JP2004285396A - Plasma treatment apparatus and method for joining its constituting member - Google Patents

Plasma treatment apparatus and method for joining its constituting member Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma treatment apparatus with which a solid dielectric is stably set to an electrode and the generation of heat stress in the electrode and the solid dielectric can be prevented. <P>SOLUTION: To the electrode 12 in an ordinary pressure plasma treatment apparatus, a transparent quartz glass-made solid dielectric plate 71 is adhesively fixed with a light-hardening type adhesive 74 on the faced surface with the other side electrode 21. The adhesive 74 has an extending/contracting property to be able to absorb the difference of heat expansion/shrinkage between the electrode 12 and the dielectric plate 71 and the adhesive strength to be able to keep the adhesive state even with the expansion/shrinkage, and further, the viscosity to be able to keep a prescribed thickness and to be able to remove bubble on the coated surface of the dielectric plate 71 before hardening. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電界を印加して放電を起こさせ、被処理物の洗浄、成膜、エッチング、アッシングなどのプラズマ表面処理を行なうプラズマ処理装置およびその構成部材の接着方法に関し、特に、略常圧下においてプラズマ表面処理するのに適したプラズマ処理装置およびその構成部材の接着方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、特許文献1には、一対の電極を上下に対向配置し、略常圧下において、これら電極間に電界を印加することによりグロー放電を起こさせ、電極間に配した被処理物のプラズマ表面処理を行なう装置が記載されている。下側の電極上には、例えば石英ガラスからなる板状固体誘電体が設置されている。この固体誘電体は、アーク放電を防止するためのものである。常圧プラズマ処理装置においては、減圧プラズマ処理装置よりアーク放電が立ちやすく、それを防止する意味で固体誘電体の役割は重要である。
【0003】
【特許文献1】
特開3040358号公報(第8図、第7頁)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上掲特許文献1に記載のものでは、石英ガラスからなる板状固体誘電体を下側電極の上に単に載せただけであるので、不安定である。一方、電極にアルミナなどの誘電体を溶射するなどして一体化する方法もある。しかし、一般に電極と固体誘電体はプラズマ処理時に熱膨張するところ、これら部材の熱膨張度は互いに異なっているのが通例である。これによって、電極や固体誘電体に熱応力が発生してしまう。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電界印加により被処理物のプラズマ処理を行なう装置であって、上記電界印加のための導電金属からなる電極と、アーク放電防止のための固体誘電体とを備え、これら電極と固体誘電体が、互いの熱膨縮の差を吸収可能な伸縮性とその伸縮によっても接着状態を維持可能な接着強度とを有する接着剤にて接着されていることを特徴とする。これによって、電極に固体誘電体を安定設置できるだけでなく、電極や固体誘電体に熱応力が生じるのを防止することができる。
【0006】
伸縮性を有する接着剤として、後記の光硬化型接着剤のほか、変成シリコーン系湿気硬化型接着剤、ウレタン系湿気硬化型接着剤、2液型変成シリコーン系接着剤、2液型ウレタン系接着剤、2液型エポキシ系接着剤、ホットメルト型接着剤、反応性ホットメルト型接着剤、嫌気性硬化型接着剤、熱硬化型エポキシ系接着剤、熱硬化型アクリル系接着剤、熱硬化型フェノール系接着剤、シアノアクリレート系瞬間接着剤、SGA系接着剤などの種々の硬化型接着剤を用いてもよい。さらに、但し、瞬間接着剤のような湿気で反応させるタイプのものは、貼り合わせるときの雰囲気に留意する。2液混合型であって混合させたうえで塗布するタイプのものは、硬化までの短時間でうまく脱泡するようにする。第1液で一旦仮止めしたうえで第2液を混合させるタイプは、第2液を接着面の深部まで行き渡らせることのできる場合に限られる。熱硬化型は、一般に高粘度であるので、塗布時に気泡が入らないように、また厚さが均一になるように工夫する。
なお、接着剤の伸縮性は、ゴム微粒子や可塑剤等を添加することによって調節可能である。
【0007】
上記接着剤は、硬化前において上記電極または固体誘電体の塗布面上で所定(十分な伸縮度ひいては熱応力吸収能を発現し得る程度)の厚さを維持可能かつ脱泡可能な程度の粘性を有していることが望ましい。これによって、接着剤の熱応力吸収能を確実に確保できるとともに、塗布後硬化前に接着剤内の気泡を十分に除去(脱泡)することができ、残留気泡内で放電が起きるのを防止することができる。
【0008】
さらに、上記接着剤は、塗布後に脱泡工程を設定可能な硬化時間を有していること(塗布後硬化するのが遅くその間に十分脱泡作業を行なえる場合と、硬化時期が制御可能で塗布後の脱泡作業を行なったうえで硬化可能な場合とを含む)が望ましく、塗布後の硬化時期を制御可能であることがより望ましい。これによって、接着剤の脱泡を一層確実に行なうことができ、残留気泡によるアーク放電を一層確実に防止することができる。ここで、電極と固体誘電体の一方に接着剤を塗布して両者を重ね合わせた後、接着剤の硬化前に、重ね合わせた状態を維持しながら固体誘電体を電極に対して揺するようにして接着剤の脱泡を行なうことが望ましい。
【0009】
上記塗布後硬化するのが遅い接着剤として、例えば、2液硬化型のエポキシ系接着剤の遅硬化タイプ(市販の物で硬化時間は約12時間)、湿気硬化型の変成シリコーン系接着剤(24時間)、湿気硬化型のウレタン系接着剤(24時間)などがある。但し、これらに限らず、殆どの接着剤が、硬化剤を選択することによって硬化時間を調整できる。脱泡工程を設定するための硬化時間は、数時間程あれば十分である。
【0010】
上記接着剤の硬化前の粘度は、塗布時の温度(通常は常温)環境下で10〜1万cpsであることが好ましい。1万cpsを越えると、塗布面に広く延展させにくくなり、特に大面積の貼り合わせに使用困難な場合がある。10cps未満であると、薄く延び広がって厚みを維持できない場合がある。
【0011】
上記固体誘電体が、透光性を有し、上記接着剤が、光硬化型接着剤であることが好ましい。これによって、接着剤硬化用の光を、固体誘電体を通して接着剤に当てることができ、固体誘電体の周縁部分だけでなく中央部分をも電極に確実に接着することができる。また、塗布しても光を当てないかぎり硬化しないので、塗布後の硬化タイミングを確実に制御でき、ひいては塗布後、脱泡作業を十分に行なったうえで硬化させることができ、残留気泡によってアーク放電が起きるのを確実に防止することができる。透光性の固体誘電体として、例えば石英ガラスがある。接着剤を硬化させる光は、紫外線をはじめとして、可視光線や電子線などでもよく、種類は限定されない。
【0012】
上記光硬化型接着剤としては、例えば、アクリル系紫外線硬化型接着剤、不飽和ポリエステル系紫外線硬化型接着剤、エン−チオール系紫外線硬化型接着剤、光カチオン硬化型接着剤や、下記一般式(1)で表される官能基を有する化合物(A)と下記一般式(2)で表される官能基を有する化合物(B)を含む紫外線硬化型接着剤やそれらを他の硬化型接着剤を組み合わせた接着剤等を挙げることができる。上記化合物(A)と上記化合物(B)を含有する紫外線硬化型接着剤は、伸縮性、ひいては熱応力吸収性(歪み吸収性)に優れており、本発明の接着剤として好適である。
【0013】
【化3】

Figure 2004285396
(式中、mは2又は3の整数を表す。Rは炭化水素を表す。Xは加水分解性を有する官能基を表す。)
【化4】
Figure 2004285396
(式中、nは2〜5の整数を表す。Y(n)は共有結合性官能基をn個有する酸素、窒素、リン又は炭素を表す。Zは炭化水素基又はオキシド基を表す(但し、オキシド基はnが4又は5のときに限る))
【0014】
上記化合物(A)としては、珪素原子に加水分解性の官能基(X)が2〜3個置換した官能基構造を有する化合物がある。ここで、加水分解性基Xとは、珪素と官能基Xの結合が加水分解性を示す官能基である。具体的には、例えば、アルコキシ基、オキシム基、アルケニルオキシ基、アセトキシ基、塩素や臭素・ヨウ素等のハロゲン基を置換させたもの等が挙げられる。貯蔵安定性の観点から、アルコキシ基が好ましい。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、tert−ブトキシ基、フェノキシ基、ベンジルオキシ基等を挙げることができる。ジアルコキシシリル基あるいはトリアルコキシシリル基の場合、同じアルコキシ基を用いても良いし、異なるアルコキシ基を組み合わせて用いてもよい。また、種類の異なる官能基Xを組み合わせて用いても良いし、異なる化合物Aを複数組み合わせて用いてもよい。
【0015】
炭化水素基Rとしては、脂肪族系炭化水素基、不飽和脂肪族系炭化水素基、芳香族系炭化水素基等の炭化水素基が挙げられる。なお、これらの炭化水素基はアミノ基、水酸基、エーテル基、エポキシ基、重合性不飽和基、ウレタン基、ウレア基、イミド基、エステル基等の架橋反応を阻害しない官能基もしくは結合を有していてもよい。
【0016】
上記化合物(A)は、上記一般式(1)で表される官能基を一分子中に複数官能基を有する化合物であってもよい。また、異なる種類の官能基を有する化合物であってもよい。例えば、プロピレングリコールやエチレングリコール、ブチレングリコール等のアルキレングリコールをモノマーユニットとするポリマー、エステル結合を持つポリエステル、アミド結合を持つポリアミド、カーボネート結合を有するポリカーボネート、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリオレフィン等のポリマーや、これら共重合体に上記一般式(1)で表される官能基を含有させた化合物を挙げることができる。官能基の上記ポリマーへの置換位置としては、ポリマーの末端、側鎖、末端と側鎖の両方に位置していても何等問題はない。
上記化合物(A)として、鐘淵化学工業(株)の商品名MSポリマーとしてMSポリマーS−203、S−303、S−903、エピオン等、サイリルポリマーとしてサイリルSAT−200、MA−403、MA−447等、旭硝子(株)のエクセスターESS−2410、ESS−2420、ESS−3630、チッソ(株)のアセトキシ末端ポリジメチルシロキサン(PS363.5)、ジメチルアミノ末端ポリジメチルシロキサン(PS383)、エトキシ末端ポリジメチルシロキサン(PS393)、ステアリロキシ末端ポリジメチルシロキサン(PS053.5)、トリエトキシシリル変性ポリ(1,2−ブタジエン)(PS078.5)、(N−トリメトキシシリルプロピル)ポリアザミド(PS075)、(N−トリメトキシシリルプロピル)ポリエチレンイミン(PS076)、(N−トリメトキシシリルプロピル)−O−ポリエチレンオキサイドウレタン(PS077)等の市販の化合物を用いてもよい。
【0017】
上記化合物(B)としては、上記一般式(2)で表される官能基を有する化合物であればよく、一分子中に複数の官能基を有する化合物であってもよく、異なる種類の官能基を有する化合物であってもよい。また、本発明の光硬化型接着剤において異なる種類の化合物(B)を複数組み合わせて用いてもよい。
ここで、上記一般式(2)で表せる官能基としては、酸素・硫黄・窒素・リン・炭素より選ばれる原子Yに対し、カルボニル基が2個結合した化合物であって、原子Yの価数に応じて適宜炭化水素置換基あるいはオキシド基Zを有するものが挙げられる。
上記炭化水素基としては、例えば、脂肪族系炭化水素基、不飽和脂肪族系炭化水素基、芳香族系炭化水素基等の炭化水素基が挙げられる。なお、これらの炭化水素基は、アミノ基、水酸基、エーテル基、エポキシ基、重合性不飽和基、ウレタン基、ウレア基、イミド基、エステル基等の架橋反応を阻害しない官能基もしくは結合を有していてもよい。また、異なる種類の置換基Zを組み合わせて用いてもよい。
【0018】
化合物(B)の他の例として、有機基による環状化合物や、同じ環状鎖の中に複数個の同種又は異種の上記一般式(2)で表される官能基を有する化合物が挙げられる。さらに、複数の同種あるいは異種のこれら環状化合物を、有機基で結合した化合物や、複数の同種又は異種のこれら環状化合物をユニットとして少なくとも1個含む双環化合物等を挙げることができる。
【0019】
化合物(B)としては、カルボン酸無水物あるいはカルボン酸イミドが、光反応性、及び化合物(A)に対する溶解性に優れている為、好適である。また、ジアシルホスフィンオキサイドを選択してもよい。
