JP2008147106A - Plasma processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワークをプラズマ処理するプラズマ処理装置に関する。 The present invention relates to a plasma processing apparatus for plasma processing a workpiece.
プラズマを発生させ、そのプラズマにより被処理物であるワークの表面をプラズマ処理するプラズマ処理装置が知られている。
このようなプラズマ処理装置は、対向配置される電極を有しており、対をなす電極同士の間に形成される間隙内に所定のガスを供給しつつ、これらの電極間に電圧を印加して放電を生じさせ、プラズマを発生させる。発生したプラズマ中では、電界により加速された電子がガス分子と衝突し、励起分子、ラジカル原子、正イオン、負イオンなどの活性種を生成する。これら活性種をワークの表面に供給すると、この活性種の一部によりワークの表面や表面付近で各種反応が生じることとなり、ワークの表面(処理面)が分解・除去等されるようになっている。
2. Description of the Related Art Plasma processing apparatuses that generate plasma and perform plasma processing on the surface of a workpiece that is an object to be processed are known.
Such a plasma processing apparatus has electrodes arranged opposite to each other, and supplies a predetermined gas into a gap formed between a pair of electrodes while applying a voltage between these electrodes. This generates a discharge and generates plasma. In the generated plasma, electrons accelerated by an electric field collide with gas molecules to generate active species such as excited molecules, radical atoms, positive ions, and negative ions. When these active species are supplied to the surface of the workpiece, various reactions occur on or near the surface of the workpiece due to a part of the active species, and the surface (treated surface) of the workpiece is decomposed and removed. Yes.
例えば、特許文献1には、図5に示すように、それぞれ円筒状に形成された第1の電極102および第2の電極103を備え、互いに対向する電極102、103間に電圧を印加しつつ、プラズマを発生させる処理ガスを供給した状態で、電極102、103間にワーク110、110’を通過させることにより、ワーク110、110’の処理面にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置が提案されている。
For example, Patent Document 1 includes a
このようなプラズマ処理装置では、ワークの表面により電極102、103のほぼ全体が覆われた状態で処理するために、幅が広いワーク110の表面をプラズマ処理する場合、互いに対向する電極102、103を図5(a)に示すような位置に配置した状態で、図中の矢印方向にワーク110を移動させてワーク110の表面に処理が施され、さらに、幅が狭いワーク110’の表面をプラズマ処理する場合、電極102、103を図5(b)に示すような位置に配置した状態で、図中の矢印方向にワーク110’を移動させてワーク110’の表面に処理が施される。
このように、ワークの表面により電極102、103のほぼ全体が覆われた状態で処理する構成とすることにより、ワークの処理面の品質向上および処理速度の向上等を実現している。
In such a plasma processing apparatus, since processing is performed in a state in which almost the
As described above, the processing is performed in a state in which almost the
ところが、この特許文献1に記載のプラズマ処理装置では、ワークの形状に対応して電極102、103を位置合わせするのに時間を要するという問題がある。特に、円形状のワークのように、湾曲面を有するワークに対して、電極102、103を位置合わせするには、ワークの移動に伴って、電極102、103を経時的に位置合わせする必要が有り、困難を極める。
さらには、図5に示したように、電極102、103は、ワークの長手方向に対して傾斜するように配置されることから、これら電極102、103の両端部において、ワークの表面により電極102、103が覆われない部分が必然的に生じることとなり、その結果、電極102、103に供給された電力の無駄が生じるという問題がある。
However, the plasma processing apparatus described in Patent Document 1 has a problem that it takes time to align the
Further, as shown in FIG. 5, the
本発明の目的は、比較的簡単な構成で、ワークの処理面の形状に拘わらず、その形状に対応してプラズマ処理を施すことができるプラズマ処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of performing plasma processing in accordance with a shape of a workpiece with a relatively simple configuration regardless of the shape of a processing surface of a workpiece.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のプラズマ処理装置は、ワークを設置するワーク設置部と、
第1の電極と、
前記ワーク設置部の前記第1の電極の対向側に位置し、外周面が前記ワーク設置部に設置されたワークの処理面に対面するように設置され、中心軸を回動軸として回転可能な円筒状の第2の電極と、
前記第2の電極と前記ワークとの間隙にプラズマを生成するための処理ガスを供給するガス供給手段と、
前記間隙に供給された処理ガスがプラズマ化するように前記第1の電極と前記第2の電極との間に高周波電圧を印加する電源を備えた電源回路とを有し、
発生したプラズマにより、前記ワークの処理面を処理するプラズマ処理装置であって、
前記第2の電極は、前記外周面に、周方向に沿って、有効電極領域の幅が変化している部分を有し、
当該第2の電極の前記中心軸を回動軸として回転させることにより、前記ワークの処理面と対面する前記有効電極領域の幅が変化するよう構成されていることを特徴とする。
これにより、比較的簡単な構成で、ワークの処理面の形状に拘わらず、その形状に対応してプラズマ処理を施すことができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The plasma processing apparatus of the present invention, a work installation unit for installing a work,
A first electrode;
It is located on the side opposite to the first electrode of the workpiece installation section, and is installed so that the outer peripheral surface faces the processing surface of the workpiece installed in the workpiece installation section, and is rotatable about the central axis as a rotation axis A cylindrical second electrode;
Gas supply means for supplying a processing gas for generating plasma in a gap between the second electrode and the workpiece;
A power supply circuit having a power supply for applying a high frequency voltage between the first electrode and the second electrode so that the processing gas supplied to the gap is turned into plasma,
A plasma processing apparatus for processing a processing surface of the workpiece with generated plasma,
The second electrode has a portion in which the width of the effective electrode region is changed along the circumferential direction on the outer peripheral surface,
The width of the effective electrode region facing the processing surface of the workpiece is changed by rotating the central axis of the second electrode as a rotation axis.
Thereby, it is possible to perform plasma processing corresponding to the shape of the workpiece with a relatively simple configuration regardless of the shape of the workpiece processing surface.
本発明のプラズマ処理装置では、前記第2の電極は、前記中心軸の一方向の回転に伴って、前記ワークの処理面と対面する前記有効電極領域の幅が漸減または漸増するよう構成されていることが好ましい。
これにより、有効電極領域の幅が連続的に変化することとなる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記第2の電極は、回転させたとき、前記ワークの処理面と対面する前記有効電極領域の幅の中心が、前記第2の電極の回動軸方向に変位しないことが好ましい。
In the plasma processing apparatus of the present invention, the second electrode is configured so that the width of the effective electrode region facing the processing surface of the workpiece gradually decreases or gradually increases as the central axis rotates in one direction. Preferably it is.
Thereby, the width of the effective electrode region changes continuously.
In the plasma processing apparatus of the present invention, when the second electrode is rotated, the center of the width of the effective electrode region facing the processing surface of the workpiece is displaced in the rotation axis direction of the second electrode. Preferably not.
本発明のプラズマ処理装置では、前記第2の電極は、前記ワークの処理面と対面する前記有効電極領域の幅の中心が、前記ワークの処理面の幅の中心に対応することが好ましい。
これにより、ワークの処理面と対面する有効電極領域の幅を、ワークの処理面の幅に対応するように、第2の電極を位置させることができる。
In the plasma processing apparatus of the present invention, it is preferable that the center of the width of the effective electrode region facing the processing surface of the workpiece corresponds to the center of the width of the processing surface of the workpiece.
