特開 2022-71958 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022071958

(43)【公開日】2022-05-17

(54)【発明の名称】プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/02 20060101AFI20220510BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20220510BHJP

【ＦＩ】

C23C14/02 A

H05H1/46 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020181110

(22)【出願日】2020-10-29

(71)【出願人】

【識別番号】508022207

【氏名又は名称】コミヤマエレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104776

【弁理士】

【氏名又は名称】佐野 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100119194

【弁理士】

【氏名又は名称】石井 明夫

(72)【発明者】

【氏名】久保 博義

【テーマコード（参考）】

2G084

4K029

【Ｆターム（参考）】

2G084AA07

2G084AA13

2G084BB11

2G084CC02

2G084CC11

2G084CC33

2G084DD01

2G084DD11

2G084DD38

2G084FF02

2G084GG07

2G084HH02

2G084HH11

2G084HH30

2G084HH47

4K029AA11

4K029BA04

4K029BA05

4K029BA08

4K029BD02

4K029CA05

4K029FA02

4K029FA05

4K029KA01

(57)【要約】

【課題】樹脂表面の濡れ性を改善させて、樹脂の密着性をより向上させ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。
【解決手段】樹脂１表面にプラズマを照射し、表面の濡れ性を改善するプラズマ処理装置において、樹脂１を保持する保持部４と、保持部１に取り付けられて、所定の移動方向に沿って保持部１を往復移動させる移動体５と、樹脂１の表面から樹脂１を構成する原子の少なくとも一部を脱離及び／又は吸着させるためのガスをチャンバに導入するガス導入部と、導入されたガスをプラズマ化して樹脂の表面に照射するプラズマ発生部３とを備え、移動体５の移動方向Ａに対して、プラズマの照射方向Ｐが斜めになるように設定する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂表面にプラズマを照射し、表面の濡れ性を改善するプラズマ処理装置において、
樹脂を保持する保持部と、
該保持部に取り付けられて、所定の移動方向に沿って前記保持部を往復移動させる移動体と、
前記樹脂の表面から前記樹脂を構成する原子の少なくとも一部を脱離及び／又は吸着させるためのガスをチャンバに導入するガス導入部と、
導入された前記ガスをプラズマ化して前記樹脂の表面に照射するプラズマ発生部とを備え、
前記移動体の前記移動方向に対して、前記プラズマの照射方向が斜めになるように設定することを特徴するプラズマ処理装置。

【請求項2】

前記プラズマ発生部は、前記保持部の前記移動方向の往路側及び復路側の少なくとも２方向に、前記プラズマの前記照射方向を変化させる構成を備え、
前記保持部の往復移動のそれぞれにおいて、前記プラズマの前記照射方向を前記移動方向とは逆方向に向けて傾斜させるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【請求項3】

前記プラズマ発生部の前記プラズマの前記照射方向の角度を、前記移動体の前記移動方向や移動位置に依存して任意に可変可能に構成されたことを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。

【請求項4】

前記樹脂は平面形状の状態で前記保持部に配設されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載のプラズマ処理装置。

【請求項5】

前記プラズマの照射を、前記樹脂の表面から前記樹脂を構成する原子の少なくとも一部を脱離させる脱離工程の中で用いるように構成することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載のプラズマ処理装置。

【請求項6】

樹脂表面にプラズマを照射し、表面の濡れ性を改善するプラズマ処理方法において、
樹脂を保持する保持工程と、
該保持工程において保持された前記樹脂を所定の移動方向に沿って往復移動させる移動工程と、
前記樹脂の表面から前記樹脂を構成する原子の少なくとも一部を脱離及び／又は吸着させるためのガスをチャンバに導入するガス導入工程と、
導入された前記ガスをプラズマ化して前記樹脂の表面に照射するプラズマ発生工程とを備え、
該プラズマ発生工程において、前記移動体の前記移動方向に対して、前記プラズマの照射方向が斜めになるように設定することを特徴するプラズマ処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プラズマ照射で樹脂の表面処理を行うプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

