JPH0785997A - 大気圧グロ−放電プラズマ処理法 - Google Patents
大気圧グロ−放電プラズマ処理法Info
- Publication number
- JPH0785997A JPH0785997A JP5233026A JP23302693A JPH0785997A JP H0785997 A JPH0785997 A JP H0785997A JP 5233026 A JP5233026 A JP 5233026A JP 23302693 A JP23302693 A JP 23302693A JP H0785997 A JPH0785997 A JP H0785997A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glow discharge
- voltage
- atmospheric pressure
- uniform
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 abstract description 4
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 abstract description 4
- 239000010445 mica Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract 1
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 31
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 description 8
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 5
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 5
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000005811 Viola adunca Nutrition 0.000 description 2
- 240000009038 Viola odorata Species 0.000 description 2
- 235000013487 Viola odorata Nutrition 0.000 description 2
- 235000002254 Viola papilionacea Nutrition 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007348 radical reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
処理物質の表面に均一な処理層又は薄膜を形成する大気
圧グロ−放電プラズマ処理法に関する。 【構成】対向する平行電極の少なくとも一方の電極の表
面に固体誘電体を配設してなる電極を有するプラズマ反
応装置に、該反応装置内に不活性ガス、又は、不活性ガ
スと反応性ガスを導入し、電極間に電圧を印加して大気
圧グロ−放電プラズマ励起させ、対向する電極の間に位
置せしめた被処理物質の表面を親水化、または薄膜形成
を行う大気圧グロ−放電プラズマ処理法において、前記
グロ−放電を発生させる電圧として、高周波電圧と直流
逆電圧を交互に印加してグロ−放電を発生せしめること
を特徴とする大気圧グロ−放電プラズマ処理法である。
Description
マ処理法に関するもので、特に、大気圧グロ−放電処理
によって、被処理物質の表面に均一な処理層又は薄膜を
形成する大気圧グロ−放電プラズマ処理法に関する。
表面に親水性の処理層を形成したり、或いは、反応性の
有機物の蒸気を微量添加して大気圧中でプラズマ励起を
行い、物質表面でラジカル重合させて薄膜を形成させる
処理方法については、例えば、特公平3−236425
号公報又は特公平4−74525号公報で述べられてい
るように既に知られている。
極の少なくとも一方の電極に固体誘電体を配設してなる
容器中の空気をヘリウムガス、アルゴンガスとヘリウム
ガスの混合ガスのような不活性ガスで置換し、平行電極
間に高周波高電圧を印加してグロ−放電を発生せしめ、
プラズマ励起を行うものである。この処理方法を行う装
置の一例を図1に示す。
口4を有する容器1中に上部電極2及び下部電極6を平
行に対向させて配設させる。これらの電極表面は誘電体
5で覆うと共にその電極の一方を加熱用電源により加熱
する。このような装置を使用してガス導入口3より不活
性ガス又は微量の反応性ガスを混合した不活性ガスを導
入し、他方、容器内の空気をガス排出口4より排出して
容器内を不活性ガス雰囲気下とし、両電極間に高周波電
圧を印加してグロ−放電を行う。両電極間に位置せしめ
た物質は、このグロ−放電によりその表面がプラズマ処
理される。
を行えば、平行電極の間に位置せしめた物質表面の清浄
化、いわゆるアッシングが行われ、表面の親水性が著し
く向上し、接触角が低下する。また、不活性ガスの中に
反応性ガスや常温で液体または昇華性のある常温で液体
の有機物を混合すると、プラズマのエネルギ−によりラ
ジカル反応またはラジカル重合を起こし、物質表面に薄
膜を形成する。
極めて経済性に富んだ処理方法である。ただ高周波の高
電圧として周波数は通常1KHzから100KHz、電
圧は1000Vから6000Vを使用する関係上、誘電
体の表面で沿面放電が起こり、また先端ほど放電しやす
いから被処理物質や電極の形により放電に強弱が生じ、
同様に励起されたプラズマのエネルギ−も変化する傾向
がある。この問題は、親水化の場合は、被処置物質の表
面の接触角のムラを生じ、漏れのムラとなって現れ、薄
膜形成では、薄膜の厚みのムラとなって現れ、均一な膜
厚の処理膜が得られない。特にシリコンウエハの表面に
薄膜を形成する電子材料用には、でき得る限り均一な被
膜を要求されるからこのような現象は、好ましくない。
改良すべく努力した結果、高周波の高電圧を印加するに