Thus, the second electrode can be positioned so that the width of the effective electrode region facing the workpiece processing surface corresponds to the width of the workpiece processing surface.
本発明のプラズマ処理装置では、前記第2の電極は、前記外周面において、前記有効電極領域が前記有効電極領域以外の部分に対して突出することにより、前記処理面に対する距離が近くなるよう構成されていることが好ましい。
これにより、有効電極領域においてプラズマを優先的に発生させることができる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記第2の電極は、前記外周面において、前記有効電極領域が前記有効電極領域以外の部分よりも導電性が高くなるよう構成されていることが好ましい。
これにより、有効電極領域においてプラズマを優先的に発生させることができる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記第2の電極の回転を制御する制御手段を有することが好ましい。
これにより、ワークの処理面と対面する有効電極領域の幅を、制御手段により調整することができる。
In the plasma processing apparatus of the present invention, the second electrode is configured such that, on the outer peripheral surface, the effective electrode region protrudes from a portion other than the effective electrode region, whereby the distance to the processing surface is reduced. It is preferable that
Thereby, plasma can be generated preferentially in the effective electrode region.
In the plasma processing apparatus of the present invention, it is preferable that the second electrode is configured such that, on the outer peripheral surface, the effective electrode region has higher conductivity than a portion other than the effective electrode region.
Thereby, plasma can be generated preferentially in the effective electrode region.
The plasma processing apparatus of the present invention preferably has a control means for controlling the rotation of the second electrode.
Thereby, the width | variety of the effective electrode area | region which faces the process surface of a workpiece | work can be adjusted with a control means.
本発明のプラズマ処理装置では、前記制御手段は、前記ワークの処理面と対面する前記有効電極領域の幅が、前記ワークの処理面の幅に対応するように、前記第2の電極の回転を制御することが好ましい。
これにより、処理面を、その幅に対応してプラズマ処理することができる。
In the plasma processing apparatus of the present invention, the control means rotates the second electrode so that the width of the effective electrode region facing the processing surface of the workpiece corresponds to the width of the processing surface of the workpiece. It is preferable to control.
Thereby, the processing surface can be plasma-treated corresponding to the width.
本発明のプラズマ処理装置では、前記ワークの処理面の幅が変化する前記ワークを、前記第2の電極に対して相対的に移動させて処理するに際し、
前記制御手段により、前記第2の電極を回転させつつ、前記ワークの処理面と対面する前記有効電極領域の幅を前記ワークの処理面の幅に対応させて、前記ワークの処理面を処理することが好ましい。
これにより、円形状のように湾曲部を有する処理面に対しても、処理面の幅に対応してプラズマ処理することができ、処理面のほぼ全面に対してプラズマ処理を施すことができる。
In the plasma processing apparatus of the present invention, when processing the workpiece whose width of the processing surface of the workpiece changes relative to the second electrode,
While the second electrode is rotated by the control means, the width of the effective electrode area facing the processing surface of the workpiece is made to correspond to the width of the processing surface of the workpiece, and the processing surface of the workpiece is processed. It is preferable.
Thereby, it is possible to perform plasma processing corresponding to the width of the processing surface even on a processing surface having a curved portion such as a circular shape, and plasma processing can be performed on almost the entire processing surface.
本発明のプラズマ処理装置では、前記ワークの処理面と対面する前記有効電極領域の幅の大きさが変化することにより生じる、前記第1の電極と前記第2の電極との間の電力密度の大きさの変化を緩和するように、前記ワークの前記第2の電極に対する相対移動速度を調整することが好ましい。
これにより、処理面の処理レートに差が生じるのが抑制され、その結果、処理面の処理ムラが緩和される。
In the plasma processing apparatus of the present invention, the power density between the first electrode and the second electrode, which is generated by changing the width of the effective electrode region facing the processing surface of the workpiece. It is preferable to adjust a relative moving speed of the workpiece with respect to the second electrode so as to reduce a change in size.
Thereby, it is suppressed that a difference arises in the processing rate of a processing surface, As a result, the processing nonuniformity of a processing surface is relieved.
本発明のプラズマ処理装置では、前記ワークの処理面と対面する前記有効電極領域の幅の大きさが変化することにより生じる、前記第1の電極と前記第2の電極との間の電力密度の大きさの変化を緩和するように、前記電源回路により前記第1の電極と前記第2の電極との間に印加される電力の大きさを調整することが好ましい。
これにより、処理面の処理レートに差が生じるのが抑制され、その結果、処理面の処理ムラが緩和される。
In the plasma processing apparatus of the present invention, the power density between the first electrode and the second electrode, which is generated by changing the width of the effective electrode region facing the processing surface of the workpiece. It is preferable to adjust the magnitude of electric power applied between the first electrode and the second electrode by the power supply circuit so as to reduce the change in magnitude.
Thereby, it is suppressed that a difference arises in the processing rate of a processing surface, As a result, the processing nonuniformity of a processing surface is relieved.
本発明のプラズマ処理装置では、前記ガス供給手段は、単位時間あたりに供給される処理ガスの供給量を可変し得るガス調整手段を有することが好ましい。
本発明のプラズマ処理装置では、前記ガス調整手段は、前記ワークの処理面と対面する前記有効電極領域の幅に応じて処理ガスの供給量を変化させることが好ましい。
これにより、過剰な量の処理ガスを供給することなく、処理面と有効電極領域との間に、プラズマを確実に発生させることができる。その結果、無駄となる処理ガス量の削減を図ることができる。
In the plasma processing apparatus of the present invention, it is preferable that the gas supply means has a gas adjusting means capable of changing a supply amount of the processing gas supplied per unit time.
In the plasma processing apparatus of the present invention, it is preferable that the gas adjusting unit changes a supply amount of the processing gas according to a width of the effective electrode region facing the processing surface of the workpiece.
Thereby, plasma can be reliably generated between the processing surface and the effective electrode region without supplying an excessive amount of processing gas. As a result, it is possible to reduce the amount of processing gas that is wasted.
以下、本発明のプラズマ処理装置について、図示の好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
まず、本発明のプラズマ処理装置の第1実施形態について説明する。
図1は、本発明のプラズマ処理装置の第1実施形態を模式的に示す斜視図(一部ブロック図を含む)、図2は、図1に示すプラズマ処理装置が備える第2の電極の構成を示す斜視図(一部展開図を含む)、図3は、第1実施形態のプラズマ処理装置により、幅広のワークを処理する場合を模式的に示す斜視図(一部ブロック図を含む)である。なお、以下の説明では、図1および図3中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
図1に示すプラズマ処理装置1は、ワーク10に対して、エッチング処理、アッシング処理、親水処理、撥水処理および成膜処理等の各種プラズマ処理を施すものである。
以下では、このプラズマ処理装置1により、ワーク10の処理面11に対してプラズマ処理を施し、その処理面11を分解・除去するエッチング処理を一例に説明する。
Hereinafter, the plasma processing apparatus of the present invention will be described in detail based on the illustrated preferred embodiments.
