JP2006152346A - Surface treatment apparatus, surface treatment method, and electro-optical apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、大気圧又は大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電することで被処理体(ワークともいう)の表面を処理するための表面処理装置及び表面処理方法に関するものである。 The present invention relates to a surface treatment apparatus and a surface treatment method for treating the surface of an object to be treated (also referred to as a workpiece) by performing plasma discharge under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure.
大気圧又は大気圧近傍の圧力下において、プラズマ放電を用いて被処理体に対して表面処理をする装置が提案されている。大気圧又は大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電により表面処理をするメリットとしては、真空下でのプラズマ放電に比べて低圧雰囲気下での形成及び制御用の装備が不要であり、大面積処理の実現及び製造コストの低減が図りやすいことである。 There has been proposed an apparatus for performing a surface treatment on an object to be processed using plasma discharge under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure. The advantage of surface treatment by plasma discharge under atmospheric pressure or near atmospheric pressure is that it does not require equipment for formation and control in a low-pressure atmosphere compared to plasma discharge under vacuum. It is easy to realize and reduce the manufacturing cost.
このようなプラズマを用いた表面処理装置は、一対の電極の間に大気圧付近の圧力下で生成されるプラズマ放電発生部(放電領域ともいう)を生成するようになっている。そして一方の電極からは通気孔を通じてガスを導入するようになっている。このガスは、通気孔を通った後に多孔質体を通ってプラズマ放電発生部に入るようになっている。また、一対の電極間で2つ以上の誘電体と反応ガス流路を持っている。このようにすることで、被処理体に対して2種類以上の表面処理を同時に施せる(例えば特許文献1参照。)。
しかし、このような従来のプラズマ表面処理装置では、次のような問題がある。
従来の大気圧下で使用するプラズマ表面処理装置は、一対の電極の間で1つの放電発生部を形成するようになっている。そしてこの1つの放電発生部が、1種類のプロセスに必要な反応ガス(処理ガスともいう)を活性化させて被処理体に対して所望の表面処理を行う。
このような構造であると、別の種類の反応ガスを用いて処理する必要がある場合には、表面処理作業は、すでに使用した1種類の反応ガスから別の反応ガスにガス種を切り換えて行う必要がある。
However, such a conventional plasma surface treatment apparatus has the following problems.
A conventional plasma surface treatment apparatus used under atmospheric pressure forms one discharge generating portion between a pair of electrodes. And this one discharge generation part activates the reactive gas (also called process gas) required for one kind of process, and performs a desired surface treatment with respect to a to-be-processed object.
With such a structure, when it is necessary to process using another type of reaction gas, the surface treatment operation is performed by switching the gas type from one type of reaction gas already used to another type of reaction gas. There is a need to do.
このようにガス種を切り換えて被処理体に対して複数種類の表面処理を連続的に行う場合には、上述したようなガス種を切り換えるための時間がかかってしまい、表面処理作業時間がかなり長くかかってしまう。
また従来のプラズマ処理装置は、1つの放電発生部しか有していないので、1つの被処理体の表面に対して複数回放電発生部に曝すことができない。
When a plurality of types of surface treatments are continuously performed on the object to be processed by switching the gas types in this way, it takes time to switch the gas types as described above, and the surface treatment work time is considerable. It takes a long time.
Moreover, since the conventional plasma processing apparatus has only one discharge generation part, it cannot expose to the discharge generation part in multiple times with respect to the surface of one to-be-processed object.
また、一対の電極間で2つ以上の誘電体と反応ガス流路を持ち、一対の電極で2種以上の処理を施す方法がある。このような構造であると、最も活性化しにくいガス種に合わせて電力をかける必要がある。このように、最も活性化しにくいガス種に合わせて電力をかける場合には、活性化しやすいガスを活性化させるのに無駄な電力がかかってしまう。 Further, there is a method in which two or more dielectrics and reaction gas flow paths are provided between a pair of electrodes, and two or more kinds of treatments are performed with the pair of electrodes. With such a structure, it is necessary to apply electric power in accordance with the gas type that is most difficult to activate. Thus, when power is applied in accordance with the gas type that is most difficult to activate, wasteful power is required to activate the gas that is easily activated.
そこで本発明は上記課題を解消し、複数種類のガスを用いて表面処理を行う場合でも、最小の共通電力で被処理体に対して複数の表面処理を行うことが可能な表面処理装置、表面処理方法を提供することを目的としている。 Accordingly, the present invention solves the above problems, and even when performing surface treatment using a plurality of types of gases, a surface treatment apparatus and a surface capable of performing a plurality of surface treatments on an object to be processed with a minimum common power It aims to provide a processing method.
