JP2006164683A - Inline type plasma processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板をホルダなどに載せることなくそのまま搬送して装置内部を通過させることで、基板に対して表面処理を行なうためのインライン型プラズマ処理装置に関するものである。 The present invention relates to an in-line type plasma processing apparatus for carrying out a surface treatment on a substrate by transporting the substrate as it is without being placed on a holder or the like and passing through the inside of the apparatus.
近年、略1気圧程度すなわち大気圧付近の圧力下においてプラズマを生成し、このプラズマによる化学反応を利用して、各種基板上への薄膜形成、基板の加工、基板の表面処理などのプラズマ処理を行なう大気圧プラズマ処理装置が提案されている。大気圧付近の圧力下でプラズマ処理を行なうことが可能となれば、反応容器内を高真空に排気する必要がなくなる。その結果、高価な真空排気装置は不要となり、装置コストを大幅に削減できる。さらに、基板をホルダなどの上に載置させることなく基板そのままの状態で搬送しつつ、プラズマ処理が実現できるならば、基板をホルダ上に載置する工程や、基板をホルダ上から取り出す工程が不要となる。また、これらの工程を行なうためのスペースを確保する必要もなくなる。したがって、基板搬送経路の途上にインライン型の大気圧プラズマ処理装置を配置して使用することができ、省スペース、高タクトタイムで処理を行なわせることができる。 In recent years, plasma is generated under a pressure of about 1 atm, that is, near atmospheric pressure, and plasma treatments such as thin film formation on various substrates, substrate processing, substrate surface treatment, etc. are carried out using chemical reaction by this plasma. An atmospheric pressure plasma processing apparatus has been proposed. If plasma treatment can be performed under a pressure near atmospheric pressure, it is not necessary to evacuate the reaction vessel to a high vacuum. As a result, an expensive evacuation apparatus is not required, and the apparatus cost can be greatly reduced. Furthermore, if the plasma processing can be realized while the substrate is transported as it is without being placed on a holder or the like, a step of placing the substrate on the holder or a step of taking the substrate out of the holder It becomes unnecessary. Further, it is not necessary to secure a space for performing these steps. Therefore, an in-line type atmospheric pressure plasma processing apparatus can be arranged and used in the middle of the substrate transfer path, and processing can be performed with a small space and a high tact time.
特開2001−102197号公報(特許文献1)には、基板をホルダなどの上に載置させることなく基板そのままの状態で搬送してプラズマ処理を行なうためのプラズマ処理装置が開示されている。特許文献1のたとえば図1には、チャンバー内部に電極を対向配置することによって、大気圧下でも電極間に交流電界を形成し、グロー放電させる構成が開示されている。この構成では、上方に設けられたガス供給口からチャンバー内にプラズマ生成用ガスが供給され、電極同士が対向する空間においてグロー放電が生じる。このグロー放電によりプラズマ生成用ガスからプラズマが生成される。一方、余剰のプラズマ生成用ガスは下方に設けられたガス排気口から排出されるので、チャンバー内にはガス供給口側からガス排気口側へと下向きのプラズマ生成用ガスの流れが生じている。生成されたプラズマは、プラズマ生成用ガスの流れに乗って下流に流れるので、プラズマはローラにより搬送されている基板の表面に到達し、基板の表面を連続的にプラズマ処理することができる。
特許文献1の図1に示された装置では、基板を搬送するためのローラが、電極同士が対向する空間の近傍すなわちプラズマ生成用ガスが流れる区間を避けた位置に配置されている。その目的および効果は明瞭には記載されていないが、これは、もしローラがプラズマ生成用ガスの流れの途上にあれば、ローラがプラズマに曝されて劣化するためと解される。 In the apparatus shown in FIG. 1 of Patent Document 1, a roller for transporting a substrate is disposed in the vicinity of a space where the electrodes face each other, that is, in a position avoiding a section where a plasma generating gas flows. Although its purpose and effect are not clearly described, it is understood that if the roller is in the middle of the plasma generating gas flow, the roller is exposed to the plasma and deteriorates.
しかし、このような装置構成においては、一連の電極対群に対向しない位置にのみローラを配置することとなるため、ローラのない区間(以下「無ローラ区間」という。)がある程度できてしまう。基板が搬送されて無ローラ区間にさしかかると、基板の搬送方向前側の端部は、自重によって下方にたわむ。無ローラ区間が長くなれば、基板の前側の端部のたわみ量が大きくなる。このたわみ量がある程度以上大きくなれば、基板は無ローラ区間を通過し終えたときに次のローラの上側に円滑に乗ることができなくなってしまう。特にたわみ量が大きい場合、次のローラに対して基板の端部が衝突して、基板およびローラの双方に損傷をもたらすおそれもある。 However, in such an apparatus configuration, the roller is disposed only at a position that does not face the series of electrode pairs, so that a section without a roller (hereinafter referred to as “no-roller section”) is formed to some extent. When the substrate is transported and approaches the non-roller section, the end portion on the front side in the transport direction of the substrate bends downward due to its own weight. If the non-roller section becomes longer, the amount of deflection at the front end of the substrate increases. If the amount of deflection becomes larger than a certain level, the substrate cannot smoothly ride on the upper side of the next roller after passing through the non-roller section. In particular, when the amount of deflection is large, the end of the substrate may collide with the next roller, which may cause damage to both the substrate and the roller.