回路基板の基材として、従来のポリイミドに代わって、低誘電の液晶ポリマー（ＬＣＰ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ）またはポリテトラフルオロエチレン（ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ：ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂が使われ始めている。しかし、ＬＣＰまたはＰＴＦＥは、配線材として使われる銅との密着性が悪いという問題がある。このため、回路基板の基材の表面を化学的に荒らしたり、基材に密着させる銅箔の表面に凹凸を形成したりして、基材と銅の物理的な密着度を向上させることが行われている。

【0003】

ここで、基材の表面を化学的に荒らして基材の表面に銅を形成した場合、基材の表面の粗さが原因で、回路基板の伝送損失が大きくなってしまう。また、接着剤を用いて基材の表面に銅を貼り付けた場合、接着層自体が回路基板の伝送損失の原因となってしまう。また、メッキによって基材表面に銅を形成した場合、基材と銅の密着度が十分に得られない。これに対して、ＰＴＦＥ基材に大気プラズマを照射して表面を活性化させ、ＰＴＦＥ基材中のフッ素を、空気中の水分に由来するヒドロキシル基に置換し、ＰＴＦＥ基材の表面に銅を密着させて、ＰＴＦＥ基材と銅の積層体を得る方法がある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４－２２５０９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の表面処理に対して、さらなる密着性の向上が求められるようになってきており、その対策が求められていた。

【0006】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、樹脂表面の濡れ性を改善させて、樹脂の密着性をより向上させ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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のプラズマ処理装置は、樹脂表面にプラズマを照射し、表面の濡れ性を改善するプラズマ処理装置において、樹脂を保持する保持部と、該保持部に取り付けられて、所定の移動方向に沿って前記保持部を往復移動させる移動体と、前記樹脂の表面から前記樹脂を構成する原子の少なくとも一部を脱離及び／又は吸着させるためのガスをチャンバに導入するガス導入部と、導入された前記ガスをプラズマ化して前記樹脂の表面に照射するプラズマ発生部とを備え、前記移動体の前記移動方向に対して、前記プラズマの照射方向が斜めになるように設定することを特徴する。

【0008】

また、本発明のプラズマ処理装置は、前記プラズマ発生部は、前記保持部の前記移動方向の往路側及び復路側の少なくとも２方向に、前記プラズマの前記照射方向を変化させる構成を備え、前記保持部の往復移動のそれぞれにおいて、前記プラズマの前記照射方向を前記移動方向とは逆方向に向けて傾斜させるように構成されたことを特徴とする。

【0009】

また、本発明のプラズマ処理装置は、前記プラズマ発生部の前記プラズマの前記照射方向の角度を、前記移動体の前記移動方向や移動位置に依存して任意に可変可能に構成されたことを特徴とする。

【0010】

また、本発明のプラズマ処理装置は、前記樹脂は平面形状の状態で前記保持部に配設されることを特徴とする。

【0011】

また、本発明のプラズマ処理装置は、前記プラズマの照射を、前記樹脂の表面から前記樹脂を構成する原子の少なくとも一部を脱離させる脱離工程の中で用いるように構成することを特徴とする。

【0012】

また、本発明のプラズマ処理方法は、樹脂表面にプラズマを照射し、表面の濡れ性を改善するプラズマ処理方法において、樹脂を保持する保持工程と、該保持工程において保持された前記樹脂を所定の移動方向に沿って往復移動させる移動工程と、前記樹脂の表面から前記樹脂を構成する原子の少なくとも一部を脱離及び／又は吸着させるためのガスをチャンバに導入するガス導入工程と、導入された前記ガスをプラズマ化して前記樹脂の表面に照射するプラズマ発生工程とを備え、該プラズマ発生工程において、前記移動体の前記移動方向に対して、前記プラズマの照射方向が斜めになるように設定することを特徴する。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、樹脂を保持する保持部に取り付けられた移動体の移動方向に対して、プラズマの照射方向が斜めになるように設定することで、プラズマによる表面の凹凸が移動方向に沿って流れるように形成されて凹凸が小さくなるため、伝送損失を悪化させることなく樹脂の密着性をより向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施の形態に係る積層体の製造方法のフローチャートである。

