JP2006244836A - Plasma processing device and plasma processing method - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma processing device reducing static accumulated in a processing object. <P>SOLUTION: At least one surface of each electrode 1 is covered with a dielectric cover 2. By oppositely arranging a plurality of the electrodes 1, 1, and by making the surfaces coated with the dielectric covers 2 face each other, each part between the electrodes 1, 1 is formed as a discharge space 3. By introducing a gas G into the discharge spaces 3 and by applying a voltage between the electrodes 1, 1 facing each other, plasma P is generated in the discharge spaces 1, 1 under pressure close to the atmospheric pressure. This application is related to this plasma processing device for executing plasma processing to a processing object S by jetting the plasma P from a lower opening of the discharge space 3 to supply it to the processing object S. Conductors 4 coated with a dielectric material are mounted under the respective electrodes 1, 1 and a conductor application power source 60 for applying the voltage between the conductors 4, 4 is installed. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、被処理物の表面に存在する有機物等の異物のクリーニング、レジストの剥離やエッチング、有機フィルムの密着性の改善、金属酸化物の還元、成膜、めっき前処理、コーティング前処理、各種材料・部品の表面改質などのプラズマ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 plasma processing 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、大気圧近傍の圧力下で被処理物をプラズマ処理することが行われている（例えば、特許文献１参照）。このようなプラズマ処理装置は、対向配置される一対の電極の間を放電空間として形成し、大気圧近傍の圧力下で放電空間にプラズマ生成用ガスを導入すると共に電極間に電圧を印加することによって、放電空間で放電を発生させてプラズマを生成し、このプラズマを放電空間から吹き出して被処理物に吹き付けることによって、プラズマ処理を行うものである。   Conventionally, an object to be processed is subjected to plasma processing under a pressure near atmospheric pressure (see, for example, Patent Document 1). Such a plasma processing apparatus forms a discharge space between a pair of electrodes arranged opposite to each other, introduces a plasma generating gas into the discharge space under a pressure near atmospheric pressure, and applies a voltage between the electrodes. Thus, a plasma is generated by generating a discharge in the discharge space and blowing the plasma from the discharge space and blowing it onto the workpiece.

しかし、上記のプラズマ処理方法では、被処理物に吹き付けるプラズマ中には、放電空間で生成された荷電粒子（イオンや電子など）も含まれている。プラズマが放電空間から被処理物に到達するまでの間に、荷電粒子は再結合などによって、荷電粒子密度は減少するが、荷電粒子の種類によって、密度の減少度合いが違ってくる。そのため、放電空間ではほぼ電気的に中性であったものが、被処理物近傍では、電荷を帯びたプラズマとなってしまう。電荷を帯びたプラズマが被処理物に照射されるため、被処理物表面に電荷が帯電し、その結果として被処理物に静電気が帯電し、この静電気により被処理物が破損するという問題があった。特に、ＬＣＤやＰＤＰパネルの電極を上記プラズマ放電処理方法でクリーニングすると、ＬＣＤやＰＤＰパネルの回路が静電気により破損することがあった。
特開平４−３５８０７６号公報 However, in the plasma processing method described above, the plasma sprayed onto the workpiece includes charged particles (such as ions and electrons) generated in the discharge space. While the plasma reaches the object to be processed from the discharge space, the charged particle density decreases due to recombination or the like, but the degree of density decrease varies depending on the type of charged particle. Therefore, what is substantially electrically neutral in the discharge space becomes charged plasma in the vicinity of the object to be processed. Since the charged object plasma is irradiated to the object to be processed, the surface of the object to be processed is charged. It was. In particular, when the electrodes of the LCD or PDP panel are cleaned by the plasma discharge treatment method, the circuits of the LCD or PDP panel may be damaged by static electricity.
JP-A-4-358076

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、被処理物に静電気が帯電するのを低減することができるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法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 an object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of reducing static charges on a workpiece.

本発明のプラズマ処理装置Ａは、電極１の少なくとも一面を誘電体カバー２で被覆し、誘電体カバー２で被覆された面を対向させて複数の電極１、１を対向配置することにより、対向する電極１、１間を放電空間３として形成し、放電空間３内にガスＧを導入すると共に対向する電極１、１間に電圧を印加することにより、大気圧近傍の圧力下で放電空間１、１内にプラズマＰを生成し、このプラズマＰを放電空間３の下側開口から吹き出して被処理物Ｓに供給することにより被処理物Ｓにプラズマ処理を行なうプラズマ処理装置において、各電極１、１の下側に誘電体で被覆された導電体４を設けると共に導電体４、４間に電圧を印加するための導電体印加電源６０を備えて成ることを特徴とするものである。   In the plasma processing apparatus A according to the present invention, at least one surface of the electrode 1 is covered with the dielectric cover 2, and the surfaces covered with the dielectric cover 2 are opposed to each other so that the plurality of electrodes 1 and 1 are arranged to face each other. The discharge space 3 is formed between the electrodes 1 and 1 to be formed as a discharge space 3, and the gas G is introduced into the discharge space 3 and a voltage is applied between the electrodes 1 and 1 facing each other. In the plasma processing apparatus that performs plasma processing on the object to be processed S by generating the plasma P in 1 and blowing the plasma P from the lower opening of the discharge space 3 to the object S, each electrode 1 1 is provided with a conductor 4 coated with a dielectric on the lower side, and a conductor applying power source 60 for applying a voltage between the conductors 4 and 4.

本発明にあっては、対向する電極１、１において、一方の電極１と他方の電極１のそれぞれに正負が交互に繰り返すパルス波電圧または休止区間のない交番電圧を同時に印加すると共に各電極１に印加された電圧の極性を互いに正負逆で位相を重複させるのが好ましい。   In the present invention, in the opposing electrodes 1, 1, a pulse wave voltage that repeats positive and negative alternately or an alternating voltage without a pause period is simultaneously applied to each of the one electrode 1 and the other electrode 1 and each electrode 1. It is preferable that the phases of the voltages applied to are overlapped with each other so that the polarities of the voltages are positive and negative.

また、本発明にあっては、誘電体カバー２に導電体４を埋設することができる。   In the present invention, the conductor 4 can be embedded in the dielectric cover 2.

本発明のプラズマ処理方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載のプラズマ処理装置Ａにより被処理物Ｓをプラズマ処理することを特徴とするものである。   The plasma processing method of the present invention is characterized in that the object to be processed S is plasma processed by the plasma processing apparatus A according to any one of claims 1 to 3.

本発明では、各電極１、１の下側に誘電体で被覆された導電体４を設けると共に導電体４、４間に電圧を印加するための導電体印加電源６０を備えるので、プラズマ処理中に導電体印加電源６０により導電体４、４間に電圧を印加することによって、放電空間から吹出されたプラズマＰ中の荷電粒子が、導電体４に印加する電圧の電界の影響を受けて、導電体４を被覆している誘電体表面に移動し、誘電体表面が帯電することによって、吹き出されたプラズマＰ中の荷電粒子密度が大幅に減少する。そのため、被処理物Ｓに到達する荷電粒子を減少させることができて、被処理物に静電気が帯電するのを低減することができるものであり、この結果、静電気に起因する被処理物の破損を少なくすることができるものである。   In the present invention, the conductor 4 covered with the dielectric is provided below the electrodes 1 and 1 and the conductor applying power source 60 for applying a voltage between the conductors 4 and 4 is provided. By applying a voltage between the conductors 4 and 4 by the conductor applying power source 60, the charged particles in the plasma P blown out from the discharge space are affected by the electric field of the voltage applied to the conductor 4, By moving to the surface of the dielectric covering the conductor 4 and charging the surface of the dielectric, the density of charged particles in the blown-out plasma P is greatly reduced. Therefore, charged particles reaching the workpiece S can be reduced, and static electricity can be reduced on the workpiece. As a result, the workpiece is damaged due to static electricity. Can be reduced.

また、一方の電極１と他方の電極１のそれぞれに正負が交互に繰り返すパルス波電圧または休止区間のない交番電圧を同時に印加すると共に各電極１に印加された電圧の極性を互いに正負逆で位相を重複させることにより、電極１と導電体４との間で放電が発生しにくくすることができ、電極１に導電体４を近づけて配置することが可能となるものであり、この結果、被処理物に静電気が帯電するのをさらに低減することができるものである。   In addition, a pulse wave voltage that repeats positive and negative alternately or an alternating voltage without a pause period is simultaneously applied to each of the one electrode 1 and the other electrode 1, and the polarities of the voltages applied to the respective electrodes 1 are reversed in phase. Is made difficult to generate a discharge between the electrode 1 and the conductor 4, and the conductor 4 can be placed close to the electrode 1, and as a result, It is possible to further reduce static electricity from being charged in the processed product.