また、基板表面に処理むらが生じるという問題もある。これは、特許文献1の装置においてはプラズマ処理の状況は基板表面と電極との間の距離に大きく依存するためである。反応活性種を失活させることなく効率的に基板表面に到達させるためには、基板表面と電極との間の距離は10mm以下程度に短く設定すべきであり、このような状況においては、数mm程度のたわみ量であっても、処理条件に大きく影響を及ぼす。したがって、無ローラ区間の存在によって基板表面と電極との間の距離が変動すれば処理むらが発生する。 There is also a problem that processing unevenness occurs on the substrate surface. This is because in the apparatus of Patent Document 1, the state of plasma processing largely depends on the distance between the substrate surface and the electrode. In order to efficiently reach the substrate surface without deactivating the reactive species, the distance between the substrate surface and the electrode should be set to be as short as 10 mm or less. Even a deflection amount of about mm greatly affects the processing conditions. Therefore, if the distance between the substrate surface and the electrode varies due to the presence of the non-roller section, uneven processing occurs.
また、特許文献1の図1の装置のようにプラズマ発生領域とプラズマ処理領域とが異なるという、リモートプラズマ方式だけではなく、プラズマ発生領域中に被処理物を通してプラズマ処理を行なう、いわゆるダイレクトプラズマ方式であっても、被処理物のたわみの問題は同様に発生する。特に大気圧近傍のプラズマ処理装置では、電極同士の間隔を狭めてプラズマ処理を行なうため、無ローラ区間によって基板のたわみ量が大きくなると、電極対のうち下側に配置された電極に基板が接触するという問題が顕在化する。 In addition to the remote plasma method in which the plasma generation region and the plasma processing region are different as in the apparatus of FIG. 1 of Patent Document 1, not only the remote plasma method but also a so-called direct plasma method in which plasma processing is performed through an object to be processed in the plasma generation region Even so, the problem of the deflection of the object to be processed also occurs. Particularly in the plasma processing apparatus near atmospheric pressure, the plasma processing is performed by narrowing the distance between the electrodes. Therefore, when the deflection amount of the substrate increases due to the non-roller section, the substrate comes into contact with the lower electrode of the electrode pair. The problem of doing becomes obvious.
また、1mm以下程度の薄い基板が単独で搬送されれば、たわみ量は増大するため、上述したような問題は顕著となる。 Further, if a thin substrate of about 1 mm or less is transported alone, the amount of deflection increases, so the above-described problem becomes significant.
基板のたわみがもたらすこういった問題に対して、たとえば、基板の機械的強度を補助しつつ基板とともに搬送される基板ホルダを用いることも考えられる。しかし、基板ホルダを用いれば取扱いが煩雑となり、また、通過する空間の厚みもより大きく必要となってしまう。したがって、基板をそのまま搬送する方式の方が好ましい。 For such problems caused by the deflection of the substrate, for example, it is also conceivable to use a substrate holder that is transported with the substrate while assisting the mechanical strength of the substrate. However, if the substrate holder is used, the handling becomes complicated, and the thickness of the passing space is required to be larger. Therefore, the method of transporting the substrate as it is is preferable.
そこで、本発明は、基板ホルダのようなものを併用することなく、基板をそのまま搬送させる装置でありながら、基板搬送時の基板のたわみに起因する問題を解消し、プラズマ生成部を基板搬送方向に長く構成することも可能な装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention eliminates the problems caused by the deflection of the substrate during substrate transportation while using the substrate holder as it is without using a substrate holder or the like. Another object of the present invention is to provide an apparatus that can be configured to be long.
上記目的を達成するため、本発明に基づくインライン型プラズマ処理装置は、略長方形の基板を下側から支持し、上記基板を基板通路に沿って搬送するための基板搬送手段と、上記基板通路に対して上下のうち少なくとも一方から近接して配置されたプラズマ生成部とを備え、上記基板搬送手段は、上記基板の搬送に寄与しない間隙領域を有し、上記間隙領域は、上方から見たときに上記基板通路の進行方向に対して斜めに線状に延在し、上記プラズマ生成部は、上記間隙領域において上記基板にプラズマ処理を行なうように上記間隙領域に沿って配置されている。この構成を採用することにより、基板の支持されない部分は搬送方向前側の辺のうち一部に限定されるので、自重による基板のたわみを抑制することができ、その結果、電極と基板とが接触することを防止できる。 In order to achieve the above object, an inline-type plasma processing apparatus according to the present invention supports a substantially rectangular substrate from below, and transports the substrate along the substrate path. The substrate transport means has a gap region that does not contribute to the transport of the substrate, and the gap region is viewed from above. The plasma generating portion is arranged along the gap region so as to perform plasma processing on the substrate in the gap region. By adopting this configuration, the unsupported part of the substrate is limited to a part of the side on the front side in the transport direction, so that the deflection of the substrate due to its own weight can be suppressed, and as a result, the electrode and the substrate contact each other. Can be prevented.