【図2】同実施の形態に係るプラズマ処理装置の基本構成を示す断面模式図である。

【図3】同実施の形態に係るプラズマ処理装置の第１設定パターンの説明模式図である。

【図4】同実施の形態に係るプラズマ処理装置の第２設定パターンの説明模式図である。

【図5】プラズマ処理装置を用いて表面処理した樹脂表面の画像であって、（ａ）本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置を用いて第１設定パターンで処理した画像、（ｂ）本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置を用いて第２設定パターンで処理した画像、（ｃ）従来のプラズマ処理装置の照射方向を斜めにしないで処理した画像である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の実施の形態について、図１～図５を用いて説明する。

【0016】

まず、樹脂（積層体）の製造方法の全体について説明すると、樹脂を電子基板などに適用するためには、樹脂の疎水表面を親水化する必要がある。図１は、本発明の実施の形態に係る積層体の製造方法の各工程をフローで示している。積層体の製造方法のうち、前半の二工程は樹脂表面親水化方法である。この実施形態の樹脂表面親水化方法は、脱離工程Ｓ１０と導入工程Ｓ２０を備えている。脱離工程Ｓ１０では、樹脂の疎水表面にプラズマを照射して、樹脂の表面から樹脂を構成する原子の少なくとも一部を脱離させる。すなわち、脱離工程Ｓ１０では、樹脂の疎水表面をプラズマで、特にプラズマ中のイオンで分子結合を切り、樹脂の表面を活性化している。

【0017】

樹脂としては、疎水表面を有するものであれば特に制限がないが、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂、ポリイミド、またはＬＣＰが挙げられる。フッ素樹脂の場合、フッ素と炭素を含んでおり、樹脂の疎水表面から脱離する原子がフッ素であることが好ましい。本発明の実施の形態における表面改質処理（Ｓ１０とＳ２０の工程）によって樹脂の疎水表面が大きく親水化されるからである。また、母材となるフッ素を含む樹脂は、絶縁性が高く、電気基板として優れているからである。ポリイミドやＬＣＰ樹脂の場合、芳香族ポリエステルを含んでおり、樹脂の疎水表面から脱離する原子が酸素や炭素であってもよい。プラズマは、窒素およびアルゴンの少なくとも一方を含んでいることが好ましい。窒素またはアルゴンのイオンによって、樹脂の表面から樹脂を構成する原子が脱離しやすいからである。

【0018】

導入工程Ｓ２０では、脱離工程Ｓ１０を経た樹脂の表面にヒドロキシルラジカルを照射して、樹脂の表面にヒドロキシル基（－ＯＨ）を導入する。ヒドロキシル基が導入された樹脂の表面は親水性が高い。例えば、水蒸気をプラズマ化して、このプラズマ中のヒドロキシルラジカルを、脱離工程Ｓ１０を経た樹脂の表面に照射する。脱離工程Ｓ１０および導入工程Ｓ２０が減圧状態で行われ、脱離工程Ｓ１０の後、減圧状態が維持されたまま導入工程Ｓ２０が行われることが好ましい。脱離工程Ｓ１０で樹脂の表面が活性化された状態を維持したまま、樹脂の表面にヒドロキシル基が導入できるからである。なお、導入工程Ｓ２０を経た樹脂の表面は、親水性が長期間、例えば数週間にわたって維持される。このため、導入工程Ｓ２０の後に樹脂を大気開放しても問題ない。

