JP2837993B2 - プラズマ処理方法およびその装置 - Google Patents
プラズマ処理方法およびその装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、プラズマ処理方法、
および、この方法の実施に用いるプラズマ処理装置に関
する。
および、この方法の実施に用いるプラズマ処理装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマを利用する被処理物の処理方法
が従来より様々な分野で応用されている。特に、プラズ
マが反応用ガスの導入を伴う反応性プラズマである場
合、薄膜形成や表面改質など効果的な利用が可能になる
ため、非常に有用である。ただ、従来のプラズマ処理方
法は、０．１〜１０Torrの低圧下でのグロー放電プラズ
マによる処理であるために、低圧雰囲気の形成・制御が
行える装備が必要であり、、大面積処理も難しく、結果
的に製造コストも高い。
が従来より様々な分野で応用されている。特に、プラズ
マが反応用ガスの導入を伴う反応性プラズマである場
合、薄膜形成や表面改質など効果的な利用が可能になる
ため、非常に有用である。ただ、従来のプラズマ処理方
法は、０．１〜１０Torrの低圧下でのグロー放電プラズ
マによる処理であるために、低圧雰囲気の形成・制御が
行える装備が必要であり、、大面積処理も難しく、結果
的に製造コストも高い。
【０００３】そこで、低圧下ではなく大気圧付近の圧力
下で生起したグロー放電プラズマを用いて処理を行う方
法が提案されている（特開平１−３０６５６９号公報、
特開平２−１５１７１号公報）。これらの方法は、低圧
雰囲気の形成・制御用の装備が不要であるため、大面積
処理の実現や製造コストの低減が期待できるのである
が、下記の問題がある。
下で生起したグロー放電プラズマを用いて処理を行う方
法が提案されている（特開平１−３０６５６９号公報、
特開平２−１５１７１号公報）。これらの方法は、低圧
雰囲気の形成・制御用の装備が不要であるため、大面積
処理の実現や製造コストの低減が期待できるのである
が、下記の問題がある。
【０００４】プラズマ自体が不均一であり、均一な処理
が出来ないという問題があるのである。例えば、被処理
物の置く位置によって処理の程度が異なったり、大面積
処理の場合、全面に均一な処理が出来なかったりするの
である。つまり、従来の大気圧付近でのグロー放電プラ
ズマを用いる場合、図６，７にみるように、ガスが、誘
電体１１９が前にある上電極１１１と下電極１１２の間
に設置された環状管１１３の長手方向に沿って順に開け
られた孔１１４から吹き出されるのであるが、孔１１４
とガス供給管１１５からの距離が各孔１１４ごとで違っ
ており、ガスの吹き出し圧力が一定せず、導入するガス
の圧力が位置によって違って不均一となるため均一なプ
ラズマにならないのである。プラズマが揺らぎ、グロー
放電に筋が出た不均一な状態になり、被処理物１１６の
置く位置によって処理程度が違うなどの不都合が起こる
のである。
が出来ないという問題があるのである。例えば、被処理
物の置く位置によって処理の程度が異なったり、大面積
処理の場合、全面に均一な処理が出来なかったりするの
である。つまり、従来の大気圧付近でのグロー放電プラ
ズマを用いる場合、図６，７にみるように、ガスが、誘
電体１１９が前にある上電極１１１と下電極１１２の間
に設置された環状管１１３の長手方向に沿って順に開け
られた孔１１４から吹き出されるのであるが、孔１１４
とガス供給管１１５からの距離が各孔１１４ごとで違っ
ており、ガスの吹き出し圧力が一定せず、導入するガス
の圧力が位置によって違って不均一となるため均一なプ
ラズマにならないのである。プラズマが揺らぎ、グロー
放電に筋が出た不均一な状態になり、被処理物１１６の
置く位置によって処理程度が違うなどの不都合が起こる
のである。
【０００５】この導入されるガスの圧力の不均一を改善
するために、図８にみるように、上電極１１１に多数の
通気孔１２０を設け、この通気孔１２０よりガスを導入
するようにすることが提案されている（特開昭５６−１
６９１１６号公報、特開平２−５０９６９号公報）。し
かし、この改善策でも未だ十分ではない。被処理物では
通気孔の真下となる位置とそれ以外の位置とでは処理の
程度に顕著な差が出る。その結果、例えば、図９に示す
上電極１１１の通気孔１２０のバターンと同じパターン
の斑点１１７が、図１０にみるように、被処理物１１６
の表面に生じてしまうことになる。これは、通気孔の真
下に出来るガスの噴出経路とそれ以外の所ではプラズマ
密度（イオンやラジカルの濃度）が異なることと、通気
孔より噴出したガスが被処理物の表面に直に当たること
に起因している。ガスの噴出経路とそれ以外の所ではプ
ラズマ密度に差があって、図１１にみるようにグロー放
電の縦縞１１９となってあらわれる。
するために、図８にみるように、上電極１１１に多数の
通気孔１２０を設け、この通気孔１２０よりガスを導入
するようにすることが提案されている（特開昭５６−１
６９１１６号公報、特開平２−５０９６９号公報）。し
かし、この改善策でも未だ十分ではない。被処理物では
通気孔の真下となる位置とそれ以外の位置とでは処理の
程度に顕著な差が出る。その結果、例えば、図９に示す
上電極１１１の通気孔１２０のバターンと同じパターン
の斑点１１７が、図１０にみるように、被処理物１１６
の表面に生じてしまうことになる。これは、通気孔の真
下に出来るガスの噴出経路とそれ以外の所ではプラズマ
密度（イオンやラジカルの濃度）が異なることと、通気
孔より噴出したガスが被処理物の表面に直に当たること
に起因している。ガスの噴出経路とそれ以外の所ではプ
