CN114982383A - 等离子产生装置及衬底处理装置 - Google Patents

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CN114982383A CN202080093531.3A CN202080093531A CN114982383A CN 114982383 A CN114982383 A CN 114982383A CN 202080093531 A CN202080093531 A CN 202080093531A CN 114982383 A CN114982383 A CN 114982383A
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Abstract

本发明的等离子产生装置具备电极群与介电质。介电质具有第1主面、及与第1主面为相反侧的第2主面。电极群由介电质密封，包含在与第1主面平行的排列面内交替排列的至少一个第1电极及至少一个第2电极，使通过在第1电极21a与第2电极21b之间施加高频电压而产生的电场，作用于比第1主面3a更外侧。

Description

等离子产生装置及衬底处理装置
技术领域
本发明涉及一种等离子产生装置及衬底处理装置。
背景技术
以往，已提出一种通过在一对电极之间施加高频电压而于所述电极周围产生电场，并利用所述电场使气体等离子化的技术(例如专利文献1)。
专利文献1中，等离子产生装置包含第1电极、多个第2电极、绝缘体、及绝缘层。绝缘体具有长方体形状。第1电极埋设于绝缘体的内部。所述第1电极具有平板形状，且于绝缘体的一主面以平行的姿势埋设于绝缘体的内部。多个第2电极相互空开间隔而排列于绝缘体的所述一主面上。所述构造中，第2电极各自于与绝缘体的一主面垂直的对向方向上，与第1电极相向。绝缘层设于绝缘体的所述一主面，且覆盖多个第2电极。如果将绝缘体及绝缘层视为一体的绝缘部，那么第1电极及第2电极埋设于绝缘部。
绝缘层的一主面密接于绝缘体及第2电极。绝缘层的另一主面面向气体，以下也将所述另一主面称为等离子产生面。等离子产生面与第1电极平行。也就是说，等离子产生面与第1电极及各第2电极相向的对向方向正交。
对第1电极及第2电极施加高频电压。通过施加所述电压，于第1电极及第2电极的周围产生电场。所述电场虽在第1电极与第2电极之间较强地产生，但也在第1电极与第2电极的周围产生。因电场也会在比等离子产生面更外侧产生，所以所述电场作用于气体，将气体等离子化。如此，等离子产生装置能产生等离子。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-222664号公报
发明内容
[发明要解决的问题]
专利文献1的技术中，等离子产生面与第1电极及第2电极的对向方向正交，且相对于第2电极位于第1电极的相反侧。所述构造中，等离子产生面侧的电场强度较小，这是因为通过比等离子产生面更外侧的空间的电力线的路径增长。具体来说，电力线从第2电极暂时向第1电极的相反侧延伸而通过比等离子产生面更外侧，然后弯曲成U字状到达第1电极。这种电力线的路径较长，等离子产生面侧的电场强度降低。因此，为提高等离子产生面侧的电场强度，必须增大第1电极与第2电极之间的高频电压振幅。也就是说，需要更昂贵的高频电源。
因此，本发明的目的在于提供一种能以较小的电压产生等离子的等离子产生装置。
[解决问题的技术手段]
等离子产生装置的第1态样为使等离子产生的等离子产生装置，且具备：介电质，具有第1主面、及与所述第1主面为相反侧的第2主面；及电极群，由所述介电质密封，包含在与所述第1主面平行的排列面内交替排列的至少一个第1电极及至少一个第2电极，且使通过在所述第1电极与所述第2电极之间施加高频电压而产生的电场，作用于比所述第1主面更外侧。
等离子产生装置的第2态样为第1态样的等离子产生装置，其中，所述电极群与所述第1主面之间的间隔，比所述电极群与所述第2主面之间的间隔窄。
等离子产生装置的第3态样为第1或第2态样的等离子产生装置，其中，所述介电质包含具有所述第1主面的第1介电部件、与具有所述第2主面的第2介电部件，且所述第1介电部件的介电常数低于所述第2介电部件的介电常数。
等离子产生装置的第4态样为第1到第3中任一态样的等离子产生装置，其中，所述第1电极及所述第2电极为圆柱形状。
衬底处理装置的第1态样为一种处理衬底的衬底处理装置，且具备保持所述衬底的保持机构、与第1至第4中任一态样的等离子产生装置。
衬底处理装置的第2态样为第1态样的衬底处理装置，还具备：第1喷嘴，对所述保持机构中保持的所述衬底的主面，供给包含硫酸、硫酸盐、过硫酸及过硫酸盐中的至少任一个的处理液，使通过所述等离子产生装置产生的等离子作用于所述处理液。