【0019】

脱離工程Ｓ１０が０．１Ｐａ以上０．４Ｐａ以下の第一圧力で行われ、導入工程が、第一圧力の３０％以上５０％以下の第二圧力で行われることが好ましい。脱離工程Ｓ１０で、プラズマ中のイオンおよびラジカルの進行方法が制御しやすいからであり、導入工程Ｓ２０で、樹脂の表面にイオンがほとんど照射されなくなり、ヒドロキシルラジカルが樹脂の表面に照射されやすくなるからである。導入工程は、樹脂の温度１５０℃以上３００℃以下にして行われることが好ましい。ヒドロキシル基と樹脂の表面の化学反応が促進され、ヒドロキシル基が樹脂の表面に強固に導入されるからである。

【0020】

ここまでの樹脂表面親水化方法で得られた樹脂を電子基板に用いる場合、樹脂の表面に金属を、例えば銅を付着させたい。そこで、金属ターゲットにプラズマ、イオン、またはラジカルを照射し、金属ターゲットから放出された金属を樹脂の表面に薄く蒸着させる。すなわち、本実施の形態の積層体の製造方法は、脱離工程Ｓ１０と、導入工程Ｓ２０と、蒸着工程Ｓ３０を備えている。つまり、本実施の形態の積層体の製造方法は、前記した樹脂表面親水化方法の後に、蒸着工程Ｓ３０を備えている。脱離工程Ｓ１０と導入工程Ｓ２０は、前記した樹脂表面親水化方法での各工程と同じなので、脱離工程Ｓ１０と導入工程Ｓ２０の説明を省略する。

【0021】

蒸着工程Ｓ３０では、導入工程Ｓ２０を経た樹脂の表面に金属膜を蒸着する。金属膜の蒸着は、例えば、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法（スパッタリング）によって行う。金属膜としては、銅膜、銀膜、または金膜などが挙げられる。蒸着工程では、導入工程Ｓ２０の後に大気開放された樹脂を用いてもよい。しかし、生産性を向上させるため、および各種汚染物が樹脂に付着するのを抑えるため、減圧状態が維持されたまま導入工程Ｓ２０と蒸着工程Ｓ３０を行うことが好ましい。

【0022】

蒸着された金属膜の表面には、同じ金属のメッキ加工または熱圧着加工が行いやすい。すなわち、本実施の形態の積層体の製造方法は、蒸着工程Ｓ３０の後に、被覆工程Ｓ４０をさらに備えていてもよい。被覆工程Ｓ４０は、蒸着された金属膜の表面に、この金属膜を構成する金属と同じ金属から構成される金属層をさらに被覆する。金属膜の表面に金属層を被覆する方法としては、蒸着工程Ｓ３０の後の積層体の金属膜と金属層を合わせて熱圧着する方法、または蒸着工程Ｓ３０の後の積層体の金属膜に金属層をメッキで形成する方法などが挙げられる。

【0023】

また、蒸着工程Ｓ３０の工程を省き、被覆工程Ｓ４０のメッキ加工をしても良い。この場合、樹脂表面は導体になっていないため、化学的に薄いＣｕ膜（１００～４００ｎｍ程度）を付けるために、無電解メッキを行う。その後、数十μｍメッキを形成するために、電解メッキを行う。

【0024】

本実施の形態の積層体は、樹脂の疎水表面に存在する原子の一部がヒドロキシル基に置換された樹脂基材と、樹脂基材の表面に形成された金属蒸着膜を備えている。そして、樹脂基材の表面の水との接触角が１０°以下である。このため、樹脂基材の表面と金属蒸着膜が強固に密着する。樹脂基材の表面の水との接触角は、６°以下であることがより好ましい。本実施の形態の積層体は、金属蒸着膜の表面に、金属蒸着膜を構成する金属と同じ金属から構成される金属層をさらに備えていてもよい。樹脂がポリテトラフルオロエチレンであり、ヒドロキシル基に置換される原子がフッ素であってもよい。また、樹脂が全芳香族ポリエステルを含む液晶ポリマーであってもよい。