<First Embodiment>
First, a first embodiment of the plasma processing apparatus of the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view (including a partial block diagram) schematically showing a first embodiment of a plasma processing apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a configuration of a second electrode provided in the plasma processing apparatus shown in FIG. FIG. 3 is a perspective view (including a partial block diagram) schematically showing a case where a wide workpiece is processed by the plasma processing apparatus of the first embodiment. is there. In the following description, the upper side in FIGS. 1 and 3 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
A plasma processing apparatus 1 shown in FIG. 1 performs various plasma processes such as an etching process, an ashing process, a hydrophilic process, a water repellent process, and a film forming process on a
Hereinafter, an example of an etching process in which the plasma processing apparatus 1 performs plasma processing on the
図1に示すプラズマ処理装置1は、発生させた大気圧(常圧)プラズマの作用により、ワークに対してエッチング加工を施すプラズマ処理装置であり、ワーク10を支持し、搬送する第1の電極2と、ワーク10を介して第1の電極2の上方に設置された第2の電極3と、第1の電極2と第2の電極3との間に電圧を印加する電源回路4と、ワーク10と第2の電極3との間に処理ガスを供給するガス供給部(ガス供給手段)5とを有する。
A plasma processing apparatus 1 shown in FIG. 1 is a plasma processing apparatus that performs etching on a workpiece by the action of generated atmospheric pressure (normal pressure) plasma. The first electrode supports and conveys the
また、このプラズマ処理装置1は、プラズマ処理装置1の各部の作動を制御する制御手段6と、入力等の各操作を行う操作部(入力手段)7とを備えている。
以下、各部について詳細に説明する。
ここで、プラズマ処理装置1の説明に先立って、プラズマ処理装置1によりエッチング加工を施すワーク10について説明する。
The plasma processing apparatus 1 also includes a
Hereinafter, each part will be described in detail.
Here, prior to the description of the plasma processing apparatus 1, the
ワーク10は、プラズマ処理装置1により、上面(以下、「処理面」とも言う。)11にエッチング加工を施されるものである。
このようなワーク10を構成する材料としては、後に詳述するプラズマ中に含まれる活性化原子(ラジカル)と反応し得る材料が挙げられる。
かかる材料としては、例えば、Si、SiO2、SiN、Si3N4のようなシリコン系材料、Al、Au、Cr、Cu、Ga、Mo、Nb、Ta、Ti、V、W、またはこれらの金属を含む合金のような各種金属系材料、ポリオレフィン、ポリイミドのような有機系材料、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス材料、C、GaAs等が挙げられる。
The
Examples of the material constituting the
Examples of such a material include silicon-based materials such as Si, SiO 2 , SiN, and Si 3 N 4 , Al, Au, Cr, Cu, Ga, Mo, Nb, Ta, Ti, V, W, and these Examples thereof include various metal materials such as alloys containing metals, organic materials such as polyolefin and polyimide, glass materials such as quartz glass and borosilicate glass, C, and GaAs.
ワーク10の形状(平面視での形状)は、特に限定されず、例えば、長方形、正方形、円形、長円形等とされるが、本実施形態では、図1に示すように長方形をなしている場合を一例に説明する。
ワーク10の厚さは、特に限定されないが、通常は、0.03〜1.2mm程度であるのが好ましく、0.05〜0.7mm程度であるのがより好ましい。
The shape of the workpiece 10 (the shape in plan view) is not particularly limited and is, for example, a rectangle, a square, a circle, an oval, or the like. In this embodiment, the shape is a rectangle as shown in FIG. The case will be described as an example.
Although the thickness of the workpiece |
第1の電極2は、この上面に設けられたワーク10を設置するワーク設置部21において、ワーク10の下面(後述する処理面11と反対側の面)全体を支持している。これにより、ワーク10の全体にわたって電界を付与することができる。
また、第1の電極2は、第1の電極2に接続された搬送手段(図示せず)の作動により、図1中の矢印方向、すなわちX軸方向に移動することができる。
第1の電極2の構成材料としては、導電性および非磁性を有していればよく、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、金、銀のような金属単体、ステンレス鋼、真鍮、アルミニウム合金のような各種合金、金属間化合物、各種炭素材料等の導電性が良好な導電性材料が挙げられる。
The first electrode 2 supports the entire lower surface (surface opposite to the
Further, the first electrode 2 can be moved in the arrow direction in FIG. 1, that is, in the X-axis direction by the operation of a transport means (not shown) connected to the first electrode 2.
The constituent material of the first electrode 2 is not particularly limited as long as it has conductivity and nonmagnetic properties. For example, a simple metal such as copper, aluminum, gold, silver, stainless steel, brass, aluminum Examples thereof include conductive materials having good conductivity such as various alloys such as alloys, intermetallic compounds, and various carbon materials.
一方、第2の電極3は、ワーク10を介して、第1の電極2と対向して配置されている。換言すれば、第2の電極3は、ワーク設置部21の第1の電極2の対向側(と反対側)に配置されている。
この第1の電極2と第2の電極3との間には、後述する電源回路4により高周波電圧が印加される。これらの電極2、3間に高周波電圧が印加されると、ワーク10と第2の電極3との間に存在するガス分子が電離して、プラズマを発生させることができる。
なお、第2の電極3の構成については、後に詳述する。
On the other hand, the second electrode 3 is disposed to face the first electrode 2 with the
A high frequency voltage is applied between the first electrode 2 and the second electrode 3 by a power supply circuit 4 described later. When a high-frequency voltage is applied between these electrodes 2 and 3, gas molecules existing between the workpiece 10 and the second electrode 3 are ionized, and plasma can be generated.
The configuration of the second electrode 3 will be described in detail later.
電源回路4は、第1の電極2と第2の電極3との間に高周波電圧を印加する。これにより、第1の電極2と第2の電極3との間隙には、高い周波数で向きが反転する電界が誘起される。
このような電源回路4は、高周波電源41と、インピーダンスの整合を行う整合器(マッチングボックス)44と、電源回路4を開閉するスイッチ45と、高周波電源41と第1の電極2とをスイッチ45を介して接続する配線42と、高周波電源41と第2の電極3とを整合器44を介して接続する配線43とを有する。また、この電源回路4は、その一部、すなわち、本実施形態では、第1の電極2側の配線42がアース(接地)されている。
The power supply circuit 4 applies a high frequency voltage between the first electrode 2 and the second electrode 3. Thereby, an electric field whose direction is reversed at a high frequency is induced in the gap between the first electrode 2 and the second electrode 3.
Such a power supply circuit 4 includes a high
高周波電圧の周波数は、特に限定されないが、1kHz〜100MHz程度であるのが好ましく、10〜60MHz程度であるのがより好ましい。これにより、プラズマを安定して発生させることができる。
また、高周波電源の出力は、第1の電極2および第2の電極3の面積に応じて異なるが、10W〜10kW程度であるのが好ましく、50W〜1kW程度であるのがより好ましい。これにより、プラズマをより安定して発生させることができる。
The frequency of the high-frequency voltage is not particularly limited, but is preferably about 1 kHz to 100 MHz, and more preferably about 10 to 60 MHz. Thereby, plasma can be generated stably.
Moreover, although the output of a high frequency power supply changes with areas of the 1st electrode 2 and the 2nd electrode 3, it is preferable that it is about 10W-10kW, and it is more preferable that it is about 50W-1kW. Thereby, plasma can be generated more stably.
ガス供給部(ガス供給手段)5は、ワーク10と第2の電極3との間に、処理ガスを供給する機能を有するものである。
図1に示すガス供給部5は、ワーク10の処理面11と第2の電極3とが対向する位置に対して、処理ガスを噴出する開口部を備えたノズル51と、このノズル51の上流端側に接続され、処理ガスを充填し供給するガスボンベ(ガス供給源)52と、ガスボンベ52から供給されるガスの単位時間あたりに供給されるガスの流量(供給量)を可変し得るレギュレータ(ガス調整手段)53と、これら各部51、52、53を接続する供給管55とを有している。
The gas supply unit (gas supply means) 5 has a function of supplying a processing gas between the workpiece 10 and the second electrode 3.
