JP2005177566A - 基板の処理装置及び処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】この発明は有機物の除去などの基板の処理をむらなく効率よく行なうことができるようにした処理装置を提供することにある。
【解決手段】プラズマによって生成される活性種によって基板を処理する処理装置において、ノズル孔13及びこのノズル孔と対向する部位にプラズマを発生させるプラズマ発生部16を有し、基板の上方に基板の板面に対しノズル孔の軸線を90度よりも小さい角度で傾斜させて配置されるプラズマ発生器11と、プラズマ発生器のプラズマ発生部に気体を供給して活性種を生成し、この活性種を気体とともにノズル孔から基板の板面に流出させる気体供給管17とを具備する。
【選択図】 図1
【解決手段】プラズマによって生成される活性種によって基板を処理する処理装置において、ノズル孔13及びこのノズル孔と対向する部位にプラズマを発生させるプラズマ発生部16を有し、基板の上方に基板の板面に対しノズル孔の軸線を90度よりも小さい角度で傾斜させて配置されるプラズマ発生器11と、プラズマ発生器のプラズマ発生部に気体を供給して活性種を生成し、この活性種を気体とともにノズル孔から基板の板面に流出させる気体供給管17とを具備する。
【選択図】 図1
Description
この発明はプラズマによって生成される活性種によって基板を処理する処理装置及び処理方法に関する。
たとえば、液晶表示装置や半導体装置の製造工程においては、ガラス基板や半導体ウエハなどの基板に回路パターンを形成する工程がある。この回路パターンを形成する工程或いはその前後の工程においては、基板に付着した有機物を除去したり、基板に形成された薄膜の不要な部分を除去したり、エッチング用のフォトレジストを除去するなどの処理が行なわれることがある。
上述した各種の処理は、薬液を用いるウエット方式やプラズマによって生成される活性種によるドライ方式が知られており、最近では大気圧下で精度よく行なうことができるドライ方式が採用されることが多くなってきている。
従来、これらの処理をドライ方式によって行なう場合、プラズマ発生器によって発生させたプラズマ領域に気体を供給することで活性種を生成し、この活性種を含む気体を基板の板面に対してほぼ垂直な角度で供給することで、前記基板の板面に対して種々の処理を行なうようにしていた。
活性種を含む気体を、基板の板面に対してほぼ垂直に供給すると、基板の板面に衝突した気体が基板の板面に沿って流れ難いため、衝突箇所に滞留し易いということがある。そのため、気体の滞留が原因で基板の処理を均一に行うことができなかったり、処理効率が低下するなどのことがあった。
この発明は、活性種を含む気体が基板の板面に沿って流れ易いようにすることで、基板に対する各種の処理を均一に、しかも効率よく行なうことができるようにした基板の処理装置及び処理方法を提供することにある。
この発明は、プラズマによって生成される活性種で基板を処理する処理装置において、
ノズル孔及びこのノズル孔と対向する部位にプラズマを発生させるプラズマ発生部を有し、前記基板の上方に前記基板の板面に対し前記ノズル孔の軸線を90度よりも小さい角度で傾斜させて配置されるプラズマ発生器と、
このプラズマ発生器のプラズマ発生部に気体を供給して活性種を生成し、この活性種を前記気体とともに前記ノズル孔から前記基板の板面に流出させる気体供給手段と
を具備したことを特徴とする基板の処理装置にある。
ノズル孔及びこのノズル孔と対向する部位にプラズマを発生させるプラズマ発生部を有し、前記基板の上方に前記基板の板面に対し前記ノズル孔の軸線を90度よりも小さい角度で傾斜させて配置されるプラズマ発生器と、
このプラズマ発生器のプラズマ発生部に気体を供給して活性種を生成し、この活性種を前記気体とともに前記ノズル孔から前記基板の板面に流出させる気体供給手段と
を具備したことを特徴とする基板の処理装置にある。
前記ノズル孔の前記基板の板面に対する傾斜角度は75度以上であることが好ましい。
前記基板は搬送手段によって所定方向に搬送されるとともに、前記プラズマ発生器のノズル孔は前記基板の搬送方向上流側に向かって気体を噴射するよう傾斜していることが好ましい。
前記プラズマ発生器のノズル孔から前記基板の板面に向かって噴射された気体を吸引排気する排気手段を備えていることが好ましい。
前記基板には薄膜が形成されており、前記ノズル孔から流出される活性種によって上記薄膜の不要な部分が除去されることが好ましい。
この発明は、プラズマによって生成された活性種で処理する基板の処理方法において、