ラズマ密度に差があって、図１１にみるようにグロー放
電の縦縞１１９となってあらわれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記事情
に鑑み、低圧雰囲気の形成・制御用の装備が不要であ
り、処理の不均一が解消でき、適切な大面積処理と製造
コストの低減が実現できるプラズマ処理方法とこれを実
施する装置を提供することを課題とする。
に鑑み、低圧雰囲気の形成・制御用の装備が不要であ
り、処理の不均一が解消でき、適切な大面積処理と製造
コストの低減が実現できるプラズマ処理方法とこれを実
施する装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明にかかるプラズマ処理方法は、対向して設
置された一対の電極の間に大気圧付近の圧力下で生起さ
せられたプラズマであって、前記電極の少なくとも一方
の電極の他方の電極に臨む面に開口した通気孔からのガ
ス導入を伴うプラズマにより、被処理物の表面を処理す
るプラズマ処理方法において、前記通気孔が開口する面
の上に多孔質体を設けておき、通気孔からのガスが前記
多孔質体を通ってプラズマに入るようにしており、ま
た、この方法を実施する装置は、所定の距離を隔てて対
向配置された一対の電極を備えており、前記電極の少な
くとも一方の電極の他方の電極に臨む面には多数の通気
孔が開口していて、両電極の間に大気圧付近の圧力下で
生起させられ前記通気孔からのガス導入を伴うプラズマ
で被処理物を処理するようになっているプラズマ処理装
置において、前記通気孔が開口する面の上に多孔質体が
設けられていて、前記通気孔からのガスが多孔質体を通
ってプラズマに入る構成にしている。
め、この発明にかかるプラズマ処理方法は、対向して設
置された一対の電極の間に大気圧付近の圧力下で生起さ
せられたプラズマであって、前記電極の少なくとも一方
の電極の他方の電極に臨む面に開口した通気孔からのガ
ス導入を伴うプラズマにより、被処理物の表面を処理す
るプラズマ処理方法において、前記通気孔が開口する面
の上に多孔質体を設けておき、通気孔からのガスが前記
多孔質体を通ってプラズマに入るようにしており、ま
た、この方法を実施する装置は、所定の距離を隔てて対
向配置された一対の電極を備えており、前記電極の少な
くとも一方の電極の他方の電極に臨む面には多数の通気
孔が開口していて、両電極の間に大気圧付近の圧力下で
生起させられ前記通気孔からのガス導入を伴うプラズマ
で被処理物を処理するようになっているプラズマ処理装
置において、前記通気孔が開口する面の上に多孔質体が
設けられていて、前記通気孔からのガスが多孔質体を通
ってプラズマに入る構成にしている。
【０００８】以下、この発明を具体的に説明する。この
発明におけるプラズマの種類としては、大気圧付近の圧
力下、プラズマ生起用ガス中でのグロー放電の発生に伴
って生起するグロー放電プラズマが挙げられる。大気圧
付近の圧力としては、普通は、２００〜１５００mmＨｇ
の範囲の圧力であり、好ましくは５００〜１０００mmＨ
ｇ、より好ましくは７００〜８５０mmＨｇの範囲の圧力
である。２００mmＨｇを下回ったり、１５００mmＨｇを
越えると、大気との圧力差が増すため、大気圧付近の圧
力であることに起因する利点が薄れてくる。具体的に
は、２００mmＨｇ未満だと反応槽を気密なものにしない
と空気が流入し処理できないという不都合が生じるし、
１５００mmＨｇを越えるとプラズマが不安定になり易い
という不都合が生じる。
発明におけるプラズマの種類としては、大気圧付近の圧
力下、プラズマ生起用ガス中でのグロー放電の発生に伴
って生起するグロー放電プラズマが挙げられる。大気圧
付近の圧力としては、普通は、２００〜１５００mmＨｇ
の範囲の圧力であり、好ましくは５００〜１０００mmＨ
ｇ、より好ましくは７００〜８５０mmＨｇの範囲の圧力
である。２００mmＨｇを下回ったり、１５００mmＨｇを
越えると、大気との圧力差が増すため、大気圧付近の圧
力であることに起因する利点が薄れてくる。具体的に
は、２００mmＨｇ未満だと反応槽を気密なものにしない
と空気が流入し処理できないという不都合が生じるし、
１５００mmＨｇを越えるとプラズマが不安定になり易い
という不都合が生じる。
【０００９】プラズマに導入されるガスは、プラズマ生
起の容易なヘリウムガスが挙げられる。プラズマが反応
性プラズマである場合には、プラズマに反応用ガスが導
入されるのであるが、反応用ガスとしては、酸素ガス、
４フッ化炭素（ＣＦ4 ）ガス、水素ガス、アルゴンガス
（Ａｒ）、窒素ガス（Ｎ2 ）、反応性モノマーなどのガ
スが挙げられ、普通は、前記ヘリウムガスに混合された
形で導入される。ヘリウムガスがキャリアガスの働きを
するのである。この場合は、ヘリウムガスのペニング効
果で混合するガスのプラズマ化が促され、ヘリウムガス
の準安定状態のエネルギーが他のガスに比べて非常に高
く（約２０ｅｖ）てライフタイムが非常に長いため、大
気圧下でもプラズマが安定し、処理を円滑に進められ
る。
起の容易なヘリウムガスが挙げられる。プラズマが反応
性プラズマである場合には、プラズマに反応用ガスが導
入されるのであるが、反応用ガスとしては、酸素ガス、
４フッ化炭素（ＣＦ4 ）ガス、水素ガス、アルゴンガス
（Ａｒ）、窒素ガス（Ｎ2 ）、反応性モノマーなどのガ
スが挙げられ、普通は、前記ヘリウムガスに混合された
形で導入される。ヘリウムガスがキャリアガスの働きを
するのである。この場合は、ヘリウムガスのペニング効
果で混合するガスのプラズマ化が促され、ヘリウムガス
の準安定状態のエネルギーが他のガスに比べて非常に高
く（約２０ｅｖ）てライフタイムが非常に長いため、大
