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(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】P2025023116
(43)【公開日】2025-02-14
(54)【発明の名称】プラズマ処理装置、プラズマ処理方法
(51)【国際特許分類】
C08J 7/00 20060101AFI20250206BHJP
H05H 1/46 20060101ALI20250206BHJP
【ＦＩ】
C08J7/00 306
H05H1/46 R
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024208241
(22)【出願日】2024-11-29
(62)【分割の表示】P 2020193259の分割
【原出願日】2020-11-20
(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
(57)【要約】
【課題】樹脂製の部材と、部材表面の金属層との間に高い密着力を与え、それらを強固に接合させ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】プラズマ処理装置１は、プラズマを照射する対象となる基板本体２２を保持する保持台４を有し、保持された基板本体２２に保持側電圧を印加する保持側回路１３と、ガスを真空チャンバ２内に導入するガス導入部１５と、ガスをプラズマ化するＦＰＧ３を備え、ＦＰＧ３に対し、プラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路１４とを備え、保持側回路１３が、基板本体２２に保持側電圧を印加する時間と、プラズマ側回路１４がＦＰＧ３にプラズマ側電圧を印加する時間とが別々になるように設定される。プラズマ側回路１４は、保持側回路１３に保持側電圧を印可する時間よりも、プラズマ側回路１４がプラズマ側電圧を印加する時間が短くなるように設定するための印加時間調整部を備える。
【選択図】図３
【解決手段】プラズマ処理装置１は、プラズマを照射する対象となる基板本体２２を保持する保持台４を有し、保持された基板本体２２に保持側電圧を印加する保持側回路１３と、ガスを真空チャンバ２内に導入するガス導入部１５と、ガスをプラズマ化するＦＰＧ３を備え、ＦＰＧ３に対し、プラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路１４とを備え、保持側回路１３が、基板本体２２に保持側電圧を印加する時間と、プラズマ側回路１４がＦＰＧ３にプラズマ側電圧を印加する時間とが別々になるように設定される。プラズマ側回路１４は、保持側回路１３に保持側電圧を印可する時間よりも、プラズマ側回路１４がプラズマ側電圧を印加する時間が短くなるように設定するための印加時間調整部を備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
チャンバ内に存在する樹脂の表面にプラズマを照射し、前記樹脂の表面の濡れ性を改善するプラズマ処理装置であって、
前記プラズマを照射する対象となる前記樹脂を保持する保持部を有し、該保持された前記樹脂にとしての保持側電圧を印加する保持側回路と、
ガスを前記チャンバ内に導入するガス導入部と、
前記ガスをプラズマ化するプラズマ照射装置を備え、該プラズマ照射装置に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路とを備え、
前記保持側回路が、前記樹脂に前記保持側電圧を印加する時間と、前記プラズマ側回路が前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧を印加する時間とが別々になるように設定されており、
前記プラズマ側回路は、前記保持側回路に前記保持側電圧を印可する時間よりも、前記プラズマ側回路が前記プラズマ側電圧を印加する時間が短くなるように設定するための印加時間調整部を備えていることを特徴とするプラズマ処理装置。
前記プラズマを照射する対象となる前記樹脂を保持する保持部を有し、該保持された前記樹脂にとしての保持側電圧を印加する保持側回路と、
ガスを前記チャンバ内に導入するガス導入部と、
前記ガスをプラズマ化するプラズマ照射装置を備え、該プラズマ照射装置に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路とを備え、
前記保持側回路が、前記樹脂に前記保持側電圧を印加する時間と、前記プラズマ側回路が前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧を印加する時間とが別々になるように設定されており、
前記プラズマ側回路は、前記保持側回路に前記保持側電圧を印可する時間よりも、前記プラズマ側回路が前記プラズマ側電圧を印加する時間が短くなるように設定するための印加時間調整部を備えていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項2】
前記プラズマ側回路は、前記プラズマ側回路により前記樹脂にプラズマ照射されることにより樹脂を構成する原子の少なくとも一部が離脱した状態の樹脂に、ヒドロキシル基を付与する工程のために、前記保持側電圧を印可する時間と、前記プラズマ側電圧を印加する時間とが別々になるように設定されている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】
前記プラズマ側回路の前記印加時間調整部は、前記プラズマ照射装置に対する前記プラズマ側電圧の印加をオンオフ制御するためのスイッチであることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項4】
前記保持側回路は、前記ガスを前記チャンバ内に導入し前記ガスをプラズマ化して前記樹脂の表面に照射する工程で前記保持側電圧をプラズマ側回路と独立して印加させ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】
前記プラズマ側回路は、前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧のプラスの電圧を印加すると共に、前記保持側回路は、前記樹脂に前記保持側電圧のプラスの電圧を印加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】
前記保持側回路は、前記樹脂が存在する位置に依存する前記保持部の少なくとも一部に前記保持側電圧を印加することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項7】
プラズマを照射する樹脂が収容されるチャンバと、
前記プラズマを照射する対象となる前記樹脂を保持する保持部を有し、該保持された前記樹脂にとしての保持側電圧を印加する保持側回路と、
ガスを前記チャンバ内に導入するガス導入部と、
前記ガスをプラズマ化するプラズマ照射装置を備え、該プラズマ照射装置に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路とを備え、
前記チャンバ内に存在する樹脂の表面にプラズマを照射し、前記樹脂の表面の濡れ性を改善するプラズマ処理方法であって、
前記保持側回路が、前記樹脂に前記保持側電圧を印加する時間と、前記プラズマ側回路が前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧を印加する時間とが別々になるように設定されており、
前記プラズマ側回路は、前記保持側回路に前記保持側電圧を印可する時間よりも、前記プラズマ側回路が前記プラズマ側電圧を印加する時間が短くなるように設定するための印加時間調整部を備えていることを特徴とするプラズマ処理方法。
前記プラズマを照射する対象となる前記樹脂を保持する保持部を有し、該保持された前記樹脂にとしての保持側電圧を印加する保持側回路と、
ガスを前記チャンバ内に導入するガス導入部と、
前記ガスをプラズマ化するプラズマ照射装置を備え、該プラズマ照射装置に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路とを備え、
前記チャンバ内に存在する樹脂の表面にプラズマを照射し、前記樹脂の表面の濡れ性を改善するプラズマ処理方法であって、
前記保持側回路が、前記樹脂に前記保持側電圧を印加する時間と、前記プラズマ側回路が前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧を印加する時間とが別々になるように設定されており、
前記プラズマ側回路は、前記保持側回路に前記保持側電圧を印可する時間よりも、前記プラズマ側回路が前記プラズマ側電圧を印加する時間が短くなるように設定するための印加時間調整部を備えていることを特徴と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、樹脂の表面に金属層を形成した樹脂製品の製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
各種の回路基板、例えば、ミリ波またはマイクロ波に対応可能な伝送損失が小さい回路基板、において、低誘電の樹脂が使われ始めている。この低誘電の樹脂としては、たとえば液晶ポリマー（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あげられるが、ＬＣＰやＰＴＦＥ等の樹脂材料は、樹脂材料同士の密着性や、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、樹脂製の基材と銅の物理的な密着度を向上させる技術が知られている。
【0003】
しかし、樹脂製の基材の表面を化学的に荒らして基材の表面に銅等の金属を形成した場合、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。一方、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。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。また、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も考えられる。
【0004】
しかしながら、ＰＴＦＥ基材に大気プラズマを照射しても、ＰＴＦＥ基材の水との接触角は最大でも５０°程度である。そして、ＰＴＦＥ基材の表面に銅を密着させたとき、ＰＴＦＥ基材と銅の密着度は０．２～０．４Ｎ／ｍｍ程度である。このため、ＰＴＦＥ基材上に銅の回路パターンを作製する過程で、銅がＰＴＦＥ基材から剥離するおそれがある。また、回路パターン作製過程でＰＴＦＥ基材に熱が加わると、ＰＴＦＥ基材と銅の密着度がさらに下がってしまう。さらに、ＰＴＦＥ基材の表面が改質されている時間は２４時間程度であるため、ＰＴＦＥ基材の表面に銅を早く密着させる必要があり、回路基板の製造の制約となっていた。
【0005】