上記化合物(B)において、例えば、Yが酸素の場合としては、酢酸無水物、プロピオン酸無水物、ブチル酸無水物、イソブチル酸無水物、バレリック酸無水物、2−メチルブチル酸無水物、トリメチル酢酸無水物、ヘキサン酸無水物、ヘプタン酸無水物、デカン酸無水物、ラウリル酸無水物、ミリスチリル酸無水物、パルミチン酸無水物、ステアリル酸無水物、ドコサン酸無水物、クロトン酸無水物、アクリル酸無水物、メタクリル酸無水物、オレイン酸無水物、リノレイン酸無水物、クロロ酢酸無水物、ヨード酢酸無水物、ジクロロ酢酸無水物、トリフルオロ酢酸無水物、クロロジフルオロ酢酸無水物、トリクロロ酢酸無水物、ペンタフルオロプロピオン酸無水物、ヘプタフルオロブチル酸無水物、コハク酸無水物、メチルコハク酸無水物、2,2−ジメチルコハク酸無水物、イソブチルコハク酸無水物、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、ヘキサヒドロ−4−メチルフタル酸無水物、イタコン酸無水物、1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物、3,4,5,6−テトラヒドロフタル酸無水物、マレイン酸無水物、2−メチルマレイン酸無水物、2,3−ジメチルマレイン酸無水物、1−シクロペンテン−1,2−ジカルボン酸無水物、グルタル酸無水物、1−ナフチル酢酸無水物、安息香酸無水物、フェニルコハク酸無水物、フェニルマレイン酸無水物、2,3−ジフェニルマレイン酸無水物、フタル酸無水物、4−メチルフタル酸無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ジ無水物、4,4’−(ヘキサフルオロプロピリデン)ジフタル酸無水物、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸無水物、1,8−ナフタレンジカルボン酸無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸無水物が挙げられる。
【0020】
化合物(B)の市販の化合物としては、旭電化社製のアデカハードナーEH−700、アデカハードナーEH−703、アデカハードナーEH−705A;新日本理化社製のリカシッドTH、リカシッドHT−1、リカシッドHH、リカシッドMH−700、リカシッドMH−700H、リカシッドMH、リカシッドSH、リカレジンTMEG;日立化成社製のHN−5000、HN−2000;油化シェルエポキシ社製のエピキュア134A、エピキュアYH306、エピキュアYH307、エピキュアYH308H、;住友化学社製のスミキュアーMS;チバスペシャリティーケミカル社製のジアシルホスフィンオキサイド イルガキュアー819等が挙げられる。
【0021】
また、マレイン酸無水物とラジカル重合性二重結合を持つ化合物の共重合体が挙げられる。例えば、マレイン酸無水物と(メタ)アクリレートの共重合体、マレイン酸無水物とスチレンの共重合体、マレイン酸無水物とビニルエーテルの共重合体である。
上記化合物(B)のより具体的な例として、例えばYが窒素の場合としては、コハク酸イミド、N−メチルコハク酸イミド、α,α−ジメチル−β−メチルコハク酸イミド、αメチル−α−プロピルコハク酸イミド、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−tert−ブチルマレイミド、N−ラウリルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−(2−クロロフェニル)マレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−(1−ピレニル)マレイミド、3−メチル−N−フェニルマレイミド、N,N’−1,2−フェニレンジマレイミド、N,N’−1,3−フェニレンジマレイミド、N,N’−1,4−フェニレンジマレイミド、N,N’−(4−メチル−1,3−フェニレン)ビスマレイミド、1,1’−(メチレンジ−1,4−フェニレン)ビスマレイミド、フタルイミド、N−メチルフタルイミド、N−エチルフタルイミド、N−プロピルフタルイミド、N−フェニルフタルイミド、N−ベンジルフタルイミド、ピロメリット酸ジイミド等が挙げられる。
【0022】
上記化合物(B)において、例えばYがリンの場合としては、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキシド等が挙げられる。
上記化合物(B)において、例えばYが炭素の場合としては、2,4−ペンタンジオン、3−メチル−2,4−ペンタンジオン、3−エチル−2,4−ペンタンジオン、3−クロロ−2,4−ペンタンジオン、1,1,1−トリフルオロ−2,4−ペンタンジオン、1,1,1,5,5,5−ヘキサフルオロ−2,4−ペンタンジオン、2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオン、1−ベンゾイルアセトン、ジベンゾイルメタン等のジケトン類;ジメチルマロネート、ジエチルマロネート、ジメチル メチルマロネート、 テトラエチル 1,1,2,2−エタンテトラカルボン酸等のポリカルボン酸エステル類;メチルアセチルアセトナート、エチルアセチルアセトナート、メチル プロピオニルアセテート等のα−カルボニル−酢酸エステル類等が挙げられる。
【0023】
上記化合物(B)の配合割合は、化合物(A)100重量部に対して、化合物(B)は0.01〜30重量部が好ましい。化合物(B)が0.01重量部未満の場合には、光反応性を示すことは困難となる場合があり、30重量部を越える場合には、光透過性が著しく低下する為、光照射面のみが重合あるいは架橋し、深部反応性が著しく低下することがある。より好ましくは、1〜20重量部である。
【0024】
光硬化型接着剤の硬化に利用できる光源は、特に限定されない。感光性を向上させる目的で添加した増感剤に吸収する波長成分を含む光を発する光源であればより好ましい。具体的には、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、エキシマーレーザー、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプ、ナトリウムランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、蛍光灯、太陽光、電子線照射装置等を用いることができる。フィルター等を用いて不要な波長成分を低減あるいは除去してもよい。また、複数種の光源を組み合わせて用いてもよい。複数光源の照射方法は、これら光源の同時照射でもよく、時間差をおいて逐次照射でもよく、同時照射と逐次照射を組み合わせたやり方でもよい。
【0025】
本発明で用いられる光硬化型接着剤には、本発明の効果・目的を阻害しない範囲において、必要に応じて、上記一般式(1)で表される官能基を有する架橋促進剤、感光性を向上させるための増感剤、粘性特性を調整するための増粘剤・チキソトロープ材、引っ張り特性等を改善する物性調整剤、増量剤、補強剤、難燃剤等の公知の機能を有する各種添加剤を加えてもよい。
【0026】
また、光照射後の化合物(A)の重合あるいは、架橋反応を促進させるための有機金属化合物を配合してもよく、偶発的あるいは必然的に光非照射部が発生する場合に好適である。上記有機金属化合物としては、ゲルマニウム、錫、鉛、硼素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、チタニウム、ジルコニウム等の金属元素と有機基を置換してなる有機金属化合物を挙げることができる。有機金属化合物として、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫フタレート、ビス(ジブチル錫ラウリン酸)オキサイド、ジブチル錫ビスアセチルアセトナート、ジブチル錫ビス(モノエステルマレート)、オクチル酸錫、ジブチル錫オクトエート、ジオクチル錫オキサイド等の錫化合物、テトラ−n−ブトキシチタネート、テトライソプロポキシチタネート等のチタネート系化合物、これらは単独または2種以上を併用して使用することができる。
有機金属化合物の配合割合は、光照射後、化合物(A)の反応を促進する限りにおいて何等制限を受けないが、光硬化型接着剤100重量部に対して、0.01〜10重量部が好ましい。0.01重量部より少ない場合には、光照射後の化合物(A)の反応促進を期待できなくなる場合があり、10重量部を超えると、光照射後の反応促進はするものの、反応物への影響が著しく現れることがある。より好ましくは、0.1〜8重量部である。
【0027】
光反応性を向上させるため、つまり、光の照射時間を短くする、光の照射エネルギーを低くする、あるいは、深部反応性を向上させる目的で、増感剤を配合しても良い。上記増感剤としては、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、α−ヒドロキシ−α,α’−ジメチルアセトフェノン、メトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン等のアセトフェノン誘導体化合物;ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル等のベンゾインエーテル系化合物;ベンジルジメチルケタール等のケタール誘導体化合物;ハロゲン化ケトン;アシルフォスフィンオキシド;アシルフォスフォナート;2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−N,N−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−1−ブタノン;ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキシドビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド;ビス(η5−シクロペンタジエニル)−ビス(ペンタフルオロフェニル)−チタニウム、ビス(η5−シクロペンタジエニル)−ビス[2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピリ−1−イル)フェニル]−チタニウム;アントラセン、ペリレン、コロネン、テトラセン、ベンズアントラセン、フェノチアジン、フラビン、アクリジン、ケトクマリン、チオキサントン誘導体、ベンゾフェノン、アセトフェノン、2−クロロチオキサンソン、2,4−ジメチルチオキサンソン、2,4−ジエチルチオキサンソン、2,4−ジイソプロピルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン等を挙げることができる。
増粘剤としては、化合物(A)との相溶性の高い高分子化合物から選ばれ、配合される化合物(A)の種類により適宜選択される。例えば、アクリル系高分子、メタクリル系高分子、ポリビニルアルコール誘導体、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン誘導体、ポリエステル類、ポリエーテル類、ポリイソブテン、ポリオレフィン類、ポリアルキレンオキシド類、ポリウレタン類、ポリアミド類、天然ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、NBR、SBS、SIS、SEBS、水添NBR、水添SBS、水添SIS、水添SEBS等を挙げることができる。また、これらを適宜組み合わせてもよい。
上記チキソトロープ材としては、硬化前の光硬化型接着剤がチキソトロピー性を発現するような物質から適宜選ばれる。例えば、コロイダルシリカ、ポリビニルピロリドン、疎水化炭酸カルシウム、ガラスバルーン、ガラスビーズ等を挙げられる。化合物(A)との親和性の高い表面を有するものを選択することが好ましい。
上記物性調整剤としては、各種のシランカップリング剤が用いられる。例えば、ビニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N,N’−ビス−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン、N,N’−ビス−[3−(トリエトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン、N,N’−ビス−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]ヘキサエチレンジアミン、N,N’−ビス−[3−(トリエトキシシリル)プロピル]ヘキサエチレンジアミン等が挙げられる。これらは単独または2種以上併用して用いられる。
上記増量剤としては、硬化前の光硬化型接着剤に添加してチキソトロープ性を発現しないものが好適である。例えば、タルク、クレー、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、無水珪素、含水珪素、ケイ酸カルシウム、二酸化チタン、カーボンブラック等が挙げられる。これらは単独または2種以上併用して用いられる。
上記可塑剤としては、例えば、リン酸トリブチル、リン酸トリクレジル等のリン酸エステル類、フタル酸ジオクチル等のフタル酸エステル類、グリセリンモノオレイル酸エステル等の脂肪酸−塩基酸エステル類、アジピン酸ジオクチル等の脂肪酸二塩基酸エステル類、ポリプロピレングリコール類等が挙げられる。これらは単独または2種以上併用して用いられる。
その他、必要に応じて、タレ防止剤、酸化防止剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、溶剤等を添加してもよい。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図1および図2は、本発明の第1実施形態に係る常圧プラズマ処理装置M1を示したものである。プラズマ処理装置M1は、上下一対の電極ユニット10,20を備えている。これら電極ユニット10,20の間に形成されたプラズマ化空間1aに薄板状のワークW(被処理物)が配置(具体的には下側電極ユニット20の上面に載置)され、常圧下においてこのワークWの上面が洗浄(表面処理)されるようになっている。
【0029】
下側のアース電極ユニット20は、平面視四角形の厚板状をなすアース電極21と、このアース電極21の四隅に装着された樹脂製の電極ホルダ22とを有し、図示しない装置本体に支持されている。アース電極21は、接地線42を介して接地されている。アース電極21の上面および側面には、例えばアルミナからなる固体誘電体の溶射膜23が形成されている。アース電極21の内部には、冷媒通路21aが形成されている。この冷媒通路21aに冷媒が通されることにより、アース電極21が冷却または加温(温度調節)されるようになっている。
【0030】
上側のホット電極ユニット10は、平面視左右に長い四角形のホット電極11と、このホット電極11の四隅に装着された電極ホルダ30F,30R,30Sとを有している。ホット電極11は、アース電極21と対向する下側に配された対向側電極部材12と、アース電極21とは逆の上側に配された背向側電極部材13とに分割され、これらが分離可能に接合されている。
【0031】