気圧下でもプラズマが安定し、処理を円滑に進められ
る。
【００１０】反応用ガスである混合ガスでのヘリウムガ
スと他のガスの混合割合は、普通、体積比で９９．８：
０．２〜７５：２５程度の範囲とするが、この範囲に限
らない。この発明における多孔質体としては、多孔質ガ
ラス、多孔質セラミックス、フィルター用に使われるガ
ラス繊維集合体、高分子繊維集合体などの誘電体材から
なる多孔質体（多孔質誘電体）が挙げられる。多孔質体
が誘電体材の場合は生起するグロー放電を広げる作用が
あるために好ましいが、多孔質体は金属材からなる多孔
質金属体であってもよい。多孔質体の厚みは、普通、
０．５〜１５ｍｍ程度である。
スと他のガスの混合割合は、普通、体積比で９９．８：
０．２〜７５：２５程度の範囲とするが、この範囲に限
らない。この発明における多孔質体としては、多孔質ガ
ラス、多孔質セラミックス、フィルター用に使われるガ
ラス繊維集合体、高分子繊維集合体などの誘電体材から
なる多孔質体（多孔質誘電体）が挙げられる。多孔質体
が誘電体材の場合は生起するグロー放電を広げる作用が
あるために好ましいが、多孔質体は金属材からなる多孔
質金属体であってもよい。多孔質体の厚みは、普通、
０．５〜１５ｍｍ程度である。
【００１１】これらの多孔質体では極めて多数の微細孔
があってガス透過性が備わっており、誘電体表面では各
微細孔がランダムな方向に向いて開口した状態となって
いる。そのため、透過したガスは表面全体から特定の方
向に余り偏らずに吹き出すことになる。この多孔質体に
おける微細孔の平均孔径は５００μｍ以下が好ましい。
５００μｍを超すと導入するガスの流れが全体に分散し
均一化させる作用が弱くなり、均一なプラズマ形成が困
難になる傾向が出てくるからである。ただ、平均孔径が
余り小さいと過大な圧力損失で多孔質体が破損したり、
適当なガス流量が確保するのが難しくなったりするた
め、平均孔径は０．２μｍ未満にはならないことが望ま
れる。
があってガス透過性が備わっており、誘電体表面では各
微細孔がランダムな方向に向いて開口した状態となって
いる。そのため、透過したガスは表面全体から特定の方
向に余り偏らずに吹き出すことになる。この多孔質体に
おける微細孔の平均孔径は５００μｍ以下が好ましい。
５００μｍを超すと導入するガスの流れが全体に分散し
均一化させる作用が弱くなり、均一なプラズマ形成が困
難になる傾向が出てくるからである。ただ、平均孔径が
余り小さいと過大な圧力損失で多孔質体が破損したり、
適当なガス流量が確保するのが難しくなったりするた
め、平均孔径は０．２μｍ未満にはならないことが望ま
れる。
【００１２】続いて、この発明のプラズマ処理方法を実
施する装置を図面を参照しながら説明する。図１に示す
プラズマ処理装置は、反応槽１を備え、この槽壁にはガ
ス導入口１１およびガス排出口１２が設けられており、
槽内には上部電極２と下部電極３の二つの平板状電極が
所定距離を隔てて対面するようにして平行に設置されて
いる。下部電極３の表面には固体誘電体６が置かれてい
る。上部電極２は交流電源５の出力に接続され、下部電
極３は接地されている。
施する装置を図面を参照しながら説明する。図１に示す
プラズマ処理装置は、反応槽１を備え、この槽壁にはガ
ス導入口１１およびガス排出口１２が設けられており、
槽内には上部電極２と下部電極３の二つの平板状電極が
所定距離を隔てて対面するようにして平行に設置されて
いる。下部電極３の表面には固体誘電体６が置かれてい
る。上部電極２は交流電源５の出力に接続され、下部電
極３は接地されている。
【００１３】上部電極２の内部には流路１５が設けられ
ているとともに上部電極２の下部電極３に臨む面には多
数の通気孔１６が開口している。そして、この上部電極
２の通気孔１６が開口する面の上には多孔質体としての
多孔質誘電体２０が配置されている。その結果、ガス流
入口１１から入ったガスは通気孔１６から多孔質誘電体
２０を透過してプラズマに導入されることになる。な
お、下部電極３の内部にはヒータ１９が設けられてお
り、被処理物４の温度を自由に調節できるようになって
いる。この装置の場合、上部電極２が多数の通気孔を設
けた前面板２ａとガス流路１５用の裏面板２ｂとからな
る。
ているとともに上部電極２の下部電極３に臨む面には多
数の通気孔１６が開口している。そして、この上部電極
２の通気孔１６が開口する面の上には多孔質体としての
多孔質誘電体２０が配置されている。その結果、ガス流
入口１１から入ったガスは通気孔１６から多孔質誘電体
２０を透過してプラズマに導入されることになる。な
お、下部電極３の内部にはヒータ１９が設けられてお
り、被処理物４の温度を自由に調節できるようになって
いる。この装置の場合、上部電極２が多数の通気孔を設
けた前面板２ａとガス流路１５用の裏面板２ｂとからな
る。
【００１４】処理の際には、まず、プラズマ生起ガスと
キャリアガスを兼ねるヘリウムガスをガス流入口１１か
ら導入するとともに交流電源５を稼働して交流電力の供
給を開始する。そうすると、電極２，３の間にグロー放
電が発生してプラズマが生起するので、その後、反応に
あずかる適当な種類の反応用ガスをヘリウムガスに混入
する。そうすると、反応用ガスはヘリウムガスと共に通
気孔１６から多孔質誘電体２０を透過してプラズマに導
入されるため、プラズマは反応性プラズマとなる。この
反応性プラズマで被処理物４の表面処理等を行うように
する。
キャリアガスを兼ねるヘリウムガスをガス流入口１１か
ら導入するとともに交流電源５を稼働して交流電力の供
給を開始する。そうすると、電極２，３の間にグロー放
電が発生してプラズマが生起するので、その後、反応に