上記発明において好ましくは、上記間隙領域は、上方から見たときに折れ線状に配置されている。この構成を採用することにより、基板の搬送方向でプラズマ生成部の配置のために必要な長さを短くでき、基板搬送ラインを短縮することが可能となる。 Preferably, in the above invention, the gap region is arranged in a polygonal line when viewed from above. By adopting this configuration, it is possible to shorten the length necessary for the arrangement of the plasma generation unit in the substrate transport direction, and to shorten the substrate transport line.
上記発明において好ましくは、上記間隙領域は、複数の線分に分離していて、上記複数の線分は上記基板通路の入り口側から見たときに上記基板の幅のうちプラズマ処理を行なうべき部分を完全に覆うように配置されている。この構成を採用することにより、基板の搬送方向でプラズマ生成部の配置のために必要な長さを短くでき、基板搬送ラインを短縮することが可能となる。 Preferably, in the above invention, the gap region is separated into a plurality of line segments, and the plurality of line segments are portions of the width of the substrate to be subjected to plasma processing when viewed from the entrance side of the substrate passage. It is arranged to completely cover. By adopting this configuration, it is possible to shorten the length necessary for the arrangement of the plasma generation unit in the substrate transport direction, and to shorten the substrate transport line.
上記発明において好ましくは、上記プラズマ生成部は、上記基板通路を上下から挟んで互いに対向する1対の電極を備え、上記1対の電極は、間を上記基板が通過することによって上記基板に対して所望のプラズマ処理を行なうものであって、上記1対の電極の上記基板通路の進行方向に沿った長さは、上記基板通路の全幅にわたって一定となっている。この構成を採用することにより、等速度で基板を搬送することにより、基板の全面に均等にプラズマ処理を行なうことが可能となる。 Preferably, in the above invention, the plasma generation unit includes a pair of electrodes opposed to each other with the substrate passage sandwiched from above and below, and the pair of electrodes is connected to the substrate by passing the substrate therebetween. The length of the pair of electrodes along the traveling direction of the substrate passage is constant over the entire width of the substrate passage. By adopting this configuration, it is possible to uniformly perform plasma treatment on the entire surface of the substrate by transporting the substrate at a constant speed.
上記発明において好ましくは、上記基板搬送手段は、上記基板に当接して摩擦力によって上記基板を進行させる当接搬送部と、上記基板の下方から気体を噴出させて上記基板を浮かせて支持する浮上部とを含み、上記浮上部は、上記間隙領域を上記基板の進行方向前後から挟むように配置されており、上記当接搬送部は、上記浮上部をさらに上記基板の進行方向前後から挟むように配置されている。この構成を採用することにより、間隙領域の前後で基板を浮上させつつ、プラズマ処理を行なうことができるので、基板のたわみ量を低減できる。 In the present invention, preferably, the substrate transport means includes a contact transport unit that contacts the substrate and advances the substrate by a frictional force, and a levitation that floats and supports the substrate by ejecting gas from below the substrate. The floating part is arranged so as to sandwich the gap region from before and after the traveling direction of the substrate, and the contact conveying part further sandwiches the floating part from before and after the traveling direction of the substrate. Is arranged. By adopting this configuration, plasma processing can be performed while the substrate is levitated before and after the gap region, so that the amount of deflection of the substrate can be reduced.
上記発明において好ましくは、上記浮上部から噴出する気体は、上記プラズマ処理に用いられるガスである。この構成を採用することにより、プラズマ処理に必要な雰囲気を効果的に維持することができる。 Preferably, in the above invention, the gas ejected from the floating part is a gas used for the plasma treatment. By adopting this configuration, it is possible to effectively maintain the atmosphere necessary for plasma processing.
上記発明において好ましくは、上記当接搬送部は、上記基板に当接することによって上記基板を移動させるための回転体を含む。この構成を採用することにより、基板のたわみを抑制しつつ基板を確実に推進することができる。 In the present invention, preferably, the contact conveyance unit includes a rotating body for moving the substrate by contacting the substrate. By adopting this configuration, the substrate can be reliably promoted while suppressing the deflection of the substrate.
本発明によれば、基板の支持されない部分は搬送方向前側の辺のうち一部に限定されるので、自重による基板のたわみを抑制することができ、その結果、電極と基板とが接触することを防止できる。 According to the present invention, the unsupported portion of the substrate is limited to a part of the side on the front side in the transport direction, so that the deflection of the substrate due to its own weight can be suppressed, and as a result, the electrode and the substrate are in contact with each other. Can be prevented.
