JP2003027210A - Surface treatment method and method for manufacturing display device - Google Patents
Surface treatment method and method for manufacturing display deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理材の表面を
酸化・還元したり、有機物・無機物の除去又は洗浄、そ
の他様々に表面処理するための技術に関し、特にIC等
の半導体部品や回路基板、液晶基板等の表面や該表面に
形成された配線、電極などを表面処理する方法及び装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for oxidizing / reducing the surface of a material to be treated, removing or cleaning organic substances / inorganic substances, and various other surface treatments, and particularly to semiconductor parts such as ICs and circuits. The present invention relates to a method and a device for surface-treating a surface of a substrate, a liquid crystal substrate or the like and wirings, electrodes formed on the surface.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より半導体装置の製造分野では、様
々な表面処理技術が使用されている。例えば、はんだ付
けに使用したフラックス残渣のような有機物を除去する
場合には、有機溶剤によるウェット洗浄法や、有機物に
オゾン・紫外線などを照射して化学反応を生じさせるこ
とにより除去するドライ洗浄法がある。ウェット法の場
合には、洗浄剤が電子部品などに影響を与える虞があ
り、ドライ法では特に分子量の大きい有機物の除去能力
が低く、十分な洗浄効果を期待できない。そこで、最近
では、真空中で発生させたプラズマを用いて表面処理す
る方法が開発されている。2. Description of the Related Art Conventionally, various surface treatment techniques have been used in the field of manufacturing semiconductor devices. For example, when removing organic substances such as flux residue used for soldering, wet cleaning method using organic solvent, or dry cleaning method that removes organic substances by irradiating them with ozone or ultraviolet rays to cause a chemical reaction There is. In the case of the wet method, the cleaning agent may affect electronic parts and the like, and in the case of the dry method, the ability to remove organic substances having a particularly large molecular weight is low, and a sufficient cleaning effect cannot be expected. Therefore, recently, a method for surface treatment using plasma generated in vacuum has been developed.
【0003】例えば、特開昭58−147143号公報
には、減圧環境下でマイクロ波放電により活性化させた
酸素ガスを用いてリードフレームの表面を処理し、樹脂
との密着性を向上させる方法が開示され、特開平4−1
16837号公報では、プラズマエッチング装置に1〜
10Torrの水素ガスを導入しかつ放電して酸化物を除去
する方法が示され、特開平5−160170号公報で
は、減圧した処理室内で電極に高周波電圧を印加するこ
とにより、アルゴン酸素プラズマまたは水素還元プラズ
マを発生させてリードフレームをエッチングする方法が
記載されている。For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 58-147143, a method of treating the surface of a lead frame with oxygen gas activated by microwave discharge in a reduced pressure environment to improve adhesion with a resin. Is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-1
In Japanese Patent No. 16837, the plasma etching apparatus has
A method of introducing 10 Torr hydrogen gas and discharging to remove oxides is disclosed. In Japanese Patent Laid-Open No. 5-160170, by applying a high frequency voltage to an electrode in a depressurized processing chamber, argon oxygen plasma or hydrogen is generated. A method of generating a reducing plasma to etch a lead frame is described.
【0004】ところが、真空または減圧環境下でプラズ
マ放電を発生させる場合には、真空チャンバや真空ポン
プなどの特別な設備が必要で、装置全体が大型化・複雑
化し、高価である。また、放電時にチャンバ内を減圧さ
せかつ維持する必要があるため、処理自体に長時間を要
し、作業が面倒な割に処理能力が低いので生産性が低下
する。更に、真空中または減圧下のプラズマ放電では、
励起種に比して電子及びイオンが多いために、熱的また
は電気的ダメージを与える虞があり、処理すべき部分以
外の部分にも大きなダメージや影響を与えることにな
る。However, when plasma discharge is generated in a vacuum or reduced pressure environment, special equipment such as a vacuum chamber and a vacuum pump is required, and the entire apparatus becomes large and complicated and expensive. Further, since it is necessary to depressurize and maintain the inside of the chamber at the time of discharging, the processing itself takes a long time, and the workability is low, but the productivity is low, so the productivity is reduced. Furthermore, in plasma discharge under vacuum or under reduced pressure,
Since the number of electrons and ions is larger than that of the excited species, there is a risk of thermal or electrical damage, resulting in great damage or influence on a portion other than the portion to be processed.
【0005】これに対し、最近では、希ガスと僅かな反
応ガスとを大気圧下で用いてプラズマを発生させること
により、アッシング、エッチング等の様々な表面処理を
行う方法が提案されている。これらは、多くの場合に高
周波電極と被処理材との間で直接放電を発生させるもの
であるが、例えば、特開平4−334543号公報に
は、管内部でプラズマを発生させて、該管の内面や管内
を通過する流通物を処理する方法が開示され、また、特
開平3−219082号公報に記載される表面処理装置
のように、電源電極と接地電極間で放電させ、そのプラ
ズマ活性種を被処理材に噴射して成膜などする方法も知
られている。On the other hand, recently, there has been proposed a method of performing various surface treatments such as ashing and etching by generating plasma by using a rare gas and a slight reaction gas at atmospheric pressure. These often generate a direct discharge between the high-frequency electrode and the material to be treated. For example, in JP-A-4-334543, a plasma is generated inside the tube to A method of treating a flowable substance passing through the inner surface of a pipe or a pipe is disclosed, and like the surface treatment device described in Japanese Patent Laid-Open No. 3-219082, discharge is performed between a power electrode and a ground electrode, and plasma activation thereof is performed. There is also known a method in which a seed is sprayed on a material to be processed to form a film.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体装置に対
する高性能化及び小型化の要請に従い、多層配線を用い
たIC部品や回路基板が多く使用されている。基板に多
層配線を形成する場合、まずホトリソグラフィ技術を用
いてアルミニウムなどの金属配線を基板上にパターニン
グして形成し、その上にSiO2などの絶縁膜を被覆す
る。この絶縁膜の上に第2の配線となる金属層を成膜
し、該金属層を同じくホトリソグラフィ技術を用いてエ
ッチングすることによって所望の配線パターンに形成す
る。ところが、SiO2膜にはピンホールが発生し易い
ため、その上に形成された金属層をパターニングする際
に、その下側の金属配線まで同時にエッチングされてし
まう虞があった。そのため、一般にSiO2膜を絶縁層
とし必要な膜厚以上に分厚く形成する方法が採用されて
いる。しかしながら、SiO2膜の成膜に多大な時間及
び手間を要し、かつコストが増大して生産性が低下する
と共に、基板自体が非常に厚くなって、基板や電子部品
の小型化・薄型化の要請に反するという問題があった。In recent years, in accordance with the demand for higher performance and smaller size of semiconductor devices, IC parts and circuit boards using multi-layer wiring are widely used. When forming a multi-layered wiring on a substrate, first, a metal wiring such as aluminum is formed by patterning on the substrate by using a photolithography technique, and an insulating film such as SiO 2 is coated thereon. A metal layer to be the second wiring is formed on this insulating film, and the metal layer is also etched using the photolithography technique to form a desired wiring pattern. However, since pinholes are easily generated in the SiO 2 film, when patterning the metal layer formed thereon, there is a possibility that the metal wiring below the metal layer may be etched at the same time. Therefore, in general, a method of forming a SiO 2 film as an insulating layer with a thickness larger than a necessary thickness is adopted. However, it takes a lot of time and labor to form the SiO 2 film, and the cost is increased to reduce the productivity, and the substrate itself is very thick, so that the substrate and the electronic parts can be made smaller and thinner. There was a problem that it was against the request of.
【0007】また、液晶表示装置(LCD)には、一般
にITOなどからなる透明電極を用いたガラス基板が使
用されている。特にワープロ、パソコンなどに用いられ
る液晶表示素子の場合には、駆動時に比較的大きな電流
が流れるので、透明電極の配線抵抗が低いことが要求さ
れる。このため、従来より透明電極の膜厚を厚くする方
法が採用されているが、ITO電極は通例真空成膜法な
どによって形成されるため、その成膜時間が長く、コス
トが高くなるだけでなく、厚くすればするほど透明度が
低下して、液晶表示機能自体に影響を及ぼすという問題
があった。In addition, a glass substrate using a transparent electrode made of ITO or the like is generally used in a liquid crystal display (LCD). Particularly in the case of a liquid crystal display element used in a word processor, a personal computer, etc., a relatively large current flows during driving, and thus it is required that the wiring resistance of the transparent electrode is low. For this reason, the method of increasing the thickness of the transparent electrode has been conventionally adopted, but since the ITO electrode is usually formed by a vacuum film forming method, the film forming time is long and the cost is high. However, there is a problem that as the thickness increases, the transparency decreases and the liquid crystal display function itself is affected.
【0008】これらの問題点に対し、本願発明者は、予
め下層の金属配線の表面を酸化物で被覆しておけば、仮
にその上に形成されるSiO2膜にピンホールが存在す
る場合でも、上層の金属配線をパターニングすることに
より下層の金属配線までエッチングされることが無い点
に着目した。更に、基板表面に露出する金属配線や電極
であっても、その表面を金属酸化物で被覆すれば、様々
な汚染に対して耐食性をもたせることができ、配線等の
信頼性が向上し、かつ寿命を長くすることができる。ま
た、本願発明者は、ITO電極が金属酸化物であること
から、これを還元して金属化することによって、透明電
極の膜厚を必要以上に厚くすることなく所望の低抵抗化
を達成し得る点に着目した。しかしながら、いずれの場
合にも、上述した従来の表面処理技術では実際上様々な
困難があった。In order to solve these problems, the inventor of the present application can cover the surface of the lower metal wiring with an oxide in advance, even if the SiO 2 film formed thereon has a pinhole. Attention was paid to the fact that by patterning the upper metal wiring, the lower metal wiring is not etched. Further, even if the metal wiring or electrode is exposed on the surface of the substrate, by coating the surface with a metal oxide, it is possible to have corrosion resistance against various contaminations, and the reliability of wiring and the like is improved, and The life can be extended. Further, since the ITO electrode is a metal oxide, the inventor of the present application achieves a desired low resistance by reducing and metallizing the ITO electrode without increasing the thickness of the transparent electrode more than necessary. Focused on gaining points. However, in any case, the above-mentioned conventional surface treatment technique has various difficulties in practice.
【0009】更に、液晶表示装置の製造においては、従
来液晶パネル表面に配向膜を形成するために、従来、液
晶パネルの配向膜形成方法としては、例えばポリイミド
などの電気絶縁性を有する耐熱性合成樹脂被膜を基板に
形成し、この表面を、布を巻いたローラで一方向に擦
る、即ちラビング処理することによって配向付与する方
法が採用されている。しかしながら、このように物理的
に擦る方法では、合成樹脂被膜が基板から剥離したり、
ローラに巻き付けた布や被膜表面に付着しているダスト
などのために被膜表面が損傷するなどの問題があった。
また、配向性の均一さが重要であるが、従来方法では、
配向膜の角度、液晶分子の傾きは経験や試行錯誤に頼る
面が大きく、また実際上そのバラツキも大きく、ラビン
グ処理した時点でその結果について良否を判断すること
ができない。更に、配向膜の角度を制御することは不可
能であった。Further, in the manufacture of a liquid crystal display device, in order to form an alignment film on the surface of a liquid crystal panel in the related art, a conventional method for forming an alignment film in a liquid crystal panel is, for example, a heat-resistant synthetic material having electrical insulation such as polyimide. A method of forming a resin coating on a substrate and rubbing the surface with a roller wound with a cloth in one direction, that is, rubbing the surface to impart orientation is adopted. However, in such a physical rubbing method, the synthetic resin film is peeled from the substrate,
There has been a problem that the coating surface is damaged due to the cloth wound around the roller and the dust adhering to the coating surface.
In addition, the uniformity of orientation is important, but in the conventional method,
The angle of the alignment film and the inclination of the liquid crystal molecules largely depend on experience and trial and error, and in reality, the variation is large, and it is impossible to judge the result at the time of rubbing treatment. Furthermore, it was impossible to control the angle of the alignment film.
【0010】そこで、本発明の基板の表面処理方法は、
上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、基板の表面に形成されている金
属配線や電極を、熱的または電気的ダメージを与えるこ
となく、容易に表面処理することにより、必要に応じて
耐食性を付与して配線の信頼性を向上させ、又は低抵抗
化を図ることができ、しかも、そのために真空や減圧の
ための特別な設備を必要とせず、装置全体を簡単に構成
しかつ小型化することができると共に、被処理材を安全
にかつ局所的に処理をすることができ、低コストで処理
能力が高い表面処理方法を提供することにある。Therefore, the substrate surface treatment method of the present invention is
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and the purpose thereof is to easily surface metal wiring or electrodes formed on the surface of the substrate without causing thermal or electrical damage. By processing, it is possible to impart corrosion resistance to improve the reliability of the wiring, or to reduce the resistance, if necessary, and, for that purpose, there is no need for special equipment for vacuum or decompression, An object of the present invention is to provide a surface treatment method capable of easily and compactly constructing the entire apparatus, safely and locally treating a material to be treated, and at low cost and having high treatment ability.
【0011】更に、本発明の目的は、かかる表面処理方
法を利用して、層間絶縁膜を必要以上に厚くすることな
く基板の薄型化を達成でき、容易にかつ低コストで信頼
性の高い多層配線基板を形成し得る方法を提供すること
にある。Further, it is an object of the present invention to utilize such a surface treatment method to achieve thinning of the substrate without making the interlayer insulating film thicker than necessary, and to easily, at low cost and with high reliability. It is to provide a method capable of forming a wiring board.
【0012】また、本発明の別の目的は、真空や減圧の
ための特別な設備を必要しない比較的簡単な構成によ
り、酸化・還元だけでなく、エッチング、有機物・無機
物の除去、洗浄等の様々な表面処理を容易にかつ低コス
トで効果的に行うことができ、また必要に応じて枚葉処
理又はバッチ処理も可能な表面処理方法、およびそれを
実現するための装置を提供することにある。Another object of the present invention is not only oxidation / reduction but also etching, removal of organic / inorganic substances, cleaning, etc. by a relatively simple structure which does not require special equipment for vacuuming or depressurizing. To provide a surface treatment method capable of easily and effectively performing various surface treatments at low cost, and also capable of single-wafer treatment or batch treatment, and an apparatus for realizing the same. is there.
【0013】本発明の更に別の目的は、特に液晶表示装
置の製造において、非接触処理により合成樹脂被膜の表
面を損傷したり剥離させることがなく、かつ均一な配向
付与を可能にする液晶パネルの配向膜形成方法を提供す
ることにある。また本発明の目的は、液晶パネルの基板
表面に配向膜を直接形成することができる方法を提供す
ることにある。Still another object of the present invention is to provide a liquid crystal panel which is capable of imparting a uniform orientation without damaging or peeling the surface of the synthetic resin film by the non-contact treatment, especially in the manufacture of a liquid crystal display device. Another object of the present invention is to provide a method for forming an alignment film. Another object of the present invention is to provide a method capable of directly forming an alignment film on the substrate surface of a liquid crystal panel.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明は、大気圧または
その近傍の圧力下で少なくとも水素または有機物を含む
ガス中に気体放電を生じさせる工程と、前記放電により
生成される前記ガスの活性種に、基板に形成された電極
を曝露させる工程と、を有することを特徴とする。According to the present invention, a step of causing a gas discharge in a gas containing at least hydrogen or an organic substance under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof, and an active species of the gas generated by the discharge. And exposing the electrode formed on the substrate.