A
レギュレータ53は、ガスボンベ52より開口部側(下流側)に配置されている。また、ノズル51とレギュレータ53との間には、ノズル51内への処理ガスの流路を開閉するバルブ(流路開閉手段)54が設けられている。
バルブ54が開いた状態で、ガスボンベ52からは処理ガスが送出され、この処理ガスは、供給管55内を流れ、レギュレータ53で流量を調節された後、供給管55の下流端に形成されたガス流出口から、ノズル51内に供給され開口部から噴出されることにより、第2の電極3とワーク10の処理面11との間に導入(供給)される。
かかる構成のガス供給部5で供給される処理ガスは、高周波電圧の作用により、含まれるガス分子が電離してプラズマを生じるものである。
The
With the
The processing gas supplied by the
このような処理ガスには、処理目的により種々のガスを用いることができる。本実施形態のようなエッチング処理を目的とする場合の他、ダイシング処理を目的とする場合には、例えば、CF4、C2F6、C3F6、C4F8、CClF3、SF6等のフッ素原子含有化合物ガスやCl2、BCl3、CCl4等の塩素原子含有化合物ガスなどの各種ハロゲン系ガスが用いられる。 Various gases can be used as the processing gas depending on the processing purpose. In the case of aiming at the dicing process in addition to the purpose of the etching process as in the present embodiment, for example, CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 6 , C 4 F 8 , CClF 3 , SF Various halogen-based gases such as a fluorine atom-containing compound gas such as 6 and a chlorine atom-containing compound gas such as Cl 2 , BCl 3 , and CCl 4 are used.
また、その他の処理目的の場合には、目的別に以下示すような処理ガスを用いることができる。
(a)ワーク10の処理面11を加熱することを目的とする場合、例えば、N2、O2等が用いられる。
(b)ワーク10の処理面11を撥水(撥液)化することを目的とする場合、例えば、前記フッ素原子含有化合物ガスが用いられる。
Further, in the case of other processing purposes, the following processing gases can be used for each purpose.
(A) For the purpose of heating the
(B) For the purpose of making the treated
(c)ワーク10の処理面11を親水(親液)化することを目的とする場合、例えば、O3、H2O、空気等の酸素原子含有化合物、N2、NH3等の窒素原子含有化合物、SO2、SO3等の硫黄原子含有化合物が用いられる。これにより、ワーク10の処理面11にカルボニル基、水酸基、アミノ基等の親水性官能基を形成させて表面エネルギーを高くし、親水性表面を得ることができる。また、アクリル酸、メタクリル酸等の親水基を有する重合性モノマーを用いて親水性重合膜を堆積(形成)することもできる。
(C) When the
(d)ワーク10の処理面11に電気的、光学的機能を付加することを目的とする場合、SiO2、TiO2、SnO2等の金属酸化物薄膜をワーク10の処理面11に形成するために、Si、Ti、Sn等の金属の金属−水素化合物、金属−ハロゲン化合物、金属アルコキシド(有機金属化合物)等が用いられる。
(e)レジスト処理や有機物汚染の除去を目的とする場合は、例えば酸素系ガスが用いられる。
(D) When the purpose is to add electrical and optical functions to the
(E) For the purpose of resist treatment or removal of organic contamination, for example, oxygen-based gas is used.
このような処理ガスは、一般に、この処理ガスに、キャリアガスを添加して用いられる。なお、「キャリアガス」とは、放電開始と放電維持のために導入するガスのことを言う。
この場合、ガスボンベ52内に、処理ガスおよびキャリアガスを充填して用いてもよいし、処理ガスとキャリアガスとがそれぞれ別のガスボンベに充填され、供給管55の途中でこれらが所定の混合比で混合されるような構成であってもよい。
キャリアガスとしては、He、Ne、Ar、Xe等の希ガスを用いることができる。これらは、単独でも2種以上を混合した形態でも用いることができる。
Such a processing gas is generally used by adding a carrier gas to the processing gas. The “carrier gas” refers to a gas introduced for starting discharge and maintaining discharge.
In this case, the
As the carrier gas, a rare gas such as He, Ne, Ar, or Xe can be used. These can be used alone or in a mixed form of two or more.
キャリアガスを添加したガス中における処理ガスの占める割合(混合比)は、処理の目的によっても若干異なり、特に限定されないが、例えば、処理ガスの占める割合が0.1〜10%程度であるのが好ましく、0.3〜4%程度であるのがより好ましい。これにより、効率的に放電が開始され、処理ガスにより、所望のプラズマ処理を施すことができる。
処理ガスの流量は、ガスの種類、処理の目的、処理の程度等に応じて適宜決定される。通常は、30SCCM〜2SLM程度であるのが好ましい。これにより、ワーク10の処理面11を効率的にプラズマ処理することができる。
The ratio (mixing ratio) of the processing gas in the gas to which the carrier gas is added varies slightly depending on the purpose of the processing and is not particularly limited. For example, the ratio of the processing gas is about 0.1 to 10%. Is preferable, and about 0.3 to 4% is more preferable. Thereby, discharge is efficiently started, and a desired plasma treatment can be performed with the treatment gas.
The flow rate of the processing gas is appropriately determined according to the type of gas, the purpose of processing, the degree of processing, and the like. Usually, it is preferably about 30 SCCM to 2 SLM. Thereby, the
操作部7は、操作者等が入力等の各操作を行うものである。
この操作部7としては、例えば、キーボード、液晶表示パネル、EL表示パネル等を備えたタッチパネル等を用いることができ、この場合は、操作部7は、各種の情報を表示(報知)する表示手段(報知手段)も兼ねる。
また、記憶手段8は、操作部7から入力されたワーク10の処理面11の幅の大きさ等の各種の情報、データ、演算式、テーブル、プログラム等が記憶(記録とも言う)される記憶媒体(記録媒体とも言う)を有しており、この記憶媒体は、例えば、RAM等の揮発性メモリー、ROM等の不揮発性メモリー、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリー等の書き換え可能(消去、書き換え可能)な不揮発性メモリー等、各種半導体メモリー、ICメモリー、磁気記録媒体、光記録媒体、光磁気記録媒体等で構成される。この記憶手段8における書き込み(記憶)、書き換え、消去、読み出し等の制御は、制御部6によりなされる。
The operation unit 7 is used by an operator or the like to perform various operations such as input.
As the operation unit 7, for example, a touch panel provided with a keyboard, a liquid crystal display panel, an EL display panel, or the like can be used. In this case, the operation unit 7 is a display unit that displays (notifies) various types of information. Also serves as (notification means).