また、電極１の少なくとも一面を被覆する誘電体２と、導電体４を埋設する誘電体５とを一体に形成することにより、電極１を被覆する誘電体２と導電体４を埋設する誘電体５とを同時に形成することができ、製造工程の簡素化を図ることができるものである。   In addition, the dielectric 2 that covers at least one surface of the electrode 1 and the dielectric 5 that embeds the conductor 4 are integrally formed so that the dielectric 2 that embeds the electrode 1 and the dielectric 4 that embeds the conductor 4. 5 can be formed at the same time, and the manufacturing process can be simplified.

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.

本発明のプラズマ処理装置Ａは図１に示すように、電極１と誘電体カバー２と導電体４とからなる放電用電極３０、電源４０、搬送装置５０などを備えて形成されている。   As shown in FIG. 1, the plasma processing apparatus A of the present invention includes a discharge electrode 30 including an electrode 1, a dielectric cover 2, and a conductor 4, a power source 40, a transfer device 50, and the like.

電極１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、金、銀、銀パラジウム、タングステン、モリブデン、クロム、コバール、４２アロイなどの導電性の金属材料を用いて形成することができる。電極１の大きさや形状は、特に限定されるものではないが、例えば、角材のような形状に形成することができる。また、後述の放電空間３側に向く面は放電面１０として平坦な面に形成するのが好ましく、さらに電極１の角部は面取りされていることが好ましい。   The electrode 1 is formed using a conductive metal material such as copper, aluminum, brass, stainless steel having high corrosion resistance (SUS304, etc.), titanium, gold, silver, silver palladium, tungsten, molybdenum, chromium, kovar, 42 alloy. be able to. The size and shape of the electrode 1 are not particularly limited, but can be formed in a shape like a square bar, for example. Further, the surface facing the discharge space 3 described later is preferably formed as a flat surface as the discharge surface 10, and the corners of the electrode 1 are preferably chamfered.

誘電体カバー２はセラミックや樹脂などの誘電体を材料として形成されるものであり、例えば、セラミックの粉体材料を焼結して形成されるセラミック焼結体を誘電体カバー２として用いることができる。セラミックの粉体材料としては、例えば、アルミナ、酸化ケイ素、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、窒化アルミニウム、チタン酸バリウムなどの公知のものを単独で用いたりあるいは複数種類併用したりすることができ、また、セラミックの粉体材料の粒径は、例えば０．１〜１０００μｍにすることができるが、これらに限定されるものではない。   The dielectric cover 2 is formed using a dielectric such as ceramic or resin as a material. For example, a ceramic sintered body formed by sintering a ceramic powder material may be used as the dielectric cover 2. it can. As the ceramic powder material, for example, known materials such as alumina, silicon oxide, calcium oxide, magnesium oxide, titanium oxide, zirconium oxide, aluminum nitride, barium titanate are used alone or in combination. The particle size of the ceramic powder material can be, for example, 0.1 to 1000 μm, but is not limited thereto.

図２に示すように、誘電体カバー２は、電極１の上面に密着してこの上面を覆う上面被覆部２ａと、電極１の放電面１０に密着して放電面１０を覆う放電面被覆部２ｂと、電極１の下面に密着してこの下面を覆う下面被覆部２ｃとで断面略コ字状に形成されている。電極１は少なくとも放電面１０が誘電体カバー２の放電面被覆部２ｂで覆われていればよく、上面被覆部２ａや下面被覆部２ｃは必ずしも必要ないが、放電の安定性等を考慮すると、電極１の上下両面が誘電体カバー２で覆われているのが好ましい。また、電極１の背面（放電面１０と反対側の面）を誘電体で被覆してもよい。誘電体カバー２の厚みは全体に亘ってほぼ均一にすることが好ましく、例えば、０．０１〜１０ｍｍにすることができる。尚、カバー材２の形状や大きさなどは適宜設計変更可能である。   As shown in FIG. 2, the dielectric cover 2 includes an upper surface covering portion 2 a that is in close contact with the upper surface of the electrode 1 and covers the upper surface, and a discharge surface covering portion that is in close contact with the discharge surface 10 of the electrode 1 and covers the discharge surface 10. 2b and the lower surface covering portion 2c which is in close contact with the lower surface of the electrode 1 and covers the lower surface, are formed in a substantially U-shaped cross section. The electrode 1 only needs to have at least the discharge surface 10 covered with the discharge surface covering portion 2b of the dielectric cover 2, and the upper surface covering portion 2a and the lower surface covering portion 2c are not necessarily required. The upper and lower surfaces of the electrode 1 are preferably covered with a dielectric cover 2. Further, the back surface of the electrode 1 (surface opposite to the discharge surface 10) may be covered with a dielectric. It is preferable that the thickness of the dielectric cover 2 is substantially uniform throughout, for example, 0.01 to 10 mm. The shape and size of the cover material 2 can be changed as appropriate.

導電体４は導電性を有する金属材料などで形成することができる。この導電体４は誘電体で被覆された状態で電極１の下側に設けられている。導電体４は層状あるいは平板状に形成されるものであって、電極１の長手方向（図１の紙面と直交する方向）と略平行に長く形成することができる。また、電極１の下面と導電体４の上面とは誘電体を介して対向させることができる。さらに、電極１の長手方向において複数の導電体４を所定の間隔を介して並べて配置してもよい。   The conductor 4 can be formed of a conductive metal material or the like. The conductor 4 is provided on the lower side of the electrode 1 while being covered with a dielectric. The conductor 4 is formed in a layer shape or a flat plate shape, and can be formed long and substantially parallel to the longitudinal direction of the electrode 1 (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1). Further, the lower surface of the electrode 1 and the upper surface of the conductor 4 can be opposed to each other through a dielectric. Further, a plurality of conductors 4 may be arranged side by side at a predetermined interval in the longitudinal direction of the electrode 1.

本発明の放電用電極３０は各種の方法で形成することができる。   The discharge electrode 30 of the present invention can be formed by various methods.

放電用電極３０の第一の形成方法としては、誘電体カバー２を電極１の表面に形成した後、この誘電体カバー２に導電体４を形成して一体化する方法である。すなわち、まず、電極１の上面、放電面１０及び下面に、誘電体をプラズマ溶射などの溶射法により溶射して誘電体カバー２を形成する。次に、誘電体カバー２の下面被覆部２ｃの下面に導電体４を形成する。この場合、導電体４は電極１と同様の金属材料の金属板や金属箔、金属線を接着して形成してもよいが、この他に、下面被覆部２ｃの下面に導電性ペーストを塗布したり、金属材料などの導電材料を溶射したり、金属めっきを施したりして薄膜状の導電体４を形成することができる。この後、下面被覆部２ｃの下面に露出した導電体４の全体をガラス質セラミックなどの誘電体で被覆（封止）してこの誘電体を焼付けて被覆体１１を形成する。このようにして誘電体カバー２を形成する誘電体と被覆体１１を形成する誘電体とで導電体４を被覆する誘電体を形成し、放電用電極３０を形成することができる。被覆体１１は、誘電体カバー２を形成する誘電体と同等なものをプラズマ溶射などの溶射法により溶射して形成することもでき、この場合、導電体４は実質的に誘電体カバー２の下面被覆部２ｃに埋設（内蔵）された状態となる。また、誘電体カバー２を溶射で形成する途中で導電体４を形成し、導電体４を誘電体カバー２の下面被覆部２ｃに埋設（内蔵）させるようにしてもよい。   The first forming method of the discharge electrode 30 is a method in which the dielectric cover 2 is formed on the surface of the electrode 1 and then the conductor 4 is formed on the dielectric cover 2 and integrated. That is, first, the dielectric cover 2 is formed by spraying a dielectric material on the upper surface, the discharge surface 10 and the lower surface of the electrode 1 by a thermal spraying method such as plasma spraying. Next, the conductor 4 is formed on the lower surface of the lower surface covering portion 2 c of the dielectric cover 2. In this case, the conductor 4 may be formed by adhering a metal plate, a metal foil, or a metal wire of the same metal material as that of the electrode 1, but in addition, a conductive paste is applied to the lower surface of the lower surface covering portion 2c. The thin film-like conductor 4 can be formed by spraying a conductive material such as a metal material or performing metal plating. Thereafter, the entire conductor 4 exposed on the lower surface of the lower surface covering portion 2c is covered (sealed) with a dielectric such as glassy ceramic, and the dielectric is baked to form the covering 11. In this way, the dielectric for covering the conductor 4 can be formed by the dielectric for forming the dielectric cover 2 and the dielectric for forming the cover 11, and the discharge electrode 30 can be formed. The covering 11 can be formed by thermal spraying a material equivalent to the dielectric forming the dielectric cover 2 by a thermal spraying method such as plasma spraying. In this case, the conductor 4 is substantially formed of the dielectric cover 2. It will be in the state where it was embed | buried (built-in) in the lower surface coating | coated part 2c. Alternatively, the conductor 4 may be formed while the dielectric cover 2 is formed by thermal spraying, and the conductor 4 may be embedded (incorporated) in the lower surface covering portion 2 c of the dielectric cover 2.