【0025】

図２は、本実施の形態の樹脂表面親水化方法に使用できるプラズマ処理装置の基本構成を示している。プラズマ処理装置は、樹脂としての被処理部材１の表面にプラズマを照射し、表面の濡れ性を改善するものであり、真空チャンバ２と、ファインプラズマガン（ＦＰＧ）３と、被処理部材１を保持する保持部としての保持台４と、この保持台４に取り付けられて所定の移動方向Ａに沿って保持台４を往復移動させる移動体５と、第一ＤＣ電源９と、第二ＤＣ電源８を備えている。図２では保持台４の上に被処理部材１が乗っているが、保持台４の上方に浮かせて被処理部材１を配置しても良い。ＦＰＧ３と被処理部材１との距離に比べて、保持台４と被処理部材１との距離が近くなるように配置されている。

【0026】

真空チャンバ２は、アルミニウム合金またはステンレスなどの金属から構成され、グランド１０に接続されている。ＦＰＧ３は、真空チャンバ２内の上部に配置されている。ＦＰＧ３は、被処理部材１の表面から樹脂を構成する原子の少なくとも一部を脱離及び／又は吸着させるためのガスを導入するガス導入部（不図示）から真空チャンバ２内に導入された処理ガスをプラズマ化して被処理部材１の表面に照射するプラズマ発生部である。なお、本実施の形態では、被処理部材１は平面形状の状態で保持台４に配設されている。

【0027】

ＦＰＧ３は、例えば国際公開第２０１４／１７５７０２号に記載されているものが採用できる。保持台４は、ＦＰＧ３と略対向するように、ＦＰＧ３の下方に設置されている。保持台４は、金属製または電極であり、樹脂としての被処理部材１を保持する。第一ＤＣ電源９は、保持台４に接続されている。第二ＤＣ電源８は、ＦＰＧ３に接続されている。

【0028】

真空チャンバ２内を排気ポンプ（不図示）で減圧しながら、ガス導入部から真空チャンバ２内に窒素、アルゴン、酸素、または水蒸気などの処理ガスを導入し、真空チャンバ２内を所定の圧力、例えば０．１Ｐａ以上０．４Ｐａ以下の０．３Ｐａに調整する。この状態で第二ＤＣ電源８からＦＰＧ３に第二ＤＣ電圧を印加すると、ＦＰＧ３で処理ガスのプラズマが生成する。

【0029】

このとき、真空チャンバ２内の圧力が高過ぎると、例えば０．４Ｐａを超えると、処理ガスがグロー放電状態になり、プラズマ中のイオン７およびラジカル６の進行方向が制御できない。これに対して、真空チャンバ２内の圧力が適切な範囲であれば、処理ガスの暗放電状態を維持し、イオン７およびラジカル６の進行方向が制御できる。そこで、真空チャンバ２内の圧力を、例えば０．１Ｐａ以上０．４Ｐａ以下に調整する。

【0030】

また、本実施の形態のプラズマ処理装置におけるプラズマ発生部としてのＦＰＧ３は、プラズマの照射方向Ｐが、移動体５の移動方向Ａに対して直交する方向（図２における下方向）から斜めになるように設定されている。これにより、被処理部材１におけるプラズマによる表面の凹凸が移動方向Ａに沿って流れるように形成されて凹凸が小さくなるため、樹脂表面の濡れ性が改善して、樹脂の密着性をより向上させることができる。

【0031】

また、本実施の形態のプラズマ処理装置におけるＦＰＧ３は、図３に示すように、保持台４の移動方向Ａの往路側（図３（ａ））及び復路側（図３（ｂ））の少なくとも２方向に、プラズマの照射方向Ｐを変化させる構成を備えている。ここでは、第１設定パターンとして、図３（ａ）,（ｂ）に示すように、保持台４の往復移動のそれぞれにおいて、プラズマの照射方向Ｐを移動方向Ａとは逆方向に向けて傾斜させるように構成されている。