The
さらに、制御部6は、例えば、演算部やメモリー等を内蔵するマイクロコンピュータやパーソナルコンピュータ等のコンピュータで構成されており、制御部6には、操作部7からの信号(入力)が、それぞれ、随時入力される。そして、制御部6は、操作部7からの信号等に基づき、予め設定されたプログラムに従って、プラズマ処理装置1の各部の作動(駆動)、例えば、駆動源33、レギュレータ53および搬送手段等の作動をそれぞれ制御する。
このようなプラズマ処理装置1では、制御部6が操作部7により入力されたワーク10の幅の大きさに応じて、処理面11のプラズマ処理を実行するように後述する駆動源33の作動を制御するよう構成されている。
Furthermore, the
In such a plasma processing apparatus 1, the operation of the
さて、本発明のプラズマ処理装置1では、第2の電極3は、ワーク設置部21の第1の電極2と反対側に位置し、その外周面がワーク設置部21に対面するように設置され、その中心軸を回動軸として回転可能な円筒状をなしている。そして、この第2の電極3は、その外周面に、周方向に沿って、有効電極領域31aの幅が変化している部分を有し、第2の電極3を、その中心軸を回動軸として回転させることにより、ワーク10の処理面11と対面する有効電極領域31aの幅Wが変化するよう構成されている。
Now, in the plasma processing apparatus 1 of the present invention, the second electrode 3 is located on the opposite side of the
本実施形態では、第2の電極3の外周面に形成された有効電極領域31aは、図2(a)に示すように、第2の電極3の外周面から、有効電極領域31aの幅が最大となっている位置で幅方向に切断して展開すると、辺311、辺312および辺313の三辺で構成され、辺312と辺313との長さが等しくなっている。すなわち、有効電極領域31aは、頂点314が第2の電極3の幅の中心に位置する二等辺三角形をなしている。
In the present embodiment, the
また、プラズマ処理装置1は、図1に示すように、第2の電極3を回転させ得る回動軸32と、回動軸32を回動駆動する駆動源33とを有している。
回動軸32は、その一端部が第2の電極3の端部に連結されており、その中心軸が第2の電極3の中心軸と一致するように設けられている。そして、回動軸32の他端部には、駆動源33が接続されている。そのため、第2の電極3は、駆動源33の作動により、その中心軸を回動軸として回転可能となっている。
As shown in FIG. 1, the plasma processing apparatus 1 includes a
One end of the
かかる構成のプラズマ処理装置1において、第2の電極3を中心軸の一方向に回転させると、ワーク10の処理面11と対面する有効電極領域31aは、図2に示す、辺311の位置から頂点314の位置まで変化することとなる。すなわち、処理面11と対面する有効電極領域31aの幅Wは、第2の電極3の幅からゼロ近傍となるまで、漸減または漸増して、連続的に変化することとなる。
In the plasma processing apparatus 1 having such a configuration, when the second electrode 3 is rotated in one direction of the central axis, the
ここで、本実施形態では、長方形状のワーク10の処理面11の幅の中心と、有効電極領域31aの幅の中心とが対応するように配置されている。さらに、前述したように、有効電極領域31aは、頂点314が第2の電極3の幅の中心に位置する二等辺三角形をなしていることから、処理面11に対面する有効電極領域31aの幅の中心は、辺311の中心315と頂点314とを結ぶ線分上に位置する。そのため、第2の電極3を回転させたとしても、処理面11に対面する有効電極領域31aの幅の中心は、第2の電極3の中心軸(回動軸)方向に変位しないこととなる。
そのため、本実施形態のように、ワーク10の処理面11が長方形状をなし、処理面11の幅が一定である場合には、第2の電極3を回転させた後、所定の位置で停止すると、ワーク10の処理面11と対面する有効電極領域31aの幅Wを、ワーク10の処理面11の幅に対応するように、第2の電極3を位置させることができる。
Here, in this embodiment, it arrange | positions so that the center of the width | variety of the
Therefore, as in the present embodiment, when the
そこで、ワーク10の処理面11と対面する有効電極領域31aの幅Wが、ワーク10の処理面11の幅に対応した状態で、処理面11と第2の電極3との間に処理ガスを供給し、第1の電極2と第2の電極3との間に高周波電圧を印加すると、高周波電圧の作用により、有効電極領域31aと処理面11との間でプラズマが発生する。このプラズマやプラズマ中のラジカルは、処理面11(ワーク10)と反応して反応生成物を生成する。そして、この反応生成物が気化等によって処理面11から脱離することにより、ワーク10が処理面11の幅に対応してエッチング加工が施される。
すなわち、非有効電極領域31bと処理面11との間でプラズマが発生することなく、有効電極領域31aと処理面11との間で優先的にプラズマが発生することから、ワーク10は、その処理面11の幅に対応してエッチング加工が施される。
Therefore, in the state where the width W of the
That is, since the plasma is preferentially generated between the
そして、処理面11の幅に対応してエッチング加工が施されているワーク10を、図1中のX軸方向(すなわち、ワーク10の幅方向とほぼ垂直をなす方向)に移動させると、処理面11が、その幅を維持した状態で長方形状にプラズマ処理されることとなる。その結果、ワーク10の処理面11の形状に対応して処理面11にプラズマ処理を施すことができる。
Then, when the
以上のように、本発明のプラズマ処理装置1によれば、第2の電極3を回転させるという比較的簡単な構成で、処理面11と対面する有効電極領域31aの幅Wを変化させることができることから、ワーク10に対する第2の電極3の位置合わせを、ワーク10の処理面11の幅に応じて、比較的容易に行うことができる。
また、ワーク10の幅に応じて、処理面11と対面する有効電極領域31aの幅Wを変化させる構成となっていることから、第1の電極2と有効電極領域31aとが対面している領域に、ワーク10の処理面11が存在しない部分が生じないことから、電力の無駄が生じてしまうのを確実に防止することができる。
As described above, according to the plasma processing apparatus 1 of the present invention, the width W of the
Moreover, since it becomes the structure which changes the width W of the effective electrode area |
上述したように、非有効電極領域31bにおいてプラズマが発生することなく、有効電極領域31aにおいて優先的にプラズマが発生する第2の電極3の構成としては、例えば、以下のような構成のものが挙げられる。
すなわち、第2の電極3としては、その外周面に、例えば、I)その外周面において、有効電極領域31aがそれ以外の部分である非有効電極領域31bに対して突出することにより、ワーク10の処理面11に対する距離が近くなるよう構成されているものや、II)その外周面において、有効電極領域31aが非有効電極領域31bよりも導電性が高くなるよう構成されているものが挙げられる。I)の構成とすることにより、有効電極領域31aおよび第1の電極2間の離間距離と、非有効電極領域31bおよび第1の電極2間の離間距離とに差が生じ、この離間距離の差に起因して、有効電極領域31aにおいて優先的にプラズマが発生することとなる。またII)の構成とすることにより、有効電極領域31aと非有効電極領域31bとの導電性の高さの差に起因して、有効電極領域31aにおいて優先的にプラズマが発生することとなる。
As described above, the configuration of the second electrode 3 that generates plasma preferentially in the
That is, as the second electrode 3, for example, I) The
具体的には、I)の構成の第2の電極3は、例えば、図2(a)に示すように、導電性を有する芯材316の外周面の有効電極領域31aとなる位置に対応するように、導電性を有する凸部317を形成することにより得ることができる。
また、II)の構成の第2の電極3は、例えば、図2(b)に示すように、導電性を有する芯材316の外周面の非有効電極領域31bとなる位置に対応するように、絶縁性材料で構成される凸部318を形成すること、すなわち有効電極領域31aから導電性を有する芯材316の外周面を露出させることにより得ることができる。
Specifically, the second electrode 3 having the configuration I) corresponds to a position to be an
Also, the second electrode 3 having the configuration II) corresponds to a position that becomes the
芯材316の構成材料としては、前述した第1の電極2の構成材料として挙げたものと同様のものを用いることができる。
また、凸部317の構成材料としても、第1の電極2の構成材料として挙げたものと同様のものを用いることができる。
さらに、凸部318の構成材料としては、絶縁性を有していればよく、特に限定されないが、例えば、セラミック(アルミナ)、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレートおよびポリイミド等の絶縁性に優れた絶縁性材料が挙げられる。
As the constituent material of the
Further, as the constituent material of the
Furthermore, the constituent material of the
また、凸部317の高さ(厚さ)は、凸部317の構成材料や芯材316の構成材料の種類等に応じて適宜設定されるが、例えば、1〜30mm程度であるのが好ましく、2〜12mm程度であるのがより好ましい。かかる範囲内に設定することにより、非有効電極領域31bにおいてプラズマを発生させることなく、有効電極領域31aにおいて確実にプラズマを発生させることができる。
Moreover, although the height (thickness) of the