背向側電極部材13は、導電金属、好ましくは軽量なアルミニウムによって厚肉の板状に形成されている。詳細な図示は省略するが、背向側電極部材13は、懸架ブラケット19を介して上記装置本体に前後スライド可能に懸架、支持されている。これによって、ホット電極ユニット10が、アース電極ユニット20の真上に対向するセット位置(図1の状態)と、後方(図1において左方)に退避してアース電極ユニット20の上面を露出させる退避位置(図示省略)との間で水平移動可能になっている。セット位置において、上下の電極ユニット10,20間(後記樹脂シート76(図3)と溶射膜23との間)には、例えば1〜2mm程度の厚さの隙間すなわち上記プラズマ化空間1aが形成されるようになっている。
【0032】
また、図1に示すように、背向側電極部材13は、給電線41を介してパルス電源40(電界印加手段)に接続されている。パルス電源40は、所定高さのパルス状の電圧を所定周期でホット電極11に供給するようになっている。
【0033】
さらに、図1および図2に示すように、背向側電極部材13の内部には、冷媒通路13aが形成されている。冷媒通路13aは、平面視U字状をなして左右に延びるとともに、両端が背向側電極部材13の上面に開口されている。冷媒通路13aの上流端には、フレキシブルチューブからなる冷媒導入管61が連ねられ、下流端には、フレキシブルチューブからなる冷媒導出管62が連ねられている。導入管61からの冷水や温水などの冷媒が、冷媒通路13aに通されることにより、ホット電極11が冷却または加温(温度調節)されるようになっている。その後、冷媒は、導出管62を経て排出されるようになっている。
【0034】
ホット電極11の対向側電極部材12は、背向側電極部材13と同様に、導電金属、好ましくは軽量なアルミニウムによって構成され、背向側電極部材13と同一の平面形状で、かつ、背向側電極部材13より薄い板状をなしている。対向側電極部材12の下面の隅部は、全周にわたってR取りされている。
【0035】
ホット電極11の2つの分割部材12,13どうしの接合構造について説明する。
背向側電極部材13には、上面から下面へ貫通する挿通孔13bが適宜な間隔を置いて複数形成されている。対向側電極部材12の上記挿通孔13bに対応する位置には、内周面に雌ネジを有するボルト孔12aが形成されている。ボルト孔12aは、対向側電極部材12の上面から厚さ方向の中程まで形成され、対向側電極部材12の下面へは達していない。(したがって、対向側電極部材12の下面は、ボルト孔12aの配置箇所においても滑らかな状態になっており、ひいては下面全体が滑らかになっている。)そして、ボルト14が、挿通孔13bを通してボルト孔12aにねじこまれている。このボルト14によって、対向側電極部材12が、背向側電極部材13に引き付けられ、押し当てられている。
【0036】
次に、ホット電極ユニット10の電極ホルダについて説明する。
図1に示すように、前側の電極ホルダ30Fは、逆L字状をなしてホット電極11に直接宛がわれた内ホルダ部材31と、その前方外側に設けられた外ホルダ部材32と、これらホルダ部材31,32の上側に設けられた上板33と、ホルダ部材32の下側に設けられた下板34とを有し、ホット電極11の前端部に沿って左右(図1の紙面と直交する方向)に細長く延びている。
【0037】
前側ホルダ30Fには、処理ガス源50と協働する処理ガス導入機構が組み込まれている。すなわち、前側ホルダ30Fの外ホルダ部材32には、処理ガスの導入路32aが形成されている。導入路32aは、受容れ路32bと、チャンバー32cと、スリット32dとを上流側から順次連ねることによって構成されている。受容れ路32bの上流端は、フレキシブルチューブからなる処理ガス供給管51を介して処理ガス源50に連ねられている。処理ガス源50には、洗浄用処理ガスとして例えばNやOなどが貯えられている。
【0038】
チャンバー32cは、大容積を有して外ホルダ部材32の略全長にわたって延び、受容れ路32bからの処理ガスを左右長手方向に均一化できるようになっている。スリット32dは、チャンバー32cの全長域からホット電極11へ近づくように斜め下に延びている。このスリット32dの全長域に吹出し路30aが連なっている。吹出し路30aは、内ホルダ部材31のR取りされた下端部と、下板34の曲面加工された端縁とによって形成され、図1の紙面と直交する左右に延びている。吹出し路30aは、後方すなわち電極ユニット10の内側へ向けて斜め下に開口されている。
【0039】
なお、下板34をホルダ部材32にボルト締めするボルト孔34aは、前後方向に長い長孔になっている。これにより、下板34の前後位置を調節でき、ひいては吹出し路30aの幅を拡縮することができるようになっている。また、下板34には、チャンバー32cに連なる他の吹出し路34bが形成されている。吹出し路34bは、吹出し路30aより前側に位置し、前方へ向けて斜め下に開口している。
【0040】
ホット電極11の後側のホルダ30Rは、前側ホルダ30Fを前後に反転させた構造をなしている。すなわち、電極ホルダ30Rは、内外のホルダ部材35,36と、上下の板37,38を有している。後側ホルダ30Rには、真空ポンプ53(排気手段)と協働する排気機構が組み込まれている。すなわち、内ホルダ部材35と下板38とによって、吸込み路30bが形成されている。下板38のボルト孔38aが長孔になることによって、下板38の前後位置を調節でき、吸込み路30bを拡縮できるようになっている。外ホルダ部材36には、排気路36aが形成されている。排気路36aは、吸込み路30bから延びるスリット36dと、このスリット36dに連なるチャンバー36cと、このチャンバー36cに連なる導出路36bとを有している。導出路36bの下流端は、フレキシブルチューブからなる排気管52を介して真空ポンプ53に連なっている。
【0041】
図2に示すように、ホット電極11の左右両側のホルダ30Sは、逆L字状をなして前後方向に長く延び、ホット電極11の左右側部に宛がわれている。これらホルダ30Sには、カーテンガス源54と協働するガスカーテン機構が組み込まれている。すなわち、各ホルダ30Sには、カーテンガスの導入路30cが形成されている。導入路30cは、垂直路30dと、水平路30eと、吹出し路30f,30gとを有している。垂直路30dは、ホルダ30Sの長手方向中央において上下に延びている。垂直路30dの上端は、フレキシブルチューブからなるカーテンガス供給管55を介してカーテンガス源54に接続されている。カーテンガス源54には、カーテンガスとして例えばNなどの不活性ガスが貯えられている。なお、上記処理ガスがカーテンガスと同一物質の場合には、処理ガス源50をカーテンガス源として兼用させてもよい。
【0042】
水平路30eは、垂直路30dの下端部に連なるとともにホルダ30Sの略全長域にわたって前後に延びている。水平路30eの底部から吹出し路30f,30gが延びている。これら吹出し路30f,30gは、互いに側面視「ハ」字状をなしている。すなわち、吹出し路30fは、左右内側へ向けて斜め下へ延び、ホルダ30Sの下端面に開口している。一方、吹出し路30gは、左右外側へ向けて斜め下へ延び、ホルダ30Sの下端面に開口している。なお、吹出し路30f,30gは、細孔状をなし、ホルダ30Sの略全長域にわたるように前後に間隔を置いて複数配置されているが、ホルダ30Sの略全長域にわたるスリット状に形成してもよい。
【0043】
本発明の最も特徴的な部分について説明する。
図1および図2に示すように、プラズマ処理装置M1のホット電極ユニット10における対向側電極部材12の下面(アース電極21との対向面)には、誘電体板71が設けられている。誘電体板71は、薄く(例えば厚さ1mm程度)透明な石英ガラス(透光性材料)で構成され、ホット電極11に対する固体誘電体としての役割を担っている。図3に示すように、誘電体板71の下面には、薄い樹脂シート76が接着されている。このシート76は、フッ素を含有する樹脂、例えばテトラフルオロエチレンで構成されている。
【0044】
誘電体板71の周縁部は、対向側電極部材12の周縁部より突出している。この誘電体板71の周縁突出部分の上面と対向側電極部材12の周側面とに、角材状をなす上記添え部材73が宛がわれている。添え部材73は、誘電体の樹脂で構成されている。添え部材73は、対向側電極部材12の4つの縁に合わせて4つに分割されているが、一体に連なって枠状をなしていてもよい。添え部材73は、水平なボルト75によって対向側電極部材12の周側面に固定されている。このボルト75は、誘電体の樹脂によって形成されている。
【0045】
誘電体板71と対向側電極部材12とは、伸縮性(弾性)を有する紫外線(UV)硬化接着剤74(光硬化接着剤)によって接着されている。この接着剤74は、下記の一般式(1)で表される官能基を有する化合物(A)、及び一般式(2)で表される官能基を有する化合物(B)を主要成分として含有している。
【0046】
【化5】
Figure 2004285396
(式中、mは2又は3の整数を表す。Rは炭化水素を表す。Xは、加水分解性を有する官能基を表す。)
【化6】
Figure 2004285396
(式中、nは2〜5の整数を表す。Y(n)は共有結合性官能基をn個有する酸素、窒素、リン又は炭素を表す。Zは炭化水素基又はオキシド基を表す(但し、オキシド基はnが4又は5のときに限る))
これらの配合割合は、化合物(A)100重量部に対して、化合物(B)が0.01〜30重量部であることが好ましい。化合物(B)は、カルボン酸無水物、カルボン酸イミド、又はジアシルホスフィンオキサイドから選ばれる少なくとも一つであることが望ましい。
【0047】
具体的にこの実施形態では、化合物(A)として、アルコキシシリル変性ポリプロピレングリコールが用いられ、化合物(B)として、無水マレイン酸およびジアシルホスフィンオキサイドが用いられている。配合割合は、アルコキシシリル変性ポリプロピレングリコール100重量部に対して、無水マレイン酸が7.1重量部であり、ジアシルホスフィンオキサイドが1.4重量部である。さらに、アクリルモノマーとアクリルオリゴマーが添加されている。これら添加剤の配合割合は、アルコキシシリル変性ポリプロピレングリコール100重量部に対して、アクリルモノマー(東亜合成社製、アロニックスM−110)が14.3重量部、アクリルオリゴマー(東亜合成社製、アロニックスM−270)が28.6重量部である。
【0048】
上記組成の接着剤74は、誘電体板71と対向側電極部材12が熱で相対的に膨張・収縮するとき、その熱膨縮の差を吸収可能な伸縮性と、伸縮によっても接着状態を維持可能な接着強度とを有している。また、硬化前においては、誘電体板71の電極部材12への塗布面上で所定厚さを維持可能、かつ後記脱泡作業が十分可能な程度の粘性を有している。
【0049】
接着剤74による電極部材12と誘電体板71の接着手順について説明する。遮光下で、上記の各成分を例えば60℃程度に加熱したうえで攪拌混合することにより、上記所望粘度の接着剤74を調製する。なお、混合後、減圧環境に置くか脱泡機を用いて内部の気泡をなるべく抜いておくのが望ましい。調整後、常温までさます。この接着剤74を誘電体板71の上面に塗布する。(勿論、電極部材12に塗布してもよい。)このとき、接着剤74を誘電体板71から垂れ落とすことなく所定の厚さになるように塗布することができる。
【0050】
次に、誘電体板71の接着剤塗布面に電極部材12を重ね合わせる。そして、重ね合わせた状態を維持しながら誘電体板71を電極部材12に対して小さく揺すり動かす。これによって、接着剤74の内部に残留した気泡を十分に除去(脱泡)することができる。しかも、紫外線硬化型の接着剤74は、この脱泡工程では硬化の途中はおろか硬化し始めてもおらず、調製時の粘性を維持している。これによって、脱泡を一層確実かつ十分に行なうことができる。
【0051】
その後、誘電体板71の側から紫外線を照射する。誘電体板71は、透明石英ガラスで構成されているので、紫外線を確実に透すことができる。これによって、接着剤74を、部材71,12どうしの貼り合わせ面の全体にわたって確実に硬化させることができ、両部材71,12を確実に接着することができる。
その後、誘電体板71の下面にフッ素含有樹脂シート76を貼り付ける。
【0052】
プラズマ処理装置M1を用いてワークWの洗浄処理を行なう手順を説明する。
ホット電極ユニット10を退避位置に位置させ、アース電極ユニット20の上面に処理対象のワークWを載せる。そして、ホット電極ユニット10を前進させてセット位置に位置させる。
【0053】
次いで、処理ガスを、処理ガス源50から供給管51を経て受容れ路32bに導入する。この処理ガスが、チャンバー32cで均一化された後、スリット32dを経て吹出し路30aから電極ユニット10,20間のプラズマ化空間1aへ吹出される。
【0054】
なお、処理ガスとして例えばNを用いるときは、吹出し路30aの前方の吹出し路34bを開けておき、そこからもNが吹出されるようにするとよい。これにより、吹出し路30aからの吹出し流を外部から遮断でき、外の空気がプラズマ化空間1aに取り込まれるのを防止することができる。
【0055】
また、パルス電源40をオンする。これにより、ホット電極11の背向側電極部材13にパルス電圧が印加される。ホット電極11の2つの分割部材12,13どうしは互いに押し付けられ、良好な導通状態になっているので、対向側電極部材12にも、上記のパルス電圧がロスなく確実に印加されることになる。これによって、上下の電極11,21間のプラズマ化空間1aに電界が形成される。この電界は、ボルト14やボルト孔12aからなる着脱機構の影響を受けることがない。よって、プラズマ化空間1a内にアークを発生させることなく均一なグロー放電を形成することができる。このグロー放電によって上記プラズマ化空間1aを流れる処理ガスをプラズマ化できる。更に、シート76の含有フッ素をプラズマ化して空間1a内に飛び出させ、上記プラズマ化した処理ガスに混ぜることができる。これによって、ワークWの上面を良好にプラズマ洗浄することができる。シート76からフッ素を出すことができるので、処理ガスにフッ素を含ませておく必要がなく、処理ガス供給構成を簡素化できる。
【0056】
併行して、カーテンガスを、カーテンガス源54から供給管55を経て左右の導入路30cに導入する。このカーテンガスは、路30cの垂直路30dを経て水平路30eに沿って前後方向に均一に拡げられる。そして、水平路30eの全長域から吹出し路30f,30gを経て、ホルダ30S,22間の隙間にそれぞれ吹出される。そのうち内向きの吹出し路30fからのカーテンガスによって、上記処理ガスがプラズマ化空間1aから漏れるのを防止することができる。一方、外向きの吹出し路30gからのカーテンガスによって、外の空気がプラズマ化空間1a内に取り込まれるのを防止することができる。
【0057】
使用済みの処理ガスおよびカーテンガスは、後側ホルダ30Rの吸込み路30bに吸い込まれ、排気路36aおよび排気管52を経て真空ポンプ53に吸込まれ排気される。
処理終了後は、処理ガスおよびカーテンガスの投入を停止するとともに電源を停止する。そして、ホット電極ユニット10を押して退避位置に位置させ、アース電極ユニット20上の洗浄済みワークWを取り出す。
【0058】