衬底处理装置的第3态样为第1或第2态样的衬底处理装置，还具备：第2喷嘴，向所述等离子产生装置与由所述保持机构保持的衬底之间供给等离子用气体。
[发明的效果]
根据等离子产生装置的第1态样，第1电极及第2电极排列在与第1主面平行的排列面内。因此，能相对缩短将第1电极与第2电极连结而从介电质的第1主面通过外侧空间的电力线的长度。因此，能提高所述空间内的电场强度，能容易地将所述空间的气体等离子化。也就是说，即使以较小的高频电压，仍能够以适当的强度产生空间内的电场，能在所述空间内产生等离子。
根据等离子产生装置的第2态样，由于介电质的第1主面与电极群之间的间隔较窄，所以容易于比第1主面更外侧产生电场，容易将比第1主面更外侧的空间的气体等离子化。
根据等离子产生装置的第3态样，由于介电质的第1主面与电极群之间的部件的介电常数较小，所以容易于比第1主面更外侧产生电场，容易将比第1主面更外侧的空间的气体等离子化。
根据等离子产生装置的第4态样，电力线容易弯曲，而在比第1主面更外侧的空间广泛地形成电场。因此，能扩大等离子的照射范围(形成等离子的范围)。
根据衬底处理装置的第1态样，能以低消耗电力进行使用等离子的衬底处理。
根据衬底处理装置的第2态样，于处理液产生具有强氧化力的自由基。因此，能有效地进行使用处理液的氧化力的衬底处理。
根据衬底处理装置的第3态样，能容易地产生等离子。
附图说明
图1是示意性地表示等离子产生装置的构成的一例的俯视图。
图2是示意性地表示等离子产生装置的构成的一例的剖视图。
图3是示意性地表示等离子产生装置的构成的一例的剖视图。
图4是示意性地表示比较例的等离子产生装置的构成的一例的图。
图5是示意性地表示等离子产生装置的构成的另一例的俯视图。
图6是示意性地表示电极群的构成的另一例的俯视图。
图7是示意性地表示衬底处理系统的构成的另一例的图。
图8是示意性地表示控制部的构成的一例的俯视图。
图9是示意性地表示衬底处理装置的构成的另一例的图。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边说明实施方式。另外，所述实施方式所记载的构成要件仅为例示，并非旨在将本发明的范围限定于此。为易于理解，附图中，有时根据需要将各部分的尺寸及数目夸大或简略地加以图示。
表示相对或绝对的位置关系的表述(例如“于一方向”、“沿一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”、“同轴”等)，除非另有说明，否则不仅严格地表示所述位置关系，也表示在公差或能获得相同程度的功能的范围内，角度或距离移位的状态。表示相等状态的表述(例如“同一”、“相等”、“均质”等)，除非另有说明，否则不仅定量地严格表示相等状态，也表示存在公差或能获得相同程度的功能的差的状态。表示形状的表述(例如“四边形状”或“圆柱形状”等)，除非另有说明，否则不仅几何学上严格地表示其形状，也表示在能获得同程度的效果的范围内，例如具有凹凸或倒角等的形状。将一构成要件称为“包含”、“包括”、“具备”、“含有”或“具有”的表述，并非排除其它构成要件的存在的排它性表述。将部件彼此实体结合的表述(例如“连结”)，除了将两部件直接结合以外，也包含经由其它部件结合的态样。所谓“A、B及C中的至少任一个”的表述，包含仅A、仅B、仅C、A、B及C中的任意2个、以及A、B及C的全部。
<第1实施方式>
图1是示意性地表示等离子产生装置1的构成的一例的俯视图，图2是示意性地表示等离子产生装置1的构成的一例的剖视图。图2表示图1的等离子产生装置1的I-I剖面。图1及图2中适当表示出XYZ正交坐标系。以下，有时将X方向的一侧称为+X侧，将X方向的另一侧称为-X侧。Y轴及Z轴也相同。
等离子产生装置1包含电极群2与介电质3。电极群2包含多个电极21。电极21例如由金属等导电性材料构成。图1及图2的例中，表示出3个电极21，作为多个电极21。
图1的例中，多个电极21各自具有X方向较长的长条状的圆柱形状。也就是说，图1的例中，电极21的X方向的长度比电极21的Y方向的长度(宽度)长。另外，电极21的轴平行于X方向。图2的例中，电极21的剖面(YZ剖面)形状具有圆形状。另外，电极21的形状未必限定于此，能适当变更。
多个电极21空开间隔排列于特定的排列面内。此处作为一例，排列面为与XY平面平行的平面。图1的例中，多个电极21空开间隔并排排列于Y方向上。也就是说，多个电极21相互平行地排列。电极21的相互间的间隔如后述，设定为电极21的周围所产生的电场能将气体等离子化的程度的值。以下，有时将3个电极21中两侧的电极21称为电极21a、将中央的电极21称为电极21b。电极21a、21b于Y方向上交替排列。
图1的例中，电极21a延伸到比电极21b的+X侧的端部更靠+X侧，电极21b延伸到比电极21a的-X侧的端部更靠-X侧。因此，电极21a及电极21b梳齿状排列。
