JP2005174879A - Plasma processing method and plasma processing apparatus - Google Patents
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Abstract
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
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。
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
In the present invention, it is preferable that the oxygen concentration of the
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
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
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
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
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
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
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
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
(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
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
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
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
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
(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%、CF4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
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
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
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
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
Claims (4)
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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