あずかる適当な種類の反応用ガスをヘリウムガスに混入
する。そうすると、反応用ガスはヘリウムガスと共に通
気孔１６から多孔質誘電体２０を透過してプラズマに導
入されるため、プラズマは反応性プラズマとなる。この
反応性プラズマで被処理物４の表面処理等を行うように
する。
【００１５】また、図２は、この発明にかかる他のプラ
ズマ処理装置をあらわす。この装置は連続処理に適して
いる。なお、図２において、図１と同じ番号を付けたも
のは図１の装置と同じものであるため、説明は省略す
る。図２のプラズマ処理装置は、反応槽１内を通るベル
トコンベア５０を備えており、被処理物４はコンベア５
０に乗せられて上部電極２と下部電極３の間に搬入さ
れ、処理の後、やはり、コンベア５０に乗せられて搬出
されると同時に次の被処理物４が上部電極２と下部電極
３の間に搬入されるようになっている。ボンベ５１，５
２のヘリウムガスや反応用ガスが必要に応じて混合器５
３で混合され配管５４で送り込まれる。
ズマ処理装置をあらわす。この装置は連続処理に適して
いる。なお、図２において、図１と同じ番号を付けたも
のは図１の装置と同じものであるため、説明は省略す
る。図２のプラズマ処理装置は、反応槽１内を通るベル
トコンベア５０を備えており、被処理物４はコンベア５
０に乗せられて上部電極２と下部電極３の間に搬入さ
れ、処理の後、やはり、コンベア５０に乗せられて搬出
されると同時に次の被処理物４が上部電極２と下部電極
３の間に搬入されるようになっている。ボンベ５１，５
２のヘリウムガスや反応用ガスが必要に応じて混合器５
３で混合され配管５４で送り込まれる。
【００１６】なお、使用される交流電源５の周波数は、
特に限定されるものではないが、通常、１００Hz〜２０
ＭHz程度である。周波数が高いほど処理時間が短くてす
むが、被処理物４の加熱作用が強まるため、冷却の必要
性が出てきたりもする。
特に限定されるものではないが、通常、１００Hz〜２０
ＭHz程度である。周波数が高いほど処理時間が短くてす
むが、被処理物４の加熱作用が強まるため、冷却の必要
性が出てきたりもする。
【００１７】
【作用】この発明の場合、処理用プラズマが大気圧付近
の圧力下で生起させられたプラズマ（大気圧プラズマ）
であるため、低圧雰囲気の形成・制御用の装備が不要で
あり、大面積処理の実現および製造コストの低減が図り
易い。プラズマが存在する処理空間が大気圧付近の圧力
である場合、処理空間を広く採り易くて、一度に広い面
積を処理するのに適するだけでなく、被処理物の処理空
間への搬入および処理空間からの搬出が簡単かつ迅速に
行えるようになり、連続処理も容易となる。また、被処
理物として、揮発成分を含んだものや低融点物を扱うこ
とも可能となる。
の圧力下で生起させられたプラズマ（大気圧プラズマ）
であるため、低圧雰囲気の形成・制御用の装備が不要で
あり、大面積処理の実現および製造コストの低減が図り
易い。プラズマが存在する処理空間が大気圧付近の圧力
である場合、処理空間を広く採り易くて、一度に広い面
積を処理するのに適するだけでなく、被処理物の処理空
間への搬入および処理空間からの搬出が簡単かつ迅速に
行えるようになり、連続処理も容易となる。また、被処
理物として、揮発成分を含んだものや低融点物を扱うこ
とも可能となる。
【００１８】そして、この発明では、従来とは異なり、
プラズマの均一性が高いため、被処理物に均一な処理が
施せるようになり、大面積処理でも全面に同じ程度で処
理が施せるようになる。適切な大面積処理が実現できる
のである。低圧系プラズマと違い大気圧プラズマは、全
体の圧力が均一でないとプラズマ自身が均一にならな
い。大気圧プラズマの場合、ガスの拡散が少なくて平均
自由行程が短いため、圧力の影響を受け易く、圧力を厳
密に均一にしないと均一性の高いプラズマにならない。
圧力の高い箇所はガス密度が高く、プラズマ密度（イオ
ンやラジカルの濃度）も必然的に高くなり、結果的に不
均一になるのである。
プラズマの均一性が高いため、被処理物に均一な処理が
施せるようになり、大面積処理でも全面に同じ程度で処
理が施せるようになる。適切な大面積処理が実現できる
のである。低圧系プラズマと違い大気圧プラズマは、全
体の圧力が均一でないとプラズマ自身が均一にならな
い。大気圧プラズマの場合、ガスの拡散が少なくて平均
自由行程が短いため、圧力の影響を受け易く、圧力を厳
密に均一にしないと均一性の高いプラズマにならない。
圧力の高い箇所はガス密度が高く、プラズマ密度（イオ
ンやラジカルの濃度）も必然的に高くなり、結果的に不
均一になるのである。
【００１９】一方、従来、電極の通気孔の真下方向はガ
ス吹き出し方向であるため周りよりも反応用ガスの流れ
が強いのであるが、反応用ガスの流れが早い箇所は遅い
箇所より圧力が高くなるので、ガス流れの不均一で圧力
の不均一が起こる。反応用ガスの流れが均一でないと電
極間全体の圧力が均一にならないのである。この発明の
場合は、多孔質体では極めて多数の微細孔がランダムな
方向に向いて開口しており、反応用ガスは広く全面から
万遍なく方向の偏りも少ない状態で裏面から入ったガス
が裏面から吹き出すため圧力が均一となり、プラズマ自
体が均一なものになる。その結果、処理が均一になるの
である。薄膜形成の場合には、厚みが均一な膜が形成出
来るし、表面改質の場合には、全面にわたって強弱のな
い同じ程度の改質が行えるようになる。
ス吹き出し方向であるため周りよりも反応用ガスの流れ
が強いのであるが、反応用ガスの流れが早い箇所は遅い
箇所より圧力が高くなるので、ガス流れの不均一で圧力
の不均一が起こる。反応用ガスの流れが均一でないと電
極間全体の圧力が均一にならないのである。この発明の