介电质3将多个电极21密封。介电质3由例如绝缘性树脂、玻璃及陶瓷等绝缘材料构成。图2的例中，介电质3包含介电部件31与介电部件32。介电部件31、32可由互不相同的材料构成，也可由相同材料构成。
图1的例中，介电部件31具有板状形状，以其厚度方向沿着Z方向的姿势配置。例如介电部件31沿Z方向观察时，具有矩形形状，其一条边平行于X方向。于介电部件31的主面31a上设置多个电极21。所述情况下，主面31a也能称为供多个电极21排列的排列面。介电部件31的+Z侧的主面31a与XY平面平行。
介电部件32设于介电部件31的主面31a上，且覆盖多个电极21。介电部件31、32都密接于电极21，介电质3将多个电极21密封。如此，将多个电极21埋设于介电质3。介电部件32的+Z侧的主面、也就是介电质3的主面3a平行于电极群2的排列面。换句话说，介电质3的主面3a与各电极21之间的距离彼此相等。
这种介电部件32例如如下形成。例如，能通过将液状的硬化性树脂涂布于介电部件31的主面31a及多个电极21上，以热或光等使其硬化而形成。或者，也可以接着胶带(例如铁氟龙(注册商标)胶带)构成介电部件32，并接着于介电部件31的主面31a及电极21。
多个电极21与设于介电质3外部的高频电源4电性连接。图1的例中，各电极21经由引出配线41连接于高频电源4。图1的例中，作为引出配线41，表示出与电极21a、21b分别对应的引出配线41a、41b。引出配线41a与电极21a连接，且从介电质3的+X侧的端部引出。引出配线41b与电极21b连接，且从介电质3的-X侧的端部引出。也就是说，引出配线41a、41b分别从介电质3的彼此相反侧的端部引出。引出配线41a连接于高频电源4的一个输出端4a，引出配线41b连接于高频电源4的另一个输出端4b。
电极21与引出配线41的一部分可相互一体地构成。例如金属制的棒状部件的前端侧部分可由介电质3密封，基端侧部分能从介电质3的端部延伸至外侧。所述情况下，所述棒状部件的前端侧的部分成为电极21，所述棒状部件的基端侧的部分成为引出配线41的一部分。引出配线41除棒状部件的基端侧的部分以外，还由导线及连接器等构成。引出配线41也由绝缘被膜等保护。
高频电源4对电极21a与电极21b之间施加高频电压。由此，于电极21a及电极21b周围产生电场。所述电场的一部分如后述，作用于比介电质3的主面31a更外侧，使气体等离子化。换句话说，高频电源4输出的高频电压的有效值及频率，例如电压可为9kV～15kV，频率可为12kHz～30kHz，设定为电极21的周围产生的电场能将气体等离子化的程度的值。高频电源4例如也可包含逆变器电路(未图示)。由此，能调整施加于电极21a、21b之间的高频电压的有效值及频率。
如图2所例示，介电部件32的厚度(Z方向的厚度)可比介电部件31的厚度薄。换句话说，介电质3的+Z侧的主面3a与电极群2之间的间隔(Z方向的间隔)D1，可比介电质3的-Z侧的主面3b与电极群2之间的间隔D2窄。
<等离子产生装置的动作>
等离子产生装置1配置于气体中。于面向介电质3的主面3a的空间R1(参照图3)，可导入比面向其相反侧的主面3b的气体更易等离子化的等离子用气体。作为容易等离子化的气体，例如能采用氩等稀有气体、氮或氧等。
如果高频电源4对电极21a与电极21b之间施加高频电压，那么会于电极21a、21b之间产生电场。图3是示意性地表示电极21a、21b之间产生的电场的电力线的一例的图。如图3所例示，虽通过电极21a、21b之间的空间R2的电力线平行于Y方向，但比所述空间R2更靠+Z侧及-Z侧的各处，电力线具有向与空间R2相反侧凸出的弯曲形状。
如图3所例示，一部分电力线通过比介电质3的主面3a更靠+Z侧的空间R1。也就是说，电极21a、21b的周围产生的电场的一部分作用于空间R1。换句话说，将介电质3的主面3a与电极群2之间的间隔D1设定为使所述电场作用于空间R1的程度。通过使电场作用于空间R1内的气体，而将所述气体等离子化。
由等离子产生装置1产生的等离子所作用的对象并无特别限制，例如也能使等离子作用于植物。由此，能促进植物的成长。
所述等离子产生装置1中，多个电极21因被介电质3密封，所以不会曝露于等离子气体中。也就是说，多个电极21未露出在空间R1中。因此，能避免因等离子引起的电极21的劣化。因此，能提高等离子产生装置1的可靠性。
且，图3的例中，由于相邻的电极21彼此的对向方向(此处为Y方向)平行于介电质3的主面3a，所以电力线以较短的路径通过空间R1内。由此，能在空间R1内以较高的强度产生电场。
图4是表示比较例的等离子产生装置1A的构成的一例的图。等离子产生装置1A包含电极210a、多个电极210b及介电质300。电极210a具有平板形状，且以其厚度方向沿Z方向的姿势配置。电极210a的+Z侧的主面与XY平面平行。多个电极210b设于比电极210a靠+Z侧。多个电极210b相对于电极210a空开间隔而配置。图4的例中，多个电极210b相互空开间隔排列于XY平面内。具体而言，3个电极210b于Y方向上空开间隔排列。
