonal to the paper surface, and the plasma processing apparatus of the present invention performs plasma processing while conveying the workpiece 4 in the direction orthogonal to the width direction. It is.

また、電極1、2の表面にはアルミナ、チタニア、ジルコニアなどのセラミック材料の溶射法により誘電体被膜40が全面に亘って形成されている。また、誘電体被膜40には封孔処理を行うことが好ましい。このようなセラミック溶射被覆材料による誘電体被膜40として特に有効な材料はアルミナである。   A dielectric coating 40 is formed on the entire surface of the electrodes 1 and 2 by a thermal spraying method of a ceramic material such as alumina, titania or zirconia. The dielectric coating 40 is preferably subjected to a sealing treatment. A particularly effective material for the dielectric coating 40 made of such a ceramic spray coating material is alumina.

また、誘電体被膜40を形成するにあたって、シリカ、チタニア、アルミナ、酸化スズ、ジルコニアなどを原料とした無機質材料の釉薬を原料としてホーローコーティングを行うこともできる。上記の溶射法やホーローコーティングの場合、誘電体被膜40の厚みは0.1〜3mm、より好ましくは0.3〜1.5mmに設定することができる。誘電体被膜40の厚みが0.1mmよりも薄いと誘電体被膜40が絶縁破壊する可能性があり、3mmよりも厚いと、対向する電極1、2間に電圧が印加され難くなり、その結果として放電が不安定になる恐れがある。   In forming the dielectric coating 40, enamel coating can also be performed using an inorganic material glaze made of silica, titania, alumina, tin oxide, zirconia, or the like as a raw material. In the case of the above-described thermal spraying method or enamel coating, the thickness of the dielectric coating 40 can be set to 0.1 to 3 mm, more preferably 0.3 to 1.5 mm. If the thickness of the dielectric coating 40 is less than 0.1 mm, the dielectric coating 40 may break down. If the thickness is more than 3 mm, it is difficult to apply a voltage between the opposing electrodes 1 and 2. As a result, the discharge may become unstable.

電極支持筐体22はステンレス鋼等の金属材料で電極1、2と同様に幅方向に長く形成されている。また、電極支持筐体22には上下に貫通するスリット状のガス流路3が形成されていると共にガス流路3を挟んで対向する電極支持筐体22の二つ内面には電極収容凹部27が設けられている。そして、各電極収容凹部27に上記の電極1、2を一つずつ収容するようにして電極支持筐体22に一対の電極1、2が設けられている。ここで、各電極1、2と電極支持筐体22との間には合成樹脂等で形成される絶縁性のスペーサ28が設けられており、これにより、電極1、2と電極支持筐体22との絶縁性が確保されている。また、電極支持筐体22に設けた一対の電極1、2はガス流路3を挟んで対向配置されるものであり、電極1、2間のガス流路3が放電空間45として形成されている。尚、本発明のプラズマ処理装置には上記一対の対向する電極1、2の間隔を電極1の幅方向の略全長に亘って一定に保つためのギャップ間距離調整機構を具備するのが好ましい。   The electrode support housing 22 is made of a metal material such as stainless steel and is formed long in the width direction like the electrodes 1 and 2. The electrode support housing 22 is formed with a slit-like gas flow path 3 penetrating vertically, and electrode receiving recesses 27 are formed on two inner surfaces of the electrode support housing 22 facing each other across the gas flow path 3. Is provided. The electrode support housing 22 is provided with a pair of electrodes 1 and 2 such that the electrodes 1 and 2 are accommodated one by one in each electrode accommodating recess 27. Here, an insulating spacer 28 formed of a synthetic resin or the like is provided between each of the electrodes 1 and 2 and the electrode support housing 22, whereby the electrodes 1 and 2 and the electrode support housing 22 are provided. Insulation is ensured. Further, the pair of electrodes 1 and 2 provided in the electrode support housing 22 are opposed to each other with the gas flow path 3 interposed therebetween, and the gas flow path 3 between the electrodes 1 and 2 is formed as a discharge space 45. Yes. The plasma processing apparatus of the present invention preferably includes an inter-gap distance adjusting mechanism for keeping the distance between the pair of opposed electrodes 1 and 2 constant over substantially the entire length of the electrode 1 in the width direction.

上記のように電極支持筐体22に設けられた電極1、2は被処理物4の搬送方向と平行方向(水平方向)に並べることにより、被処理物4の搬送方向において前後に対向配置されている。また、被処理物4は電極1、2の下側において図1に矢印で示す一方向に搬送されるものである。また、上記対向する電極1、2は所定の間隔の放電空間45を介して略平行に対向配置されるものであるが、電極1、2の間隔(電極1、2の対向面に設けた誘電体被膜40、40間の間隔)は、0.2〜3mmにするのが好ましい。対向する電極1、2の間隔(ギャップ間距離)が上記の範囲を逸脱すると、均一なグロー状の放電を安定して生成することが難しくなる恐れがある。   As described above, the electrodes 1 and 2 provided on the electrode support housing 22 are arranged opposite to each other in the transport direction of the workpiece 4 by arranging them in a direction parallel to the transport direction of the workpiece 4 (horizontal direction). ing. Further, the workpiece 4 is transported in one direction indicated by an arrow in FIG. The opposing electrodes 1 and 2 are arranged to face each other substantially in parallel via the discharge space 45 with a predetermined interval. The distance between the body coatings 40, 40 is preferably 0.2 to 3 mm. If the distance between the facing electrodes 1 and 2 (distance between gaps) deviates from the above range, it may be difficult to stably generate a uniform glow-like discharge.

このプラズマ処置装置には、図3に示すように、電極1、2に昇圧トランス48を介して電源47が電気的に接続されている。   In this plasma treatment apparatus, as shown in FIG. 3, a power supply 47 is electrically connected to the electrodes 1 and 2 via a step-up transformer 48.

