特許 7685276 銅材料の耐酸化処理方法およびプラズマ処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-05-21

(45)【発行日】2025-05-29

(54)【発明の名称】銅材料の耐酸化処理方法およびプラズマ処理装置

(51)【国際特許分類】

   C23F 15/00 20060101AFI20250522BHJP

   C23C 8/36 20060101ALI20250522BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20250522BHJP

【ＦＩ】

C23F15/00

C23C8/36

H05H1/46 A

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2024070661

(22)【出願日】2024-04-24

【審査請求日】2024-04-24

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】593030923

【氏名又は名称】株式会社ニッシン

(74)【代理人】

【識別番号】100093056

【弁理士】

【氏名又は名称】杉谷 勉

(74)【代理人】

【識別番号】100142930

【弁理士】

【氏名又は名称】戸高 弘幸

(74)【代理人】

【識別番号】100175020

【弁理士】

【氏名又は名称】杉谷 知彦

(74)【代理人】

【識別番号】100180596

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 要

(74)【代理人】

【識別番号】100195349

【弁理士】

【氏名又は名称】青野 信喜

(72)【発明者】

【氏名】小谷 一哉

(72)【発明者】

【氏名】本田 剛

(72)【発明者】

【氏名】角野 楓子

【審査官】祢屋 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２７３７８７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２００８－５３５２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１３１８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２１２８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０２００７５７３（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｆ １５／００

Ｃ２３Ｃ ８／３６

Ｈ０５Ｈ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

板状の誘電体基板と、
前記誘電体基板の一方の面に配置された第１電極と、
前記誘電体基板を介して前記第１電極と対向するように配置された第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間の空間である放電空間に対して水素を含む反応ガスを供給する気体供給部と、
前記第１電極および前記第２電極のうち少なくとも一方にパルス電圧を印加させるパルス電源と、
前記放電空間の温度が０℃以上４０℃以下である条件で前記パルス電源が前記パルス電圧を印加することで、前記放電空間に発生させたプラズマを前記第１電極と前記第２電極との間に配置された銅材料に照射させるプラズマ照射部と、
を備え、
前記放電空間は、少なくとも一部が外部と常に繋がっているように構成されており、
前記パルス電源は、電力密度が３．１Ｗ／ｃｍ ^２ 以上になるパルス電圧を印加するように構成されるプラズマ処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、銅材料の耐酸化処理方法、およびプラズマ処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

プリント基板を例とする電気部品などにおいては、表面の一部が銅または銅合金で形成されている材料（以下、「銅材料」とする）が広く用いられている。銅材料は一例として板状、薄膜状、または線状であり、金属材料または樹脂を例とする他の材料と貼り合わせることで電気部品が形成される。

【0003】

このような銅材料は、空気中で保管する間に表面が酸化する。銅材料の酸化によって銅酸化膜が銅材料の表面に形成されると、銅材料と他の材料とを貼り合わせる工程において、銅材料と他の材料との接着性が低下する。また、ハンダ付けやワイヤボンディングを行う場合、銅材料における電気的接続性が銅酸化膜によって低下するという問題も発生する。さらに銅酸化膜が銅材料に形成されると、銅材料の表面が変色して美観を損なうという問題も懸念される。

【0004】

銅材料における酸化を防止する従来の耐酸化処理方法として、銅材料の表面に防錆剤を塗布する防錆処理が用いられている。従来の耐酸化処理に用いられる防錆剤として、アゾ－ル類を例とする有機系防錆剤、またはクロメートを例とする無機系防錆剤などが用いられている（例えば、特許文献１）。銅材料の表面を防錆剤で処理することにより、倉庫などにおいて銅材料を保管する間に当該銅材料が酸化することを防止できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１５－０８１３５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。

【0007】

従来の耐酸化処理では一般的に、耐酸化性を有する防錆剤を銅材料の表面に塗布する。ここで、銅材料を他の材料と貼り合わせる工程、または、銅材料に対して熱処理を行う工程を例とする後処理工程を行う場合、銅材料の表面に塗布された防錆剤が当該後処理工程の妨げとなる。そのため、保管されていた、銅材料を後処理工程に供する前に、当該、銅材料に塗布されていた防錆剤を除去する工程が必須となる。このような、防錆剤を除去する工程を行うことにより、銅材料の処理に要する時間およびコストが増大するので、銅材料の処理効率が低下する。

【0008】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、銅材料の酸化を防止しつつ当該銅材料の処理効率を向上できる、銅材料の耐酸化処理方法およびプラズマ処理装置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】

【0009】

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち本発明は、プラズマを用いた銅材料の耐酸化処理方法であって、第１電極と前記第１電極に対向配置されている第２電極との間に銅材料を配置させ、前記第１電極および前記第２電極のうち少なくとも一方にパルス電圧を印加させ、前記第１電極と前記第２電極との間の空間である放電空間に発生させたプラズマを前記銅材料に照射するプラズマ処理過程を備え、前記プラズマ処理過程は、前記放電空間の温度が０℃以上４０℃以下である条件で行われ、水素を含む反応ガスを前記放電空間に供給しつつ電力密度が３．１Ｗ／ｃｍ ^２ 以上になる条件下で発生したプラズマを前記銅材料に照射することを特徴とするものである。

【0010】

（作用・効果）この構成によれば、水素を含む反応ガスを供給しつつ電力密度が３．１Ｗ／ｃｍ^２以上になる条件下で発生したプラズマを銅材料に照射することにより、銅材料の耐酸化性を向上させることができる。この場合、耐酸化性が向上した銅材料をそのまま後処理工程に供することができる。そのため、後処理工程の前に防錆剤を例とする酸化防護膜を除去する必要がないので、銅材料の処理効率を向上できる。

【0011】

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとってもよい。
すなわち本発明は、プラズマを用いた銅材料の耐酸化処理方法であって、第１電極と前記第１電極に対向配置されている第２電極との間に銅材料を配置させ、前記第１電極および前記第２電極のうち少なくとも一方にパルス電圧を印加させ、前記第１電極と前記第２電極との間の空間である放電空間に発生させたプラズマを前記銅材料に照射するプラズマ処理過程を備え、前記プラズマ処理過程は、前記放電空間の温度が０℃以上４０℃以下である条件で行われ、水素を含む反応ガスを前記放電空間に供給しつつ周波数が２０ｋＨｚ以上であるパルス電圧を印加することで発生したプラズマを前記銅材料に照射することを特徴とするものである。

【0012】

（作用・効果）この構成によれば、水素を含む反応ガスを供給しつつ周波数が２０ｋＨｚ以上であるパルス電圧を印加することで発生したプラズマを銅材料に照射することにより、銅材料の耐酸化性を向上させることができる。この場合、耐酸化性が向上した銅材料をそのまま後処理工程に供することができる。そのため、後処理工程の前に防錆剤を例とする酸化防護膜を除去する必要がないので、銅材料の処理効率を向上できる。