介电质300覆盖电极210a、210b，且将其等密封。换句话说，电极210a、210b埋设于介电质300。介电质300的+Z侧的主面300a与电极210b之间的间隔较窄。介电质300的主面300a平行于XY平面。
电极210a连接于高频电源的一个输出端，多个电极210b共通连接于高频电源的另一个输出端。当高频电源对电极210a、210b之间施加高频电压时，于电极210a、210b的周围产生电场。图4以虚线示意性表示所述电场的电力线。如图4所例示，于面向介电质3的主面300a的空间R100中，从电极210b向+Z侧延伸的电力线通过。具体而言，所述电力线从电极210b向+Z侧延伸而通过空间R100，且于其行进方向弯曲成U字状而向-Z侧延伸，通过相邻的电极210b之间到达电极210a。
即便为所述等离子产生装置1A，电场也会作用于比介电质300的主面300a靠+Z侧的空间R100，所以能将空间R100内的气体等离子化。然而，等离子产生装置1A中，电极210a、210b的对向方向(Z方向)与介电质300的主面300a正交。因此，如图4所示，通过空间R100的电力线，从电极210b暂时向与电极210a相反侧的方向延伸后前进路径转弯而到达电极210a。据此，电力线的长度相对于电极210a、210b之间的距离大幅增长，而于空间R100以较低的强度产生电场。为于等离子产生装置1A增加空间R100的电场强度，需要能输出更大电压的高频电源。
相对于此，本实施方式中，如图3所例示，电极21a、21b的对向方向(Y方向)平行于介电质3的主面3a。据此，通过介电质3的主面3a侧的空间R1的电力线与图4不同，并未U形回转。因此，图4的电力线的长度为比电极21a、21b之间的距离略长的程度。因此，能以高强度于空间R1内产生电场，能于空间R1内容易地将气体等离子化。换句话说，即使采用低输出的低价的高频电源4，仍能于空间R1产生等离子。例如作为高频电源4，能采用低价的霓虹灯变压器。另外，由于能以低输出产生等离子，所以也能降低等离子产生装置1的消耗电力。
且，所述例中，电极21a、21b的剖面形状为圆形状。由此，电力线容易弯曲，电场于空间R1内形成得较广泛。因此，能扩大等离子的照射范围(形成等离子的范围)。
另外，所述的例中，虽设了3个电极21，但电极21的个数不限于此。图5是示意性地表示等离子产生装置1的构成的另一例的俯视图。图5的例中，作为多个电极21，表示出5个电极21。5个电极21空开间隔排列于Y方向。5个电极21与图1同样排列成梳齿状，电极21a及电极21b于Y方向上交替排列。电极21a经由引出配线41a连接于高频电源4的输出端4a，电极21b经由引出配线41b连接于高频电源4的输出端4b。
据此，以与图1相同程度的间隔排列电极21的情况下，能于更广泛的空间R1内产生等离子。另一方面，以比图1更窄的间隔排列电极21的情况下，能以更高的强度于空间R1内产生电场，能增加等离子的产生量。
另外，所述例中，介电质3的主面3a与电极群2之间的间隔D1，比介电质3的主面3b与电极群2之间的间隔D2窄。由此，容易于主面3a侧的空间R1产生电场，且容易将空间R1的气体等离子化。另一方面，由于电场不易作用于面向主面3b的空间，所以在所述空间内不易产生等离子。因此，能降低等离子作用于非期望的部件的可能性。
<介电常数>
形成主面3a的介电部件31的介电常数可小于形成主面3b的介电部件31的介电常数。由此，也容易于主面3a侧的空间R1产生电场，且容易将空间R1的气体等离子化。另一方面，由于电场不易作用于主面3b侧的空间，所以所述空间不易产生等离子。因此，能降低等离子作用于非期望的部件的可能性。
另外，图1及图5的例中，虽设有奇数个电极21，但也可设置偶数个电极。
另外，所述的例中，供多个电极21排列的排列面与介电质3的主面3a平行。然而，并非限定于此，电极21的排列面也可相对于介电质3的主面3a倾斜。另外，介电质3的主面3a未必限定于平面，也可于主面3a适当地形成凹凸，或者，主面3a也可弯曲。
另外，所述的例中，电极21于俯视(XY平面俯视)时直线延伸，但不限定于此。排列面上的电极21的排列态样能适当变更。图6是示意性表示电极群2的构成的一例的俯视图。图6的例中，表示出2个电极21。各电极21旋涡状延伸。电极21相互空开间隔而平行延伸。由此，也能生成等离子。另外，电极21的剖面(YZ剖面)的形状不限于圆形状，例如也可为剖面是矩形形状，且X方向较长的长条状的形状。
或者，作为另一具体的例，也可为多个电极21具有环状或圆弧状的形状，且将其等同心状排列。或者，也可将多个电极21放射状排列。或者，也可为多个电极21具有点状(例如圆状或四边状)的形状，且于排列面内2维排列。