前記プラズマを発生させる工程と、
発生したプラズマ領域に気体を供給して活性種を生成し、この活性種を含む気体を前記基板の板面に対して90度よりも小さな角度で傾斜させて供給する工程と
を具備したことを特徴とする基板の処理方法にある。
前記プラズマを発生させる工程と、
発生したプラズマ領域に気体を供給して活性種を生成し、この活性種を含む気体を前記基板の板面に対して90度よりも小さな角度で傾斜させて供給する工程と
を具備したことを特徴とする基板の処理方法にある。
この発明によれば、活性種を含む気体を、基板の板面に対して90度よりも小さい角度で傾斜させて供給するため、基板に供給された気体がこの基板の板面に沿って円滑に流れるから、基板に対する処理をむらなく均一に、しかも効率よく行なうことが可能となる。
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1はこの発明の第1の実施の形態に係る基板の処理装置であって、この処理装置はチャンバ1を備えている。このチャンバ1の一端には搬入口2が形成され、他端には搬出口3が搬入口2と同じレベルで形成されている。
前記チャンバ1内には搬送手段4が設けられている。この搬送手段4は複数の搬送ローラ5が軸線を平行にして所定間隔で配置されていて、そのうちの少なくとも1つの搬送ローラ5は駆動源6によって回転駆動されるようになっている。駆動源6によって回転駆動された搬送ローラ5の回転はベルトなどの手段によって他の搬送ローラ5に伝達されるようになっている。
前記チャンバ1内には搬入口2から基板7が供給される。基板7はたとえば液晶表示装置に用いられるガラス製の矩形状のパネルであって、チャンバ1内に供給されることで、搬送ローラ5によって搬出口3に向かって搬送されるようになっている。つまり、基板3は水平な状態で同図に矢印で示す所定方向に沿って搬送するようになっている。
前記チャンバ1内には、搬送される基板7の上方にプラズマ発生器11が配置されている。このプラズマ発生器11は、図2に示すように基板7の搬送方向に沿って細長い中空箱形状の筐体12を備えている。この実施の形態では、前記筐体12の長さは基板7の幅寸法よりもわずかに長く設定されている。
前記筐体12の下端面にはノズル孔13が長手方向全長にわたって開口形成されている。前記筐体12内には、この筐体12の前後方向に所定間隔で離間対向した一対の電極板14が長手方向全長にわたって配設されている。一対の電極板14間には、図1に示すように電源部15によって高周波電圧が印加される。それによって、これら電極板14間にはプラズマが発生する。一対の電極板14間の空間部はプラズマ発生部16となっている。
前記プラズマ発生部16は、下端が上記ノズル孔3に連通し、上端には気体供給手段としての気体供給管17が接続されている。この気体供給管17は上記プラズマ発生部16に気体を供給する。気体としては窒素やアルゴンなどの不活性ガス或いはこれらの不活性ガスに所定量の酸素を混入させた混合ガスなどが用いられる。
前記プラズマ発生部16に気体が供給されると、このプラズマ発生部16で発生したプラズマによって活性種が生成され、その活性種は気体とともにノズル孔13から基板7の板面に向けて供給される。
前記プラズマ発生器11は、前記ノズル孔13から基板7の板面に向かって供給される気体が、搬送ローラ5によって搬送される基板7の搬送方向の上流側に向かって供給されるよう、前記ノズル孔13の軸線が前記基板7の板面に対して90度よりも小さい角度で傾斜している。この傾斜角度を図2にθで示す。
上記構成の処理装置は基板7の板面に付着した有機物を除去する場合に適しており、チャンバ1内には搬入口2から未処理の基板7が汚れた面を上にして供給される。チャンバ1内に供給された基板7は搬送ローラ5によって搬出口3に向かって所定の速度で搬送される。
基板7がプラズマ発生器11の下方に到達すると、このプラズマ発生器11のノズル孔13から気体が供給される。ノズル孔13から基板7に供給される気体は、プラズマ発生器11のプラズマ発生部16の一対の電極板14間で発生したプラズマ中を通過する。そのため、気体供給管17からプラズマ発生部16に気体が供給されることで、活性種が生成されるから、ノズル孔13から基板7の板面に流出する気体中には活性種が含まれる。したがって、その活性種の作用によって基板7の板面に付着した有機物を除去することができる。
活性種を含む気体は、ノズル孔13から基板7の板面に対して90度よりも小さな傾斜角度で供給される。つまり、気体は基板7の搬送方向上流側に向かって供給される。そのため、基板7の板面に供給された気体は、基板7の搬送方向上流側に向かって円滑に流れ、基板7の板面に滞留することがないから、活性種を含む気体によって基板7の板面を全体にわたってむらなく処理することが可能となる。