そして、従来、真空中で基材の表面を高エネルギービームで洗浄し、その後、イオン化した水蒸気を基材の表面に照射して、基材の表面に水酸基を吸着させる技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平９－３２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、イオン化された水蒸気のエネルギーは強いため、いったん吸着した水酸基は、他の水蒸気のイオンが基材の表面に照射されると、基材の表面から再び脱離してしまう。このため、特許文献１に記載の発明において、基材の表面の水との接触角は４０°程度となってしまう。そして、特許文献１に記載の発明においては、樹脂製の部材の表面に金属を強固に固着することが難しいという問題がある。
【0008】
本願はこのような事情に鑑みてなされたものであり、樹脂の疎水表面に高い親水性を長期間付与し、樹脂製の部材と、部材表面の金属層との間に高い密着力を与え、それらを強固に接合させ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課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
かかる課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、かかる課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、チャンバ内に存在する樹脂の表面にプラズマを照射し、前記樹脂の表面の濡れ性を改善するプラズマ処理装置であって、前記プラズマを照射する対象となる前記樹脂を保持する保持部を有し、該保持された前記樹脂にＤＣ電圧としての保持側電圧を印加する保持側回路と、ガスを前記チャンバ内に導入するガス導入部と、前記ガスをプラズマ化するプラズマ照射装置を備え、該プラズマ照射装置に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路とを備え、前記保持側回路が、前記保持側電圧を印加する時間と、前記プラズマ側回路が前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧を印加する時間とが別々になるように設定されており、前記プラズマ側回路は、前記保持側回路に前記保持側電圧を印可する時間よりも、前記プラズマ側回路が前記プラズマ側電圧を印加する時間が短くなるように設定するための印加時間調整部を備えていることを特徴とする。
【0010】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記プラズマ側回路は、前記プラズマ側回路により前記樹脂にプラズマ照射されることにより樹脂を構成する原子の少なくとも一部が離脱した状態の樹脂に、ヒドロキシル基を付与する工程のために、前記保持側電圧を印可する時間と、前記プラズマ側電圧を印加する時間とが別々になるように設定されていることを特徴とする。
【0011】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記プラズマ側回路の前記印加時間調整部は、前記プラズマ照射装置に対する前記プラズマ側電圧の印加をオンオフ制御するためのスイッチであることを特徴とする。
【0012】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の構成に加え、前記保持側回路は、前記ガスを前記チャンバ内に導入し前記ガスをプラズマ化して前記樹脂の表面に照射する工程で前記保持側電圧をプラズマ側回路と独立して印加させることを特徴とする。
【0013】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の構成に加え、前記プラズマ側回路は、前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧としてのプラスの電圧を印加すると共に、前記保持側回路は、前記樹脂に前記保持側電圧としてのプラスの電圧を印加することを特徴とする。
【0014】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一つに記載の構成に加え、前記保持側回路は、前記樹脂が存在する位置に依存する前記保持部の少なくとも一部に前記保持側電圧を印加することを特徴とする。
【0015】
請求項７に記載の発明は、プラズマを照射する樹脂が収容されるチャンバと、前記プラズマを照射する対象となる前記樹脂を保持する保持部を有し、該保持された前記樹脂にＤＣ電圧としての保持側電圧を印加する保持側回路と、ガスを前記チャンバ内に導入するガス導入部と、前記ガスをプラズマ化するプラズマ照射装置を備え、該プラズマ照射装置に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路とを備え、前記チャンバ内に存在する樹脂の表面にプラズマを照射し、前記樹脂の表面の濡れ性を改善するプラズマ処理方法であって、前記保持側回路が、前記樹脂にヒドロキシル基を付与するために、前記保持側電圧を印加する時間と、前記プラズマ側回路が前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧を印加する時間とが別々になるように設定されており、前記プラズマ側回路は、前記保持側回路に前記保持側電圧を印可する時間よりも、前記プラズマ側回路が前記プラズマ側電圧を印加する時間が短くなるように設定するための印加時間調整部を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
請求項１、請求項７に記載の発明によれば、プラズマを照射する対象となる樹脂にＤＣ電圧としての保持側電圧を印加する保持側回路の、保持部に保持されて、樹脂に、ヒドロキシル基を付与するために、保持側電圧を印加する時間と、ガス導入部によって導入されたガスをプラズマ化するプラズマ照射装置に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路の、プラズマ照射装置にプラズマ側電圧を印加する時間とが、別々になるように設定されていることにより、プラズマ照射装置がイオンやラジカルを発生させて保持部に保持された樹脂にイオンやラジカルを照射させるタイミングと、保持部や保持部に保持された樹脂の周囲の電位の状態とを自在に調整し、チャンバ内に樹脂が収容されている間の樹脂に対してイオンやラジカルが作用するタイミングや状態を自在に調整できる。これにより、樹脂の表面にラジカルを好適な状態で付与できて、樹脂製の部材と、部材表面の金属層との間に高い密着力を与え、それらを強固に接合させることができる。
【0017】
請求項１、請求項７に記載の発明によれば、プラズマ側回路の印加時間調整部は、保持側回路が保持部に保持側電圧を印可する時間よりも、プラズマ側回路がプラズマ側電圧を印加する時間が短くなるように設定されたことにより、プラズマ照射装置によるプラズマ照射の工程の前においても、保持部に保持された樹脂の周囲とチャンバ内の樹脂の周囲以外の部分とに電位差を発生させて、プラズマ照射装置のプラズマ発生がしやすい環境になるようにチャンバ内のイオンやラジカルの分布状態を容易に制御できる。また、プラズマ照射の工程の後においても、保持部には保持側電圧を印可により発生した放電によるラジカルが存在し、ヒドロキシル基の付与が着実に実行できる。これにより、樹脂の表面に各種のラジカルを好適な状態で付与することができて、樹脂製の部材と、部材表面の金属層との間に高い密着力を与え、それらを強固に接合させることができる。
【0018】
請求項２に記載の発明によれば、プラズマ側回路により樹脂にプラズマ照射されることにより樹脂を構成する原子の少なくとも一部が離脱した状態の樹脂に、ヒドロキシル基を付与する工程において、樹脂に対してイオンやラジカルが作用するタイミングや状態を自在に調整できる。これにより、樹脂の表面にラジカルを好適な状態で付与できて、樹脂製の部材と、部材表面の金属層との間に高い密着力を与え、それらを強固に接合させることができる。
【0019】
請求項３に記載の発明によれば、プラズマ側電圧の印加をオンオフ制御するためのスイッチによって電圧の印加時間や印加タイミングを適切に調整し、樹脂表面の処理を簡易な操作で適切に行うことが可能となる。
【0020】
請求項４に記載の発明によれば、保持側電圧は、水蒸気ガスをチャンバ内に導入しガスをプラズマ化して樹脂の表面に照射する工程でプラズマ側電圧と独立して印加させることにより、プラズマ照射装置が樹脂の表面にプラズマを照射するときに保持側電圧によって樹脂の電位の状態を調整し、樹脂の表面に対するイオンやラジカルの接近や離間の状態を制御して、工程ごとの樹脂の表面に対するイオンやラジカルの作用を適切に制御できる。
【0021】
請求項５に記載の発明によれば、プラズマ照射装置にプラズマ側電圧としてのプラスの電圧を印加することで発生したプラズマにより、プラスのイオンを樹脂の表面に照射させ、イオンの衝突により樹脂の表面を脱離させることができる。また、樹脂に保持側電圧としてのプラスの電圧を印加することにより、プラズマ照射装置と樹脂との電位差を小さくすると共にプラズマ照射装置と樹脂以外の部分との電位差を相対的に大きくし、プラスのイオンを樹脂以外の部分に引き寄せ、樹脂の表面へのイオンの衝突が継続すること抑止できる。これにより、プラズマによる樹脂表面の加工や表面改質のための制御を適切に行うことが可能になる。
【0022】
請求項６に記載の発明によれば、樹脂が存在する位置に依存する保持部の少なくとも一部に保持側電圧を印加することにより、樹脂の存在する位置で、プラズマ照射装置と樹脂との電位差を小さくし、樹脂の表面へのラジカルの付与を一層好適な状態でおこなうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】この実施の形態のプラズマ処理装置が用いられる基板製造システムを模式的に示す図であって、（ａ）側面から見た模式図、（ｂ）上面から見た模式図である。
【図2】同上プラズマ処理装置を模式的に示す図である。
【図3】同上基板製造システムにおける処理工程のフローチャートである。
【図4】同上プラズマ処理装置における第二工程のプラズマ発生中の状態を模式的に示す図である。
【図5】同上プラズマ処理装置における第二工程のプラズマ発生終了後の状態を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
【0025】
［基板製造システムの構成］
図１は、この実施の形態のプラズマ処理装置が用いられる基板製造システムを模式的に示す図であって、（ａ）側面から見た模式図、（ｂ）上面から見た模式図である。
図１は、この実施の形態のプラズマ処理装置が用いられる基板製造システムを模式的に示す図であって、（ａ）側面から見た模式図、（ｂ）上面から見た模式図である。
【0026】
この基板製造システム１００は、たとえばミリ波またはマイクロ波に対応可能な伝送損失が小さい回路基板を製造するための、複数の製造工程を行うための複数の装置からなる製造システムである。基板製造システム１００において製造される基板２１は、被処理部材である樹脂製の基板本体２２の表面や裏面に金属膜２３などの金属層が形成される。
【0027】