【0015】また、大気圧またはその近傍の圧力下で少
なくとも水素または有機物を含むガス中に気体放電を生
じさせる工程と、前記放電により生成される前記ガスの
活性種に、表示装置に形成された電極を曝露させる工程
と、を有することを特徴とする。Further, a step of causing a gas discharge in a gas containing at least hydrogen or an organic substance under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof, and an activated species of the gas generated by the discharge are formed in the display device. Exposing the electrode.
【0016】更に、大気圧またはその近傍の圧力下で少
なくとも酸素を含むガス中に気体放電を生じさせ、該放
電により生成されるガス活性種に基板表面に形成されて
いる金属膜を曝露させ、それによって該金属層の表面を
酸化させることを特徴とする。Further, a gas discharge is generated in a gas containing at least oxygen under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof, and the metal film formed on the surface of the substrate is exposed to a gas active species generated by the discharge. Thereby, the surface of the metal layer is oxidized.
【0017】基板表面に形成された第1の金属配線を、
その上に形成した絶縁膜により被覆し、該絶縁膜の上に
金属膜を形成しかつこれをエッチングすることによっ
て、第2の金属配線をパターニングする工程において、
第1の金属配線上に絶縁膜を形成する前に、大気圧また
はその近傍の圧力下でガス中に気体放電を生じさせ、該
放電により生成されるガス活性種に第1の金属配線を曝
露させることを特徴とする。The first metal wiring formed on the substrate surface is
In the step of patterning the second metal wiring by covering with an insulating film formed thereon, forming a metal film on the insulating film and etching the metal film,
Before forming an insulating film on the first metal wiring, a gas discharge is generated in the gas under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof, and the first metal wiring is exposed to a gas active species generated by the discharge. It is characterized by
【0018】大気圧またはその近傍の圧力下で少なくと
も水素または有機物を含むガス中に気体放電を生じさ
せ、該放電により生成されるガス活性種に、基板表面に
形成された金属酸化物の層を曝露させ、それによって該
金属酸化物層を還元することを特徴とする。A gas discharge is generated in a gas containing at least hydrogen or an organic substance under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof, and a layer of metal oxide formed on the surface of the substrate is added to the gas active species generated by the discharge. Exposure, thereby reducing the metal oxide layer.
【0019】気体放電を発生させるガスに水蒸気が更に
含まれていることを特徴とする。また、基板表面に予め
有機物が塗布されていることを特徴とし、気体放電を生
じさせるガス中に気化させた有機物を加えるようにした
ことを特徴とする。It is characterized in that the gas for generating the gas discharge further contains water vapor. Further, it is characterized in that an organic substance is applied to the surface of the substrate in advance, and the vaporized organic substance is added to a gas which causes gas discharge.
【0020】液体の表面付近において、大気圧またはそ
の近傍の圧力下で所定のガス中に気体放電を生じさせる
ことを特徴とする。It is characterized in that a gas discharge is generated in a predetermined gas under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity of the surface of the liquid.
【0021】気体放電を生じさせた後の液体を用いて被
処理材を表面処理し、さらに、被処理材を液体中に浸漬
させることを特徴とする。The material to be treated is surface-treated with the liquid after the gas discharge is generated, and the material to be treated is further immersed in the liquid.
【0022】液体の容器と、該容器の液面付近におい
て、大気圧またはその近傍の圧力下で所定のガス中に気
体放電を発生させる手段と、該所定のガスを容器の液面
付近に供給するための手段とからなることを特徴とす
る。これに加え、前記液体を容器から循環させて清浄化
する手段を更に有することを特徴とする。さらに、容器
の液体中に被処理材が浸漬され、または、容器内の液体
を被処理材に向けて配給するための手段を有することを
特徴とする。A liquid container, a means for causing a gas discharge in a predetermined gas under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof near the liquid surface of the container, and supplying the predetermined gas near the liquid surface of the container. And a means for doing so. In addition to this, it is characterized by further comprising means for circulating the liquid from the container to clean it. Further, it is characterized in that the material to be treated is immersed in the liquid in the container, or means for delivering the liquid in the container to the material to be treated is provided.
【0023】また、大気圧またはその近傍の圧力下で所
定のガス中に気体放電を生じさせ、該気体放電により生
成されるガス活性種を含むガスを液体中に供給し、この
液体を用いて被処理材を表面処理することを特徴とす
る。これに加え、前記液体中に被処理材を浸漬させるこ
とを特徴とする。Further, a gas discharge is generated in a predetermined gas under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof, and a gas containing a gas active species generated by the gas discharge is supplied into a liquid, and this liquid is used. It is characterized in that the material to be treated is surface-treated. In addition to this, the material to be treated is immersed in the liquid.
【0024】または、液体の容器と、大気圧またはその
近傍の圧力下で所定のガス中に気体放電を発生させる手
段と、この放電により生成されたガス活性種を含むガス
を前記容器の液体中に供給する手段とからなることを特
徴とする。これに加え、容器の液体中に被処理材が浸漬
され、または、容器内の液体を被処理材に向けて配給す
るための手段を有することを特徴とする。Alternatively, a liquid container, a means for generating a gas discharge in a predetermined gas under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof, and a gas containing a gas active species generated by this discharge in the liquid in the container. And a means for supplying to. In addition to this, the material to be treated is immersed in the liquid in the container, or means for delivering the liquid in the container to the material to be treated is provided.
【0025】また、大気圧又はその近傍の圧力下で所定
のガス中に気体放電を生じさせ、この放電により生成さ
れるガス活性種を含むガス流を、液晶パネルの基板表面
に向けて、付与しようとする配向方向に合せて斜めに噴
射することにより、ガス活性種を該基板表面に曝露させ
ることを特徴とする。これに加え、液晶パネルの基板表
面に、配向膜となる合成樹脂被膜が予め形成されてお
り、該合成樹脂被膜にガス活性種を曝露させることを特
徴とする。他方、所定のガスに常温で液体の有機物が含
まれ、その活性種により基板表面に被膜を形成した後、
大気圧又はその近傍の圧力下で第2の気体放電を生じさ
せ、それにより生成される第2のガス活性種を基板の被
膜形成面に曝露させることを特徴とする。Further, a gas discharge is generated in a predetermined gas under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof, and a gas flow containing gas active species generated by this discharge is applied toward the substrate surface of the liquid crystal panel. It is characterized in that the gas active species is exposed to the surface of the substrate by obliquely jetting in accordance with the intended orientation direction. In addition to this, a synthetic resin film serving as an alignment film is previously formed on the substrate surface of the liquid crystal panel, and the synthetic resin film is exposed to a gas active species. On the other hand, a predetermined gas contains an organic substance that is liquid at room temperature, and after forming a film on the substrate surface by its active species,
A second gas discharge is generated under a pressure at or near atmospheric pressure, and the second gas active species generated thereby is exposed to the film formation surface of the substrate.
【0026】また、大気圧又はその近傍の圧力下で気体
放電を生じさせ、常温で液体の有機物を含む所定のガス
を、該放電に曝露される液晶パネルの基板表面に向けて
付与しようとする配向方向に噴射し、該放電により生成
されるガスの活性種により該基板表面に被膜を形成する
ことを特徴とする。Further, a gas discharge is generated under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof, and a predetermined gas containing a liquid organic substance at room temperature is applied toward the substrate surface of the liquid crystal panel exposed to the discharge. It is characterized in that the film is formed on the surface of the substrate by spraying in the orientation direction and by the active species of the gas generated by the discharge.
【0027】[0027]
【作用】従って、請求項1記載の基板の表面処理方法に
よれば、比較的簡単な構成により大気圧近傍の圧力下で
気体放電を発生させることによって、酸素ラジカル、オ
ゾンなどの酸素活性種が生成され、その作用により基板
表面の金属層を酸化させて、その表面を金属酸化物で被
覆することができる。Therefore, according to the substrate surface treatment method of the first aspect, by generating a gas discharge under a pressure near the atmospheric pressure with a relatively simple structure, oxygen radicals such as oxygen radicals and ozone are generated. It is possible to oxidize the metal layer on the surface of the substrate, which is generated, and to coat the surface with the metal oxide.
【0028】請求項2記載の多層配線基板の形成方法に
よれば、請求項1記載の表面処理方法を利用し、第1の
金属配線の表面を金属酸化物で被覆することによって、
その上に形成される絶縁膜にピンホールが生じている場
合でも、第2の金属配線をパターニングする際に、第1
の金属配線までもエッチングされないようにすることが
できる。According to the method for forming a multilayer wiring board according to claim 2, by using the surface treatment method according to claim 1, the surface of the first metal wiring is coated with a metal oxide.
Even when a pinhole is formed in the insulating film formed thereon, when the second metal wiring is patterned, the first
It is possible to prevent even the metal wiring of the above from being etched.
【0029】請求項3記載の基板の表面処理方法によれ
ば、請求項1記載の表面処理方法と同様の比較的簡単な
構成により大気圧近傍の圧力下で気体放電を発生させる
ことによって、水素ラジカルが生成され、または有機物
が解離、電離、励起して有機物、炭素、水素のイオン励
起種等の活性種が生成され、それらの作用により基板表
面の金属酸化物層を還元して、金属化することができ
る。According to the substrate surface treatment method of claim 3, hydrogen is generated by generating a gas discharge under a pressure near atmospheric pressure with a relatively simple structure similar to the surface treatment method of claim 1. Radicals are generated, or organic substances are dissociated, ionized, or excited to generate active species such as organic matter, carbon, and hydrogen ion-excited species, and by their action, the metal oxide layer on the substrate surface is reduced and metalized. can do.
【0030】更に請求項4記載の基板の表面処理方法に
よれば、気体放電を生じさせるガス中に水蒸気を含ませ
ることによって、ガス活性種による還元処理の速度を早
めることができる。また、請求項5記載の基板の表面処
理方法によれば、基板表面に有機物を塗布しておくこと
によって、気体放電による有機物の解離、電離、励起を
効果的に行わせることができ、請求項6記載の方法によ
れば、気化した有機物を気体放電の発生領域に供給する
ことによって、同様にその解離、電離、励起が促進され
て、還元処理の効果を高めることができる。Further, according to the substrate surface treatment method of the fourth aspect, the rate of the reduction treatment with the gas active species can be accelerated by including the water vapor in the gas which causes the gas discharge. According to the substrate surface treatment method of claim 5, by coating the substrate surface with an organic substance, it is possible to effectively dissociate, ionize, and excite the organic substance by gas discharge. According to the method described in No. 6, by supplying the vaporized organic substance to the generation region of the gas discharge, the dissociation, ionization, and excitation thereof are similarly promoted, and the effect of the reduction treatment can be enhanced.
【0031】請求項7記載の表面処理方法によれば、大
気圧近傍の圧力下で気体放電により生成された活性種を
含むガスの作用により、液体の表面を処理し、または前
記ガスが液体中に混入して、該液体自体に表面処理能力
を付与することができる。更に請求項8記載の方法によ
れば、液体に付与された表面処理能力によって、放電の
発生位置と無関係に被処理材を、熱的または電気的ダメ
ージを与えることなく表面処理することができ、請求項
9記載の方法によれば、前記液体により被処理材を直接
表面処理することができる。According to the surface treatment method of claim 7, the surface of the liquid is treated by the action of the gas containing the active species generated by the gas discharge under the pressure near the atmospheric pressure, or the gas is in the liquid. The surface treatment ability can be imparted to the liquid itself. Further, according to the method of claim 8, the surface treatment ability imparted to the liquid enables the material to be treated to be surface-treated without causing thermal or electrical damage irrespective of the discharge generation position, According to the method of claim 9, the material to be treated can be directly surface-treated with the liquid.
【0032】請求項10記載の表面処理装置によれば、
請求項7記載の方法を実現することができ、大気圧近傍
の圧力下で発生させたプラズマにより生成されたガス活
性種を容器内の液体に作用させて、該液体自体を処理
し、または該液体を介して被処理材を表面処理すること
ができる。更に請求項11記載の装置によれば、表面処
理によって液体中に生じる不純物イオンやダストなどを
除去して、液体の清浄度を高く維持することができる。
また、請求項12記載の装置によれば、かかる液体内で
被処理材を直接表面処理することができ、請求項13記
載の装置によれば、かかる液体を生成するための気体放
電の発生位置とは別の位置で被処理材を表面処理するこ
とができる。According to the surface treatment apparatus of claim 10,
The method according to claim 7 can be realized, in which a gas active species generated by plasma generated under a pressure near atmospheric pressure is applied to a liquid in a container to treat the liquid itself, or The material to be treated can be surface-treated via the liquid. Furthermore, according to the apparatus of the eleventh aspect, it is possible to remove impurity ions, dust, and the like generated in the liquid by the surface treatment, and maintain the cleanliness of the liquid high.
Further, according to the apparatus of claim 12, the material to be treated can be directly surface-treated in the liquid. According to the apparatus of claim 13, the position of gas discharge for generating the liquid is generated. The material to be treated can be surface-treated at a position different from the above.
【0033】請求項14記載の表面処理方法によれば、
気体放電により発生したガス活性種を含むガスを導入し
た液体を用いることによって、その作用により被処理材
を表面処理することができ、しかも被処理材を気体放電
の発生位置とは別の位置に用意することができるので、
被処理材の形状・寸法や個数、気体放電を発生させる環
境、その他の処理条件に対応して、処理能力を適当に調
整することができる。更に請求項15記載の方法によれ
ば、前記液体により被処理材を直接表面処理することが
できる。According to the surface treatment method of claim 14,
By using a liquid containing a gas containing a gas active species generated by gas discharge, the material to be treated can be surface-treated by its action, and the material to be treated is placed at a position different from the position where the gas discharge occurs. Because you can prepare
The processing capacity can be appropriately adjusted according to the shape, size and number of the material to be processed, the environment in which gas discharge is generated, and other processing conditions. Further, according to the method of claim 15, the material to be treated can be directly surface-treated with the liquid.
【0034】請求項16記載の表面処理装置によれば、
請求項14記載の方法を実現することができ、液体の容
器と気体放電発生手段とを別個に設け、それらをガス供
給手段により接続することによって、被処理材の大き
さ、寸法・形状や他の様々な条件または必要に応じて、
液体中に供給されるガス活性種の種類・量を制御し、供
給方法を適当に変更したり、液体容器の大きさや形状を
変更することができる。更に請求項17記載の装置によ
れば、かかる液体内で被処理材を直接表面処理すること
ができ、請求項18記載の装置によれば、被処理材を所
望の位置で表面処理することができる。According to the surface treatment apparatus of claim 16,
The method according to claim 14 can be realized, and the size, size and shape of the material to be treated, etc. are provided by separately providing the liquid container and the gas discharge generating means and connecting them by the gas supply means. Various conditions or as required
It is possible to control the type and amount of the gas active species supplied into the liquid, appropriately change the supply method, and change the size and shape of the liquid container. Further, according to the apparatus of claim 17, the material to be processed can be directly surface-treated in the liquid, and according to the apparatus of claim 18, the material to be processed can be surface-treated at a desired position. it can.