プラズマ処理装置M1によれば、電圧印加によって対向側電極部材12と誘電体板71が互いに異なる度合いで熱膨張したときは、UV硬化型接着剤74が両部材12,71の接着状態を維持しながら伸縮する。これによって、これら部材12,71の膨張差を吸収でき、これら部材12,71に熱応力が生じるのを防止することができる。
【0059】
また、プラズマ処理装置M1によれば、接着剤74が硬化前に十分に脱泡されており、対向側電極部材12と誘電体板71との間が、気泡の殆ど無い接着剤74によって充填されているので、これら部材12,71の間でアークが発生するのを確実に防止できる。
【0060】
更に、誘電体板71を、電極11の一部すなわち背向側電極部材13に対して着脱可能に、しかも安定的に設置できる。この着脱機構からは、アークが発生したりプラズマの均一性が損なわれたりすることはない。そして、誘電体板71が傷んだり汚れたりしたときは、ボルト14を外すことにより、電極11の一部すなわち背向側電極部材13とは別途に容易に交換することができる。すなわち、電極11全体を交換する必要がない。したがって、電極11の背向側電極部材13に繋がっている給電線41や冷媒用の配管61,62を脱着したり、背向側電極部材13を懸架ブラケット19から外したりする必要がない。
【0061】
また、誘電体の添え部材73によって対向側電極部材12の周側面からのアークを防止でき、ひいてはアークが誘電体板71の周縁部を回り込むようにして伝わりアース電極21に落ちるのを防止できる。しかも、ボルト75が誘電体樹脂で形成されているので、対向側電極部材12の周側面からのアークを一層確実に防止できる。なお、背向側電極部材13の周側部とホルダ35,30Sを止めるボルト39についてもアーク防止のために誘電体樹脂で構成するのが好ましい。
【0062】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の実施形態と重複する構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を省略する。
図4および図5は、本発明の第2実施形態に係る常圧プラズマ処理装置M2を示したものである。図6に示すように、このプラズマ処理装置M2では、ホット電極11が背向側電極部材13と対向側電極部材15とに分割されている点で既述の装置M1と同様であるが、対向側電極部材15が、アルミ箔で形成されている(極薄板状ないしは膜状をなしている)点で装置M1と異なっている。このアルミ箔からなる対向側電極部材15が、UV硬化型接着剤74によって誘電体板71に接着されている。
【0063】
図4および図5に示すように、ホット電極11の背向側電極部材13には、上面から下面に貫通する吸引孔13cが適宜な間隔を置いて複数形成されている。これら吸引孔13cの上面開口が、フレキシブルチューブからなる吸引管81を介して真空ポンプ80(吸引手段)に連ねられている。なお、真空ポンプ80は、処理ガスおよびカーテンガスの排出用真空ポンプ53と共通の真空ポンプを用いることにしてもよい。
【0064】
真空ポンプ80を駆動することによってアルミ箔からなる対向側電極部材15が吸引孔13cに吸い付けられるようになっている。これにより、対向側電極部材12を背向側電極部材13に押し付けることができ、良好な導通状態を得ることができる。ひいては、誘電体板71をホット電極11に安定的に設置できるとともに、容易に着脱することができる。対向側電極部材15は、吸引孔13cの箇所でも滑らかさを損なっていないので、該箇所でアークが発生したりプラズマの均一性が損なわれたりすることはない。
【0065】
なお、誘電体板71の周縁部は、対向側電極部材15より突出され、この誘電体板71の周縁突出部分の上面に添え部材73が接着されている。また、誘電体板71の周端縁はエッジになっており、このエッジが添え部材73の下面に形成された切り込み73aに嵌め込まれている。電極部材13,15どうしの吸引接合状態において、添え部材73は、背向側電極部材13の周側面に宛がわれている。これによって、背向側電極部材13の周側面からアークが出るのを防止できる。
【0066】
添え部材73は、ボルト79(係着手段)によってホルダ30F,30R,30Sに係着されている。これによって、真空ポンプ80を停止しても、対向側電極15および誘電体板71が落下することはない。上記ボルト79は、誘電体の樹脂で構成されている。これによって、背向側電極部材13の周側面からのアーク発生を一層確実に防止することができる。
【0067】
この第2実施形態のプラズマ処理装置M2においても、電圧印加によってアルミ箔からなる対向側電極部材15と誘電体板71が互いに異なる度合いで熱膨張したときは、UV硬化型接着剤74が両部材15,71の接着状態を維持しながら伸縮する。これによって、これら部材15,71の膨張差を吸収でき、これら部材15,71に熱応力が生じるのを防止することができる。また、接着剤74を硬化前に十分脱泡でき、対向側電極部材15と誘電体板71との間を気泡の殆ど無い接着剤74で充填できるので、これら部材15,71の間でアークが発生するのを確実に防止できる。
【0068】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変が可能である。
例えば、下側のアース電極ユニット20についても本発明の誘電体板接着構造を適用してもよい。
塗布後に脱泡可能な接着剤として、光硬化型接着剤のような硬化時期を制御可能なものの他、塗布後硬化するのが遅く、この硬化期間中に脱泡工程を十分に設定可能なものを用いてもよい。
電極構造は、上記実施形態のような一対の平行平板電極に限定されず、ロール電極と平板電極の対や、ロール電極と円弧状に湾曲した電極の対などの種々の形状のものに適用可能である。
本発明は、グロー放電に限らず、コロナ放電や沿面放電などによるプラズマ処理にも適用でき、常圧下に限らず、減圧下でのプラズマ処理にも適用でき、洗浄に限らず、成膜、表面改質、エッチング、アッシングなどの種々のプラズマ処理にあまねく適用できる。
上記実施形態のプラズマ処理装置は、被処理物を一対の電極間に配置する所謂ダイレクト式であったが、電極間の外に配置してこれにプラズマ化した処理ガスを吹出す所謂リモート式のプラズマ処理装置にも適用できる。
【0069】
【実施例】
本発明に係る紫外線硬化型接着剤(光硬化型接着剤)の調製方法の一実施例を説明する。なお、本発明がこの実施例に限定されるものでないことは当然である。
0.2Lのビーカーを用意した。遮光下で、このビーカーにアルコキシシリル変性ポリプロピレングリコール(鐘淵化学社製S−303)70g、無水マレイン酸5g、ジアシルホスフィンオキサイド(チバスペシャリティーケミカル社製、イルガキュアー819)1g、アクリルモノマー(東亜合成社製、アロニックスM−110)10g、アクリルオリゴマー(東亜合成社製、アロニックスM−270)20gを入れ、60℃に加熱して、撹拌棒を用いて均一になるまで混合した。その後、減圧脱泡して調製を完了した。
この接着剤の硬化前の粘度は、20℃で3500cpsであった。測定は、B型回転粘度計で行った。
次に、高圧水銀灯を用いて、上記接着剤に紫外線を365nmで強度10mW/cmとなるように60秒照射し、接着剤を硬化させた。この硬化接着剤の破断伸びは、120%であり、破断応力は、8.12kgf/cmであった。
【0070】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、固体誘電体を電極に接着して安定的に固定できるだけでなく、接着剤の伸縮によって電極や固体誘電体に熱応力が生じるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るプラズマ処理装置を前後方向に沿って切断した断面図である。
【図2】上記プラズマ処理装置を左右方向に沿って切断した断面図である。
【図3】上記プラズマ処理装置の電極対向部を拡大して示す断面図である。
【図4】本発明の第2実施形態に係るプラズマ処理装置を前後方向に沿って切断した断面図である。
【図5】上記第2実施形態に係るプラズマ処理装置を左右方向に沿って切断した断面図である。
【図6】上記第2実施形態に係るプラズマ処理装置の電極対向部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
M1,M2 常圧プラズマ処理装置
W ワーク(被処理物)
11 ホット電極
40 パルス電源(電界印加手段)
71 誘電体板(固体誘電体)
74 紫外線硬化型接着剤(光硬化型接着剤)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma processing apparatus for performing a plasma surface treatment such as cleaning, film formation, etching, and ashing of an object to be processed by applying an electric field to cause a discharge, and a method of bonding components thereof, and more particularly, to a method of bonding under substantially normal pressure. The present invention relates to a plasma processing apparatus suitable for performing a plasma surface treatment and a method for bonding constituent members thereof.
[0002]
[Prior art]
For example, in Patent Document 1, a pair of electrodes are vertically arranged opposite to each other, and a glow discharge is caused by applying an electric field between these electrodes under substantially normal pressure, so that a plasma surface of a processing object disposed between the electrodes is provided. An apparatus for performing processing is described. A plate-like solid dielectric made of, for example, quartz glass is provided on the lower electrode. This solid dielectric is for preventing arc discharge. In a normal-pressure plasma processing apparatus, arc discharge is more likely to occur than in a low-pressure plasma processing apparatus, and the role of the solid dielectric is important in preventing the arc discharge.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-3040358 (FIG. 8, page 7)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The device described in Patent Document 1 is unstable because the plate-shaped solid dielectric made of quartz glass is simply placed on the lower electrode. On the other hand, there is also a method in which a dielectric such as alumina is sprayed on the electrodes to integrate them. However, in general, the electrodes and the solid dielectric thermally expand during plasma processing, and these members generally have different degrees of thermal expansion. As a result, thermal stress occurs in the electrodes and the solid dielectric.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is an apparatus for performing plasma processing of an object to be processed by applying an electric field, comprising: an electrode made of a conductive metal for applying the electric field; and an electrode for preventing arc discharge. A solid dielectric, and the electrodes and the solid dielectric are bonded with an adhesive having an elasticity capable of absorbing a difference in thermal expansion and contraction between the electrodes and an adhesive strength capable of maintaining an adhesive state even by the expansion and contraction. It is characterized by having. Thus, not only can the solid dielectric be stably installed on the electrode, but also the occurrence of thermal stress on the electrode and the solid dielectric can be prevented.