また、電極支持筺体22の上側(直上)にはガスノズル23が配設されている。ガスノズル23は電極1、2の幅方向と略平行に長く形成されるものであって、ガスノズル23の下面にはスリット状のノズル口35がガスノズル23の幅方向の略全長に亘って形成されている。このガスノズル23はノズル口35を電極支持筐体22のガス流路3の上側開口にそれぞれ位置合わせした状態で配設されている。   Further, a gas nozzle 23 is disposed on the upper side (directly above) the electrode support housing 22. The gas nozzle 23 is formed to be substantially parallel to the width direction of the electrodes 1 and 2, and a slit-like nozzle port 35 is formed on the lower surface of the gas nozzle 23 over substantially the entire length of the gas nozzle 23 in the width direction. Yes. The gas nozzle 23 is disposed in a state where the nozzle port 35 is aligned with the upper opening of the gas flow path 3 of the electrode support housing 22.

上記の電極支持筺体22とガスノズル23はカバー6内に収納されている。カバー6はアクリル樹脂板などの樹脂板材や金属板等を用いて箱体に形成されるものであり、カバー6の一側面には電極1、2と平行な搬入口24が形成されていると共にカバー6の他側面には電極1、2と平行な搬出口25が形成されている。搬入口24と搬出口25は電極1、2よりも下側において互いに対向配置されている。また、カバー6の上面には排気量調整手段7としてバルブが設けられており、ハンドル26を操作することによりカバー6内のガスを排出することができるように形成されている。尚、図2では透明なカバー6について示すが、これに限定されるものではない。   The electrode support housing 22 and the gas nozzle 23 are accommodated in the cover 6. The cover 6 is formed in a box using a resin plate material such as an acrylic resin plate, a metal plate, or the like. A carry-in port 24 parallel to the electrodes 1 and 2 is formed on one side of the cover 6. On the other side of the cover 6, a carry-out port 25 parallel to the electrodes 1 and 2 is formed. The carry-in port 24 and the carry-out port 25 are arranged opposite to each other below the electrodes 1 and 2. Further, a valve is provided as an exhaust amount adjusting means 7 on the upper surface of the cover 6 so that the gas in the cover 6 can be discharged by operating the handle 26. Although FIG. 2 shows the transparent cover 6, the present invention is not limited to this.

搬送ローラ31は電極1、2と平行に長く形成されるものであって、複数本の搬送ローラ31がカバー6の内外に略水平に並べられて配置されている。ここで、カバー6内においては電極1、2の下側に所定間隔の処理空間5を設けて搬送ローラ31が配設されているものであり、また、カバー6外では搬入口24及び搬出口25の直下に搬送ローラ31を並べて設けられている。   The transport roller 31 is formed long in parallel with the electrodes 1 and 2, and a plurality of transport rollers 31 are arranged substantially horizontally in and out of the cover 6. Here, inside the cover 6, a processing space 5 is provided at a predetermined interval below the electrodes 1 and 2, and the conveyance roller 31 is disposed. Outside the cover 6, the carry-in port 24 and the carry-out port are provided. Conveying rollers 31 are arranged side by side immediately below 25.

上記のように形成されるプラズマ処理装置を用いて、大気圧近傍の圧力下(93.3〜106.7kPa(700〜800Torr))で液晶パネルディスプレイ(LCD)用ガラス板などの平板状の被処理物4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。   Using the plasma processing apparatus formed as described above, a flat plate-like object such as a glass plate for a liquid crystal panel display (LCD) under a pressure close to atmospheric pressure (93.3 to 106.7 kPa (700 to 800 Torr)). The plasma treatment is performed on the workpiece 4 as follows.

まず、対向配置された一対の電極1、2の上方に設けたガスノズル23内にプラズマ生成用ガスを導入すると共にガスノズル23内でプラズマ生成用ガスを幅方向に流しながら徐々にノズル口35から吹き出すようにする。ガスノズル23へのプラズマ生成用ガスの供給はプラズマ生成用ガスを調製するためのガスボンベから導入管23aを通じて行なわれる。ガスノズル23へ供給されたプラズマ生成用ガスはガスノズル23の幅方向の全長に亘って略均一に吹き出されるものである。   First, a plasma generating gas is introduced into a gas nozzle 23 provided above a pair of electrodes 1 and 2 arranged opposite to each other, and the plasma generating gas is gradually blown out from the nozzle opening 35 while flowing in the width direction in the gas nozzle 23. Like that. The supply of the plasma generating gas to the gas nozzle 23 is performed through the introduction pipe 23a from a gas cylinder for preparing the plasma generating gas. The plasma generating gas supplied to the gas nozzle 23 is blown out substantially uniformly over the entire length of the gas nozzle 23 in the width direction.

本発明で用いるプラズマ生成用ガスとしては、特に限定しなくても放電を安定して発生させることができるものであればよく、希ガス類も使用できるが、特に、大気圧下で放電開始電圧10kV/cm以上のガスが好ましい。また、本発明ではプラズマ生成用ガスとしては、アルゴンやヘリウムなどの希ガス、窒素ガス、フッ素含有ガスを主成分とし、これらの混合ガス、あるいは希ガス、窒素ガス、フッ素含有ガスと酸素、水素、メタン、アンモニア、空気、水蒸気、各種有機モノマーとの混合ガスを例示できる。尚、本発明において、プラズマ生成用ガスの放電開始電圧は100kV/cm以下であることが好ましい。   The plasma generating gas used in the present invention is not particularly limited as long as it can stably generate discharge, and noble gases can be used. In particular, the discharge starting voltage is 10 kV / at atmospheric pressure. A gas of cm or more is preferable. In the present invention, the plasma generating gas is mainly composed of a rare gas such as argon or helium, a nitrogen gas, or a fluorine-containing gas, and a mixed gas thereof, or a rare gas, nitrogen gas, a fluorine-containing gas, oxygen, hydrogen, and the like. , Methane, ammonia, air, water vapor, mixed gas with various organic monomers can be exemplified. In the present invention, the discharge start voltage of the plasma generating gas is preferably 100 kV / cm or less.