放電用電極３０の第二の形成方法としては、導電体４を内蔵する誘電体カバー２を形成後に、この誘電体カバー２を電極１と一体化する方法である。この場合、まず、断面略コ字状で横長の箱型に誘電体カバー２を形成する。誘電体カバー２の内側空間は収納凹部として形成されており、この収納凹部は誘電体カバー２の背面に開口させる。このような収納凹部を有する誘電体カバー２を形成するにあたっては、各種の方法を採用することができる。例えば、セラミックの粉体材料を角材形状などの所望の形状に成形した後、焼成してセラミック焼結体のカバー素材を形成し、このカバー素材に切削加工などの三次元加工を施して収納凹部を形成することにより、誘電体カバー２とすることができる。また、セラミックの粉体材料を誘電体カバー２の形状にカバー素材を成形した後、焼成することによりセラミック焼結体の誘電体カバー２を形成することができる。セラミックの粉体材料をカバー素材に成形するにあたっては、鋳込み成形法、塑性成形法、加圧成形法、射出成形法、テープ成形法、低温等方圧圧密成形法、ゲル化による成形法などを例示することができる。また、焼成工程での温度は、使用するセラミックの粉体材料の種類などによって異なるが、例えば５００〜２５００℃にすることができる。尚、誘電体カバー２の形成にあたっては、成形と焼成とを同時に行なうホットプレス法や高温等方圧圧密成形法などを用いても良い。   A second method of forming the discharge electrode 30 is a method in which the dielectric cover 2 is integrated with the electrode 1 after the dielectric cover 2 containing the conductor 4 is formed. In this case, first, the dielectric cover 2 is formed in a horizontally long box shape having a substantially U-shaped cross section. The inner space of the dielectric cover 2 is formed as a storage recess, and the storage recess is opened on the back surface of the dielectric cover 2. In forming the dielectric cover 2 having such a housing recess, various methods can be employed. For example, after forming a ceramic powder material into a desired shape such as a square bar shape, it is fired to form a cover material of a ceramic sintered body, and this cover material is subjected to three-dimensional processing such as cutting to store recesses Thus, the dielectric cover 2 can be obtained. Moreover, the ceramic powder material can be formed into the shape of the dielectric cover 2 and then fired, and then the ceramic cover dielectric cover 2 can be formed. When molding ceramic powder materials into cover materials, cast molding methods, plastic molding methods, pressure molding methods, injection molding methods, tape molding methods, low temperature isostatic consolidation methods, gelation molding methods, etc. It can be illustrated. Moreover, although the temperature in a baking process changes with kinds etc. of the ceramic powder material to be used, it can be 500-2500 degreeC, for example. In forming the dielectric cover 2, a hot pressing method in which molding and firing are performed simultaneously, a high temperature isostatic pressing method, or the like may be used.

そして、誘電体カバー２を焼結により形成する前の段階（例えば、上記カバー素材の段階）で誘電体カバー２の下面被覆部２ｃとなるべき部分に導電体４を埋設し、この後、上記焼結工程を行うことにより、導電体４を下面被覆部２ｃに埋設した誘電体カバー２を形成することができる。この場合、導電体４は上記と同様の金属板や金属箔、金属線などを用いることができる。また、誘電体カバー２を形成する誘電体が導電体４を被覆する誘電体となる。   Then, the conductor 4 is embedded in a portion to be the lower surface covering portion 2c of the dielectric cover 2 before the dielectric cover 2 is formed by sintering (for example, the cover material step). By performing the sintering process, the dielectric cover 2 in which the conductor 4 is embedded in the lower surface covering portion 2c can be formed. In this case, the conductor 4 can use the same metal plate, metal foil, metal wire, or the like as described above. Further, the dielectric forming the dielectric cover 2 is a dielectric covering the conductor 4.

上記のように導電体４を内蔵した誘電体カバー２を形成した後、誘電体カバー２の収納凹部にその背面の開口から電極１を嵌め込んで収納凹部内に電極１を収納することによって、放電用電極３０を形成することができる。ここで、誘電体カバー２の内面である収納凹部内の面と電極１の表面（背面を除く）とは密着させるが、誘電体カバー２や電極１の寸法精度が高くても微細な隙間が生じることがある。そこで、収納凹部内の面と電極１の表面との密着性を高くするために、モリブデン-マンガンや活性金属を使用したロウ付けや、固相接合法により接合するのが好ましく、これにより、上記微細な隙間が埋められることになり、収納凹部内の面と電極１の表面とを密着させることができる。ロウ材の例としてはＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系や、Ｎｉ−Ｔｉ系材料を例示できるが、ガラス剤を配合した低温ロウ材を使用することもできる。また、ロウ付けするにあたっては、ロウ材を電極１と共に収納凹部に入れて加熱し、ロウ材を溶融させた後、冷却するようにして行なう。尚、ロウ付けの代わりに樹脂接着剤を用いて接着しても良いが、樹脂接着剤は耐熱性が低いので、ロウ付けの方が好ましい。   After forming the dielectric cover 2 incorporating the conductor 4 as described above, the electrode 1 is fitted into the accommodation recess of the dielectric cover 2 from the opening on the back thereof, and the electrode 1 is accommodated in the accommodation recess. The discharge electrode 30 can be formed. Here, the surface in the housing recess, which is the inner surface of the dielectric cover 2, and the surface of the electrode 1 (excluding the back surface) are brought into close contact with each other. However, even if the dimensional accuracy of the dielectric cover 2 and the electrode 1 is high, a fine gap is left. May occur. Therefore, in order to increase the adhesion between the surface in the housing recess and the surface of the electrode 1, it is preferable to join by brazing using molybdenum-manganese or an active metal or a solid phase bonding method. Fine gaps are filled, and the surface in the housing recess and the surface of the electrode 1 can be brought into close contact with each other. Examples of the brazing material include Ag-Cu-Ti and Ni-Ti materials, but a low-temperature brazing material containing a glass agent can also be used. In brazing, the brazing material is put into the housing recess together with the electrode 1 and heated so that the brazing material is melted and then cooled. In addition, although it may bond using a resin adhesive instead of brazing, since the resin adhesive has low heat resistance, brazing is preferable.

放電用電極３０の第三の形成方法としては、導電体４を内蔵しない誘電体カバー２を形成後に、この誘電体カバー２に導電体４と電極１とを設けて一体化する方法である。すなわち、まず、上記と同様にして誘電体カバー２を形成するが、この時、導電体４を誘電体カバー２の下面被覆部２ｃに埋設しないようにする。次に、上記第一の方法と同様にして、誘電体カバー２の下面被覆部２ｃの下面に導電体４を形成すると共にこの導電体４を被覆する被覆体１１を形成する。この後、上記第二の方法と同様にして誘電体カバー２の収納凹部に電極１を嵌め込んで収納凹部内に電極１を収納することによって、放電用電極３０を形成することができる。尚、この方法では、誘電体カバー２の収納凹部に電極１を収納した後、誘電体カバー２の下面被覆部２ｃの下面に導電体４と被覆体１１を形成してもよい。   A third method of forming the discharge electrode 30 is a method in which the dielectric cover 2 not including the conductor 4 is formed, and then the conductor 4 and the electrode 1 are provided on the dielectric cover 2 and integrated. That is, first, the dielectric cover 2 is formed in the same manner as described above. At this time, the conductor 4 is not embedded in the lower surface covering portion 2 c of the dielectric cover 2. Next, in the same manner as in the first method, the conductor 4 is formed on the lower surface of the lower surface covering portion 2c of the dielectric cover 2, and the covering body 11 covering the conductor 4 is formed. Thereafter, the electrode 30 for discharge can be formed by fitting the electrode 1 into the housing recess of the dielectric cover 2 and storing the electrode 1 in the housing recess in the same manner as in the second method. In this method, the conductor 4 and the cover 11 may be formed on the lower surface of the lower surface covering portion 2 c of the dielectric cover 2 after the electrode 1 is stored in the storage recess of the dielectric cover 2.

さらに、絶縁性チューブにワイヤ状の導電体４を内蔵させた状態で誘電体カバー２の下面に取り付けるようにしてもよい。   Furthermore, you may make it attach to the lower surface of the dielectric material cover 2 in the state which incorporated the wire-shaped conductor 4 in the insulating tube.