【0013】

また、上述した発明において、前記プラズマ処理過程は、誘電体バリア放電方式によって発生した前記プラズマを前記銅材料に照射することが好ましい。

【0014】

（作用・効果）この構成によれば、誘電体バリア放電方式によって発生したプラズマを銅材料に照射する。誘電体バリア放電方式では均一性が高いプラズマをより広い範囲において発生できる。そのため、プラズマを用いて銅材料に対する耐酸化処理を行う過程の処理効率を大きく向上できる。

【0015】

また、上述した発明において、前記プラズマ処理過程は、連続処理方式によって搬送されている前記銅材料に対して前記プラズマを照射することが好ましい。

【0016】

（作用・効果）この構成によれば、連続処理方式によって搬送されている銅材料に対して前記プラズマを照射する。連続処理方式で銅材料を搬送してプラズマ処理過程を行うことにより、バッチ方式で搬送してプラズマ処理を行う従来構成と比べ、銅材料に対するプラズマ処理効率を大きく向上できる。よって、銅材料に対する耐酸化処理の処理効率を大きく向上できる。

【0017】

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとってもよい。
すなわち、本発明に係るプラズマ処理装置は、板状の誘電体基板と、前記誘電体基板の一方の面に配置された第１電極と、前記誘電体基板を介して前記第１電極と対向するように配置された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間の空間である放電空間に対して水素を含む反応ガスを供給する気体供給部と、前記第１電極および前記第２電極のうち少なくとも一方にパルス電圧を印加させるパルス電源と、前記放電空間の温度が０℃以上４０℃以下である条件で前記パルス電源が前記パルス電圧を印加することで、前記放電空間に発生させたプラズマを前記第１電極と前記第２電極との間に配置された銅材料に照射させるプラズマ照射部と、を備え、前記放電空間は、少なくとも一部が外部と常に繋がっているように構成されており、前記パルス電源は、電力密度が３．１Ｗ／ｃｍ ^２ 以上になるパルス電圧を印加するように構成されることを特徴とするものである。

【0018】

（作用・効果）この構成によれば、水素を含む反応ガスを供給しつつ電力密度が３．１Ｗ／ｃｍ^２以上になる条件下で発生したプラズマを銅材料に照射することにより、銅材料の耐酸化性を向上させることができる。この場合、耐酸化性が向上した銅材料をそのまま後処理工程に供することができる。そのため、後処理工程の前に防錆剤を例とする酸化防護膜を除去する必要がないので、銅材料の処理効率を向上できる。また、誘電体基板を備える第１電極と第２電極とを用いた、誘電体バリア放電方式によって発生したプラズマを銅材料に照射する。誘電体バリア放電方式では均一性が高いプラズマをより広い範囲において発生できる。そのため、プラズマを用いて銅材料に対する耐酸化処理を行う過程の処理効率を大きく向上できる。

【0019】

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとってもよい。
すなわち、本発明に係るプラズマ処理装置は、板状の誘電体基板と、前記誘電体基板の一方の面に配置された第１電極と、前記誘電体基板を介して前記第１電極と対向するように配置された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間の空間である放電空間に対して水素を含む反応ガスを供給する気体供給部と、前記第１電極および前記第２電極のうち少なくとも一方にパルス電圧を印加させるパルス電源と、前記放電空間の温度が０℃以上４０℃以下である条件で前記パルス電源が前記パルス電圧を印加することで、前記放電空間に発生させたプラズマを前記第１電極と前記第２電極との間に配置された銅材料に照射させるプラズマ照射部と、を備え、前記放電空間は、少なくとも一部が外部と常に繋がっているように構成されており、前記パルス電源は、周波数が２０ｋＨｚ以上であるパルス電圧を印加するように構成されることを特徴とするものである。

【0020】

（作用・効果）この構成によれば、水素を含む反応ガスを供給しつつ周波数が２０ｋＨｚ以上であるパルス電圧を印加することで発生したプラズマを銅材料に照射することにより、銅材料の耐酸化性を向上させることができる。この場合、耐酸化性が向上した銅材料をそのまま後処理工程に供することができる。そのため、後処理工程の前に防錆剤を例とする酸化防護膜を除去する必要がないので、銅材料の処理効率を向上できる。また、誘電体基板を備える第１電極と第２電極とを用いた、誘電体バリア放電方式によって発生したプラズマを銅材料に照射する。誘電体バリア放電方式では均一性が高いプラズマをより広い範囲において発生できる。そのため、プラズマを用いて銅材料に対する耐酸化処理を行う過程の処理効率を大きく向上できる。

【発明の効果】

【0021】

本発明に係る銅材料の耐酸化処理方法およびプラズマ処理装置によれば、水素を含む反応ガスを供給しつつ所定以上の電力密度または周波数の条件下で発生したプラズマを銅材料に照射することにより、銅材料の耐酸化性を向上させることができる。この場合、耐酸化性が向上した銅材料をそのまま後処理工程に供することができる。そのため、後処理工程の前に防錆剤を例とする酸化防護膜を除去する必要がないので、銅材料の処理効率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】実施例に係るプラズマ処理装置の全体構成を説明する正面図である。

【図2】実施例に係るプラズマ処理装置の要部を説明する斜視図である。

【図3】実施例に係るプラズマ処理装置において、第２分体が処理位置に移動した状態を説明する正面図である。

【図4】実施例に係るプラズマ処理装置において、プラズマが発生する状態を説明する正面図である。

【図5】実施例に係る第１分体の構成を説明する縦断面図である。

【図6】実施例に係る実験１を説明する図である。（ａ）は銅材料を示す平面図であり、（ｂ）は銅材料の第１領域と第２領域に対する操作を示す平面図であり、（ｃ）は加熱処理を行う前の状態における、プラズマ処理後の銅材料を示す画像であり、（ｄ）は加熱処理を行った後の状態における、プラズマ処理後の銅材料を示す画像である。

【図7】変形例に係るプラズマ処理装置において、第２分体が初期位置に移動した状態を説明する正面図である。

【図8】変形例に係るプラズマ処理装置において、第２分体が処理位置に移動した状態を説明する正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。図１は実施例に係るプラズマ処理装置１の概略図である。なお本実施例において、図１における左右方向をｘ方向、奥行き方向をｙ方向、上下方向をｚ方向とする。

【0024】

＜全体構成の説明＞
実施例１に係るプラズマ処理装置１は、プラズマ発生装置３と、基材供給部５と、基材回収部７とを備えている。プラズマ発生装置３は、後述するパルス電源１１から供給される電力を用いて、プラズマを発生させる。基材供給部５は、プラズマ処理の対象である基材をプラズマ発生装置３へ供給する。本実施例では、銅材料Ｃｕを基材として用いる。本実施例では銅材料Ｃｕとして、薄膜状の銅（銅箔）を用いるものとする。銅箔である銅材料Ｃｕの厚みの一例として、０．００２ｍｍ～３．２ｍｍが挙げられる。基材回収部７は、プラズマ発生装置３においてプラズマが照射された基材を回収する。

【0025】

プラズマ発生装置３は、プラズマリアクタ９と、パルス電源１１と、気体供給部１３と、気体回収部１５とを備えている。プラズマリアクタ９は、第１分体１７と、第２分体１９とを備えている。第１分体１７および第２分体１９は図２に示すように、間隔を空けて互いに対向するように配置されている。