図3は、基板7を処理する際のプラズマ発生器11のノズル孔13の軸線と基板7の板面とがなす角度θ、つまり傾斜角度と、処理後の基板7の接触角との関係を実験によって求めたグラフである。接触角が小さい方が基板7の処理状態、つまり有機物の除去率が高く、親水性が高くなっていることになる。なお、同図において、曲線Xは基板7の搬送速度がVのときであり、曲線Yは速度Vの2倍の2V、曲線Zは3倍の3Vのときである。
同図から分かるように、曲線Xの場合、傾斜角度が60度のときには接触角が10度であり、傾斜角度を徐々に大きくすると、75度のときには接触角が約3度で最も小さくなる。以後、傾斜角度が90度になるまで接触角がわずかに増大するが、その接触角を約3〜4度の範囲内にできることが確認された。
傾斜角度が90度、つまりノズル孔13の軸線が基板7の板面に対して垂直であっても、接触角は十分に小さくなるものの、その場合、基板7に供給された気体が円滑に流動せずに供給箇所で滞留し易い。そのため、傾斜角度が90度の場合は、接触角を小さくできても、活性種を含む気体による処理を基板7の板面全体にわたってむらなく均一に行なうことが難しいから、傾斜角度は90度よりも小さくすることが望ましい。
以上のことから、搬送速度がVの曲線Xの場合、前記基板7の板面に対するノズル孔13の軸線の傾斜角度は75〜85度が好ましく、さらに好ましい傾斜角度はほぼ75〜80度、より好ましい傾斜角度は75度となる。つまり、ノズル孔13から基板7の板面に供給される気体の傾斜角度は、接触角だけを考慮した場合には75〜90度の範囲でよいが、処理の均一性を加味した場合には75〜85度の範囲で、75度に近いほど好ましいことが実験によって確認された。
以上のことから、搬送速度がVの曲線Xの場合、前記基板7の板面に対するノズル孔13の軸線の傾斜角度は75〜85度が好ましく、さらに好ましい傾斜角度はほぼ75〜80度、より好ましい傾斜角度は75度となる。つまり、ノズル孔13から基板7の板面に供給される気体の傾斜角度は、接触角だけを考慮した場合には75〜90度の範囲でよいが、処理の均一性を加味した場合には75〜85度の範囲で、75度に近いほど好ましいことが実験によって確認された。
基板7が大きくなる曲線Yと曲線Zの場合、それぞれ曲線Xの場合に比べて傾斜角度が75度のときに接触角が約3度で最も小さくなるが、それ以外の傾斜角度では搬送速度が大きくなればなる程、接触角が大きくなることが確認された。
しかしながら、搬送速度が異なっても、傾斜角度が75度以上となることで、接触角が大きく低下することはほぼ同じであり、そして活性種を含む気体による処理を基板7の板面全体にわたってむらなく均一に行なうためにはいずれの搬送速度であっても傾斜角度を75〜85度の範囲にすることが好ましい。
図4はこの発明の第2の実施の形態を示す。この実施の形態は基板7に薄膜としてポリイミド膜21が形成されており、このポリイミド膜21の不要な部分、つまり所定の領域からはみ出した部分を、活性種を含む気体によって除去する場合である。
たとえば、基板7の長手方向に2つのパターンP1 、P2 のポリイミド膜21が形成され、幅方向には複数のパターンが形成されていて、各パターンP1 、P2 の一端部を除去する場合の実施の形態を示す。
基板7は搬送ローラやXYテーブルなどの適宜の搬送手段によって所定位置に水平な状態で搬送位置決めされる。それによって、パターンP1 の一端部上方には第1のプラズマ発生器11Aが基板7の幅方向全長にわたって対向し、パターンP2 の一端部上方には第2のプラズマ発生器11Bが基板7の幅方向全長にわたって対向する。
各プラズマ発生器11A,11Bは図2に示す第1の実施の形態のプラズマ発生器11と同じ構造であって、これらプラズマ発生器11A,11Bはノズル孔13の軸線を基板7の板面に対して所定の角度、すなわち90度よりも小さい角度である、75〜85度の範囲の傾斜角度に設定されている。
第1のプラズマ発生器11Aの近傍で、この第1のプラズマ発生器11Aのノズル孔13から基板7に供給された気体が流れる方向には排気手段としての第1の排気ダクト23が配設され、第2のプラズマ発生器11Bのノズル孔13から基板7に供給された気体が流れる方向には排気手段としての第2の排気ダクト24が配設されている。この第1、第2の排気ダクト23,24は、先端を基板7のノズル孔13から気体が供給される箇所に対向させている。