上記のように形成される放電用電極３０において、誘電体を介して対向する電極１の下面と導電体４の上面との距離ｘは０．５〜５ｍｍにするのが好ましい。距離ｘが０．５ｍｍよりも短くなると、電極１と導電体４との間で放電が生じてしまい、本発明の効果が得られなくなる恐れがある。また、距離ｘが５ｍｍよりも長くなると、下面被覆部２ｃの厚みが大きくなって、プラズマ発生部分（後述の放電空間３）と被処理物Ｓとの距離が遠くなるため、プラズマ処理性能が低下してしまう恐れがある。また、上記のように形成される放電用電極３０において、放電面被覆部２ｂの表面（後述の放電空間３側の面）と導電体４の先端（後述の放電空間３側の端部）との距離ｙは０．１〜３０ｍｍにするのが好ましい。距離ｙが０．１ｍｍよりも短くなると、距離ｘの場合と同様に、電極１と導電体４との間で放電が生じてしまい、本発明の効果が得られなくなる恐れがある。また、距離ｙが３０ｍｍよりも長くなると、導電体４による帯電量抑制効果が小さくなり、本発明の効果が得られなくなる恐れがある。尚、距離ｘ、ｙは電極１、１間に印加する電圧や導電体４を被覆する誘電体の種類などによって、適宜調整可能であり、上記の範囲に限定されるものではない。   In the discharge electrode 30 formed as described above, the distance x between the lower surface of the electrode 1 facing the dielectric and the upper surface of the conductor 4 is preferably 0.5 to 5 mm. If the distance x is shorter than 0.5 mm, a discharge occurs between the electrode 1 and the conductor 4, and the effect of the present invention may not be obtained. Further, when the distance x is longer than 5 mm, the thickness of the lower surface covering portion 2c is increased, and the distance between the plasma generation portion (discharge space 3 described later) and the workpiece S is increased, so that the plasma processing performance is deteriorated. There is a risk of doing. Further, in the discharge electrode 30 formed as described above, the surface of the discharge surface covering portion 2b (surface on the discharge space 3 side described later) and the tip of the conductor 4 (end portion on the discharge space 3 side described later) The distance y is preferably 0.1 to 30 mm. When the distance y is shorter than 0.1 mm, similarly to the case of the distance x, a discharge is generated between the electrode 1 and the conductor 4, and the effect of the present invention may not be obtained. Further, if the distance y is longer than 30 mm, the effect of suppressing the charge amount by the conductor 4 is reduced, and the effect of the present invention may not be obtained. The distances x and y can be appropriately adjusted depending on the voltage applied between the electrodes 1 and 1 and the type of dielectric covering the conductor 4, and are not limited to the above ranges.

そして、本発明のプラズマ処理装置Ａは二つの放電用電極３０、３０を搬送装置５０の上側に配置すると共に電極１、１に電源４０、４０を電気的に接続し、さらに対向配置された導電体４、４を導電体印加電源６０に電気的に接続することによって形成することができる。二つの放電用電極３０、３０を配置するにあたっては、電極１、１の放電面１０、１０同士を略平行に対向させるものであり、これにより、誘電体カバー２、２の放電面被覆部２ｂ、２ｂが対向配置されて放電面被覆部２ｂ、２ｂの間の空間が放電空間３として形成されるものである。この放電空間３はその上面開口が導入口３ａとして形成されていると共に放電空間３の下面開口は吹き出し口３ｂとして形成されている。   In the plasma processing apparatus A according to the present invention, the two discharge electrodes 30 and 30 are disposed on the upper side of the transfer apparatus 50, the power sources 40 and 40 are electrically connected to the electrodes 1 and 1, and the conductive materials disposed opposite to each other. It can be formed by electrically connecting the bodies 4 and 4 to the conductor applying power source 60. In disposing the two discharge electrodes 30, 30, the discharge surfaces 10, 10 of the electrodes 1, 1 are made to face each other substantially in parallel, and thereby the discharge surface covering portion 2 b of the dielectric covers 2, 2. The space between the discharge surface covering portions 2b and 2b is formed as the discharge space 3 with 2b facing each other. The discharge space 3 has an upper surface opening formed as an introduction port 3a, and a lower surface opening of the discharge space 3 formed as a blowing port 3b.

本発明のプラズマ処理装置Ａでは、一方の電極１に電圧（高電圧）を印加するための電源４０と他方の電極１に電圧（高電圧）を印加するための電源４０とが備えられている。電源４０、４０は一つの電源装置で構成してもよいし、あるいは電源４０と電源４０とをそれぞれ別々の電源装置で構成してもよい。上記の電源４０、４０は電極１、１に、極性が正負逆（正負対称）で位相が重複して正負がそれぞれ交互となるパルス波電圧又は休止区間のない交番電圧を同時に印加するものである。本発明において「パルス波電圧」とは、電圧のＯＦＦ時間が存在する波形の電圧と定義する。従って、電圧のＯＦＦ時間さえ存在すれば、電圧がＯＮしている部分の波形はどのようなものでも良い。また、本発明において「休止区間のない交番電圧」とは、正弦波などに代表されるような波形の電圧であり、正弦波や三角波などが含まれる。   The plasma processing apparatus A of the present invention includes a power source 40 for applying a voltage (high voltage) to one electrode 1 and a power source 40 for applying a voltage (high voltage) to the other electrode 1. . The power supplies 40 and 40 may be configured by a single power supply apparatus, or the power supply 40 and the power supply 40 may be configured by separate power supply apparatuses. The power sources 40 and 40 simultaneously apply to the electrodes 1 and 1 a pulse wave voltage in which the polarity is positive / negative (symmetric) and the phases overlap and the positive and negative are alternately alternating or an alternating voltage without a pause period. . In the present invention, the “pulse wave voltage” is defined as a voltage having a waveform in which the voltage OFF time exists. Therefore, as long as the voltage OFF time exists, the waveform of the portion where the voltage is ON may be any waveform. In the present invention, the “alternating voltage without a pause period” is a voltage having a waveform represented by a sine wave or the like, and includes a sine wave or a triangular wave.

図３（ａ）（ｂ）には電源４０、４０から各電極１、１に印加される電圧の一例をタイムチャートで示す。一方の電極１に接続されている電源４０からは図３（ａ）に示すような正負が交互に繰り返すパルス波形の電圧（Ｖ_Ａ＋、Ｖ_Ａ−）が、他方の電極１に接続されている電源４０からは図３（ｂ）に示すような正負が交互に繰り返すパルス波形の電圧（Ｖ_Ｂ＋、Ｖ_Ｂ−）がそれぞれ印加されるものであり、しかも、一方の電極１に印加された電圧と他方の電極１に印加された電圧とは極性を互いに正負逆で位相を重複させた状態で同時に印加されるものである。 FIGS. 3A and 3B are time charts showing an example of voltages applied to the electrodes 1 and 1 from the power sources 40 and 40, respectively. _A voltage (V _{A +} , V _A− ) having a pulse waveform that alternately repeats positive and negative as shown in FIG. 3A is connected to the other electrode 1 from the power source 40 connected to one electrode 1. Voltages (V _{B +} , V _B− ) having pulse waveforms that alternately repeat positive and negative as shown in FIG. 3B are applied from the power source 40, and the voltage applied to one electrode 1 is also applied. And the voltage applied to the other electrode 1 are applied simultaneously in the state where the polarities are opposite to each other and the phases are overlapped.

上記のような電源４０、４０を構成する電源装置としては、半導体高圧スイッチング方式のものやパルストランス方式のものなどを例示することができる。半導体高圧スイッチング方式の電源装置としては、正極性の直流高電圧を発生する正極性直流高電圧電源、負極性の直流高電圧を発生する負極性直流高電圧電源、及びトーテムポール形に接続した半導体スイッチング素子のオン・オフにより、正負の直流高電圧を極性が正負逆で位相が重複して正負がそれぞれ交互となる一対の高電圧のパルス電圧として電極１、１にそれぞれ同時に印加するためのインバータ回路などを備えて形成されているものを例示することができる。また、パルストランス方式の電源装置としては、直流電圧を発生する直流電源、トーテムポール形に接続した半導体スイッチング素子のオン・オフにより、直流電源からの直流電圧を極性が正負逆で位相が重複して正負がそれぞれ交互となる一対の高電圧のパルス電圧とするインバータ回路と、インバータ回路で発生した一対のパルス電圧を高電圧に昇圧して電極１、１にそれぞれ印加する一対のパルストランスなどを備えて形成されているものを例示することができる。   Examples of the power supply device that constitutes the power supplies 40, 40 described above include semiconductor high-voltage switching type and pulse transformer type. Semiconductor high-voltage switching power supply devices include a positive DC high voltage power source that generates a positive DC high voltage, a negative DC high voltage power source that generates a negative DC high voltage, and a semiconductor connected to a totem pole type. Inverter for applying positive and negative DC high voltage simultaneously to electrodes 1 and 1 as a pair of high voltage pulse voltages in which the polarity is positive and negative and the phases overlap and the positive and negative are alternated by turning on and off the switching element The thing formed with a circuit etc. can be illustrated. In addition, as a pulse transformer type power supply device, the DC voltage from the DC power supply is reversed in polarity with the polarity reversed by turning on / off the DC switching power supply that generates DC voltage and the semiconductor switching element connected to the totem pole type. And a pair of pulse transformers for alternately applying positive and negative to each other, a pair of high voltage pulse voltages, a pair of pulse voltages generated by the inverter circuit to a high voltage, and applying them to the electrodes 1 and 1 respectively. What is formed and can be illustrated.