【0026】

第１分体１７は、全体としてｙ方向に延びる直方体状の部材である。第１分体１７は、第１電極２１と誘電体基板２３とを備えている。第１電極２１は、第１分体１７の下面側に埋設されている。第１電極２１は、ｘ方向およびｙ方向に延びる板状形状を有する。誘電体基板２３は、第１電極２１の下部に配設されている。誘電体基板２３は、第１電極２１の下面を覆うように配設されている。誘電体基板２３は第１電極２１と同様に、ｘ方向およびｙ方向に延びる板状形状を有する。誘電体基板２３は誘電性を有する材料で構成されており、構成材料の一例としては酸化アルミニウム（アルミナ）または石英などが挙げられる。

【0027】

第２分体１９は、全体としてｙ方向に延びる直方体状の部材である。第２分体１９は、第２電極２７を備えている。第２電極２７は、第２分体１９の上面側に配設されている。第２電極２７は、ｙ方向に延びる一対の円柱状の部材である。第２電極２７は、第１電極２１と互いに対向するように平行配置される。すなわち第１電極２１および第２電極２７は、平行平板電極を構成する。なお図２では説明の便宜上、第１電極２１および第２電極２７の記載を省略している。第１電極２１は、パルス電源１１が出力する高電圧のパルス電圧が印加される。第２電極２７には、グランド電圧が供給されている。なお第２電極２７の形状は円柱状に限ることはなく適宜変更してよい。一例として、第２電極２７は１枚の平板状の部材で構成されてもよい。また第１分体１７および第２分体１９の形状についても直方体に限ることはなく、適宜変更してよい。

【0028】

第１電極２１が第２電極２７に対して間隔を空けて配設されることにより、第１電極２１と第２電極２７との間には、放電空間Ｆｓが形成される。放電空間Ｆｓは、第１電極２１に高電圧が印加されることにより、プラズマＰｒが形成される空間である。放電空間Ｆｓは図２などに示すように、プラズマリアクタ９の外部の空間Ｎに対して常に繋がっている。すなわち放電空間Ｆｓは、プラズマリアクタ９の外部の空間Ｎに対して遮断されることがなく、プラズマリアクタ９の外部に対して常に開放された状態となっている。

【0029】

放電空間Ｆｓが開放空間であることにより、放電空間Ｆｓにおける気圧が大気圧である状態で、放電空間ＦｓにプラズマＰｒを発生させることができる。また放電空間Ｆｓにおける温度が室温である状態で、放電空間ＦｓにプラズマＰｒを発生させることができる。放電空間Ｆｓにおける温度の一例として、０℃以上４０℃以下が挙げられる。また放電空間Ｆｓにおける好ましい温度の一例として、１０℃以上３０℃以下が挙げられる。

【0030】

また第２電極２７は、第２分体１９の上面部に配設されている。第２電極２７の上面に、基材である銅材料Ｃｕが案内される。第２電極２７を構成する一対の円柱状の部材は、各々の上面が面一となるように高さが調整される。すなわちプラズマ発生装置３に案内された銅材料Ｃｕは、第２電極２７によって水平状態となるように配置される。すなわち第２電極２７は、プラズマリアクタ９の内部に搬入された銅材料Ｃｕを水平姿勢に案内させる案内部材としての機能も有する。

【0031】

第２分体１９は、図示しない昇降機構によって、ｚ方向に昇降移動するように構成される。第２分体１９が昇降移動することにより、第１分体１７に対して第２分体１９が近接または離間する。すなわち、第２分体１９が昇降移動することにより、第１分体１７が備える第１電極２１と、第２分体１９が備える第２電極２７との距離が変化する。言い換えると、第２分体１９が昇降移動することにより、第１分体１７の第１電極２１に配設されている誘電体基板２３と、第２分体１９の第２電極２７に案内されている銅材料Ｃｕとの間隔が変化する。図１は、プラズマ処理装置１において、第２分体１９が初期位置に移動している状態を示している。

【0032】

パルス電源１１は、一例としてテーブル２８に載置されている。パルス電源１１は、ケーブル２９を介して第１電極２１および第２電極２７と電気的に接続されている。パルス電源１１は、所定のパルス電圧を出力する。パルス電源１１から出力されたパルス電圧が第１電極２１に印加することにより、第１電極２１と第２電極２７との間の放電空間Ｆｓにおいて誘電体バリア放電が生じてプラズマＰｒが発生する。パルス電源１１は、所定の周波数を有するパルス電圧を出力できるように構成されている。

【0033】

基材供給部５は、基材である銅材料Ｃｕをプラズマ発生装置３に供給する。基材供給部５は、供給ボビン３１を備えている。供給ボビン３１には、薄膜状の銅材料Ｃｕを巻回させた原反ロールが装填されている。供給ボビン３１は、装填されている原反ロールから銅材料Ｃｕを繰り出し供給する。基材供給部５から繰り出された銅材料Ｃｕは、案内ロール３２を経由してプラズマ発生装置３に供給される。プラズマ発生装置３に供給された銅材料Ｃｕは、図２に示すように、プラズマリアクタ９の第２分体１９において、第２電極２７の上面に沿って案内される。銅材料Ｃｕが繰り出される方向は、各図において矢印Ｓ１で示されている。

【0034】

基材回収部７は、基材である銅材料Ｃｕをプラズマ発生装置３から回収する。基材回収部７は、回収ボビン３３を備えている。回収ボビン３３は、プラズマ発生装置３においてプラズマ処理がなされた状態の銅材料Ｃｕを巻き取り回収する。すなわちプラズマ処理後の銅材料Ｃｕは、案内ローラ３４を経由して基材回収部７に回収される。供給ボビン３１および回収ボビン３３は、図示されていないモータなどによって正逆に回転駆動制御されるようになっている。

【0035】

このように、基材供給部５および基材回収部７をプラズマ処理装置１に配設させるとともに、プラズマ発生装置３において放電空間Ｆｓを開放空間とすることにより、基材である銅材料Ｃｕを放電空間Ｆｓに連続的に供給することができる。

【0036】

気体供給部１３は、反応ガスＡｈが収容されている。気体供給部１３には、気体供給管３５の一端が接続されている。気体供給管３５の他端は、プラズマリアクタ９が有する放電空間Ｆｓに配置されている。すなわち気体供給部１３は、気体供給管３５を経由して反応ガスＡｈを放電空間Ｆｓに供給する。反応ガスＡｈは、水素を含む気体である。反応ガスＡｈの一例として、アルゴンと水素とを含む気体が挙げられる。

【0037】

気体回収部１５は、反応ガスＡｈを収容可能に構成されている。気体回収部１５には、気体回収管３７の一端が接続されている。気体回収部３７の他端は、放電空間Ｆｓに配置されている。すなわち放電空間Ｆｓに供給された反応ガスＡｈは、気体回収管３７を経由して気体回収部１５に回収される。