【0035】また、請求項19に記載の液晶パネルの配
向膜形成方法によれば、基板表面に対して斜めにガス活
性種を作用させることによって、ガス流の向きに合せて
基板表面に非接触で配向膜を形成することができる。ま
た請求項20記載の方法によれば、基板表面の合成樹脂
被膜をガス流の向きに配向させることができ、請求項2
1記載の方法によれば、基板表面に有機物を重合させ
て、所望の配向膜を直接形成することができる。Further, according to the method for forming an alignment film of a liquid crystal panel of the nineteenth aspect, a gas active species is caused to act obliquely on the substrate surface so that the substrate surface is not in contact with the gas flow direction. The alignment film can be formed with. According to the method of claim 20, the synthetic resin film on the surface of the substrate can be oriented in the direction of the gas flow.
According to the method described in 1, the desired alignment film can be directly formed by polymerizing the organic substance on the surface of the substrate.
【0036】請求項22記載の液晶パネルの配向膜形成
方法によれば、大気圧下のプラズマを用いて比較的簡単
に、基板表面に有機物を重合させて合成樹脂被膜を形成
し、かつこれを非接触で所望の向きに配向させることが
できる。According to the method for forming an alignment film of a liquid crystal panel of claim 22, a synthetic resin film is formed by polymerizing an organic substance on the surface of a substrate relatively easily by using plasma under atmospheric pressure, and this is used. It can be oriented in a desired direction without contact.
【0037】[0037]
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
【0038】図1には、本発明による基板の表面処理方
法に使用するための装置が概略的に示されている。表面
処理装置1は、電源2に接続されかつ所定の間隔をもっ
て対向するように垂直に配置された一対の電極3を備え
る。前記両電極間に画定される空間4には、ガス供給装
置5から放電用のガスが供給される。両電極3のすぐ下
側には、所望の表面処理を行なうための基板6が水平に
配置されている。基板6の上面には、アルミニウムから
なる金属配線7が形成されている。FIG. 1 schematically shows an apparatus for use in the method for surface treating a substrate according to the present invention. The surface treatment apparatus 1 includes a pair of electrodes 3 which are connected to a power source 2 and are vertically arranged so as to face each other with a predetermined gap. A discharge gas is supplied from a gas supply device 5 to the space 4 defined between the electrodes. Immediately below both electrodes 3, a substrate 6 for horizontally performing a desired surface treatment is horizontally arranged. A metal wiring 7 made of aluminum is formed on the upper surface of the substrate 6.
【0039】ガス供給装置5から放電用ガスを空間4に
供給し、両電極3先端と基板6との間及びその近傍の雰
囲気を前記放電用ガスで置換する。電源2から電極3に
所定の電圧を印加すると、両電極3と基板6との間で気
体放電が発生する。この放電領域8には、プラズマによ
る前記放電用ガスの解離、電離、励起などの種々の反応
が存在する。前記放電は、基板6上面に形成されている
アルミニウムの金属配線7との間で特に強く発生する。A discharge gas is supplied from the gas supply device 5 to the space 4, and the atmosphere between the tips of both electrodes 3 and the substrate 6 and in the vicinity thereof is replaced with the discharge gas. When a predetermined voltage is applied from the power source 2 to the electrode 3, gas discharge is generated between both electrodes 3 and the substrate 6. In the discharge region 8, various reactions such as dissociation, ionization and excitation of the discharge gas due to plasma exist. The discharge is particularly strongly generated between the aluminum metal wiring 7 formed on the upper surface of the substrate 6.
【0040】本実施例では、前記放電用ガスにヘリウム
と酸素との混合ガスを使用する。これにより、放電領域
8には酸素のイオン、励起種などの活性種が生成され
る。これらの活性種に曝露されることによって金属配線
7の表面が酸化され、図2Aに示すような薄い金属酸化
物の膜9が形成される。In this embodiment, a mixed gas of helium and oxygen is used as the discharge gas. As a result, active species such as oxygen ions and excited species are generated in the discharge region 8. The surface of the metal wiring 7 is oxidized by being exposed to these active species, and a thin metal oxide film 9 as shown in FIG. 2A is formed.
【0041】一般に、ヘリウムなどの希ガスを大気圧ま
たはその近傍の圧力下で用いて高周波数の電圧を印加す
ると、気体放電を発生させ易くかつその放電が均一にな
り、曝露される被処理材に与えるダメージを少なくする
ことができる。また、放電用ガスとして、圧縮空気、窒
素と酸素との混合ガスを使用しても、同様に金属配線を
酸化処理することができる。また、ヘリウムはガス自体
が高価なため、製造コストが増大するので、放電開始時
のみヘリウムやアルゴンなどの希ガスを使用し、放電発
生後は圧縮空気などの適当な安価なガスに変更すること
もできる。Generally, when a high frequency voltage is applied using a rare gas such as helium under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity of the atmospheric pressure, gas discharge is easily generated and the discharge becomes uniform, and the exposed material to be treated is exposed. The damage done to can be reduced. Further, even if compressed air or a mixed gas of nitrogen and oxygen is used as the discharge gas, the metal wiring can be similarly oxidized. Also, since helium is expensive as a gas itself, the manufacturing cost will increase.Therefore, use a rare gas such as helium or argon only at the start of discharge, and change to an appropriate inexpensive gas such as compressed air after discharge occurs. You can also
【0042】また、温度条件については、室温での処理
も可能であり、それによって基板の素子等に熱的ダメー
ジ等の不具合を生じさせることはない。但し、当然のこ
とながら、酸化速度を上げるためだけであれば、基板を
加熱した方がよいことは言うまでもない。Regarding the temperature condition, it is possible to carry out the treatment at room temperature, which does not cause problems such as thermal damage to the elements on the substrate. However, it goes without saying that it is better to heat the substrate only to increase the oxidation rate.
【0043】このようにして、金属配線7の表面を金属
酸化膜9で被覆した基板6は、図2Bに示されるよう
に、金属配線7の上に例えばSiO2からなる絶縁膜1
0を所定の厚さに形成する。次に、絶縁膜10の上に例
えばアルミニウムの金属膜11を被着させ、従来と同様
にホトリソグラフィ技術を用いてエッチングすることに
よって、第2層の金属配線を所望の配線パターンに形成
する。本発明によれば、上述したように下層の金属配線
の表面を酸化させて金属酸化物で被覆したので、層間絶
縁膜を電気的絶縁に必要な膜厚以上に厚く形成しなくて
も、ピンホールの有無に拘らず、上層の金属配線をエッ
チングする際に下層の金属配線がエッチングされる虞は
ない。このようにして、基板6の上に2段の多層配線を
形成することができ、更に上述した工程を繰り返すこと
によって、第3層、第4層の多層配線を形成することが
できる。In this way, the substrate 6 in which the surface of the metal wiring 7 is covered with the metal oxide film 9 has the insulating film 1 made of, for example, SiO 2 on the metal wiring 7 as shown in FIG. 2B.
0 is formed to a predetermined thickness. Next, a metal film 11 made of, for example, aluminum is deposited on the insulating film 10 and is etched by using the photolithography technique as in the conventional case to form the second-layer metal wiring in a desired wiring pattern. According to the present invention, since the surface of the lower metal wiring is oxidized and covered with the metal oxide as described above, even if the interlayer insulating film is not formed thicker than necessary for electrical insulation, the pin Regardless of the presence or absence of holes, there is no risk of etching the lower metal wiring when etching the upper metal wiring. In this way, two-tiered multilayer wiring can be formed on the substrate 6, and by repeating the above steps, the third-layer and fourth-layer multilayer wiring can be formed.
【0044】本実施例では、基板6上に形成される金属
配線7をアルミニウムとしたが、銅などの他の金属また
はITOなどからなる配線についても、同様に適用する
ことができる。また、本実施例のような多層構造の配線
でなくても、基板表面に露出する金属配線や電極を上述
したように表面処理することによって、耐食性を与える
ことができるので、汚染などに対しても信頼性が向上
し、また寿命を長くすることができる。In the present embodiment, the metal wiring 7 formed on the substrate 6 is made of aluminum, but the same can be applied to wiring made of other metal such as copper or ITO. Further, even if the wiring has a multilayer structure as in the present embodiment, it is possible to provide corrosion resistance by surface-treating the metal wiring and electrodes exposed on the substrate surface as described above, so that it is possible to prevent contamination and the like. Also has improved reliability and a longer life.
【0045】図3には、本発明による基板の表面処理方
法を適用するためのガラス基板12が示されている。ガ
ラス基板12は、液晶表示装置に使用するためのもので
あり、その表面には例えばITOからなる多数の透明電
極13が形成されている。この実施例では、上述した実
施例と同様に図1に示す表面処理装置を使用し、放電用
ガスとして少なくとも水素または有機物を含むガスを供
給して、電極3とガラス基板12との間で気体放電を発
生させる。このようにしてプラズマを作ることにより、
放電用ガスが水素を含む場合には、水素のイオン、励起
種などの活性種が生成され、有機物を含むガスの場合に
は、該有機物が解離、電離、励起して生成する有機物、
炭素、水素のイオン励起種などの活性種が生成される。
これらの活性種を、例えばガラス基板12の上にマスク
などの手段を配置することによって、表示領域14以外
の透明電極13の部分にのみ曝露させる。FIG. 3 shows a glass substrate 12 for applying the substrate surface treatment method according to the present invention. The glass substrate 12 is used for a liquid crystal display device, and a large number of transparent electrodes 13 made of, for example, ITO are formed on the surface thereof. In this embodiment, the surface treatment apparatus shown in FIG. 1 is used in the same manner as in the above-described embodiment, a gas containing at least hydrogen or an organic substance is supplied as a discharge gas, and a gas is supplied between the electrode 3 and the glass substrate 12. Generate a discharge. By making plasma in this way,
When the discharge gas contains hydrogen, hydrogen ions, active species such as excited species are generated, and in the case of a gas containing organic matter, the organic matter is dissociated, ionized, and organic matter generated by excitation,
Active species such as ion-excited species of carbon and hydrogen are generated.
These active species are exposed only to the portion of the transparent electrode 13 other than the display region 14 by disposing a means such as a mask on the glass substrate 12, for example.
【0046】上述したように、透明電極13は、ITO
などの金属の酸化物で形成されているので、前記活性種
の作用により還元されて金属化する。これにより、透明
電極13の電気的抵抗を小さくすることができる。従っ
て、従来のように膜厚を必要以上に厚く形成しなくて
も、液晶表示装置に使用するために良好な透明度を維持
しつつ、電極として必要な電気的性能を確保することが
できる。As described above, the transparent electrode 13 is made of ITO.
Since it is formed of an oxide of a metal such as, it is reduced and metallized by the action of the active species. Thereby, the electric resistance of the transparent electrode 13 can be reduced. Therefore, it is possible to secure the electrical performance required as an electrode while maintaining good transparency for use in a liquid crystal display device without forming a film thicker than necessary as in the conventional case.
【0047】また、活性種を生成するための前記有機物
は、必ずしも放電用ガスに含ませる必要がない。別の実
施例では、ガラス基板12の表面に予め塗布しておくこ
とができる。この場合には、電極3とガラス基板12と
の間の放電領域において、プラズマによりガスが解離、
電離、励起してエネルギー状態が高くなるので、塗布さ
れた前記有機物が、一部は蒸発しかつ放電に晒されて解
離、電離、励起し、上述したと同様に活性種を生成す
る。また、前記有機物の他の一部は、エネルギー状態の
高い前記ガスの活性種からエネルギーを受け取り、それ
により解離、電離、励起して同様に有機物、炭素、水素
のイオン、励起種などの活性種となる。これにより、放
電用ガスに有機物を含ませた場合と同様の還元作用が得
られる。更に別の実施例では、別個のガス供給手段を用
いて有機物を気化させた状態で放電領域に供給すること
もできる。この場合にも、上述したと同様の作用効果が
得られる。The organic substance for generating active species does not necessarily have to be included in the discharge gas. In another embodiment, the surface of the glass substrate 12 can be pre-applied. In this case, the gas is dissociated by the plasma in the discharge region between the electrode 3 and the glass substrate 12,
Since the energy state becomes high due to ionization and excitation, a part of the applied organic substance is evaporated and exposed to discharge to dissociate, ionize, and excite, and generate active species in the same manner as described above. Further, other part of the organic matter receives energy from the active species of the gas having a high energy state, and thereby dissociates, ionizes, and excites to similarly generate active species such as organic matter, carbon and hydrogen ions, and excited species. Becomes As a result, the same reducing action as when the discharge gas contains an organic substance can be obtained. In still another embodiment, a separate gas supply means may be used to supply the vaporized organic material to the discharge region. In this case as well, the same operational effects as described above can be obtained.
【0048】放電用ガスが有機物を含む場合には、該有
機物が重合して、被処理材の表面に高分子の薄膜を形成
する場合がある。このような高分子薄膜の形成が好まし
くない場合には、低分子の有機物を含むガスを使用する
か、または放電用ガスに水分を含ませると好都合であ
る。When the discharge gas contains an organic substance, the organic substance may be polymerized to form a polymer thin film on the surface of the material to be treated. When the formation of such a polymer thin film is not preferable, it is convenient to use a gas containing a low molecular weight organic substance or to include water in the discharge gas.
【0049】図4乃至図6には、このように放電用ガス
に水分または低分子の有機物を含ませるための具体的な
構成が示されている。図4に示す実施例では、ガス供給
装置5から表面処理装置1に放電用ガスを供給する管路
15の途中にバイパスを設けて分岐し、前記放電用ガス
の一部をバルブ16で調節してタンク17内に送り込
む。タンク17内には、水(好適には純水)または液状
の有機物18が貯溜されており、ヒータ19によって水
蒸気または前記有機物の気化ガスを発生させ易くしてい
る。タンク17内に導入された前記放電用ガスは、水蒸
気または有機物18の気化ガスを含んで管路15に戻さ
れ、ガス供給装置5から直接送給される前記放電ガスと
混合して、表面処理装置1に供給される。放電用ガスに
混合される水蒸気または有機物の量は、バルブ16の回
路及びヒータ19を調節することによって調整される。FIG. 4 to FIG. 6 show a specific structure for allowing the discharge gas to contain water or a low-molecular organic material in this way. In the embodiment shown in FIG. 4, a bypass is provided in the middle of a pipe line 15 for supplying the discharge gas from the gas supply device 5 to the surface treatment apparatus 1, and a branch is made, and a part of the discharge gas is adjusted by a valve 16. And send it into the tank 17. Water (preferably pure water) or liquid organic matter 18 is stored in the tank 17, and the heater 19 facilitates generation of water vapor or vaporized gas of the organic matter. The discharge gas introduced into the tank 17 is returned to the conduit 15 containing water vapor or vaporized gas of the organic substance 18 and mixed with the discharge gas directly fed from the gas supply device 5 for surface treatment. It is supplied to the device 1. The amount of water vapor or organic matter mixed with the discharge gas is adjusted by adjusting the circuit of the valve 16 and the heater 19.