尚、本発明において「位相が重複している」とは、図４に示すように、両電極１、１に同時に印加される電圧の位相が両電極１、１間で完全に一致して、両電極１、１間での波形の立ち上がり時点が時間軸上で同期している場合に限らず、図４に示すように、逆極性のパルスの立ち上がり時点は両電極１、１間でずれてはいるが、例えば、一方の電極１側で正の電圧が印加されているとき、他方の電極１側では負の電圧が同時に印加されていて、その電圧持続時間が時間軸上で部分的に重複している場合も含める意味である。   In the present invention, “the phases are overlapping” means that the phases of the voltages simultaneously applied to the electrodes 1 and 1 are completely matched between the electrodes 1 and 1, as shown in FIG. The rise time of the waveform between the electrodes 1 and 1 is not limited to being synchronized on the time axis, but the rise time of the reverse polarity pulse is shifted between the electrodes 1 and 1 as shown in FIG. However, for example, when a positive voltage is applied on one electrode 1 side, a negative voltage is applied simultaneously on the other electrode 1 side, and the voltage duration is partially on the time axis. It is meant to include duplicates.

また、図５（ａ）（ｂ）のパルス波形の電圧の代わりに、電極１、１に極性が正負逆（正負対称）で位相が重複して正負がそれぞれ交互となる休止区間のない交番電圧（高電圧）を同時に印加するようにしてもよいのは勿論である。このような休止区間のない交番電圧の代表的な波形としては、図５（ａ）（ｂ）に示すような正弦波状の波形を例示することができる。この電圧波形の場合、一方の電極１に印加する電圧と他方の電極１に印加する電圧とを両者の位相をずらす（立ち上がり時点をずらす）ことにより、図５（ｃ）に示すように、放電開始に必要な電圧Ｖｐが印加される時間ｔｐが短くなるため、通常の正弦波状の波形においても、幅の狭いパルスを印加した場合と同等の効果が得られるものである。   Further, instead of the pulse waveform voltage shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the electrodes 1 and 1 have an alternating voltage having no pause period in which the polarity is positive / negative (symmetric) and the phases overlap and the positive and negative are alternated. Of course, (high voltage) may be applied simultaneously. As a typical waveform of the alternating voltage without such a pause period, a sinusoidal waveform as shown in FIGS. 5A and 5B can be exemplified. In the case of this voltage waveform, the voltage applied to one electrode 1 and the voltage applied to the other electrode 1 are shifted in phase (shifting the rising point), as shown in FIG. Since the time tp during which the voltage Vp necessary for the start is applied is shortened, an effect equivalent to that obtained when a narrow pulse is applied can be obtained even in a normal sinusoidal waveform.

本発明では図１に示すように、二つの電源４０、４０を用いて中点接点方式で電極１、１に電圧を印加する方法の他に、図６に示すように一つの電源４０を用いて電極１、１に電圧を印加する方法もある。この場合、一方の電極１が電源４０の高電圧側に接続され、他方の電極１は低圧にされる（接地される）ものである。   In the present invention, as shown in FIG. 1, a single power source 40 is used as shown in FIG. 6 in addition to a method of applying a voltage to the electrodes 1 and 1 by a midpoint contact method using two power sources 40 and 40. There is also a method of applying a voltage to the electrodes 1 and 1. In this case, one electrode 1 is connected to the high voltage side of the power source 40, and the other electrode 1 is set to a low voltage (grounded).

本発明において搬送装置５０としては、被処理物Ｓは搬送する方向と略平行に複数本のローラ５１を略水平に並べて形成することができるが、その他にＸＹテーブルやベルトコンベア等を採用することができる。   In the present invention, as the conveying device 50, the workpiece S can be formed by arranging a plurality of rollers 51 substantially horizontally in parallel with the conveying direction, but in addition, an XY table, a belt conveyor or the like is adopted. Can do.

そして、本発明のプラズマ処理装置Ａを用いてプラズマ処理を行うにあたっては、次のようにして行う。まず、電源４０、４０により、一方の電極１と他方の電極１のそれぞれに正負が交互に繰り返すパルス波電圧又は休止区間のない交番電圧を同時に印加すると共に各電極１、１に印加された電圧の極性を互いに正負逆で位相を重複させる。また、導電体印加電源６０により対向配置された導電体４、４間に電圧を印加する。次に、放電用電極３０、３０の間に形成された放電空間３の導入口３ａから放電空間３にプラズマ生成用のガスＧを供給する。このようにすることにより、放電空間３に大気圧近傍の圧力下（９３．３〜１０６．７ｋＰａ（７００〜８００Ｔｏｒｒ））でグロー状の誘電体バリア放電を生じさせる。尚、誘電体バリア放電とは、対をなす（一対の）電極１、１を対向配置して電極１、１の間に放電空間３を形成し、少なくとも一方の電極１、１の放電空間３側の表面に誘電体被覆材（誘電体カバー２）を設けて電極１、１の放電空間３側の表面を覆うことによって、電極１、１間で直接放電が起こらないようにした状態にし、この状態で電極１、１間に交番電圧を印加することによって放電空間３で生じる放電現象である。   And when performing a plasma process using the plasma processing apparatus A of this invention, it carries out as follows. First, a pulse wave voltage or an alternating voltage without a pause period is applied simultaneously to each of the electrodes 1 and 1 by the power sources 40 and 40, and a voltage applied to each of the electrodes 1 and 1 is also applied simultaneously. The phases are overlapped with the polarity of each other being positive and negative. Further, a voltage is applied between the conductors 4 and 4 that are arranged to face each other by the conductor application power source 60. Next, a gas G for plasma generation is supplied to the discharge space 3 from the introduction port 3 a of the discharge space 3 formed between the discharge electrodes 30 and 30. In this way, a glow-like dielectric barrier discharge is generated in the discharge space 3 under a pressure close to atmospheric pressure (93.3 to 106.7 kPa (700 to 800 Torr)). The dielectric barrier discharge is a discharge space 3 between at least one of the electrodes 1 and 1 by forming a pair of (a pair of) electrodes 1 and 1 to face each other to form a discharge space 3 between the electrodes 1 and 1. By providing a dielectric covering material (dielectric cover 2) on the surface on the side and covering the surface of the electrodes 1, 1 on the discharge space 3 side, a state in which no direct discharge occurs between the electrodes 1, 1 is achieved. This is a discharge phenomenon that occurs in the discharge space 3 by applying an alternating voltage between the electrodes 1 and 1 in this state.

上記のようにして放電空間３で誘電体バリア放電を発生させることによりガスＧがプラズマ化されて放電空間３に活性種を含むプラズマＰが生成される。また、放電空間３で生成されたプラズマＰは放電空間３に上側から連続して供給されるガスＧの圧力により下方に流されると共に放電空間３の吹き出し口３ｂから連続的に吹き出されるものである。そして、搬送装置５０により被処理物Ｓを電極１、１の対向方向と平行な方向（水平方向）に略一定速度で搬送しながら放電空間３の吹き出し口３ｂの下側を通過させ、放電空間３から吹き出されるプラズマＰに被処理物Ｓを供給して暴露させることによって、被処理物Ｓにプラズマ処理を施すことができるものである。   By generating the dielectric barrier discharge in the discharge space 3 as described above, the gas G is turned into plasma, and the plasma P containing active species is generated in the discharge space 3. The plasma P generated in the discharge space 3 is caused to flow downward by the pressure of the gas G continuously supplied to the discharge space 3 from the upper side and is continuously blown out from the outlet 3b of the discharge space 3. is there. Then, while the workpiece S is conveyed at a substantially constant speed in a direction (horizontal direction) parallel to the opposing direction of the electrodes 1 and 1 by the conveying device 50, it passes below the outlet 3 b of the discharge space 3, thereby By supplying and exposing the processing object S to the plasma P blown out from 3, the processing object S can be subjected to plasma processing.

本発明において、電極１、１に印加される電圧の繰り返し周波数は、０．５〜１０００ｋＨｚに設定するのが好ましい。この繰り返し周波数が０．５ｋＨｚ未満であれば、誘電体バリア放電のプラズマ密度が低くなってしまいプラズマ処理能力（効率）が低下する恐れがあり、一方、上記の繰り返し周波数が１０００ｋＨｚよりも高くなると、プラズマ密度は増加するものの、アークが発生しやすくなると共にプラズマ温度が上昇してしまう。また、電極１、１間に印加される電界強度は、０．５〜２００ｋＶ／ｃｍに設定するのが好ましい。電界強度が０．５ｋＶ／ｃｍ未満であれば、誘電体バリア放電のプラズマ密度が低くなってしまいプラズマ処理能力（効率）が低下する恐れがあり、一方、上記の電界強度が２００ｋＶ／ｃｍより大きくなると、アークが発生しやすくなって被処理物Ｓに損傷を与える恐れがある。尚、上記の繰り返し周波数や電界強度は、電極１、１の間隔（ギャップ長）、プラズマ生成用ガスの種類、プラズマ処理の内容などによって適宜設定可能であり、上記の範囲に限定されるものではない。   In the present invention, the repetition frequency of the voltage applied to the electrodes 1 and 1 is preferably set to 0.5 to 1000 kHz. If this repetition frequency is less than 0.5 kHz, the plasma density of the dielectric barrier discharge may be reduced and the plasma processing capability (efficiency) may be reduced. On the other hand, if the repetition frequency is higher than 1000 kHz, Although the plasma density increases, an arc is easily generated and the plasma temperature rises. The electric field strength applied between the electrodes 1 and 1 is preferably set to 0.5 to 200 kV / cm. If the electric field strength is less than 0.5 kV / cm, the plasma density of the dielectric barrier discharge may be lowered and the plasma processing capability (efficiency) may be reduced. On the other hand, the electric field strength is larger than 200 kV / cm. As a result, arcing is likely to occur and the workpiece S may be damaged. The repetition frequency and electric field intensity can be set as appropriate depending on the distance between the electrodes 1 and 1 (gap length), the type of plasma generating gas, the content of the plasma treatment, and the like, and are not limited to the above ranges. Absent.