(実施の形態1)
(構成)
図1〜図4を参照して、本発明に基づく実施の形態1におけるインライン型プラズマ処理装置について説明する。このインライン型プラズマ処理装置は、図1に断面図を示すように、反応容器3を備える。反応容器3は側面にスリット状の開放口である入り口15と出口16を有しており、処理対象物である略長方形の基板7は入り口15から反応容器3内に入り、反応容器3の内部に形成された基板通路10を通って出口16から出るようになっている。
(Embodiment 1)
(Constitution)
With reference to FIGS. 1-4, the in-line type plasma processing apparatus in Embodiment 1 based on this invention is demonstrated. This in-line type plasma processing apparatus includes a
なお、本発明の説明において基板の形状を表現するのに用いる「略長方形」の「長方形」という語は、直角四辺形全般を含む概念である。したがって長方形の概念中には正方形も含まれる。「略長方形」といった場合、たとえば、直角四辺形の各頂点において丸みをつけた形状や角を面取りした形状、直角四辺形の一部を変形させたり切り欠いたりした形状も、全体として実質的に直角四辺形と同視できる限りは含まれる。 In the description of the present invention, the term “rectangular” of “substantially rectangular” used for expressing the shape of the substrate is a concept including all right-angled quadrilaterals. Therefore, the rectangle concept includes squares. In the case of “substantially rectangular”, for example, a shape with rounded corners, a shape with chamfered corners, and a shape in which a part of a right-angled quadrilateral is deformed or cut out are substantially as a whole. It is included as long as it can be equated with a right quadrilateral.
このインライン型プラズマ処理装置は、基板7を下側から支持し、基板7を基板通路10に沿って搬送するための基板搬送手段としての搬送用コロ6と、基板通路10に対して上下のうち少なくとも一方から近接して配置されたプラズマ生成部11とを備える。基板搬送手段は、基板7の搬送に寄与しない間隙領域12を有する。プラズマ生成部11は電極2a,2bとガス供給口13とを含む。電極2a,2bは高周波電源1に接続されている。ガス供給口13はガス配管14によってガスボンベ4に接続されている。ガス配管14の途中にはガス流量計5が配置されている。搬送用コロ6は図示しない駆動手段によって回転し、基板7を矢印91の向きに前進させることができる。
This inline-type plasma processing apparatus supports the
間隙領域12は、図2に示すように上方から見たときに基板通路10の進行方向に対して斜めに線状に延在する。図2は、搬送用コロ6、基板7、間隙領域12、電極2bの平面的な位置関係を示す図である。図3は、電極2a,2b、搬送用コロ6、基板7の側方から見たときの位置関係を示す図である。図2に示すように、プラズマ生成部11は、間隙領域12において基板7にプラズマ処理を行なうように間隙領域12に沿って配置されている。図2では、プラズマ生成部11の一部である電極2bが見えている。電極2bの基板7搬送方向に沿った幅(以下「搬送方向長さ」という。)はWである。搬送用コロ6は軸6aと車輪6bとを含む。車輪6bは、各軸6a上に適当な間隔で配置されており、基板7の支持は図4に円Pでそれぞれ囲んで示すように多数の車輪6bにてなされる。
As shown in FIG. 2, the
(動作)
以下に、このインライン型プラズマ処理装置の動作を説明する。まず、プラズマ放電を容易に安定維持できるようにするための希ガスと、所望のプラズマ処理を行なうための反応ガスとを、ガス供給源であるガスボンベ4に接続されたガス流量計5により適当量、適当比に混合し、ガス配管14を介してガス供給口13から反応容器3内に導入する。希ガスとしては、具体的にはHeまたはArが用いられる。特に、準安定状態での寿命が長いHeが好適である。さらに希ガスとしては、He,ArのほかにNe,Kr,Xeであってもよい。また、反応ガスのみで安定放電、維持が可能であれば、希ガスを混合しなくてもよい。反応ガスの種類は、処理を行なう対象材料によって適宜変更すればよい。たとえば有機物を除去しようとするのであれば、有機物を酸化、灰化するために酸素を反応ガスとして用いればよい。また、Siまたは酸化Siをエッチング処理しようとするのであれば、CF4,SF6その他ハロゲンを含むガスを選択すればよい。もちろん、これらに酸素、水その他のガスを添加してもよく、適宜適切なガスを選択すればよい。この希ガスと反応ガスとを混合したものを以下「プラズマ処理用ガス」というものとする。
(Operation)
The operation of this inline plasma processing apparatus will be described below. First, an appropriate amount of a rare gas for easily maintaining stable plasma discharge and a reactive gas for performing a desired plasma treatment are obtained by a
プラズマ処理用ガスを反応容器3内に導入する一方で、高周波電源1によって電極2a,2b同士のなす間隙に高周波電界を形成する。こうすることによって、この間隙に帯状のプラズマを発生させる。この状態において、基板通路10に沿って基板7を搬送する。基板7は電極2a,2b同士のなす間隙を通過し、基板7の表面には所望のプラズマ処理が行われる。