【0050】図5に示される実施例では、ガス供給装置
5から表面処理装置1に接続された管路15の途中に噴
霧装置20が設けられ、これにタンク17から水または
液状有機物18が供給されて、霧化した状態でガス供給
装置5から送られる放電用ガスに添加される。この場合
にも、タンク17内に図4と同様のヒータを設けて加熱
することにより、水及び液状有機物の微粒化を促進する
ことができる。In the embodiment shown in FIG. 5, a spraying device 20 is provided in the middle of a pipe line 15 connected to the surface treatment device 1 from the gas supply device 5, to which water or a liquid organic substance 18 is supplied from a tank 17. The gas is atomized and added to the discharge gas sent from the gas supply device 5. Also in this case, by providing a heater similar to that shown in FIG. 4 in the tank 17 for heating, atomization of water and liquid organic matter can be promoted.
【0051】図6に示す実施例では、タンク17内に貯
溜される水または液状有機物18をヒータ19によって
加熱して、水蒸気または前記液状有機物の気化ガスを発
生させ、ガス供給装置5から供給される放電ガスとは別
個の管路21によって、表面処理装置1又は放電領域8
に直接供給する。管路21はガス供給装置5と表面処理
装置1とを接続する管路15の途中に接続することがで
き、水蒸気または有機物の気化ガスを放電ガスに混合し
て放電領域に供給することもできる。In the embodiment shown in FIG. 6, the water or the liquid organic substance 18 stored in the tank 17 is heated by the heater 19 to generate steam or vaporized gas of the liquid organic substance, which is supplied from the gas supply device 5. The surface treatment apparatus 1 or the discharge area 8 is provided by a conduit 21 separate from the discharge gas.
Supply directly to. The pipe line 21 can be connected in the middle of the pipe line 15 connecting the gas supply device 5 and the surface treatment device 1, and the vaporized gas of water vapor or organic matter can be mixed with the discharge gas and supplied to the discharge region. .
【0052】本発明の表面処理方法を用いて被処理材を
還元した場合の効果について実験を行なったところ、以
下のような結果が得られた。放電用ガスは、ヘリウムの
み、ヘリウムとプロパンとの混合ガス、ヘリウムと酸素
との混合ガス、及びヘリウムと水素との混合ガスの4種
類を使用した。放電用ガスに加える水蒸気又は有機物に
ついては、デカン(C10H22)を加える場合、デカンと
水とを加える場合、及び何も加えない場合の3通りと行
った。気体放電を発生させるための電源電圧は200W
とした。また、ヘリウムの流量は毎分20リットルとし
た。この実験により得られた結果を以下の表1に示す。An experiment was conducted on the effect of reducing the material to be treated using the surface treatment method of the present invention, and the following results were obtained. As the discharge gas, four kinds of gas were used: only helium, a mixed gas of helium and propane, a mixed gas of helium and oxygen, and a mixed gas of helium and hydrogen. Regarding the water vapor or the organic substance added to the discharge gas, the decane (C 10 H 22 ) was added, decane and water were added, and nothing was added. Power supply voltage for generating gas discharge is 200W
And The flow rate of helium was 20 liters per minute. The results obtained from this experiment are shown in Table 1 below.
【0053】[0053]
【表1】
表1において、液体の流量は、その液体を気化させた場
合のガスとしての流量を示している。また、気体放電に
際して少なくとも水素または有機物がガスまたは液体と
して供給されるようになっている。一般に還元を行なう
場合には、被処理材の表面に重合物が形成されないこと
が好ましい。この表1から判るように、放電用ガスに酸
素を混合すると、重合を抑制することができるが、還元
性も小さくなる。また、水分を加えることによって、還
元性に影響を与えることなく、重合を抑制できることが
判る。[Table 1] In Table 1, the flow rate of the liquid indicates the flow rate as a gas when the liquid is vaporized. At the time of gas discharge, at least hydrogen or organic substances are supplied as gas or liquid. Generally, when reduction is performed, it is preferable that no polymer is formed on the surface of the material to be treated. As can be seen from Table 1, when oxygen is mixed with the discharge gas, the polymerization can be suppressed, but the reducing property also becomes small. Further, it is understood that the addition of water can suppress the polymerization without affecting the reducibility.
【0054】図7には、本発明による方法に使用される
表面処理装置の別の実施例が示されている。この表面処
理装置22は、電源23に接続された棒状の電極24
が、下向きに開放された箱形をなす金属カバー25の中
心に、絶縁取付具26によって電気的に浮いた状態で垂
直に保持されている。金属カバー25は、接地されると
共に、その内部に電極24を完全に収容し、かつその下
端部27が、電極24の先端近傍まで延長して、その下
方に開口28を画定している。この下端部27が電極2
4の対電極となる。金属カバー25内部は、放電用ガス
を供給するガス供給装置29に連通している。開口28
には、金属メッシュ30が配設され、かつその下方に表
面処理しようとする基板の被処理材が配置される。FIG. 7 shows another embodiment of the surface treatment apparatus used in the method according to the invention. The surface treatment device 22 includes a rod-shaped electrode 24 connected to a power source 23.
Is vertically held in an electrically floating state by an insulating fixture 26 at the center of a box-shaped metal cover 25 opened downward. The metal cover 25 is grounded, completely houses the electrode 24 therein, and has a lower end 27 extending to the vicinity of the tip of the electrode 24 and defining an opening 28 therebelow. This lower end 27 is the electrode 2
4 counter electrodes. The inside of the metal cover 25 communicates with a gas supply device 29 that supplies a discharge gas. Opening 28
Is provided with a metal mesh 30, and a material to be processed of a substrate to be surface-treated is arranged below the metal mesh 30.
【0055】ガス供給装置29から所定の放電用ガスを
供給し、金属カバー25内部を前記放電用ガスで置換す
る。電源23から電極24に電圧を印加すると、電極2
4の先端と金属カバー下端部27との間で気体放電が生
じる。ガス供給装置29から金属カバー25内には連続
的に放電用ガスが供給されているので、放電領域31に
生成されたガス活性種は、前記放電用ガスと共に反応性
ガス流32となって開口28から下方へ噴出される。こ
の反応性ガス流に含まれる前記ガス活性種によって、前
記基板が表面処理される。このとき、反応性ガス流32
は、前記放電により発生したイオンが金属メッシュ30
によりトラップされてニュートライズされるので、表面
処理される前記基板に与えるダメージをより少なくする
ことができる。A predetermined discharge gas is supplied from the gas supply device 29 to replace the inside of the metal cover 25 with the discharge gas. When a voltage is applied from the power source 23 to the electrode 24, the electrode 2
A gas discharge occurs between the tip of 4 and the lower end 27 of the metal cover. Since the discharge gas is continuously supplied from the gas supply device 29 into the metal cover 25, the gas active species generated in the discharge region 31 become the reactive gas flow 32 together with the discharge gas and are opened. It is jetted downward from 28. The substrate is surface-treated by the gas activated species contained in the reactive gas flow. At this time, the reactive gas stream 32
The ions generated by the discharge are the metal mesh 30.
Since it is trapped and neutriated by, it is possible to further reduce the damage given to the surface-treated substrate.
【0056】また、別の実施例では、金属カバー25の
下端開口28に例えばフレキシブルチューブなどの管路
を接続し、その先端に設けたノズルから反応性ガス流を
噴出させることができる。表面処理しようとする前記基
板は、表面処理装置22本体とは別個の位置に配置さ
れ、前記管路を介して前記反応性ガス流に曝露される。
これにより、被処理材である基板の形状や寸法などの処
理条件に応じて、ガス流の流量やノズルの形状等を変え
て処理を行なうことができるので、必要に応じた処理能
力の調整が可能であり、また作業性を向上させることが
できる。In another embodiment, a conduit such as a flexible tube can be connected to the lower end opening 28 of the metal cover 25, and a reactive gas flow can be ejected from a nozzle provided at the tip of the conduit. The substrate to be surface-treated is arranged at a position separate from the main body of the surface treatment apparatus 22 and exposed to the reactive gas flow through the conduit.
As a result, it is possible to perform processing by changing the flow rate of the gas flow, the shape of the nozzle, etc., according to the processing conditions such as the shape and dimensions of the substrate to be processed, so that the processing capacity can be adjusted as necessary. It is possible and workability can be improved.
【0057】図8には、本発明による表面処理方法の別
の実施例に使用するための表面処理装置が示されてい
る。この表面処理装置33は、電源34に接続されかつ
水平に配置された平板状の電極35を有する。電極35
の下側には、所定の液体36を貯溜する容器37が配置
され、かつ放電用ガスを供給するためのガス供給装置3
8が、そのガス噴出口39を電極35と液体36の液面
との間に画定される狭い空間に向けて配置されている。
容器37の底部には、電極35の対電極となる接地され
た金属板40が、電極35に対応する位置に平行に配設
されている。表面処理される被処理材41は、液体36
中に浸漬して容器37の底に、金属板40に対応する位
置に載置される。FIG. 8 shows a surface treatment apparatus for use in another embodiment of the surface treatment method according to the present invention. The surface treatment device 33 has a flat plate-shaped electrode 35 connected to a power source 34 and arranged horizontally. Electrode 35
A container 37 for storing a predetermined liquid 36 is arranged on the lower side, and a gas supply device 3 for supplying a discharge gas is provided.
8 is arranged so that the gas ejection port 39 faces the narrow space defined between the electrode 35 and the liquid surface of the liquid 36.
At the bottom of the container 37, a grounded metal plate 40 that serves as a counter electrode of the electrode 35 is arranged in parallel at a position corresponding to the electrode 35. The material 41 to be surface-treated is the liquid 36.
It is dipped in and placed on the bottom of the container 37 at a position corresponding to the metal plate 40.
【0058】上述した各実施例の場合と同様に、ガス供
給装置38のガス噴出口39から所定の放電用ガスを噴
出させて、電極35と液体36の液面間の前記空間を前
記放電用ガスで置換する。次に電源34から電極35に
電圧を印加すると、電極35と前記液面との間で気体放
電が発生する。この放電領域42には、プラズマによる
前記放電用ガスの活性種が生成され、該活性種が液体3
6中に混入して、被処理材41を表面処理する。As in each of the above-described embodiments, a predetermined discharge gas is jetted from the gas jet port 39 of the gas supply device 38 to discharge the space between the liquid surface of the electrode 35 and the liquid 36 for the discharge. Replace with gas. Next, when a voltage is applied from the power source 34 to the electrode 35, gas discharge is generated between the electrode 35 and the liquid surface. In the discharge region 42, active species of the discharge gas are generated by the plasma, and the active species generate the liquid 3.
6 is mixed into 6 and the material 41 to be processed is surface-treated.
【0059】放電用ガスとして酸素を含むガス、例えば
ヘリウムと酸素との混合ガスを用いた場合には、前記気
体放電により放電領域42には酸素ラジカル、オゾンな
どの活性種が生成される。液体36が水、好適には純水
の場合には、その中に前記オゾンが混入することによっ
て液体36がオゾン水となり、被処理材41に対して過
酸化水素水と同様の酸化分解力を発揮する。これに対
し、実際に過酸化水素水を用いてウェット法により表面
処理した場合には、過酸化水素水自体が高価なために処
理コストが高くなり、しかも人体にとって有害であるた
め、取扱いに注意を要し、作業が面倒で複雑化する。本
発明によれば、低コストで十分に高い酸化処理能力を得
ることができ、かつ取扱いが簡単で作業性が向上する。When a gas containing oxygen, for example, a mixed gas of helium and oxygen is used as a discharge gas, active species such as oxygen radicals and ozone are generated in the discharge region 42 by the gas discharge. When the liquid 36 is water, preferably pure water, the ozone is mixed into the liquid 36 to turn it into ozone water, and the material 41 to be treated has an oxidative decomposition power similar to that of hydrogen peroxide water. Demonstrate. On the other hand, when the surface treatment is actually performed using a hydrogen peroxide solution by the wet method, the treatment cost is high because the hydrogen peroxide solution itself is expensive, and it is harmful to the human body. Work is complicated and complicated. According to the present invention, a sufficiently high oxidation treatment capacity can be obtained at low cost, and handling is easy and workability is improved.
【0060】別の実施例では、放電用ガスとして、CF
4、C2F6、SF6などのフッ素化合物を含むガスを使用
することができる。この場合には、前記気体放電によっ
てフッ素のイオン、励起種などの活性種が生成される。
液体36に水を用いると、前記フッ素イオンが水に混入
して液体36がフッ化水素(HF)水になるので、被処
理材41の表面をエッチングすることができる。これ
は、例えばシリコンウエハのウェットエッチングにおい
て、その表面から酸化膜を除去するために使用すること
ができる。In another embodiment, CF is used as the discharge gas.
Gases containing fluorine compounds such as 4 , C 2 F 6 and SF 6 can be used. In this case, the gas discharge produces active species such as fluorine ions and excited species.
When water is used as the liquid 36, the fluorine ions are mixed in the water and the liquid 36 becomes hydrogen fluoride (HF) water, so that the surface of the material 41 to be processed can be etched. It can be used, for example, in wet etching of silicon wafers to remove oxide from its surface.
【0061】また、放電用ガスとして窒素を含むガス、
例えば窒素の単体ガス、窒素とヘリウムとの混合ガス、
圧縮空気などを使用することができる。液体36を硫酸
とした場合には、前記気体放電により窒素のイオン、励
起種などの活性種が発生し、この窒素イオンが硫酸に混
入して硫酸過水アンモニウムに変化させる。これによ
り、液体36はアンモニア過水液と同等の洗浄能力が得
られ、被処理材41の表面に付着している有機物等を除
去することができる。特に、この方法は、基板などに形
成されたレジストをアッシング後にウェットエッチング
する場合に適用すると効果的である。A gas containing nitrogen as a discharge gas,
For example, a single gas of nitrogen, a mixed gas of nitrogen and helium,
Compressed air or the like can be used. When the liquid 36 is sulfuric acid, nitrogen gas, active species such as excited species are generated by the gas discharge, and the nitrogen ions are mixed into sulfuric acid to be converted to ammonium perhydrogen sulfate. As a result, the liquid 36 has the same cleaning ability as that of the ammonia-hydrogen peroxide mixture, and the organic substances and the like adhering to the surface of the material 41 to be processed can be removed. In particular, this method is effective when applied to wet etching of a resist formed on a substrate or the like after ashing.
【0062】本実施例の表面処理方法によれば、上述し
たように放電用ガスと液体36とを適当に選択して組み
合わせることによって、酸化・エッチング・洗浄等の様
々な表面処理を、安価にかつ簡単に行うことができる。
そして、被処理材を浸漬する前記液体の清浄度を一定の
高いレベルに維持することによって、表面処理により発
生する物質の汚染から被処理材を保護することができ
る。このような表面処理装置の変形実施例が図9に示さ
れている。According to the surface treatment method of this embodiment, various surface treatments such as oxidation, etching and cleaning can be inexpensively performed by appropriately selecting and combining the discharge gas and the liquid 36 as described above. And it can be done easily.