次に、ガスノズル23のノズル口35から吹き出されたプラズマ生成用ガスは、ガス流路3に導入されてガス流路3内を上流(上側)から下流(下側)へと流れた後、対向する一対の電極1、2の間の放電空間45に上側開口から導入される。そして、対向する一対の電極1、2の間に電源47で電圧を印加して誘電体バリア放電を発生させると共に対向する一対の電極1、2の間に導入されたプラズマ生成用ガス(分子)を対向する電極1、2間に印加された電界の作用により励起して活性種を生成するものであり、これにより、プラズマ(放電ガス)Pが生成されるものである。   Next, the plasma generating gas blown from the nozzle port 35 of the gas nozzle 23 is introduced into the gas flow path 3 and flows in the gas flow path 3 from the upstream (upper side) to the downstream (lower side), and then is opposed. Is introduced into the discharge space 45 between the pair of electrodes 1 and 2 through the upper opening. A voltage is applied by a power supply 47 between a pair of opposed electrodes 1 and 2 to generate a dielectric barrier discharge, and a plasma generating gas (molecule) introduced between the pair of opposed electrodes 1 and 2 Is excited by the action of an electric field applied between the opposing electrodes 1 and 2 to generate active species, whereby plasma (discharge gas) P is generated.

本発明のプラズマ処理において、電源47により対向する一対の電極1、2間に周波数が30〜500kHzの連続交番波形の電圧を印加するのが好ましく、また、電界強度が50〜200kV/cmの電圧を印加するのが好ましい。上記の連続交番波形とは、パルス波形のように対向する一対の電極1、2間に電圧が印加されない休止区間が生じるものではなく、対向する一対の電極1、2間に電圧が連続して印加されるような交番波形であって、例えば、正弦波の波形にすることができる。また、電極1、2間にパルス波形電圧(パルス状の電圧波形)を印加することもできる。パルス波形電圧とは休止区間を設けて規則的に一定の形状の電圧を繰り返し印加するものであり、例えば、立ち上がり時間および立ち下がり時間を100μsec以下、繰り返し周波数を0.5〜1000kHz、電極1、2間に印加される電界強度を0.5〜200kV/cmの波形を印加することで安定的に処理を行うことができる。また、対向する電極1、2の間隙(放電空間45)に供給されるガスの流速が5〜20m/秒となるようにするのが好ましい。このようなガスの流速を調整するにあたっては、対向する電極1、2の間隔やガスの流量などを調整するようにする。   In the plasma treatment of the present invention, it is preferable to apply a voltage having a continuous alternating waveform with a frequency of 30 to 500 kHz between a pair of electrodes 1 and 2 facing each other by a power supply 47 and a voltage with an electric field strength of 50 to 200 kV / cm. Is preferably applied. The above-mentioned continuous alternating waveform does not cause a pause period in which no voltage is applied between a pair of opposed electrodes 1 and 2 as in a pulse waveform, and a voltage is continuously generated between a pair of opposed electrodes 1 and 2. For example, a sinusoidal waveform can be used. A pulse waveform voltage (pulse voltage waveform) can also be applied between the electrodes 1 and 2. The pulse waveform voltage is a voltage in which a constant period of voltage is repeatedly applied with a pause period. For example, the rising time and the falling time are 100 μsec or less, the repetition frequency is 0.5 to 1000 kHz, the electrode 1, By applying a waveform having an electric field strength of 0.5 to 200 kV / cm applied between the two, stable processing can be performed. Further, it is preferable that the flow rate of the gas supplied to the gap (discharge space 45) between the opposing electrodes 1 and 2 is 5 to 20 m / sec. In adjusting the gas flow velocity, the distance between the electrodes 1 and 2 facing each other, the gas flow rate, and the like are adjusted.

上記のようにして生成されたプラズマPは放電空間45の下流側開口からその直下の処理空間5に電極1、2の幅方向の全長に亘ってプラズマジェットとしてカーテン状に吹き出されるものであるが、この時、処理空間5のガスの組成を酸素濃度12体積%以下とするものである。そして、図2に示すように、被処理物4を搬送ロール31上で移動させながら搬入口24からカバー6内に搬入した後、カバー6内の処理空間5を通過させるようにして被処理物4を搬送し、さらに被処理物4を搬出口25から搬出する。このようにして被処理物4を搬送すると、処理空間5を通過する際に被処理物4の表面にプラズマPを吹き付けて供給(曝露)することができ、被処理物4のプラズマ処理を行うことができるものである。尚、本発明において、被処理物4は電極1、2から1〜10mm下側を搬送してプラズマ処理を行うことができるが、この距離はプラズマ生成用ガスをガス流路3に供給する際の流速や被処理物4の搬送速度等により適宜調整することができ、上記の値に限定されるものではない。   The plasma P generated as described above is blown out in the form of a curtain as a plasma jet over the entire length in the width direction of the electrodes 1 and 2 from the downstream opening of the discharge space 45 to the processing space 5 immediately below. However, at this time, the composition of the gas in the processing space 5 is set to an oxygen concentration of 12% by volume or less. Then, as shown in FIG. 2, the workpiece 4 is carried into the cover 6 from the carry-in port 24 while being moved on the transport roll 31, and then passed through the treatment space 5 in the cover 6. 4 is further conveyed, and the workpiece 4 is unloaded from the unloading port 25. When the workpiece 4 is transported in this way, the plasma P can be sprayed and supplied (exposed) to the surface of the workpiece 4 when passing through the processing space 5, and plasma processing of the workpiece 4 is performed. It is something that can be done. In the present invention, the object to be processed 4 can be transported 1 to 10 mm below the electrodes 1 and 2 to perform the plasma treatment, but this distance is determined when the plasma generating gas is supplied to the gas flow path 3. Can be appropriately adjusted according to the flow rate of the material, the conveyance speed of the object 4 and the like, and is not limited to the above values.