本願発明は、上記課題を解決するために、対向して配置された第1電極と第2電極との間に大気圧又は大気圧近傍の圧力下で導入した反応ガスをプラズマ放電により活性化することで、被処理体を処理する表面処理装置であって、前記第1電極と前記第2電極との間には、前記反応ガスを流すための複数の流路を有する誘電体が設けられ、前記複数の流路に、異なる種類の前記反応ガスが導入されるとともに、前記第1電極又は前記第2電極への電力供給によりプラズマ放電発生部が形成され、前記反応ガスの種類に対応して、前記第1電極と前記第2電極との間に延在する前記誘電体の前記流路の流路長を異ならせたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention activates a reactive gas introduced between the first electrode and the second electrode arranged opposite to each other under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure by plasma discharge. Thus, in the surface treatment apparatus for treating an object to be processed, a dielectric having a plurality of flow paths for flowing the reaction gas is provided between the first electrode and the second electrode. Different types of the reaction gas are introduced into the plurality of flow paths, and a plasma discharge generation unit is formed by supplying power to the first electrode or the second electrode, corresponding to the type of the reaction gas. The channel lengths of the channels of the dielectric extending between the first electrode and the second electrode are different.
この構成によれば、第1電極と第2電極との間に延在する流路長が異なるため、流路ごとに長さの異なる放電発生部が形成される。放電発生部は、第1電極と第2電極とに重なる流路の領域に発生するものとする。これに伴い、各流路に導入される反応ガスの放電発生部に滞在する時間も異なり、流路長の長い流路とすれば、第1電極と第2電極との間に延在する流路長が長くなり、放電発生部の距離も長くなる。また、誘電体は、第1電極と第2電極との間に設けられているため、誘電体に設けられる複数の流路のそれぞれには、同じ出力電力が供給される。従って、例えば、活性化し易い反応ガスと活性化し難い反応ガスとを使用する場合、活性化し難い反応ガスを流路長の長い流路に導入すれば、活性化し難い反応ガスは、長い時間放電発生部に滞在して活性化される。これにより、活性化し難い反応ガスは、活性化し易い反応ガスと同じ出力電力で活性化される。よって、複数の活性化の異なる反応ガスを用いた場合に、活性化し易い反応ガスの出力電力(最小電力)に合わせて確実に複数の異なる反応ガスを活性化させて被処理体の表面処理を行うことができる。 According to this configuration, since the length of the flow path extending between the first electrode and the second electrode is different, a discharge generating portion having a different length is formed for each flow path. It is assumed that the discharge generation part is generated in a region of the flow path that overlaps the first electrode and the second electrode. Along with this, the staying time of the reaction gas introduced into each flow path is also different, and if the flow path has a long flow path, the flow extending between the first electrode and the second electrode. The path length becomes longer and the distance of the discharge generating part becomes longer. Further, since the dielectric is provided between the first electrode and the second electrode, the same output power is supplied to each of the plurality of flow paths provided in the dielectric. Therefore, for example, when a reaction gas that is easily activated and a reaction gas that is difficult to activate are used, if a reaction gas that is difficult to activate is introduced into a channel having a long channel length, the reaction gas that is difficult to activate is generated for a long time. Stay in the department and be activated. Thereby, the reactive gas which is hard to activate is activated with the same output power as the reactive gas which is easy to activate. Therefore, when a plurality of reaction gases having different activations are used, the surface treatment of the object to be processed is performed by reliably activating a plurality of different reaction gases in accordance with the output power (minimum power) of the reaction gas that is easily activated. It can be carried out.
また本発明の表面処理装置は、前記誘電体に設けられた前記流路のうち、第1流路が略直線状に前記第1電極と前記第2電極との間に延在して設けられ、第2流路が少なくとも一部に曲部を有して前記第1電極と前記第2電極との間に延在して設けられ、前記第1流路よりも流路長が長いことも好ましい。
この構成によれば、第2流路が少なくとも一部に曲部を有しているため、導入された反応ガスは曲部において流動方向が変化し、曲部付近において対流する。これにより、導入された反応ガスの流動速度が減速し、長い時間放電発生部に反応ガスを滞在させることができる。従って、例えば、活性化し難い反応ガスを第2流路に導入した場合、第1流路と同じ出力電力で反応ガスを活性化することができる。
In the surface treatment apparatus of the present invention, the first flow path of the flow paths provided in the dielectric is provided to extend between the first electrode and the second electrode in a substantially straight line. The second flow path has a curved portion at least partially and is provided to extend between the first electrode and the second electrode, and the flow path length may be longer than the first flow path. preferable.