場合は、多孔質体では極めて多数の微細孔がランダムな
方向に向いて開口しており、反応用ガスは広く全面から
万遍なく方向の偏りも少ない状態で裏面から入ったガス
が裏面から吹き出すため圧力が均一となり、プラズマ自
体が均一なものになる。その結果、処理が均一になるの
である。薄膜形成の場合には、厚みが均一な膜が形成出
来るし、表面改質の場合には、全面にわたって強弱のな
い同じ程度の改質が行えるようになる。
【００２０】それに、ガスは多孔質体を通る際に圧力損
失を受け、ガスが被処理物に直に衝突し難くなることも
均一な処理に寄与していると推察される。ガスが被処理
物に直に衝突すると、被処理物に、ラジカルが強制的に
吸着される形となり、これが処理の不均一を生む一因と
考えられるからである。また、多孔質体が前面にある電
極は汚れ難いし、大気圧下、電極の前面に設置されてい
る多孔質体は交換も容易である。
失を受け、ガスが被処理物に直に衝突し難くなることも
均一な処理に寄与していると推察される。ガスが被処理
物に直に衝突すると、被処理物に、ラジカルが強制的に
吸着される形となり、これが処理の不均一を生む一因と
考えられるからである。また、多孔質体が前面にある電
極は汚れ難いし、大気圧下、電極の前面に設置されてい
る多孔質体は交換も容易である。
【００２１】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。この発
明は、下記の実施例に限らない。 −実施例１− 実施例１では、図１に示す構成のプラズマ処理装置を用
い、スライドガラス（被処理物）の表面に酸化ケイ素薄
膜を形成した。スライドガラス（ソーダライムガラス
製）は、直径２１０ｍｍ、厚み１．５ｍｍのものであ
り、温度は１００℃である。
明は、下記の実施例に限らない。 −実施例１− 実施例１では、図１に示す構成のプラズマ処理装置を用
い、スライドガラス（被処理物）の表面に酸化ケイ素薄
膜を形成した。スライドガラス（ソーダライムガラス
製）は、直径２１０ｍｍ、厚み１．５ｍｍのものであ
り、温度は１００℃である。
【００２２】プラズマ処理装置での電極間隔は２０ｍｍ
とし，多孔質体には多孔質誘電体であるフィルター用ガ
ラス繊維集合体（厚み０．５ｍｍ，平均孔径５００μ
ｍ）を使った。プラズマに導入するガスは、Ｈｅ（１５
００ｃｃｍ）と反応用ガスであるテトラエトキシシラン
（１．９５×１０−２ｃｃｍ）の混合ガスであり、大気
圧下、グロー放電プラズマを生起させて、約３００Å／
分の成膜速度で薄膜形成を行った。交流電源の周波数は
１５ｋＨｚ、供給電力は５０Ｗである。
とし，多孔質体には多孔質誘電体であるフィルター用ガ
ラス繊維集合体（厚み０．５ｍｍ，平均孔径５００μ
ｍ）を使った。プラズマに導入するガスは、Ｈｅ（１５
００ｃｃｍ）と反応用ガスであるテトラエトキシシラン
（１．９５×１０−２ｃｃｍ）の混合ガスであり、大気
圧下、グロー放電プラズマを生起させて、約３００Å／
分の成膜速度で薄膜形成を行った。交流電源の周波数は
１５ｋＨｚ、供給電力は５０Ｗである。
【００２３】プラズマは図３に示すような均一な状態と
なり、図４にみるように、スライドガラス２４に厚みの
均一な薄膜２５が形成できた。薄膜２５は均一な干渉色
を示していた。膜厚分布の測定結果を図５に実線で示
す。厚みのバラツキは±０．０１μｍの範囲におさまっ
ていた。厚みバラツキ範囲は、最大膜厚値および最小膜
厚値と平均膜厚値の差で求めた。
なり、図４にみるように、スライドガラス２４に厚みの
均一な薄膜２５が形成できた。薄膜２５は均一な干渉色
を示していた。膜厚分布の測定結果を図５に実線で示
す。厚みのバラツキは±０．０１μｍの範囲におさまっ
ていた。厚みバラツキ範囲は、最大膜厚値および最小膜
厚値と平均膜厚値の差で求めた。
【００２４】−実施例２− 実施例１において、多孔質体として、フィルター用ガラ
ス繊維集合体（厚み１．０ｍｍ，平均孔径１０μｍ）を
使った他は、同様にして薄膜形成を行った。プラズマの
状態は実施例１の場合よりも若干であるが色が薄かっ
た。プラズマは筋のない均一なものであり、膜厚みも均
一であった。成膜速度は約１５０Å／分であった。
ス繊維集合体（厚み１．０ｍｍ，平均孔径１０μｍ）を
使った他は、同様にして薄膜形成を行った。プラズマの
状態は実施例１の場合よりも若干であるが色が薄かっ
た。プラズマは筋のない均一なものであり、膜厚みも均
一であった。成膜速度は約１５０Å／分であった。
【００２５】−実施例３− 実施例１において、多孔質体に多孔質誘電体である濾過
板用多孔質ガラス（厚み７ｍｍ，平均孔径４０〜１００
μｍ）を使った他は、同様にして薄膜形成を行った。プ
ラズマの状態は実施例１と同じ程度であり、筋のない均
一なものであって、膜厚みも、バラツキが±０．０２μ
ｍの範囲におさまっており、均一であった。なお、成膜
速度は約２００Å／分であった。
板用多孔質ガラス（厚み７ｍｍ，平均孔径４０〜１００
μｍ）を使った他は、同様にして薄膜形成を行った。プ
ラズマの状態は実施例１と同じ程度であり、筋のない均
一なものであって、膜厚みも、バラツキが±０．０２μ
ｍの範囲におさまっており、均一であった。なお、成膜
速度は約２００Å／分であった。
【００２６】−実施例４− 実施例４では、図１に示す構成のプラズマ処理装置を用
い、テフロンシート（被処理物）の表面改質を行った。
テフロンシートは、タキロン製で縦横６０ｍｍ、厚み
１．０ｍｍであり、温度は常温とした。プラズマ処理装
置での電極間隔は１０ｍｍとし，多孔質体には多孔質誘
電体であるフィルター用ガラス繊維集合体（厚み０．５
ｍｍ、平均孔径５００μｍ）を使った。プラズマに導入
するガスは、Ｈｅ（５０００ｃｃｍ）と反応用ガスであ