本発明では上記のように被処理物4にプラズマPを供給する処理空間5の酸素濃度を12体積%以下とし、この雰囲気中で被処理物4の表面にプラズマPを供給することを特徴とするものであり、これにより、空気よりも酸素濃度の低い雰囲気中にプラズマPを吹き出して被処理物4の表面に供給することができ、プラズマP中の活性種に対する酸素の失活作用を少なくして活性種を失活しにくくすることができ、この結果、活性の高い活性種を多く含むプラズマPを被処理物4の表面に供給することができてプラズマ処理の高効率化を図ることができるものである。すなわち、プラズマPを吹き出す処理空間5が通常の空気である場合、酸素濃度が約19体積%であるので、このような雰囲気中にプラズマPを放出すると、プラズマ処理に寄与するプラズマPの活性種は空気中の窒素や酸素と衝突して失活しやすいが、本発明では酸素濃度が低いためにプラズマPの活性種を少なくすることができるものである。   The present invention is characterized in that, as described above, the oxygen concentration in the processing space 5 for supplying the plasma P to the workpiece 4 is 12 vol% or less, and the plasma P is supplied to the surface of the workpiece 4 in this atmosphere. Thus, the plasma P can be blown out and supplied to the surface of the workpiece 4 in an atmosphere having an oxygen concentration lower than that of air, and the deactivating action of oxygen on the active species in the plasma P is reduced. As a result, the plasma P containing a large amount of highly active active species can be supplied to the surface of the workpiece 4 and the efficiency of the plasma processing can be improved. It is something that can be done. That is, when the processing space 5 for blowing out the plasma P is normal air, the oxygen concentration is about 19% by volume. Therefore, when the plasma P is released into such an atmosphere, the active species of the plasma P contributing to the plasma processing However, in the present invention, the active species of the plasma P can be reduced because the oxygen concentration is low.

例えば、プラズマ生成用ガスがアルゴンと酸素の混合ガスであって、酸素濃度が2体積%の場合、放電空間45では電子やアルゴンのイオンやラジカル及び酸素のイオンやラジカルが発生するが、これらのプラズマPの活性種は電極1、2の下側の処理空間5が空気の場合に放出されると急速に失活し、失活せずに生き残った活性種によりガス流路3の下流に設置された被処理物4が表面改質などのプラズマ処理を受けることになる。ここで、処理空間5のガス組成が、プラズマ生成用ガスと同じ組成に保たれていると、つまり、処理空間5のガス組成が酸素濃度が2体積%のアルゴンと酸素の混合ガスであると、活性種が失活すると同時に僅かながら新たな活性種の生成が処理空間5で起こり、結果として、被処理物4に到達する活性種の寿命が長くなると推察され、プラズマ処理の効果も高くなるものである。一方、プラズマPが放出される処理空間5が空気である場合、プラズマPの活性種は空気中の窒素や酸素と衝突して失活しやすく、結果として、プラズマ処理の効果も低くなるものである。従って、プラズマPが放出される処理空間5の酸素濃度を制御(管理)することが重要である。   For example, when the plasma generating gas is a mixed gas of argon and oxygen and the oxygen concentration is 2% by volume, electrons and argon ions and radicals and oxygen ions and radicals are generated in the discharge space 45. The active species of the plasma P are rapidly deactivated when the processing space 5 below the electrodes 1 and 2 is released in the case of air, and installed downstream of the gas flow path 3 by the active species that survived without being deactivated. The processed object 4 is subjected to plasma treatment such as surface modification. Here, if the gas composition of the processing space 5 is maintained at the same composition as the plasma generating gas, that is, the gas composition of the processing space 5 is a mixed gas of argon and oxygen having an oxygen concentration of 2% by volume. At the same time as the active species are deactivated, a slight amount of new active species is generated in the processing space 5, and as a result, it is presumed that the lifetime of the active species reaching the workpiece 4 is increased, and the effect of the plasma treatment is also increased. Is. On the other hand, when the processing space 5 from which the plasma P is emitted is air, the active species of the plasma P collide with nitrogen or oxygen in the air and are easily deactivated. As a result, the effect of the plasma processing is reduced. is there. Therefore, it is important to control (manage) the oxygen concentration in the processing space 5 from which the plasma P is emitted.