According to this configuration, since the second flow path has a curved portion at least in part, the flow direction of the introduced reaction gas changes in the curved portion and convects in the vicinity of the curved portion. As a result, the flow rate of the introduced reaction gas is reduced, and the reaction gas can stay in the discharge generating portion for a long time. Therefore, for example, when a reactive gas that is difficult to activate is introduced into the second flow path, the reactive gas can be activated with the same output power as the first flow path.
また本発明の表面処理装置は、前記複数の誘電体に設けられた前記流路のうち、
前記流路の各々に対応する前記第1電極と前記第2電極の部分の面積を、前記流路の各々ごとに対応させて異ならせ、前記流路と前記第1電極と前記第2電極との重畳領域を異ならせることも好ましい。
この構成によれば、流路と前記第1電極及び前記第2電極との重畳領域に発生する放電発生部の長さを、流路ごとに異ならせることができる。これにより、活性化し難い反応ガスを放電発生部の長い流路に導入することにより、長い時間放電発生部に滞在させて活性化させることができる。従って、活性化し易い反応ガスと活性化し難い反応ガスとを使用する場合、活性化し難い反応ガスを放電発生部の長い流路に導入すれば、活性化し易い反応ガスと同じ出力電力で活性化される。
Moreover, the surface treatment apparatus of the present invention includes the flow paths provided in the plurality of dielectrics.
The areas of the portions of the first electrode and the second electrode corresponding to each of the flow paths are made different for each of the flow paths, and the flow path, the first electrode, and the second electrode It is also preferable to make the overlapping regions different.
According to this structure, the length of the discharge generation part which generate | occur | produces in the overlapping area | region with a flow path and the said 1st electrode and the said 2nd electrode can be varied for every flow path. Thereby, the reactive gas which is hard to activate can be made to stay in the discharge generation part for a long time and can be activated by introduce | transducing into the long flow path of a discharge generation part. Therefore, when a reactive gas that is easily activated and a reactive gas that is difficult to activate are used, if the reactive gas that is difficult to activate is introduced into the long flow path of the discharge generating portion, it is activated with the same output power as the reactive gas that is easily activated. The
また本発明の表面処理装置は、前記反応ガスを供給するガス供給部と、前記被処理体を搭載している被処理保持手段と、前記被処理体を各前記誘電体に対面させながら前記テーブルを移動させる移動操作部とを備える表面処理装置であって、前記複数の流路が、前記被処理体の移動方向に沿って設けられていることも好ましい。
この構成によれば、複数の流路が被処理体の移動方向に沿って設けられているため、被処理体に対して、同時にあるいは連続して異なる処理を行うことができる。これにより、使用する装置の削減、工程の簡略化を図ることができ、全体としてコストの低減を図ることができる。
Further, the surface treatment apparatus of the present invention includes a gas supply unit for supplying the reaction gas, a treatment holding means on which the treatment target is mounted, and the table while the treatment target faces each dielectric. It is also preferable that the plurality of flow paths are provided along the moving direction of the object to be processed.
According to this configuration, since the plurality of flow paths are provided along the moving direction of the object to be processed, different processes can be performed on the object to be processed simultaneously or successively. As a result, the number of devices to be used can be reduced and the process can be simplified, and the overall cost can be reduced.
また本発明の表面処理方法は、対向して配置された第1電極と第2電極との間に大気圧又は大気圧近傍の圧力下で導入した反応ガスをプラズマ放電することで、被処理体の表面を処理する表面処理方法であって、前記第1電極と前記第2電極との間に延在する前記反応ガスの種類に対応して流路長が異なる複数の流路の各々に、種類の異なる前記反応ガスを導入し、流路長の異なる前記流路を通過した前記反応ガスを活性化し、前記活性化した前記反応ガスを相対移動する被処理体の表面に射出し、前記被処理体の表面に複数種類の処理を施すことを特徴とする。 In the surface treatment method of the present invention, a reaction gas introduced under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity of atmospheric pressure is plasma-discharged between a first electrode and a second electrode that are arranged to face each other. A surface treatment method for treating the surface of each of the plurality of flow paths having different flow path lengths corresponding to the type of the reaction gas extending between the first electrode and the second electrode, The reaction gases of different types are introduced, the reaction gases that have passed through the flow paths having different flow path lengths are activated, and the activated reaction gases are injected onto the surface of the object to be moved relative to each other. A plurality of types of treatments are performed on the surface of the treatment body.