る酸素ガス（１００ｃｃｍ）の混合ガスであり、大気圧
下、グロー放電プラズマを生起させて、処理を行った。
交流電源の周波数は１５ｋHz、供給電力は１００Ｗであ
る。
い、テフロンシート（被処理物）の表面改質を行った。
テフロンシートは、タキロン製で縦横６０ｍｍ、厚み
１．０ｍｍであり、温度は常温とした。プラズマ処理装
置での電極間隔は１０ｍｍとし，多孔質体には多孔質誘
電体であるフィルター用ガラス繊維集合体（厚み０．５
ｍｍ、平均孔径５００μｍ）を使った。プラズマに導入
するガスは、Ｈｅ（５０００ｃｃｍ）と反応用ガスであ
る酸素ガス（１００ｃｃｍ）の混合ガスであり、大気圧
下、グロー放電プラズマを生起させて、処理を行った。
交流電源の周波数は１５ｋHz、供給電力は１００Ｗであ
る。
【００２７】プラズマの状態は実施例１と同じ程度であ
り、筋のない均一なものであった。この後、エポキシ樹
脂含浸ガラス布プリプレグ（厚み０．１ｍｍ 松下電工
製Ｒ１６６１）を、上記テフロンシートと銅箔（厚み３
５μｍ）の間に挟み、熱プレス成形により、１７０℃、
４０ｋｇｆ／ｃｍ2 の条件下で１２０分間、加熱加圧成
形し積層接着させた。成形品を１ｃｍ幅に切断し、ピー
ル強度を測定した。測定結果は０．３ｋｇｆ／ｃｍ2 で
あった。
り、筋のない均一なものであった。この後、エポキシ樹
脂含浸ガラス布プリプレグ（厚み０．１ｍｍ 松下電工
製Ｒ１６６１）を、上記テフロンシートと銅箔（厚み３
５μｍ）の間に挟み、熱プレス成形により、１７０℃、
４０ｋｇｆ／ｃｍ2 の条件下で１２０分間、加熱加圧成
形し積層接着させた。成形品を１ｃｍ幅に切断し、ピー
ル強度を測定した。測定結果は０．３ｋｇｆ／ｃｍ2 で
あった。
【００２８】−比較例１− 実施例１において、多孔体を用いなかった他は、同様に
して薄膜形成を行った。プラズマの状態は実施例１の場
合と異なり、縦筋があらわれ均一なものではなかった。
ガラス表面には不均一な干渉縞が斑点状に認められた。
して薄膜形成を行った。プラズマの状態は実施例１の場
合と異なり、縦筋があらわれ均一なものではなかった。
ガラス表面には不均一な干渉縞が斑点状に認められた。
【００２９】膜厚分布の測定結果を図５に一点鎖線で示
す。厚みのバラツキは±０．１μｍもあり、凹凸が大き
く均一でなかった。 −比較例２− 実施例１において、多孔質体を用いず、ガス導入を図６
に示す環状管１１３を用いた他は、同様にして薄膜形成
を行った。
す。厚みのバラツキは±０．１μｍもあり、凹凸が大き
く均一でなかった。 −比較例２− 実施例１において、多孔質体を用いず、ガス導入を図６
に示す環状管１１３を用いた他は、同様にして薄膜形成
を行った。
【００３０】プラズマの状態は実施例１の場合と異な
り、筋があらわれ均一なものではなかった。膜厚分布の
測定結果を図５に一点鎖線で示す。厚みのバラツキは±
０．１μｍ程度もあり、均一ではなかった。 −比較例３− 実施例４において、多孔質誘電体を用いなかった他は、
同様にしてテフロンシートの改質処理を行った。
り、筋があらわれ均一なものではなかった。膜厚分布の
測定結果を図５に一点鎖線で示す。厚みのバラツキは±
０．１μｍ程度もあり、均一ではなかった。 −比較例３− 実施例４において、多孔質誘電体を用いなかった他は、
同様にしてテフロンシートの改質処理を行った。
【００３１】同様にして、ピール強度を測定したが、
０．０５ｋｇｆ／ｃｍ2 と実施例に比べて遙に劣るもの
であった。
０．０５ｋｇｆ／ｃｍ2 と実施例に比べて遙に劣るもの
であった。
【００３２】
【発明の効果】この発明のプラズマ処理方法は、処理用
プラズマが大気圧付近の圧力下でのプラズマであるた
め、低圧雰囲気の形成・制御用の装備が不要であり、処
理空間を広く採り易くて、一度に広い面積を処理するの
に適するだけでなく、連続処理も容易となる上、プラズ
マの均一性が高いため、被処理物に均一な処理が施せる
ようになり、コスト低減も実現出来、非常に実用的であ
る。
プラズマが大気圧付近の圧力下でのプラズマであるた
め、低圧雰囲気の形成・制御用の装備が不要であり、処
理空間を広く採り易くて、一度に広い面積を処理するの
に適するだけでなく、連続処理も容易となる上、プラズ
マの均一性が高いため、被処理物に均一な処理が施せる
ようになり、コスト低減も実現出来、非常に実用的であ
る。
【００３３】この発明のプラズマ処理装置は、上記の実
用的なプラズマ処理方法の実施が行えるため、非常に有
用である。
用的なプラズマ処理方法の実施が行えるため、非常に有
用である。
【図１】実施例にかかるプラズマ処理装置の構成例をあ
らわす説明図である。
らわす説明図である。
【図２】実施例にかかるプラズマ処理装置の他の構成例
をあらわす説明図である。
をあらわす説明図である。
【図３】実施例のプラズマ処理装置におけるプラズマを
あらわす説明図である。
あらわす説明図である。
【図４】実施例のプラズマ処理装置で処理した被処理物
をあらわす斜視図である。
をあらわす斜視図である。
【図５】実施例および比較例で形成した薄膜の厚み分布
測定結果をあらわすグラフである。
測定結果をあらわすグラフである。
【図６】従来のプラズマ処理装置をあらわす説明図であ
る。
る。
【図７】図６のプラズマ処理装置の環状管をあらわす平
面図である。
面図である。
【図８】従来の他のプラズマ処理装置をあらわす説明図
である。
である。
【図９】図８のプラズマ処理装置の上電極の通気孔形成
面をあらわす平面図である。
面をあらわす平面図である。
【図10】図８のプラズマ処理装置で処理した被処理物を
あらわす斜視図である。
あらわす斜視図である。
【図11】図８の処理装置におけるプラズマをあらわす説
明図である。
明図である。