Then, by maintaining the cleanliness of the liquid in which the material to be treated is immersed at a constant high level, the material to be treated can be protected from contamination of substances generated by the surface treatment. A modified embodiment of such a surface treatment apparatus is shown in FIG.
【0063】図9の実施例では、液体36を貯溜する容
器37の両端に、それぞれ該液体の注入口43と排出口
44とが設けられ、これらを接続する循環管路45の途
中に純水再生装置46が設けられている。容器37内の
液体36は、排出口44から循環管路45を介して純水
再生装置46に送られ、被処理材41の表面処理などに
より生じる不純物イオンやダストを除去した後、注入口
43から容器37内に戻される。従って、容器37内の
液体36を常に高い清浄度に保持することができ、汚染
の虞が解消されるだけでなく、表面処理作業の途中で液
体36を取り替える必要がなく、作業性及び生産性が向
上する。純水再生装置46は、従来使用されている公知
の手段であり、活性炭、イオン交換樹脂、各種フィルタ
等からなり、これらを適宜選択して、又は組み合わせて
構成される。また、液体36が純水以外の場合には、そ
の液体の種類に対応したフィルタリング手段として構成
されかつ使用される。In the embodiment shown in FIG. 9, an inlet 43 and an outlet 44 for the liquid are respectively provided at both ends of a container 37 for storing the liquid 36, and pure water is provided in the middle of a circulation pipe 45 connecting these. A playback device 46 is provided. The liquid 36 in the container 37 is sent from the outlet 44 to the pure water regenerator 46 via the circulation pipe 45, and after removing the impurity ions and dust generated by the surface treatment of the material 41 to be treated, the inlet 43. Is returned to the container 37. Therefore, the liquid 36 in the container 37 can always be maintained at a high degree of cleanliness, the risk of contamination is eliminated, and there is no need to replace the liquid 36 during the surface treatment work, which improves workability and productivity. Is improved. The pure water regenerator 46 is a known means that has been conventionally used, and is composed of activated carbon, ion exchange resin, various filters, etc., and these are appropriately selected or combined. When the liquid 36 is other than pure water, it is constructed and used as a filtering means corresponding to the type of the liquid.
【0064】図10には、同様に液体中で被処理材を表
面処理するための表面処理装置の別の実施例が示されて
いる。本実施例の表面処理装置47は、電源48に接続
された電極49と、その対電極である接地された電極5
0とが、ケーシング51内に一定の間隔をもって対向さ
せて配置されている。ケーシング51は、その一端にお
いて放電用ガスを供給するガス供給装置52に接続さ
れ、かつ他端において、液体53を貯溜する容器54内
の底部に配置された多孔板からなるノズル55に接続さ
れている。例えば基板である被処理材56は、容器54
の液体53中に浸漬して、ノズル55の上方に配置され
る。本実施例では、図示されるように、容器54の大き
さに対応して、多数の被処理材56が液体53中に垂直
に並列に配置されている。FIG. 10 shows another embodiment of the surface treatment apparatus for similarly treating the surface of the material to be treated in the liquid. The surface treatment apparatus 47 of this embodiment includes an electrode 49 connected to a power source 48 and a grounded electrode 5 which is a counter electrode thereof.
0 and 0 are arranged in the casing 51 so as to face each other at a constant interval. The casing 51 is connected at one end thereof to a gas supply device 52 for supplying a discharge gas, and at the other end thereof to a nozzle 55 composed of a perforated plate arranged at the bottom of a container 54 for storing the liquid 53. There is. For example, the material 56 to be processed, which is a substrate, is stored in the container 54.
It is immersed in the liquid 53, and is arranged above the nozzle 55. In the present embodiment, as shown in the figure, a large number of materials 56 to be processed are arranged vertically in parallel in the liquid 53 in accordance with the size of the container 54.
【0065】ガス供給装置52からケーシング51内に
放電用ガスを供給し、両電極49、50間の空間を前記
放電用ガスで置換する。電源48から電極49に電圧を
印加すると、前記両電極間の空間に気体放電が発生す
る。この放電領域57において生成される前記放電用ガ
スの活性種は、ガス供給装置52から放電用ガスが連続
的に供給されることによって、反応性ガス流としてノズ
ル55に送給され、液体53中に泡状となって噴出す
る。ノズル55を容器54の底部に配置することによ
り、前記反応性ガスの気泡が液体53を攪拌する作用を
果たし、その結果液体53は前記ガス活性種がより均一
に混入して、全体的に一様に表面処理することができ
る。また、前記反応性ガスの液体53への溶解効率を増
すためには、ノズル55を構成する多孔板の穴径を細か
くすればする程好都合である。A discharge gas is supplied from the gas supply device 52 into the casing 51, and the space between the electrodes 49 and 50 is replaced with the discharge gas. When a voltage is applied from the power source 48 to the electrode 49, gas discharge is generated in the space between the electrodes. The active species of the discharge gas generated in the discharge region 57 are sent to the nozzle 55 as a reactive gas flow by the continuous supply of the discharge gas from the gas supply device 52, and the active species in the liquid 53. It spouts into bubbles. By arranging the nozzle 55 at the bottom of the container 54, the bubbles of the reactive gas act to stir the liquid 53, and as a result, the liquid 53 is more uniformly mixed with the gas active species, so that the liquid 53 is totally mixed. Can be surface-treated. Further, in order to increase the dissolution efficiency of the reactive gas in the liquid 53, it is more convenient to make the hole diameter of the perforated plate forming the nozzle 55 smaller.
【0066】これにより、図8及び図9の実施例と同様
に、放電用ガスの種類、及び液体53に応じて被処理材
56を酸化、エッチング、洗浄などの表面処理をするこ
とができる。しかも本実施例では、容器54とガス活性
種を生成させる放電部とを別個に離隔して設け、かつ適
当な管路を介して接続するように構成したので、処理条
件に応じて容器の大きさや放電用ガスの供給量等を調整
することによって、一度に多数の被処理材、又は様々な
形状寸法・大きさの被処理材を表面処理することができ
る。As a result, similar to the embodiment shown in FIGS. 8 and 9, the material 56 to be processed can be subjected to surface treatment such as oxidation, etching and cleaning depending on the type of discharge gas and the liquid 53. Moreover, in this embodiment, since the container 54 and the discharge part for generating the gas active species are separately provided and connected to each other through an appropriate conduit, the size of the container can be changed according to the processing conditions. By adjusting the supply amount of the sheath gas and the like, it is possible to surface-treat many materials to be processed or materials having various shapes and sizes at one time.
【0067】図11及び図12には、図8及び図9の実
施例の変形例がそれぞれ示されている。これらの変形実
施例では、被処理材41が容器37の外に配置されてい
る。図8及び図9の実施例と同様に、電極35と液体3
6表面との間で発生させた気体放電により、ガス供給装
置38から供給される放電用ガスの励起活性種を生成
し、これを混入させた液体36を被処理材41に向けて
配給し、栓58で流量を制御しながら被処理材表面に流
す。本発明によれば、液体36及び前記放電用ガスの種
類を適当に組み合わせることによって、同様に被処理材
41に酸化、エッチング、アッシング等の様々な表面処
理を行うことができる。11 and 12 show modified examples of the embodiments of FIGS. 8 and 9, respectively. In these modified examples, the material 41 to be processed is arranged outside the container 37. Similar to the embodiment of FIGS. 8 and 9, the electrode 35 and the liquid 3
By the gas discharge generated between the six surfaces, the excited active species of the discharge gas supplied from the gas supply device 38 is generated, and the liquid 36 mixed with this is distributed toward the material 41 to be treated, It flows on the surface of the material to be processed while controlling the flow rate with the stopper 58. According to the present invention, by appropriately combining the types of the liquid 36 and the discharge gas, it is possible to similarly perform various surface treatments such as oxidation, etching and ashing on the material 41 to be treated.
【0068】特に図12の実施例では、図9の実施例と
同様に、液体36を純水再生装置46で再生処理しなが
ら容器37に循環させ、かつ前記励起活性種を混入させ
た液体36を容器37から被処理材41に配給する。ま
た、これらの変形例では、容器37に純水を連続的に供
給しまたは循環させて被処理材41を表面処理しなが
ら、その途中で栓58を閉じ、かつガス供給装置38か
ら供給する放電用ガスの種類を変更して液体36の性質
を変化させた後、栓58を再度開けることによって、被
処理材41に異なる表面処理を連続的に行うことができ
る。In particular, in the embodiment of FIG. 12, as in the embodiment of FIG. 9, the liquid 36 is circulated in the container 37 while being regenerated by the pure water regenerator 46 and mixed with the excited active species. Is distributed from the container 37 to the material 41 to be processed. Further, in these modified examples, while the pure water is continuously supplied or circulated to the container 37 to perform the surface treatment of the material 41 to be processed, the plug 58 is closed in the middle of the treatment, and the discharge is supplied from the gas supply device 38. After changing the type of the working gas to change the property of the liquid 36, the surface of the material 41 to be processed can be continuously subjected to different surface treatments by opening the plug 58 again.
【0069】このように図11及び図12の変形実施例
によれば、気体放電を発生させる容器37の外に被処理
材41を配置するので、その大きさや寸法・形状に対応
して容器37を変更する必要がなく、装置全体を小型化
することができる。更に、その処理能力を要求される処
理の規模に応じて容易に制御することができ、必要に応
じて枚葉処理及びバッチ処理が可能であり、コストの低
減化を図ることができる。As described above, according to the modified embodiments of FIGS. 11 and 12, since the material 41 to be treated is arranged outside the container 37 for generating the gas discharge, the container 37 can be arranged in accordance with its size, size and shape. Therefore, the entire device can be miniaturized. Furthermore, the processing capacity can be easily controlled according to the scale of the required processing, single-wafer processing and batch processing can be performed as necessary, and cost reduction can be achieved.
【0070】また図13には、本発明による表面処理方
法の別の実施例が示されている。本実施例では、液晶パ
ネル用ガラス、ウエハ基板等の比較的大型の被処理材4
1が洗浄槽59内に配置され、その中に連続的に供給さ
れる純水を用いて洗浄処理される。洗浄槽59から排出
した使用後の純水は、容器37に送られる。使用後の純
水中には、被処理材41から除去された有機物等が含ま
れ、容器37の液面に浮遊している。容器37の上方に
は、図11、図12の実施例と同様に、電源34に接続
された電極35が液面との間に僅かな間隙をもって配置
され、かつ容器37の底部に接地された電極40が配設
されている。FIG. 13 shows another embodiment of the surface treatment method according to the present invention. In this embodiment, a relatively large material to be processed 4 such as a glass for liquid crystal panel or a wafer substrate is used.
1 is placed in the cleaning tank 59, and is subjected to cleaning treatment using pure water continuously supplied therein. The used pure water discharged from the cleaning tank 59 is sent to the container 37. The pure water after use contains organic substances and the like removed from the material 41 to be treated and floats on the liquid surface of the container 37. Similar to the embodiment of FIGS. 11 and 12, an electrode 35 connected to a power source 34 is arranged above the container 37 with a slight gap between the electrode 35 and the liquid surface, and is grounded to the bottom of the container 37. The electrode 40 is provided.
【0071】電極35と液体36表面との間にガス供給
装置38から放電用ガスを供給しつつ気体放電を発生さ
せ、これにより生成されるガス活性種を用いて液体36
表面を処理する。前記放電用ガスに圧縮空気、酸素とヘ
リウムまたは窒素との混合ガスを用いることによって、
容器37の液面に浮遊する前記有機物をアッシングして
除去する。このように清浄化した純水は、洗浄槽59に
送られて被処理材41の洗浄に再使用される。Gas discharge is generated between the electrode 35 and the surface of the liquid 36 by supplying the discharge gas from the gas supply device 38, and the gas 36 is generated by using the gas active species generated thereby.
Treat the surface. By using compressed air as the discharge gas, a mixed gas of oxygen and helium or nitrogen,
The organic substances floating on the liquid surface of the container 37 are removed by ashing. The purified water thus purified is sent to the cleaning tank 59 and reused for cleaning the material 41 to be processed.
【0072】このように本発明によれば、被処理材41
をその大きさ、形状、寸法に拘わらず、所望の位置に固
定した状態で、純水を循環させつつ清浄化することによ
って連続的に洗浄することができるので、特に最近の液
晶パネル用ガラス基板、ウエハの大型化に容易に対応す
ることができ、かつ枚葉処理及びバッチ処理が可能であ
る。また本発明によれば、純水以外の液体を用いて洗浄
等の処理をする場合にも、使用後の液体を同様にアッシ
ング処理を行うことによって、その清浄度を容易に回復
し、再使用することができる。As described above, according to the present invention, the material 41 to be treated is
Irrespective of its size, shape and size, it can be continuously washed by cleaning while circulating pure water while being fixed at a desired position. Therefore, it is possible to easily cope with an increase in the size of the wafer, and it is possible to perform the single-wafer processing and the batch processing. Further, according to the present invention, even when a treatment such as cleaning is performed using a liquid other than pure water, the cleanliness of the used liquid is easily restored by reuse of the ashing treatment, and reused. can do.
【0073】図14には、本発明による表面処理方法を
適用した液晶表示装置の配向膜形成方法が記載されてい
る。TFT、MIM(Metal Insulator Metal)、IT
O等の素子や電極パターン、またはカラーフィルタ等を
形成した液晶パネルの対向基板60の上面には、有機高
分子樹脂などの合成樹脂被膜61が塗布されている。基
板60の上方に、本発明の大気圧下でのプラズマによる
表面処理方法を適用した配向処理装置62が配置され
る。この配向処理装置は、電源63に接続された電極6
4と、その対電極として接地された電極65とを有す
る。電源側の電極64は、その全体がガラスまたはセラ
ミック等の絶縁体66によって被覆されている。絶縁体
66によって被覆された電極64と電極65とは、一定
の間隔をもって対向し、かつ図示されるように基板60
及び合成樹脂被膜61の表面に対してある角度aをもっ
て傾斜するように配置されている。角度aは、0度<a
<90度の範囲内で適当に設定される。両電極64、6
5間に画定される空間は、放電用ガスを供給するガス供
給装置67に接続されている。FIG. 14 shows a method for forming an alignment film for a liquid crystal display device to which the surface treatment method according to the present invention is applied. TFT, MIM (Metal Insulator Metal), IT
A synthetic resin coating 61 such as an organic polymer resin is applied to the upper surface of a counter substrate 60 of a liquid crystal panel on which elements such as O, an electrode pattern, or a color filter are formed. An alignment treatment device 62 to which the surface treatment method using plasma under atmospheric pressure of the present invention is applied is arranged above the substrate 60. This alignment treatment device is provided with an electrode 6 connected to a power source 63.
4 and a grounded electrode 65 as its counter electrode. The electrode 64 on the power source side is entirely covered with an insulator 66 such as glass or ceramic. The electrode 64 and the electrode 65 covered by the insulator 66 face each other with a constant gap and, as shown in the drawing, the substrate 60.