図１に示す通り、基板製造システム１００は、被処理部材がシート片状の樹脂からなる基板本体２２である。この基板本体２２は、基板製造システム１００における製造工程において表面に金属膜２３などの金属層が形成されて基板２１を形成する。基板製造システム１００は、真空予備室１０１，１０２と、第一工程Ｓ１及び第二工程Ｓ２（いずれも後述）を行う第一処理室１０３と、第三工程Ｓ３（後述）を行う第二処理室１０４と、ゲート弁２４，２４，２５，２６，２７，２８を備えている。第一処理室１０３は一対の真空チャンバ２，２を備えている。一方側（図１の左側）の真空チャンバ２は基板本体２２の表面側に処理を行うための処理室を構成し、他方側（図１の右側）の真空チャンバ２は基板本体２２の裏面側に処理を行うための処理室を構成する。この実施の形態では、基板本体２２の表面側と裏面側に対して施される処理と、その処理を行うための工程は同じである。従って、一方側の真空チャンバ２と他方側の真空チャンバ２とは、同一の構成が上下対称に設けられている。
【0028】
なお、第二処理室１０４も、一方側（図１の左側）の表面用処理室１０５と他方側（図１の右側）の裏面用処理室１０６は、基板本体２２の表面側と裏面側に対して同一の処理を施すためのものであり、同一の構成が上下対称に設けられている。図１は、表面用処理室１０５と裏面用処理室１０６のそれぞれに、ＣＶＤ法のためのヒータ２９を上下対称に設けた状態を示す。なお、ヒータ２９に替えて、ＰＶＤ法（スパッタリング法）に用いるスパッタ装置（図示せず）等が設けられていてもよい。
【0029】
図１に示すように、真空予備室１０１内には、基板本体２２を端部で保持する可動部３１と、可動部３１を装着して搬送する軌道部３２ａが設けられている。同様に、第一処理室１０３、第二処理室１０４、真空予備室１０２内にも、基板本体２２を保持する可動部３１を搬送する軌道部３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆが設けられている。図１に示す、可動部３１、及び、軌道部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆ、による基板本体２２の搬送方式は、例えばリニアガイド方式や、ラック・アンド・ピニオン方式などである。
第四工程Ｓ４（後述）は基板本体２２を基板製造システム１００から取り出し、オフライン（不図示）で基板本体２２の表面に金属のメッキ加工や、メッキ厚みと同等の金属箔を圧着加工し、回路基板に必要な金属膜２３などの金属層を形成する。
第四工程Ｓ４（後述）は基板本体２２を基板製造システム１００から取り出し、オフライン（不図示）で基板本体２２の表面に金属のメッキ加工や、メッキ厚みと同等の金属箔を圧着加工し、回路基板に必要な金属膜２３などの金属層を形成する。
【0030】
【0031】
図２に示すプラズマ処理装置１は、図１に示す第一処理室１０３を構成する。このプラズマ処理装置１は、樹脂の表面にプラズマを照射して、樹脂を構成する原子の少なくとも一部を脱離させ、その後、前記樹脂にヒドロキシル基を付与することで樹脂の表面の濡れ性を改善する。濡れ性が向上したことによって、樹脂の表面に金属膜２３などの金属層を接合させる際の接合状態を強固にすることができる。
【0032】
なお、図２においては、説明の簡略化のため、図１に示す第一処理室１０３のうちの一方側（図１の左側）の真空チャンバ２の構成のみを説明する。そして、以後の記載は、説明の簡略化のため、特に区別の必要がある場合を除き、図２に示す一方側の真空チャンバ２についてのみ説明し、基板本体２２の裏面側を処理する他方側（図１の右側）の真空チャンバ２の説明は割愛する。
【0033】
図２に示す、この実施の形態のプラズマ処理装置１は、真空チャンバ２と、ファインプラズマガン（Fine Plasma Gun 以下「ＦＰＧ」と称する。）３と、「保持部」としての保持台４と、カバー５と、保持側電源８と、プラズマ側電源９と、保持側スイッチ１１、プラズマ側スイッチ１２を備えている。
【0034】
保持側電源８と保持台４と真空チャンバ２とは保持側回路１３を形成している。また、プラズマ側電源９とプラズマ側スイッチ１２とＦＰＧ３と真空チャンバ２とは、プラズマ側回路１４を形成している。また、プラズマ処理装置１は、ガス導入部１５と、排気ポンプ１６を有する排気部１７とを備えている。
【0035】
なお、図２には、真空チャンバ２の内部におけるイオン７とラジカル６の飛散方向を模式的に示している。後述の図４も同様である。後述するとおり、この実施の形態におけるラジカル６はヒドロキシルラジカルである。ただし、ラジカル６はヒドロキシルラジカル以外のいかなるラジカルであってもよい。
【0036】
真空チャンバ２は、アルミニウム合金やステンレスなどの剛性の高い金属により形成される。真空チャンバ２は、排気ポンプ１６による真空引きで外部と内部に気圧差が生じても壊れない強度を有し、内部に箱状の処理用空間が形成されている。真空チャンバ２の処理用空間は、排気ポンプ１６によって内部のガスが強制的に外部に排気されて真空状態が形成されるようになっている。また、真空チャンバ２はグランド１０に接続されている。このグランド１０は、保持側回路１３とプラズマ側回路１４の基準となる電位を設定する。
【0037】
ＦＰＧ３は、真空チャンバ２内の上部に配置されている。ＦＰＧ３は、ガス導入部１５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する。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。
【0038】
図１に示すとおり、ＦＰＧ３は、第１のＦＰＧ３ａと、第２のＦＰＧ３ｂとを有する。
【0039】
第１のＦＰＧ３ａは、回動軸（図示せず）を中心に回動して基板本体２２の搬送方向（図１における左右方向）に沿ってプラズマの照射方向を変化させることのできるように構成されている。第１のＦＰＧ３ａは後述する第一工程Ｓ１に用いられる。
【0040】
第２のＦＰＧ３ｂは、回動軸を有さず、プラズマを一方向にのみ照射させる。第２のＦＰＧ３ｂは後述する第二工程Ｓ２に用いられる。
【0041】
なお、第２のＦＰＧ３ｂが回動軸（図示せず）を有してプラズマの照射方向を基板本体２２の搬送方向に変化させるように構成されていてもよいし、第１のＦＰＧ３ａが回動軸（図示せず）を有さずにプラズマを一方向のみに照射させる構成であってもよい。
【0042】
保持台４は、ＦＰＧ３と対向するように、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、基板本体２２を保持する。
【0043】
この実施の形態の保持台４は、後述する後述する第二工程Ｓ２において、保持側電源８からの保持側電圧（後述）の印加を受ける。
【0044】
保持台４は、後述する第一工程Ｓ１、後述する第二工程Ｓ２において、基板本体２２が存在する位置に依存する少なくとも一部に、保持側電源８からの保持側電圧（後述）の印加を受ける。たとえば、第二工程Ｓ２では保持台４の第２のＦＰＧ３ｂの近傍側（図１の右側）に保持側電圧が印加されるように構成されることが考えられる。このように保持側電圧を印加するために、保持台４には、保持台４の一部分のみに保持側電圧を印加するための構成、たとえば、保持台４に、第１のＦＰＧ３ａの近傍側の第１の導電範囲（図示せず）と、第２のＦＰＧ３ｂの近傍側の第２の導電範囲（図示せず）とを形成すると共に、保持側電源８からの電流を第１の導電範囲（図示せず）、第２の導電範囲（図示せず）に択一的に切り替える切り替えスイッチ（図示せず）が設けられた構成とすることが考えられる。ただし、他のどのような構成によって、保持側電圧が印加される保持台４の位置や範囲を切り替えたり変化させたりしてもよい。
【0045】
なお、第一工程Ｓ１、第二工程Ｓ２における保持台４への保持側電圧の印加位置や印加範囲はどのようなものでもよく、また、第一工程Ｓ１、第二工程Ｓ２のいずれにおいても保持台４全域に保持側電圧が印加されるように構成されていてもよい。
【0046】
カバー５は、保持台４の上面を覆っている。カバー５は、基板本体２２と同じ材料からなる。ＦＰＧ３から基板本体２２にプラズマが均一に照射されるように構成されている。カバー５がないと、ＦＰＧ３から出るプラズマが金属製の保持台４にも照射され、金属部分を加工し、除去加工されたパーティクルが基板本体２２に付着し、汚染する。この汚染を防ぐために、カバー５が必要である。なお、パーティクルの影響が小さい時、カバー５を省略しても本発明に影響を及ぼすものではない。
【0047】
保持側電源８は、直流電源である。保持側電源８は、プラスの電極が保持台４側に接続され、マイナスの電極が真空チャンバ２側に接続されて、保持側回路１３に直流電圧である保持側電圧を印加する。
【0048】
プラズマ側電源９は、直流電源である。プラズマ側電源９は、プラスの電極が保持台４側に、マイナスの電極が真空チャンバ２側に接続されて、プラズマ側回路１４に直流電圧であるプラズマ側電圧を印加する。プラズマ側電源９は、ＦＰＧ３からプラズマを発射させるために、保持側電源８よりも出力が大きく、保持側電源８よりも高い電圧をプラズマ側回路１４に印加できることが望ましい。
【0049】
保持側スイッチ１１とプラズマ側スイッチ１２は、回路の通電状態のＯＮ・ＯＦＦを切り替えるスイッチである。保持側スイッチ１１は保持側回路１３を流れる電流のＯＮ・ＯＦＦの切り替えを、プラズマ側スイッチ１２はプラズマ側回路１４を流れる電流のＯＮ・ＯＦＦの切り替えを、それぞれ行う。
【0050】
保持側スイッチ１１は、通電側導線１８と非通電側導線１９とに選択的に接続される。通電側導線１８は保持側電源８に電気的に接続されており、保持側スイッチ１１の接続により保持側回路１３はＯＮとなり、保持側電源８の電圧を保持台４に印加させる。非通電側導線１９は保持側電源８を経ずに保持台４に電気的に接続されており、保持側スイッチ１１の接続により保持側回路１３はＯＦＦとなり、保持台４の電位がグランド１０の電位に等しくなる。
【0051】
なお、保持側スイッチ１１およびプラズマ側スイッチ１２は、回路を流れる電流の流量を０から最大まで段階的あるいは無段階に調整するものであってもよい。また、保持側スイッチ１１およびプラズマ側スイッチ１２は、マイクロコンピュータ等の制御装置（図示せず）によってＯＮ・ＯＦＦの切り替えが行われるものでもよいし、操作者が手動でＯＮ・ＯＦＦの切り替えを行うものであってもよい。
【0052】
ガス導入部１５は金属製の配管であり、真空チャンバ２内に、後述する第一工程Ｓ１や第二工程Ｓ２で用いるガスを導入させる。
【0053】
排気部１７は、金属製の配管であり、途中に排気ポンプ１６が設けられている。排気部１７は、排気ポンプ１６が作動されると真空チャンバ２内に存在する各種のガスやパーティクルや埃等を外部に排出させる。
【0054】
［基板本体］
この実施の形態において、基板本体２２を構成する樹脂は、疎水表面を有するものであれば特に制限がないが、例えば、ＰＴＦＥやＰＦＡやＰＣＴＦＥなどのフッ素樹脂、ポリイミド、またはＬＣＰが挙げられる。具体的には、フッ素樹脂の場合、基板本体２２の素材としての樹脂は、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は主にフッ素と炭素である。分子結合が切れ、活性化した表面にヒドロキシル基を付与すること付与することで、フッ素樹脂の疎水表面を大きく親水化することができる。また、この現象は樹脂表面のみでおきている現象であり、その下のフッ素を含む樹脂の母材は、絶縁性が高く、比誘電率や誘電正接が小さく、信号の伝送損失が小さく、電気基板として優れている。