【0032】

なお、本実施の形態のプラズマ処理装置におけるＦＰＧ３は、第２設定パターンとして、図４（ａ）,（ｂ）に示すように、保持台４の往復移動のそれぞれにおいて、プラズマの照射方向Ｐを移動方向Ａと同方向に向けて傾斜させるように構成しても良い。

【0033】

また、本実施の形態のＦＰＧ３のプラズマの照射方向Ｐの角度を、移動体５の移動方向Ａや移動位置に依存して任意に可変可能に構成させるようになっていても良い。さらに、センサによる保持台４の位置情報や、移動体５の移動制御プログラム等により、保持台４の現在の位置を把握して追尾し、自動的にプラズマの照射方向Ｐを適度な傾斜角度となるように常に調整するようになっていても良い。また、移動体５の移動方向Ａとプラズマの照射方向Ｐとの傾斜角度は、移動体５の移動速度やＦＰＧ３の高さ位置等に応じて適宜決定すれば良い。

【0034】

プラズマ処理装置を用いて脱離工程Ｓ１０を行う場合、以下の手順で行う。まず、樹脂である被処理部材１を保持台４で保持し、ガス導入部から真空チャンバ２内に処理ガスである窒素および／またはアルゴンを入れ、排気ポンプで真空チャンバ２内の圧力を０．１Ｐａ以上０．４Ｐａ以下の０．３Ｐａに調整する。つぎに、第一ＤＣ電源９をＯＦＦのままで、すなわち保持台４を接地した状態で、第二ＤＣ電源８をＯＮにする。

【0035】

そして、移動体５により保持台４を移動方向Ａに沿って往復移動させながら、適度な傾斜角度に設定されたＦＰＧ３で処理ガスのプラズマが生成され、方向性があるイオンおよびラジカルが被処理部材１に照射される。そして、主にイオンの衝撃によって、被処理部材１の表面から原子が脱離する。イオンに方向性があるので、被処理部材１の表面から効率よく原子を脱離させられる。なお、脱離した原子のほとんどは、排気ポンプによって、真空チャンバ２外に排出される。脱離した原子の一部は、真空チャンバ２内で浮遊しているか、浮遊後に真空チャンバ２の内壁または真空チャンバ２内の部品に付着する。しかし、本実施形態では、一般的なグロー放電の条件より真空チャンバ２内の圧力が低いので、チャンバ２内に浮遊している不純物がほとんどない。このため、被処理部材１の汚染が抑えられる。

【0036】

前記したプラズマ処理装置と同様の処理装置を用いて導入工程Ｓ２０を行う場合、以下の手順で行う。なお、脱離工程Ｓ１０と導入工程Ｓ２０は、別々の処理装置で行うことが好ましい。脱離工程Ｓ１０を行った処理装置と同じ処理装置で導入工程Ｓ２０を行うと、すなわち、同じ処理装置で、脱離工程Ｓ１０の後に導入工程Ｓ２０を行うと、脱離工程Ｓ１０で被処理部材１の表面から脱離した成分が真空チャンバ２内に付着し、その後の導入工程Ｓ２０で、この付着物が浮遊して、被処理部材１の表面に付着するおそれがあるからである。脱離工程Ｓ１０に由来する浮遊物の影響が少なければ、脱離工程Ｓ１０と導入工程Ｓ２０を同じ処理装置で行ってもよい。

【0037】

まず、脱離工程Ｓ１０を経た被処理部材１を保持台４で保持する。２つの処理装置の間に真空予備室を設けるなどして、脱離工程Ｓ１０を行った処理装置から大気開放せずに、導入工程Ｓ２０を行う処理装置に被処理部材１を移動させることが好ましい。つぎに、ガス導入部から真空チャンバ２内に、水および／または水蒸気を含む処理ガスを導入する。処理ガスは水蒸気であることが好ましい。ヒドロキシルラジカル６が生成されやすいからである。