凸部318の厚さも、凸部318の構成材料や芯材316の構成材料の種類等に応じて適宜設定されるが、例えば、1〜20mm程度であるのが好ましく、2〜6mm程度であるのがより好ましい。かかる範囲内に設定することにより、非有効電極領域31bにおいてプラズマを発生させることなく、有効電極領域31aにおいて確実にプラズマを発生させることができる。
なお、芯材316は、中空体で構成されていてもよいし、中実体で構成されていてもよい。
The thickness of the
In addition, the
また、有効電極領域31aの外周面は、有効電極領域31aにおいて優先的にプラズマが発生する範囲の厚さで、誘電体層(図示せず)で覆われているものであってもよい。かかる構成とすることにより、第2の電極3に火花放電が生じるのを防止することができる。その結果、火花放電により、プラズマ処理装置1に不具合が生じるのを防止することができる。
Further, the outer peripheral surface of the
誘電体層を構成する材料としては、できるだけ誘電率の高い材料であるのが好ましく、例えば、アルミナ、ジルコニアのような各種セラミックス材料や、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのような各種ガラス材料等が挙げられる。
また、誘電体層の厚さは、特に限定されないが、0.5〜10mm程度であるのが好ましく、1〜3mm程度であるのがより好ましい。
The material constituting the dielectric layer is preferably a material having a dielectric constant as high as possible. Examples thereof include various ceramic materials such as alumina and zirconia, and various glass materials such as quartz glass and borosilicate glass. It is done.
The thickness of the dielectric layer is not particularly limited, but is preferably about 0.5 to 10 mm, and more preferably about 1 to 3 mm.
なお、有効電極領域31aの形状は、上述した二等辺三角形に類似する形状をなしていても、上述のような作用・効果が同様に得られる。かかる形状は、具体的には、辺312および辺313の双方が、中心315と頂点314とを結ぶ線分に向かって同一の曲率半径で湾曲するものであってもよいし、これとは反対側に湾曲するものであってもよい。
なお、プラズマ処理装置1は、第1の電極2と有効電極領域31aとの離間距離を接近または離間させるように駆動する機能を有しているのが好ましい。プラズマ処理装置1をかかる機能を備えるものとすることにより、第1の電極2と有効電極領域31aとの離間距離を所望の大きさに設定できることから、第2の電極3の形状等に関係なく、第1の電極2と、処理面11と対面する有効電極領域31aとの間において、優先的にプラズマを発生させることができる。
Even if the
In addition, it is preferable that the plasma processing apparatus 1 has a function of driving so that the separation distance between the first electrode 2 and the
次に、上述したような構成のプラズマ処理装置1を用いてワーク10にエッチング加工を施す方法について説明する。
<1A> まず、操作者は、ワーク10の処理面11の幅の大きさ(広さ)等を、操作部7に入力する。これにより、処理面11の幅等のデータを記憶手段8に記録する。
<2A> 次に、操作者は、ワーク10を、その処理面11が上側になるようにして、第1の電極2に設けられたワーク設置部21に載置した後、プラズマ処理装置1を作動させる。
Next, a method for etching the
<1A> First, the operator inputs the width (width) of the
<2A> Next, the operator places the
<3A> プラズマ処理装置1が作動を開始すると、制御手段6は、記憶手段8が記憶しているワーク10の幅のデータに基づいて、まず、駆動源33を作動させて、図1に示すように、第2の電極3を回転させて、ワーク10の処理面11に対面する有効電極領域31aの幅Wを、ワーク10の処理面11の幅に対応させる。そして、処理面11に対面する有効電極領域31aの幅Wが、ワーク10の処理面11の幅に対応する位置で、制御手段6は、第2の電極3の回転を停止させる。
ここで、図1で示したワーク10の処理面11よりも、幅広の処理面11’を有するワーク10’を処理する場合には、図3に示すように、ワーク10’の処理面11’の幅に対応させるために、処理面11に対面する有効電極領域31aの幅Wが大きくなるように、第2の電極3を回転させた後、停止させる。
<3A> When the plasma processing apparatus 1 starts operating, the
Here, when processing a
<4A> 次に、制御手段6は、高周波電源41を作動させるとともに、スイッチ45を閉じる。この高周波電源41の作動により、第1の電極2と第2の電極3(処理面11と対面する有効電極領域31a)との間に高周波電圧が印加され、これらの間に電界が発生する。
また、このとき、制御手段6は、バルブ54を開き、レギュレータ53によりガスの流量を調整し、ガスボンベ52から処理ガス(エッチング用の処理ガス)を送出する。
これにより、ガスボンベ52から送出された処理ガスは、供給管55内を流れ、ワーク10の処理面11と第2の電極3との間に対応する位置で開口するノズル51から所定の流量で流出(噴出)する。これにより、処理ガスが、第2の電極3とワーク10との間に導入(供給)され、放電によって活性化されることによりプラズマが発生する。
<4A> Next, the control means 6 operates the high
At this time, the control means 6 opens the
Thereby, the processing gas sent from the
このプラズマは、電界が発生している部位、すなわち、処理面11と対面する有効電極領域31aと、ワーク10との間に発生する。そして、発生したプラズマ(活性化された処理ガス)は、有効電極領域31aと対面する領域に位置する処理面11に接触し、その処理面11がエッチングされる。
このとき、処理ガスの供給量は、レギュレータ53により、ワークの処理面と対面する有効電極領域31aの幅に応じて調整されている。すなわち、レギュレータ53は、図1のように、図3で示した場合と比較して有効電極領域31aの幅Wが小さくなっている場合では、処理ガスの供給量を少なく設定する。このように、有効電極領域31aの幅に応じて処理ガスの供給量を調整する(変化させる)構成とすることにより、過剰な量の処理ガスを供給することなく、処理面11と有効電極領域31aとの間に、プラズマを確実に発生させることができる。その結果、無駄となる処理ガス量の削減を図ることができる。
This plasma is generated between a portion where an electric field is generated, that is, an
At this time, the supply amount of the processing gas is adjusted by the
<5A> 次に、制御手段6は、搬送手段を作動させることにより、第1の電極2を図1中のX軸方向に移動させる。これにより、第1の電極2上に載置されたワーク10も、X軸方向、すなわちワーク10の幅方向とほぼ垂直をなす方向に移動することとなる。その結果、前記工程<4A>において、処理面11と有効電極領域31aとの間に発生したプラズマにより、有効電極領域31aの幅Wすなわち処理面11の幅でX軸方向に向かって、順次、処理面11がプラズマによりエッチングされることとなる。このように、搬送手段によりワーク10を移動させる構成とすることにより、処理面11の全面にわたってプラズマ処理を施すことができるようになる。
<6A> 次に、処理面11の全面にプラズマ処理が施された時点で、制御手段6は、搬送手段、電源回路4およびガス供給部5の作動を停止させる。その後、操作者は、ワーク10をワーク設置部21から取り外す。
以上のような工程を経て、ワーク10の処理面11のエッチングが行われる。
<5A> Next, the control means 6 moves the 1st electrode 2 to the X-axis direction in FIG. 1 by operating a conveyance means. As a result, the
<6A> Next, when the plasma processing is performed on the
Through the steps as described above, the
このようなプラズマ処理装置1によれば、第2の電極3を回転させるという比較的簡単な構成で、処理面11と対面する有効電極領域31aの幅Wを変化させることができることから、ワーク10に対する第2の電極3の位置合わせを、ワーク10の処理面11の幅に応じて、比較的容易に行うことができる。
また、ワーク10の幅に応じて、処理面11と対面する有効電極領域31aの幅Wを変化させる構成となっていることから、第1の電極2と有効電極領域31aとが対面している領域に、ワーク10の処理面11が存在しない部分が生じないことから、電力の無駄が生じてしまうのを確実に防止することができる。
なお、本実施形態では、ワーク10のほぼ全面が処理面11で構成される場合について説明したが、このような場合に限定されず、ワーク10は、その上面の一部が四角形状の処理面11で構成されるものであってもよい。かかる構成のワーク10のであっても、前記と同様にして、処理面11に対してプラズマ処理を施すことができる。
According to the plasma processing apparatus 1, the width W of the
Moreover, since it becomes the structure which changes the width W of the effective electrode area |
In the present embodiment, the case where almost the entire surface of the
<第2実施形態>
次に、本発明のプラズマ処理装置の第2実施形態について説明する。
図4は、本発明のプラズマ処理装置の第2実施形態を模式的に示す斜視図(一部ブロック図を含む)である。なお、以下の説明では、図4中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the plasma processing apparatus of the present invention will be described.