導電体４、４間に印加される電圧は、直流や交流を用いることができ、交流の場合、電極１、１に印加している電圧の周波数と同じ周波数とすることが好ましい。導電体４、４に印加する電圧が他の周波数の場合、放電空間３で生成される荷電粒子を効率的に補足することが困難となる場合がある。また、導電体４、４間に印加する電圧としては、プラズマＰを生成するための電極１、１に印加している電圧の１／１０以下にすることが好ましい。この電圧が１／１０を超えると、導電体４、４間で放電が生じる恐れがあり、被処理物Ｓ表面に到達する荷電粒子を減少させることができないこともある。導電体４、４間に印加する電圧の下限は、効率的な荷電粒子の補足をするために、プラズマＰを生成するための電極１、１に印加している電圧の１／１００以上にすることが好ましい。尚、導電体４、４間に印加する電圧の上限と下限は上記の値に限定されるものではなく、誘電体カバーや被覆体１１の誘電体の種類や導電体４、４間の距離などに応じて適宜設定可能である。   The voltage applied between the conductors 4 and 4 can be a direct current or an alternating current. In the case of an alternating current, the frequency is preferably the same as the voltage applied to the electrodes 1 and 1. When the voltages applied to the conductors 4 and 4 have other frequencies, it may be difficult to efficiently capture charged particles generated in the discharge space 3. The voltage applied between the conductors 4 and 4 is preferably 1/10 or less of the voltage applied to the electrodes 1 and 1 for generating the plasma P. When this voltage exceeds 1/10, there is a possibility that a discharge occurs between the conductors 4 and 4, and the charged particles that reach the surface of the workpiece S may not be reduced. The lower limit of the voltage applied between the conductors 4 and 4 is set to 1/100 or more of the voltage applied to the electrodes 1 and 1 for generating the plasma P in order to efficiently capture charged particles. It is preferable. Note that the upper and lower limits of the voltage applied between the conductors 4 and 4 are not limited to the above values, and the type of the dielectric of the dielectric cover or the cover 11, the distance between the conductors 4 and 4, etc. It can be set appropriately according to

また、プラズマ生成用のガスＧとしては被処理物Ｓに対する処理内容によって異なるが、希ガス、窒素、酸素、空気、水素、炭酸ガスから選ばれる単独ガスあるいはこれらのガスを含む混合ガスを用いることができる。希ガスとしては、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトンなどを使用することができるが、放電の安定性や経済性を考慮するとアルゴンを用いるのが好ましい。また、空気としては、好ましくは水分をほとんど含まない乾燥空気を用いることができる。また、混合ガスとしては例えば希ガスと反応ガスとを混合したものを用いることができる。被処理物Ｓの表面に存在する有機物のクリーニング、レジストの剥離、有機フィルムのエッチング、ＬＣＤの表面クリーニング、ガラス板の表面クリーニングなどを行う場合は、酸素、空気、ＣＯ_２、Ｎ_２Ｏなどの酸化性ガスを反応ガスとして用いるのが好ましく、また、故意に水蒸気を適当量添加することにより酸化性ガスとして機能させることができる。また、反応ガスとしてＣＦ_４などのフッ素系ガスも適宜用いることができ、シリコンなどのエッチングを行う場合にはこのフッ素系ガスを用いるのが効果的である。また金属酸化物の還元を行う場合は水素、アンモニアなどの還元性ガスを反応ガスとして用いることができる。反応ガスの添加量は希ガスの全量に対して１０体積％以下、好ましくは０．１〜５体積％の範囲である。反応ガスの添加量が０．１体積％未満であれば、処理効果が低くなる恐れがあり、反応ガスの添加量が１０体積％を超えると、誘電体バリア放電が不安定になる恐れがある。 Further, as the gas G for plasma generation, although it varies depending on the contents of processing on the workpiece S, a single gas selected from rare gas, nitrogen, oxygen, air, hydrogen, carbon dioxide gas or a mixed gas containing these gases should be used. Can do. As the rare gas, helium, argon, neon, krypton, or the like can be used, but it is preferable to use argon in consideration of discharge stability and economy. Further, as the air, it is preferable to use dry air containing almost no moisture. As the mixed gas, for example, a mixture of a rare gas and a reactive gas can be used. When performing cleaning of organic substances existing on the surface of the object S to be processed, resist peeling, organic film etching, LCD surface cleaning, glass plate surface cleaning, etc., oxygen, air, CO ₂ , N ₂ O, etc. An oxidizing gas is preferably used as the reaction gas, and can function as an oxidizing gas by intentionally adding an appropriate amount of water vapor. In addition, a fluorine-based gas such as CF ₄ can be used as a reactive gas as appropriate, and it is effective to use this fluorine-based gas when etching silicon or the like. In the case of reducing the metal oxide, a reducing gas such as hydrogen or ammonia can be used as the reaction gas. The addition amount of the reaction gas is 10% by volume or less, preferably in the range of 0.1 to 5% by volume with respect to the total amount of the rare gas. If the addition amount of the reaction gas is less than 0.1% by volume, the treatment effect may be lowered. If the addition amount of the reaction gas exceeds 10% by volume, the dielectric barrier discharge may become unstable. .

被処理物Ｓとしては、液晶パネル（液晶パネルディスプレイ）用ガラス板、プラズマディスプレイ用ガラス板、プリント配線板等の回路基板、ポリイミドフィルムなどを用いたフィルム基板（フレキシブルプリント配線板）などの板状、シート状、フィルム状のものを例示することができるが、これに限定されるものではない。また、被処理物Ｓの搬送速度は、例えば、１０〜２００ｍｍ／秒とするのが好ましいが、これに限定されるものではない。また、放電空間３の下流側（下側）を通過する際の放電空間３の吹き出し口３ｂと被処理物Ｓと距離は、例えば、２〜２０ｍｍとするのが好ましいが、これに限定されるものではない。   The object to be processed S is a plate such as a glass plate for a liquid crystal panel (liquid crystal panel display), a glass plate for a plasma display, a circuit board such as a printed wiring board, a film substrate (flexible printed wiring board) using a polyimide film, or the like. However, the present invention is not limited to this. Moreover, although it is preferable that the conveyance speed of the to-be-processed object S shall be 10-200 mm / sec, for example, it is not limited to this. In addition, the distance between the discharge port 3b of the discharge space 3 and the workpiece S when passing through the downstream side (lower side) of the discharge space 3 is preferably 2 to 20 mm, for example, but is not limited thereto. It is not a thing.

本発明では、誘電体に被覆された状態で導電体４、４を各電極１、１の下面に設けると共にプラズマ処理中（プラズマＰを吹き出しているとき）に導電体４、４間に導電体印加電源６０により電圧を印加するので、被処理物Ｓに静電気が帯電するのを低減することができる。この現象は以下のように説明することができる。プラズマ処理中に導電体印加電源６０により導電体４、４間に電圧を印加することによって、放電空間３から吹出されたプラズマＰ中の荷電粒子が、導電体４に印加する電圧で生じる電界の影響を受けて、導電体４を被覆している誘電体表面に移動し、その誘電体表面が帯電することによって、吹き出されたプラズマＰ中の荷電粒子密度が大幅に減少する。そのため、被処理物Ｓに到達する荷電粒子を減少させることができ、被処理物Ｓに静電気が帯電するのを低減することができるものであり、この結果、静電気に起因する被処理物Ｓの破損を少なくすることができるものである。   In the present invention, the conductors 4 and 4 are provided on the lower surfaces of the electrodes 1 and 1 while being covered with a dielectric, and the conductors are interposed between the conductors 4 and 4 during plasma processing (when the plasma P is blown out). Since the voltage is applied by the application power source 60, it is possible to reduce static electricity from being charged on the workpiece S. This phenomenon can be explained as follows. By applying a voltage between the conductors 4 and 4 by the conductor applying power source 60 during the plasma processing, the charged particles in the plasma P blown out from the discharge space 3 generate an electric field generated by the voltage applied to the conductor 4. Under the influence, it moves to the surface of the dielectric covering the conductor 4, and the surface of the dielectric is charged, so that the density of charged particles in the blown-out plasma P is greatly reduced. Therefore, the charged particles that reach the workpiece S can be reduced, and static electricity can be reduced on the workpiece S. As a result, the workpiece S caused by static electricity can be reduced. The damage can be reduced.