[0006]
As the adhesive having elasticity, in addition to the photo-curable adhesive described below, a modified silicone-based moisture-curable adhesive, a urethane-based moisture-curable adhesive, a two-component modified silicone-based adhesive, and a two-component urethane-based adhesive Agent, two-component epoxy adhesive, hot melt adhesive, reactive hot melt adhesive, anaerobic curing adhesive, thermosetting epoxy adhesive, thermosetting acrylic adhesive, thermosetting adhesive Various curable adhesives such as a phenol adhesive, a cyanoacrylate instant adhesive, and an SGA adhesive may be used. Furthermore, in the case of a type that reacts with moisture, such as an instant adhesive, attention is paid to the atmosphere at the time of bonding. In the case of a two-liquid mixing type, which is applied after mixing, the defoaming is performed in a short time until curing. The type in which the second liquid is temporarily mixed with the first liquid and then mixed is limited to the case where the second liquid can be spread to the deep portion of the bonding surface. Since the thermosetting type generally has a high viscosity, it is devised so that air bubbles do not enter at the time of application and the thickness becomes uniform.
The elasticity of the adhesive can be adjusted by adding rubber fine particles, a plasticizer, and the like.
[0007]
The adhesive has a viscosity enough to maintain a predetermined (sufficient degree of expansion and, consequently, a thermal stress absorbing ability) thickness on the application surface of the electrode or the solid dielectric before curing and to enable defoaming. It is desirable to have. This ensures that the adhesive absorbs the thermal stress and ensures that air bubbles in the adhesive can be sufficiently removed (defoamed) after application and before curing, preventing discharge from occurring in the residual air bubbles. can do.
[0008]
Furthermore, the adhesive has a curing time that can set a defoaming step after application (the case where curing is slow after application and sufficient defoaming can be performed during that time, and the curing time can be controlled. (Including the case where curing is possible after performing defoaming work after application) is desirable, and it is more desirable that the curing time after application can be controlled. Thus, the defoaming of the adhesive can be performed more reliably, and the arc discharge due to the remaining air bubbles can be more reliably prevented. Here, an adhesive is applied to one of the electrode and the solid dielectric, and the two are overlapped.Before the adhesive is cured, the solid dielectric is shaken with respect to the electrode while maintaining the overlapped state. It is desirable to perform defoaming of the adhesive by using.
[0009]
Examples of the adhesive that cures slowly after the application include, for example, a two-part curing type epoxy-based adhesive that is a slow-curing type (commercially available and has a curing time of about 12 hours), and a moisture-curing modified silicone-based adhesive ( 24 hours) and a moisture-curable urethane-based adhesive (24 hours). However, the curing time is not limited to these, but can be adjusted for most adhesives by selecting a curing agent. A curing time of about several hours for setting the defoaming step is sufficient.
[0010]
The viscosity of the adhesive before curing is preferably 100,000 to 10,000 cps under the temperature at the time of application (usually normal temperature). When it exceeds 10,000 cps, it is difficult to spread widely on the application surface, and it may be difficult to use it particularly for large-area bonding. If it is less than 10 cps, it may not be able to maintain its thickness by extending thinly and spreading.
[0011]
Preferably, the solid dielectric has a light transmitting property, and the adhesive is a photo-curable adhesive. Thereby, the light for curing the adhesive can be applied to the adhesive through the solid dielectric, so that not only the peripheral portion but also the central portion of the solid dielectric can be securely bonded to the electrode. In addition, even if it is applied, it does not cure unless light is applied, so that the curing timing after application can be controlled with certainty.Thus, after application, sufficient defoaming work can be performed and curing can be performed. Discharge can be reliably prevented from occurring. As a light-transmitting solid dielectric, for example, there is quartz glass. The light for curing the adhesive may be ultraviolet light, visible light, electron beam, or the like, and the type is not limited.
[0012]
Examples of the photocurable adhesive include, for example, an acrylic UV-curable adhesive, an unsaturated polyester UV-curable adhesive, an en-thiol UV-curable adhesive, a photocationically curable adhesive, and the following general formula: UV curable adhesives containing a compound (A) having a functional group represented by (1) and a compound (B) having a functional group represented by the following general formula (2), and other curable adhesives And the like. The ultraviolet-curable adhesive containing the compound (A) and the compound (B) is excellent in elasticity and, consequently, excellent in thermal stress absorption (strain absorption), and is suitable as the adhesive of the present invention.
[0013]
Embedded image
Figure 2004285396
(In the formula, m represents an integer of 2 or 3. R represents a hydrocarbon. X represents a hydrolyzable functional group.)
Embedded image
Figure 2004285396
(Wherein, n represents an integer of 2 to 5) (N) Represents oxygen, nitrogen, phosphorus or carbon having n covalent functional groups. Z represents a hydrocarbon group or an oxide group (however, the oxide group is limited when n is 4 or 5))
[0014]
As the compound (A), there is a compound having a functional group structure in which two or three hydrolyzable functional groups (X) are substituted on a silicon atom. Here, the hydrolyzable group X is a functional group in which the bond between silicon and the functional group X exhibits hydrolyzability. Specific examples thereof include those substituted with a halogen group such as an alkoxy group, an oxime group, an alkenyloxy group, an acetoxy group, and chlorine or bromine or iodine. From the viewpoint of storage stability, an alkoxy group is preferred. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propyloxy group, an isopropyloxy group, a butoxy group, a tert-butoxy group, a phenoxy group and a benzyloxy group. In the case of a dialkoxysilyl group or trialkoxysilyl group, the same alkoxy group may be used, or different alkoxy groups may be used in combination. Further, different types of functional groups X may be used in combination, or different compounds A may be used in combination.
[0015]
Examples of the hydrocarbon group R include hydrocarbon groups such as an aliphatic hydrocarbon group, an unsaturated aliphatic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group. Note that these hydrocarbon groups have a functional group or bond that does not inhibit a crosslinking reaction such as an amino group, a hydroxyl group, an ether group, an epoxy group, a polymerizable unsaturated group, a urethane group, a urea group, an imide group, and an ester group. May be.
[0016]
The compound (A) may be a compound having a plurality of functional groups represented by the general formula (1) in one molecule. Further, compounds having different types of functional groups may be used. For example, polymers having alkylene glycol such as propylene glycol, ethylene glycol, and butylene glycol as a monomer unit, polyester having an ester bond, polyamide having an amide bond, polycarbonate having a carbonate bond, polymethacrylate, polyacrylate, polystyrene, polyolefin, etc. Examples thereof include polymers and compounds obtained by adding the functional groups represented by the general formula (1) to these copolymers. There is no problem even if the functional group is substituted on the polymer at the terminal, side chain, or both terminal and side chain of the polymer.
Examples of the compound (A) include MS polymers S-203, S-303, S-903, and epiion as MS polymers (trade names of Kaneka Chemical Industry Co., Ltd.), and Cyril SAT-200, MA-403 as silyl polymers. MA-447, Exestar ESS-2410, ESS-2420, ESS-3630 of Asahi Glass Co., Ltd., acetoxy-terminated polydimethylsiloxane (PS363.5), dimethylamino-terminated polydimethylsiloxane (PS383) of Chisso Corp., Ethoxy-terminated polydimethylsiloxane (PS393), stearyloxy-terminated polydimethylsiloxane (PS053.5), triethoxysilyl-modified poly (1,2-butadiene) (PS078.5), (N-trimethoxysilylpropyl) polyazamide (PS075) , (N-trimethodine Silyl propyl) polyethyleneimine (PS076), may also be used (N- trimethoxysilylpropyl) -O- polyethylene oxide urethane (PS077) commercially available compound such.
[0017]
The compound (B) may be any compound having a functional group represented by the above general formula (2), and may be a compound having a plurality of functional groups in one molecule, and different types of functional groups. May be a compound having Further, in the photocurable adhesive of the present invention, a plurality of different types of compounds (B) may be used in combination.
Here, the functional group represented by the general formula (2) is a compound in which two carbonyl groups are bonded to an atom Y selected from oxygen, sulfur, nitrogen, phosphorus, and carbon, and the valence of the atom Y And those having a hydrocarbon substituent or an oxide group Z as appropriate.
Examples of the hydrocarbon group include hydrocarbon groups such as an aliphatic hydrocarbon group, an unsaturated aliphatic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group. These hydrocarbon groups have a functional group or bond that does not inhibit a crosslinking reaction such as an amino group, a hydroxyl group, an ether group, an epoxy group, a polymerizable unsaturated group, a urethane group, a urea group, an imide group, and an ester group. It may be. Further, different types of substituents Z may be used in combination.
[0018]
Other examples of the compound (B) include a cyclic compound based on an organic group and a compound having a plurality of same or different functional groups represented by the general formula (2) in the same cyclic chain. Further, a compound in which a plurality of the same or different kinds of these cyclic compounds are bonded by an organic group, a bicyclic compound containing at least one of a plurality of the same or different kinds of these cyclic compounds as a unit, and the like can be given.
[0019]
As the compound (B), a carboxylic anhydride or a carboxylic imide is preferable because of its excellent photoreactivity and solubility in the compound (A). Further, diacylphosphine oxide may be selected.
In the above compound (B), for example, when Y is oxygen, acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, isobutylic anhydride, valeric anhydride, 2-methylbutylic anhydride, trimethylacetic acid Anhydride, hexanoic anhydride, heptanoic anhydride, decanoic anhydride, lauric anhydride, myristylic anhydride, palmitic anhydride, stearyl anhydride, docosanoic anhydride, crotonic anhydride, acrylic acid Anhydride, methacrylic anhydride, oleic anhydride, linoleic anhydride, chloroacetic anhydride, iodoacetic anhydride, dichloroacetic anhydride, trifluoroacetic anhydride, chlorodifluoroacetic anhydride, trichloroacetic anhydride, Pentafluoropropionic anhydride, heptafluorobutyric anhydride, succinic anhydride, methylsuccinic anhydride , 2,2-dimethylsuccinic anhydride, isobutylsuccinic anhydride, 1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride, hexahydro-4-methylphthalic anhydride, itaconic anhydride, 1,2,3,6-tetrahydro Phthalic anhydride, 3,4,5,6-tetrahydrophthalic anhydride, maleic anhydride, 2-methylmaleic anhydride, 2,3-dimethylmaleic anhydride, 1-cyclopentene-1,2- Dicarboxylic anhydride, glutaric anhydride, 1-naphthylacetic anhydride, benzoic anhydride, phenylsuccinic anhydride, phenylmaleic anhydride, 2,3-diphenylmaleic anhydride, phthalic anhydride, 4 -Methylphthalic anhydride, 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 4,4'-(hexafluoropropylidene) diphthal Acid anhydride, 1,2,4,5-benzene tetracarboxylic acid anhydride, 1,8-naphthalene dicarboxylic acid anhydride, 1,4,5,8-naphthalene tetracarboxylic acid anhydride.
[0020]
Commercially available compounds of compound (B) include Adeka Hardener EH-700, Adeka Hardener EH-703, and Adeka Hardener EH-705A manufactured by Asahi Denka Co., Ltd .; Ricacid MH-700, ricacid MH-700H, ricacid MH, ricacid SH, and ricare resin TMEG; HN-5000, HN-2000, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd .; YH308H; Sumicur MS, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd .; and diacylphosphine oxide Irgacure 819, manufactured by Ciba Specialty Chemicals.
[0021]
Further, a copolymer of maleic anhydride and a compound having a radical polymerizable double bond may be mentioned. For example, a copolymer of maleic anhydride and (meth) acrylate, a copolymer of maleic anhydride and styrene, and a copolymer of maleic anhydride and vinyl ether.