FIG. 4 is a perspective view (including a partial block diagram) schematically showing a second embodiment of the plasma processing apparatus of the present invention. In the following description, the upper side in FIG. 4 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
以下、第2実施形態について説明するが、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態のプラズマ処理装置は、処理するワークの形状が円形であることにより、第2の電極3が異なる動作をすること以外は、前記第1実施形態とほぼ同様である。
本実施形態では、長方形状をなすワーク10に代えて、円形状のワーク10’’がワーク設置部21に載置されており、以下、この円形状のワーク10’’の上面の全面すなわち円形状の処理面11’’を、プラズマ処理装置1を用いてエッチング加工を施す方法について説明する。
Hereinafter, although the second embodiment will be described, the description will focus on the differences from the first embodiment, and the description of the same matters will be omitted.
The plasma processing apparatus of this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment except that the second electrode 3 performs a different operation due to the circular shape of the workpiece to be processed.
In the present embodiment, instead of the
<1B> まず、操作者は、ワーク10’’の処理面11’’の半径の大きさ等を、操作部7に入力する。これにより、処理面11’’の半径等のデータを記憶手段8に記録する。
<2B> 次に、操作者は、ワーク10’’を、その処理面11’’が上側になるようにして、第1の電極2に設けられたワーク設置部21に載置した後、プラズマ処理装置1を作動させる。
<1B> First, the operator inputs, for example, the size of the radius of the
<2B> Next, the operator places the
<3B> プラズマ処理装置1が作動を開始すると、制御手段6は、まず、搬送手段を作動させて、処理面11’’の一端部が、有効電極領域31aに対面する位置までワーク10’’を移動させた後、停止させる。そして、制御手段6は、駆動源33を作動させて、処理面11’’に対面する有効電極領域31aの幅Wが、ゼロ近傍となる位置、すなわち処理面11’’に頂点314が対面する位置で、第2の電極3の回転を停止させる。
<4B> 次に、前記工程<4A>と同様にすることにより、制御手段6は、電源回路4およびガス供給部5を作動させて、頂点314と処理面11’’との間にプラズマを発生させる。これにより、頂点314と対面する処理面11’’の一端部がエッチングされる。
<3B> When the plasma processing apparatus 1 starts to operate, the
<4B> Next, the control means 6 operates the power supply circuit 4 and the
<5B> 次に、制御手段6は、搬送手段を作動させることにより、第1の電極2を図4中のX軸方向に移動させる。これにより、第1の電極2上に載置されたワーク10’’も、X軸方向、すなわちワーク10’’の幅方向とほぼ垂直をなす方向に移動する。
この移動にともなって、第2の電極3(有効電極領域31a)と対面する処理面11の幅の大きさは、処理面11’’の一端部と対面してからその幅の大きさが直径と一致するまでの間では漸増し、その幅の大きさが直径と一致してからその他端部と対面するまでの間では漸減することとなる。
そのため、有効電極領域31aと対面する処理面11’’の幅が変化するにも拘わらず、処理面11’’の全面にプラズマ処理を施すには、処理面11’’の幅が漸増または漸減するに伴って、これに対応するように、有効電極領域31aの幅を漸増または漸減させる必要がある。
<5B> Next, the control means 6 moves the 1st electrode 2 to the X-axis direction in FIG. 4 by operating a conveyance means. As a result, the
Along with this movement, the width of the
Therefore, in order to perform plasma processing on the entire surface of the
そこで、本実施形態のプラズマ発生装置1では、制御手段6は、駆動源33を作動させて、有効電極領域31aが処理面11’’の一端部と対面してから、対面する処理面11’の幅の大きさが直径と一致するまでの間、処理面11’’と対面する有効電極領域31aの幅Wが漸増するように、図4中矢印Aで示す方向に、第2の電極3を回転させるよう構成されている。そして、制御手段6は、有効電極領域31aが対面する処理面11’の幅の大きさが直径と一致してから、処理面11’’の他端部と対面するまでの間、処理面11’’と対面する有効電極領域31aの幅Wが漸減するように、図4中矢印Bで示す方向に、第2の電極3を回転させるよう構成されている。すなわち、制御手段6は、第2の電極3を回転させることにより、有効電極領域31aの幅Wを、ワーク10’’の処理面11’’の幅に対応させるよう構成されている。
Therefore, in the plasma generating apparatus 1 of the present embodiment, the control means 6 operates the
かかる構成とすることにより、処理面11’’と有効電極領域31aとの間に発生するプラズマは、処理面11’’の幅の大きさに対応して発生することとなる。その結果、有効電極領域31aの幅Wすなわち処理面11’’の幅でX軸方向に向かって、順次、処理面11’’をプラズマによりエッチングすることができることから、処理面11’’の全面にわたってプラズマ処理を施すことができる。
With such a configuration, plasma generated between the
ところで、本実施形態のように、処理面11’と対面する有効電極領域31aの幅Wの大きさが変化する構成とすると、第1の電極2と第2の電極3(有効電極領域31a)との間の電力密度の大きさが変化する。このように電力密度の大きさが変化した状態で、被処理面11’’にプラズマ処理を施すと、処理面11’’のエッチングにムラが生じることとなる。
そのため、第1の電極2と第2の電極3との間の電力密度の大きさが変化する場合には、この電力密度の大きさの変化を緩和するような構成とするのが好ましい。これにより、処理面11’’のエッチングレートに差が生じるのが抑制され、その結果、処理面11’’のエッチング(処理)のムラが緩和される。
By the way, when it is set as the structure from which the magnitude | size of the width W of the effective electrode area |
Therefore, when the power density between the first electrode 2 and the second electrode 3 changes, it is preferable to reduce the power density. Thereby, it is possible to suppress a difference in the etching rate of the
この電力密度の大きさの変化を緩和する方法としては、特に限定されないが、例えば、ワーク10の第2の電極3に対する相対移動速度を調整する方法が挙げられる。具体的には、本実施形態では、有効電極領域31aが処理面11’’の一端部と対面してから、対面する処理面11’の幅の大きさが直径と一致するまでの間のように、処理面11’’と対面する有効電極領域31aの幅Wが漸増する場合には、ワーク10の移動速度を減速するように構成する。そして、有効電極領域31aが対面する処理面11’の幅の大きさが直径と一致してから、処理面11’’の他端部と対面するまでの間のように、処理面11’’と対面する有効電極領域31aの幅Wが漸減する場合には、ワーク10の移動速度を加速するように構成すればよい。
The method for reducing the change in the magnitude of the power density is not particularly limited. For example, a method of adjusting the relative movement speed of the
その他、電力密度の大きさの変化を緩和する方法としては、例えば、電源回路4により第1の電極2と第2の電極3との間に印加される電力の大きさを調整する方法が挙げられる。具体的には、本実施形態では、有効電極領域31aが処理面11’’の一端部と対面してから、対面する処理面11’の幅の大きさが直径と一致するまでの間のように、処理面11’’と対面する有効電極領域31aの幅Wが漸増する場合には、高周波電源41により印加される電力の大きさが漸増するように構成する。そして、有効電極領域31aが対面する処理面11’の幅の大きさが直径と一致してから、処理面11’’の他端部と対面するまでの間のように、処理面11’’と対面する有効電極領域31aの幅Wが漸減する場合には、高周波電源41により印加される電力の大きさが漸減するように構成すればよい。