このような構成の処理装置によれば、第1、第2のプラズマ発生装置11A,11Bのノズル孔13から基板7に向けて供給される、活性種を含んだ気体によって基板7に形成されたポリイミド膜21のパターンP1 、P2 の不要な部分が除去されることになる。図5にはパターンP1 、P2 の不要な部分が除去された基板7を示す。
各プラズマ発生器11A,11Bのノズル孔13の軸線は、基板7の板面に対して90度よりも小さい角度で傾斜している。そのため、ノズル孔13から基板7に供給される活性種を含む気体によってパターンP1 、P2 の不要な部分を効率よく、しかもむらなく除去することが可能となる。
基板7から除去されたポリイミド膜21は、各プラズマ発生器11A,11Bの近傍に配設された第1、第2の排気ダクト23,24によってノズル孔13から供給された気体とともに吸引排出される。そのため、基板7から除去されたポリイミド膜21が基板7に付着残留するのを防止できるとともに、活性種を含む気体を周囲に拡散させずに除去できるから、活性種がポリイミド膜21の除去しなくてもよい部分に作用するのを防止することができる。
なお、この第2の実施の形態では基板に形成されたポリイミド膜などの薄膜の余分な部分を除去する場合について説明したが、基板に残留するフォトレジストをアッシングする場合にも、この発明を適用することで、フォトレジストの除去をむらなく確実に、しかも除去されたフォトレジストを飛散させることなく行なうことができる。
4…搬送手段、5…搬送ローラ、7…基板、11…プラズマ発生器、13…ノズル孔、14…電極板、16…プラズマ発生部、17…気体供給管(気体供給手段)、23…第1の排気ダクト(排気手段)、24…第2の排気ダクト(排気手段)。
Claims (6)
- プラズマによって生成される活性種で基板を処理する処理装置において、
ノズル孔及びこのノズル孔と対向する部位にプラズマを発生させるプラズマ発生部を有し、前記基板の上方に前記基板の板面に対し前記ノズル孔の軸線を90度よりも小さい角度で傾斜させて配置されるプラズマ発生器と、
このプラズマ発生器のプラズマ発生部に気体を供給して活性種を生成し、この活性種を前記気体とともに前記ノズル孔から前記基板の板面に流出させる気体供給手段と
を具備したことを特徴とする基板の処理装置。 - 前記ノズル孔の前記基板の板面に対する傾斜角度は75度以上であることを特徴とする請求項1記載の基板の処理装置。
- 前記基板は搬送手段によって所定方向に搬送されるとともに、前記プラズマ発生器のノズル孔は前記基板の搬送方向上流側に向かって気体を噴射するよう傾斜していることを特徴とする請求項1記載の基板の処理装置。
- 前記プラズマ発生器のノズル孔から前記基板の板面に向かって噴射された気体を吸引排気する排気手段を備えていることを特徴とする請求項1記載の基板の処理装置。
- 前記基板には薄膜が形成されており、前記ノズル孔から流出される活性種によって上記薄膜の不要な部分が除去されることを特徴とする請求項1記載の基板の処理装置。
- プラズマによって生成された活性種で基板を処理する基板の処理方法において、
前記プラズマを発生させる工程と、
発生したプラズマ領域に気体を供給して活性種を生成し、この活性種を含む気体を前記基板の板面に対して90度よりも小さな角度で傾斜させて供給する工程と
を具備したことを特徴とする基板の処理方法。
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JP2007311757A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-29 | Ind Technol Res Inst | フィルム除去方法およびフィルム除去装置 |
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- 2003-12-17 JP JP2003419345A patent/JP2005177566A/ja active Pending
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2004
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KR101316540B1 (ko) * | 2006-05-15 | 2013-10-15 | 인더스트리얼 테크놀로지 리서치 인스티튜트 | 필름 제거 방법 및 장치 |
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