当たり、逆電圧の直流を一定時間高周波と交互に与える
ことにより従来の高周波高電圧だけの場合と比較して著
しく放電が均一化され、したがって物質表面の親水化は
全くムラを起こさず、薄膜形成も厚みを均一化すること
を見出し、本発明を完成したもので、本発明の目的は、
従来の方法における沿面放電や先端放電によるグロ−放
電の強弱により生じやすいプラズマ処理のむらを解決
し、高周波電圧の印加方法を改良したグロ−放電プラズ
マ処理法に関するものである。
る平行電極の少なくとも一方の電極の表面に固体誘電体
を配設してなる電極を有するプラズマ反応装置に、該反
応装置内に不活性ガス、又は、不活性ガスと反応性ガス
を導入し、電極間に電圧を印加して大気圧グロ−放電プ
ラズマを励起させ、対向する電極の間に位置せしめた被
処理物質の表面を親水化、または薄膜形成を行う大気圧
グロ−放電プラズマ処理法において、前記グロ−放電を
発生させる電圧として、高周波電圧と直流逆電圧を交互
に印加してグロ−放電を発生せしめることを特徴とする
大気圧グロ−放電プラズマ処理法である。
る。本発明における大気圧グロ−放電による被処理物質
の表面を親水化、または薄膜形成を行う処理法の処理条
件、或いは、被処理物質等は従来の処理方法と異となら
ない。ただ、ただ本発明においては、大気圧グロ−放電
を発生させる電圧の印加方法として高周波電圧と直流逆
電圧を交互に印加する点に特徴を有する。しかして、こ
の電圧の印加方法の基本回路の一例を図2及び図3に示
す。すなわち、高周波の電源は、直流をインバ−タ−に
より交流(高周波)に交換し、トランスによって昇圧し
て高電圧を得(図2)、得られた電圧を整流して負電圧
のバイアス電源を作り(図3)、これをグロ−放電処理
中にフリップフロップ等のスイッチング回路を通して瞬
時高圧側電極に与える。この操作を交互に行う事で放電
が停止することなく処理は続行される。バイアス電圧は
別の電源で作って与えても構わない。
5秒、負直流電圧を1秒の繰り返しを5回おこなって、
30秒の処理を行えば良い。負電圧の印加時間は、0.
1〜5秒、好ましくは0.5〜2秒である。0.1秒よ
り少ないと効果は少なく、5秒より長いと放電が不安定
となる。次に実施例及び比較例によって本発明をより具
体的に説明する。
表面を処理して親水化を行なった。テフロンとしては最
も濡れにくいFEPを使用した。この材料は、その表面
に1滴の水滴を落とすと未処理の場合、接触角は103
度で殆ど水玉に近い。電極として、ステンレス製直径8
0mmに誘電体として直径100mm、厚み0.2mm
の雲母板を張ったものを使用した。なお、この実施例で
は平行電極の両面に同じ誘電体を張り付けた。下部電極
の上に100mm×100mmで厚さ0.1mmのFE
Pフィルムを置き、処理装置中の空気をヘリウム40
部、アルゴン60部の混合ガスで置換した。この状態で
平行電極間に5KHz、4000Vの高周波電圧を印加
した。電極間の間隙は8mmである。青紫色のグロ−放
電で発生し、プラズマ励起されるから20秒このまま通
電し、その後取り出して表面の接触角を測定したところ
図4Aに示すように、接触角は30゜〜50゜の範囲に
あって若干のムラが見られた。
し、ただ、印加電圧として、5KHz、4000Vの高
周波電圧を4秒、続いて4000Vの直流負電圧を1
秒、この繰り返しを20秒間行なってプラズマ処理を行
なった。グロ−放電の発生には全く変化なく直流を印加
した時、青紫色の光がやや弱く感じられた程度である。
ついで、処理して得られたFEPフィルムを取り出して
同様に接触角を測定したところ図4Bに示したように、
30゜〜35゜の範囲にあって、極めて平均化されてい
るのがよく分かる。
に直径60mmのシリコンウエハを位置せしめ、且つ、
下部電極の温度を200℃に上げシリコンウエハを同温
度に加熱した。不活性ガスとしてヘリウムガスを使用
し、反応性ガスであるメタンガスを少量混合した。混合
比はヘリウム93部、メタン7部である。上記混合ガス
で容器の空気を置換し、完全に置換した時5KHz、2
500Vの高周波電圧を電極間に印加した。美しい紫紅
色のグロ−放電が発生しプラズマ励起される。このまま
5分間通電を持続し、ウエハの表面に薄膜を形成させ
た。5分後ピンセットでウエハを取り出し、その表面に
光をあてると形成された薄膜は干渉色を発し、虹色に見
えた。薄膜の薄い部分は青く、厚い部分は赤く、中間の
厚みは緑色となり、これが同心円のように見え薄膜が均
一でないことを示した。全く同様な方法で電圧の印加方
法を変え、5KHz、2500Vの高周波電圧を10
秒、続いて直流2500Vの負電圧を1秒印加し、この
印加電圧を5分間繰り返し、処理したウエハを取り出
し、その表面を観察したところ干渉色が殆ど黄赤色の1
色で虹色にはならず、極めて均一な薄膜が形成されてい
ることが分かった。
角、厚み0.5mmのガラス板を置き、不活性ガスとし
てアルゴンガス99部を使用し、これにグロ−放電を起
こさせる為に6ppmのアセトンと反応性ガスとしてC
F41部を混合し、この混合ガスで容器中の空気を置換
した。完全に置換が終了した時8KHz、3500Vの
高周波電圧を印加した。美しい黄桃色のグロ−放電が発
生しプラズマ励起される。そのまま2分間通電した。処
理後、ガラス板を取り出し接触角を測定したが、測定場
所により45度から60度までの変化があった。次に全
く同様の方法で電圧の印加方法のみ8KHz、2500
Vの高周波電圧を8秒、続いて、直流2500Vの負電
圧を2秒の繰り返しで2分間通電した。グロ−放電には
全く変化は見られなかった。処理後、ガラス板を取り出
し接触角を測定したが、50度から55度でムラが大幅
に少なく均一に近い処理がなされていた。
は、高周波電圧と直流逆電圧を交互に印加してグロ−放
電を発生せしめることによって、雰囲気が不活性ガスの
場合には被処理物質の表面に均一な親水性の処理層が形
成され、接触角にムラを生じること無く、又、反応性ガ
スと不活性ガスを存在させて薄膜を形成する場合、均一
な処理膜が形成され、例えばシリコンウエハのようにそ
の表面に均一な被膜を形成する場合に特に有効である。