【0038】

そして、真空チャンバ２内の圧力が脱離工程Ｓ１０での圧力の３０％以上５０％以下となるように、排気ポンプで真空チャンバ２内の圧力を調整する。導入工程Ｓ２０での圧力が脱離工程Ｓ１０での圧力の３０％以上５０％以下であるため、処理ガスのプラズマ中でヒドロキシルラジカル６が多く生成する。つぎに、第一ＤＣ電源９と第二ＤＣ電源８をＯＮにする。ＦＰＧ３と接地された真空チャンバ２の電位差によって、処理ガスのプラズマが生成する。

【0039】

このとき、第一ＤＣ電源９からの電圧は、第二ＤＣ電源８からの電圧より小さいことが好ましく、第二ＤＣ電源８からの電圧の４０％以上で、第二ＤＣ電源８からの電圧より小さいことがさらに好ましい。ＦＰＧ３と保持台４の電位差を小さくすることによって、処理ガスのプラズマ中からヒドロキシルラジカル６を多く抽出して、被処理部材１に照射できるからである。すなわち、真空チャンバ２が接地されているため、ＦＰＧ３と真空チャンバ２との電位差は、ＦＰＧ３と保持台４の電位差より大きい。このため、処理ガスのプラズマ中のほとんどのイオン７は、ＦＰＧ３から保持台４の方向ではなく、ＦＰＧ３から真空チャンバ２の方向に移動する。残ったプラズマ中の極性がないヒドロキシルラジカル６は、被処理部材１に照射される。

【0040】

ヒドロキシルラジカル６を被処理部材１に照射することによって、被処理部材１の表面にヒドロキシル基が導入される。しかも、被処理部材１にイオン７がほとんど照射されないので、イオンの衝撃によって被処理部材１の表面に導入されたヒドロキシル基が再び脱離するのを抑えられる。このように、被処理部材１の表面には安定した親水性が付与される。ヒドロキシル基の導入によって、ヒドロキシル基が被処理部材１の表面と化学結合している。

【0041】

なお、この処理装置においても、前記したプラズマ処理装置と同様に、ＦＰＧ３は、プラズマの照射方向Ｐが、移動体５の移動方向Ａに対して直交する方向（図２における下方向）から斜めになるように設定されている。

【0042】

また、このＦＰＧ３も、図３に示すように、保持台４の移動方向Ａの往路側（図３（ａ））及び復路側（図３（ｂ））の少なくとも２方向に、プラズマの照射方向Ｐを変化させる構成を備えていても良い。ここでは、図３（ａ）,（ｂ）に示すように、保持台４の往復移動のそれぞれにおいて、プラズマの照射方向Ｐを移動方向Ａとは逆方向に向けて傾斜させるように構成されている。

【0043】

なお、本実施の形態のＦＰＧ３は、図４（ａ）,（ｂ）に示すように、保持台４の往復移動のそれぞれにおいて、プラズマの照射方向Ｐを移動方向Ａと同方向に向けて傾斜させるように構成しても良い。

【0044】

また、本実施の形態のＦＰＧ３のプラズマの照射方向Ｐの角度を、移動体５の移動方向Ａや移動位置に依存して任意に可変可能に構成させるようになっていても良い。さらに、センサによる保持台４の位置情報や、移動体５の移動制御プログラム等により、保持台４の現在の位置を把握して追尾し、自動的にプラズマの照射方向Ｐを適度な傾斜角度となるように常に調整するようになっていても良い。