また、本発明では、一方の電極１と他方の電極１のそれぞれに正負が交互に繰り返すパルス波電圧または休止区間のない交番電圧を同時に印加すると共に各電極１、１に印加された電圧の極性を互いに正負逆で位相を重複させることによって、被処理物Ｓに静電気が帯電するのをさらに低減することができる。この現象は以下のように説明することができる。本発明の電圧の印加方法では、一方の電極に高電圧を印加すると共に他方の電極を接地して電圧を印加する場合に比べて、電極１、１間の電圧が同等であるにもかかわらず、電極１とその下側に配置した導電体４との電位差が小さくなり、電極１と導電体４との間でストリーマの発生や絶縁破壊（誘電体カバー２のボイドや表面吸着に起因する絶縁破壊）による異常放電が発生しにくくなる。従って、電極１と導電体４との距離ｘを小さくすることができ、この結果、導電体４による上記静電気の帯電低減作用をより効果的に発揮させることができ、被処理物Ｓでの静電気の帯電をさらに低減できるのである。   Further, in the present invention, a pulse wave voltage that repeats positive and negative alternately or an alternating voltage without a pause period is simultaneously applied to each of the one electrode 1 and the other electrode 1, and the polarity of the voltage applied to each electrode 1, 1. Can be further reduced by static electricity being charged to the object S to be processed. This phenomenon can be explained as follows. In the voltage application method of the present invention, the voltage between the electrodes 1 and 1 is equal compared to the case where a voltage is applied by applying a high voltage to one electrode and grounding the other electrode. The potential difference between the electrode 1 and the conductor 4 disposed below the electrode 1 is reduced, and streamer is generated between the electrode 1 and the conductor 4 or dielectric breakdown (insulation caused by voids or surface adsorption of the dielectric cover 2). Abnormal discharge due to breakdown is less likely to occur. Accordingly, the distance x between the electrode 1 and the conductor 4 can be reduced, and as a result, the effect of reducing the electrostatic charge by the conductor 4 can be more effectively exhibited, and the static electricity on the workpiece S can be reduced. This can further reduce the charging.

また、本発明では上記のような交番電圧を印加することにより、電極１、１のギャップを大きくしたりプラズマ処理能力を向上させるために放電空間３への投入電力を増加（実質的には繰返し周波数の増加）させたりした際においても、グロー状の均一な放電を発生させて均質なプラズマを得ることができるものであり、これにより、均一なプラズマ処理を行うことができるものである。   Further, in the present invention, by applying the alternating voltage as described above, the input power to the discharge space 3 is increased (substantially repeated) in order to increase the gap between the electrodes 1 and 1 and improve the plasma processing capability. Even when the frequency is increased), a uniform plasma can be obtained by generating a glow-like uniform discharge, whereby a uniform plasma treatment can be performed.

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に示す本発明の実施例を示す。 [Example 1]
1 shows an embodiment of the present invention shown in FIG.

電極１、１はステンレス鋼製であって、放電面（対向面）１０が高さ３ｃｍ×幅３０ｃｍ、厚さが３ｃｍの大きさを有しており、電極１の上面と放電面１０と下面には、比誘電率が１０程度のアルミナの被膜を１ｍｍの厚みで溶射法により設けて誘電体カバー２を形成した。また、電極１の下側において誘電体カバー２の下面にはスクリーン印刷法で銀パラジウムよりなる導電体４を０．０５ｍｍの厚みで形成し、導電体４の表面をガラス質セラミックの被覆体１１で被覆した。被覆体１１の厚みは０．２ｍｍとした。このようにして形成した放電用電極３０は距離ｘが１ｍｍであり、距離ｙは５ｍｍである。   The electrodes 1 and 1 are made of stainless steel, and the discharge surface (opposing surface) 10 has a height of 3 cm × width of 30 cm and a thickness of 3 cm. The upper surface of the electrode 1, the discharge surface 10 and the lower surface The dielectric cover 2 was formed by providing an alumina coating having a relative dielectric constant of about 10 with a thickness of 1 mm by thermal spraying. Further, a conductor 4 made of silver palladium is formed on the lower surface of the dielectric cover 2 below the electrode 1 by screen printing with a thickness of 0.05 mm, and the surface of the conductor 4 is covered with a glassy ceramic covering 11. Coated with. The thickness of the covering 11 was 0.2 mm. The discharge electrode 30 thus formed has a distance x of 1 mm and a distance y of 5 mm.

次に、一対の放電用電極３０、３０を搬送装置５０の上側に配置すると共に各電極１に電源４０をそれぞれ電気的に接続し、さらに導電体４、４を導電体印加電源６０に接続することによって、プラズマ処理装置Ａを形成した。ここで、各電極１に設けた誘電体カバー２の対向する放電面被覆部２ｂ、２ｂの間の距離は１ｍｍとした。   Next, the pair of discharge electrodes 30, 30 are arranged on the upper side of the transfer device 50, the power source 40 is electrically connected to each electrode 1, and the conductors 4, 4 are further connected to the conductor applying power source 60. Thus, a plasma processing apparatus A was formed. Here, the distance between the discharge surface covering portions 2b and 2b of the dielectric cover 2 provided on each electrode 1 is set to 1 mm.

次に、プラズマ生成用のガスＧとして窒素及び酸素の混合ガス（酸素の混合比率０．２％）を大気圧状態で放電空間３に導入し、両電極１、１で位相が逆となるように（図５の波形）、周波数４０ｋＨｚの正弦波電圧を電極１、１間の印加電圧が９ｋＶ（電界強度９０ｋＶ／ｃｍ）となるように電源４０、４０で印加することによって、プラズマＰを生成した。このような条件で発生させたプラズマＰを、搬送装置５０により３ｍ／分の搬送速度で搬送されるガラス基板（被処理物Ｓ）に吹きつけることによって、ガラス基板の表面のプラズマ処理を行なった。また、上記のプラズマ処理開始から終了までの間、導電体印加電源６０により導電体４、４間に１００Ｖの直流電圧を印加した。   Next, a mixed gas of nitrogen and oxygen (oxygen mixing ratio of 0.2%) is introduced into the discharge space 3 as the plasma generating gas G so that the phases are reversed between the electrodes 1 and 1. 5 (waveform in FIG. 5), plasma P is generated by applying a sinusoidal voltage with a frequency of 40 kHz by the power sources 40 and 40 so that the applied voltage between the electrodes 1 and 1 is 9 kV (electric field strength 90 kV / cm). did. Plasma treatment of the surface of the glass substrate was performed by spraying the plasma P generated under such conditions onto the glass substrate (object S) to be transported by the transport device 50 at a transport speed of 3 m / min. . Further, a DC voltage of 100 V was applied between the conductors 4 and 4 by the conductor application power source 60 from the start to the end of the plasma treatment.

［実施例２］
図６に本発明の他の実施例を示す。 [Example 2]
FIG. 6 shows another embodiment of the present invention.

電極１としては実施例１と同様のものを用い、その表面には実施例１と同様にして誘電体カバー２を形成した。また、電極１の下側において誘電体カバー２の下面にはプラズマ溶射法で０．０５ｍｍの厚みのタングステンよりなる導電体４を形成し、導電体４の表面をプラズマ溶射法により形成されるアルミナの被覆体１１で被覆した。被覆体１１の厚みは０．５ｍｍとした。このようにして形成した放電用電極３０の距離ｘ、ｙは実施例１と同様である。   The electrode 1 was the same as in Example 1, and the dielectric cover 2 was formed on the surface in the same manner as in Example 1. In addition, a conductor 4 made of tungsten having a thickness of 0.05 mm is formed on the lower surface of the dielectric cover 2 below the electrode 1 by plasma spraying, and the surface of the conductor 4 is formed by plasma spraying. The coating body 11 was coated. The thickness of the covering 11 was 0.5 mm. The distances x and y of the discharge electrode 30 thus formed are the same as those in the first embodiment.

次に、一対の放電用電極３０、３０を搬送装置５０の上側に配置すると共に両方の電極１、１に一つの電源４０を電気的に接続し、さらに導電体４、４を導電体印加電源６０に接続することによって、プラズマ処理装置Ａを形成した。ここで、各電極１に設けた誘電体カバー２の対向する放電面被覆部２ｂ、２ｂの間の距離は１ｍｍとした。   Next, the pair of discharge electrodes 30 and 30 are arranged on the upper side of the transfer device 50, and one power source 40 is electrically connected to both the electrodes 1 and 1, and the conductors 4 and 4 are further connected to the conductor application power source. By connecting to 60, a plasma processing apparatus A was formed. Here, the distance between the discharge surface covering portions 2b and 2b of the dielectric cover 2 provided on each electrode 1 is set to 1 mm.