【0038】

また、プラズマ処理装置１は制御部３９を備えている。制御部３９は、例として中央処理演算装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの情報処理手段を備えている。制御部３９は、プラズマリアクタ９、パルス電源１１、気体供給部１３、気体回収部１５を例とする、プラズマ処理装置１における各構成の動作を統括制御する。

【0039】

ここで、第１分体１７の内部構造について説明する。図５は、プラズマリアクタ９における第１分体１７の縦断面図である。第１分体１７は、フレーム４１と、電極保持部４３と、接続部４５と、冷却ファン４７とを備えている。

【0040】

フレーム４１は、第１分体１７の外郭を構成する筐体である。本実施例において、フレーム４１は金属で構成されている。電極保持部４３は、第１電極２１の上面側に配置されており、第１電極２１の上面を保持する。接続部４５は、電極保持部４３の左右に配置されている。接続部４５は、電極保持部４３とフレーム４１とを接続する。すなわち電極保持部４３は直接的に第１電極２１を保持している。接続部４５は、間接的に第１電極２１を保持している。

【0041】

電極保持部４３および接続部４５は、第１電極２１の保持に適した強度を有する誘電体で構成されることが好ましい。また電極保持部４３および接続部４５は、耐熱性が高い材料で構成されることが好ましい。本実施例において、電極保持部４３および接続部４５は酸化アルミニウムで構成されている。酸化アルミニウムは耐熱性が高い材料であるので、パルス電源１１が印加するパルス電圧の周波数を高くすることによって第１電極２１における発熱量が増大した場合であっても、好適かつ安定にプラズマＰｒを発生させることができる。

【0042】

接続部４５には、放電防止部４６が配置されている。放電防止部４６は、第１電極２１とフレーム４１との間で沿面放電が発生することを防止する。本実施例において、放電防止部４６は、接続部４５の下面に形成されている凹凸部である。すなわち第１電極２１とフレーム４１との間に配設されている接続部４５に凹凸構造を形成させることにより、第１電極２１とフレーム４１との間における沿面距離が大きくなる。沿面距離が大きくなることにより、第１電極２１とフレーム４１との間で沿面放電が発生することを防止できる。

【0043】

プラズマ処理装置１では、第１電極２１における沿面放電を防止する放電防止部４６を備えることにより、パルス電源１１が印加するパルス電圧の周波数を大きくした場合であっても沿面放電が発生することを回避できる。よって、より周波数が高い条件で銅材料Ｃｕに対するプラズマ処理を実行できる。

【0044】

冷却ファン４７は、一例として第１電極２１の上方に配設されている。冷却ファン４７は、電極保持部４３を挟んで第１電極２１と対向配置されている。冷却ファン４７はｚ方向の軸周りに回転可能に構成されており、冷却ファン４７は当該回転によって第１電極２１を冷却させる。パルス電源１１が印加するパルス電圧の周波数を高くすることによって第１電極２１における発熱量が増大した場合であっても、冷却ファン４７は第１電極２１を冷却する。すなわち第１電極２１および放電空間Ｆｓなどが高温化することをより確実に回避できる。よって、より周波数が高い条件で銅材料Ｃｕに対するプラズマ処理を実行できる。

【0045】

＜動作の説明＞
ここで、プラズマ処理装置１を用いて銅材料Ｃｕに対して耐酸化処理を行う一連の動作について説明する。

【0046】

銅材料Ｃｕに対する耐酸化処理を開始する指令が出されると、基材供給部５からプラズマ発生装置３へと銅材料Ｃｕを供給する動作を開始する。すなわち基材供給部５の供給ボビン３１から所定の速度で帯状の銅材料Ｃｕが繰り出される。基材供給部５から繰り出された銅材料Ｃｕは、案内ローラ３２に巻回され、第２分体１９に配設された第２電極２７の上面へと案内されて放電空間Ｆｓに搬入される。

【0047】

耐酸化処理前の銅材料Ｃｕがプラズマ発生装置３へ供給されると、制御部３９は図示しない昇降機構を制御して第２分体１９を上昇させる。すなわち制御部３９の制御により、第２分体１９は図３において点線で示される初期位置から実線で示される処理位置へと上昇する。第２分体１９が上昇することにより、第１電極２１の下面に配設されている誘電体基板２３に対し、第２電極の上方に案内されている銅材料Ｃｕが近接する。誘電体基板２３と銅材料Ｃｕとの距離の一例として、０．５ｍｍ～２．０ｍｍが挙げられる。

【0048】

誘電体基板２３に対して銅材料Ｃｕを近接させた後、第１電極２１および第２電極２７で挟まれる放電空間Ｆｓに対して反応ガスＡｈを供給する。すなわち気体供給部１３は図４に示すように、気体供給管３５を介して反応ガスＡｈを放電空間Ｆｓに供給する。

【0049】

放電空間Ｆｓに反応ガスＡｈを供給させた後、プラズマを発生させて銅材料Ｃｕの表面処理を行う。すなわちパルス電源１１は、所定の電圧および周波数を有するパルス電圧を第１電極２１に印加する。パルス電圧が第１電極２１に印加されることにより、第１電極２１および第２電極２７で挟まれる放電空間Ｆｓにおいて誘電体バリア放電が生じる。すなわち図４に示すように、誘電体基板２３の下面において反応ガスＡｈが励起され、誘電体バリア放電によるプラズマＰｒが発生する。反応ガスＡｈが水素を含む場合、プラズマＰｒには水素プラズマが含まれていると考えられる。

【0050】

第２分体１９が上昇していることにより、誘電体基板２３の下面には銅材料Ｃｕの上面が近接している。そのため、プラズマＰｒによって銅材料Ｃｕの上面に対するプラズマ処理が実行される。後述するように、放電空間Ｆｓにおいて発生したプラズマＰｒで銅材料Ｃｕの表面を処理することにより、当該表面は耐酸化状態となる。すなわちプラズマＰｒによるプラズマ処理を行った結果、銅材料Ｃｕに対して耐酸化処理が実行される。

【0051】

銅材料Ｃｕに対する耐酸化処理が完了した後、銅材料Ｃｕを回収する。すなわち耐酸化処理が行われた銅材料Ｃｕをプラズマ発生装置３の放電空間Ｆｓから搬出させる。放電空間Ｆｓから搬出された銅材料Ｃｕは、案内ローラ３４に巻回されて基材回収部７へと案内される。基材回収部７は、耐酸化処理が行われた銅材料Ｃｕを回収ボビン３３に巻き取って回収する。以上で銅材料Ｃｕに対する耐酸化処理に関する一連の工程が終了する。

【0052】

以降、銅材料Ｃｕを所定の速度で放電空間Ｆｓに供給しつつ、パルス電圧を第１電極２１に印加する。プラズマ発生装置３では放電空間Ｆｓが常に外部に開放されている状態である。すなわちプラズマＰｒを発生させて銅材料Ｃｕをプラズマ処理する際に、放電空間Ｆｓを密閉状態にさせる必要がない。言い換えると、銅材料Ｃｕを連続供給しつつ、連続供給された銅材料Ｃｕに対して連続的にプラズマＰｒを照射することができる。その結果、バッチ方式のみならず、連続処理方式による銅材料Ｃｕのプラズマ処理を行うことができるので、銅材料Ｃｕに対する耐酸化処理の効率を大きく向上できる。