<第2实施方式>
第2实施方式中，对将等离子产生装置1利用于衬底处理的态样进行记述。图7是示意性表示衬底处理系统100的构成的一例的俯视图。衬底处理系统100包含装载端口LP、传载机器人IR、中心机器人CR、控制部90、及至少1个处理单元UT(图7中为4个处理单元)。多个处理单元UT用以处理衬底W(晶圆)，其中的至少1个与详情后述的衬底处理装置110对应。衬底处理装置110为能用于衬底处理的单片式装置，具体而言，为能用于去除附着于衬底W的有机物的处理的单片式装置。所述有机物典型来说为使用过的抗蚀剂膜。所述抗蚀剂膜例如为作为离子注入步骤用的注入掩模而使用。衬底处理装置110可具有腔室111。所述情况下，通过控制腔室111内的气体，能在期望的气体中进行衬底处理。
控制部90能控制衬底处理系统100中备置的各部的动作。各载体C为收纳衬底W的收纳器。装载端口LP为保持多个载体C的收纳器保持机构。传载机器人IR能于装载端口LP与衬底载置部PS之间搬送衬底W。中心机器人CR能从衬底载置部PS及至少1个处理单元UT中的任一个向另一个搬送衬底W。根据以上构成，传载机器人IR、衬底载置部PS及中心机器人CR作为在各处理单元UT与装载端口LP之间搬送衬底W的搬送机构发挥功能。
未处理的衬底W由传载机器人IR从载体C取出，经由衬底载置部PS交接至中心机器人CR。中心机器人CR将所述未处理的衬底W搬入处理单元UT。处理单元UT对衬底W进行处理。处理过的衬底W由中心机器人CR从处理单元UT取出，根据需要经过另一个处理单元UT后，经由衬底载置部PS交接给传载机器人IR。传载机器人IR将处理过的衬底W搬入载体C。通过以上进行对衬底W的处理。
图8是示意性地表示控制部90(图7)的构成的一例的方块图。控制部90可由具有电路的普通计算机构成。具体而言，控制部90具有CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等运算处理装置91、ROM(Read Only Memory：只读存储器)等非暂时性存储部92、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等暂时性存储部93、存储装置94、输入部96、显示部97及通信部98，以及将它们相互连接的总线95。
存储部92储存基本程序。存储部93作为运算处理装置91进行特定处理时的作业区域提供。存储装置94由闪存或硬盘装置等非挥发性存储装置构成。输入部96由各种开关或触控面板等构成，从操作员接收处理制程等输入设定指示。显示部97例如由液晶显示设备及灯等构成，在运算处理装置91的控制下，显示各种信息。通信部98具有经由LAN(LocalArea Networt：局域网)等的数据通信功能。存储装置94中预先设定了构成衬底处理系统100(图7)的各装置的控制相关的多种模式。通过使运算处理装置91执行处理程序94P，选择所述多种模式中的1种模式，根据所述模式而控制各装置。另外，处理程序94P也可存储于记录媒体。如果使用所述记录媒体，那么能将处理程序94P安装于控制部90。控制部90执行的功能的一部分或全部未必由软件实现，也能通过专用的逻辑电路等硬件实现。
图9是示意性地表示处理单元UT的一例也就是衬底处理装置110的构成的一例的图。衬底处理装置110包含腔室111、吸附保持机构50、旋转机构60、处理部80、及等离子产生装置1。
吸附保持机构50设于腔室111内。吸附保持机构50吸附衬底W的背面，将衬底W保持水平。此处所谓“背面”为例如衬底W的主面中未形成器件的面。衬底W以背面朝下的姿势由吸附保持机构50保持。图9的例中，吸附保持机构50包含吸附部件51，衬底W载置于吸附部件51的吸附面51a上。吸附部件51的吸附面51a俯视时具有例如圆形状。吸附部件11的吸附面51a的直径小于衬底W的直径，例如，为衬底W的直径的4分之1以下。
于吸附部件51的吸附面51a形成着未图示的吸附口。吸附面51a可分散形成着多个吸附口。吸附部件51的内部形成有与吸附口相连的未图示的内部流路。所述内部流路经由抽吸管55连接于抽吸机构56。抽吸机构56例如包含泵，从抽吸管55的内部抽吸气体。由此，从吸附面51a的吸附口抽吸气体，而将衬底W吸附保持于吸附部件51。抽吸机构56由控制部90控制。另外，衬底W未必通过吸附而保持，也可用其它任意方法保持。
旋转机构60设于腔室111内。旋转机构60使吸附保持机构50(更具体而言为吸附部件51)绕旋转轴线Q1旋转。由此，被吸附保持于吸附保持机构50的衬底W也绕旋转轴线Q1旋转。旋转轴线Q1为通过衬底W的中央部沿铅直方向延伸的假想轴。
旋转机构60包含马达61。马达61经由轴杆62连结于吸附部件51。轴杆62沿旋转轴线Q1延伸，上端连结于吸附部件51。轴杆62例如为具有圆筒形状的中空轴，抽吸管55通过所述轴杆62的中空部连接于吸附部件51的内部流路。