【実施例0045】

（脱離工程）
接地されたステンレス製のチャンバ内で、ファインプラズマガン（ＦＰＧ）（Ｆｉｎｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．製、Ｌｉｎｅａｒ ｔｙｐｅ ｉｏｎ ｂｅａｍ ｓｏｕｒｃｅ ＦＰＧ－Ｌ０４０Ｓ）（以下同様）を用いて、チャンバ内圧力０．３Ｐａ、ＦＰＧに供給する電力３００Ｗ、処理ガスが窒素またはアルゴンの条件で、市販されているＡ４判のフッ素樹脂基板に脱離工程を行った。
（導入工程）
接地されたステンレス製のチャンバ内で、ファインプラズマガン（ＦＰＧ）を用いて、チャンバ内圧力０．１５Ｐａ、ＦＰＧに供給する電力３００Ｗ処理ガスが水蒸気の条件で、基板を保持する保持台に印可する電圧をＦＰＧに印可する電圧より低くして、脱離工程を経た基板に導入工程を行った。

【0046】

ここで、脱離工程の際に、従来のように、保持台４の往復移動のそれぞれにおいて、ＦＰＧ３からのプラズマの照射方向Ｐを移動方向Ａに対して直交方向に向けた（傾斜させない）ときの画像を図５（ｃ）に示す。

【0047】

また、脱離工程の際に、図３（ａ）,（ｂ）に示すように、保持台４の往復移動のそれぞれにおいて、ＦＰＧ３からのプラズマの照射方向Ｐを移動方向Ａとは逆方向に向けて傾斜させたときの画像を図５（ａ）に示す。図５（ａ）に示すように、ＦＰＧ３からのプラズマの照射方向Ｐを移動方向Ａとは逆方向に向けて傾斜させると、プラズマによる表面の凹凸が移動方向Ａに沿って流れるように形成されて、図３（ｃ）に比べて凹凸が小さくなるため、樹脂表面の濡れ性が改善して、樹脂の密着性をより向上させることができる。

【0048】

また、脱離工程の際に、図４（ａ）,（ｂ）に示すように、保持台４の往復移動のそれぞれにおいて、ＦＰＧ３からのプラズマの照射方向Ｐを移動方向Ａと同方向に向けて傾斜させたときの画像を図５（ｂ）に示す。図５（ｂ）に示すように、ＦＰＧ３からのプラズマの照射方向Ｐを移動方向Ａと同方向に向けて傾斜させても、プラズマによる表面の凹凸が移動方向Ａに沿って流れるように形成されて、図３（ｃ）に比べて凹凸が小さくなるため、樹脂表面の濡れ性が改善して、樹脂の密着性をより向上させることができる。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本発明のプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法は、高速大容量の情報を通信する携帯電話に用いる回路基板に利用される。フッ素樹脂の比誘電率は空気の次に低いので、フッ素樹脂基板は、高周波基板の素材に特に適している。フッ素樹脂を用いた回路基板は、他の一般的な素材を用いた回路基板と比べて、高周波電流を流しても比誘電率および誘電正接が低く、誘電損失が小さい。

【0050】

本発明のプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法をフッ素樹脂基板に適用した場合、基板の親水性が向上し、銅配線との密着性が向上でき、高周波数帯での使用に耐えうる回路基板が提供できる。この高周波数帯での使用に適用できる技術は、携帯電話本体にとどまらず、携帯電話の基地局に使われる基板、家庭内、工場内、もしくは地域専用の通信用の基板、または自動車もしくはドローンなどの自動運転に用いられるミリ波レーダー用の基板にも適用でき、応用範囲は広い。

【符号の説明】

【0051】

Ｓ１０：脱離工程、 Ｓ２０：導入工程、 Ｓ３０：蒸着工程、 Ｓ４０：被覆工程、 １：被処理部材（樹脂）、 ２：真空チャンバ、 ３：ファインプラズマガン（ＦＰＧ）、 ４：保持台（保持部）、５：移動体、 ６：ラジカル（ヒドロキシルラジカル）、 ７：イオン、 ８：第二ＤＣ電源、 ９：第一ＤＣ電源、 １０：グランド、 Ａ：移動方向、 Ｐ：プラズマ照射方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】