そして、本発明ではプラズマ生成用ガスを調製する際に酸素とその他のガスとを混合する割合を制御することによって、プラズマ生成用ガスの酸素濃度を調整すると共に、処理空間5をカバー6で覆うことによって、処理空間5に吹き出されたガスが空気と混合するのを少なくし、さらに排気量調整手段7によりカバー6内からのガスの排気量を調整して搬入口24や搬出口25からカバー6内に流入する空気の量を調整することによって、処理空間5に吹き出されたプラズマ生成用ガスと空気との混合割合を調整するものであり、これらによって、プラズマ処理時における処理空間5の酸素濃度を一定に制御することができるものである。また、カバー6内の酸素濃度を上記所定値に設定易くするために、ジルコニアセンサなどで構成される酸素濃度計を使用するのが好ましい。
尚、本発明では、プラズマ処理時における処理空間5の酸素濃度を体積割合で100ppm以上とすることが、プラズマ処理能力の低下を防止する点で好ましい。
In the present invention, when the plasma generating gas is prepared, the oxygen concentration of the plasma generating gas is adjusted by controlling the mixing ratio of oxygen and other gases, and the processing space 5 is covered with the cover 6. As a result, the gas blown into the processing space 5 is less mixed with the air, and the exhaust amount adjusting means 7 adjusts the exhaust amount of the gas from the inside of the cover 6 to cover from the carry-in port 24 and the carry-out port 25. The mixing ratio of the plasma generating gas blown into the processing space 5 and the air is adjusted by adjusting the amount of air flowing into the processing space 6. By these, the oxygen in the processing space 5 during the plasma processing is adjusted. The concentration can be controlled to be constant. In order to make it easy to set the oxygen concentration in the cover 6 to the predetermined value, it is preferable to use an oxygen concentration meter constituted by a zirconia sensor or the like.
In the present invention, it is preferable that the oxygen concentration of the processing space 5 at the time of the plasma processing is 100 ppm or more by volume in terms of preventing a decrease in plasma processing capability.

図4に他の実施の形態を示す。このプラズマ処理装置では、プラズマ処理前の多数枚の被処理物4を収納したローダカセット33と、プラズマ処理後の多数枚の被処理物4を収納したアンダーカセット35とをカバー6内に設けたものである。また、カバー6には上記のような搬入口24や搬出口25が形成されておらず、さらに、ローダカセット33とアンダーカセット35との間において、複数本の搬送ローラ31が電極1、2の下側を通過するようにして並べて配置されている。その他の構成は上記実施の形態と同様に形成されている。   FIG. 4 shows another embodiment. In this plasma processing apparatus, a loader cassette 33 storing a large number of workpieces 4 before plasma processing and an undercassette 35 storing a large number of workpieces 4 after plasma processing are provided in a cover 6. Is. Further, the cover 6 is not formed with the carry-in port 24 or the carry-out port 25 as described above, and a plurality of transport rollers 31 are provided between the loader cassette 33 and the undercassette 35 and the electrodes 1 and 2. They are arranged side by side so as to pass through the lower side. Other configurations are formed in the same manner as in the above embodiment.

このプラズマ処理装置では、カバー6に搬入口24や搬出口25が形成されておらず、プラズマ処理時にはカバー6内を密閉状態にすることができ、図2のものと比較して、カバー6内の酸素濃度の制御が行ないやすいものである。すなわち、このプラズマ処理装置を用いて、大気圧近傍の圧力下で被処理物4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、プラズマ処理前に多数枚の被処理物4をローダカセット33にセットする。次に、カバー6を密閉した後、上記と同様にして、対向配置された一対の電極1、2の上方に設けたガスノズル23内にその導入管23aを通じてプラズマ生成用のガスを導入すると共にガスノズル23内でプラズマ生成用のガスを幅方向に流しながら徐々にノズル口35から吹き出すようにする。次に、ガスノズル23のノズル口35から吹き出されたプラズマ生成用ガスは上記と同様にして、ガス流路3に導入されてガス流路3内を上流(上側)から下流(下側)へと流れた後、対向する一対の電極1、2の間の放電空間45に上側開口から導入される。そして、対向する一対の電極1、2の間に電源47で電圧を印加して誘電体バリア放電を発生させると共に対向する一対の電極1、2の間に導入されたプラズマ生成用ガス(分子)を対向する電極1、2間に印加された電界の作用により励起して活性種を生成するものであり、これにより、プラズマ(放電ガス)Pが生成されるものである。このプラズマPは放電空間45の下流側開口からその直下の処理空間5に電極1、2の幅方向の全長に亘ってプラズマジェットとしてカーテン状に吹き出されるものである。   In this plasma processing apparatus, the carry-in port 24 and the carry-out port 25 are not formed in the cover 6, and the inside of the cover 6 can be hermetically sealed during plasma processing. It is easy to control the oxygen concentration. That is, when the plasma processing is performed on the workpiece 4 under the pressure near the atmospheric pressure using the plasma processing apparatus, the processing is performed as follows. First, a large number of workpieces 4 are set in the loader cassette 33 before plasma processing. Next, after the cover 6 is sealed, in the same manner as described above, a gas for generating plasma is introduced into the gas nozzle 23 provided above the pair of opposed electrodes 1 and 2 through the introduction pipe 23a and the gas nozzle. The gas for plasma generation is gradually blown out from the nozzle port 35 while flowing in the width direction within the nozzle 23. Next, the plasma generating gas blown from the nozzle port 35 of the gas nozzle 23 is introduced into the gas flow path 3 in the same manner as described above, and the gas flow path 3 is moved from upstream (upper side) to downstream (lower side). After flowing, it is introduced from the upper opening into the discharge space 45 between the pair of opposed electrodes 1 and 2. A voltage is applied by a power supply 47 between a pair of opposed electrodes 1 and 2 to generate a dielectric barrier discharge, and a plasma generating gas (molecule) introduced between the pair of opposed electrodes 1 and 2 Is excited by the action of an electric field applied between the opposing electrodes 1 and 2 to generate active species, whereby plasma (discharge gas) P is generated. The plasma P is blown out as a plasma jet from the downstream opening of the discharge space 45 into the processing space 5 immediately below the plasma space as a plasma jet over the entire length in the width direction of the electrodes 1 and 2.

