JP2008029930A - プラズマ洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異常放電を回避でき、マガジン内の複数のプリント基板のプラズマ洗浄が均一に行なえるプラズマ洗浄装置を提供すること。
【解決手段】真空チャンバー１が所定の真空状態とされ、高周波電源１０からの高周波電圧が左部電極２、右部電極３に自動整合器１１を介して高周波電圧を印加される。すると、プラズマ反応性ガスが真空チャンバー１の左右側壁の導入口１Ａ、１Ｂを介して該真空チャンバー１内に導入され、更に該真空チャンバー１内に導入され左部電極２及び右部電極３を貫通して両電極２、３間に供給されたプラズマ反応性ガスである酸素ガスはプラズマ化され、酸素はラジカル化する。そして、ラジカル化された酸素がマガジン７内のプリント基板６に付着している汚染物質と化学反応を起こして、真空チャンバー１の後壁に開設された排出口１Ｃを介して排出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空状態にされたチャンバー内にプリント基板を収納し、電極に高周波電源により高周波電圧を印加して反応性ガスをプラズマ化し、前記プリント基板を洗浄するプラズマ洗浄装置に関する。

この種の洗浄装置は、例えば特許文献１などに開示されている。一般に、多数のプリント基板の洗浄が一括して行なえるように、マガジン内に複数のプリント基板を収納し、チャンバー内に配設された一対の平行な上部電極及び下部電極間において前記マガジンをこの下部電極上に載置して洗浄を行なっていた。
特開２００２−１５３８３２号公報

しかし、多数のプリント基板の洗浄を一括して行なうに際して、反応性ガスを各プリント基板に供給することが困難であり、プラズマ洗浄が均一とならないという問題があった。また、マガジン部に異常放電が発生することもあった。

そこで本発明は、異常放電を回避でき、マガジン内の複数のプリント基板のプラズマ洗浄が均一に行なえるプラズマ洗浄装置を提供することを目的とする。

このため第１のプラズマ洗浄装置に係る発明は、真空状態にされたチャンバー内に複数のプリント基板を側面に開設した開口を介して出し入れ可能に収納するマガジンを収納し、このマガジンの前記開口に向けてプラズマ反応性ガスを供給すると共に電極に高周波電源により高周波電圧を印加して前記反応性ガスをプラズマ化し、前記マガジン内に収納されたプリント基板を洗浄することを特徴とする。

また第２のプラズマ洗浄装置に係る発明は、真空状態にされたチャンバー内に複数のプリント基板を側面に開設した開口を介して出し入れ可能に収納するマガジンを収納し、このマガジンの前記開口に面して電極を配設して、前記マガジンの前記開口に向けてプラズマ反応性ガスを供給すると共に前記電極に高周波電源により高周波電圧を印加して前記反応性ガスをプラズマ化し、前記マガジン内に収納されたプリント基板を洗浄することを特徴とする。

また第３のプラズマ洗浄装置に係る発明は、真空状態にされたチャンバー内に複数のプリント基板を両側面に開設した一対の開口を介して出し入れ可能に収納するマガジンを収納し、このマガジンの前記各開口に面して一対の平行な電極を配設して、前記マガジンの前記開口に向けてプラズマ反応性ガスを供給すると共に前記電極に高周波電源により高周波電圧を印加して前記反応性ガスをプラズマ化し、前記マガジン内に収納されたプリント基板を洗浄することを特徴とする。

第４の発明は、第２又は第３のプラズマ洗浄装置に係る発明は、前記プラズマ反応性ガスは前記電極に形成した開口を介して前記マガジンの前記開口に向けて供給することを特徴とする。

本発明は、異常放電を回避でき、マガジン内の複数のプリント基板のプラズマ洗浄が均一に行なえるプラズマ洗浄装置を提供することができる。

以下、図１を参照して、先ず本発明の第１の実施形態に係るプラズマ洗浄装置について説明する。１はアースに接続された真空チャンバーで、一対の平行な左部電極２及び右部電極３が配設される。そして、この真空チャンバー１は、図示しない真空ポンプによって所定の真空状態とされる。

そして、例えば酸素ガスであるプラズマ反応性ガスが真空チャンバー１の左右側壁の導入口１Ａ、１Ｂを介して該真空チャンバー１内に導入され、更に該真空チャンバー１内に導入されたプラズマ反応性ガスが左部電極２及び右部電極３のほぼ中央に形成された通気孔を通過して両電極２、３間に供給される。