【0053】

＜耐酸化効果の説明＞
ここで、プラズマ処理装置１を用いて行うプラズマ処理によって得られる耐酸化効果について説明する。

【0054】

＜実験１＞
図６（ａ）に示す薄膜状の銅材料Ｃｕに対し、表面の一部にカプトンテープ（カプトン：登録商標）を貼り付けた状態で、プラズマ処理装置１によるプラズマ処理を行った。すなわち図６（ｂ）に示すように、銅材料Ｃｕの表面のうち左側の領域である第１領域Ｔ１に対してカプトンテープＫＰを貼り付け、銅材料Ｃｕの表面のうち左側の領域である第２領域Ｔ２はカプトンテープを貼り付けていない状態（表面を露出させた状体）で、当該銅材料Ｃｕをプラズマリアクタ９の内部へ搬入させた。

【0055】

そして第２電極２７の上面に銅材料Ｃｕが案内された状態で、パルス電源１１を作動させて第１電極２１にパルス電圧を印加させ、放電空間ＦｓにおいてプラズマＰｒを発生させた。すなわちカプトンテープＫＰが表面に貼り付けられている第１領域Ｔ１およびカプトンテープＫＰが貼り付けられていない第２領域Ｔ２の各々に対して、プラズマＰｒによるプラズマ処理を行った。

【0056】

なお、プラズマ処理装置１を用いて銅材料Ｃｕに対して行ったプラズマ処理の条件は以下の通りである。
パルス電源１１のＤＣ電圧：６５Ｖ
パルス電源１１のＤＣ電流：１．８３Ａ
パルス電源１１の周波数 ：８０ｋＨｚ
銅材料Ｃｕの搬送速度 ：０．５ｍ／ｍｉｎ
反応ガスＡｈ ：アルゴン／水素ガス（水素含有率８％）
反応ガスＡｈの排気速度 ：６Ｌ／ｍｉｎ
第１電極２１と第２電極２７との距離：１．０ｍｍ
プラズマ処理時間 ：２．５ｓｅｃ
放電空間Ｆｓの気圧 ：１気圧（大気圧）
放電空間Ｆｓの温度 ：２０℃

【0057】

第１領域Ｔ１および第２領域Ｔ２を含む銅材料Ｃｕに対して上記の条件でプラズマ処理を行った後、銅材料Ｃｕの第１領域Ｔ１からカプトンテープＫＰを剥がし、銅材料Ｃｕの全体を１５０℃で１時間加熱した。当該加熱の前後において、銅材料Ｃｕの第１領域Ｔ１および第２領域Ｔ２における表面の色を観察した。

【0058】

図６（ｃ）は、プラズマ処理を行った後、加熱前における第１領域Ｔ１および第２領域Ｔ２の色を示す図である。図６（ｄ）は、１５０℃で１時間加熱した後における第１領域Ｔ１および第２領域Ｔ２の色を示す図である。図６（ｅ）は、１５０℃で１時間加熱した後において、第１領域Ｔ１および第２領域Ｔ２に形成された酸化銅の膜厚（酸化膜の厚み）を示すグラフ図である。

【0059】

銅材料Ｃｕに対してプラズマ処理を行う際に、第１領域Ｔ１の表面には耐プラズマ性を有するカプトンテープＫＰが貼り付けられている。つまり第１領域Ｔ１に対して照射されたプラズマＰｒは、カプトンテープＫＰによって遮られている。すなわち第１領域Ｔ１は、プラズマ処理が行われていない非処理領域に相当する。一方、第１領域Ｔ１の表面にはカプトンテープＫＰが貼り付けられず、露出した状態でプラズマＰｒが照射される。すなわち第２領域Ｔ２は、プラズマ処理が行われる処理領域に相当する。

【0060】

図６（ｃ）に示すように、プラズマＰｒが照射された後であって加熱処理を行う前の状態では、第１領域Ｔ１における銅材料Ｃｕの色と第２領域Ｔ２における銅材料Ｃｕの色は同じである。一方で図６（ｄ）に示すように、プラズマＰｒの照射と加熱処理とが行われた後の状態では、プラズマ処理が行われた状態となっている第２領域Ｔ２の色と比べて、プラズマ処理が行われていない状態となっている第１領域Ｔ１の色は、赤褐色が強く暗い色となっている（符号Ｂを参照）。

【0061】

すなわち第２領域Ｔ２では加熱によって銅の酸化が進行し、酸化銅の色が明確に表れている。一方、第１領域Ｔ１では加熱を行っても銅の酸化が進行しておらず、酸化銅の色が表れていないことが判明した。事実、プラズマ処理が行われていない第１領域Ｔ１では、加熱処理によって形成された酸化銅の膜厚が１５．７ｎｍである一方、プラズマ処理が行われた第２領域Ｔ２では、加熱処理によって形成された酸化銅の膜厚が９．６ｎｍであった。なお加熱処理後の銅材料Ｃｕにおける酸化銅の膜厚の測定は、連続電気化学還元法（ＳＥＲＡ法）によって行った。

【0062】

これら実験１の結果から、プラズマ処理が行われた第２領域Ｔ２は、プラズマ処理が行われていない第１領域Ｔ１と比べて高い耐酸化性を有していることが判明した。すなわち本実施例に係るプラズマ処理装置１を用いたプラズマ処理によって、銅材料Ｃｕに対して高い耐酸化性を付与できることが判明した。言い換えると、プラズマ処理装置１を用いてプラズマＰｒを銅材料Ｃｕに照射することで、当該銅材料Ｃｕに対する耐酸化処理が可能になることが判明した。

【0063】

＜実験２＞
プラズマＰｒによる処理を行った銅材料Ｃｕの耐酸化性を評価するため、プラズマＰｒによる処理条件をそれぞれ変えた銅材料Ｃｕの試料１～７を用意した。そしてプラズマ処理が行われた試料１～７に対して、２００℃で３０分間加熱し、各試料の色を観察して耐酸化性の向上の有無を評価した。結果を以下の表１に示す。

【0064】

【表1】

【0065】

なお表１において、電力密度（単位：Ｗ／ｃｍ^２）は、投入電力（単位：Ｗ）を放電面積（単位：ｃｍ^２）で除算した値に相当する。投入電力は、パルス電源１１に投入される電力の値に相当する。また周波数の数値は、パルス電源１１が印加するパルス電圧の周波数に相当する。パルス電圧の周波数が大きくなると、投入電力の値が大きくなる。

【0066】

放電面積はプラズマＰｒの処理対象である銅材料Ｃｕの面積であり、横２．１ｃｍ×縦５．８ｃｍに相当する。試料１～５において、反応ガスＡｈは実験１と同様にアルゴン／水素ガス（水素含有率８％、アルゴン含有率９２％）である。試料６において、反応ガスＡｈはアルゴンガスであり、水素を含まないガスを用いている。試料７において、反応ガスＡｈはヘリウム／水素ガス（水素含有率８％、ヘリウム含有率９２％）である。