马达61连结于轴杆62，使轴杆62绕旋转轴线Q1旋转。图9的例中，马达61与轴杆62同轴设置。轴杆62从马达61向上方延伸。通过马达61使轴杆62旋转，能使吸附部件51绕旋转轴线Q1旋转。马达61由控制部90控制。
马达61收纳于马达收纳部件70。马达收纳部件70能保护马达61避开外部的处理气体。作为具体的一例，能保护马达61避开从后述的喷嘴81喷出的药液及从清洗用喷嘴(未图示)喷出的清洗液。
处理部80对由吸附保持机构50吸附保持的衬底W进行处理。图9的例中，处理部80包含喷嘴81、配管82与阀83。喷嘴81设于腔室111内，向由吸附保持机构50保持的衬底W喷出处理液。图9的例中，喷嘴81配置于比衬底W上方，于铅直方向上与衬底W的中央部对向。
喷嘴81经由配管82连接于处理液供给源84。处理液供给源84经由配管82向喷嘴81供给处理液。喷嘴81将处理液朝衬底W的表面的中央部喷出。在配管82的中途介装着阀83。阀83切换配管82的内部流路的开关。阀83由控制部90控制。阀83也可为能调整于配管82的内部流动的处理液的流量的阀。
在旋转机构60使吸附保持机构50及衬底W旋转的状态下，通过打开阀83，喷嘴81对旋转中的衬底W供给处理液。由此，处理液着液于衬底W的上表面的中央部，受到伴随衬底W旋转的离心力而于衬底W的上表面扩散，从衬底W的周缘向外侧飞散。
图9的例中，喷嘴81能通过喷嘴移动机构85而于第1处理位置与第2待机位置之间移动。第1处理位置为喷嘴81喷出处理液的位置，图9的例中，为比衬底W上方且与衬底W的中央部对向的位置。第1待机位置为喷嘴81不喷出处理液的位置，且为例如不与衬底W在上下方向对向的位置。也就是说，例如，第1待机位置为俯视时比衬底W的周缘更外侧的位置。
喷嘴移动机构85例如可包含均未图示的机械臂、支持棒及马达。机械臂沿水平方向延伸，前端连结于喷嘴81。机械臂的基端连结于支持棒。支持棒沿铅直方向延伸，基端连结于马达。马达由控制部90控制。通过马达使支持棒旋转，机械臂以支持棒为中心回旋，从而连结于机械臂的前端的喷嘴81沿着以支持棒为中心的周向，在第1处理位置与第1待机位置之间移动。
处理部80可将多种处理液供给至衬底W。例如处理部80可具备与处理液的种类对应的多个喷嘴。作为处理液，例如能采用药液及清洗液。作为药液，例如能采用酸性药液。作为更具体的一例，作为药液能采用硫酸、硫酸盐、过硫酸及过硫酸盐中的至少任一个。或者，作为药液也能采用含有过氧化氢水的药液。作为清洗液，例如能采用纯水及异丙醇(IPA)中的至少任一个。
以下对除喷嘴81以外还设置清洗用喷嘴的态样进行记述。具体而言，处理部80还包含例如均未图示的清洗用喷嘴、清洗用配管及清洗用阀。清洗用喷嘴向由吸附保持机构50保持的衬底W的中央部喷出清洗液。清洗液为用以冲洗衬底W上的药液的处理液。
清洗用喷嘴经由清洗用配管连接于清洗液供给源。清洗用阀被改装为清洗用配管，切换清洗用配管的内部流路的开关。清洗用阀由控制部90控制。清洗用阀也可为能调整于清洗用配管的内部流动的清洗液的流量的阀。清洗用喷嘴可与喷嘴81连结。所述情况下，清洗用喷嘴能与喷嘴81一体移动。
处理部80首先对旋转中的衬底W的上表面供给药液。由此，药液作用于衬底W的整个上表面，进行对衬底W的处理。例如，进行通过药液去除衬底W的抗蚀剂膜的去除处理。
所述处理中，可进行浸置处理。浸置处理中，处理部80停止药液的供给，旋转机构60使衬底W的旋转速度降低。旋转机构60以于衬底W的上表面维持药液的液膜的程度的旋转速度使衬底W旋转。也就是说，以药液几乎不从衬底W的周缘飞散的程度的旋转速度使衬底W旋转。浸置处理中由于不供给药液，所以能降低药液的消耗量。抗蚀剂膜被充分去除后，旋转机构60再次提高衬底W的旋转速度，使衬底W的上表面的药液从衬底W的周缘向外侧飞散。
其后，处理部80朝旋转中的衬底W供给清洗液，由此冲洗残留于衬底W的上表面的药液。换句话说，能将衬底W的上表面的药液置换为清洗液。清洗液受到伴随衬底W旋转的离心力而从衬底W的周缘向外侧飞散。
图9的例中，衬底处理装置110还包含防护罩76。防护罩76俯视时具有包围衬底W的筒状的形状。所述防护罩76接住从衬底W的周缘飞散的处理液，使所述处理液流向未图示的回收部。防护罩76能通过防护罩移动机构77上下方向移动。防护罩移动机构77使防护罩76在防护罩76的上端位于比衬底W更上方的上位置、与防护罩76的上端位于比衬底W更下方的下位置之间移动。防护罩移动机构77例如包含缸体机构或滚珠螺杆机构等。
图9的例中，等离子产生装置1设于与由吸附保持机构50保持的衬底W的上表面相向的位置。也就是说，等离子产生装置1设于比衬底W的上表面更上方。因此，等离子产生装置1空开间隔与衬底W的上表面对向。等离子产生装置1俯视时与喷嘴81偏离而配置。也就是说，等离子产生装置1避开喷嘴81与衬底W之间而配置。由此，能避免从喷嘴81喷出的处理液碰撞于等离子产生装置1。