この実施の形態において、基板本体２２を構成する樹脂は、疎水表面を有するものであれば特に制限がないが、例えば、ＰＴＦＥやＰＦＡやＰＣＴＦＥなどのフッ素樹脂、ポリイミド、またはＬＣＰが挙げられる。具体的には、フッ素樹脂の場合、基板本体２２の素材としての樹脂は、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は主にフッ素と炭素である。分子結合が切れ、活性化した表面にヒドロキシル基を付与すること付与することで、フッ素樹脂の疎水表面を大きく親水化することができる。また、この現象は樹脂表面のみでおきている現象であり、その下のフッ素を含む樹脂の母材は、絶縁性が高く、比誘電率や誘電正接が小さく、信号の伝送損失が小さく、電気基板として優れている。
【0055】
また、基板本体２２の素材として用いられる樹脂は、上記の材質以外にも、全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であってもよい。
【0056】
［プラズマ］
この実施の形態において、ＦＰＧ３から発せられるプラズマは、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。窒素およびアルゴンの混合気体であっても良い。窒素またはアルゴンのイオンによって、基板本体２２の素材として用いられる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。
この実施の形態において、ＦＰＧ３から発せられるプラズマは、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。窒素およびアルゴンの混合気体であっても良い。窒素またはアルゴンのイオンによって、基板本体２２の素材として用いられる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。
【0057】
［処理工程］
図３は、この実施の形態の基板製造システム１００における処理工程のフローチャートである。以下、同フローチャートを用いてこの実施の形態における基板の製造工程を説明する。
図３は、この実施の形態の基板製造システム１００における処理工程のフローチャートである。以下、同フローチャートを用いてこの実施の形態における基板の製造工程を説明する。
【0058】
［第一工程］
基板製造システム１００においては、まず、第一工程（ステップＳ１。以下「第一工程Ｓ１」と称する。）として、被処理部材である基板本体２２の表面に照射されるイオンによって、基板表面の分子結合が切れ、基板を構成する樹脂の原子の少なくとも一部が脱離させることが行われる。
基板製造システム１００においては、まず、第一工程（ステップＳ１。以下「第一工程Ｓ１」と称する。）として、被処理部材である基板本体２２の表面に照射されるイオンによって、基板表面の分子結合が切れ、基板を構成する樹脂の原子の少なくとも一部が脱離させることが行われる。
【0059】
第一工程Ｓ１に先立ち、図１に示すゲート弁２４を開き、真空予備室１０１内の軌道部３２ａに、基板本体２２の端部を保持した可動部３１を装着する。ゲート弁２４を閉じ、真空予備室１０１内を減圧する。真空予備室１０１内の圧力が１０Ｐａ以下になったらゲート弁２５を開く。
【0060】
ゲート弁２５を開いたのち、可動部３１を第一処理室１０３の真空チャンバ２内に移動させて、ゲート弁２５を閉じる。このとき、保持側スイッチ１１、プラズマ側スイッチ１２はそれぞれＯＦＦになっており、保持側回路１３もプラズマ側回路１４も通電されていない状態である。なお、前述のとおり、保持側スイッチ１１がＯＦＦのときは、保持側スイッチ１１は非通電側導線１９に接続されて、保持台４の電位がグランド１０の電位に等しくなっている。
【0061】
第一工程Ｓ１においては、基板本体２２の疎水表面（図１ａの上面側）に第１のＦＰＧ３ａからのプラズマを照射して、基板本体２２の表面から基板本体２２を構成する樹脂の原子の少なくとも一部を脱離させる。すなわち、第一工程Ｓ１では、基板本体２２の疎水表面をプラズマで、特にプラズマ中のイオンを用いることで、基板本体２２を構成する樹脂の表面を活性化させる。
【0062】
具体的には、真空チャンバ２内を排気ポンプ１６で減圧しながら、ガス導入部１５から真空チャンバ２内に窒素、アルゴン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。
【0063】
この状態で、図２に示すように、プラズマ側スイッチ１２をオンにし、プラズマ側回路１４に通電させると、プラズマ側電源９から第１のＦＰＧ３ａに第二ＤＣ電圧を印加し、第１のＦＰＧ３ａで処理ガスのプラズマが生成する。第２のＦＰＧ３ｂは、後述の第二工程Ｓ２で用いるため、この工程では通電されず、プラズマも生成されていない。
【0064】
このとき、真空チャンバ２内の圧力が高過ぎる場合（例えば０．４Ｐａを超えた場合）、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。なお、真空チャンバ２内の圧力は０．３Ｐａ程度が好適である。
【0065】
第１のＦＰＧ３ａにより、真空チャンバ２内に充填された処理ガスのプラズマが生成され、図２に示すように方向性があるイオンおよびラジカルとなって基板本体２２に照射される。この時は発生するイオンはプラスの極性を持ち、ラジカルは無極性である。
【0066】
そして、図２に示すように、発生したイオン７やラジカル６が基板本体２２に衝突し、主にイオン７の衝突の衝撃によって、基板本体２２の表面から基板本体２２を構成する樹脂の原子が脱離する。脱離した原子のほとんどは、排気ポンプ１６の排気によって、排気部１７から真空チャンバ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（パーティクルなど）がほとんどない。このため、基板本体２２の表面に不純物が付着して汚染されるような事態を抑止できる。
【0067】
［第一工程の終了］
第一工程Ｓ１を終了させる際は、プラズマ側スイッチ１２をＯＦＦにしてプラズマ側回路１４の通電状態を解除する。これにより、第１のＦＰＧ３ａによる処理ガスのプラズマ生成は終了される。
第一工程Ｓ１を終了させる際は、プラズマ側スイッチ１２をＯＦＦにしてプラズマ側回路１４の通電状態を解除する。これにより、第１のＦＰＧ３ａによる処理ガスのプラズマ生成は終了される。
【0068】
［第一工程の終了後の通電状態］
なお、第一工程Ｓ１の終了から後述する第二工程Ｓ２の開始までの間は、保持側スイッチ１１を通電側導線１８に接続してＯＮにすることで、保持側回路１３に通電させる。これにより、保持台４及び保持台４上の基板本体２２には保持側電源８による保持側電圧が印加される。保持側電圧は、第１のＦＰＧ３ａの近傍側の第１の導電範囲（図示せず）に印加される。このとき、保持側電源８は、プラズマ側電源９の電圧の４０％以上で以上で、プラズマ側電源９の電圧より小さい電圧が保持側回路１３に印加させることが望ましい。
なお、第一工程Ｓ１の終了から後述する第二工程Ｓ２の開始までの間は、保持側スイッチ１１を通電側導線１８に接続してＯＮにすることで、保持側回路１３に通電させる。これにより、保持台４及び保持台４上の基板本体２２には保持側電源８による保持側電圧が印加される。保持側電圧は、第１のＦＰＧ３ａの近傍側の第１の導電範囲（図示せず）に印加される。このとき、保持側電源８は、プラズマ側電源９の電圧の４０％以上で以上で、プラズマ側電源９の電圧より小さい電圧が保持側回路１３に印加させることが望ましい。
【0069】
保持側回路１３を構成する保持台４及び保持台４上の基板本体２２には、保持側電圧としてのプラスの電圧が印加される。一方、保持側回路１３を構成する真空チャンバ２の壁面は保持台４及び基板本体２２よりも電位の低い状態となる。第１のＦＰＧ３ａはプラス側で、対向する保持台４もプラス側であり、双方の電圧が近いために第１のＦＰＧ３ａのプラズマ発生が起こりにくくなる。第一工程Ｓ１の終了から後述する第二工程Ｓ２の開始までの間に保持側電源８による保持側電圧を印加することにより、第１のＦＰＧ３ａのプラズマ発生がしやすい環境を作り出すことができるようになる。
【0070】
［第二工程］
真空チャンバ２において第一工程Ｓ１ののちに第二工程（ステップＳ２、以下「第二工程Ｓ２」と称する。）を行う場合、以下の手順で行う。
真空チャンバ２において第一工程Ｓ１ののちに第二工程（ステップＳ２、以下「第二工程Ｓ２」と称する。）を行う場合、以下の手順で行う。
【0071】
なお、この実施の形態においては、第一工程Ｓ１と第二工程Ｓ２とを同じ真空チャンバ２の中で行うことで、処理工程の簡素化と装置の小型化を図るものとする。しかし、第一工程Ｓ１を行う真空チャンバ２と第二工程Ｓ２を行う真空チャンバ（図示せず）とを別々に設けてもよい。第一工程Ｓ１を行う真空チャンバ２と第二工程Ｓ２を行う真空チャンバ（図示せず）とを別々に設けると、第一工程Ｓ１で基板本体２２の表面から脱離した脱離成分が真空チャンバ２内を浮遊していても、第二工程Ｓ２においてその脱離成分が基板本体２２の表面に付着するような事態を容易に防止できる効果を奏する。
【0072】
この実施の形態においては、第一工程Ｓ１の後に排気ポンプ１６による真空チャンバ２内の脱離成分の除去を適切に行うことで、第一工程Ｓ１に由来する浮遊物が第二工程Ｓ２に影響を及ぼす事態を回避するものとしている。
【0073】
第一工程Ｓ１の終了後、基板本体２２は真空チャンバ２内において保持台４上に保持した状態を維持させる。
【0074】
次に、排気ポンプ１６は作動させ続け、真空チャンバ２内の減圧状態を維持する。真空チャンバ２内に存在する、第一工程Ｓ１で使用した窒素および／またはアルゴンは、供給を停止すれば、排気ポンプ１６によって真空チャンバ２の外にすぐに排出させられる。 そして、ガス導入部１５から真空チャンバ２内に処理ガスである水蒸気を導入しながら、第二工程Ｓ２では真空チャンバ２内の圧力が第一工程Ｓ１の圧力の３０％以上５０％以下となるように、排気ポンプ１６を制御して、真空チャンバ２内の圧力を調整する。これは、第一工程Ｓ１の圧力の３０％以上５０％以下の圧力で後述する第二工程Ｓ２の処理を行うことで、処理ガスのプラズマ中にラジカル６（ヒドロキシルラジカル）を最適に表面に付着させることができるからである。
【0075】
処理ガスを真空チャンバ２内に導入したのち、図４に示すように、保持側スイッチ１１を非通電側導線１９に接続された状態から通電側導線１８に接続された状態に切り替えて保持側回路１３をＯＮとし、保持側電源８の電圧を保持台４に印加させる。保持側電圧は、第２のＦＰＧ３ｂの近傍側の第２の導電範囲（図示せず）に印加される。なお、保持側回路１３をＯＮしたのち、もしくは保持側回路１３のＯＮと同時に処理ガスを真空チャンバ２内に導入しても良い。次に、プラズマ側回路１４をＯＮとし、プラズマ側電源９からＦＰＧ３に通電させる。図１に示すように第２のＦＰＧ３ｂにプラズマ側電圧が印加されることによって第２のＦＰＧ３ｂが作動し、真空チャンバ２内に充填された処理ガスのプラズマが生成する。
【0076】
このとき、保持側電源８から保持台４に印加される第一ＤＣ電圧は、プラズマ側電源９から第２のＦＰＧ３ｂに印加される第二ＤＣ電圧より小さいことが好ましい。具体的には、保持側電源８からの第一ＤＣ電圧は、プラズマ側電源９から第２のＦＰＧ３ｂに印加される第二ＤＣ電圧の４０％以上で、かつ、第二ＤＣ電圧よりも小さいことがさらに好ましい。
【0077】
保持側電源８は保持台４及び基板本体２２にプラスの電圧を印加し、プラズマ側電源９は第２のＦＰＧ３ｂにプラスの電圧を印加している。そして、第２のＦＰＧ３ｂと保持台４との電位がそれぞれプラス方向に形成されると共に、第２のＦＰＧ３ｂ及び保持台４に対する（プラズマ側回路１４及び保持側回路１３を形成する）真空チャンバ２の電位がマイナス方向に形成される。また、第２のＦＰＧ３ｂと保持台４との電位差が小さくなる一方、ＦＰＧ３と真空チャンバ２、保持台４と真空チャンバ２の電位差が大きくなっている。