More specific examples of the compound (B) include, for example, when Y is nitrogen, succinimide, N-methylsuccinimide, α, α-dimethyl-β-methylsuccinimide, α-methyl-α-propyl Succinimide, maleimide, N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-propylmaleimide, N-tert-butylmaleimide, N-laurylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-phenylmaleimide, N- (2-chlorophenyl) Maleimide, N-benzylmaleimide, N- (1-pyrenyl) maleimide, 3-methyl-N-phenylmaleimide, N, N'-1,2-phenylenedimaleimide, N, N'-1,3-phenylenedimaleimide , N, N'-1,4-phenylenedimaleimide, N, N '-(4-methyl-1,3-phenyl Nylene) bismaleimide, 1,1 ′-(methylenedi-1,4-phenylene) bismaleimide, phthalimide, N-methylphthalimide, N-ethylphthalimide, N-propylphthalimide, N-phenylphthalimide, N-benzylphthalimide, pyro And merit acid diimide.
[0022]
In the compound (B), for example, when Y is phosphorus, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -Phenylphosphine oxide and the like.
In the above compound (B), for example, when Y is carbon, 2,4-pentanedione, 3-methyl-2,4-pentanedione, 3-ethyl-2,4-pentanedione, 3-chloro-2 , 4-pentanedione, 1,1,1-trifluoro-2,4-pentanedione, 1,1,1,5,5,5-hexafluoro-2,4-pentanedione, 2,2,6 Diketones such as 6-tetramethyl-3,5-heptanedione, 1-benzoylacetone, dibenzoylmethane; dimethylmalonate, diethylmalonate, dimethylmethylmalonate, tetraethyl 1,1,2,2-ethanetetracarbon Polycarboxylic acid esters such as acids; α-carbonyl- such as methyl acetylacetonate, ethyl acetylacetonate and methyl propionyl acetate; Acid esters.
[0023]
The compounding ratio of the compound (B) is preferably 0.01 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the compound (A). When the amount of the compound (B) is less than 0.01 part by weight, it may be difficult to exhibit photoreactivity, and when the amount exceeds 30 parts by weight, the light transmittance is remarkably reduced. Only the surface is polymerized or cross-linked, and the deep reactivity may be significantly reduced. More preferably, it is 1 to 20 parts by weight.
[0024]
The light source that can be used for curing the photocurable adhesive is not particularly limited. A light source that emits light containing a wavelength component that is absorbed by a sensitizer added for the purpose of improving photosensitivity is more preferable. Specifically, for example, low-pressure mercury lamp, medium-pressure mercury lamp, high-pressure mercury lamp, ultra-high-pressure mercury lamp, excimer laser, chemical lamp, black light lamp, microwave-excited mercury lamp, metal halide lamp, sodium lamp, halogen lamp, xenon lamp, fluorescent lamp , Sunlight, an electron beam irradiation device, or the like. Unwanted wavelength components may be reduced or removed using a filter or the like. Further, a plurality of types of light sources may be used in combination. The method of irradiating a plurality of light sources may be simultaneous irradiation of these light sources, sequential irradiation with a time lag, or a combination of simultaneous irradiation and sequential irradiation.
[0025]
The photo-curable adhesive used in the present invention may optionally include a crosslinking accelerator having a functional group represented by the above general formula (1) as long as the effects and objects of the present invention are not impaired. Additives with known functions such as sensitizers for improving the viscosity, thickeners / thixotropic materials for adjusting the viscosity properties, physical property modifiers for improving the tensile properties, extenders, reinforcing agents, flame retardants, etc. Agents may be added.
[0026]
In addition, an organometallic compound for accelerating the polymerization or crosslinking reaction of the compound (A) after light irradiation may be blended, which is suitable when accidentally or inevitably a light non-irradiated portion is generated. Examples of the organometallic compound include an organometallic compound obtained by substituting a metal element such as germanium, tin, lead, boron, aluminum, gallium, indium, titanium, zirconium and the like with an organic group. As the organic metal compound, for example, dibutyltin dilaurate, dibutyltin oxide, dibutyltin diacetate, dibutyltin phthalate, bis (dibutyltin laurate) oxide, dibutyltin bisacetylacetonate, dibutyltin bis (monoester malate), Tin compounds such as tin octylate, dibutyltin octoate, and dioctyltin oxide; titanate compounds such as tetra-n-butoxytitanate and tetraisopropoxytitanate; and these can be used alone or in combination of two or more.
The mixing ratio of the organometallic compound is not particularly limited as long as the reaction of the compound (A) is promoted after light irradiation, but 0.01 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the photocurable adhesive. preferable. When the amount is less than 0.01 part by weight, the promotion of the reaction of the compound (A) after light irradiation may not be expected. May be significantly affected. More preferably, it is 0.1 to 8 parts by weight.
[0027]
A sensitizer may be added to improve the photoreactivity, that is, to shorten the light irradiation time, lower the light irradiation energy, or improve the deep reactivity. Examples of the sensitizer include 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl (2-hydroxy-2-propyl) ketone, α-hydroxy-α, α′-dimethylacetophenone, methoxyacetophenone, and 2,2-dimethoxy-2-. Acetophenone derivative compounds such as phenylacetophenone; benzoin ether compounds such as benzoin ethyl ether and benzoin propyl ether; ketal derivative compounds such as benzyl dimethyl ketal; halogenated ketones; acylphosphine oxides; acylphosphonates; 2-methyl-1 -[4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-N, N-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -1-butanone; 4,6-trimethylbenzoyl) Phenylphosphine oxide bis- (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide; bis (η5-cyclopentadienyl) -bis (pentafluorophenyl) -titanium, bis (η5- Cyclopentadienyl) -bis [2,6-difluoro-3- (1H-pyrid-1-yl) phenyl] -titanium; anthracene, perylene, coronene, tetracene, benzanthracene, phenothiazine, flavin, acridine, ketocoumarin, thioxanthone Derivatives, benzophenone, acetophenone, 2-chlorothioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, isopropylthioxanthone and the like can be mentioned. .
The thickener is selected from polymer compounds having high compatibility with the compound (A), and is appropriately selected depending on the type of the compound (A) to be blended. For example, acrylic polymers, methacrylic polymers, polyvinyl alcohol derivatives, polyvinyl acetate, polystyrene derivatives, polyesters, polyethers, polyisobutene, polyolefins, polyalkylene oxides, polyurethanes, polyamides, natural rubber, polybutadiene , Polyisoprene, NBR, SBS, SIS, SEBS, hydrogenated NBR, hydrogenated SBS, hydrogenated SIS, hydrogenated SEBS, and the like. Further, these may be appropriately combined.
The thixotrope material is appropriately selected from substances that cause the photocurable adhesive before curing to exhibit thixotropy. For example, colloidal silica, polyvinylpyrrolidone, hydrophobized calcium carbonate, glass balloon, glass beads and the like can be mentioned. It is preferable to select a compound having a surface having a high affinity for the compound (A).
Various silane coupling agents are used as the physical property modifier. For example, vinyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyl Methyldimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, N, N ' -Bis- [3- (trimethoxysilyl) propyl] ethylenediamine, N, N'-bis- [3- (triethoxysilyl) propyl] ethylenediamine, N, N'-bis- [3- (trimethoxysilyl) propyl ] Hexaethylene Amine, N, N'-bis - [3- (triethoxysilyl) propyl] hexaethylenediamine the like. These may be used alone or in combination of two or more.
As the extender, those which do not exhibit thixotropic properties when added to a photocurable adhesive before curing are suitable. For example, talc, clay, calcium carbonate, magnesium carbonate, anhydrous silicon, hydrated silicon, calcium silicate, titanium dioxide, carbon black and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the plasticizer include phosphates such as tributyl phosphate and tricresyl phosphate; phthalates such as dioctyl phthalate; fatty acid-basic acid esters such as glycerin monooleate; dioctyl adipate; Fatty acid dibasic acid esters, polypropylene glycols and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
In addition, you may add an anti-sagging agent, an antioxidant, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a solvent, etc. as needed.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show a normal-pressure plasma processing apparatus M1 according to a first embodiment of the present invention. The plasma processing apparatus M1 includes a pair of upper and lower electrode units 10 and 20. A work W (object to be processed) in the form of a thin plate is placed (specifically, placed on the upper surface of the lower electrode unit 20) in the plasma-forming space 1a formed between the electrode units 10 and 20, and under normal pressure. The upper surface of the work W is cleaned (surface treated).
[0029]
The lower earth electrode unit 20 has an earth electrode 21 in the form of a thick plate having a rectangular shape in plan view, and resin electrode holders 22 mounted at four corners of the earth electrode 21, and is supported by an apparatus main body (not shown). Have been. The ground electrode 21 is grounded via a ground line 42. On the top and side surfaces of the ground electrode 21, a sprayed film 23 of a solid dielectric made of, for example, alumina is formed. A refrigerant passage 21 a is formed inside the ground electrode 21. By passing the refrigerant through the refrigerant passage 21a, the ground electrode 21 is cooled or heated (temperature controlled).
[0030]
The upper hot electrode unit 10 includes a rectangular hot electrode 11 that is long in the left and right directions in plan view, and electrode holders 30F, 30R, and 30S mounted at four corners of the hot electrode 11. The hot electrode 11 is divided into a counter electrode member 12 disposed on the lower side facing the ground electrode 21 and a back electrode member 13 disposed on the upper side opposite to the ground electrode 21. It is joined as possible.
[0031]
The back-side electrode member 13 is formed in a thick plate shape from a conductive metal, preferably lightweight aluminum. Although not shown in detail, the back-facing electrode member 13 is suspended and supported by the apparatus main body via a suspension bracket 19 so as to be slidable back and forth. As a result, the hot electrode unit 10 is retracted backward (to the left in FIG. 1) from the set position (the state shown in FIG. 1) directly above the ground electrode unit 20 to expose the upper surface of the ground electrode unit 20. It is horizontally movable between a retracted position (not shown). At the set position, a gap having a thickness of, for example, about 1 to 2 mm, that is, the plasma space 1a is formed between the upper and lower electrode units 10 and 20 (between the resin sheet 76 (FIG. 3) and the sprayed film 23). It is supposed to be.
[0032]
Further, as shown in FIG. 1, the back-facing electrode member 13 is connected to a pulse power supply 40 (electric field applying means) via a power supply line 41. The pulse power supply 40 supplies a pulsed voltage having a predetermined height to the hot electrode 11 at a predetermined cycle.
[0033]
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a coolant passage 13 a is formed inside the back-side electrode member 13. The coolant passage 13a extends right and left in a U-shape in plan view, and both ends are opened on the upper surface of the back-facing electrode member 13. A refrigerant introduction pipe 61 made of a flexible tube is connected to an upstream end of the refrigerant passage 13a, and a refrigerant discharge pipe 62 made of a flexible tube is connected to a downstream end. The hot electrode 11 is cooled or heated (temperature controlled) by passing a coolant such as cold water or hot water from the introduction pipe 61 through the coolant passage 13a. Thereafter, the refrigerant is discharged through the outlet pipe 62.
[0034]
The opposite electrode member 12 of the hot electrode 11 is made of a conductive metal, preferably lightweight aluminum, like the rear electrode member 13, has the same planar shape as the rear electrode member 13, and has a rear surface. It has a plate shape thinner than the side electrode member 13. The corner of the lower surface of the opposing electrode member 12 is rounded over the entire circumference.
[0035]
The joining structure of the two split members 12 and 13 of the hot electrode 11 will be described.
A plurality of insertion holes 13b penetrating from the upper surface to the lower surface are formed in the back-facing electrode member 13 at appropriate intervals. At a position corresponding to the insertion hole 13b of the opposing electrode member 12, a bolt hole 12a having a female screw on the inner peripheral surface is formed. The bolt hole 12 a is formed from the upper surface of the opposing electrode member 12 to the middle of the thickness direction, and does not reach the lower surface of the opposing electrode member 12. (Therefore, the lower surface of the opposing electrode member 12 is in a smooth state even at the position where the bolt hole 12a is arranged, and thus the entire lower surface is smooth.) Then, the bolt 14 is passed through the insertion hole 13b. It is screwed into the hole 12a. The opposing electrode member 12 is attracted to and pressed against the back electrode member 13 by the bolt 14.