このようにしてプラズマPを生成した後、ロボット等の移送手段を用いてローダカセット33から一枚の被処理物4を取り出して搬送ローラ31上に載せて処理空間5を通過させるようにして被処理物4を搬送することによって、処理空間5を通過する際に被処理物4の表面にプラズマPを吹き付けて供給(曝露)することができ、被処理物4のプラズマ処理を行うことができるものである。そして、プラズマ処理を施した被処理物4をロボット等の移送手段を用いて搬送ローラ31からアンダーカセット35に収納する。このようにして多数枚の被処理物4に順次プラズマ処理を施した後、カバー6内を開放してアンダーカセット35からプラズマ処理後の被処理物4を取り出す。このようにしてカバー6内を密閉状態にしてプラズマ処理することができ、プラズマ処理時においてカバー6への空気の出入りがほとんどなくなって、カバー6内の酸素濃度の制御が行ないやすいものである。   After the plasma P is generated in this way, one object 4 to be processed is taken out from the loader cassette 33 using a transfer means such as a robot and placed on the transport roller 31 so as to pass through the processing space 5. By conveying the processing object 4, when passing through the processing space 5, the plasma P can be sprayed and supplied (exposed) to the surface of the processing object 4, and the processing of the processing object 4 can be performed. Is. And the to-be-processed object 4 which performed the plasma process is accommodated in the undercassette 35 from the conveyance roller 31 using transfer means, such as a robot. After the plasma treatment is sequentially performed on a large number of workpieces 4 in this manner, the inside of the cover 6 is opened and the workpiece 4 after the plasma treatment is taken out from the undercassette 35. In this way, the inside of the cover 6 can be hermetically sealed and plasma processing can be performed, and air can hardly enter and leave the cover 6 during the plasma processing, and the oxygen concentration in the cover 6 can be easily controlled.

上記のいずれの実施の形態においても、被処理物4を略水平に搬送する場合について説明したが、これに限らず、本発明は被処理物4をいずれの方向(例えば鉛直方向)に搬送する場合についても適用することができるものである。また、本発明においては、電極の個数は二つ以上であれば必要に応じて任意に設定することができる。また、電圧の印加条件も上記のものには限定されず、例えば、印加電圧の周波数や波形形状、電界強度、ガス流速等は必要に応じて任意に設定することができる。   In any of the above-described embodiments, the case where the workpiece 4 is transported substantially horizontally has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention transports the workpiece 4 in any direction (for example, the vertical direction). It can also be applied to cases. In the present invention, the number of electrodes can be arbitrarily set as necessary as long as it is two or more. Further, the voltage application conditions are not limited to those described above. For example, the frequency, waveform shape, electric field strength, gas flow rate, and the like of the applied voltage can be arbitrarily set as necessary.

以下本発明を実施例によって具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.

(実施例1)
図1、2に示すプラズマ処理装置を形成した。電極1、2は長さ1100mmのステンレス鋼製であり、電極1、2の表面に溶射法を用いて1mmの厚みでアルミナの層を形成して誘電体被膜40とした。また、電極1、2の内部には冷却水を循環した。このように形成される一対の電極1、2を未放電時において1mmの間隔を設けて対向配置した。また、未放電時においてガス流路3に上流側よりプラズマ生成用ガスをガス流速が10m/秒となるように流した。プラズマ生成用ガスとしてはアルゴンと酸素の混合ガス(酸素濃度3体積%)を用いた。
(Example 1)
The plasma processing apparatus shown in FIGS. The electrodes 1 and 2 are made of stainless steel having a length of 1100 mm, and an alumina layer having a thickness of 1 mm is formed on the surfaces of the electrodes 1 and 2 by a thermal spraying method to form a dielectric coating 40. Further, cooling water was circulated inside the electrodes 1 and 2. The pair of electrodes 1 and 2 formed in this way were arranged to face each other with an interval of 1 mm when not discharged. Further, when not discharged, a plasma generating gas was allowed to flow through the gas flow path 3 from the upstream side so that the gas flow rate was 10 m / sec. As a plasma generating gas, a mixed gas of argon and oxygen (oxygen concentration: 3% by volume) was used.

また、一対の電極1、2間に印加される電圧は周波数50kHzで電界強度100kV/cmで、その波形は正弦波の形状とした。このような条件で大気圧下でプラズマPを生成し、電極1、2の下流側より5mm離れた位置で、被処理物4として1000×1200mmの液晶用ガラス板を8m毎分のスピードで通過させることによってプラズマ処理を行った。   The voltage applied between the pair of electrodes 1 and 2 was a frequency of 50 kHz, an electric field strength of 100 kV / cm, and the waveform was a sine wave. Under such conditions, plasma P is generated under atmospheric pressure, and passes through a 1000 × 1200 mm liquid crystal glass plate as a workpiece 4 at a speed of 8 m / min at a position 5 mm away from the downstream side of the electrodes 1 and 2. Plasma treatment was performed.

処理空間5を含むカバー6内の空間全体のガスの組成は上記のプラズマ生成用ガスと空気の混合組成となるが、カバー6内のガスの酸素濃度が5±0.3体積%と一定になるように、排気量調整手段7でカバー6からの排気量を調整して制御した。カバー6内の酸素濃度は、カバー6内にジルコニアセンサ(図示せず)で構成された酸素濃度計でモニタし、この結果に基づいて制御した。   The composition of the gas in the entire space in the cover 6 including the processing space 5 is a mixed composition of the above-described plasma generating gas and air, but the oxygen concentration of the gas in the cover 6 is constant at 5 ± 0.3% by volume. Thus, the exhaust amount adjusting means 7 controls the exhaust amount from the cover 6 by adjusting it. The oxygen concentration in the cover 6 was monitored by an oxygen concentration meter comprising a zirconia sensor (not shown) in the cover 6 and controlled based on this result.