【0078】
この状態において、第２のＦＰＧ３ｂにより真空チャンバ２内の処理ガスにプラズマが発生すると、図５に示すように、プラズマ中のプラスのイオン７のほとんどは、電位差が大きい真空チャンバ２の方向に移動する。一方、プラズマ中の極性がないラジカル６（ヒドロキシルラジカル）は、基板本体２２に照射される。
【0079】
ラジカル６（ヒドロキシルラジカル）を基板本体２２に照射することによって、基板本体２２の表面にヒドロキシル基が導入される。しかも、イオン７は真空チャンバ２の壁面方向に移動してしまい、基板本体２２にはイオン７がほとんど照射されないので、イオンの衝撃によって基板本体２２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、基板本体２２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、ヒドロキシル基が基板本体２２の表面と安定して化学結合する。結合する量は、反応基がなくなるまで照射時間とともに増大する。ヒドロキシル基の増大とともに、接触角は小さくなってゆく。
【0080】
第二工程Ｓ２によって表面にヒドロキシル基が導入された基板本体２２の表面は、水との接触角が１０°以下、より望ましくは６°以下となっていることが望ましく、適切な照射時間が設定される。このようにすれば、後述する第三工程Ｓ３や第四工程Ｓ４において、基板本体２２の表面と金属膜２３とが強固に密着する。
【0081】
［第一工程と第二工程の圧力と温度］
なお、第一工程も第二工程も、真空チャンバ２の内部を減圧した状態において行われることが好ましい。また、第一工程の後、減圧状態が維持されたまま第二工程が行われることが好ましい。第一工程で基板本体３０を構成する樹脂の表面が活性化された状態を維持したまま、基板本体２２を構成する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、第二工程を経た樹脂の表面は、親水性が長期間、例えば１か月以上にわたって維持される。それゆえ、第二工程の後、ただちに基板本体２２を大気圧中に開放してもよい。
なお、第一工程も第二工程も、真空チャンバ２の内部を減圧した状態において行われることが好ましい。また、第一工程の後、減圧状態が維持されたまま第二工程が行われることが好ましい。第一工程で基板本体３０を構成する樹脂の表面が活性化された状態を維持したまま、基板本体２２を構成する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、第二工程を経た樹脂の表面は、親水性が長期間、例えば１か月以上にわたって維持される。それゆえ、第二工程の後、ただちに基板本体２２を大気圧中に開放してもよい。
【0082】
第一工程Ｓ１は０．１Ｐａ以上０．４Ｐａ以下である第一圧力で行われ、第二工程Ｓ２は、第一圧力の３０％以上５０％以下である第二圧力で行われることが好ましい。これは、第一工程Ｓ１では、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、第二工程では、基板本体２２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基板本体２２の表面に照射されやすくなるからである。
【0083】
なお、第二工程Ｓ２は、基板本体２２の温度を１５０℃以上３００℃以下にして行われることが好ましい。ヒドロキシル基と基板本体２２を構成する樹脂の表面の化学反応が促進され、ヒドロキシル基が基板本体２２を構成する表面に強固に導入されるからである。
【0084】
［第二工程後の通電状態］
第二工程Ｓ２において、プラズマ側電源９をＯＦＦにして第２のＦＰＧ３ｂへの第二ＤＣ電圧の印加を止めた後も、図５に示すように、保持側スイッチ１１は通電側導線１８に接続し、保持側回路１３はＯＮのままとしておくことが望ましい。保持側回路１３をＯＮとし、保持側電源８から保持台４及び基板本体２２にプラスの電圧が印加されて、保持側回路１３の保持台４側がプラス、真空チャンバ２側がマイナスの電位となることで、真空チャンバ２内のプラスのイオンが、電位差の大きい真空チャンバ２の壁面側に引き寄せられる。これにより、プラズマ側電源９をＯＦＦにした後も、イオンの衝撃によって基板本体２２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。また、保持側電源８から保持台４及び基板本体２２にプラスの電圧が印加されることで、保持台４で発生しているわずかなグロー放電で、残存しているヒドロキシル基も付着させることができる。
第二工程Ｓ２において、プラズマ側電源９をＯＦＦにして第２のＦＰＧ３ｂへの第二ＤＣ電圧の印加を止めた後も、図５に示すように、保持側スイッチ１１は通電側導線１８に接続し、保持側回路１３はＯＮのままとしておくことが望ましい。保持側回路１３をＯＮとし、保持側電源８から保持台４及び基板本体２２にプラスの電圧が印加されて、保持側回路１３の保持台４側がプラス、真空チャンバ２側がマイナスの電位となることで、真空チャンバ２内のプラスのイオンが、電位差の大きい真空チャンバ２の壁面側に引き寄せられる。これにより、プラズマ側電源９をＯＦＦにした後も、イオンの衝撃によって基板本体２２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。また、保持側電源８から保持台４及び基板本体２２にプラスの電圧が印加されることで、保持台４で発生しているわずかなグロー放電で、残存しているヒドロキシル基も付着させることができる。
【0085】
なお、第二工程Ｓ２において、プラズマ側電源９をＯＦＦにしたのち、保持側回路１３をＯＮのままとしておく時間の長さはどのようなものでもよい。具体的には、プラズマ側電源９が右側のＦＰＧ３にプラズマ側電圧を印加する時間よりも保持側電源８が保持台４や基板本体２２に保持側電圧を印加する時間の方が長くなり、イオンによって基板本体２２の表面の脱離が進行する事態を抑止できる時間であればよい。
本説明において、説明を分かりやすくするために、第一工程Ｓ１用に第１のＦＰＧ３ａ、第二工程Ｓ２用に右側のＦＰＧ３としたが、第一工程Ｓ１用に第２のＦＰＧ３ｂを用いても良い。その場合、第１のＦＰＧ３ａ、第２のＦＰＧ３ｂからそれぞれ発生するプラズマが干渉しないように互いが並行な向きになっていることが望ましい。また、第二工程Ｓ２用の第２のＦＰＧ３ｂに対向する保持台４において、保持台４全面に印可するのではなく、第２のＦＰＧ３ｂと対向する範囲にプラスの電圧を印可させる方が良い（すなわち、前述した第２の導電範囲（図示せず）を、第２のＦＰＧ３ｂに対向する範囲に略等しい範囲に形成するのが望ましい。）。このように構成することで、第２のＦＰＧ３ｂと対向していない部分で、保持台４による放電によるプロセス環境の変化を防ぐことができる。第２のＦＰＧ３ｂを基板本体２２の位置によって、首振りする場合は、対応する保持台４の位置が変わるので、第２のＦＰＧ３ｂの照射位置に応じて、保持台４に印可する範囲（前述した第２の導電範囲（図示せず））を変更することが望ましい。同様に、第１のＦＰＧ３ａを首振りする場合は、第１のＦＰＧ３ａの照射位置に応じて、保持台４にに印加する範囲（前述した第１の導電範囲（図示せず）を変更することが望ましい。
本説明において、説明を分かりやすくするために、第一工程Ｓ１用に第１のＦＰＧ３ａ、第二工程Ｓ２用に右側のＦＰＧ３としたが、第一工程Ｓ１用に第２のＦＰＧ３ｂを用いても良い。その場合、第１のＦＰＧ３ａ、第２のＦＰＧ３ｂからそれぞれ発生するプラズマが干渉しないように互いが並行な向きになっていることが望ましい。また、第二工程Ｓ２用の第２のＦＰＧ３ｂに対向する保持台４において、保持台４全面に印可するのではなく、第２のＦＰＧ３ｂと対向する範囲にプラスの電圧を印可させる方が良い（すなわち、前述した第２の導電範囲（図示せず）を、第２のＦＰＧ３ｂに対向する範囲に略等しい範囲に形成するのが望ましい。）。このように構成することで、第２のＦＰＧ３ｂと対向していない部分で、保持台４による放電によるプロセス環境の変化を防ぐことができる。第２のＦＰＧ３ｂを基板本体２２の位置によって、首振りする場合は、対応する保持台４の位置が変わるので、第２のＦＰＧ３ｂの照射位置に応じて、保持台４に印可する範囲（前述した第２の導電範囲（図示せず））を変更することが望ましい。同様に、第１のＦＰＧ３ａを首振りする場合は、第１のＦＰＧ３ａの照射位置に応じて、保持台４にに印加する範囲（前述した第１の導電範囲（図示せず）を変更することが望ましい。
【0086】
［第三工程、第四工程］
第二工程Ｓ２ののち、ゲート弁２６を開放し、基板本体２２を第三工程を行う第二処理室１０４に収容する。なお、基板本体２２を第二処理室１０４に収容したのち、保持側スイッチ１１は非通電側導線１９に接続して、保持側回路１３はＯＦＦとする。
第二工程Ｓ２ののち、ゲート弁２６を開放し、基板本体２２を第三工程を行う第二処理室１０４に収容する。なお、基板本体２２を第二処理室１０４に収容したのち、保持側スイッチ１１は非通電側導線１９に接続して、保持側回路１３はＯＦＦとする。
【0087】
第二処理室１０４では、基板本体２２に対して第三工程（ステップＳ３、以下「第三工程Ｓ３」と称する。）による処理が行われる。
【0088】
第三工程Ｓ３では、第一工程Ｓ１と第二工程Ｓ２を経た基板本体２２の表面に金属膜２３を蒸着する。金属膜２３の蒸着は、例えばＣＶＤ法（化学気相成長法）やＰＶＤ法（スパッタリング法）等によって行う。金属膜２３としては、銅膜、銀膜、または金膜などが挙げられる。図１には、第二処理室１０４にＣＶＤ法のためのヒータ２９が設けられた状態を示す。
第三工程Ｓ３が終了したのち、ゲート弁２７を開き、可動部３１を真空予備室１０２内に移動させ、ゲート弁２７を閉じる。真空予備室１０２内を大気圧にしてから、ゲート弁３８を開けて、完成した基板２１を取り出す。
第三工程Ｓ３が終了したのち、ゲート弁２７を開き、可動部３１を真空予備室１０２内に移動させ、ゲート弁２７を閉じる。真空予備室１０２内を大気圧にしてから、ゲート弁３８を開けて、完成した基板２１を取り出す。
【0089】
第四工程（ステップＳ４、以下「第四工程Ｓ４」と称する。）では、基板製造システム１００から取り出し、オフラインで基板本体２２の表面に金属のメッキ加工や熱圧着加工を行う。第四工程Ｓ４でメッキ加工や熱圧着加工に用いる金属は、第三工程Ｓ３で用いる金属と同様の、銅、銀、または金などがあげられる。
【0090】
また、第四工程Ｓ４は第三工程Ｓ３を行わずに独自に行ってもよいが、第三工程Ｓ３で基板本体２２の表面に金属膜２３を構成した後に行うことが望ましい。第三工程Ｓ３で金属膜の蒸着を行った場合、第四工程Ｓ４では、同じ金属のメッキ加工または熱圧着加工でさらに接合し、基板本体２２の表面に金属膜２３などの金属層を形成する。
【0091】
なお、第二処理室１０４では、第三工程Ｓ３のあと、基板製造システム１００から取り出しすることなく、真空中で第四工程Ｓ４を行ってもよい。この場合は、第三工程Ｓ３で基板本体２２上に形成された金属膜２３の上に、金属箔を形成する。一環して真空内で処理するので、大気によるＣｕ膜の酸化による影響を受けずに金属箔と密着できる。このことにより高い密着度を得ることができる。
【0092】