また、真空チャンバー１の底壁上にはアースに接続されるか絶縁性の材質で作製されたステージ５が設けられ、このステージ５上に洗浄すべき複数のプリント基板６を多段に収納したマガジン７が載置される。前記マガジン７は左側面及び右側面が開設され、開設されていない両側面の内側には前記プリント基板６を載置するための支承爪８が複数設けられる。そして、支承爪８上に前記プリント基板６を開設され左側面及び右側面を介して水平方向にスライドできるように載置する。

１０はアースに接続された高周波電源で、前記左部電極２、右部電極３に自動整合器１１を介して高周波電圧を印加して前記プラズマ反応性ガス、即ち酸素ガスをプラズマ化させるものである。そして、生成されたプラズマ中の例えばラジカル化された酸素が前記マガジン７内のプリント基板６に付着している汚染物質（例えば、炭素など）と化学反応を起こして、前記真空チャンバー１の後壁に開設された排出口１Ｃを介して排出され、結果として前記汚染物質は取り除かれ、プリント基板６は洗浄される。

前記高周波電源１０に接続された前記自動整合器１１は自動整合回路及び測定回路とが配設されている。自動整合回路は、前記高周波電源１０のパワーを最大限前記真空チャンバー１内に供給するために、前記高周波電源１０のインピーダンスと前記左部電極２のインピーダンスとの整合及び前記高周波電源１０のインピーダンスと前記右部電極３のインピーダンスとの整合を自動的に行なう回路である。測定回路はＡ／Ｄ回路及びＤ／Ａ回路を備え、前記高周波電源１０により高周波電圧がケーブル１３を介して印加されている左部電極２、右部電極３に生じるマイナスのオフセット直流電圧（Ｖｄｃ）を常時測定する回路である。なお、前記ケーブル１３は前記真空チャンバー１に埋設された絶縁物１４を貫通して自動整合器１１と左部電極２、右部電極３とを接続している。

そして、図示しない制御装置が前記測定回路からの測定されたオフセット直流電圧（Ｖｄｃ）と予め設定された基準電圧との偏差に応じて前記高周波電圧を変化させるようにＰＩＤ制御又はオンとオフを一定周期で繰り返すオン／オフ制御を使用して前記高周波電源１０を制御する。

以上の構成により、以下動作について説明する。図示しない真空ポンプによって真空チャンバー１内の気体が排出口１Ｃを介して排出され、所定の真空状態とされ、高周波電源１０からの高周波電圧が前記左部電極２、右部電極３に自動整合器１１を介して高周波電圧を印加される。すると、プラズマ反応性ガスが真空チャンバー１の左右側壁の導入口１Ａ、１Ｂを介して該真空チャンバー１内に導入され、更に該真空チャンバー１内に導入され左部電極２及び右部電極３の前記通気孔を通過して両電極２、３間に供給されたプラズマ反応性ガスである酸素ガスはプラズマ化され、酸素はラジカル化する。

このとき、プラズマ反応性ガスである酸素ガスは、マガジン７内の各プリント基板６間をほぼ均一に流れ、マガジン７内の左右上下方向の酸素ガスの密度は均一となり、生成されたプラズマもマガジン７内でほぼ均一となる。

以上のように、生成されマガジン７内でほぼ均一になっているプラズマ中のラジカル化された酸素が前記マガジン７内のプリント基板６に付着している汚染物質（例えば、炭素など）と化学反応を起こして、真空チャンバー１の後壁に開設された排出口１Ｃを介して排出され、異常放電も回避でき、結果として前記汚染物質は取り除かれ、マガジン７内の複数のプリント基板６のプラズマ洗浄が均一に行なえる。

そして、前記高周波電源１０により高周波電圧が印加されている左部電極２、右部電極３に生じるマイナスのオフセット直流電圧は、常時自動整合器１１の測定回路により測定される。従って、この測定されたオフセット直流電圧値が入力された制御装置は、前記測定回路からのオフセット直流電圧と予め設定された基準電圧との偏差に応じて前記高周波電圧を変化させるようにＰＩＤ制御又はオン／オフ制御を使用して前記高周波電源１０を制御する。

即ち、前記偏差を無くして、測定されたオフセット直流電圧値が基準電圧と同じとなるように、制御装置は前記高周波電源１０を制御し、高周波電源１０により出力される高周波電圧値を増減させながら、このプラズマ洗浄装置の運転が継続される。