この結果、未処理時に約50°であった被処理物4の水の接触角が約5°となった。一方、カバー6を設置せず、処理空間5を空気中に開放した状態でプラズマPを吹き出して処理した場合、被処理物4の水の接触角が15°であった。尚、水の接触角はガラスの任意の点100点の平均値を取った。   As a result, the water contact angle of the workpiece 4 that was about 50 ° when not treated was about 5 °. On the other hand, when the treatment was performed by blowing out the plasma P in a state where the cover 6 was not installed and the treatment space 5 was opened in the air, the contact angle of water of the workpiece 4 was 15 °. In addition, the contact angle of water took the average value of 100 arbitrary points of glass.

(実施例2)
図1、2に示すプラズマ処理装置を形成した。電極1、2は長さ1100mmのステンレス鋼製であり、電極1、2の表面に溶射法を用いて1mmの厚みでアルミナの層を形成して誘電体被膜40とした。また、電極1、2の内部には冷却水を循環した。このように形成される一対の電極1、2を未放電時において1mmの間隔を設けて対向配置した。また、未放電時においてガス流路3に上流側よりプラズマ生成用ガスをガス流速が10m/秒となるように流した。プラズマ生成用ガスとしては窒素と酸素の混合ガス(酸素濃度0.1体積%)を用いた。
(Example 2)
The plasma processing apparatus shown in FIGS. The electrodes 1 and 2 are made of stainless steel having a length of 1100 mm, and an alumina layer having a thickness of 1 mm is formed on the surfaces of the electrodes 1 and 2 by a thermal spraying method to form a dielectric coating 40. Further, cooling water was circulated inside the electrodes 1 and 2. The pair of electrodes 1 and 2 formed in this way were arranged to face each other with an interval of 1 mm when not discharged. Further, when not discharged, a plasma generating gas was allowed to flow through the gas flow path 3 from the upstream side so that the gas flow rate was 10 m / sec. As a plasma generation gas, a mixed gas of nitrogen and oxygen (oxygen concentration 0.1 volume%) was used.

また、一対の電極1、2間に印加される電圧は周波数10kHzで電界強度100kV/cmで、その波形はパルス状とした。このような条件で大気圧下でプラズマ3を生成し、電極1、2の下流側より5mm離れた位置で、被処理物4として1000×1200mmの液晶用ガラス板を6m毎分のスピードで通過させることによってプラズマ処理を行った。   The voltage applied between the pair of electrodes 1 and 2 was a frequency of 10 kHz, an electric field strength of 100 kV / cm, and the waveform was pulsed. Under such conditions, plasma 3 is generated under atmospheric pressure, and passes through a 1000 × 1200 mm liquid crystal glass plate as a workpiece 4 at a speed of 6 m / min at a position 5 mm away from the downstream side of electrodes 1 and 2. Plasma treatment was performed.

処理空間5を含むカバー6内の空間全体のガスの組成は上記のプラズマ生成用ガスと空気の混合組成となるが、カバー6内のガスの酸素濃度が1±0.1体積%と一定になるように、排気量調整手段7でカバー6からの排気量を調整して制御した。カバー6内の酸素濃度は、カバー6内にジルコニアセンサ(図示せず)で構成された酸素濃度計でモニタし、この結果に基づいて制御した。   The composition of the gas in the entire space in the cover 6 including the processing space 5 is a mixed composition of the above-described plasma generating gas and air, but the oxygen concentration of the gas in the cover 6 is constant at 1 ± 0.1% by volume. Thus, the exhaust amount adjusting means 7 controls the exhaust amount from the cover 6 by adjusting it. The oxygen concentration in the cover 6 was monitored by an oxygen concentration meter comprising a zirconia sensor (not shown) in the cover 6 and controlled based on this result.

この結果、未処理時に約50°であった被処理物4の水の接触角が約5°となった。一方、カバー6を設置せず、処理空間5を空気中に開放した状態でプラズマPを吹き出して処理した場合、被処理物4の水の接触角が20°であった。尚、水の接触角は液晶用ガラス(被処理物4)の任意の点100点の平均値を取った。   As a result, the water contact angle of the workpiece 4 that was about 50 ° when not treated was about 5 °. On the other hand, when the treatment was performed by blowing the plasma P in a state where the cover 6 was not installed and the treatment space 5 was opened in the air, the contact angle of water of the workpiece 4 was 20 °. In addition, the contact angle of water took the average value of 100 arbitrary points of the glass for liquid crystals (processed object 4).

また、この実施例においては、処理空間5の雰囲気中の酸素濃度を変化させながらプラズマ処理を行なって被処理物4の水の接触角を測定した。この結果、酸素濃度の変化と水の接触角の変化との関係は図5のようになった。すなわち、処理空間5の雰囲気中の酸素濃度が12体積%を超えると、プラズマ処理後の被処理物4の水の接触角が急激に大きくなり、プラズマ処理性能が低下することが判る。   In this example, plasma treatment was performed while changing the oxygen concentration in the atmosphere of the treatment space 5 to measure the water contact angle of the workpiece 4. As a result, the relationship between the change in oxygen concentration and the change in water contact angle is as shown in FIG. That is, when the oxygen concentration in the atmosphere of the processing space 5 exceeds 12% by volume, it can be seen that the water contact angle of the workpiece 4 after the plasma processing is rapidly increased and the plasma processing performance is deteriorated.

(実施例3)
図3に示すプラズマ処理装置を形成した。電極1、2は長さ300mmのステンレス鋼製であり、電極1、2の表面に溶射法を用いて1mmの厚みでアルミナの層を形成して誘電体被膜40とした。また、電極1、2の内部には冷却水を循環した。このように形成される一対の電極1、2を未放電時において1mmの間隔を設けて対向配置した。また、未放電時においてガス流路36に上流側よりプラズマ生成用ガスをガス流速が10m/秒となるように流した。プラズマ生成用ガスとしては窒素98.5体積%、CFガス1体積%と酸素0.5体積%の混合ガスを用いた。
(Example 3)
The plasma processing apparatus shown in FIG. 3 was formed. The electrodes 1 and 2 are made of stainless steel having a length of 300 mm, and an alumina layer having a thickness of 1 mm is formed on the surfaces of the electrodes 1 and 2 using a thermal spraying method to form a dielectric coating 40. Further, cooling water was circulated inside the electrodes 1 and 2. The pair of electrodes 1 and 2 formed in this way were arranged to face each other with an interval of 1 mm when not discharged. Further, when not discharged, the plasma generating gas was flowed from the upstream side to the gas flow path 36 so that the gas flow rate became 10 m / sec. As the plasma generating gas, a mixed gas of 98.5% by volume of nitrogen, 1% by volume of CF 4 gas and 0.5% by volume of oxygen was used.