While the plasma processing gas is introduced into the
なお、このインライン型プラズマ処理装置では、大気圧付近の圧力にてプラズマを生成しているので、アーク放電への移行を抑制するために電極2a,2bの表面は誘電体で被覆しておくことが望ましい。好ましい誘電体としては、アルミナ、窒化アルミナなどを挙げることができる。これらの誘電体による被覆は、たとえば溶射法によって実施可能である。
In this in-line type plasma processing apparatus, since the plasma is generated at a pressure near atmospheric pressure, the surfaces of the
また、必要であれば、電極2a,2bに対して高周波を効率良く導入するために高周波電源1と電極2a,2bとを結ぶ配線の途中にインピーダンス整合器を設けてもよい。高周波電源1の周波数は特に限定されないが、たとえば1kHz〜100MHzの周波数が比較的好適に使用され得る。また、電源の出力波形は連続的な正弦波に限定されず、パルス状あるいは矩形状波形であってもよい。
If necessary, an impedance matching unit may be provided in the middle of the wiring connecting the high frequency power source 1 and the
なお、電極2a,2b同士のなす間隙への外気混入が問題となれば、反応容器3の側面の開放口である入り口15、出口16付近に、外気混入を遮断するように希ガスをエアシャワー状に噴出する機構を設けてもよい。あるいは、反応容器3に侵入した外気を吸引するためのガス排気口を、開放口付近に設けてもよい。
If external air mixing into the gap between the
(比較例)
本実施の形態におけるインライン型プラズマ処理装置と比較するために、本発明を適用せずに構成されたインライン型プラズマ処理装置を比較例として図5、図6に示す。図5は主要部の平面図、図6は側面図である。間隙領域12hは、基板7の搬送方向に対して略直角に直線状に形成されている。下側の電極2hもこれに沿って配置されている。電極2hの搬送方向長さは、図1〜図4に示した装置と同じくWである。ここで、特に問題となるのは、間隙領域12hにおいては車輪6bが基板7を支持することができず、基板7のたわみ量が増大することである。基板7の搬送方向前側の辺は全長にわたって同時に間隙領域12hを通過開始し、同時に通過終了するので、前側の辺が第1の搬送用コロ61を通過した後に、隣接する第2の搬送用コロ62に到達するまでは、基板7の前側の辺を含む部分に関しては、第1の搬送用コロ61のみで支持する片持ち状態となる。したがって、基板7のたわみ量が特に大きくなる。
(Comparative example)
In order to compare with the inline type plasma processing apparatus in this embodiment, an inline type plasma processing apparatus configured without applying the present invention is shown in FIGS. 5 and 6 as a comparative example. FIG. 5 is a plan view of the main part, and FIG. 6 is a side view. The
(作用・効果)
本実施の形態におけるインライン型プラズマ処理装置による作用・効果について説明する(図1〜図4参照)。
(Action / Effect)
Actions and effects of the inline-type plasma processing apparatus in this embodiment will be described (see FIGS. 1 to 4).
このインライン型プラズマ処理装置によれば、図4に示した円Pで多数示した基板支持点の配置から明らかなように、車輪6bによって支持されない区間が電極2bの搬送方向長さWを超える長さにわたって続くのは、基板7の搬送方向前側の辺のうち全長ではなく一部、たとえば図4に示す区間Lに限定される。基板7の搬送方向前側の辺のうち区間L以外の部分は、Wよりも小さい長さで既に次の搬送用コロ6に到達して、基板7を支持できている。このため、基板7のうち支持されない領域の、支持された点からの距離は短くなり、断面2次モーメントが小さくなる。よって、自重による基板7のたわみを抑制することができる。本発明では、このように基板7のたわみ量を小さくできるので、仮に搬送方向長さがより長くなった電極を配置しても、電極と基板7とが接触する危険性を減らすことができる。
According to this in-line type plasma processing apparatus, as is apparent from the arrangement of the substrate support points indicated by a large number of circles P shown in FIG. 4, the section that is not supported by the
言い換えれば、インライン型プラズマ処理装置において、基板を支持するための部材に間隙領域を設けて、この間隙にプラズマ生成部の電極対を配置する場合において、間隙領域の搬送方向長さを伸ばしつつも基板のたわみを抑制することができる。 In other words, in the inline-type plasma processing apparatus, when a gap region is provided in the member for supporting the substrate and the electrode pair of the plasma generation unit is disposed in the gap, the length of the gap region in the transport direction is increased. Deflection of the substrate can be suppressed.