従って、前記オフセット直流電圧値を安定的に維持することにより、該オフセット直流電圧値の大小によって、必要以上に洗浄したり、不足したりするという問題が解消され、安定した洗浄の特性が得られるプラズマ洗浄装置を提供することができる。

次に、図２に基づいて第２の実施形態について説明するが、第１の実施形態と異なる点にのみ説明するが、第１の実施形態と同一の番号は同一の機能を有し、その説明は省略する。

前記真空チャンバー１内に右部電極３及びアースに接続されたアース板２０を配設し、プラズマ反応性ガスを真空チャンバー１の右側壁の導入口１Ｂを介して該真空チャンバー１内に導入し、更に該真空チャンバー１内に導入されたプラズマ反応性ガスを右部電極３のほぼ中央に形成した通気孔を通過してマガジン７内に供給する構成である。従って、マガジン７の上下方向の各段毎のプラズマ反応性ガスの密度のばらつきを極力少なくすることができる。

そして高周波電源１０により、前記右部電極３に自動整合器１１を介して高周波電圧を印加して前記プラズマ反応性ガス、即ち酸素ガスをプラズマ化させるものである。そして、生成されたプラズマ中のラジカル化された酸素が前記マガジン７内のプリント基板６に付着している汚染物質（例えば、炭素など）と化学反応を起こして、前記真空チャンバー１の後壁に開設された排出口１Ｃを介して排出され、結果として前記汚染物質は取り除かれ、プリント基板６は洗浄される。

なお、この第２の実施形態においては、アース板２０を配設したが、必ずしもこのアース板２０を設ける必要はなく、マガジン７を挟んで右部電極３と対向する真空チャンバー１（アースに接続されている。）の左側壁が他方の電極の役目を果たすものである。

なお、電極をマガジン７の上方に設けてもよいが、第１及び第２の実施形態のように、マガジン７のプリント基板の出し入れ用の開口に面して電極を配設して、このマガジンの前記開口に向けてプラズマ反応性ガスを供給することにより、マガジン７内でガスを一層均一にプラズマ化させることができる。

また、第１及び第２の実施形態でプラズマ反応性ガスとして酸素ガスを使用したが、これに限らず、例えばアルゴン等の不活性ガスを使用してもよい。この場合、高周波電源により電極に自動整合器を介して高周波電圧を印加して不活性ガスをプラズマ化させ、生成されたプラズマ中のプラスイオンがプリント基板に衝突することにより、プリント基板表面をエッチングして、汚染物質を取り除き、洗浄することとなる。

以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

第１の実施形態のプラズマ洗浄装置の概念図である。 第２の実施形態のプラズマ洗浄装置の概念図である。

符号の説明

１ 真空チャンバー
２ 左部電極
３ 右部電極
６ プリント基板
７ マガジン
１０ 高周波電源
２０ アース板

Claims (4)

1. 真空状態にされたチャンバー内に複数のプリント基板を側面に開設した開口を介して出し入れ可能に収納するマガジンを収納し、このマガジンの前記開口に向けてプラズマ反応性ガスを供給すると共に電極に高周波電源により高周波電圧を印加して前記反応性ガスをプラズマ化し、前記マガジン内に収納されたプリント基板を洗浄することを特徴とするプラズマ洗浄装置。
2. 真空状態にされたチャンバー内に複数のプリント基板を側面に開設した開口を介して出し入れ可能に収納するマガジンを収納し、このマガジンの前記開口に面して電極を配設して、前記マガジンの前記開口に向けてプラズマ反応性ガスを供給すると共に前記電極に高周波電源により高周波電圧を印加して前記反応性ガスをプラズマ化し、前記マガジン内に収納されたプリント基板を洗浄することを特徴とするプラズマ洗浄装置。
3. 真空状態にされたチャンバー内に複数のプリント基板を両側面に開設した一対の開口を介して出し入れ可能に収納するマガジンを収納し、このマガジンの前記各開口に面して一対の平行な電極を配設して、前記マガジンの前記開口に向けてプラズマ反応性ガスを供給すると共に前記電極に高周波電源により高周波電圧を印加して前記反応性ガスをプラズマ化し、前記マガジン内に収納されたプリント基板を洗浄することを特徴とするプラズマ洗浄装置。
4. 前記プラズマ反応性ガスは前記電極に形成した開口を介して前記マガジンの前記開口に向けて供給することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のプラズマ洗浄装置。

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