In addition, as a method of reducing the change in the magnitude of the power density, for example, a method of adjusting the magnitude of the power applied between the first electrode 2 and the second electrode 3 by the power supply circuit 4 can be given. It is done. Specifically, in the present embodiment, the
<6B> 次に、処理面11’’の全面にプラズマ処理が施された時点で、制御手段6は、搬送手段、電源回路4およびガス供給部5の作動を停止させる。その後、操作者は、ワーク10’’をワーク設置部21から取り外す。
<6B> Next, when the plasma processing is performed on the
以上のような工程を経て、円形状のワーク10’’の処理面11’’のエッチングが行われる。
以上のような構成とすることにより、本実施形態のプラズマ処理装置1は、円形状の処理面11’’に対してプラズマ処理を施すことができ、前記第1実施形態のプラズマ処理装置1と同様の作用・効果を得ることができる。
なお、本実施形態では、有効電極領域31aの形状が二等辺三角形をなす場合について説明したが、このような場合の他、ワーク10’’の処理面11’’の形状に対応するように形成されていてもよい。かかる構成とする場合、ワーク10’’の移動および第2の電極3の回転を、それぞれの形状が対応するようにして行うことにより、処理面11’’の全面にプラズマ処理を施すことができ、上述のような作用・効果が同様に得られる。
以上、本発明のプラズマ処理装置について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、プラズマ処理装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成と置換することができ、または、任意の構成のものを付加することもできる。
Through the steps as described above, the processing surface 11 '' of the circular workpiece 10 '' is etched.
With the configuration as described above, the plasma processing apparatus 1 of the present embodiment can perform plasma processing on the circular processing surface 11 '', and the plasma processing apparatus 1 of the first embodiment Similar actions and effects can be obtained.
In the present embodiment, the case where the shape of the
As mentioned above, although the plasma processing apparatus of this invention was demonstrated based on embodiment of illustration, this invention is not limited to this, Each part which comprises a plasma processing apparatus can exhibit the same function. Any configuration can be substituted, or any configuration can be added.
1……プラズマ処理装置 2……第1の電極 21……ワーク設置部 3……第2の電極 31a……有効電極領域 31b……非有効電極領域 311、312、313……辺 314……頂点 315……中心 316……芯材 317、318……凸部 32……回動軸 33……駆動源 4……電源回路 41……高周波電源 42、43……配線 44……整合器 45……スイッチ 5……ガス供給部 51……ノズル 52……ガスボンベ 53……レギュレータ 54……バルブ 55……供給管 6……制御手段 7……操作部 8……記憶手段 10、10’、10’’……ワーク 11、11’、11’’……処理面 102……第1の電極 103……第2の電極 110、110’……ワーク W……幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plasma processing apparatus 2 ...
Claims (13)
第1の電極と、
前記ワーク設置部の前記第1の電極の対向側に位置し、外周面が前記ワーク設置部に設置されたワークの処理面に対面するように設置され、中心軸を回動軸として回転可能な円筒状の第2の電極と、
前記第2の電極と前記ワークとの間隙にプラズマを生成するための処理ガスを供給するガス供給手段と、
前記間隙に供給された処理ガスがプラズマ化するように前記第1の電極と前記第2の電極との間に高周波電圧を印加する電源を備えた電源回路とを有し、
発生したプラズマにより、前記ワークの処理面を処理するプラズマ処理装置であって、
前記第2の電極は、前記外周面に、周方向に沿って、有効電極領域の幅が変化している部分を有し、
当該第2の電極の前記中心軸を回動軸として回転させることにより、前記ワークの処理面と対面する前記有効電極領域の幅が変化するよう構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。 A work installation section for installing the work;
A first electrode;
It is located on the side opposite to the first electrode of the workpiece installation section, and is installed so that the outer peripheral surface faces the processing surface of the workpiece installed in the workpiece installation section, and is rotatable about the central axis as a rotation axis A cylindrical second electrode;
Gas supply means for supplying a processing gas for generating plasma in a gap between the second electrode and the workpiece;
A power supply circuit having a power supply for applying a high frequency voltage between the first electrode and the second electrode so that the processing gas supplied to the gap is turned into plasma,
A plasma processing apparatus for processing a processing surface of the workpiece with generated plasma,
The second electrode has a portion in which the width of the effective electrode region is changed along the circumferential direction on the outer peripheral surface,
A plasma processing apparatus configured to change the width of the effective electrode region facing the processing surface of the workpiece by rotating the central axis of the second electrode as a rotation axis.
前記制御手段により、前記第2の電極を回転させつつ、前記ワークの処理面と対面する前記有効電極領域の幅を前記ワークの処理面の幅に対応させて、前記ワークの処理面を処理する請求項8に記載のプラズマ処理装置。 When processing the workpiece, the width of the processing surface of the workpiece changes relative to the second electrode,
While the second electrode is rotated by the control means, the width of the effective electrode area facing the processing surface of the workpiece is made to correspond to the width of the processing surface of the workpiece, and the processing surface of the workpiece is processed. The plasma processing apparatus according to claim 8.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015093248A (en) * | 2013-11-12 | 2015-05-18 | 株式会社リコー | Property modification device, image formation device, image formation system and printed matter manufacturing method |
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2006
- 2006-12-13 JP JP2006335370A patent/JP2008147106A/en not_active Withdrawn
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