(実施の形態2)
(構成)
図7を参照して、本発明に基づく実施の形態2におけるインライン型プラズマ処理装置について説明する。実施の形態1では、基板の搬送に寄与しない間隙領域が1本の直線のようになっている例を示した。間隙領域の形状は1本の直線のようになっているものに限定されない。本実施の形態では、図7に示すように、間隙領域が上方から見たときに折れ線状に配置されている。この例では、折れ線状の間隙領域に電極2iが配置されている。他の部分の構成は実施の形態1で説明したものと同様である。
(Embodiment 2)
(Constitution)
With reference to FIG. 7, the in-line type plasma processing apparatus in Embodiment 2 based on this invention is demonstrated. In the first embodiment, an example is shown in which the gap region that does not contribute to the transport of the substrate is like a single straight line. The shape of the gap region is not limited to one that looks like a single straight line. In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the gap regions are arranged in a polygonal line when viewed from above. In this example, the electrode 2i is arranged in a polygonal gap region. The structure of other parts is the same as that described in the first embodiment.
(作用・効果)
本実施の形態においても、実施の形態1と同様の作用・効果により間隙領域の搬送方向長さを伸ばしつつも基板のたわみを抑制することができる。
(Action / Effect)
Also in the present embodiment, it is possible to suppress the deflection of the substrate while extending the length of the gap region in the transport direction by the same actions and effects as in the first embodiment.
さらに、本実施の形態では、間隙領域の形状を折れ線状としているので、基板7の搬送方向でプラズマ生成部の配置のために必要な長さを短くできる。したがって、基板搬送ラインを短縮することが可能となる。なお、間隙領域は直線によって構成されるものに限らず、曲線を含んで構成される形状であってもよい。
Furthermore, in the present embodiment, since the gap region has a polygonal line shape, the length necessary for the arrangement of the plasma generation unit in the transport direction of the
他の構成例としては、図8に示すように、短い直線状の間隙領域を複数配置してもよい。図8に示す例では、複数に分かれた間隙領域に電極2jが配置されている。間隙領域は、複数の線分に分離していて、これら複数の線分は基板通路10の入り口15側から見たときに基板7の幅のうちプラズマ処理を行なうべき部分を完全に覆うように配置されている。この構成であれば、個々の電極2jは比較的単純な形状でありながら、基板搬送ラインを短縮できる。間隙領域は短い直線を複数配置する以外に、短い折れ線を複数配置することとしてもよい。
As another configuration example, a plurality of short linear gap regions may be arranged as shown in FIG. In the example shown in FIG. 8, the electrode 2j is arranged in a plurality of gap regions. The gap region is separated into a plurality of line segments, and these plurality of line segments completely cover a portion of the width of the
図7、図8に示した例のように、電極を折れ線状に配置したり、複数に分けて配置したりする場合には、電極の折れ曲がり箇所や電極同士の継ぎ目に相当する部分でのプラズマ処理が不均一になりやすい。したがって、プラズマ処理における均一性が厳しく要求されない用途に使用することが望ましい。具体的用途としては、表面改質処理が挙げられる。表面改質処理であれば、過度の処理を行なうことに対する制限は緩く、一定以上のプラズマ処理を行なえさえすればよい場合が多い。したがって、十分なプラズマ処理が行なえるように条件を設定すれば、折れ曲がり箇所や継ぎ目相当部分の不均一性に特段注意することなく、使用可能となる。 When the electrodes are arranged in a polygonal line or divided into a plurality of pieces as in the examples shown in FIGS. 7 and 8, the plasma in the portion corresponding to the bent portion of the electrode or the joint between the electrodes is used. Processing tends to be uneven. Therefore, it is desirable to use in applications where uniformity in plasma processing is not strictly required. Specific applications include surface modification treatment. In the case of surface modification treatment, the restriction on excessive treatment is relaxed, and it is often only necessary to perform plasma treatment above a certain level. Therefore, if conditions are set so that sufficient plasma treatment can be performed, the plasma can be used without paying special attention to the non-uniformity of the bent portion and the portion corresponding to the seam.
なお、実施の形態1,2のいずれにおいても、プラズマ生成部は、基板通路10を上下から挟んで互いに対向する1対の電極を備え、この1対の電極は、間を基板7が通過することによって基板7に対して所望のプラズマ処理を行なうものであって、1対の電極の基板通路10の進行方向に沿った長さすなわち搬送方向長さは、基板通路10の全幅にわたって一定となっていることが好ましい。基板通路10の全幅にわたって電極の搬送方向長さが一定の値であれば、等速度で基板7を搬送することにより、基板7の全面に均等にプラズマ処理を行なうことができるからである。
In any of the first and second embodiments, the plasma generating unit includes a pair of electrodes facing each other with the
(実施の形態3)
(構成)
実施の形態1,2では、ダイレクトプラズマ処理方式のインライン型プラズマ処理装置を前提に説明したが、リモートプラズマ処理方式のインライン型プラズマ処理装置であっても、ガスの下流側に基板支持部を設けずに間隙を設定する場合には、本発明は好適に用いられる。
(Embodiment 3)
(Constitution)
In the first and second embodiments, the direct plasma processing type inline plasma processing apparatus has been described. However, even in the case of the remote plasma processing type inline plasma processing apparatus, a substrate support portion is provided on the downstream side of the gas. The present invention is preferably used when the gap is set instead.