【0067】

表１において、耐酸化性向上評価の欄に「×」の符号が付されている場合、加熱後における銅材料Ｃｕの試料の色が、実験１における第１領域Ｔ１と同様の色であることを示している。すなわち試料の表面は赤褐色が強く暗い色となっており、銅材料Ｃｕの試料において耐酸化性の向上効果が観察されなかったことを意味している。

【0068】

表１において、耐酸化性向上評価の欄に「○」の符号が付されている場合、加熱後における銅材料Ｃｕの試料の色が、実験１における第２領域Ｔ２と同様の色であることを示している。すなわち試料の表面には酸化銅の色が観察されず、銅材料Ｃｕの試料において耐酸化性が大きく向上されたことを意味している。言い換えると、耐酸化性向上評価の欄に「○」の符号が付されている場合、プラズマ処理によって、実験１における第２領域Ｔ２と同様の耐酸化性向上効果が得られたことを示している。

【0069】

表１において、耐酸化性向上評価の欄に「△」の符号が付されている場合、加熱後における銅材料Ｃｕの試料の色が、実験１における第１領域Ｔ１と比べて弱い赤褐色であったことを示している。すなわち銅材料Ｃｕの試料において、第２領域Ｔ２に対する耐酸化性向上効果よりは弱いものの、プラズマ処理による耐酸化性の向上効果が確認されたことを意味している。

【0070】

試料１～５では、パルス電源１１に投入される投入電力の条件をそれぞれ変えて、銅材料Ｃｕに対するプラズマ処理を行っている。実験２では、放電面積すなわちプラズマ処理の対象となる銅材料Ｃｕの面積は一定である。そのため、投入電力の変化に応じて、電力密度も変化する。また投入電力に応じて、第１電極２１に印加されるパルス電圧の周波数も変化する。

【0071】

投入電力が低い条件である試料１および試料２では耐酸化性の向上が確認できない一方、試料２の条件よりも投入電力が高い試料３では耐酸化性の向上が確認されている。また試料３の条件よりも投入電力がさらに高い試料４および試料５では、耐酸化性が大きく向上していることが確認できる。従って、電力密度を高くすることによって、プラズマ処理による耐酸化性向上効果が大きくなることがわかる。言い換えると、パルス電圧の周波数を高くすることによって、プラズマ処理による耐酸化性向上効果が大きくなることがわかる。

【0072】

具体的には、電力密度が３．１Ｗ／ｃｍ^２以上になる場合にプラズマ処理による耐酸化性向上効果が得られ、好ましい条件として電力密度が５．９Ｗ／ｃｍ^２以上になる場合にプラズマ処理による高い耐酸化性向上効果が得られることが判明した。言い換えると、パルス電圧の周波数が２０ｋＨｚ以上である場合にプラズマ処理による耐酸化性向上効果が得られ、好ましい条件としてパルス電圧の周波数が４０ｋＨｚ以上である場合にプラズマ処理による高い耐酸化性向上効果が得られることが判明した。

【0073】

なお装置の性能上、パルス電源１１に投入可能な投入電力の大きさには上限が存在する。パルス電源１１に対する投入電力の実質的な上限値としては、一例として４００Ｗ／ｃｍ^２が挙げられる。そのため、電力密度が３．１Ｗ／ｃｍ^２以上かつ４００Ｗ／ｃｍ^２以下である場合にプラズマ処理による耐酸化性向上効果が得られ、好ましい条件として電力密度が５．９Ｗ／ｃｍ^２以上かつ４００Ｗ／ｃｍ^２以下である場合にプラズマ処理による高い耐酸化性向上効果が得られる。

【0074】

また、パルス電源１１が印加するパルス電圧の周波数の実質的な上限値として、一例として３００ｋＨｚが挙げられる。そのため、周波数が２０ｋＨｚ以上かつ３００ｋＨｚである場合にプラズマ処理による耐酸化性向上効果が得られ、好ましい条件として周波数が４０ｋＨｚ以上かつ３００ｋＨｚ以下である場合にプラズマ処理による高い耐酸化性向上効果が得られる。

【0075】

試料５～７では、反応ガスＡｈとして用いられる気体の種類をそれぞれ変えて、銅材料Ｃｕに対するプラズマ処理を行っている。反応ガスＡｈとして実験１と同様にアルゴン／水素ガスを用いた場合、プラズマ処理によって高い耐酸化性向上効果が発揮される（試料４）。一方、反応ガスＡｈとしてアルゴンガスを用いた場合、プラズマ処理による耐酸化性向上効果は観察されなかった（試料６）。また、反応ガスＡｈとしてヘリウム／水素ガスを用いた場合、プラズマ処理による耐酸化性向上効果は観察された（試料７）。これら試料５～７の結果から、放電空間Ｆｓに供給される反応ガスＡｈに水素ガスが含まれる場合、プラズマ処理による耐酸化性向上の効果が得られると考えられる。

【0076】

＜実施例の構成による効果＞
このように発明者の鋭意検討により、実施例に係るプラズマ処理装置１を用いて銅材料ＣｕにプラズマＰｒを照射することにより、銅材料Ｃｕの耐酸化性を大きく向上できることが判明した。すなわちプラズマ処理装置１を用いたプラズマＰｒの照射によって、銅材料Ｃｕの耐酸化処理が可能になることが判明した。

【0077】

従来の耐酸化処理では、防錆剤を銅材料に塗布する塗布処理、または銅材料の表面をめっきするめっき処理などを行うことによって、耐酸化性を有する化合物を含む防護膜を銅材料の表面に形成させる。この場合、倉庫などにおいて銅材料を保管する間に当該銅材料が酸化することを回避できる一方、銅材料に対して各種の後処理工程を行う場合、銅とは異なる成分を含む防護膜が後処理工程の妨げとなることがある。そのため従来の耐酸化処理がなされた銅材料を用いると、当該銅材料に対して各種の後処理工程を行う場合、防護膜を除去する工程を後処理工程の前に実施する必要がある。

【0078】

一方、本実施例に係る耐酸化処理では、プラズマＰｒを銅材料Ｃｕに照射することによって銅材料Ｃｕの耐酸化性を向上させることができる。そしてプラズマＰｒが照射された銅材料Ｃｕの表面には、後処理工程の妨げとなる成分が存在しない。そのため、倉庫などにおいて銅材料を保管する間に当該銅材料が酸化することを回避できるとともに、耐酸化処理が行われた銅材料Ｃｕをそのまま後処理工程に供することができる。よって、銅材料を用いて電気部品を製造する工程などにおいて、当該工程の効率を大きく向上させることができる。

【0079】

またプラズマ処理装置１では、誘電体基板２３を備える第１電極２１と、誘電体基板２３に対向配置される第２電極２７とを備える。そして第１電極２１と第２電極２７との間に電圧を印加することで、第１電極２１と第２電極２７との間の空間である放電空間ＦｓにプラズマＰｒを発生させる。すなわちプラズマ処理装置１では、誘電体バリア放電方式によって発生するプラズマＰｒを用いて、銅材料Ｃｕに対するプラズマ処理すなわち耐酸化処理を行う。誘電体バリア放電方式を用いることにより、均一性が高いプラズマＰｒをより広い範囲において発生できる。そのため、プラズマ処理装置１を用いた耐酸化処理の処理効率を大きく向上できる。また、銅材料Ｃｕに対する耐酸化処理にムラが発生することをより確実に防止できる。

【0080】

プラズマ処理装置１は、第１電極２１における放電を防止する放電防止部４６と、第１電極２１を冷却する冷却ファン４７とを備える。一般的に、プラズマを生成させるための電極に高周波のパルス電圧を印加すると、当該電極において沿面放電が発生しやすくなるとともに、電極において発生する熱が増大する。このような放電および発熱が発生するので、従来のプラズマ処理装置ではパルス電圧の周波数を高くすることが困難である。言い換えると、従来のプラズマ処理装置では電力密度を高くすることが困難である。

【0081】

一方、実施例に係るプラズマ処理装置１では、第１電極２１を保持する接続部４５に放電防止部４６が配設されている。接続部４５が放電防止部４６を備えることにより、第１電極２１における沿面放電の発生を防止できる。そのため、第１電極２１に印加されるパルス電圧の周波数をより高くした条件でプラズマＰｒを生成できる。すなわち第１電極２１に対する電力密度をより高くした条件でプラズマＰｒを生成できる。従って、銅材料Ｃｕの耐酸化性が向上する効果が発揮されるような条件において、銅材料Ｃｕに対するプラズマ処理が可能となる。

【0082】

またプラズマ処理装置１は、プラズマリアクタ９の第１分体１７の内部に、第１電極２１を冷却する冷却ファン４７を備えている。冷却ファン４７を備えることにより、第１電極２１の高温化を回避できる。そのため、第１電極２１に印加されるパルス電圧の周波数をより高くした条件でプラズマＰｒを生成できる。従って、銅材料Ｃｕの耐酸化性が向上する効果が発揮されるような条件において、銅材料Ｃｕに対するプラズマ処理が可能となる。

【0083】

さらにプラズマ処理装置１では、プラズマＰｒが発生される放電空間Ｆｓが開放空間となっている。すなわちプラズマリアクタ９の内部に配置される放電空間Ｆｓは、プラズマリアクタ９の外部空間Ｎと常に繋がっている。処理室を例とする閉鎖空間内に放電空間Ｆｓを配置する場合、放電空間Ｆｓを一時的に開放してプラズマ処理の対象となる銅材料Ｃｕを放電空間Ｆｓに搬入する工程、放電空間Ｆｓを開放状態から閉鎖状態に移行させる工程、および放電空間Ｆｓを一時的に開放してプラズマ処理後の銅材料Ｃｕを放電空間Ｆｓから搬出する工程などが必要となる。言い換えると、処理室を例とする閉鎖空間内に放電空間Ｆｓを配置する場合、銅材料Ｃｕを放電空間Ｆｓ内に搬送する方法はバッチ方式に限られる。

【0084】

一方、放電空間Ｆｓが開放空間となっていることにより、銅材料Ｃｕを連続的に放電空間Ｆｓに搬送させる方式すなわち連続処理方式（ストリーミング方式）を用いて、銅材料Ｃｕに対するプラズマ処理を行うことができる。この場合、銅材料Ｃｕの搬送を一時的に停止させる工程が必須であるバッチ方式に比べて、連続処理方式を用いることで銅材料Ｃｕに対する耐酸化処理の処理効率を大きく向上できる。

【0085】

さらに放電空間Ｆｓを開放空間とすることにより、放電空間Ｆｓがプラズマ処理装置１の外気と同様の気圧および温度である条件で、プラズマ処理装置１はプラズマＰｒを発生させる。言い換えると、プラズマ処理装置１は大気圧かつ室温の条件下で発生させたプラズマＰｒを用いて、銅材料Ｃｕに対する耐酸化処理を行うことができる。そのため、プラズマＰｒを発生させる放電空間Ｆｓの圧力または温度を調節する構成をプラズマ処理装置１に配設する必要がない。そのため、プラズマ処理装置１をより小型化できるとともに、プラズマ処理装置１に要するコストを低減できる。

【0086】

またプラズマＰｒを比較的低い温度の条件下で発生させることにより、電子のみが高いエネルギーを有している低温プラズマを発生させることができる。そのため、比較的低い電子密度または周波数の条件下であっても、より高いエネルギーのプラズマＰｒを発生させて銅材料Ｃｕをプラズマ処理することができる。より高エネルギーのプラズマＰｒを用いることで、銅材料Ｃｕの耐酸化処理の効果をより向上できると考えられる。

【0087】

＜他の実施例＞
なお、今回開示された実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲、並びに、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。例として、本発明は下記のように変形実施することができる。

【0088】

（１）上述した実施例において、薄膜状の銅材料Ｃｕをプラズマ処理の対象として用いる構成を例示したがこれに限られない。銅材料Ｃｕとしては薄膜状の銅箔の他に、板状である銅板、線状である銅線などを用いることができる。この場合、銅材料Ｃｕの形状に応じて、基材供給部５および基材回収部７の構成を適宜変更してよい。

【0089】

（２）上述した各実施例において、放電空間Ｆｓが開放空間である構成を例として示したがこれに限られない。すなわちプラズマリアクタ９は、密閉が可能な処理室を備え、当該処理室の内部に第１電極２１、誘電体基板２３、および第２電極２７を備えてもよい。この場合、密閉が可能な処理室の内部に放電空間Ｆｓが形成される。また処理室内において放電空間Ｆｓを形成させる構成とすることで、当該処理室の内部を所定の気圧または温度に調節した条件下でプラズマＰｒを発生させることが可能となる。一例として、真空条件下で発生させたプラズマＰｒを銅材料Ｃｕに照射して、銅材料Ｃｕに対する耐酸化処理を行ってもよい。

【0090】

（３）上述した実施例において、第１電極２１を冷却する構成は冷却ファン４７に限られない。一例として、第１電極２１または電極保持部４３にペルチェ素子を例とする冷却部材を当接させ、当該冷却部材によって第１電極２１を冷却してもよい。また放電防止部４６の構成は接続部４５に形成された凹凸構造に限ることはなく、第１電極２１における放電を防止できる部材および構成であれば適宜用いてよい。また放電防止部４６が配設される場所は接続部４５に限ることはなく適宜の場所に配設してよい。

【0091】

（４）上述した各実施例において、プラズマリアクタ９の内部にある放電空間Ｆｓの全体がプラズマリアクタ９の外部空間Ｎと繋がっている構成を例示しているが、これに限られない。すなわち図７および図８に示すように、放電空間Ｆｓの少なくとも一部を外部空間Ｎから遮る部材を備えてもよい。