［基板本体やヒドロキシル基の変形例］
なお、この実施の形態においては、基板本体２２を構成する樹脂がポリテトラフルオロエチレンであり、第二工程Ｓ２で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、基板本体２２を構成する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。
なお、この実施の形態においては、基板本体２２を構成する樹脂がポリテトラフルオロエチレンであり、第二工程Ｓ２で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、基板本体２２を構成する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。
【0093】
［作用効果］
以上、この実施の形態においては、プラズマを照射する対象となる樹脂である基板本体２２にＤＣ電圧としての保持側電圧を印加する保持側回路１３の、保持台４に保持されて、樹脂に保持側電圧を印加する時間と、ガス導入部１５によって導入されたガスをプラズマ化するＦＰＧ３に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路１４の、ＦＰＧ３にプラズマ側電圧を印加する時間とが、別々になるように設定されていることにより、ＦＰＧ３がイオンやラジカルを発生させて保持台４に保持された樹脂にイオンやラジカルを照射させるタイミングと、保持台４や保持台４に保持された基板本体２２の周囲の電位の状態とを自在に調整し、真空チャンバ２内に基板本体２２が収容されている間の基板本体２２に対してイオンやラジカルが作用するタイミングや状態を自在に調整できる。これにより、基板本体２２の表面にラジカルを好適な状態で付与できて、基板本体２２と、基板本体２２の表面の金属膜２３などの金属層との間に高い密着力を与え、それらを強固に接合させることができる。
以上、この実施の形態においては、プラズマを照射する対象となる樹脂である基板本体２２にＤＣ電圧としての保持側電圧を印加する保持側回路１３の、保持台４に保持されて、樹脂に保持側電圧を印加する時間と、ガス導入部１５によって導入されたガスをプラズマ化するＦＰＧ３に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路１４の、ＦＰＧ３にプラズマ側電圧を印加する時間とが、別々になるように設定されていることにより、ＦＰＧ３がイオンやラジカルを発生させて保持台４に保持された樹脂にイオンやラジカルを照射させるタイミングと、保持台４や保持台４に保持された基板本体２２の周囲の電位の状態とを自在に調整し、真空チャンバ２内に基板本体２２が収容されている間の基板本体２２に対してイオンやラジカルが作用するタイミングや状態を自在に調整できる。これにより、基板本体２２の表面にラジカルを好適な状態で付与できて、基板本体２２と、基板本体２２の表面の金属膜２３などの金属層との間に高い密着力を与え、それらを強固に接合させることができる。
【0094】
この実施の形態においては、プラズマ側回路１４により基板本体２２にプラズマ照射されることにより基板本体２２を構成する原子の少なくとも一部が離脱した状態の基板本体２２に、ヒドロキシル基を付与する工程において、基板本体２２に対してイオンやラジカルが作用するタイミングや状態を自在に調整できる。これにより、基板本体２２の表面にラジカルを好適な状態で付与できて、樹脂製の基板本体２２と、基板本体２２の表面の金属膜２３などの金属層との間に高い密着力を与え、それらを強固に接合させることができる。
【0095】
この実施の形態においては、プラズマ側回路１４の印加時間調整部としてのプラズマ側スイッチ１２のＯＮ，ＯＦＦ制御により、保持側回路１３が保持台４に保持側電圧を印可する時間よりも、プラズマ側回路１４がプラズマ側電圧を印加する時間が短くなるように設定されたことにより、ＦＰＧ３によるプラズマ照射の工程の前後においても、保持台４に保持された基板本体２２の周囲と真空チャンバ２内の基板本体２２の周囲以外の部分とに電位差を発生させて、真空チャンバ２内のイオンやラジカルの分布状態を長時間にわたって容易に制御できる。これにより、基板本体２２の表面に各種のラジカルを好適な状態で付与することができて、基板本体２２と、基板本体２２の表面の金属膜２３などの金属層との間に高い密着力を与え、それらを強固に接合させることができる。
【0096】
この実施の形態においては、プラズマ側電圧の印加をオンオフ制御するためのプラズマ側スイッチ１２によって電圧の印加時間や印加タイミングを適切に調整し、基板本体２２の表面の処理を簡易な操作で適切に行うことが可能となる。
【0097】
この実施の形態においては、保持側電圧は、ガスを真空チャンバ２内に導入しガスをプラズマ化して基板本体２２の表面に照射する工程で印加させることにより、ＦＰＧ３が基板本体２２の表面にプラズマを照射するときに保持側電圧によって基板本体２２の電位の状態を調整し、基板本体２２の表面に対するイオンやラジカルの接近や離間の状態を制御して、工程ごとの基板本体２２の表面に対するイオンやラジカルの作用を適切に制御できる。
【0098】
この実施の形態においては、ＦＰＧ３にプラズマ側電圧としてのプラスの電圧を印加することで発生したプラズマにより、プラスのイオンを樹脂の表面に照射させ、イオンの衝突により樹脂の表面を脱離させることができる。また、樹脂に保持側電圧としてのプラスの電圧を印加することにより、ＦＰＧ３と樹脂との電位差を小さくすると共にＦＰＧ３と基板本体２２以外の部分との電位差を相対的に大きくし、プラスのイオンを基板本体２２以外の部分に引き寄せ、基板本体２２の表面へのイオンの衝突が継続すること抑止できる。これにより、プラズマによる基板本体２２の表面の加工や表面改質のための制御を適切に行うことが可能になる。
【0099】
この実施の形態においては、基板本体２２が存在する位置に依存する保持台４の少なくとも一部に保持側電圧を印加することにより、基板本体２２の存在する位置で、ＦＰＧ３と基板本体２２との電位差を小さくし、基板本体２２の表面へのラジカルの付与を一層好適な状態でおこなうことが可能となる。
【0100】
なお、上記実施の形態は本発明の例示であり、本発明が上記実施の形態のみに限定されることを意味するものではないことは、言うまでもない。すなわち、本発明の課題解決に適するものであれば、本実施の形態について、多様な変形例や応用例が考えられる。
【産業上の利用可能性】
【0101】
本実施形態のプラズマ処理装置、およびプラズマ処理方法は、例えば、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の製造に用いられる。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。
【0102】
本実施形態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の製造に適用した場合、製造した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る。また、本実施形態のプラズマ処理装置、及びプラズマ処理方法は、上記以外の多様な分野の基板の製造にも用いられる。
【符号の説明】
【0103】
１・・・プラズマ処理装置
２・・・真空チャンバ（チャンバ）
３・・・ＦＰＧ（プラズマ照射装置）
３ａ・・・第１のＦＰＧ（プラズマ照射装置）
３ｂ・・・第２のＦＰＧ（プラズマ照射装置）
４・・・保持台（保持部）
１３・・・保持側回路
１４・・・プラズマ側回路
１５・・・ガス導入部
２２・・・基板本体（樹脂）
２・・・真空チャンバ（チャンバ）
３・・・ＦＰＧ（プラズマ照射装置）
３ａ・・・第１のＦＰＧ（プラズマ照射装置）
３ｂ・・・第２のＦＰＧ（プラズマ照射装置）
４・・・保持台（保持部）
１３・・・保持側回路
１４・・・プラズマ側回路
１５・・・ガス導入部
２２・・・基板本体（樹脂）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【手続補正書】
【提出日】2024-12-27
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
チャンバ内に存在する樹脂の表面にプラズマを照射し、前記樹脂の表面の濡れ性を改善するプラズマ処理装置であって、
前記プラズマを照射する対象となる前記樹脂を保持する保持部を有し、該保持された前記樹脂にとしての保持側電圧を印加する保持側回路と、
ガスを前記チャンバ内に導入するガス導入部と、
前記ガスをプラズマ化するプラズマ照射装置を備え、該プラズマ照射装置に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路とを備え、
前記プラズマ処理装置は、プラズマ側回路により前記樹脂にプラズマ照射されることにより樹脂を構成する原子の少なくとも一部を離脱させる第一工程と、前記第一工程において少なくとも一部の原子が脱離した樹脂にヒドロキシル基を付与する第二工程とを行うように構成され、
前記保持側回路が、前記樹脂に前記保持側電圧を印加する時間と、前記プラズマ側回路が前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧を印加する時間とが別々になるように設定されており、
前記プラズマ側回路は、前記第一工程が行われて前記樹脂を構成する原子の少なくとも一部が離脱した状態の樹脂に、前記第二工程においてヒドロキシル基を付与された状態となるまでの間、前記保持側回路に前記保持側電圧を印可する時間よりも、前記プラズマ側回路が前記プラズマ側電圧を印加する時間が短くなるように設定するための印加時間調整部を備えていることを特徴とするプラズマ処理装置。
前記プラズマを照射する対象となる前記樹脂を保持する保持部を有し、該保持された前記樹脂にとしての保持側電圧を印加する保持側回路と、
ガスを前記チャンバ内に導入するガス導入部と、
前記ガスをプラズマ化するプラズマ照射装置を備え、該プラズマ照射装置に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路とを備え、
前記プラズマ処理装置は、プラズマ側回路により前記樹脂にプラズマ照射されることにより樹脂を構成する原子の少なくとも一部を離脱させる第一工程と、前記第一工程において少なくとも一部の原子が脱離した樹脂にヒドロキシル基を付与する第二工程とを行うように構成され、
前記保持側回路が、前記樹脂に前記保持側電圧を印加する時間と、前記プラズマ側回路が前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧を印加する時間とが別々になるように設定されており、
前記プラズマ側回路は、前記第一工程が行われて前記樹脂を構成する原子の少なくとも一部が離脱した状態の樹脂に、前記第二工程においてヒドロキシル基を付与された状態となるまでの間、前記保持側回路に前記保持側電圧を印可する時間よりも、前記プラズマ側回路が前記プラズマ側電圧を印加する時間が短くなるように設定するための印加時間調整部を備えていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項2】
チャンバ内に存在する樹脂の表面にプラズマを照射し、前記樹脂の表面の濡れ性を改善するプラズマ処理装置であって、