And, it is arranged so as to be inclined at a certain angle a with respect to the surface of the synthetic resin coating 61. The angle a is 0 degree <a
It is set appropriately within the range of <90 degrees. Both electrodes 64, 6
The space defined between 5 is connected to a gas supply device 67 that supplies a discharge gas.
【0074】ガス供給装置67から両電極64、65間
の前記空間に放電用ガスを供給しつつ、電源63から電
極64に電圧を印加すると、大気圧又はその近傍圧下の
前記空間内で気体放電が発生する。この気体放電は、前
記放電用ガスに活性種を生成させるものであれば、グロ
ー放電、コロナ放電、アーク放電等いずれの放電であっ
てもよい。電極64が絶縁体66で被覆されていること
によって、前記両電極間における放電状態を均一にする
ことができる。このとき、電源側の電極64ではなく接
地側の電極65を絶縁体で被覆しても良く、また両電極
を絶縁体で被覆しても良い。When a voltage is applied from the power source 63 to the electrode 64 while supplying the discharge gas from the gas supply device 67 to the space between the electrodes 64 and 65, gas discharge occurs in the space under atmospheric pressure or a pressure close to it. Occurs. The gas discharge may be any discharge such as glow discharge, corona discharge, and arc discharge as long as it produces active species in the discharge gas. By covering the electrode 64 with the insulator 66, the discharge state between both electrodes can be made uniform. At this time, the electrode 65 on the ground side instead of the electrode 64 on the power source side may be covered with an insulator, or both electrodes may be covered with an insulator.
【0075】前記気体放電により放電領域68に生成さ
れた放電用ガスの活性種は、ガス供給装置67から連続
的に供給される放電用ガスによって、反応性ガス流とし
て合成樹脂被膜61表面に角度aをもって斜め上方から
吹き付けられる。これにより、合成樹脂被膜61の表面
が、図14において右方向に配向される。更に、基板6
0を配向処理装置62に対して相対的に前後左右方向に
移動させることによって、合成樹脂被膜61全面を均一
に配向処理することができる。The active species of the discharge gas generated in the discharge region 68 by the gas discharge are generated as a reactive gas flow by the discharge gas continuously supplied from the gas supply device 67 to the surface of the synthetic resin film 61. It is sprayed obliquely from above with a. As a result, the surface of the synthetic resin film 61 is oriented rightward in FIG. Further, the substrate 6
By moving 0 in the front-rear and left-right directions relative to the alignment treatment device 62, it is possible to uniformly align the entire surface of the synthetic resin film 61.
【0076】図15には、本発明によるラインタイプの
配向処理装置の実施例が示されている。この配向処理装
置69は、ガス供給装置67と、図14の実施例と同様
に電源電極及び接地電極を備えた放電発生部70と、吹
出ノズル71とからなる。吹出ノズル71はガラス、セ
ラミック等の絶縁材料で形成され、所謂エアナイフのよ
うに直線上の狭幅の吹出口72を、合成樹脂被膜61を
形成した基板60の表面近傍にかつ該表面向けてある角
度a(0度<a<90度)をもって配置されている。FIG. 15 shows an embodiment of a line type alignment treatment apparatus according to the present invention. The alignment treatment device 69 includes a gas supply device 67, a discharge generator 70 having a power electrode and a ground electrode, and a blowout nozzle 71, as in the embodiment of FIG. The blow-out nozzle 71 is made of an insulating material such as glass or ceramics, and has a straight and narrow blow-out port 72 like a so-called air knife, which is directed to the vicinity of the surface of the substrate 60 on which the synthetic resin coating 61 is formed and the surface thereof. They are arranged at an angle a (0 degree <a <90 degrees).
【0077】ガス供給装置67から所定の放電用ガスを
放電発生部70に供給し、前記電源電極に電圧を印加す
ることによって、大気圧又はその近傍の圧力下で前記放
電用ガス中に気体放電を生じさせる。この気体放電によ
って、放電発生部70内に生成された前記放電用ガスの
活性種は、ガス供給装置67から放電用ガスが連続的に
送られることによって反応性ガス流となり、図15A、
Bに示すように吹出ノズル71の先端吹出口72から、
基板60の合成樹脂被膜61の表面にその全幅に亘って
斜め上方から角度aで噴射される。By supplying a predetermined discharge gas from the gas supply device 67 to the discharge generator 70 and applying a voltage to the power supply electrode, a gas discharge is generated in the discharge gas under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof. Cause The active species of the discharge gas generated in the discharge generation unit 70 by this gas discharge become a reactive gas flow due to continuous discharge of the discharge gas from the gas supply device 67, and FIG.
As shown in B, from the tip outlet 72 of the outlet nozzle 71,
The synthetic resin coating 61 on the substrate 60 is jetted at an angle a from diagonally above over the entire width thereof.
【0078】これにより、合成樹脂被膜61が図14の
実施例と同様に配向される。このとき、例えば7kg/cm
2程度の圧力で前記ガス流を強く噴射すればする程、よ
り効果的にかつ迅速に配向処理することができるので好
ましい。また、基板60を配向処理装置69に対して左
右方向に相対移動させることによって、容易に被膜61
の全面を処理することができる。また、放電発生部70
と吹出ノズル71とをフレキシブルチューブ等の適当な
管路により接続することもできる。As a result, the synthetic resin film 61 is oriented in the same manner as in the embodiment of FIG. At this time, for example, 7 kg / cm
Stronger injection of the gas flow at a pressure of about 2 is preferable because the alignment treatment can be performed more effectively and quickly. Further, by moving the substrate 60 relative to the alignment treatment device 69 in the left-right direction, the coating film 61 can be easily formed.
The entire surface of can be processed. In addition, the discharge generator 70
The blow-off nozzle 71 and the blow-off nozzle 71 can be connected to each other by a suitable conduit such as a flexible tube.
【0079】放電用ガスのガス種としては、圧縮空気、
窒素と酸素との混合ガス、又は酸素とヘリウムとの混合
ガス等、少なくとも酸素を含むガスを使用する。この場
合、前記気体放電によってオゾン、酸素ラジカル等の励
起活性種が生成される。放電用ガスに圧縮空気、又は窒
素と酸素との混合ガスを用いる場合、放電発生部70の
前記両電極間には、高電圧を印加する。このときの放電
はコロナ放電である。放電用ガスにヘリウムと酸素との
混合ガスを用いた場合には、例えば13.56MHzの
高周波電源を使用し、グロー放電が発生する。As the gas species of the discharge gas, compressed air,
A gas containing at least oxygen, such as a mixed gas of nitrogen and oxygen or a mixed gas of oxygen and helium, is used. In this case, excited active species such as ozone and oxygen radicals are generated by the gas discharge. When compressed air or a mixed gas of nitrogen and oxygen is used as the discharge gas, a high voltage is applied between the both electrodes of the discharge generator 70. The discharge at this time is corona discharge. When a mixed gas of helium and oxygen is used as the discharge gas, a high frequency power supply of, for example, 13.56 MHz is used to generate glow discharge.
【0080】図16には、本発明による液晶パネルの配
向膜形成方法の別の実施例が示されている。この実施例
では、配向処理される基板73が、接地された金属板7
4の上に載置され、かつその直ぐ上方に金属製の電極7
5が配置される。電極75は、図15の実施例の吹出ノ
ズル71と同様のエアナイフ構造からなり、ガス供給装
置67に接続された通路76と細長いスリット状の吹出
口77とを有する。FIG. 16 shows another embodiment of the method for forming an alignment film of a liquid crystal panel according to the present invention. In this embodiment, the substrate 73 to be oriented is a metal plate 7 that is grounded.
The metal electrode 7 placed on top of and directly above it.
5 are arranged. The electrode 75 has an air knife structure similar to that of the blowing nozzle 71 of the embodiment of FIG. 15, and has a passage 76 connected to the gas supply device 67 and an elongated slit-shaped outlet 77.
【0081】電極75は、図16に示すように基板73
に近接させて、かつその表面に対して吹出口77から放
電用ガスが斜め上方から噴出されるように配置される。
ガス供給装置67から所定の放電用ガスを通路76内に
供給し、かつ吹出口77から基板表面に噴射させつつ、
電極75に前記電源から高周波電圧を印加する。金属板
74が電極75の対電極となって、電極75先端と基板
73との間で放電が発生する。この放電領域78内で
は、前記放電用ガスの励起活性種が生成され、吹出口7
7から連続的に噴出される放電用ガスにより基板73表
面に吹き付けられる。これにより、前記基板表面に所望
の配向処理がなされる。The electrode 75 is formed on the substrate 73 as shown in FIG.
The discharge gas is arranged so as to be ejected obliquely from above toward the surface of the discharge gas from the air outlet 77.
While supplying a predetermined discharge gas from the gas supply device 67 into the passage 76 and ejecting the discharge gas from the blowout port 77 onto the substrate surface,
A high frequency voltage is applied to the electrode 75 from the power source. The metal plate 74 serves as a counter electrode of the electrode 75, and discharge is generated between the tip of the electrode 75 and the substrate 73. In this discharge region 78, excited active species of the discharge gas are generated, and the outlet 7
The discharge gas continuously ejected from 7 sprays the surface of the substrate 73. As a result, a desired alignment treatment is performed on the surface of the substrate.
【0082】基板73の表面に図14、図15の実施例
のような合成樹脂被膜が予め形成されている場合には、
ヘリウムと酸素との混合ガスを使用する。この場合、上
述した実施例と同様にオゾン、酸素ラジカル等の励起活
性種が生成されて、前記合成樹脂被膜がアッシングと同
じ表面処理により配向処理される。When the surface of the substrate 73 is previously formed with a synthetic resin film as in the embodiment of FIGS. 14 and 15,
A mixed gas of helium and oxygen is used. In this case, excited active species such as ozone and oxygen radicals are generated in the same manner as in the above-described embodiment, and the synthetic resin film is subjected to orientation treatment by the same surface treatment as ashing.
【0083】このように本発明によれば、非接触で配向
処理を行なうことができるので、合成樹脂被膜の表面を
損傷したり剥離させたりする虞がなく、しかも均一な配
向付与が可能となる。また、配向膜の角度の制御は、主
に前記反応性ガスを吹き付ける角度に依存し、更に部分
的には電極への印加電圧、放電用ガスのガス種に依存す
るので、比較的容易に制御することができる。As described above, according to the present invention, since the alignment treatment can be carried out in a non-contact manner, there is no possibility of damaging or peeling the surface of the synthetic resin film, and it is possible to give a uniform alignment. . Further, the control of the angle of the alignment film mainly depends on the angle at which the reactive gas is blown, and partly depends on the voltage applied to the electrode and the gas species of the discharge gas, so that the control is relatively easy. can do.
【0084】別の実施例では、放電用ガスが常温で液体
の適当な有機物を含むように選択することによって、基
板表面に配向膜を直接形成することができる。例えば、
ヘリウムにデカン(C10H22)を加えた場合、又はヘリ
ウムにシリコーンを加えた場合には、それぞれ樹脂膜
が、所望の配向方向に重合することによって基板73表
面に形成される。また、ヘリウムに酸素とシリコーンと
を加えた場合には、酸化ケイ素(SiO2)の膜が形成
される。In another embodiment, the alignment film can be directly formed on the surface of the substrate by selecting the discharge gas so as to contain an appropriate organic substance which is liquid at room temperature. For example,
When decane (C 10 H 22 ) is added to helium or when silicone is added to helium, a resin film is formed on the surface of the substrate 73 by polymerizing in a desired orientation direction. When oxygen and silicone are added to helium, a silicon oxide (SiO 2 ) film is formed.
【0085】図17には、基板上に配向膜を直接形成す
るための図16の変形例が示されている。この変形例で
は、放電用ガスが吹出口77から基板73に対して略直
角に吹き付けられるように、電極75が垂直に配置され
ている。基板73は、放電と同時に左右いずれかの方向
に電極75と相対的に移動させる。これにより、基板の
移動速度を成膜速度に合せて適当に設定することによっ
て樹脂膜は斜めに成長させることができ、所望の配向膜
が得られる。FIG. 17 shows a modification of FIG. 16 for directly forming an alignment film on a substrate. In this modification, the electrodes 75 are arranged vertically so that the discharge gas is blown from the blow-out port 77 to the substrate 73 at a substantially right angle. The substrate 73 is moved relative to the electrode 75 in either the left or right direction simultaneously with the discharge. Thereby, by appropriately setting the moving speed of the substrate in accordance with the film forming speed, the resin film can be grown obliquely and a desired alignment film can be obtained.
【0086】次に、実施例を用いて本発明による液晶パ
ネルの配向膜形成方法を具体的に説明する。Next, the method for forming the alignment film of the liquid crystal panel according to the present invention will be specifically described with reference to examples.
【0087】(実施例1)配線パターンが形成されてい
るMIM基板80表面のポリイミド被膜を、図18に示
すスポットタイプの表面処理装置81を用いて、以下の
条件で配向処理した。表面処理装置81は、二重構造を
なす石英管82の中心に電極83を配置して制御回路8
4を介して電源85に接続し、石英管82の外側に配置
した接地電極86との間で放電させた。石英管82内部
には、外部から放電用ガスを連続的に供給し、放電領域
87に生成される前記ガスの活性種を含むガス流をガス
噴出口88から基板80表面に対して噴出させた。基板
80は、前記ガス流に対して斜めに、θ=10〜30度
の角度で配置した。(Example 1) The polyimide coating on the surface of the MIM substrate 80 on which the wiring pattern was formed was subjected to orientation treatment using the spot type surface treatment device 81 shown in FIG. 18 under the following conditions. In the surface treatment device 81, the electrode 83 is arranged at the center of the quartz tube 82 having a double structure and the control circuit 8 is provided.
It was connected to a power source 85 via 4 and was discharged between a ground electrode 86 arranged outside the quartz tube 82. A discharge gas was continuously supplied from the outside into the quartz tube 82, and a gas flow containing active species of the gas generated in the discharge region 87 was jetted from the gas jet port 88 to the surface of the substrate 80. . The substrate 80 was arranged obliquely to the gas flow at an angle of θ = 10 to 30 degrees.
【0088】使用ガス: 圧縮空気
ガス圧 : 3〜7Kg/cm2
使用電力: 100〜200W
処理時間: 20分
このように配向処理した基板80と従来のラビング処理
により配向膜を形成した基板との間に液晶を挟み、かつ
その両側に偏光板を配設して光を照射することにより配
向状態を観察した。その結果、前記ガス流を当てた前記
ポリイミド被膜の部分が、該ガス流の向きに配向されて
いた。Gas to be used: Compressed air gas pressure: 3 to 7 kg / cm 2 Power to be used: 100 to 200 W Treatment time: 20 minutes Between the substrate 80 thus oriented and the substrate on which an orientation film is formed by a conventional rubbing treatment. The alignment state was observed by sandwiching a liquid crystal in between and arranging polarizing plates on both sides of the liquid crystal and irradiating with light. As a result, the portion of the polyimide coating that was exposed to the gas flow was oriented in the direction of the gas flow.