置の断面図を示す。
である。
ある。
接触角の測定結果を示す。Aが比較例1、Bが実施例1
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 対向する平行電極の少なくとも一方の電
極の表面に固体誘電体を配設してなる電極を有するプラ
ズマ反応装置に、該反応装置内に不活性ガス、又は、不
活性ガスと反応性ガスを導入し、電極間に電圧を印加し
て大気圧グロ−放電プラズマを励起させ、対向する電極
の間に位置せしめた被処理物質の表面を親水化、または
薄膜形成を行う大気圧グロ−放電プラズマ処理法におい
て、前記グロ−放電を発生させる電圧として、高周波電
圧と直流逆電圧を交互に印加してグロ−放電を発生せし
めることを特徴とする大気圧グロ−放電プラズマ処理
法。 - 【請求項2】 直流逆電圧の印加時間は0.1秒から5
秒である請求項1記載の大気圧グロ−放電プラズマ処理
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23302693A JP3577601B2 (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 大気圧グロ−放電プラズマ処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23302693A JP3577601B2 (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 大気圧グロ−放電プラズマ処理法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0785997A true JPH0785997A (ja) | 1995-03-31 |
| JP3577601B2 JP3577601B2 (ja) | 2004-10-13 |
Family
ID=16948646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23302693A Expired - Fee Related JP3577601B2 (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 大気圧グロ−放電プラズマ処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3577601B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999040642A1 (en) * | 1998-02-06 | 1999-08-12 | Nisshinbo Industries, Inc. | Separator for fuel cells and method of manufacturing the same |
| JP2004158247A (ja) * | 2002-11-05 | 2004-06-03 | Sharp Corp | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| US7322313B2 (en) | 2002-08-30 | 2008-01-29 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Plasma processing system |
| JP2013511816A (ja) * | 2009-11-24 | 2013-04-04 | エージーシー グラス ユーロップ | Dbd電極を分極するための方法及び装置 |
| JPWO2022018861A1 (ja) * | 2020-07-22 | 2022-01-27 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5368171A (en) * | 1976-11-30 | 1978-06-17 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for plasma treatment |
| JPS63288021A (ja) * | 1986-10-17 | 1988-11-25 | Hitachi Ltd | プラズマ処理方法 |
| JPH0474525A (ja) * | 1990-07-17 | 1992-03-09 | Ii C Kagaku Kk | 大気圧プラズマ表面処理法 |
| JPH0649243A (ja) * | 1992-07-27 | 1994-02-22 | Nippon Steel Corp | プラズマ表面処理装置 |
| JPH06204182A (ja) * | 1993-01-05 | 1994-07-22 | Nippon Steel Corp | エッチング装置 |
-
1993
- 1993-09-20 JP JP23302693A patent/JP3577601B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5368171A (en) * | 1976-11-30 | 1978-06-17 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for plasma treatment |
| JPS63288021A (ja) * | 1986-10-17 | 1988-11-25 | Hitachi Ltd | プラズマ処理方法 |
| JPH0474525A (ja) * | 1990-07-17 | 1992-03-09 | Ii C Kagaku Kk | 大気圧プラズマ表面処理法 |
| JPH0649243A (ja) * | 1992-07-27 | 1994-02-22 | Nippon Steel Corp | プラズマ表面処理装置 |