[0036]
Next, the electrode holder of the hot electrode unit 10 will be described.
As shown in FIG. 1, the front electrode holder 30F has an inverted L-shape, an inner holder member 31 directly addressed to the hot electrode 11, an outer holder member 32 provided on the front outer side thereof, and It has an upper plate 33 provided above the holder members 31 and 32 and a lower plate 34 provided below the holder member 32. The lower plate 34 is provided along the front end of the hot electrode 11 (right and left in FIG. 1). (In the direction perpendicular to).
[0037]
The processing gas introduction mechanism cooperating with the processing gas source 50 is incorporated in the front side holder 30F. That is, the processing gas introduction path 32a is formed in the outer holder member 32 of the front holder 30F. The introduction path 32a is configured by sequentially connecting the receiving path 32b, the chamber 32c, and the slit 32d from the upstream side. The upstream end of the receiving passage 32b is connected to a processing gas source 50 via a processing gas supply pipe 51 formed of a flexible tube. The processing gas source 50 includes, for example, N 2 And O 2 Etc. are stored.
[0038]
The chamber 32c has a large volume and extends over substantially the entire length of the outer holder member 32, so that the processing gas from the receiving passage 32b can be made uniform in the left-right longitudinal direction. The slit 32d extends obliquely downward so as to approach the hot electrode 11 from the entire length region of the chamber 32c. The outlet path 30a is continuous with the entire length of the slit 32d. The outlet passage 30a is formed by the rounded lower end of the inner holder member 31 and the curved edge of the lower plate 34, and extends to the right and left orthogonal to the plane of FIG. The outlet passage 30a is opened obliquely downward toward the rear, that is, toward the inside of the electrode unit 10.
[0039]
The bolt hole 34a for bolting the lower plate 34 to the holder member 32 is a long hole that is long in the front-rear direction. Thereby, the front-back position of the lower plate 34 can be adjusted, and the width of the outlet path 30a can be enlarged or reduced. In the lower plate 34, another outlet path 34b connected to the chamber 32c is formed. The outlet path 34b is located on the front side of the outlet path 30a and opens diagonally downward toward the front.
[0040]
The holder 30R on the rear side of the hot electrode 11 has a structure in which the front holder 30F is turned back and forth. That is, the electrode holder 30R has inner and outer holder members 35, 36 and upper and lower plates 37, 38. An exhaust mechanism cooperating with the vacuum pump 53 (exhaust means) is incorporated in the rear holder 30R. That is, the suction passage 30b is formed by the inner holder member 35 and the lower plate 38. When the bolt holes 38a of the lower plate 38 are elongated, the front and rear positions of the lower plate 38 can be adjusted, and the suction passage 30b can be expanded and contracted. An exhaust path 36a is formed in the outer holder member 36. The exhaust path 36a has a slit 36d extending from the suction path 30b, a chamber 36c connected to the slit 36d, and an outlet path 36b connected to the chamber 36c. The downstream end of the lead-out path 36b is connected to a vacuum pump 53 via an exhaust pipe 52 made of a flexible tube.
[0041]
As shown in FIG. 2, the holders 30 </ b> S on the left and right sides of the hot electrode 11 extend in the front-rear direction in an inverted L shape and are addressed to the left and right sides of the hot electrode 11. A gas curtain mechanism cooperating with the curtain gas source 54 is incorporated in these holders 30S. That is, a curtain gas introduction passage 30c is formed in each holder 30S. The introduction path 30c has a vertical path 30d, a horizontal path 30e, and outlet paths 30f and 30g. The vertical path 30d extends vertically at the longitudinal center of the holder 30S. The upper end of the vertical path 30d is connected to a curtain gas source 54 via a curtain gas supply pipe 55 made of a flexible tube. The curtain gas source 54 includes, for example, N 2 Such inert gas is stored. When the processing gas is the same substance as the curtain gas, the processing gas source 50 may be used also as the curtain gas source.
[0042]
The horizontal path 30e continues to the lower end of the vertical path 30d and extends back and forth over substantially the entire length of the holder 30S. The outlet paths 30f and 30g extend from the bottom of the horizontal path 30e. These outlet passages 30f and 30g form a "C" shape in a side view. That is, the outlet path 30f extends obliquely downward toward the left and right inner sides, and opens to the lower end surface of the holder 30S. On the other hand, the outlet path 30g extends obliquely downward toward the left and right outer sides, and opens to the lower end surface of the holder 30S. The outlet passages 30f and 30g are in the form of pores, and are arranged at intervals in front and rear so as to extend over substantially the entire length region of the holder 30S. Is also good.
[0043]
The most characteristic part of the present invention will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, a dielectric plate 71 is provided on the lower surface (the surface facing the ground electrode 21) of the opposite electrode member 12 in the hot electrode unit 10 of the plasma processing apparatus M1. The dielectric plate 71 is made of a thin (for example, about 1 mm thick) transparent quartz glass (translucent material) and plays a role as a solid dielectric for the hot electrode 11. As shown in FIG. 3, a thin resin sheet 76 is adhered to the lower surface of the dielectric plate 71. The sheet 76 is made of a resin containing fluorine, for example, tetrafluoroethylene.
[0044]
The peripheral edge of the dielectric plate 71 protrudes from the peripheral edge of the opposing electrode member 12. The auxiliary member 73 in the form of a square is addressed to the upper surface of the peripheral projecting portion of the dielectric plate 71 and the peripheral side surface of the opposing electrode member 12. The attachment member 73 is made of a dielectric resin. The attachment member 73 is divided into four parts in accordance with the four edges of the opposing electrode member 12, but may be integrally formed in a frame shape. The auxiliary member 73 is fixed to the peripheral side surface of the opposing electrode member 12 by a horizontal bolt 75. The bolt 75 is formed of a dielectric resin.
[0045]
The dielectric plate 71 and the opposing-side electrode member 12 are adhered to each other by an elastic (elastic) ultraviolet (UV) curing adhesive 74 (light curing adhesive). The adhesive 74 contains a compound (A) having a functional group represented by the following general formula (1) and a compound (B) having a functional group represented by the following general formula (2) as main components. ing.
[0046]
Embedded image
Figure 2004285396
(In the formula, m represents an integer of 2 or 3. R represents a hydrocarbon. X represents a hydrolyzable functional group.)
Embedded image
Figure 2004285396
(Wherein, n represents an integer of 2 to 5) (N) Represents oxygen, nitrogen, phosphorus or carbon having n covalent functional groups. Z represents a hydrocarbon group or an oxide group (however, the oxide group is limited when n is 4 or 5))
The compounding ratio of the compound (B) is preferably 0.01 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the compound (A). The compound (B) is desirably at least one selected from carboxylic anhydride, carboxylic imide, and diacylphosphine oxide.
[0047]
Specifically, in this embodiment, alkoxysilyl-modified polypropylene glycol is used as compound (A), and maleic anhydride and diacylphosphine oxide are used as compound (B). The mixing ratio is such that maleic anhydride is 7.1 parts by weight and diacylphosphine oxide is 1.4 parts by weight based on 100 parts by weight of the alkoxysilyl-modified polypropylene glycol. Further, an acrylic monomer and an acrylic oligomer are added. The mixing ratio of these additives is 14.3 parts by weight of an acrylic monomer (Aronix M-110, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.) and 100 parts by weight of an acrylic oligomer (Aronix M, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.) based on 100 parts by weight of the alkoxysilyl-modified polypropylene glycol. -270) is 28.6 parts by weight.
[0048]
When the dielectric plate 71 and the opposing electrode member 12 are relatively expanded and contracted by heat, the adhesive 74 having the above composition has an elasticity capable of absorbing a difference in thermal expansion and contraction, and an adhesive state due to expansion and contraction. It has an adhesive strength that can be maintained. Before the curing, the dielectric plate 71 has such a viscosity that a predetermined thickness can be maintained on the surface of the dielectric member 71 applied to the electrode member 12 and that the defoaming operation described later can be sufficiently performed.
[0049]
A procedure for bonding the electrode member 12 and the dielectric plate 71 with the adhesive 74 will be described. The above-mentioned components are heated to, for example, about 60 ° C. under light shielding, and then stirred and mixed to prepare the adhesive 74 having the desired viscosity. After mixing, it is desirable to place the container in a reduced pressure environment or to remove air bubbles as much as possible using a defoaming machine. After adjustment, cool to room temperature. This adhesive 74 is applied to the upper surface of the dielectric plate 71. (Of course, the adhesive 74 may be applied to the electrode member 12.) At this time, the adhesive 74 can be applied so as to have a predetermined thickness without dripping from the dielectric plate 71.
[0050]
Next, the electrode member 12 is overlaid on the adhesive-coated surface of the dielectric plate 71. Then, the dielectric plate 71 is slightly swung with respect to the electrode member 12 while maintaining the superposed state. Thus, the air bubbles remaining inside the adhesive 74 can be sufficiently removed (defoamed). In addition, in the defoaming step, the ultraviolet curing adhesive 74 does not start to cure, let alone curing, and maintains the viscosity at the time of preparation. Thereby, degassing can be performed more reliably and sufficiently.
[0051]
Thereafter, ultraviolet light is irradiated from the side of the dielectric plate 71. Since the dielectric plate 71 is made of transparent quartz glass, it can reliably transmit ultraviolet rays. As a result, the adhesive 74 can be reliably cured over the entire bonding surface between the members 71 and 12, and the members 71 and 12 can be securely bonded.
After that, a fluorine-containing resin sheet 76 is attached to the lower surface of the dielectric plate 71.
[0052]
A procedure for performing the cleaning processing of the work W using the plasma processing apparatus M1 will be described.
The hot electrode unit 10 is located at the retracted position, and the workpiece W to be processed is placed on the upper surface of the ground electrode unit 20. Then, the hot electrode unit 10 is advanced and positioned at the set position.
[0053]
Next, the processing gas is introduced from the processing gas source 50 into the receiving passage 32b via the supply pipe 51. After the processing gas is homogenized in the chamber 32c, the processing gas is blown from the blowing path 30a to the plasma space 1a between the electrode units 10 and 20 via the slit 32d.
[0054]
The processing gas is, for example, N 2 Is used, the outlet path 34b in front of the outlet path 30a is opened, and N 2 Should be blown out. Thereby, the blowing flow from the blowing path 30a can be shut off from the outside, and the outside air can be prevented from being taken into the plasma-forming space 1a.
[0055]
Further, the pulse power supply 40 is turned on. As a result, a pulse voltage is applied to the back electrode member 13 of the hot electrode 11. Since the two divided members 12 and 13 of the hot electrode 11 are pressed against each other and are in a good conduction state, the above-described pulse voltage is applied to the opposing electrode member 12 without loss. . As a result, an electric field is formed in the plasma generating space 1a between the upper and lower electrodes 11 and 21. This electric field is not affected by the attachment / detachment mechanism including the bolts 14 and the bolt holes 12a. Therefore, a uniform glow discharge can be formed without generating an arc in the plasma generating space 1a. The processing gas flowing through the plasma generating space 1a can be converted into plasma by the glow discharge. Further, the fluorine contained in the sheet 76 can be converted into plasma to be ejected into the space 1a and mixed with the processing gas converted into plasma. Thereby, the upper surface of the work W can be favorably plasma-cleaned. Since fluorine can be emitted from the sheet 76, it is not necessary to include fluorine in the processing gas, and the processing gas supply configuration can be simplified.
[0056]
At the same time, the curtain gas is introduced from the curtain gas source 54 into the left and right introduction paths 30c via the supply pipe 55. The curtain gas is uniformly spread in the front-rear direction along the horizontal path 30e via the vertical path 30d of the path 30c. Then, the air is blown from the entire length area of the horizontal path 30e to the gap between the holders 30S and 22 via the blowing paths 30f and 30g. Among them, the processing gas can be prevented from leaking from the plasma forming space 1a by the curtain gas from the inward blowing passage 30f. On the other hand, it is possible to prevent the outside air from being taken into the plasma forming space 1a by the curtain gas from the outward blowing path 30g.
[0057]
The used processing gas and curtain gas are sucked into the suction passage 30b of the rear holder 30R, are sucked into the vacuum pump 53 through the exhaust passage 36a and the exhaust pipe 52, and are exhausted.