【0089】(実施例2)同様に配線パターンを設けた
MIM基板80表面のポリイミド被膜を、図19A、B
に示されるラインタイプの表面処理装置89を用いて、
以下の条件で配向処理した。表面処理装置89は、電源
85に接続された電源90の底面にその長手方向に沿っ
て細長いガス吹出口91が開設され、その直ぐ下方を水
平に搬送される基板80表面に放電用ガスを噴出させつ
つ、前記ポリイミド被膜を直接放電に曝露させた。(Embodiment 2) Similarly, a polyimide coating on the surface of the MIM substrate 80 provided with a wiring pattern is shown in FIGS.
Using the line type surface treatment device 89 shown in
The alignment treatment was performed under the following conditions. In the surface treatment device 89, a long and narrow gas outlet 91 is opened along the longitudinal direction of the bottom surface of the power source 90 connected to the power source 85, and the discharge gas is jetted to the surface of the substrate 80 which is horizontally conveyed immediately below the gas outlet 91. While exposing, the polyimide coating was directly exposed to electrical discharge.
【0090】
実施例1と同様にして前記ポリイミド被膜の配向状態を
観察したところ、基板全面に亘って良好に配向されてい
た。[0090] When the orientation of the polyimide coating film was observed in the same manner as in Example 1, it was found that the polyimide film was well oriented over the entire surface of the substrate.
【0091】(実施例3)同様に配線パターンを設けた
MIM基板80表面のポリイミド被膜を、図20A、B
に示すスポットタイプの表面処理装置92を用いて、以
下の条件で配向処理した。表面処理装置92は、電源電
極93と接地電極94との間に細長いガラス管95を挟
装し、その一端から他端に向けて放電用ガスを流しなが
ら、前記両電極間で放電を発生させた。基板80は、ガ
ラス管95の前記他端付近に、該他端開口から噴出する
ガス流に対して斜めに、θ=10〜30度の角度で配置
した。(Embodiment 3) The polyimide coating on the surface of the MIM substrate 80 similarly provided with the wiring pattern is formed as shown in FIGS.
Using the spot type surface treatment device 92 shown in FIG. The surface treatment device 92 has an elongated glass tube 95 sandwiched between a power supply electrode 93 and a ground electrode 94, and discharges gas between the electrodes while flowing a discharge gas from one end to the other end. It was The substrate 80 was arranged in the vicinity of the other end of the glass tube 95 at an angle of θ = 10 to 30 degrees obliquely with respect to the gas flow ejected from the other end opening.
【0092】
実施例1と同様にして前記ポリイミド被膜の配向状態を
観察したところ、処理時間1分及び3分で配向されてい
ることが確認された。この実施例の場合には、基板80
が直接放電に曝露されないので、基板にチャージアップ
の虞がなく、かつ処理速度が比較的遅いので、配向処理
をより容易に制御することができる。[0092] When the orientation of the polyimide coating film was observed in the same manner as in Example 1, it was confirmed that the polyimide coating was oriented in the treatment times of 1 minute and 3 minutes. In the case of this embodiment, the substrate 80
Is not exposed to direct discharge, there is no risk of charge-up on the substrate, and the processing speed is relatively slow, so that the alignment process can be controlled more easily.
【0093】上記実施例1〜3のいずれの場合にも、使
用した放電用ガスの種類から、基板80のポリイミド被
膜に対してアッシングと同じ表面処理によって配向処理
が行われたものと考えられる。In any of the above Examples 1 to 3, it is considered that the polyimide coating on the substrate 80 was subjected to the alignment treatment by the same surface treatment as ashing, depending on the type of the discharge gas used.
【0094】(実施例4)配線パターンを形成していな
いガラス基板96の表面に、図21に示す表面処理装置
を用いて、以下の条件で配向膜を直接形成した。この表
面処理装置は、図16の実施例と同様の構成を有し、電
源電極75と接地電極74上のガラス基板96との間で
直接放電させる。放電用ガスは、容器98内の常温で液
体の有機物99を、ガス供給装置97から送られるガス
に制御弁100、101により適当に調整して混入さ
せ、電極75内部の通路76を介してガス吹出口77か
ら基板96表面に斜めに噴出させることにより、ガラス
基板表面に有機物99の重合膜102を形成した。電極
75と基板96表面との間隙は1mm、基板96に対する
電極75の傾斜角度は、θ=60度であった。Example 4 An orientation film was directly formed on the surface of the glass substrate 96 on which no wiring pattern was formed, using the surface treatment apparatus shown in FIG. 21 under the following conditions. This surface treatment apparatus has the same configuration as that of the embodiment of FIG. 16, and discharges directly between the power electrode 75 and the glass substrate 96 on the ground electrode 74. The discharge gas is obtained by mixing the organic substance 99, which is liquid at room temperature in the container 98, into the gas sent from the gas supply device 97 by appropriately adjusting the control valves 100 and 101 and mixing the gas through the passage 76 inside the electrode 75. The polymer film 102 of the organic substance 99 was formed on the surface of the glass substrate by ejecting the air from the air outlet 77 obliquely onto the surface of the substrate 96. The gap between the electrode 75 and the surface of the substrate 96 was 1 mm, and the inclination angle of the electrode 75 with respect to the substrate 96 was θ = 60 degrees.
【0095】使用ガス : ヘリウム
ガス流量 : 20リットル/分
液体有機物: OH−変成シリコーン、シリコーンオイ
ル、n−デカン
使用電力 : 150W
重合膜102を形成した2枚の基板96間に液晶を挟ん
で同様に配向状態を観察したところ、重合膜102のガ
ス吹出口77に近い部分103は、配向されていなかっ
たが、ガス吹出口77から遠い部分102が配向されて
いた。Gas used: Helium gas flow rate: 20 liters / minute Liquid organic substance: OH-modified silicone, silicone oil, n-decane Power consumption: 150 W Same as sandwiching liquid crystal between two substrates 96 on which the polymer film 102 is formed. When the orientation state was observed, the portion 103 of the polymer film 102 near the gas outlet 77 was not oriented, but the portion 102 far from the gas outlet 77 was oriented.
【0096】(実施例5)実施例4と同じガラス基板9
6の表面に以下の条件で配向膜を直接形成した。(Example 5) The same glass substrate 9 as in Example 4
An alignment film was directly formed on the surface of No. 6 under the following conditions.
【0097】図22に示すように、接地電極74上に配
置したガラス基板96表面と電源電極105との間で直
接放電させ、かつガス吹出口106から放電領域に横方
向から放電用ガスを噴出させた。前記放電用ガスには、
実施例4と同じものを使用し、前記基板表面に重合膜1
02が形成された。As shown in FIG. 22, a discharge is directly generated between the surface of the glass substrate 96 disposed on the ground electrode 74 and the power electrode 105, and a discharge gas is jetted from the gas outlet 106 to the discharge region in the lateral direction. Let In the discharge gas,
The same one as in Example 4 was used, and the polymer film 1 was formed on the substrate surface.
02 was formed.
【0098】使用ガス : ヘリウム
ガス流量 : 20リットル/分
液体有機物: OH−変成シリコーン、シリコーンオイ
ル、n−デカン
使用電力 : 150W
重合膜102は、実施例4と同様に、ガス吹出口106
に近い部分103は配向されていなかったが、遠い部分
104は配向されていた。Gas used: Helium gas flow rate: 20 liters / minute Liquid organic matter: OH-modified silicone, silicone oil, n-decane Power consumption: 150W The polymer film 102 was the same as in Example 4, and the gas outlet 106 was used.
The portion 103 close to was not oriented, but the far portion 104 was oriented.
【0099】(実施例6)実施例4と同じガラス基板9
6の表面に、図23に示す表面処理装置を用いて、以下
の条件で配向膜を直接形成した。この表面処理装置は、
実施例4と同様に常温で液体の有機物99を混入させた
放電用ガスを誘電体107内部に供給し、該誘電体内部
の電源電極108と外部の接地電極109との間で放電
を発生させ、該放電による前記ガスの活性種を含むガス
流をガス吹出口110からガラス基板96表面に斜めに
60度の角度で噴射して、その全面に亘って重合膜11
1を形成した。この重合膜は、液晶のプレチルト角が9
0度であり、配向されていなかった。Example 6 The same glass substrate 9 as in Example 4
An alignment film was directly formed on the surface of No. 6 using the surface treatment apparatus shown in FIG. 23 under the following conditions. This surface treatment device
As in the fourth embodiment, a discharge gas mixed with a liquid organic substance 99 at room temperature is supplied into the dielectric 107 to generate a discharge between the power electrode 108 inside the dielectric and the external ground electrode 109. The gas flow containing the active species of the gas due to the discharge is jetted obliquely from the gas outlet 110 onto the surface of the glass substrate 96 at an angle of 60 degrees, and the polymerized film 11 is spread over the entire surface.
1 was formed. This polymer film has a liquid crystal pretilt angle of 9
It was 0 degree and was not oriented.
【0100】使用ガス : ヘリウム
ガス流量 : 20リットル/分
液体有機物: OH−変成シリコーン
使用電力 : 150W
次に、図24に示すように、接地電極112上に載置し
たガラス基板96を水平に搬送しながら、電源電極11
3との間で直接放電させた。ガス供給装置114から放
電用ガスとして、ぬれ性向上の表面処理によく使用され
るヘリウム、窒素、圧縮空気等を供給した。この結果、
基板96全面において重合膜111が良好に配向され
た。Gas used: Helium gas flow rate: 20 liters / minute Liquid organic substance: OH-modified silicone Power used: 150 W Next, as shown in FIG. 24, the glass substrate 96 placed on the ground electrode 112 is conveyed horizontally. While the power electrode 11
Direct discharge between 3 and 4. As the discharge gas, helium, nitrogen, compressed air and the like, which are often used for surface treatment for improving wettability, were supplied from the gas supply device 114. As a result,
The polymer film 111 was favorably oriented on the entire surface of the substrate 96.
【0101】(実施例7)配線パターンを設けたMIM
基板を用いて、実施例6と同一の実験を行った。前記基
板表面には、実施例と同様に良好に配向された重合膜が
形成された。(Embodiment 7) MIM provided with a wiring pattern
The same experiment as in Example 6 was conducted using the substrate. On the surface of the substrate, a well-oriented polymer film was formed as in the example.
【0102】以上、本発明の好適な実施例について詳細
に説明したが、本発明は、その技術的範囲内において、
上記実施例に様々な変形・変更を加えて実施することが
できる。例えば、図1及び図7の表面処理装置において
も、図14の実施例と同様に電極を絶縁体又は誘電材料
で被覆し、より均一な放電を発生させると共に、放電に
よる電極の損耗、及びそれにより生成される物質による
被処理材の汚染を防止することができる。また、表面処
理装置の電極を平板状に形成しかつ垂直に配置すること
によって、その長手方向に直線上に放電を発生させる、
所謂ラインタイプの表面処理装置として用いることがで
きる。また、表面処理装置の電極構造として、上記実施
例のもの以外に、例えば本願出願人による特願平5−1
13204号明細書に記載されるような、誘電体材料で
形成されたガス流路内に放電用ガスを導入し、その外部
に配置した電極に高周波電圧を印加して、前記ガス流路
内に大気圧近傍の圧力下で気体放電を発生させ、それに
より生成されるガス活性種を利用して表面処理する構造
のものも、同様に使用することができる。The preferred embodiments of the present invention have been described above in detail, but the present invention is within the technical scope thereof.
Various modifications and changes can be added to the above embodiment. For example, in the surface treatment apparatus of FIGS. 1 and 7, as in the embodiment of FIG. 14, the electrodes are covered with an insulator or a dielectric material to generate a more uniform discharge, and the wear of the electrodes due to the discharge, and It is possible to prevent the material to be treated from being contaminated by the substance generated by. Further, by forming the electrodes of the surface treatment device in a flat plate shape and arranging them vertically, discharge is generated linearly in the longitudinal direction,
It can be used as a so-called line type surface treatment device. Further, as the electrode structure of the surface treatment apparatus, in addition to the electrode structure of the above-mentioned embodiment, for example, Japanese Patent Application No. 5-1
No. 13204, a discharge gas is introduced into a gas flow path formed of a dielectric material, and a high frequency voltage is applied to an electrode arranged outside the discharge gas to generate gas in the gas flow path. A structure having a structure in which a gas discharge is generated under a pressure near the atmospheric pressure and a surface treatment is performed by utilizing a gas active species generated thereby can be used as well.
【0103】[0103]
【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、以下に記載されるような効果を奏する。Since the present invention is constituted as described above, it has the following effects.
【0104】請求項1記載の基板の表面処理方法によれ
ば、基板表面の金属層を容易にかつ高速で、該基板の他
の部分、例えば電子部品等にダメージを与えることなく
酸化させて、その表面に金属酸化物の被膜を形成するこ
とができるので、基板上に形成された配線や電極等の腐
食を有効に防止して、電子回路の信頼性を向上させ、か
つ寿命を長くすることができる。According to the method of treating the surface of a substrate of claim 1, the metal layer on the surface of the substrate is easily and rapidly oxidized to oxidize other portions of the substrate, for example, electronic parts without damaging the metal layer. Since a metal oxide film can be formed on the surface, corrosion of wiring and electrodes formed on the substrate can be effectively prevented, the reliability of electronic circuits can be improved, and the service life can be extended. You can
【0105】請求項2記載の多層配線基板の形成方法に
よれば、請求項1記載の表面処理方法を利用することに
よって、第1の金属配線の表面が金属酸化物により被覆
されて耐食性を有するので、第2の金属配線をエッチン
グする際に下側の第1の金属配線までエッチングされる
虞がなく、それらの間に形成される層間絶縁膜を、その
本来の絶縁機能以上に不必要に厚く形成する必要がなく
なり、薄くすることができるので、その成膜に要する時
間が短縮されかつコストが低減して、生産性の向上を図
ることができると共に、基板の薄型化に対応することが
できる。According to the method for forming a multilayer wiring board according to claim 2, by using the surface treatment method according to claim 1, the surface of the first metal wiring is covered with a metal oxide and has corrosion resistance. Therefore, when etching the second metal wiring, there is no fear that the first metal wiring on the lower side is also etched, and the interlayer insulating film formed between them becomes unnecessary more than its original insulating function. Since it is not necessary to form a thick film and the film can be thinned, the time required for the film formation can be shortened and the cost can be reduced, the productivity can be improved, and the substrate can be made thinner. it can.
【0106】また、請求項3記載の基板の表面処理方法
によれば、基板表面の金属酸化物の層を容易にかつ高速
で、該基板の他の部分、例えば電子部品等にダメージを
与えることなく還元して金属化することができるので、
この金属酸化物層がITO等の透明電極の場合には、そ
の膜厚を薄くして所望の透明度を維持しつつ、低抵抗化
を図ることにより所望の電気的性能を確保することがで
きる。According to the substrate surface treatment method of the third aspect, the metal oxide layer on the surface of the substrate can be damaged easily and at high speed on other parts of the substrate, such as electronic parts. Since it can be reduced and metallized without
When the metal oxide layer is a transparent electrode such as ITO, the desired electrical performance can be ensured by reducing the film thickness to maintain the desired transparency and lowering the resistance.