次に、実施例１と同様にしてガスＧを放電空間３に導入し、片側の電極１のみが接地されるように、周波数６０ｋＨｚの正弦波電圧を電極１、１間の印加電圧が９ｋＶとなるようにする電源４０で印加することによって、プラズマＰを生成した。   Next, the gas G is introduced into the discharge space 3 in the same manner as in Example 1, and the applied voltage between the electrodes 1 and 1 is set to 9 kV so that only the electrode 1 on one side is grounded. The plasma P was generated by applying with the power supply 40 to be.

この後、生成されたプラズマＰを実施例１と同様にしてガラス基板に吹き付けてプラズマ処理を行なった。また、上記のプラズマ処理開始から終了までの間、導電体印加電源６０により導電体４、４間に周波数６０ｋＨｚの正弦波電圧（電極１、１間に印加している電圧と同様の波形）を１００Ｖで印加した。   Thereafter, the generated plasma P was sprayed onto the glass substrate in the same manner as in Example 1 to perform plasma processing. Further, during the period from the start to the end of the plasma treatment, a sine wave voltage having a frequency of 60 kHz (a waveform similar to the voltage applied between the electrodes 1 and 1) is generated between the conductors 4 and 4 by the conductor applying power source 60. Applied at 100V.

［実施例３］
距離ｘを０．４ｍｍにした以外は実施例１と同様にしてプラズマ処理装置Ａを形成し、これを用いて実施例１と同様にしてガラス基板にプラズマ処理を行なった。 [Example 3]
A plasma processing apparatus A was formed in the same manner as in Example 1 except that the distance x was set to 0.4 mm, and this was used to perform plasma processing on the glass substrate in the same manner as in Example 1.

［実施例４］
距離ｘを５．５ｍｍにした以外は実施例１と同様にしてプラズマ処理装置Ａを形成し、これを用いて実施例１と同様にしてガラス基板にプラズマ処理を行なった。 [Example 4]
A plasma processing apparatus A was formed in the same manner as in Example 1 except that the distance x was set to 5.5 mm, and a plasma treatment was performed on the glass substrate in the same manner as in Example 1 using this.

［実施例５］
距離ｙを０．０５ｍｍにした以外は実施例１と同様にしてプラズマ処理装置Ａを形成し、これを用いて実施例１と同様にしてガラス基板にプラズマ処理を行なった。 [Example 5]
A plasma processing apparatus A was formed in the same manner as in Example 1 except that the distance y was set to 0.05 mm, and this was used to perform plasma processing on the glass substrate in the same manner as in Example 1.

［実施例６］
距離ｙを３５ｍｍにした以外は実施例１と同様にしてプラズマ処理装置Ａを形成し、これを用いて実施例１と同様にしてガラス基板にプラズマ処理を行なった。 [Example 6]
A plasma processing apparatus A was formed in the same manner as in Example 1 except that the distance y was set to 35 mm, and a plasma treatment was performed on the glass substrate in the same manner as in Example 1 using this.

［比較例］
図７に示すように、実施例２のプラズマ処理装置から導電体４と導電体印加電源６０を除いた構成にした以外は、実施例２と同様にしてプラズマ処理装置Ａを形成し、これを用いて実施例２と同様にしてプラズマ処理を行なった。 [Comparative example]
As shown in FIG. 7, a plasma processing apparatus A is formed in the same manner as in Example 2 except that the conductor 4 and the conductor applying power source 60 are omitted from the plasma processing apparatus of Example 2. The plasma treatment was performed in the same manner as in Example 2.

上記実施例１〜６及び比較例でプラズマ処理した後のガラス基板の静電気の帯電量を測定した。結果を表１に示す。   The electrostatic charge amount of the glass substrate after the plasma treatment in Examples 1 to 6 and the comparative example was measured. The results are shown in Table 1.

実施例１では帯電量が０．１ｋＶ以下と非常に低い値であり、実施例２では帯電量が０．３ｋＶ以下と低い値となった。一方、比較例ではガラス基板の帯電量は２ｋＶもの高い値であった。実施例３、５では電極１と導電体４との間で放電が生じるために実施例１、２よりは帯電量が高くなるものの、比較例よりは帯電量は低くなった。実施例４は実施例１、２と同等の帯電量となるものの、プラズマ発生部（放電空間３）とガラス基板との距離が長くなるために、プラズマ処理性能が実施例１、２よりもやや低下した。実施例６は放電空間３の吹き出し口３ｂから導電体４が遠くなるために実施例１、２よりは帯電量が高くなるものの、比較例よりは帯電量は低くなった。   In Example 1, the charge amount was as low as 0.1 kV or less, and in Example 2, the charge amount was as low as 0.3 kV or less. On the other hand, in the comparative example, the charge amount of the glass substrate was as high as 2 kV. In Examples 3 and 5, since a discharge occurs between the electrode 1 and the conductor 4, the amount of charge is higher than that of Examples 1 and 2, but the amount of charge is lower than that of the comparative example. Although the charge amount in Example 4 is the same as that in Examples 1 and 2, the distance between the plasma generation part (discharge space 3) and the glass substrate becomes longer, so the plasma processing performance is slightly higher than in Examples 1 and 2. Declined. In Example 6, the amount of charge was higher than that of Examples 1 and 2 because the conductor 4 was far from the outlet 3b of the discharge space 3, but the amount of charge was lower than that of the comparative example.

本発明の実施の形態の一例を示す概略の断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of embodiment of this invention. 同上の放電用電極を示す概略の断面図である。It is general | schematic sectional drawing which shows the electrode for discharge same as the above. 同上の（ａ）は一方の電極に印加される電圧波形の一例を示す説明図、（ｂ）は他方の電極に印加される電圧波形の一例を示す説明図である。(A) is an explanatory view showing an example of a voltage waveform applied to one electrode, and (b) is an explanatory view showing an example of a voltage waveform applied to the other electrode. 同上の逆極性のパルスの立ち上がり時点を両電極間で少しずらした場合のタイミングチャートである。It is a timing chart at the time of slightly rising the rising time of the reverse polarity pulse same as the above. 同上の（ａ）（ｂ）（ｃ）は逆極性の正弦波状の波形の電圧の立ち上がり時点を両電極間でずらした場合のタイミングチャートである。(A), (b), and (c) are timing charts in the case where the rising point of the voltage having a sinusoidal waveform with opposite polarity is shifted between both electrodes. 同上の他の実施の形態を示す概略の断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows other embodiment same as the above. 比較例を示す概略の断面図である。It is general | schematic sectional drawing which shows a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

１ 電極
２ 誘電体カバー
３ 放電空間
４ 導電体
６０ 導電体印加電源
Ｇ ガス
Ｐ プラズマ
Ｓ 被処理物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrode 2 Dielectric cover 3 Discharge space 4 Conductor 60 Conductor application power supply G Gas P Plasma S To-be-processed object

Claims (4)

電極の少なくとも一面を誘電体カバーで被覆し、誘電体カバーで被覆された面を対向させて複数の電極を対向配置することにより、対向する電極間を放電空間として形成し、放電空間内にガスを導入すると共に対向する電極間に電圧を印加することにより、大気圧近傍の圧力下で放電空間内にプラズマを生成し、このプラズマを放電空間の下側開口から吹き出して被処理物に供給することにより被処理物にプラズマ処理を行なうプラズマ処理装置において、各電極の下側に誘電体で被覆された導電体を設けると共に導電体間に電圧を印加するための導電体印加電源を備えて成ることを特徴とするプラズマ処理装置。   By covering at least one surface of the electrode with a dielectric cover and arranging the plurality of electrodes to face each other with the surface covered with the dielectric cover facing each other, a discharge space is formed between the opposed electrodes, and a gas is formed in the discharge space. And a voltage is applied between the opposing electrodes to generate plasma in the discharge space under a pressure near atmospheric pressure, and this plasma is blown out from the lower opening of the discharge space and supplied to the object to be processed. A plasma processing apparatus for performing plasma processing on an object to be processed is provided with a conductor coated with a dielectric under each electrode and a conductor applying power source for applying a voltage between the conductors. A plasma processing apparatus. 対向する電極において、一方の電極と他方の電極のそれぞれに正負が交互に繰り返すパルス波電圧または休止区間のない交番電圧を同時に印加すると共に各電極に印加された電圧の極性を互いに正負逆で位相を重複させ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。   In opposite electrodes, a pulse wave voltage that alternately repeats positive and negative or an alternating voltage without a pause period is simultaneously applied to each of the one electrode and the other electrode, and the polarity of the voltage applied to each electrode is reversed in phase with each other. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein: 誘電体カバーに導電体を埋設して成ることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a conductor is embedded in the dielectric cover. 請求項１乃至３のいずれかに記載のプラズマ処理装置により被処理物をプラズマ処理することを特徴とするプラズマ処理方法。
A plasma processing method, comprising: plasma-treating an object to be processed by the plasma processing apparatus according to claim 1.

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