After the processing, the supply of the processing gas and the curtain gas is stopped, and the power supply is stopped. Then, the hot electrode unit 10 is pushed and positioned at the retracted position, and the cleaned work W on the ground electrode unit 20 is taken out.
[0058]
According to the plasma processing apparatus M1, when the opposite-side electrode member 12 and the dielectric plate 71 thermally expand to different degrees due to voltage application, the UV-curable adhesive 74 maintains the bonded state of the two members 12, 71. While expanding and contracting. Thereby, the difference in expansion between these members 12 and 71 can be absorbed, and the occurrence of thermal stress in these members 12 and 71 can be prevented.
[0059]
Further, according to the plasma processing apparatus M1, the adhesive 74 is sufficiently defoamed before curing, and the space between the opposing electrode member 12 and the dielectric plate 71 is filled with the adhesive 74 having almost no air bubbles. Therefore, generation of an arc between these members 12 and 71 can be reliably prevented.
[0060]
Further, the dielectric plate 71 can be detachably and stably installed on a part of the electrode 11, that is, on the back-facing electrode member 13. The detachment mechanism does not generate an arc or impair the uniformity of the plasma. When the dielectric plate 71 is damaged or soiled, the bolts 14 are removed, so that the electrode 11 can be easily replaced separately from a part of the electrode 11, that is, the back-side electrode member 13. That is, there is no need to replace the entire electrode 11. Therefore, there is no need to remove and attach the power supply line 41 and the refrigerant pipes 61 and 62 connected to the back-facing electrode member 13 of the electrode 11 or remove the back-facing electrode member 13 from the suspension bracket 19.
[0061]
Further, the arc from the peripheral side surface of the opposing electrode member 12 can be prevented by the dielectric attachment member 73, and the arc can be prevented from being transmitted around the peripheral portion of the dielectric plate 71 and falling to the ground electrode 21. Moreover, since the bolt 75 is formed of a dielectric resin, an arc from the peripheral side surface of the opposing electrode member 12 can be more reliably prevented. In addition, it is preferable that the bolt 39 for fixing the peripheral portion of the back-side electrode member 13 and the holders 35 and 30S is also made of a dielectric resin in order to prevent arcing.
[0062]
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following embodiments, the same components as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals in the drawings, and description thereof will be omitted.
4 and 5 show an atmospheric pressure plasma processing apparatus M2 according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the plasma processing apparatus M2 is similar to the above-described apparatus M1 in that the hot electrode 11 is divided into a back electrode member 13 and a counter electrode member 15, The side electrode member 15 is different from the device M1 in that the side electrode member 15 is formed of an aluminum foil (an ultra-thin plate or a film). The opposite electrode member 15 made of this aluminum foil is adhered to the dielectric plate 71 by a UV curing adhesive 74.
[0063]
As shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of suction holes 13 c penetrating from the upper surface to the lower surface are formed at appropriate intervals in the back electrode member 13 of the hot electrode 11. The upper openings of the suction holes 13c are connected to a vacuum pump 80 (suction means) via a suction tube 81 made of a flexible tube. The vacuum pump 80 may use a common vacuum pump as the vacuum pump 53 for discharging the processing gas and the curtain gas.
[0064]
By driving the vacuum pump 80, the opposing electrode member 15 made of aluminum foil is sucked into the suction hole 13c. Thereby, the opposing-side electrode member 12 can be pressed against the back-facing electrode member 13, and a good conduction state can be obtained. Consequently, the dielectric plate 71 can be stably installed on the hot electrode 11 and can be easily attached and detached. Since the opposing electrode member 15 does not lose its smoothness even at the location of the suction hole 13c, no arc is generated at this location and the uniformity of the plasma is not lost.
[0065]
The peripheral edge of the dielectric plate 71 protrudes from the opposing electrode member 15, and a supporting member 73 is bonded to the upper surface of the peripheral edge protruding portion of the dielectric plate 71. The peripheral edge of the dielectric plate 71 is an edge, and this edge is fitted into a cutout 73 a formed on the lower surface of the attachment member 73. In the suction-bonded state between the electrode members 13 and 15, the attachment member 73 is addressed to the peripheral side surface of the back-side electrode member 13. Thereby, it is possible to prevent the arc from being emitted from the peripheral side surface of the back-side electrode member 13.
[0066]
The attachment member 73 is attached to the holders 30F, 30R, and 30S by bolts 79 (engaging means). Thus, even if the vacuum pump 80 is stopped, the opposing electrode 15 and the dielectric plate 71 do not fall. The bolt 79 is made of a dielectric resin. Thereby, it is possible to more reliably prevent the arc from being generated from the peripheral side surface of the back-side electrode member 13.
[0067]
Also in the plasma processing apparatus M2 of the second embodiment, when the opposite-side electrode member 15 made of aluminum foil and the dielectric plate 71 thermally expand to different degrees due to voltage application, the UV-curable adhesive 74 is applied to both members. It expands and contracts while maintaining the bonded state of 15, 71. As a result, the difference in expansion between the members 15, 71 can be absorbed, and the occurrence of thermal stress in the members 15, 71 can be prevented. Further, since the adhesive 74 can be sufficiently defoamed before curing, and the gap between the opposing electrode member 15 and the dielectric plate 71 can be filled with the adhesive 74 having almost no air bubbles, an arc is generated between these members 15 and 71. It can be reliably prevented from occurring.
[0068]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.
For example, the dielectric plate bonding structure of the present invention may be applied to the lower ground electrode unit 20.
Adhesives that can be defoamed after application, such as light-curable adhesives that can control the curing time, and that cure slowly after application, and that the defoaming step can be set sufficiently during this curing period May be used.
The electrode structure is not limited to a pair of parallel plate electrodes as in the above embodiment, but can be applied to various shapes such as a pair of a roll electrode and a plate electrode or a pair of a roll electrode and an electrode curved in an arc shape. It is.
The present invention can be applied not only to glow discharge but also to plasma processing by corona discharge or creeping discharge, and can be applied not only to normal pressure but also to plasma processing under reduced pressure. It can be applied to various plasma treatments such as modification, etching, and ashing.
The plasma processing apparatus of the above embodiment is a so-called direct type in which an object to be processed is arranged between a pair of electrodes. The present invention can also be applied to a plasma processing apparatus.
[0069]
【Example】
An embodiment of the method for preparing the ultraviolet-curable adhesive (photocurable adhesive) according to the present invention will be described. It should be noted that the present invention is not limited to this embodiment.
A 0.2 L beaker was prepared. Under light shielding, 70 g of alkoxysilyl-modified polypropylene glycol (S-303 manufactured by Kanegafuchi Chemical Co., Ltd.), 5 g of maleic anhydride, 1 g of diacylphosphine oxide (Irgacure 819 manufactured by Ciba Specialty Chemical Co., Ltd.), and 1 g of acrylic monomer (Toa) 10 g of Aronix M-110 (manufactured by Gosei Co., Ltd.) and 20 g of acrylic oligomer (Aronix M-270, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.) were added, heated to 60 ° C., and mixed with a stirring bar until uniform. Thereafter, defoaming was performed under reduced pressure to complete the preparation.
The viscosity of the adhesive before curing was 3500 cps at 20 ° C. The measurement was performed with a B-type rotational viscometer.
Next, using a high-pressure mercury lamp, ultraviolet light was applied to the adhesive at 365 nm at an intensity of 10 mW / cm. 2 Irradiation was performed for 60 seconds to cure the adhesive. The breaking elongation of this cured adhesive is 120%, and the breaking stress is 8.12 kgf / cm. 2 Met.
[0070]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, not only can a solid dielectric be stuck to an electrode and stably fixed, but also it is possible to prevent thermal stress from being generated in the electrode and the solid dielectric due to expansion and contraction of the adhesive. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, taken along a front-rear direction.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the plasma processing apparatus cut along a left-right direction.
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing an electrode facing portion of the plasma processing apparatus.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention cut along a front-rear direction.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the plasma processing apparatus according to the second embodiment cut along a left-right direction.
FIG. 6 is an enlarged sectional view showing an electrode facing portion of the plasma processing apparatus according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
M1, M2 Atmospheric pressure plasma processing equipment
W Work (Workpiece)
11 Hot electrode
40 pulse power supply (electric field application means)
71 Dielectric plate (solid dielectric)
74 UV curable adhesive (light curable adhesive)

Claims (8)

電界印加により被処理物のプラズマ処理を行なう装置であって、
上記電界印加のための導電金属からなる電極と、アーク放電防止のための固体誘電体とを備え、
これら電極と固体誘電体が、互いの熱膨縮の差を吸収可能な伸縮性とその伸縮によっても接着状態を維持可能な接着強度とを有する接着剤にて接着されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
An apparatus for performing plasma processing of an object to be processed by applying an electric field,
An electrode made of a conductive metal for applying the electric field, and a solid dielectric for preventing arc discharge,
The electrode and the solid dielectric are bonded by an adhesive having elasticity capable of absorbing a difference in thermal expansion and contraction between the electrodes and adhesive strength capable of maintaining an adhesive state by the expansion and contraction. Plasma processing equipment.
硬化前の上記接着剤が、上記電極または固体誘電体の塗布面において所定厚さを維持可能かつ脱泡可能な粘性を有していることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the adhesive before curing has a viscosity capable of maintaining a predetermined thickness and defoaming on the application surface of the electrode or the solid dielectric. 上記接着剤の塗布後の硬化時間が、該接着剤に対する脱泡工程を設定可能な長さを有していることを特徴とする請求項2に記載のプラズマ処理装置。3. The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein a curing time after the application of the adhesive has a length that can set a defoaming step for the adhesive. 上記接着剤が、塗布後の硬化時期を制御可能であることを特徴とする請求項2に記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein the adhesive is capable of controlling a curing time after application. 上記固体誘電体が、透光性を有し、上記接着剤が、光硬化型の接着剤であることを特徴とする請求項2〜4の何れかに記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein the solid dielectric has translucency, and the adhesive is a photocurable adhesive. 上記光硬化型接着剤が、少なくとも一般式(1)で表される官能基を有する化合物(A)、及び一般式(2)で表される官能基を有する化合物(B)を含有していることを特徴とする請求項5に記載のプラズマ処理装置。
Figure 2004285396
(式中、mは2又は3の整数を表す。Rは炭化水素を表す。Xは、加水分解性を有する官能基を表す。)
Figure 2004285396
(式中、nは2〜5の整数を表す。Y(n)は共有結合性官能基をn個有する酸素、窒素、リン又は炭素を表す。Zは炭化水素基又はオキシド基を表す(但し、オキシド基はnが4又は5のときに限る))
The photocurable adhesive contains at least a compound (A) having a functional group represented by the general formula (1) and a compound (B) having a functional group represented by the general formula (2). The plasma processing apparatus according to claim 5, wherein:
Figure 2004285396
(In the formula, m represents an integer of 2 or 3. R represents a hydrocarbon. X represents a hydrolyzable functional group.)
Figure 2004285396
(In the formula, n represents an integer of 2 to 5. Y (n) represents oxygen, nitrogen, phosphorus, or carbon having n covalent functional groups. Z represents a hydrocarbon group or an oxide group (provided that , The oxide group is limited to when n is 4 or 5))
上記化合物(B)が、カルボン酸無水物、カルボン酸イミド、又はジアシルホスフィンオキサイドから選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項6に記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein the compound (B) is at least one selected from carboxylic anhydride, carboxylic imide, and diacylphosphine oxide. 請求項2〜7の何れかに記載のプラズマ処理装置における電極と固体誘電体を接着剤で接着する方法であって、電極と固体誘電体の一方に接着剤を塗布して両者を重ね合わせた後、接着剤の硬化前に、重ね合わせた状態を維持しながら固体誘電体を電極に対して揺するようにして接着剤の脱泡を行なうことを特徴とする接着方法。A method of bonding an electrode and a solid dielectric with an adhesive in the plasma processing apparatus according to any one of claims 2 to 7, wherein an adhesive is applied to one of the electrode and the solid dielectric and both are overlapped. Thereafter, before the adhesive is cured, the adhesive is defoamed by swinging the solid dielectric with respect to the electrode while maintaining the superposed state.
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