【0107】請求項7記載の表面処理方法によれば、使
用する液体及び放電用ガスを適当に選択することによっ
て、該液体に例えば、過酸化水素水、アンモニア過水液
等と同程度の酸化、エッチング、洗浄等の表面処理能力
を安価に付与し、又は洗浄等の表面処理に用いた液体自
体を簡単に清浄化して安価に再使用することができ、コ
ストの低減を図ることができると共に、取扱いが比較的
容易で安全なため、作業性が大幅に向上する。特に液体
に対する放電と該液体を用いた被処理材の表面処理とを
別個に行うことによって、被処理材の寸法・形状や場所
に拘らず表面処理が行われ、必要に応じて枚葉処理・バ
ッチ処理が可能となり、被処理材に対して異なる表面処
理を連続して行うことができ、装置の小型化及び処理能
力の向上が図られる。そして、かかる表面処理方法は、
請求項10記載の表面処理装置のように構成することに
よって、比較的簡単な構成により低コストで実現するこ
とができる。According to the surface treatment method of claim 7, by appropriately selecting the liquid and the discharge gas to be used, the liquid can be oxidized to the same extent as that of, for example, hydrogen peroxide solution, ammonia-hydrogen peroxide solution or the like. , Imparting surface treatment capabilities such as etching and cleaning at low cost, or the liquid itself used for surface treatment such as cleaning can be easily cleaned and reused at low cost, and the cost can be reduced. , The handling is relatively easy and safe, and the workability is greatly improved. In particular, by separately performing the discharge on the liquid and the surface treatment of the material to be treated using the liquid, the surface treatment is performed irrespective of the size, shape and location of the material to be treated. Batch processing becomes possible, and different surface treatments can be continuously performed on the material to be treated, and the apparatus can be downsized and the treatment capacity can be improved. And, such a surface treatment method,
By configuring the surface treating apparatus according to the tenth aspect, it can be realized at a low cost with a relatively simple configuration.
【0108】また、請求項14記載の表面処理方法によ
れば、気体放電を生じさせる部分と被処理材を表面処理
する部分とを別個の位置に設け、これらを接続してガス
活性種を含むガスを液体に供給し、かつこれを被処理材
に用いて表面処理することができるので、処理条件、例
えば処理目的、被処理材の形状・寸法や一度に処理すべ
き個数等、または気体放電に使用するガスの種類や放電
させる環境等に応じた表面処理が可能で、処理能力を適
当に調整することができる。また、目的、用途に応じて
枚葉処理・バッチ処理を使い分けすることもでき、放電
用ガスの取扱い等処理作業が比較的容易かつ安全であ
り、生産性の向上を図ることができる。そして、かかる
表面処理方法は、請求項16記載の表面処理装置のよう
に構成することによって、比較的簡単な構成により低コ
ストで実現することができる。Further, according to the surface treatment method of the fourteenth aspect, a portion for causing gas discharge and a portion for subjecting the material to be treated to surface treatment are provided at different positions, and these are connected to each other to contain a gas active species. Since gas can be supplied to a liquid and surface treatment can be performed using this as a material to be treated, processing conditions such as the purpose of treatment, the shape and dimensions of the material to be treated, the number of materials to be treated at one time, or gas discharge. The surface treatment can be performed according to the type of gas used in the above, the environment for discharging, and the treatment capacity can be adjusted appropriately. Further, it is possible to selectively use single-wafer processing or batch processing depending on the purpose and application, the processing work such as handling the discharge gas is relatively easy and safe, and the productivity can be improved. Further, such a surface treatment method can be realized at a low cost with a relatively simple configuration by configuring the surface treatment apparatus according to the sixteenth aspect.
【0109】請求項19記載の液晶パネルの配向膜形成
方法によれば、ガス活性種を含むガス流を基板表面に斜
めに噴射することによって、基板表面の合成樹脂被膜に
非接触で配向処理ができ、又は請求項22記載の方法に
よれば、基板表面に直接配向膜を形成できるので、従来
のように配向膜を損傷したり剥離する虞れがなく、歩留
りが向上すると共に、処理時間が短くかつ枚葉処理が可
能なため、生産性が大幅に向上し、コストの低減を図る
ことができる。According to the method for forming an alignment film of a liquid crystal panel of claim 19, by injecting a gas flow containing a gas active species obliquely onto the surface of the substrate, the alignment treatment can be performed without contact with the synthetic resin film on the surface of the substrate. According to the method of claim 22, since the alignment film can be formed directly on the surface of the substrate, there is no risk of damaging or peeling the alignment film as in the conventional case, the yield is improved, and the processing time is increased. Since it is short and single-wafer processing is possible, productivity is greatly improved and cost can be reduced.
【0110】更に、本発明による表面処理方法及び装置
は、上述したいずれの場合にも、減圧環境を必要としな
いので、装置全体の構成を簡単にかつ小型化することが
できると共に、大気圧近傍の圧力下で気体放電を発生さ
せるので、電子・イオンが励起種に比して少ないから被
処理材に与えるダメージを少なくすることができ、かつ
高速度で表面処理できるので、コスト低減を図ることが
できる。Furthermore, the surface treatment method and apparatus according to the present invention does not require a depressurized environment in any of the above-mentioned cases, so that the overall structure of the apparatus can be easily and miniaturized, and the atmospheric pressure can be reduced. Since the gas discharge is generated under the pressure of, the number of electrons and ions is smaller than that of the excited species, so that the damage to the material to be treated can be reduced, and the surface treatment can be performed at a high speed, so the cost can be reduced. You can
【図1】本発明による基板の表面処理方法に使用される
表面処理装置の構成を概略的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a surface treatment apparatus used in a substrate surface treatment method according to the present invention.
【図2】A図及びB図からなり、本発明による基板の表
面処理方法を用いて多層配線を形成する工程を示す図で
ある。2A and 2B are diagrams showing a process of forming a multilayer wiring by using the substrate surface treatment method according to the present invention, which includes FIGS.
【図3】本発明により還元処理を行なうガラス基板を示
す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a glass substrate to be reduced according to the present invention.
【図4】本発明による還元処理において放電用ガスに水
蒸気または有機物の気化ガスを含ませるための構成を示
すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration for allowing the discharge gas to contain water vapor or a vaporized gas of an organic substance in the reduction treatment according to the present invention.
【図5】図4と異なる別の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 5 is a block diagram showing another configuration different from FIG.
【図6】図4と更に異なる別の実施例を示すブロック図
である。FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment different from that of FIG.
【図7】本発明の表面処理方法に使用する表面処理装置
の別の実施例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the surface treatment apparatus used in the surface treatment method of the present invention.
【図8】図7とは別の表面処理方法の実施例に使用する
表面処理装置を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a surface treatment apparatus used in an example of a surface treatment method different from that in FIG.
【図9】図8の変形例を示す図である。9 is a diagram showing a modified example of FIG.
【図10】図7とは更に別の実施例に使用する表面処理
装置を示す図である。FIG. 10 is a view showing a surface treatment apparatus used in another embodiment different from that of FIG.
【図11】図8の別の変形例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing another modification of FIG. 8.
【図12】図9の変形例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a modified example of FIG.
【図13】本発明による表面処理方法の別の実施例を示
す図である。FIG. 13 is a diagram showing another embodiment of the surface treatment method according to the present invention.
【図14】本発明による表面処理方法を用いて液晶パネ
ルの配向膜形成方法を説明するための図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a method for forming an alignment film of a liquid crystal panel using the surface treatment method according to the present invention.
【図15】図Aは、ラインタイプの配向処理装置の実施
例を概略的に示す側面図、図Bはその上面図である。FIG. 15 is a side view schematically showing an embodiment of a line type alignment treatment apparatus, and FIG. B is a top view thereof.
【図16】図15と異なる配向処理装置の実施例を示す
図である。16 is a diagram showing an embodiment of an alignment treatment device different from that in FIG.
【図17】図16の実施例の変形例を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing a modification of the embodiment of FIG.
【図18】スポットタイプの表面処理装置を用いた液晶
パネルの配向処理方法を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing an alignment treatment method for a liquid crystal panel using a spot type surface treatment device.
【図19】図Aは、液晶パネルの配向処理方法に使用す
るラインタイプの表面処理装置を示す側面図、図Bはそ
の部分断面図である。FIG. 19 is a side view showing a line type surface treatment apparatus used in a method for aligning a liquid crystal panel, and FIG. B is a partial sectional view thereof.
【図20】図Aは、同じく液晶パネルの配向処理方法に
使用するスポットタイプの表面処理装置を示す側面図、
図Bはその端面図である。FIG. 20A is a side view showing a spot type surface treatment apparatus which is also used in the liquid crystal panel alignment treatment method;
FIG. B is an end view thereof.
【図21】本発明による液晶パネルの配向膜形成方法を
概略的に示す図である。FIG. 21 is a diagram schematically showing a method for forming an alignment film of a liquid crystal panel according to the present invention.
【図22】図21の変形例を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing a modification of FIG. 21.
【図23】本発明による液晶パネルの配向膜形成方法の
別の実施例において、その前半の工程を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing a first half of steps in another embodiment of the method for forming an alignment film of a liquid crystal panel according to the present invention.
【図24】図23の実施例における後半の工程を示す図
である。FIG. 24 is a diagram showing a second half of the process in the example of FIG. 23.
1 表面処理装置 2 電源 3 電極 4 空間 5 ガス供給装置 6 基板 7 金属配線 8 放電領域 9 金属酸化膜 10 SiO2層 11 金属膜 12 ガラス基板 13 透明電極 14 表示領域 15 管路 16 バルブ 17 タンク 18 水または液状有機物 19 ヒータ 20 噴霧装置 21 管路 22 表面処理装置 23 電源 24 電極 25 金属カバー 26 絶縁取付具 27 下端部 28 開口 29 ガス供給装置 30 金属メッシュ 31 放電領域 32 反応性ガス流 33 表面処理装置 34 電源 35 電極 36 液体 37 容器 38 ガス供給装置 39 ガス噴出口 40 金属板 41 被処理材 42 放電領域 43 注入口 44 排出口 45 循環管路 46 純水再生装置 47 表面処理装置 48 電源 49、50 電極 51 ケーシング 52 ガス供給装置 53 液体 54 容器 55 ノズル 56 被処理材 57 放電領域 58 栓 59 洗浄槽 60 基板 61 合成樹脂被膜 62 配向処理装置 63 電源 64、65 電極 66 絶縁体 67 ガス供給装置 68 放電領域 69 配向処理装置 70 放電発生部 71 吹出ノズル 72 先端吹出口 73 基板 74 金属板 75 電極 76 通路 77 吹出口 78 放電領域 80 MIM基板 81 表面処理装置 82 石英管 83 電極 84 制御回路 85 電源 86 接地電極 87 放電領域 88 ガス噴出口 89 表面処理装置 90 電源 91 ガス吹出口 92 表面処理装置 93 電源電極 94 接地電極 95 ガラス管 96 ガラス基板 97 ガス供給装置 98 容器 99 有機物 100、101 制御弁 102 重合膜 103、104 部分 105 電源電極 106 ガス吹出口 107 誘電体 108 電源電極 109 接地電極 110 ガス吹出口 111 重合膜 112 接地電極 113 電源電極 114 ガス供給装置1 Surface Treatment Device 2 Power Supply 3 Electrode 4 Space 5 Gas Supply Device 6 Substrate 7 Metal Wiring 8 Discharge Area 9 Metal Oxide Film 10 SiO 2 Layer 11 Metal Film 12 Glass Substrate 13 Transparent Electrode 14 Display Area 15 Pipeline 16 Valve 17 Tank 18 Water or liquid organic matter 19 Heater 20 Spraying device 21 Pipe line 22 Surface treatment device 23 Power source 24 Electrode 25 Metal cover 26 Insulation fixture 27 Lower end 28 Opening 29 Gas supply device 30 Metal mesh 31 Discharge region 32 Reactive gas flow 33 Surface treatment Device 34 Power source 35 Electrode 36 Liquid 37 Container 38 Gas supply device 39 Gas ejection port 40 Metal plate 41 Processing material 42 Discharge region 43 Injection port 44 Discharge port 45 Circulation pipeline 46 Pure water regenerating device 47 Surface treatment device 48 Power source 49, 50 electrode 51 casing 52 gas supply device 53 liquid 54 container 55 nozzle 56 material to be treated 7 Discharge Area 58 Plug 59 Cleaning Tank 60 Substrate 61 Synthetic Resin Coating 62 Orientation Processing Device 63 Power Sources 64, 65 Electrode 66 Insulator 67 Gas Supply Device 68 Discharge Area 69 Orientation Processing Device 70 Discharge Generation Unit 71 Blow-out Nozzle 72 Tip Outlet 73 Substrate 74 Metal plate 75 Electrode 76 Passage 77 Air outlet 78 Discharge region 80 MIM substrate 81 Surface treatment device 82 Quartz tube 83 Electrode 84 Control circuit 85 Power supply 86 Ground electrode 87 Discharge region 88 Gas jet 89 Surface treatment device 90 Power supply 91 Gas blow Outlet 92 Surface treatment device 93 Power electrode 94 Ground electrode 95 Glass tube 96 Glass substrate 97 Gas supply device 98 Container 99 Organic matter 100, 101 Control valve 102 Polymerized film 103, 104 Part 105 Power electrode 106 Gas outlet 107 Dielectric 108 Power electrode 109 ground electrode 110 gas outlet 111 polymerization 112 ground electrode 113 power electrodes 114 gas supply device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 克弘 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 宮下 武 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 片上 悟 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ ーエプソン株式会社内 Fターム(参考) 2H088 FA18 FA21 HA02 MA20 2H092 HA02 HA04 HA06 JB01 MA25 NA28 PA01 4K028 BA05 BA13 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Katsuhiro Takahashi Seiko, 3-3-3 Yamato, Suwa City, Nagano Prefecture -In Epson Corporation (72) Inventor Takeshi Miyashita Seiko, 3-3-3 Yamato, Suwa City, Nagano Prefecture -In Epson Corporation (72) Inventor Satoru Katagami Seiko, 3-3-3 Yamato, Suwa City, Nagano Prefecture -In Epson Corporation F-term (reference) 2H088 FA18 FA21 HA02 MA20 2H092 HA02 HA04 HA06 JB01 MA25 NA28 PA01 4K028 BA05 BA13
Claims (3)
とも水素または有機物を含むガス中に気体放電を生じさ
せる工程と、前記放電により生成される前記ガスの活性
種に、基板に形成された電極を曝露させる工程と、を有
することを特徴とする表面処理方法。1. A step of causing a gas discharge in a gas containing at least hydrogen or an organic substance under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof, and an electrode formed on a substrate by an active species of the gas generated by the discharge. And a step of exposing the surface treatment method.
とも水素または有機物を含むガス中に気体放電を生じさ
せる工程と、前記放電により生成される前記ガスの活性
種に、表示装置に形成された電極を曝露させる工程と、
を有することを特徴とする表示装置の製造方法。2. A step of causing a gas discharge in a gas containing at least hydrogen or an organic substance under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof, and an active species of the gas generated by the discharge formed in a display device. Exposing the electrodes,
A method for manufacturing a display device, comprising:
る請求項2に記載の表示装置の製造方法。3. The method for manufacturing a display device according to claim 2, wherein the electrode is ITO.
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