| JPH06204182A (ja) * | 1993-01-05 | 1994-07-22 | Nippon Steel Corp | エッチング装置 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999040642A1 (en) * | 1998-02-06 | 1999-08-12 | Nisshinbo Industries, Inc. | Separator for fuel cells and method of manufacturing the same |
| US6998189B2 (en) | 1998-02-06 | 2006-02-14 | Nisshinbo Industries, Inc. | Fuel cell separator and process for producing the same |
| US7322313B2 (en) | 2002-08-30 | 2008-01-29 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Plasma processing system |
| JP2004158247A (ja) * | 2002-11-05 | 2004-06-03 | Sharp Corp | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| JP2013511816A (ja) * | 2009-11-24 | 2013-04-04 | エージーシー グラス ユーロップ | Dbd電極を分極するための方法及び装置 |
| US9401265B2 (en) | 2009-11-24 | 2016-07-26 | Agc Glass Europe | Method and device for polarizing a DBD electrode |
| JPWO2022018861A1 (ja) * | 2020-07-22 | 2022-01-27 | ||
| WO2022018861A1 (ja) * | 2020-07-22 | 2022-01-27 | 国立大学法人大阪大学 | アルゴンベ-スの大気圧プラズマ処理方法及び大気圧プラズマ化学気相加工方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3577601B2 (ja) | 2004-10-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4148705A (en) | Gas plasma reactor and process | |
| KR100676450B1 (ko) | 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 | |
| KR930008960A (ko) | 반도체 기판의 제조방법 및 그 장치 | |
| JPH0773994A (ja) | 中空陰極アレイおよびこれを用いた表面処理方法 | |
| WO1997036461A1 (en) | Device and method for plasma treatment | |
| JPH062149A (ja) | プラズマ処理方法およびその装置 | |
| JPH0785997A (ja) | 大気圧グロ−放電プラズマ処理法 | |
| KR960026338A (ko) | 레지스트의 애싱방법 및 장치 | |
| JP2524942B2 (ja) | プラズマ表面処理装置 | |
| JP3551319B2 (ja) | 多孔質材料表面を親水性化する乾式表面処理方法 | |
| JP3014111B2 (ja) | 大気圧グロープラズマエッチング方法 | |
| JP3782647B2 (ja) | 表面波プラズマエッチング装置を用いた半導体ウェーハ上の物質膜エッチング方法 | |
| JP2002008895A (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| JPH05299382A (ja) | プラズマ処理装置およびその方法 | |
| US6514582B1 (en) | Quartz glass member for use in dry etching and dry etching system equipped with the same | |
| RU2090951C1 (ru) | Способ плазмохимического травления материалов микроэлектроники | |
| JP3558320B2 (ja) | パターン形成方法及びパターン形成装置 | |
| JPS6344965A (ja) | 多層塗膜の形成法 | |
| JPH03228321A (ja) | プラズマcvd装置 | |
| JPH04371116A (ja) | 加熱容器及びその製造方法 | |
| JPH051160A (ja) | ポリイミド樹脂の表面改質方法 | |
| JP2003068721A (ja) | 放電プラズマ処理装置 | |
| JPH0680807A (ja) | ウエブの連続表面処理方法 | |
| JP3047106B2 (ja) | アッシングプロセス用カソード電極 | |
| JPH07166355A (ja) | 基板の表面処理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040608 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040630 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080723 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080723 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090723 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |