高密度プラズマストリッパー
【課題】低気圧から高気圧まで広い動作気圧に対応できる高密度プラズマを用いて、環境負荷を低減し、かつ高速での被皮処理ワイヤの表面処理を可能にした高密度プラズマストリッパーを提供する。
【解決手段】動作ガスが導入されるチャンバ４２と、チャンバ内に配置されチャンバを貫通して移送される被処理ワイヤ４３と、チャンバ内に被処理ワイヤを取り囲むように配置され各誘電体で被覆された複数の導電体４４［４４Ａ〜４４Ｃ］と、複数の導電体のそれぞれに同電位の高電圧低周波電圧あるいは高電圧三相交流電圧を印加する交流電源と、被処理ワイヤに負の直流バイアス電圧を印加する直流バイアス電源とを備える。そして、処理ワイヤ４３の周りで発生する、チャンバと被処理ワイヤとの間の直流放電と、被処理ワイヤと複数の導電体との間の誘電体バリア放電とからなる複合プラズマで、被処理ワイヤ４４の表面処理を行う。
【解決手段】動作ガスが導入されるチャンバ４２と、チャンバ内に配置されチャンバを貫通して移送される被処理ワイヤ４３と、チャンバ内に被処理ワイヤを取り囲むように配置され各誘電体で被覆された複数の導電体４４［４４Ａ〜４４Ｃ］と、複数の導電体のそれぞれに同電位の高電圧低周波電圧あるいは高電圧三相交流電圧を印加する交流電源と、被処理ワイヤに負の直流バイアス電圧を印加する直流バイアス電源とを備える。そして、処理ワイヤ４３の周りで発生する、チャンバと被処理ワイヤとの間の直流放電と、被処理ワイヤと複数の導電体との間の誘電体バリア放電とからなる複合プラズマで、被処理ワイヤ４４の表面処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体分野で用いられるソーワイヤの表面処理に適用される高密度プラズマストリッパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンなどの半導体インゴットから半導体ウェハを切り出す際にソーワイヤが用いられる。カーボン（Ｃ）添加の鉄（Ｆｅ）からなるソーワイヤは、表面にブラスめっき（Ｃｕ：６５％、Ｚｎ：３５％）皮膜が施されている。このブラスめっきは、ソーワイヤの伸線加工で必要となるめっき処理である。
【０００３】
半導体分野において、例えばシリコンインゴットからシリコンウェハを切り出す際に用いられるソーワイヤは、シリコンウェハの品質向上のために、Ｃｕフリーのワイヤが求められている。その理由はソーワイヤを用いてシリコンインゴットからシリコンウェハを切り出す際に、ブラスめっきの主成分であるＣｕが拡散係数の大きな物質であるため、Ｃｕがシリコンウェハ内に拡散する恐れがあるためである。シリコンウェハにＣｕが拡散すると、シリコンの導電性が変化し、シリコン基板に回路素子を形成したときに、回路素子に対して流れるべきところ以外に電流が流入するなどして誤動作を生じさせる可能性がある。
【０００４】
そのため、Ｃｕフリーなソーワイヤが必要となる。このソーワイヤから表面のＣｕ含有のブラスめっき皮膜を除去する処理として、現状では硫酸や塩酸を使用したウェットプロセスが用いられている。このウェットプロセスでは、アンモニア水と過酸化水素水を用いてブラスめっき皮膜の除去を行っている。さらに、有機物汚染除去に硫酸・過酸化水素水洗浄、金属汚染除去に塩酸・過酸化水素水洗浄を行っている。
【０００５】
一方、後述するように、プラズマを用いたドライプロセスが望まれている。高密度プラズマ源は、例えば、半導体製造分野でのドライエッチング、薄膜形成のためのプラズマＣＶＤ（化学気相成長）、材料の表面改質あるいは鋼材の溶接、溶断、近年では目や歯の治療等、様々なところで用いられている。
【０００６】
従来、高密度プラズマ源としては、低気圧動作の高密度プラズマ源、大気圧動作の高密度プラズマ源が知られている。低気圧動作の高密度プラズマ源としては、例えばマグネトロン型や電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）型、低圧グロー放電型などを初めとして多数実用化されている。また、大気圧動作の高密度プラズマ源としては、例えば誘電体バリア型、ホローカソード型、マイクロ波放電型等、現在盛んに開発が進んでいる。低圧グロー放電型、誘電体バリア放電型のプラズマ源については、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００７−５２２９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したソーワイヤのブラスめっき皮膜を除去するための従来のウェットプロセスでは、アンモニア水と過酸化水素水を使用するため環境負荷が大きくなるという問題と、使用後の廃液処理が困難であるという問題があった。そこで、ウェットプロセスに代わり低温で高い反応速度が得られ、廃液処理が不要で、かつ使用後の排ガス処理が廃液処理に比べて容易な、プラズマを用いたドライプロセスが望まれている。
【０００９】
また、プラズマ源としても、上述した従来の各種の高密度プラズマ源は、それぞれ最適動作気圧が狭く汎用性に欠けている。従って、被処理ワイヤの表面処理に用いるプラズマにおいても、低気圧から高気圧まで広い動作気圧に対応できる高密度プラズマが望まれる。
【００１０】
本発明は、上述の点に鑑み、低気圧から高気圧まで広い動作気圧に対応できる高密度プラズマを用いて、環境負荷を低減し、かつ高速での被皮処理ワイヤの表面処理を可能にした高密度プラズマストリッパーを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る高密度プラズマストリッパーは、動作ガスが導入されるチャンバと、前記チャンバ内に配置されチャンバを貫通して移送される被処理ワイヤと、前記チャンバ内に前記被処理ワイヤを取り囲むように配置され各誘電体で被覆された複数の導電体を備える。本発明は、さらに、前記複数の導電体のそれぞれに同電位の高電圧低周波電圧あるいは高圧三相交流電圧を印加する交流電源と、前記被処理ワイヤに負の直流バイアス電圧を印加する直流バイアス電源とを備え、前記被記処理ワイヤの周りで発生する、前記チャンバと前記被処理ワイヤとの間の直流放電と、前記被処理ワイヤと前記複数の導電体との間の誘電体バリア放電とからなる複合プラズマで、前記被処理ワイヤの表面処理が行われる構成とする。
【００１２】
本発明の高密度プラズマストリッパーでは、被処理ワイヤとチャンバとの間に直流放電が発生し、被処理ワイヤと誘電体で被覆された導電体との間で誘電体バリア放電が発生する。従って、被処理ワイヤの近傍空間に直流放電と誘電体バリア放電とからなる複合プラズマ、いわゆるハイブリッドプラズマが生成される。このハイブリッドプラズマは、直流放電と誘電体バリア放電の単純和以上に大きいイオン電流密度が得られ、また誘電体バリア放電のパワーを増加させることにより、より高い気圧で高密度のプラズマが生成される。この高密度プラズマで被処理ワイヤの表面処理がなされるので、高速処理が可能になる。被処理ワイヤの表面処理は、プラズマを用いるドライプロセスで行われるので、環境負荷が低減する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る高密度プラズマストリッパーによれば、低気圧から高気圧までの広い動作気圧に対応できる高密度プラズマを用いて、環境負荷を低減し、かつ高速での被処理ワイヤの表面処理を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る高密度プラズマストリッパーの実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る高密度プラズマストリッパーに適用する高密度プラズマ源の第１実施の形態の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る高密度プラズマストリッパーに適用する高密度プラズマ源の第１実施の形態の概略構成を示す側面図である。
【図４】第１実施の形態の高密度プラズマ源の説明に供する、放電形態のうちの同軸直流放電を示す模式図である。
【図５】第１実施の形態の高密度プラズマ源の説明に供する、放電形態のうちの誘電体バリア放電を示す模式図である。
【図６】第１実施の形態の高密度プラズマ源の放電形態であるハイブリッド放電を示す模式図である。
【図７】第１実施の形態の高密度プラズマ源のイオン電流密度−気圧特性を、同軸直流放電、誘電体バリア放電それぞれ単独の場合と比較した特性図である。
【図８】イオン電流密度−気圧特性の測定用の測定回路を備えた高密度プラズマ源の概略構成図である。
【図９】イオン電流密度−気圧特性の測定の用いた高密度プラズマ装置の概略図である。
【図１０】本発明に係る高密度プラズマストリッパーに適用する高密度プラズマ源の第２実施の形態の概略構成を示す断面図である。
【図１１】本発明に係る高密度プラズマストリッパーに適用する高密度プラズマ源の第２実施の形態の概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
先ず、本発明に係る高密度プラズマストリッパーに適用される高密度プラズマ源について説明する。
［高密度プラズマ源の第１実施の形態］
図２及び図３に、本発明に係る高密度プラズマ源の第１実施の形態を示す。第１実施の形態に係る高密度プラズマ源１は、チャンバ２内に、第１の導電体２と、この第１の導電体３に対向して配置された複数の、表面が誘電体５で被覆された第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］とを有して成る。本例では、第１導電体３が１つ（１本）の線状体で形成され、第２の導電体４が３つ（３本）の線状体で形成される。また、チャンバ２は、円筒形をなし、例えばステンレスで形成される。
【００１７】
３つの第２の導電体４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、第１の導電体３を等角間隔で取り囲むように配置される。また、３つの第２の導電体４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、第１の導電体３に対して所要の等しいギャップ長ｄをもって対向し、かつ第１の導電体３に平行して配置される。第１の導電体３は、円筒形のチャンバ２の中心に位置し、いわゆる円筒形のチャンバ２とは同軸的に配置される。
【００１８】
第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］は金属部材で形成されるのが好ましく、例えばＣｕなどで形成され、表面の誘電体５は耐熱性部材例えば耐熱ガラスで形成されるのが好ましく、例えばパイレックス（登録商標）製チューブで形成される。第１の導電体３は、プラズマ処理される被プラズマ処理部材に応じて材料が選定される。
【００１９】
さらに、高密度プラズマ源１は、第１の導電体３に負の直流バイアス電圧を印加するための負の直流バイアス電源６と、第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］のそれぞれに同電位の高電圧低周波電圧あるいは高電圧三相交流電圧を印加するための交流電源７を有する。この交流電源７は、いわゆる低周波電源あるいは三相交流電源である。チャンバ２は接地される。直流バイアス電源６のプラス側は接地される。負の直流バイアス電源６は、第１の導電体に接続され、より詳しくは第１の導電体３とチャンバ２との間に接続される。低周波電源７は、複数の第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］に接続され、より詳しくは第１の導電体３と複数の第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］との間に接続される。
【００２０】
負の直流バイアス電源６としては、一例として０Ｖ〜−１ｋＶの範囲で可変できるように構成される。交流電源７は、例えば周波数が６０Ｈｚ〜１００ＫＨｚ、１ｋＶｐｐ〜１０ｋＶｐｐの低周波パワーを供給できる低周波の電源で構成される。上記の周波数は、プラズマ密度の平方根に比例するイオンプラズマ周波数以下であればよい。
【００２１】
次に、上述の高密度プラズマ源１の動作を、高密度プラズマ生成方法と共に説明する。高密度プラズマ源１では、第１の導電体３に負の直流バイアス電源６から負の直流バイアス電圧が印加され、複数の第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］に交流電源７から所要の低周波電圧あるいは三相交流電圧が印加される。両電源６，７からの電圧印加により、第１の導電体３とチャンバ２の壁との間に同軸直流放電が発生し、第１の導電体３と第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］との間に誘電体バリア放電が発生する。従って、第１の導電体３の近傍空間、すなわち第１の導電体３の周囲の空間に、同軸直流放電と誘電体バリア放電とからなる複合プラズマ、すなわちハイブリッドプラズマが生成される。第１実施の形態では３つの第２の導電体４Ａ、４Ｂ、４Ｃが等角間隔に配置されているので、いわゆるトライアングルプラズマが生成される。
【００２２】
図４〜図６は、第１実施の形態の高密度プラズマ源１において、直流バイアス電源６と交流電源７として低周波電源を用いてチャンバ２内でトライアングルプラズマを生成する場合に考えられる３つの放電形態の模式図である。図４は、第１の導電体３に負の直流バイアス電圧のみを印加した場合であり、接地されたチャンバ２の壁と第１の導電体３との間で同軸直流放電８が発生される。図５は、３つの第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］に低周波電圧のみを印加した場合であり、第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］と第１の導電体３との間、及び第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］とチャンバ２の壁との間に誘電体バリア放電９が発生される。図６は、直流バイアス電圧と低周波電圧の両方を印加した場合であり、図４の同軸直流放電８と図５の誘電体バリア放電９を合せた本実施の形態のハイブリッド放電１０が発生される。
【００２３】
図７に、同軸直流放電単独の場合と、誘電体バリア放電単独の場合と、同軸直流放電及び誘電体バリア放電を組み合わせた本実施の形態のハイブリッド放電の場合を比較した、イオン電流密度Ｊｉ［Ａ／ｍ２］）−気圧Ｐ［Ｐａ］特性を示す。イオン電流密度は、第１の導電体３に流入するイオン電流を測定して求めたものであり、プラズマ密度に略比例する。
【００２４】
イオン電流の測定は、図８に示すように、負の直流バイアス電源６に１ｋΩの抵抗Ｒを直列に接続した測定回路で求めた。すなわち、抵抗Ｒの両端の電圧Ｖを測定することによって、負のバイアス電圧によって第１の導電体３に引き込まれるイオンを測定し、最終的に計測した電圧値を１ｋΩで除して、イオン電流を求めた。
【００２５】
図９に、高密度プラズマ源の測定用の概略装置を示す。本装置１１は、円筒形のチャンバ２内に、パイレックス（登録商標）ガラスチューブによる誘電体５で被覆した銅（Ｃｕ）線からなる３つの第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］と、金属線からなる１つの第１の導電体３とが配置されて構成される。線状の３つの第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］は、それぞれが正三角形の各頂点に位置するように第１のホルダー１２の各貫通孔１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃに挿通するようにして保持される。第１の導電体３は、第１のホルダー１２に設けられた、上記正三角形の重心位置に対応する貫通孔１４に挿通するように配置される。第１の導電体３は、その一端が第２のホルダー１５に固定され、他端がスプリング１７を介して第３のホルダー１６に所要の張力を保って保持される。
【００２６】
本装置１１においては、第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］を支持する第１のホルダー１２を取り替えることにより、第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］と第１の導電体３との間のギャップ長ｄを可変設定できる構成となっている。また、本装置１１は、動作ガスとして、アルゴン（Ａｒ）ガス１８と酸素（Ｏ）ガス１９を使用し、マスフローコントローラ２１，２２によりガス流量を調整し、ロータリポンプ２３により動作気圧を制御し排気する。チャンバ２は接地される。放電用電源としては、第１の導電体３に接続する０Ｖ〜１ｋＶ間で可変可能な負の直流バイアス電源６と、各第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］に接続する１３ｋＨｚ、１ｋＶｐｐ〜１０ｋＶｐｐ可変の低周波電源７が使用される。
【００２７】
図７のイオン電流密度−気圧特性図においては、ギャップ長ｄが１．０ｍｍ、第１の導電体（タングステンワイヤ）３の直径０．２５ｍｍ、第２の導電体（銅ワイヤ）４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］の直径２．０ｍｍ、誘電体５の外径４．０ｍｍとした。
【００２８】
曲線ａ（○）は負の直流バイアス電圧を−３６０Ｖとした同軸直流放電単独の特性である。曲線ｂ（●）は低周波電圧を２ｋＶｐｐとした誘電体バリア放電単独の特性である。曲線ｃは負の直流バイアス電圧を−３６０Ｖ、低周波電圧を２ｋＶｐｐとしたハイブリッド放電の特性である。曲線ｄは負の直流バイアス電圧を−３６０Ｖ、低周波電圧を８ｋＶｐｐとしたハイブリッド放電の特性である。
【００２９】
図７の特性図によれば、誘電体バリア放電（曲線ｂ）と同軸直流放電（曲線ａ）のどちらか単独では第１の導電体３に入射するイオン電流密度が低いが、それらを同時に放電させたハイブリッド放電（曲線ｃ、ｄ）は、両者の単純和以上に大きなイオン電流密度が得られるシナジー効果が確認できる。また、ハイブリッド放電で、ハイブリッド放電のパワーを増加させることにより、より高い気圧でプラズマを生成できる。
【００３０】
上述の第１実施の形態に係る高密度プラズマ源１によれば、ハイブリッド放電により低気圧から高気圧までの広い気圧範囲での高密度プラズマの生成が可能になる。
【００３１】
第１実施の形態の高密度プラズマ源１において、第１の導電体３を被プラズマ処理部材とすることができる。このときは、第２の導電体４がいわゆる電極となり、この電極に対向する第１の導電体３が表面処理すべき被処理体となる。この構成においては、低気圧から高気圧までの広い気圧範囲での高密度プラズマ生成が可能になり、第１導電体３による被プラズマ処理部材に対し高速での処理、例えば、表面改質や表面皮膜のストリッピング（剥ぎ取り）などの表面処理、あるいは各種機能性膜のコーティング（いわゆる表面処理）、等を行うことができる。機能性膜のコーティングでは、チャンバ内に機能性膜を成膜するための所要のソースガスが導入される。
【００３２】
［高密度プラズマ源の第２実施の形態］
図１０及び図１１に、本発明に係る高密度プラズマ源の第２実施の形態を示す。第２実施の形態に係る高密度プラズマ源３１は、チャンバ２内に、１つの第１の導電体３と、この第１の導電体３を等角間隔で取り囲む３つ以上、本例では３つの誘電体５で被覆された第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］との組合せを１ユニット３２として、複数のユニットを配置して構成される。この場合、複数のユニットは、誘電体５で被覆された第２の導電体４を隣接するユニット３２間で共有するように配置される。
【００３３】
各ユニット３２における第１の導電体３には、負の直流バイアス電圧を印加するための共通の負の直流バイアス電源６（図示せず）が接続され、各ユニット３２の第２の導電体４には、互いに同電位となるように高電圧低周波電圧あるいは高電圧三相交流電圧を印加するための共通の低周波電源７（図示せず）が接続される。その他の構成は、第１実施の形態で説明したと同様であるので、重複説明を省略する。各ユニット３２での放電形態は、第１実施の形態で説明したと同様のハイブリッド放電である。
【００３４】
第２実施の形態に係る高密度プラズマ源３１によれば、各ユニット３２に同時にハイブリッド放電を生成することができる。また、各ユニット３２の第１の導電体３を被プラズマ処理部材とするときには、複数の第１の導電体３による被プラズマ処理部材を同時に、かつ高速で表面処理することができ、処理時間の短縮が図れる。
【００３５】
第１実施の形態及び第２実施の形態では、１つの第１の導電体３を、等角間隔で配した３つの第２の導電体４で取り囲むようにした構成としたが、その他の例として、第１、第２実施の形態において、１つの第１の導電体３を、等角間隔で配置した４つ以上の第２の導電体４で取り囲むようにした構成とすることができる。この構成においては、第１の導電体３の周りに、より均一化されたハイブリッド放電の生成が可能になる。但し、１つの第１の導電体３と３つの誘電体５で被覆された第２の導電体４の組合せの方が、構成の簡素化を図ることができる。
【００３６】
［高密度プラズマ源の第３実施の形態］
第３実施の形態に係る高密度プラズマ源は、図示しないが、チャンバ内に、１つの第１の導電体と、この第１の導電体を両側から挟む２つの誘電体で被覆された第２の導電体とを配置して構成される。第１実施の形態と同様に、円筒形のチャンバに同軸的に線状の第１の導電体を配置し、第１の導電体に対して所要のギャップ長を介して対向するように、線状の２つの誘電体で被覆された第２の導電体を対称位置（１８０度の間隔）に配置することができる。チャンバは接地され、第１の導電体は負の直流バイアス電源に接続され、第２の導電体は低周波電源あるいは三相交流電源に接続される。第１の導電体を被プラズマ処理部材で構成することもできる。
【００３７】
第３実施の形態に係る高密度プラズマ源においても、第１実施の形態で説明したと同様に、第１の導電体の周りの空間に上述のハイブリッド放電が生成される。第１の導電体を被プラズマ処理部材で構成するときは、この被プラズマ処理部材の全表面に対して、生成されたハイブリッドプラズマによる表面処理を行うことができる。
【００３８】
上例では、第１の導電体３を線状体で形成したが、平板状体、可撓性薄板状体、リボン状体、その他の部材等で構成することも可能である。例えば、第１の導電３に半導体基板を用いることも可能である。
【００３９】
上述の本発明の高密度プラズマ源は、プラズマエッチング、プラズマＣＶＤなどのプラズマ源として利用することができる。例えば、本発明の高密度プラズマ源は、シリコンインゴットからシリコンウェハを切り出す際に用いられるソーワイヤの表面処理に適用可能である。
【００４０】
［高密度プラズマストリッパーの実施の形態］
上述した高密度プラズマ源は、ソーワイヤのブラスめっき皮膜を除去するドライプロセスのプラズマ源に応用することができる。この場合、第１の導電体が、表面処理すべき被処理ワイヤ、すなわちソーワイヤとなり、高密度プラズマ源中を移送される。このときドライプロセスは、動作気圧を高気圧〜中気圧程度とし、通常エッチングガスとして用いられる塩素ガスやフッ素ガスを動作ガスとて用いずにエッチングを行う。高密度プラズマ源では、例えば、動作ガスとしては、アルゴン（Ａｒ）と酸素（Ｏ）の混合ガスを用いることができる。前述したイオン電流密度は、エッチングレートに略比例する。
【００４１】
図１に、本発明に係る高密度プラズマストリッパーの実施の形態の概略構成を示す。本実施の形態に係る高密度プラズマストリッパー４１は、円筒状のチャンバ４２内に、このチャンバ４２を貫通して移送される被処理ワイヤ４３と、被処理ワイヤ４３を取り囲む複数の導電体４４とが配置される。被処理ワイヤ４３は、前述したように、カーボン（Ｃ）添加の鉄（Ｆｅ）による芯線の表面にブラスめっき皮膜が施されたソーワイヤとすることができる。複数の導電体４４は、本例では３つの導電体４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃで構成され、前述したように、誘電体で被覆された線状の導電体で構成される。３つの導電体４４は、図２で示したように、正三角形の各頂点に位置し、三角形の重心位置の被処理ワイヤ４３を等角間隔で取り囲むように配置される。
【００４２】
チャンバ４２には、チャンバ４２内に動作ガスとしてアルゴン（Ａｒ）ガスと酸素（０）ガスを導入する動作ガス導入部４５と、チャンバ４２内の動作気圧を制御し排気する排気部４６とが設けられる。さらに、図示しないが、前述と同様に、被処理ワイヤ４３に負の直流バイアス電圧を印加し、チャンバ４２に接地電位を印加する負の直流バイアス電源が設けられる。また、３つの導電体４４のそれぞれに同電位の高電圧低周波電圧あるいは高電圧三相交流電圧を印加する交流電源が設けられる。
【００４３】
３つの導電体４４［４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ］はチャンバ４２内に支持され、被処理ワイヤ４３はチャンバ４２を貫通して矢印Ａ方向に移送される。
【００４４】
本実施の形態の高密度プラズマストリッパー４１では、動作時、被処理ワイヤ４２が供給側からチャンバ４２内を通って移送され巻き取り側で巻き取られる。また、被処理ワイヤ４３に負の直流バイアス電圧が印加され、３つの導電体４４［４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ］に所要の高電圧低周波電圧あるいは高電圧三相交流電圧が印加される。チャンバ４２内において、被処理ワイヤ４３の周りには、被処理ワイヤ４３とチャンバ４２との間の同軸直流放電と、被処理ワイヤ４３と導電体４４［４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ］との間の誘電体バリア放電とからなる複合プラズマが発生する。この複合プラズマで、被処理ワイヤの表面処理が行われる。被処理ワイヤ４３がブラスめっき皮膜を有するソーワイヤとしたときには、ブラスめっき皮膜が除去される。
【００４５】
導電体４４としては、前述したように、４つ以上設けた構成とすることもできる。被処理ワイヤ４３と導電体４４の構成としては、前述の図１０及び図１１に示すと同様に、１つの被処理ワイヤ４３と、この被処理ワイヤ４３を等角間隔で取り囲む３つ以上の誘電体で被覆された導電体４４との組み合わせを１ユニットとして、複数のユニットが、誘電体で被覆された導電体４４を隣接するユニット間で共有するように配置された構成とすることもできる。
【００４６】
本実施の形態に係る高密度プラズマストリッパーによれば、低気圧から高気圧までの広い動作気圧に対応できる高密度プラズマ、すなわち同軸直流放電と誘電体バリア放電とからなる複合プラズマを用いるので、環境負荷を低減し、かつ高速での被皮処理ワイヤの表面処理を可能にする。ソーワイヤ表面のブラスめっき皮膜を、環境負荷を低減し、かつ高速処理で除去することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１，３１・・高密度プラズマ源、２・・チャンバ、３・・第１の導電体、４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］・・第２の導電体、５・・誘電体、６・・直流バイアス電源、７・・低周波電源、８・・同軸直流放電、９・・誘電体バリア放電、１０・・ハイブリッド放電、１１・・の高密度プラズマ源の測定用の装置、３２・・１ユニット、４１・・高密度プラズマストリッパー、４２・・チャンバ、４３・・被処理ワイヤ、４４［４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ］・・導電体、４５・・導電ガス導入部、４６・・排気部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体分野で用いられるソーワイヤの表面処理に適用される高密度プラズマストリッパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンなどの半導体インゴットから半導体ウェハを切り出す際にソーワイヤが用いられる。カーボン（Ｃ）添加の鉄（Ｆｅ）からなるソーワイヤは、表面にブラスめっき（Ｃｕ：６５％、Ｚｎ：３５％）皮膜が施されている。このブラスめっきは、ソーワイヤの伸線加工で必要となるめっき処理である。
【０００３】
半導体分野において、例えばシリコンインゴットからシリコンウェハを切り出す際に用いられるソーワイヤは、シリコンウェハの品質向上のために、Ｃｕフリーのワイヤが求められている。その理由はソーワイヤを用いてシリコンインゴットからシリコンウェハを切り出す際に、ブラスめっきの主成分であるＣｕが拡散係数の大きな物質であるため、Ｃｕがシリコンウェハ内に拡散する恐れがあるためである。シリコンウェハにＣｕが拡散すると、シリコンの導電性が変化し、シリコン基板に回路素子を形成したときに、回路素子に対して流れるべきところ以外に電流が流入するなどして誤動作を生じさせる可能性がある。
【０００４】
そのため、Ｃｕフリーなソーワイヤが必要となる。このソーワイヤから表面のＣｕ含有のブラスめっき皮膜を除去する処理として、現状では硫酸や塩酸を使用したウェットプロセスが用いられている。このウェットプロセスでは、アンモニア水と過酸化水素水を用いてブラスめっき皮膜の除去を行っている。さらに、有機物汚染除去に硫酸・過酸化水素水洗浄、金属汚染除去に塩酸・過酸化水素水洗浄を行っている。
【０００５】
一方、後述するように、プラズマを用いたドライプロセスが望まれている。高密度プラズマ源は、例えば、半導体製造分野でのドライエッチング、薄膜形成のためのプラズマＣＶＤ（化学気相成長）、材料の表面改質あるいは鋼材の溶接、溶断、近年では目や歯の治療等、様々なところで用いられている。
【０００６】
従来、高密度プラズマ源としては、低気圧動作の高密度プラズマ源、大気圧動作の高密度プラズマ源が知られている。低気圧動作の高密度プラズマ源としては、例えばマグネトロン型や電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）型、低圧グロー放電型などを初めとして多数実用化されている。また、大気圧動作の高密度プラズマ源としては、例えば誘電体バリア型、ホローカソード型、マイクロ波放電型等、現在盛んに開発が進んでいる。低圧グロー放電型、誘電体バリア放電型のプラズマ源については、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００７−５２２９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したソーワイヤのブラスめっき皮膜を除去するための従来のウェットプロセスでは、アンモニア水と過酸化水素水を使用するため環境負荷が大きくなるという問題と、使用後の廃液処理が困難であるという問題があった。そこで、ウェットプロセスに代わり低温で高い反応速度が得られ、廃液処理が不要で、かつ使用後の排ガス処理が廃液処理に比べて容易な、プラズマを用いたドライプロセスが望まれている。
【０００９】
また、プラズマ源としても、上述した従来の各種の高密度プラズマ源は、それぞれ最適動作気圧が狭く汎用性に欠けている。従って、被処理ワイヤの表面処理に用いるプラズマにおいても、低気圧から高気圧まで広い動作気圧に対応できる高密度プラズマが望まれる。
【００１０】
本発明は、上述の点に鑑み、低気圧から高気圧まで広い動作気圧に対応できる高密度プラズマを用いて、環境負荷を低減し、かつ高速での被皮処理ワイヤの表面処理を可能にした高密度プラズマストリッパーを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る高密度プラズマストリッパーは、動作ガスが導入されるチャンバと、前記チャンバ内に配置されチャンバを貫通して移送される被処理ワイヤと、前記チャンバ内に前記被処理ワイヤを取り囲むように配置され各誘電体で被覆された複数の導電体を備える。本発明は、さらに、前記複数の導電体のそれぞれに同電位の高電圧低周波電圧あるいは高圧三相交流電圧を印加する交流電源と、前記被処理ワイヤに負の直流バイアス電圧を印加する直流バイアス電源とを備え、前記被記処理ワイヤの周りで発生する、前記チャンバと前記被処理ワイヤとの間の直流放電と、前記被処理ワイヤと前記複数の導電体との間の誘電体バリア放電とからなる複合プラズマで、前記被処理ワイヤの表面処理が行われる構成とする。
【００１２】
本発明の高密度プラズマストリッパーでは、被処理ワイヤとチャンバとの間に直流放電が発生し、被処理ワイヤと誘電体で被覆された導電体との間で誘電体バリア放電が発生する。従って、被処理ワイヤの近傍空間に直流放電と誘電体バリア放電とからなる複合プラズマ、いわゆるハイブリッドプラズマが生成される。このハイブリッドプラズマは、直流放電と誘電体バリア放電の単純和以上に大きいイオン電流密度が得られ、また誘電体バリア放電のパワーを増加させることにより、より高い気圧で高密度のプラズマが生成される。この高密度プラズマで被処理ワイヤの表面処理がなされるので、高速処理が可能になる。被処理ワイヤの表面処理は、プラズマを用いるドライプロセスで行われるので、環境負荷が低減する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る高密度プラズマストリッパーによれば、低気圧から高気圧までの広い動作気圧に対応できる高密度プラズマを用いて、環境負荷を低減し、かつ高速での被処理ワイヤの表面処理を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る高密度プラズマストリッパーの実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る高密度プラズマストリッパーに適用する高密度プラズマ源の第１実施の形態の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る高密度プラズマストリッパーに適用する高密度プラズマ源の第１実施の形態の概略構成を示す側面図である。
【図４】第１実施の形態の高密度プラズマ源の説明に供する、放電形態のうちの同軸直流放電を示す模式図である。
【図５】第１実施の形態の高密度プラズマ源の説明に供する、放電形態のうちの誘電体バリア放電を示す模式図である。
【図６】第１実施の形態の高密度プラズマ源の放電形態であるハイブリッド放電を示す模式図である。
【図７】第１実施の形態の高密度プラズマ源のイオン電流密度−気圧特性を、同軸直流放電、誘電体バリア放電それぞれ単独の場合と比較した特性図である。
【図８】イオン電流密度−気圧特性の測定用の測定回路を備えた高密度プラズマ源の概略構成図である。
【図９】イオン電流密度−気圧特性の測定の用いた高密度プラズマ装置の概略図である。
【図１０】本発明に係る高密度プラズマストリッパーに適用する高密度プラズマ源の第２実施の形態の概略構成を示す断面図である。
【図１１】本発明に係る高密度プラズマストリッパーに適用する高密度プラズマ源の第２実施の形態の概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
先ず、本発明に係る高密度プラズマストリッパーに適用される高密度プラズマ源について説明する。
［高密度プラズマ源の第１実施の形態］
図２及び図３に、本発明に係る高密度プラズマ源の第１実施の形態を示す。第１実施の形態に係る高密度プラズマ源１は、チャンバ２内に、第１の導電体２と、この第１の導電体３に対向して配置された複数の、表面が誘電体５で被覆された第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］とを有して成る。本例では、第１導電体３が１つ（１本）の線状体で形成され、第２の導電体４が３つ（３本）の線状体で形成される。また、チャンバ２は、円筒形をなし、例えばステンレスで形成される。
【００１７】
３つの第２の導電体４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、第１の導電体３を等角間隔で取り囲むように配置される。また、３つの第２の導電体４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、第１の導電体３に対して所要の等しいギャップ長ｄをもって対向し、かつ第１の導電体３に平行して配置される。第１の導電体３は、円筒形のチャンバ２の中心に位置し、いわゆる円筒形のチャンバ２とは同軸的に配置される。
【００１８】
第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］は金属部材で形成されるのが好ましく、例えばＣｕなどで形成され、表面の誘電体５は耐熱性部材例えば耐熱ガラスで形成されるのが好ましく、例えばパイレックス（登録商標）製チューブで形成される。第１の導電体３は、プラズマ処理される被プラズマ処理部材に応じて材料が選定される。
【００１９】
さらに、高密度プラズマ源１は、第１の導電体３に負の直流バイアス電圧を印加するための負の直流バイアス電源６と、第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］のそれぞれに同電位の高電圧低周波電圧あるいは高電圧三相交流電圧を印加するための交流電源７を有する。この交流電源７は、いわゆる低周波電源あるいは三相交流電源である。チャンバ２は接地される。直流バイアス電源６のプラス側は接地される。負の直流バイアス電源６は、第１の導電体に接続され、より詳しくは第１の導電体３とチャンバ２との間に接続される。低周波電源７は、複数の第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］に接続され、より詳しくは第１の導電体３と複数の第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］との間に接続される。
【００２０】
負の直流バイアス電源６としては、一例として０Ｖ〜−１ｋＶの範囲で可変できるように構成される。交流電源７は、例えば周波数が６０Ｈｚ〜１００ＫＨｚ、１ｋＶｐｐ〜１０ｋＶｐｐの低周波パワーを供給できる低周波の電源で構成される。上記の周波数は、プラズマ密度の平方根に比例するイオンプラズマ周波数以下であればよい。
【００２１】
次に、上述の高密度プラズマ源１の動作を、高密度プラズマ生成方法と共に説明する。高密度プラズマ源１では、第１の導電体３に負の直流バイアス電源６から負の直流バイアス電圧が印加され、複数の第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］に交流電源７から所要の低周波電圧あるいは三相交流電圧が印加される。両電源６，７からの電圧印加により、第１の導電体３とチャンバ２の壁との間に同軸直流放電が発生し、第１の導電体３と第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］との間に誘電体バリア放電が発生する。従って、第１の導電体３の近傍空間、すなわち第１の導電体３の周囲の空間に、同軸直流放電と誘電体バリア放電とからなる複合プラズマ、すなわちハイブリッドプラズマが生成される。第１実施の形態では３つの第２の導電体４Ａ、４Ｂ、４Ｃが等角間隔に配置されているので、いわゆるトライアングルプラズマが生成される。
【００２２】
図４〜図６は、第１実施の形態の高密度プラズマ源１において、直流バイアス電源６と交流電源７として低周波電源を用いてチャンバ２内でトライアングルプラズマを生成する場合に考えられる３つの放電形態の模式図である。図４は、第１の導電体３に負の直流バイアス電圧のみを印加した場合であり、接地されたチャンバ２の壁と第１の導電体３との間で同軸直流放電８が発生される。図５は、３つの第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］に低周波電圧のみを印加した場合であり、第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］と第１の導電体３との間、及び第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］とチャンバ２の壁との間に誘電体バリア放電９が発生される。図６は、直流バイアス電圧と低周波電圧の両方を印加した場合であり、図４の同軸直流放電８と図５の誘電体バリア放電９を合せた本実施の形態のハイブリッド放電１０が発生される。
【００２３】
図７に、同軸直流放電単独の場合と、誘電体バリア放電単独の場合と、同軸直流放電及び誘電体バリア放電を組み合わせた本実施の形態のハイブリッド放電の場合を比較した、イオン電流密度Ｊｉ［Ａ／ｍ２］）−気圧Ｐ［Ｐａ］特性を示す。イオン電流密度は、第１の導電体３に流入するイオン電流を測定して求めたものであり、プラズマ密度に略比例する。
【００２４】
イオン電流の測定は、図８に示すように、負の直流バイアス電源６に１ｋΩの抵抗Ｒを直列に接続した測定回路で求めた。すなわち、抵抗Ｒの両端の電圧Ｖを測定することによって、負のバイアス電圧によって第１の導電体３に引き込まれるイオンを測定し、最終的に計測した電圧値を１ｋΩで除して、イオン電流を求めた。
【００２５】
図９に、高密度プラズマ源の測定用の概略装置を示す。本装置１１は、円筒形のチャンバ２内に、パイレックス（登録商標）ガラスチューブによる誘電体５で被覆した銅（Ｃｕ）線からなる３つの第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］と、金属線からなる１つの第１の導電体３とが配置されて構成される。線状の３つの第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］は、それぞれが正三角形の各頂点に位置するように第１のホルダー１２の各貫通孔１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃに挿通するようにして保持される。第１の導電体３は、第１のホルダー１２に設けられた、上記正三角形の重心位置に対応する貫通孔１４に挿通するように配置される。第１の導電体３は、その一端が第２のホルダー１５に固定され、他端がスプリング１７を介して第３のホルダー１６に所要の張力を保って保持される。
【００２６】
本装置１１においては、第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］を支持する第１のホルダー１２を取り替えることにより、第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］と第１の導電体３との間のギャップ長ｄを可変設定できる構成となっている。また、本装置１１は、動作ガスとして、アルゴン（Ａｒ）ガス１８と酸素（Ｏ）ガス１９を使用し、マスフローコントローラ２１，２２によりガス流量を調整し、ロータリポンプ２３により動作気圧を制御し排気する。チャンバ２は接地される。放電用電源としては、第１の導電体３に接続する０Ｖ〜１ｋＶ間で可変可能な負の直流バイアス電源６と、各第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］に接続する１３ｋＨｚ、１ｋＶｐｐ〜１０ｋＶｐｐ可変の低周波電源７が使用される。
【００２７】
図７のイオン電流密度−気圧特性図においては、ギャップ長ｄが１．０ｍｍ、第１の導電体（タングステンワイヤ）３の直径０．２５ｍｍ、第２の導電体（銅ワイヤ）４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］の直径２．０ｍｍ、誘電体５の外径４．０ｍｍとした。
【００２８】
曲線ａ（○）は負の直流バイアス電圧を−３６０Ｖとした同軸直流放電単独の特性である。曲線ｂ（●）は低周波電圧を２ｋＶｐｐとした誘電体バリア放電単独の特性である。曲線ｃは負の直流バイアス電圧を−３６０Ｖ、低周波電圧を２ｋＶｐｐとしたハイブリッド放電の特性である。曲線ｄは負の直流バイアス電圧を−３６０Ｖ、低周波電圧を８ｋＶｐｐとしたハイブリッド放電の特性である。
【００２９】
図７の特性図によれば、誘電体バリア放電（曲線ｂ）と同軸直流放電（曲線ａ）のどちらか単独では第１の導電体３に入射するイオン電流密度が低いが、それらを同時に放電させたハイブリッド放電（曲線ｃ、ｄ）は、両者の単純和以上に大きなイオン電流密度が得られるシナジー効果が確認できる。また、ハイブリッド放電で、ハイブリッド放電のパワーを増加させることにより、より高い気圧でプラズマを生成できる。
【００３０】
上述の第１実施の形態に係る高密度プラズマ源１によれば、ハイブリッド放電により低気圧から高気圧までの広い気圧範囲での高密度プラズマの生成が可能になる。
【００３１】
第１実施の形態の高密度プラズマ源１において、第１の導電体３を被プラズマ処理部材とすることができる。このときは、第２の導電体４がいわゆる電極となり、この電極に対向する第１の導電体３が表面処理すべき被処理体となる。この構成においては、低気圧から高気圧までの広い気圧範囲での高密度プラズマ生成が可能になり、第１導電体３による被プラズマ処理部材に対し高速での処理、例えば、表面改質や表面皮膜のストリッピング（剥ぎ取り）などの表面処理、あるいは各種機能性膜のコーティング（いわゆる表面処理）、等を行うことができる。機能性膜のコーティングでは、チャンバ内に機能性膜を成膜するための所要のソースガスが導入される。
【００３２】
［高密度プラズマ源の第２実施の形態］
図１０及び図１１に、本発明に係る高密度プラズマ源の第２実施の形態を示す。第２実施の形態に係る高密度プラズマ源３１は、チャンバ２内に、１つの第１の導電体３と、この第１の導電体３を等角間隔で取り囲む３つ以上、本例では３つの誘電体５で被覆された第２の導電体４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］との組合せを１ユニット３２として、複数のユニットを配置して構成される。この場合、複数のユニットは、誘電体５で被覆された第２の導電体４を隣接するユニット３２間で共有するように配置される。
【００３３】
各ユニット３２における第１の導電体３には、負の直流バイアス電圧を印加するための共通の負の直流バイアス電源６（図示せず）が接続され、各ユニット３２の第２の導電体４には、互いに同電位となるように高電圧低周波電圧あるいは高電圧三相交流電圧を印加するための共通の低周波電源７（図示せず）が接続される。その他の構成は、第１実施の形態で説明したと同様であるので、重複説明を省略する。各ユニット３２での放電形態は、第１実施の形態で説明したと同様のハイブリッド放電である。
【００３４】
第２実施の形態に係る高密度プラズマ源３１によれば、各ユニット３２に同時にハイブリッド放電を生成することができる。また、各ユニット３２の第１の導電体３を被プラズマ処理部材とするときには、複数の第１の導電体３による被プラズマ処理部材を同時に、かつ高速で表面処理することができ、処理時間の短縮が図れる。
【００３５】
第１実施の形態及び第２実施の形態では、１つの第１の導電体３を、等角間隔で配した３つの第２の導電体４で取り囲むようにした構成としたが、その他の例として、第１、第２実施の形態において、１つの第１の導電体３を、等角間隔で配置した４つ以上の第２の導電体４で取り囲むようにした構成とすることができる。この構成においては、第１の導電体３の周りに、より均一化されたハイブリッド放電の生成が可能になる。但し、１つの第１の導電体３と３つの誘電体５で被覆された第２の導電体４の組合せの方が、構成の簡素化を図ることができる。
【００３６】
［高密度プラズマ源の第３実施の形態］
第３実施の形態に係る高密度プラズマ源は、図示しないが、チャンバ内に、１つの第１の導電体と、この第１の導電体を両側から挟む２つの誘電体で被覆された第２の導電体とを配置して構成される。第１実施の形態と同様に、円筒形のチャンバに同軸的に線状の第１の導電体を配置し、第１の導電体に対して所要のギャップ長を介して対向するように、線状の２つの誘電体で被覆された第２の導電体を対称位置（１８０度の間隔）に配置することができる。チャンバは接地され、第１の導電体は負の直流バイアス電源に接続され、第２の導電体は低周波電源あるいは三相交流電源に接続される。第１の導電体を被プラズマ処理部材で構成することもできる。
【００３７】
第３実施の形態に係る高密度プラズマ源においても、第１実施の形態で説明したと同様に、第１の導電体の周りの空間に上述のハイブリッド放電が生成される。第１の導電体を被プラズマ処理部材で構成するときは、この被プラズマ処理部材の全表面に対して、生成されたハイブリッドプラズマによる表面処理を行うことができる。
【００３８】
上例では、第１の導電体３を線状体で形成したが、平板状体、可撓性薄板状体、リボン状体、その他の部材等で構成することも可能である。例えば、第１の導電３に半導体基板を用いることも可能である。
【００３９】
上述の本発明の高密度プラズマ源は、プラズマエッチング、プラズマＣＶＤなどのプラズマ源として利用することができる。例えば、本発明の高密度プラズマ源は、シリコンインゴットからシリコンウェハを切り出す際に用いられるソーワイヤの表面処理に適用可能である。
【００４０】
［高密度プラズマストリッパーの実施の形態］
上述した高密度プラズマ源は、ソーワイヤのブラスめっき皮膜を除去するドライプロセスのプラズマ源に応用することができる。この場合、第１の導電体が、表面処理すべき被処理ワイヤ、すなわちソーワイヤとなり、高密度プラズマ源中を移送される。このときドライプロセスは、動作気圧を高気圧〜中気圧程度とし、通常エッチングガスとして用いられる塩素ガスやフッ素ガスを動作ガスとて用いずにエッチングを行う。高密度プラズマ源では、例えば、動作ガスとしては、アルゴン（Ａｒ）と酸素（Ｏ）の混合ガスを用いることができる。前述したイオン電流密度は、エッチングレートに略比例する。
【００４１】
図１に、本発明に係る高密度プラズマストリッパーの実施の形態の概略構成を示す。本実施の形態に係る高密度プラズマストリッパー４１は、円筒状のチャンバ４２内に、このチャンバ４２を貫通して移送される被処理ワイヤ４３と、被処理ワイヤ４３を取り囲む複数の導電体４４とが配置される。被処理ワイヤ４３は、前述したように、カーボン（Ｃ）添加の鉄（Ｆｅ）による芯線の表面にブラスめっき皮膜が施されたソーワイヤとすることができる。複数の導電体４４は、本例では３つの導電体４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃで構成され、前述したように、誘電体で被覆された線状の導電体で構成される。３つの導電体４４は、図２で示したように、正三角形の各頂点に位置し、三角形の重心位置の被処理ワイヤ４３を等角間隔で取り囲むように配置される。
【００４２】
チャンバ４２には、チャンバ４２内に動作ガスとしてアルゴン（Ａｒ）ガスと酸素（０）ガスを導入する動作ガス導入部４５と、チャンバ４２内の動作気圧を制御し排気する排気部４６とが設けられる。さらに、図示しないが、前述と同様に、被処理ワイヤ４３に負の直流バイアス電圧を印加し、チャンバ４２に接地電位を印加する負の直流バイアス電源が設けられる。また、３つの導電体４４のそれぞれに同電位の高電圧低周波電圧あるいは高電圧三相交流電圧を印加する交流電源が設けられる。
【００４３】
３つの導電体４４［４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ］はチャンバ４２内に支持され、被処理ワイヤ４３はチャンバ４２を貫通して矢印Ａ方向に移送される。
【００４４】
本実施の形態の高密度プラズマストリッパー４１では、動作時、被処理ワイヤ４２が供給側からチャンバ４２内を通って移送され巻き取り側で巻き取られる。また、被処理ワイヤ４３に負の直流バイアス電圧が印加され、３つの導電体４４［４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ］に所要の高電圧低周波電圧あるいは高電圧三相交流電圧が印加される。チャンバ４２内において、被処理ワイヤ４３の周りには、被処理ワイヤ４３とチャンバ４２との間の同軸直流放電と、被処理ワイヤ４３と導電体４４［４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ］との間の誘電体バリア放電とからなる複合プラズマが発生する。この複合プラズマで、被処理ワイヤの表面処理が行われる。被処理ワイヤ４３がブラスめっき皮膜を有するソーワイヤとしたときには、ブラスめっき皮膜が除去される。
【００４５】
導電体４４としては、前述したように、４つ以上設けた構成とすることもできる。被処理ワイヤ４３と導電体４４の構成としては、前述の図１０及び図１１に示すと同様に、１つの被処理ワイヤ４３と、この被処理ワイヤ４３を等角間隔で取り囲む３つ以上の誘電体で被覆された導電体４４との組み合わせを１ユニットとして、複数のユニットが、誘電体で被覆された導電体４４を隣接するユニット間で共有するように配置された構成とすることもできる。
【００４６】
本実施の形態に係る高密度プラズマストリッパーによれば、低気圧から高気圧までの広い動作気圧に対応できる高密度プラズマ、すなわち同軸直流放電と誘電体バリア放電とからなる複合プラズマを用いるので、環境負荷を低減し、かつ高速での被皮処理ワイヤの表面処理を可能にする。ソーワイヤ表面のブラスめっき皮膜を、環境負荷を低減し、かつ高速処理で除去することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１，３１・・高密度プラズマ源、２・・チャンバ、３・・第１の導電体、４［４Ａ，４Ｂ，４Ｃ］・・第２の導電体、５・・誘電体、６・・直流バイアス電源、７・・低周波電源、８・・同軸直流放電、９・・誘電体バリア放電、１０・・ハイブリッド放電、１１・・の高密度プラズマ源の測定用の装置、３２・・１ユニット、４１・・高密度プラズマストリッパー、４２・・チャンバ、４３・・被処理ワイヤ、４４［４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ］・・導電体、４５・・導電ガス導入部、４６・・排気部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作ガスが導入されるチャンバと、
前記チャンバ内に配置されチャンバを貫通して移送される被処理ワイヤと、
前記チャンバ内に前記被処理ワイヤを取り囲むように配置され各誘電体で被覆された複数の導電体と、
前記複数の導電体のそれぞれに同電位の高電圧低周波電圧あるいは高電圧三相交流電圧を印加する交流電源と、
前記被処理ワイヤに負の直流バイアス電圧を印加する直流バイアス電源と
を備え、
前記処理ワイヤの周りで発生する、前記チャンバと前記被処理ワイヤとの間の直流放電と、前記被処理ワイヤと前記複数の導電体との間の誘電体バリア放電とからなる複合プラズマで、前記被処理ワイヤの表面処理が行われる
高密度プラズマストリッパー。
【請求項２】
３つ以上の前記誘電体で被覆された導電体が、前記被処理ワイヤを等角間隔で取り囲むように配置されている
請求項１記載の高密度プラズマストリッパー。
【請求項３】
１つの前記被処理ワイヤと、該被処理ワイヤを等角間隔で取り囲む３つ以上の前記誘電体で被覆された導電体との組み合わせを１ユニットとして、
複数のユニットが、前記誘電体で被覆された導電体を隣接するユニット間で共有するように配置され、
各前記ユニットにおいて、前記複合プラズマで前記被処理ワイヤの表面処理が行われる
請求項２記載の高密度プラズマストリッパー。
【請求項４】
前記被処理ワイヤが表面にブラスめっき皮膜が施されたソーワイヤであり、
前記複合プラズマで前記被処理ワイヤのブラスめっき皮膜の除去が行われる
請求項１乃至３のいずれかに記載の高密度プラズマストリッパー。
【請求項１】
動作ガスが導入されるチャンバと、
前記チャンバ内に配置されチャンバを貫通して移送される被処理ワイヤと、
前記チャンバ内に前記被処理ワイヤを取り囲むように配置され各誘電体で被覆された複数の導電体と、
前記複数の導電体のそれぞれに同電位の高電圧低周波電圧あるいは高電圧三相交流電圧を印加する交流電源と、
前記被処理ワイヤに負の直流バイアス電圧を印加する直流バイアス電源と
を備え、
前記処理ワイヤの周りで発生する、前記チャンバと前記被処理ワイヤとの間の直流放電と、前記被処理ワイヤと前記複数の導電体との間の誘電体バリア放電とからなる複合プラズマで、前記被処理ワイヤの表面処理が行われる
高密度プラズマストリッパー。
【請求項２】
３つ以上の前記誘電体で被覆された導電体が、前記被処理ワイヤを等角間隔で取り囲むように配置されている
請求項１記載の高密度プラズマストリッパー。
【請求項３】
１つの前記被処理ワイヤと、該被処理ワイヤを等角間隔で取り囲む３つ以上の前記誘電体で被覆された導電体との組み合わせを１ユニットとして、
複数のユニットが、前記誘電体で被覆された導電体を隣接するユニット間で共有するように配置され、
各前記ユニットにおいて、前記複合プラズマで前記被処理ワイヤの表面処理が行われる
請求項２記載の高密度プラズマストリッパー。
【請求項４】
前記被処理ワイヤが表面にブラスめっき皮膜が施されたソーワイヤであり、
前記複合プラズマで前記被処理ワイヤのブラスめっき皮膜の除去が行われる
請求項１乃至３のいずれかに記載の高密度プラズマストリッパー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１１９２６７（Ｐ２０１１−１１９２６７Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９４４３１（Ｐ２０１０−２９４４３１）
【出願日】平成２２年１２月２９日（２０１０．１２．２９）
【分割の表示】特願２００９−２０７５２（Ｐ２００９−２０７５２）の分割
【原出願日】平成２１年１月３０日（２００９．１．３０）
【出願人】（５０４２０５５２１）国立大学法人 長崎大学 (226)
【出願人】（５９７１５０５９９）ジャパンファインスチール株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２９日（２０１０．１２．２９）
【分割の表示】特願２００９−２０７５２（Ｐ２００９−２０７５２）の分割
【原出願日】平成２１年１月３０日（２００９．１．３０）
【出願人】（５０４２０５５２１）国立大学法人 長崎大学 (226)
【出願人】（５９７１５０５９９）ジャパンファインスチール株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
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