【0092】

図７は、変形例に係るプラズマリアクタ９Ａの初期状態を示す正面図である。プラズマリアクタ９Ａは、第１遮蔽部５１と第２遮蔽部５３とを備えている。第１遮蔽部５１は、第１分体１７の外周部に配設されており、第１分体１７を囲繞するように配設されている。第２遮蔽部５３は、第２分体１９の外周部に配設されており、第２分体１９を囲繞するように配設されている。

【0093】

第１遮蔽部５１の下端部５１ａは、第１分体１７の下端より低い位置となるように構成されている。なお第１遮蔽部５１の下端部５１ａの高さは、第２分体１９が初期位置から処理位置へと上昇した場合において、下端部５１ａが銅材料Ｃｕを押圧しない程度の高さとなるように予め設計される。言い換えると、第２分体１９が初期位置から処理位置へと上昇した場合において、銅材料Ｃｕの搬送が第１遮蔽部５１によって妨げられることがないように、第１遮蔽部５１の下端部５１ａの高さが予め定められる。

【0094】

第２遮蔽部５３の上端部５３ａは、第２分体１９の上端より高い位置となるように構成されている。すなわち第１遮蔽部５１は、放電空間Ｆｓの少なくとも一部と、プラズマリアクタ９の外部空間Ｎとの間を遮蔽する。また第２遮蔽部５３は、放電空間Ｆｓの少なくとも一部と、プラズマリアクタ９の外部空間Ｎとの間を遮蔽する。

【0095】

第２遮蔽部５３の上端部５３ａの形状は、銅材料Ｃｕが搬送させる軌跡に応じた形状であることが好ましい。この場合、図７に示すように、プラズマリアクタ９に搬入される銅材料Ｃｕおよびプラズマリアクタ９から搬出される銅材料Ｃｕの各々は、第２遮蔽部５３の上端部５３ａに当接した状態となる。すなわち第２遮蔽部５３の上端部５３ａは、銅材料Ｃｕの下面を支持する。その結果、搬送される銅材料Ｃｕの姿勢をより安定化できる。

【0096】

変形例に係るプラズマリアクタ９Ａにおいて、気体回収管３７は第１遮蔽部５１を貫通するように配置されている。気体回収管３７は、第１遮蔽部５１の外周に沿った複数箇所において第１遮蔽部５１を貫通するように配置されていることが好ましい。一例として図７に示すように、プラズマリアクタ９Ａの左側および右側に気体回収管３７が配置される。この場合、放電空間Ｆｓに供給された反応ガスＡｈは、プラズマリアクタ９Ａの左側および右側から気体回収管３７へと排出され、気体回収管３７を通って気体回収部１５に回収される。このように放電空間Ｆｓの両側から反応ガスＡｈを回収する構成とすることにより、反応ガスＡｈを効率良く回収できる。特に反応ガスＡｈに含まれる水素ガスをより確実に回収できる。

【0097】

図８は、変形例に係るプラズマリアクタ９Ａにおいて、第２分体１９が初期位置から処理位置へと移動した状態を示している。第２分体１９が初期位置から処理位置へと上昇することにより、第１遮蔽部５１の下端部５１ａは銅材料Ｃｕの上面に近接する。その結果、放電空間Ｆｓのうち外部空間Ｎと繋がっている領域が減少するので、放電空間Ｆｓの気密性が高くなる。放電空間Ｆｓの気密性を向上させることにより、放電空間Ｆｓにおける反応ガスＡｈの濃度をより高くすることできる。

【0098】

なお第２分体１９が処理位置へと上昇した場合であっても、下端部５１ａは銅材料Ｃｕに接触しない程度の高さとなっている。そのため、第１遮蔽部５１の下端部５１ａと第２遮蔽部５３の上端部５３ａとが銅材料Ｃｕを上下から挟み込むことによって銅材料Ｃｕの搬送が阻害されることを回避できる。第２分体１９が初期位置から処理位置へと上昇した場合において、銅材料Ｃｕの連続搬送が可能となる程度に、放電空間Ｆｓはプラズマリアクタ９の外部空間Ｎと繋がっている。すなわち実施例では放電空間Ｆｓの全体が外部空間Ｎと常に繋がっている構成である一方、変形例では放電空間Ｆｓの一部が外部空間Ｎと常に繋がっている構成となっている。

【0099】

変形例に係るプラズマリアクタ９Ａを備えるプラズマ処理装置１では、図８に示すように第２分体１９を処理位置へと上昇させた後、気体供給部１３から放電空間Ｆｓへと反応ガスＡｈを供給しつつ、パルス電源１１から第１電極２１へとパルス電圧を印加させる。パルス電圧を印加させることにより、気密性が向上している放電空間ＦｓにおいてプラズマＰｒが発生し、放電空間Ｆｓに搬入されている銅材料Ｃｕの表面に対してプラズマ処理が行われる。当該プラズマ処理の結果、銅材料Ｃｕの耐酸化性が向上する。

【0100】

当該変形例では、銅材料Ｃｕの連続的な搬送が可能である状態を維持しつつ、第１遮蔽部５１および第２遮蔽部５３によって放電空間Ｆｓの気密性を向上させる。そのため、反応ガスＡｈの濃度を高めつつ、連続処理方式による銅材料Ｃｕの耐酸化処理が可能となるので、当該耐酸化処理の処理効果および処理効率を向上させることができる。

【0101】

（５）上述した実施例および変形例において、気体供給管３５および気体回収管３７の構成は適宜変更してよい。すなわち一例として、気体供給管３５および気体回収管３７が配置される場所および数は、図１および図７などに記載される態様に限ることはなく適宜変更できる。

【符号の説明】

【0102】

１ …プラズマ処理装置
３ …プラズマ発生装置
５ …基材供給部
７ …基材回収部
９、９Ａ …プラズマリアクタ
１１ …パルス電源
１３ …気体供給部
１５ …気体回収部
１７ …第１分体
１９ …第２分体
２１ …第１電極
２３ …誘電体基板
２７ …第２電極
２９ …ケーブル
３１ …供給ボビン
３３ …回収ボビン
３５ …気体供給管
３７ …気体回収管
３９ …制御部
４１ …フレーム部
４３ …電源保持部
４５ …接続部
４６ …放電防止部
４７ …冷却ファン
５１ …第１遮蔽部
５３ …第２遮蔽部

【要約】

【課題】銅材料の酸化を防止しつつ当該銅材料の処理効率を向上できる、銅材料の耐酸化処理方法およびプラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】
板状の誘電体基板２３の一方の面に配置された第１電極２１と、誘電体基板２３を介して第１電極２１と対向配置された第２電極２７との間の空間である放電空間Ｆｓに銅材料Ｃｕを搬送する。水素を含む反応ガスＡｈを放電空間Ｆｓに供給しつつ、電力密度が３．１Ｗ／ｃｍ^２以上になるパルス電圧を第１電極２１に印加し、放電空間Ｆｓに発生したプラズマＰｒを銅材料Ｃｕに照射する。プラズマＰｒを照射することにより、銅材料Ｃｕの耐酸化性が向上するとともに、耐酸化性が向上した銅材料Ｃｕをそのまま後処理工程に供することができる。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】