等离子产生装置1也可构成为能通过移动机构5而移动。移动机构5使等离子产生装置1于第2处理位置与第2待机位置之间移动。第2处理位置为与由吸附保持机构50保持的衬底W的上表面对向的位置，第2待机位置为俯视时比衬底W的周缘更外侧的位置。移动机构5例如可具有与喷嘴移动机构85相同的构成。
等离子产生装置1连接于配设在腔室111的外部的高频电源4。高频电源4由控制部90控制。等离子产生装置1以介电质3的主面3a朝向衬底W的姿势配置。因此，当高频电源4对电极21施加高频电压时，等离子产生装置1会使介电质3与衬底W之间的气体(例如氧)等离子化。
等离子产生装置1可在旋转中的衬底W的上表面存在着药液的状态下，于第2处理位置处产生等离子。据此，等离子作用于衬底W的上表面的药液的液膜。等离子产生装置1俯视时配置于衬底W的周向的一部分，但通过使衬底W旋转，等离子遍及整周而作用于衬底W上的药液的液膜。通过等离子作用于衬底W上的药液的液膜，于所述液膜中产生具有强氧化力的自由基。因此，能有效地进行使用药液的氧化力的衬底处理。具体而言，能从衬底W有效地去除抗蚀剂膜。
优选为药液含有硫酸。所述情况下，能通过对硫酸照射等离子来生成过氧硫酸(卡洛酸)。据此，卡洛酸的产生无需过氧化氢水。在不使用过氧化氢水的情况下，能减轻排液处理的负担，易于回收硫酸。此处，在使用含有硫酸的药液的情况下，硫酸的浓度优选为94～98％的范围，更佳为96％左右。
为了调整腔室111内的气体，衬底处理装置110可设置气体供给部86。气体供给部86向腔室111内供给气体(例如氮或稀有气体等惰性气体或氧气)。由此，能使腔室111内的氛围接近期望的氛围。
另外，气体供给部86也可向等离子产生装置1的附近供给等离子产生用的气体(例如惰性气体或氧)。作为具体的一例，气体供给部86包含对等离子产生装置1的主面3a与衬底W之间的空间喷出气体的喷嘴(导出管)87。喷嘴87经由供给管88而连接于气体供给源891。气体供给源891例如将氮或稀有气体等惰性气体及氧中的至少任一个，作为等离子用气体供给于供给管88。于供给管88设有阀89，控制供给管88的开关。阀89由控制部90控制。
喷嘴87也可设于等离子产生装置1的附近。喷嘴87的喷出口也可朝向等离子产生装置1与衬底W之间的空间开口。或者，所述喷嘴87也可设于与衬底W的中央部对向的位置，向衬底W的中央部喷出气体。来自所述喷嘴87的气体从衬底W的中央部向径向外侧扩散流动，所以也流动到等离子产生装置1与衬底W之间的空间。喷嘴87也可连结于介电质3。
如上，衬底处理装置110中设有等离子产生装置1。因此，能以低消耗电力使用等离子进行对衬底W的处理。且，根据等离子产生装置1，电极21被介电质3密封，因此，介电质3能保护电极21避开腔室111内的氛围。例如，如果酸性的药液接触到电极21，那么能会将电极21腐蚀，但介电质3能避免这种腐蚀。反而言之，能避免从电极21溶出的成分或被等离子飞溅的成分附着于衬底W而污染衬底W。
所述的例中，使等离子作用于药液而产生具有高氧化力的自由基。因此，能更有效地进行对衬底W去除抗蚀剂膜的处理。
另外，所述的例中，衬底处理装置110中，等离子虽作用于处理液，但也可使等离子直接作用于衬底W。也就是说，高频电源4可在衬底W未附着处理液的状态下，对电极21a、21b之间施加高频电压。由此，能使等离子直接作用于衬底W，能对衬底W进行表面改性(例如亲水化)等处理。
如上，已详细说明了所述等离子产生装置1及衬底处理装置110，但所述说明之所有方面仅为例示，所述等离子产生装置1及衬底处理装置110并非限定于此。应理解在不脱离本发明的范围内能想到未例示的无数种变化例。所述各实施方式及各变化例所说明的各构成，只要不相互矛盾便能适当组合或省略。
[符号的说明]
1:等离子产生装置
2:电极群
21:电极
21a:第1电极(电极)
21b:第2电极(电极)
3:介电质
31:第1介电部件(介电部件)
32:第2介电部件(介电部件)
110:衬底处理装置
50:保持机构
81:喷嘴。

Claims (7)

1.一种等离子产生装置，产生离子，且包含：
介电质，具有第1主面、及与所述第1主面为相反侧的第2主面；及
电极群，由所述介电质密封，包含在与所述第1主面平行的排列面内交替排列的至少一个第1电极及至少一个第2电极，使通过在所述第1电极与所述第2电极之间施加高频电压而产生的电场，作用于比所述第1主面更外侧。
2.根据权利要求1所述的等离子产生装置，其中
所述电极群与所述第1主面之间的间隔，比所述电极群与所述第2主面之间的间隔窄。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的等离子产生装置，其中
所述介电质包含：