１ 反応槽 ２ 上部電極 ３ 下部電極 ４ 被処理物 ５ 交流電源 １６ 通気孔 ２０ 多孔質誘電体（多孔質体）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 澤田 康志 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (72)発明者 岡崎 幸子 東京都杉並区高井戸東２丁目20番11号 (72)発明者 小駒 益弘 埼玉県和光市下新倉843−15 (56)参考文献 特開 平２−50969（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−218577（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/56 C23F 4/00 - 4/04 H05H 1/46 H01L 21/205 H01L 21/302
Claims (5)
- 【請求項１】 対向して設置された一対の電極の間に大
気圧付近の圧力下で生起させられたプラズマであって、
前記電極の少なくとも一方の電極の他方の電極に臨む面
に開口した通気孔からのガス導入を伴うプラズマによ
り、被処理物の表面を処理するプラズマ処理方法におい
て、前記通気孔が開口する面の上に、ランダムな方向を
向いて開口した多数の微細孔を有する多孔質体を設けて
おき、前記通気孔からのガスが前記多孔質体を通ってプ
ラズマに入るようにしたことを特徴とするプラズマ処理
方法。 - 【請求項２】 所定の距離を隔てて対向配置された一対
の電極を備えており、前記電極の少なくとも一方の電極
の他方の電極に臨む面には多数の通気孔が開口してい
て、両電極の間に大気圧付近の圧力下で生起させられ前
記通気孔からのガス導入を伴うプラズマで被処理物を処
理するようになっているプラズマ処理装置において、前
記通気孔が開口する面の上には、ランダムな方向を向い
て開口した多数の微細孔を有する多孔質体が設けられて
いて、前記通気孔からのガスが多孔質体を通ってプラズ
マに入るようになっていることを特徴とするプラズマ処
理装置。 - 【請求項３】 多孔質体が誘電体材からなる請求項２記
載のプラズマ処理装置。 - 【請求項４】 プラズマがグロー放電プラズマである請
求項２または３記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項５】 多孔質体における平均孔径が５００μｍ
以下である請求項２，３，４のいずれかに記載のプラズ
マ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16091592A JP2837993B2 (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | プラズマ処理方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16091592A JP2837993B2 (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | プラズマ処理方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH062149A JPH062149A (ja) | 1994-01-11 |
| JP2837993B2 true JP2837993B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=15725068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16091592A Expired - Lifetime JP2837993B2 (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | プラズマ処理方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2837993B2 (ja) |
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| JP3312377B2 (ja) * | 1993-12-09 | 2002-08-05 | セイコーエプソン株式会社 | ろう材による接合方法及び装置 |
| JP3700177B2 (ja) | 1993-12-24 | 2005-09-28 | セイコーエプソン株式会社 | 大気圧プラズマ表面処理装置 |
| US6006763A (en) * | 1995-01-11 | 1999-12-28 | Seiko Epson Corporation | Surface treatment method |
| JPH08279495A (ja) * | 1995-02-07 | 1996-10-22 | Seiko Epson Corp | プラズマ処理装置及びその方法 |
| JP3521587B2 (ja) * | 1995-02-07 | 2004-04-19 | セイコーエプソン株式会社 | 基板周縁の不要物除去方法及び装置並びにそれを用いた塗布方法 |
| WO1996031997A1 (fr) * | 1995-04-07 | 1996-10-10 | Seiko Epson Corporation | Equipement de traitement de surface |
| JP3598602B2 (ja) * | 1995-08-07 | 2004-12-08 | セイコーエプソン株式会社 | プラズマエッチング方法、液晶表示パネルの製造方法、及びプラズマエッチング装置 |