前記プラズマを照射する対象となる前記樹脂を保持する保持部を有し、該保持された前記樹脂にとしての保持側電圧を印加する保持側回路と、
ガスを前記チャンバ内に導入するガス導入部と、
前記ガスをプラズマ化するプラズマ照射装置を備え、該プラズマ照射装置に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路とを備え、
前記プラズマ処理装置は、プラズマ側回路により前記樹脂にプラズマ照射されることにより樹脂を構成する原子の少なくとも一部を離脱させる第一工程と、前記第一工程において少なくとも一部の原子が脱離した樹脂にヒドロキシル基を付与する第二工程とを少なくとも行うように構成され、
前記プラズマ側回路と前記保持側回路とは、
前記第一工程において、前記プラズマ側回路をオンにして前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧を印加すると共に前記保持側回路をオフにする第一の電圧印加部と、
前記第一工程が終了してから前記第二工程が開始されるまでの間、前記プラズマ側回路をオフにすると共に前記保持側回路をオンにして前記保持部に前記保持側電圧を印加する第二の電圧印加部と、
前記第二工程において、前記プラズマ側回路をオンにして前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧を印加すると共に前記保持側回路をオンにして前記保持部に前記保持側電圧を印加する第三の電圧印加部と
を備えていることを特徴とするプラズマ処理装置。
前記プラズマを照射する対象となる前記樹脂を保持する保持部を有し、該保持された前記樹脂にとしての保持側電圧を印加する保持側回路と、
ガスを前記チャンバ内に導入するガス導入部と、
前記ガスをプラズマ化するプラズマ照射装置を備え、該プラズマ照射装置に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路とを備え、
前記プラズマ処理装置は、プラズマ側回路により前記樹脂にプラズマ照射されることにより樹脂を構成する原子の少なくとも一部を離脱させる第一工程と、前記第一工程において少なくとも一部の原子が脱離した樹脂にヒドロキシル基を付与する第二工程とを少なくとも行うように構成され、
前記プラズマ側回路と前記保持側回路とは、
前記第一工程において、前記プラズマ側回路をオンにして前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧を印加すると共に前記保持側回路をオフにする第一の電圧印加部と、
前記第一工程が終了してから前記第二工程が開始されるまでの間、前記プラズマ側回路をオフにすると共に前記保持側回路をオンにして前記保持部に前記保持側電圧を印加する第二の電圧印加部と、
前記第二工程において、前記プラズマ側回路をオンにして前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧を印加すると共に前記保持側回路をオンにして前記保持部に前記保持側電圧を印加する第三の電圧印加部と
を備えていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項3】
前記プラズマ側回路と前記保持側回路とは、前記第一工程が行われた前記樹脂にヒドロキシル基を付与する前記第二工程を行うために、前記保持側電圧を印可する時間と、前記プラズマ側電圧を印加する時間とが別々になるように設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項4】
プラズマを照射する樹脂が収容されるチャンバと、
前記プラズマを照射する対象となる前記樹脂を保持する保持部を有し、該保持された前記樹脂にとしての保持側電圧を印加する保持側回路と、
ガスを前記チャンバ内に導入するガス導入部と、
前記ガスをプラズマ化するプラズマ照射装置を備え、該プラズマ照射装置に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路とを備え、
前記チャンバ内に存在する樹脂の表面にプラズマを照射し、前記樹脂の表面の濡れ性を改善するプラズマ処理方法であって、
該プラズマ処理方法は、プラズマ側回路により前記樹脂にプラズマ照射されることにより樹脂を構成する原子の少なくとも一部を離脱させる第一工程と、前記第一工程において少なくとも一部の原子が脱離した樹脂にヒドロキシル基を付与する第二工程とが行われるように構成され、
前記保持側回路が、前記樹脂に前記保持側電圧を印加する時間と、前記プラズマ側回路が前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧を印加する時間とが別々になるように設定されており、
前記プラズマ側回路に備えられた、前記プラズマ側回路が前記プラズマ側電圧を印加する時間を調整するために備えられた印加時間調整部により、前記第一工程が行われて前記樹脂を構成する原子の少なくとも一部が離脱した状態の樹脂に、前記第二工程においてヒドロキシル基を付与された状態となるまでの間、前記保持側回路に前記保持側電圧を印可する時間よりも、前記プラズマ側回路が前記プラズマ側電圧を印加する時間が短くなるように設定されることを特徴とするプラズマ処理方法。
前記プラズマを照射する対象となる前記樹脂を保持する保持部を有し、該保持された前記樹脂にとしての保持側電圧を印加する保持側回路と、
ガスを前記チャンバ内に導入するガス導入部と、
前記ガスをプラズマ化するプラズマ照射装置を備え、該プラズマ照射装置に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路とを備え、
前記チャンバ内に存在する樹脂の表面にプラズマを照射し、前記樹脂の表面の濡れ性を改善するプラズマ処理方法であって、
該プラズマ処理方法は、プラズマ側回路により前記樹脂にプラズマ照射されることにより樹脂を構成する原子の少なくとも一部を離脱させる第一工程と、前記第一工程において少なくとも一部の原子が脱離した樹脂にヒドロキシル基を付与する第二工程とが行われるように構成され、
前記保持側回路が、前記樹脂に前記保持側電圧を印加する時間と、前記プラズマ側回路が前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧を印加する時間とが別々になるように設定されており、
前記プラズマ側回路に備えられた、前記プラズマ側回路が前記プラズマ側電圧を印加する時間を調整するために備えられた印加時間調整部により、前記第一工程が行われて前記樹脂を構成する原子の少なくとも一部が離脱した状態の樹脂に、前記第二工程においてヒドロキシル基を付与された状態となるまでの間、前記保持側回路に前記保持側電圧を印可する時間よりも、前記プラズマ側回路が前記プラズマ側電圧を印加する時間が短くなるように設定されることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項5】
チャンバ内に存在する樹脂の表面にプラズマを照射し、前記樹脂の表面の濡れ性を改善するプラズマ処理方法であって、
該プラズマ処理方法を行うプラズマ処理装置は、
前記プラズマを照射する対象となる前記樹脂を保持する保持部を有し、該保持された前記樹脂にとしての保持側電圧を印加する保持側回路と、
ガスを前記チャンバ内に導入するガス導入部と、
前記ガスをプラズマ化するプラズマ照射装置を備え、該プラズマ照射装置に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路とを備え、
前記プラズマ処理装置は、プラズマ側回路により前記樹脂にプラズマ照射されることにより樹脂を構成する原子の少なくとも一部を離脱させる第一工程と、前記第一工程において少なくとも一部の原子が脱離した樹脂にヒドロキシル基を付与する第二工程とを少なくとも行うように構成され、
前記プラズマ側回路と前記保持側回路とは、
前記第一工程において、前記プラズマ側回路がオンにされて前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧が印加されると共に前記保持側回路がオフにされる第一の電圧印加工程と、
前記第一工程が終了してから前記第二工程が開始されるまでの間、前記プラズマ側回路がオフにされると共に前記保持側回路がオンにされて前記保持部に前記保持側電圧が印加される第二の電圧印加工程と、
前記第二工程において、前記プラズマ側回路がオンにされて前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧が印加されると共に前記保持側回路がオンにされて前記保持部に前記保持側電圧が印加される第三の電圧印加工程と
を行うことを特徴とするプラズマ処理方法。
該プラズマ処理方法を行うプラズマ処理装置は、
前記プラズマを照射する対象となる前記樹脂を保持する保持部を有し、該保持された前記樹脂にとしての保持側電圧を印加する保持側回路と、
ガスを前記チャンバ内に導入するガス導入部と、
前記ガスをプラズマ化するプラズマ照射装置を備え、該プラズマ照射装置に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路とを備え、
前記プラズマ処理装置は、プラズマ側回路により前記樹脂にプラズマ照射されることにより樹脂を構成する原子の少なくとも一部を離脱させる第一工程と、前記第一工程において少なくとも一部の原子が脱離した樹脂にヒドロキシル基を付与する第二工程とを少なくとも行うように構成され、
前記プラズマ側回路と前記保持側回路とは、
前記第一工程において、前記プラズマ側回路がオンにされて前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧が印加されると共に前記保持側回路がオフにされる第一の電圧印加工程と、
前記第一工程が終了してから前記第二工程が開始されるまでの間、前記プラズマ側回路がオフにされると共に前記保持側回路がオンにされて前記保持部に前記保持側電圧が印加される第二の電圧印加工程と、
前記第二工程において、前記プラズマ側回路がオンにされて前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧が印加されると共に前記保持側回路がオンにされて前記保持部に前記保持側電圧が印加される第三の電圧印加工程と
を行うことを特徴とするプラズマ処理方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0009】
かかる課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、チャンバ内に存在する樹脂の表面にプラズマを照射し、前記樹脂の表面の濡れ性を改善するプラズマ処理装置であって、前記プラズマを照射する対象となる前記樹脂を保持する保持部を有し、該保持された前記樹脂にとしての保持側電圧を印加する保持側回路と、ガスを前記チャンバ内に導入するガス導入部と、前記ガスをプラズマ化するプラズマ照射装置を備え、該プラズマ照射装置に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路とを備え、前記プラズマ処理装置は、プラズマ側回路により前記樹脂にプラズマ照射されることにより樹脂を構成する原子の少なくとも一部を離脱させる第一工程と、前記第一工程において少なくとも一部の原子が脱離した樹脂にヒドロキシル基を付与する第二工程とを行うように構成され、前記保持側回路が、前記樹脂に前記保持側電圧を印加する時間と、前記プラズマ側回路が前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧を印加する時間とが別々になるように設定されており、前記プラズマ側回路は、前記第一工程が行われて前記樹脂を構成する原子の少なくとも一部が離脱した状態の樹脂に、前記第二工程においてヒドロキシル基を付与された状態となるまでの間、前記保持側回路に前記保持側電圧を印可する時間よりも、前記プラズマ側回路が前記プラズマ側電圧を印加する時間が短くなるように設定するための印加時間調整部を備えていることを特徴とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】