図9を参照して、本発明に基づく実施の形態3におけるインライン型プラズマ処理装置について説明する。図9は本発明をリモートプラズマ処理方式のインライン型プラズマ処理装置に適用した例である。基板通路10の上方に電極2ka,2kbが配置されている。プラズマ生成部11kは、電極2ka,2kbとガス供給口13とを含む。電極2kaは2つの電極2kbに挟まれるように配置されている。電極2ka,2kbは、高周波電源1に接続されている。このインライン型プラズマ処理装置は、電極2ka,2kb間の間隙に発生したプラズマに基づく活性種をガス流によって平板状基板7表面へ移送する形態である。
With reference to FIG. 9, the in-line type plasma processing apparatus in
本実施の形態におけるインライン型プラズマ処理装置においては、ガス流形成と、活性種の拡散とを目的として、下流側すなわちプラズマ生成部11kに対して基板通路10を挟んで対向する下方にガス排出口17が配置されている。ガス排出口17は排気ポンプ8に接続されている。排気ポンプ8もガス流の形成に寄与する仕組みとなっている。このようなガス流路を形成するために、プラズマ生成部11kの真下では互いに隣接する搬送用コロ63,64同士の間に十分な間隙領域12kが設けられている。
In the in-line type plasma processing apparatus according to the present embodiment, for the purpose of forming a gas flow and diffusing active species, a gas discharge port is provided downstream, that is, below the
この間隙領域12kは、図2に示した例のように上方から見たときに基板7の搬送方向に対して斜めに線状に配置されている。他の部分の構成は、実施の形態1で説明したものと同様である。
The
(作用・効果)
本実施の形態においても、実施の形態1,2と同様の作用・効果により間隙領域の搬送方向長さを伸ばしつつも基板のたわみを抑制することができる。
(Action / Effect)
Also in the present embodiment, it is possible to suppress the deflection of the substrate while extending the length of the gap region in the transport direction by the same actions and effects as in the first and second embodiments.
さらに、一般にリモートプラズマ方式では、基板7のたわみによってプラズマ発生領域から基板7表面への距離が変わることによって、プラズマ処理のむらを発生しやすいことが問題となるが、本実施の形態では、基板7のたわみを抑制できるので、プラズマ処理のむらを低減することが可能となる。
Furthermore, in general, in the remote plasma system, the problem is that plasma processing unevenness is likely to occur due to a change in the distance from the plasma generation region to the surface of the
なお、本実施の形態においても間隙領域の形状は、実施の形態2で説明したように各種形状としてもよい。 In this embodiment as well, the shape of the gap region may be various shapes as described in the second embodiment.
(実施の形態4)
(構成)
図10〜図12を参照して、本発明に基づく実施の形態4におけるインライン型プラズマ処理装置について説明する。このインライン型プラズマ処理装置は、実施の形態1,2で説明したものと似ているが、図10に示すように、ガス噴出し機能を設けた浮上部9を備える。基板搬送手段は、基板7に当接して摩擦力によって基板7を進行させる当接搬送部と、基板7の下方から気体を噴出させて基板7を浮かせて支持する浮上部9とを含む。浮上部9は、間隙領域12nを基板7の進行方向前後から挟むように配置されている。当接搬送部は、基板7に当接することによって基板7を移動させるための回転体である搬送用コロ6を含む。複数の搬送用コロ6は、浮上部9をさらに基板7の進行方向前後から挟むように配置されている。浮上部9近傍の拡大断面図を図11に示す。図11に示すように、浮上部9の内部にはガス流経路18が形成され、上面にガス噴出口19が多数設けられている。間隙領域12n近傍を上方から見たところを図12に示す。他の部分の構成は、実施の形態1で説明したものと同様である。
(Embodiment 4)
(Constitution)
With reference to FIGS. 10-12, the in-line type plasma processing apparatus in Embodiment 4 based on this invention is demonstrated. This inline-type plasma processing apparatus is similar to that described in the first and second embodiments, but includes a floating
(作用・効果)
本実施の形態では、図11の矢印92に示すように、ガス供給源(図示せず)から浮上部9へとガスが導入される。さらにこのガスが浮上部9上面のガス噴出口19から矢印93に示すように上方に噴出される。ガス噴出口19から噴出されたガスは、基板7を浮かせて保持する。ここで、噴出するガスは、実施の形態1で既に例示したプラズマ処理用ガスを用いることが望ましい。そうすることによって間隙領域12nにプラズマ処理用ガスを効果的に供給することができる。
(Action / Effect)
In the present embodiment, as shown by an
また、本実施の形態のように、ガスボンベ4からガス流量計5を介して基板通路10の上方からプラズマ処理用ガスを供給するとともに、基板7が重力に抗して浮上するように、基板通路10の下方の浮上部9からもプラズマ処理用ガスを噴出して供給すれば、基板7が搬送されて電極2a,2b間を通過している間も、電極2a,2b間に向けて上下両方からガスが絶えず供給されるので、基板7の位置にかかわらずプラズマ処理用ガスの雰囲気を効果的に維持することができる。
In addition, as in the present embodiment, the plasma processing gas is supplied from above the
浮上部9は基板7を浮かせて保持する機能のみを有し、側方に推進して搬送する機能がないため、本実施の形態では、当接搬送部としての搬送用コロ6と併用している。搬送用コロ6は基板7を保持しつつ摩擦力によって基板を側方に搬送する機能を有しているものの、基板保持点同士が離れて位置するために基板7のたわみ量が増大する。一方、上述のように、浮上部9は基板搬送能力はないものの、複数のガス噴出口19を狭い間隔で配列することで浮上部9の上面全域にわたって均等に基板7を保持できるため、基板7のたわみ量を低減できる。