具有所述第1主面的第1介电构件；及
具有所述第2主面的第2介电构件；且
所述第1介电构件的介电常数，低于所述第2介电构件的介电常数。
4.根据权利要求1到权利要求3中任一权利要求所述的等离子产生装置，其中
所述第1电极及所述第2电极为圆柱形状。
5.一种衬底处理装置，处理衬底，且包含：
保持所述衬底的保持机构；及
根据权利要求1到权利要求4中任一权利要求所述的等离子产生装置。
6.根据权利要求5所述的衬底处理装置，还包含：
第1喷嘴，对所述保持机构中保持的所述衬底的主面，供给包含硫酸、硫酸盐、过硫酸及过硫酸盐中的至少任一个的处理液，且，
使由所述等离子产生装置产生的等离子作用于所述处理液。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的衬底处理装置，还包含：
第2喷嘴，向所述等离子产生装置与由所述保持机构保持的衬底之间，供给等离子用气体。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023027962A (ja) * 2021-08-18 2023-03-03 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置
JP2023043679A (ja) * 2021-09-16 2023-03-29 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
JP2023096789A (ja) * 2021-12-27 2023-07-07 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
JP2023107358A (ja) * 2022-01-24 2023-08-03 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法、および、基板処理装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7300859B2 (en) * 1999-02-01 2007-11-27 Sigma Laboratories Of Arizona, Llc Atmospheric glow discharge with concurrent coating deposition
JP5181085B2 (ja) 2006-06-22 2013-04-10 リバーベル株式会社 処理装置及び処理方法
US20100055915A1 (en) * 2006-06-22 2010-03-04 River Bell Co. Tokyo Institute of Technology Processing apparatus, processing method, and plasma source
EP2223704A1 (en) * 2009-02-17 2010-09-01 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Treating device for treating a body part of a patient with a non-thermal plasma
GB0919274D0 (en) 2009-11-03 2009-12-16 Univ The Glasgow Plasma generation apparatus and use of plasma generation apparatus
JP5874853B1 (ja) 2015-04-17 2016-03-02 日新電機株式会社 プラズマ処理装置
DE102015213975A1 (de) * 2015-07-23 2017-01-26 Terraplasma Gmbh Elektrodenanordnung und Plasmaquelle zur Erzeugung eines nicht-thermischen Plasmas sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Plasmaquelle
TWI794240B (zh) * 2017-06-22 2023-03-01 美商應用材料股份有限公司 用於電漿處理的處理工具及電漿反應器
US11114284B2 (en) 2017-06-22 2021-09-07 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with electrode array in ceiling

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