請求項２に記載の発明は、チャンバ内に存在する樹脂の表面にプラズマを照射し、前記樹脂の表面の濡れ性を改善するプラズマ処理装置であって、前記プラズマを照射する対象となる前記樹脂を保持する保持部を有し、該保持された前記樹脂にとしての保持側電圧を印加する保持側回路と、ガスを前記チャンバ内に導入するガス導入部と、前記ガスをプラズマ化するプラズマ照射装置を備え、該プラズマ照射装置に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路とを備え、前記プラズマ処理装置は、プラズマ側回路により前記樹脂にプラズマ照射されることにより樹脂を構成する原子の少なくとも一部を離脱させる第一工程と、前記第一工程において少なくとも一部の原子が脱離した樹脂にヒドロキシル基を付与する第二工程とを少なくとも行うように構成され、前記プラズマ側回路と前記保持側回路とは、前記第一工程において、前記プラズマ側回路をオンにして前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧を印加すると共に前記保持側回路をオフにする第一の電圧印加部と、前記第一工程が終了してから前記第二工程が開始されるまでの間、前記プラズマ側回路をオフにすると共に前記保持側回路をオンにして前記保持部に前記保持側電圧を印加する第二の電圧印加部と、前記第二工程において、前記プラズマ側回路をオンにして前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧を印加すると共に前記保持側回路をオンにして前記保持部に前記保持側電圧を印加する第三の電圧印加部とを備えていることを特徴とする。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0011】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記プラズマ側回路と前記保持側回路とは、前記第一工程が行われた前記樹脂にヒドロキシル基を付与する前記第二工程を行うために、前記保持側電圧を印可する時間と、前記プラズマ側電圧を印加する時間とが別々になるように設定されていることを特徴とする。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0014】
請求項４に記載の発明は、プラズマを照射する樹脂が収容されるチャンバと、前記プラズマを照射する対象となる前記樹脂を保持する保持部を有し、該保持された前記樹脂にとしての保持側電圧を印加する保持側回路と、ガスを前記チャンバ内に導入するガス導入部と、前記ガスをプラズマ化するプラズマ照射装置を備え、該プラズマ照射装置に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路とを備え、前記チャンバ内に存在する樹脂の表面にプラズマを照射し、前記樹脂の表面の濡れ性を改善するプラズマ処理方法であって、該プラズマ処理方法は、プラズマ側回路により前記樹脂にプラズマ照射されることにより樹脂を構成する原子の少なくとも一部を離脱させる第一工程と、前記第一工程において少なくとも一部の原子が脱離した樹脂にヒドロキシル基を付与する第二工程とが行われるように構成され、前記保持側回路が、前記樹脂に前記保持側電圧を印加する時間と、前記プラズマ側回路が前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧を印加する時間とが別々になるように設定されており、前記プラズマ側回路に備えられた、前記プラズマ側回路が前記プラズマ側電圧を印加する時間を調整するために備えられた印加時間調整部により、前記第一工程が行われて前記樹脂を構成する原子の少なくとも一部が離脱した状態の樹脂に、前記第二工程においてヒドロキシル基を付与された状態となるまでの間、前記保持側回路に前記保持側電圧を印可する時間よりも、前記プラズマ側回路が前記プラズマ側電圧を印加する時間が短くなるように設定されることを特徴とする。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0015】
請求項５に記載の発明は、チャンバ内に存在する樹脂の表面にプラズマを照射し、前記樹脂の表面の濡れ性を改善するプラズマ処理方法であって、該プラズマ処理方法を行うプラズマ処理装置は、前記プラズマを照射する対象となる前記樹脂を保持する保持部を有し、該保持された前記樹脂にとしての保持側電圧を印加する保持側回路と、ガスを前記チャンバ内に導入するガス導入部と、前記ガスをプラズマ化するプラズマ照射装置を備え、該プラズマ照射装置に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路とを備え、前記プラズマ処理装置は、プラズマ側回路により前記樹脂にプラズマ照射されることにより樹脂を構成する原子の少なくとも一部を離脱させる第一工程と、前記第一工程において少なくとも一部の原子が脱離した樹脂にヒドロキシル基を付与する第二工程とを少なくとも行うように構成され、前記プラズマ側回路と前記保持側回路とは、前記第一工程において、前記プラズマ側回路がオンにされて前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧が印加されると共に前記保持側回路がオフにされる第一の電圧印加工程と、前記第一工程が終了してから前記第二工程が開始されるまでの間、前記プラズマ側回路がオフにされると共に前記保持側回路がオンにされて前記保持部に前記保持側電圧が印加される第二の電圧印加工程と、前記第二工程において、前記プラズマ側回路がオンにされて前記プラズマ照射装置に前記プラズマ側電圧が印加されると共に前記保持側回路がオンにされて前記保持部に前記保持側電圧が印加される第三の電圧印加工程とを行うことを特徴とする。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0016】
請求項１，２，４，５に記載の発明によれば、プラズマを照射する対象となる樹脂にＤＣ電圧としての保持側電圧を印加する保持側回路の、保持部に保持されて、樹脂に、ヒドロキシル基を付与するために、保持側電圧を印加する時間と、ガス導入部によって導入されたガスをプラズマ化するプラズマ照射装置に対し、ＤＣ電圧としてのプラズマ側電圧が印加されるように構成されたプラズマ側回路の、プラズマ照射装置にプラズマ側電圧を印加する時間とが、別々になるように設定されていることにより、プラズマ照射装置がイオンやラジカルを発生させて保持部に保持された樹脂にイオンやラジカルを照射させるタイミングと、保持部や保持部に保持された樹脂の周囲の電位の状態とを自在に調整し、チャンバ内に樹脂が収容されている間の樹脂に対してイオンやラジカルが作用するタイミングや状態を自在に調整できる。これにより、樹脂の表面にラジカルを好適な状態で付与できて、樹脂製の部材と、部材表面の金属層との間に高い密着力を与え、それらを強固に接合させることができる。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0017】
請求項１，４に記載の発明によれば、プラズマ側回路の印加時間調整部は、第一工程が行われて樹脂を構成する原子の少なくとも一部が離脱した状態の樹脂に、第二工程においてヒドロキシル基を付与された状態となるまでの間、保持側回路が保持部に保持側電圧を印可する時間よりも、プラズマ側回路がプラズマ側電圧を印加する時間が短くなるように設定されたことにより、プラズマ照射装置によるプラズマ照射の工程の前においても、保持部に保持された樹脂の周囲とチャンバ内の樹脂の周囲以外の部分とに電位差を発生させて、プラズマ照射装置のプラズマ発生がしやすい環境になるようにチャンバ内のイオンやラジカルの分布状態を容易に制御できる。また、プラズマ照射の工程の後においても、保持部には保持側電圧を印可により発生した放電によるラジカルが存在し、ヒドロキシル基の付与が着実に実行できる。これにより、樹脂の表面に各種のラジカルを好適な状態で付与することができて、樹脂製の部材と、部材表面の金属層との間に高い密着力を与え、それらを強固に接合させることができる。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0018】
請求項２，５に記載の発明によれば、プラズマ処理装置は、プラズマ側回路により樹脂にプラズマ照射されることにより樹脂を構成する原子の少なくとも一部を離脱させる第一工程と、第一工程において少なくとも一部の原子が脱離した樹脂にヒドロキシル基を付与する第二工程とを少なくとも行うように構成される。そして、プラズマ側回路と保持側回路とは、第一工程において、プラズマ側回路をオンにしてプラズマ照射装置にプラズマ側電圧を印加すると共に保持側回路をオフにする。そして、第一工程が終了してから第二工程が開始されるまでの間、プラズマ側回路をオフにすると共に保持側回路をオンにして保持部に保持側電圧を印加する。そして、第二工程において、プラズマ側回路をオンにしてプラズマ照射装置にプラズマ側電圧を印加すると共に保持側回路をオンにして保持部に保持側電圧を印加する。そして、プラズマ照射装置によるプラズマ照射の工程の前においても、保持部に保持された樹脂の周囲とチャンバ内の樹脂の周囲以外の部分とに電位差を発生させて、プラズマ照射装置のプラズマ発生がしやすい環境になるようにチャンバ内のイオンやラジカルの分布状態を容易に制御できる。また、プラズマ照射の工程の後においても、保持部には保持側電圧を印可により発生した放電によるラジカルが存在し、ヒドロキシル基の付与が着実に実行できる。これにより、樹脂の表面に各種のラジカルを好適な状態で付与することができて、樹脂製の部材と、部材表面の金属層との間に高い密着力を与え、それらを強固に接合させることができる。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0019】
請求項３に記載の発明によれば、プラズマ側回路により樹脂にプラズマ照射されることにより樹脂を構成する原子の少なくとも一部が離脱した状態の樹脂に、ヒドロキシル基を付与する工程において、樹脂に対してイオンやラジカルが作用するタイミングや状態を自在に調整できる。これにより、樹脂の表面にラジカルを好適な状態で付与できて、樹脂製の部材と、部材表面の金属層との間に高い密着力を与え、それらを強固に接合させることができる。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正14】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正15】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】