Since the floating
本実施の形態においては、基板7のたわみ量をより厳密に抑止すべきプラズマ生成部付近では浮上部9によって基板保持を行ない、特にたわみ量が問題ではない領域は汎用の搬送用コロ6にて基板7を搬送する。浮上部9同士によって挟まれる間隙領域12nは図12では電極2bが見えている領域と一致する。間隙領域12nは、図12に示される例では、斜めの1本の直線状であるが、実施の形態1,2の考え方を適用して折れ線状であったり短い直線状の間隙領域が複数配置されるものであったりしてもよい。
In the present embodiment, the substrate is held by the floating
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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を含むものである。 In addition, the said embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It is not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 高周波電源、2a,2b,2h,2i,2j,2k 電極、3 反応容器、4 ガスボンベ、5 ガス流量計、6 搬送用コロ、6a 軸、6b 車輪、7 基板、8 排気ポンプ、9 浮上部、10 基板通路、11 プラズマ生成部、12,12h,12k,12n 間隙領域、13 ガス供給口、14 ガス配管、15 入り口、16 出口、17 ガス排出口、18 ガス流経路、19 ガス噴出口、61 第1の搬送用コロ,62 第2の搬送用コロ、63,64 搬送用コロ、91,92,93 矢印、P 円、L 区間。
1 High frequency power supply, 2a, 2b, 2h, 2i, 2j, 2k electrode, 3 reaction vessel, 4 gas cylinder, 5 gas flow meter, 6 transport roller, 6a shaft, 6b wheel, 7 substrate, 8 exhaust pump, 9 floating part DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記基板通路に対して上下のうち少なくとも一方から近接して配置されたプラズマ生成部とを備え、
前記基板搬送手段は、前記基板の搬送に寄与しない間隙領域を有し、
前記間隙領域は、上方から見たときに前記基板通路の進行方向に対して斜めに線状に延在し、
前記プラズマ生成部は、前記間隙領域において前記基板にプラズマ処理を行なうように前記間隙領域に沿って配置されている、インライン型プラズマ処理装置。 A substrate transfer means for supporting a substantially rectangular substrate from below and transferring the substrate along a substrate path;
A plasma generation unit disposed close to at least one of the upper and lower sides with respect to the substrate passage,
The substrate transport means has a gap region that does not contribute to transport of the substrate,
The gap region extends linearly obliquely with respect to the traveling direction of the substrate passage when viewed from above,
The in-line type plasma processing apparatus, wherein the plasma generation unit is disposed along the gap region so as to perform plasma processing on the substrate in the gap region.
前記1対の電極は、間を前記基板が通過することによって前記基板に対して所望のプラズマ処理を行なうものであって、
前記1対の電極の前記基板通路の進行方向に沿った長さは、前記基板通路の全幅にわたって一定となっている、請求項1から3のいずれかに記載のインライン型プラズマ処理装置。 The plasma generation unit includes a pair of electrodes facing each other across the substrate passage from above and below,
The pair of electrodes perform a desired plasma treatment on the substrate by passing the substrate therebetween,
The in-line type plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a length of the pair of electrodes along the traveling direction of the substrate passage is constant over the entire width of the substrate passage.
前記浮上部は、前記間隙領域を前記基板の進行方向前後から挟むように配置されており、前記当接搬送部は、前記浮上部をさらに前記基板の進行方向前後から挟むように配置されている、請求項1から4のいずれかに記載のインライン型プラズマ処理装置。 The substrate transport means includes a contact transport unit that contacts the substrate and advances the substrate by a frictional force, and a floating portion that blows and supports the substrate by ejecting gas from below the substrate,
The floating portion is disposed so as to sandwich the gap region from before and after the traveling direction of the substrate, and the contact conveyance unit is disposed so as to sandwich the floating portion further from the front and rear of the traveling direction of the substrate. An in-line type plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 4.
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