| JPH09233862A (ja) * | 1995-12-18 | 1997-09-05 | Seiko Epson Corp | 圧電体を用いた発電方法、発電装置および電子機器 |
| JPH09312545A (ja) | 1996-03-18 | 1997-12-02 | Seiko Epson Corp | 圧電素子、その製造方法、及び圧電振動片のマウント装置 |
| US5918354A (en) * | 1996-04-02 | 1999-07-06 | Seiko Epson Corporation | Method of making a piezoelectric element |
| EP1073091A3 (en) | 1999-07-27 | 2004-10-06 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Electrode for plasma generation, plasma treatment apparatus using the electrode, and plasma treatment with the apparatus |
| US6477980B1 (en) * | 2000-01-20 | 2002-11-12 | Applied Materials, Inc. | Flexibly suspended gas distribution manifold for plasma chamber |
| KR20000024528A (ko) * | 2000-02-18 | 2000-05-06 | 강정구 | Ｒｆ를 이용한 대기압 상온 플라즈마 토치 |
| JP2003007682A (ja) | 2001-06-25 | 2003-01-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ処理装置用の電極部材 |
| US7074720B2 (en) | 2001-06-25 | 2006-07-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Plasma treating apparatus, plasma treating method and method of manufacturing semiconductor device |
| JP2003257648A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-09-12 | Seiko Epson Corp | 表面処理装置、有機ｅｌ装置の製造装置、有機ｅｌ装置、電子機器 |
| JP4100011B2 (ja) * | 2002-03-13 | 2008-06-11 | セイコーエプソン株式会社 | 表面処理装置、有機ｅｌ装置の製造装置及び製造方法 |
| DE10211442A1 (de) * | 2002-03-15 | 2003-09-25 | Aixtron Ag | Vorrichtung zum Abscheiden von dünnen Schichten auf einem Substrat |
| JP4604591B2 (ja) * | 2004-07-28 | 2011-01-05 | パナソニック株式会社 | プラズマ処理方法 |
| JP4908801B2 (ja) | 2005-08-16 | 2012-04-04 | 株式会社神戸製鋼所 | 電子部品用銅系基材及び電子部品 |
| US8361276B2 (en) * | 2008-02-11 | 2013-01-29 | Apjet, Inc. | Large area, atmospheric pressure plasma for downstream processing |
| JP5082967B2 (ja) * | 2008-03-21 | 2012-11-28 | 株式会社島津製作所 | プラズマ電極及びプラズマ化学気相堆積装置 |
| JP2011144412A (ja) | 2010-01-13 | 2011-07-28 | Honda Motor Co Ltd | プラズマ成膜装置 |
| JP2011252085A (ja) | 2010-06-02 | 2011-12-15 | Honda Motor Co Ltd | プラズマ成膜方法 |
| JP2012004160A (ja) * | 2010-06-14 | 2012-01-05 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理方法及び基板処理装置 |
| JP5264938B2 (ja) * | 2011-01-13 | 2013-08-14 | 株式会社半導体理工学研究センター | 中性粒子照射型ｃｖｄ装置 |
| CN114126179A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-03-01 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院工程防护研究所 | 一种用于产生大面积均匀辉光放电等离子体的装置及方法 |
-
1992
- 1992-06-19 JP JP16091592A patent/JP2837993B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH062149A (ja) | 1994-01-11 |
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