また、一対の電極1、2間に印加される電圧は周波数10kHzで電界強度100kV/cmで、その波形はパルス状とした。このような条件で大気圧下でプラズマPを生成し、電極1、2の下流側より5mm離れた位置で、被処理物4を2m毎分のスピードで通過させることによってプラズマ処理を行った。   The voltage applied between the pair of electrodes 1 and 2 was a frequency of 10 kHz, an electric field strength of 100 kV / cm, and the waveform was pulsed. Plasma P was generated under atmospheric pressure under such conditions, and plasma treatment was performed by passing the workpiece 4 at a speed of 2 m per minute at a position 5 mm away from the downstream side of the electrodes 1 and 2.

処理空間5を含むカバー6内の空間全体のガスの組成は上記のプラズマ生成用ガスと空気の混合組成となるが、カバー6内のガスの酸素濃度が0.5±0.1体積%と一定になるように、排気量調整手段7でカバー6からの排気量を調整して制御した。カバー6内の酸素濃度は、カバー6内にジルコニアセンサ(図示せず)で構成された酸素濃度計でモニタし、この結果に基づいて制御した。   The composition of the gas in the entire space in the cover 6 including the processing space 5 is a mixed composition of the above plasma generating gas and air, but the oxygen concentration of the gas in the cover 6 is 0.5 ± 0.1% by volume. The exhaust amount from the cover 6 was adjusted and controlled by the exhaust amount adjusting means 7 so as to be constant. The oxygen concentration in the cover 6 was monitored by an oxygen concentration meter comprising a zirconia sensor (not shown) in the cover 6 and controlled based on this result.

被処理物4は8インチのシリコンウェハ上にネガ型レジストを1ミクロンの厚みに塗布したものを使用した。その結果、ネガ型レジストを約0.4ミクロンの厚みでアッシングできた。一方、カバー6を設置せず、処理空間5を空気中に開放した状態でプラズマPを吹き出して処理した場合、ネガ型レジストのアッシング量は0.03ミクロンであった。尚、アッシング量はシリコンウェハ(被処理物4)の任意の点100点の平均値を取った。また、アッシング量の測定はエリプソメータにより行った。   The object to be processed 4 was obtained by applying a negative resist to a thickness of 1 micron on an 8-inch silicon wafer. As a result, the negative resist was ashed with a thickness of about 0.4 microns. On the other hand, when the plasma P was blown out with the cover 6 not installed and the processing space 5 opened to the air, the ashing amount of the negative resist was 0.03 microns. The ashing amount was an average value of 100 arbitrary points on the silicon wafer (processing object 4). The ashing amount was measured with an ellipsometer.

本発明の実施の形態の一例を示す概略の断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of embodiment of this invention. 同上の概略の斜視図である。It is a schematic perspective view same as the above. 同上の回路の一例を示す概略の断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of a circuit same as the above. 同上の他の実施の形態を示す概略の断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows other embodiment same as the above. 同上の実施例2における結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result in Example 2 same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

1 電極
2 電極
3 ガス流路
4 被処理物
5 処理空間
6 カバー
7 排気量調整手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrode 2 Electrode 3 Gas flow path 4 Object to be processed 5 Processing space 6 Cover 7 Exhaust amount adjustment means

Claims (4)

対向配置された複数の電極とガス流路とを有し、ガス流路にプラズマ生成用ガスを導入すると共に電極間に電圧を印加することにより大気圧近傍の圧力下でガス流路内にプラズマを生成し、このプラズマをガス流路から吹き出して被処理物の表面に供給するプラズマ処理方法において、酸素濃度が12体積%以下の雰囲気中で被処理物の表面にプラズマを供給することを特徴とするプラズマ処理方法。   It has a plurality of electrodes arranged opposite to each other and a gas flow path. Plasma is generated in the gas flow path under a pressure near atmospheric pressure by introducing a plasma generating gas into the gas flow path and applying a voltage between the electrodes. In the plasma processing method in which the plasma is blown out from the gas flow path and supplied to the surface of the object to be processed, the plasma is supplied to the surface of the object to be processed in an atmosphere having an oxygen concentration of 12% by volume or less. A plasma processing method. プラズマ生成用ガスが希ガス、窒素ガス、フッ素含有ガスの少なくとも一種類を含有することを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理方法。   The plasma processing method according to claim 1, wherein the plasma generation gas contains at least one of a rare gas, a nitrogen gas, and a fluorine-containing gas. 請求項1又は2に記載のプラズマ処理方法に用いられるプラズマ処理装置であって、ガス流路と被処理物の表面との間の処理空間をカバーで覆って成ることを特徴とするプラズマ処理装置。   3. A plasma processing apparatus used in the plasma processing method according to claim 1, wherein a processing space between the gas flow path and the surface of the object to be processed is covered with a cover. . カバー内からの排気量を調整するための排気量調整手段を備えて成ることを特徴とする請求項3に記載のプラズマ処理装置。
4. The plasma processing apparatus according to claim 3, further comprising an exhaust amount adjusting means for adjusting an exhaust amount from the inside of the cover.
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