この方法によれば、第1電極と第2電極との間に延在する流路長が異なるため、各流路に導入される反応ガスの放電発生部に滞在する時間も異なってくる。従って、例えば、活性化し易い反応ガスと活性化し難い反応ガスとを使用する場合、活性化し難い反応ガスを流路長の長い流路に導入すれば、活性化し難い反応ガスは、長い時間放電発生部に滞在して活性化する。これにより、活性化し難い反応ガスは、活性化し易い反応ガスと同じ出力電力で活性化される。よって、複数の活性化の異なる反応ガスを用いた場合に、活性化し易い反応ガスの出力電力である最小電力に合わせて確実に複数の異なる反応ガスを活性化させて被処理体の表面処理を行うことができる。 According to this method, since the lengths of the flow paths extending between the first electrode and the second electrode are different, the time of staying in the discharge generation portion of the reactive gas introduced into each flow path is also different. Therefore, for example, when a reaction gas that is easily activated and a reaction gas that is difficult to activate are used, if a reaction gas that is difficult to activate is introduced into a channel having a long channel length, the reaction gas that is difficult to activate is generated for a long time. Stay in the department and activate. Thereby, the reactive gas which is hard to activate is activated with the same output power as the reactive gas which is easy to activate. Therefore, when a plurality of reaction gases having different activations are used, the surface treatment of the object to be processed is performed by reliably activating a plurality of different reaction gases in accordance with the minimum power that is the output power of the reaction gas that is easily activated. It can be carried out.
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
[第1の実施形態]
図1乃至図2は、本発明の表面処理装置の好ましい第1の実施形態を示している。
図1は表面処理装置の概略構成を示す平面図であり、図2は図1の表面処理装置のA−A線に沿った断面図である。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
1 and 2 show a first preferred embodiment of the surface treatment apparatus of the present invention.
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of the surface treatment apparatus, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the surface treatment apparatus of FIG.
図1と図2の表面処理装置10は、大気圧プラズマ表面処理装置などとも呼んでいる。
表面処理装置10は、大気圧又は大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電による長さの違う複数の放電発生部を用いて、被処理体70の表面に対して表面処理を連続又は同時に、最小の電力量で行うことができる装置である。この表面処理装置10は、複数種類の反応ガスにより被処理体70の表面処理を連続的に最小の電力量で行う装置である。
The
The
ここで、本発明の実施形態で用いる表面処理とは、アッシング、エッチング、親水処理や撥水処理などの表面改質、洗浄、成膜などを含んでいる。アッシング処理は、例えばガラス基板などの被処理体70の表面上の有機物の除去処理である。エッチング処理は、例えばガラス基板などの被処理体70の表面上の成膜物の除去処理である。親水処理は、例えばガラス基板などの被処理体70の表面上に親水性の膜を形成する処理である。撥水処理は、例えばガラス基板などの被処理体70の表面上に撥水膜を形成する処理である。
表面処理装置10において発生するプラズマの種類としては、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で発生するグロー放電プラズマである。このグロー放電プラズマは、プラズマ生成用のガス中でのグロー放電の発生に伴って生成する。
Here, the surface treatment used in the embodiment of the present invention includes surface modification such as ashing, etching, hydrophilic treatment and water repellent treatment, cleaning, film formation, and the like. The ashing process is a process for removing organic substances on the surface of the
The type of plasma generated in the
図1と図2に示す表面処理装置10は、印加側電極部20(第1電極)、アース側電極部30(第2電極)、複数の第1ガス供給部21,第2ガス供給部22、高周波交流電源(RF電源ともいう)23、搬送テーブル31、移動操作部25、長さの違う誘電体41,42及び制御部100を有している。
印加側電極部20とアース側電極部30は、いわゆる平行平板型のプラズマ放電装置を形成している。印加側電極部20とアース側電極部30は、隙間を介して平行に対向配置されている。また、印加側電極部20とアース側電極部30の対向面20aの短手方向の長さは後述する第1ガス流路91の流路長に対応して形成されている。
このように表面処理装置10は、一対の印加側電極部20とアース側電極部30を有しており、いわゆる1つの直接放電式の放電手段を構成している。
1 and 2 includes an application-side electrode unit 20 (first electrode), a ground-side electrode unit 30 (second electrode), a plurality of first
The application-
As described above, the
図1に示す印加側電極部20は、電源23に対して電気的に接続されている。印加側電極部20は電源23により高周波交流電力が供給される。印加側電極部20は、電極となりうる導電性の高い材質、例えばアルミニウム、銅、ステンレス(SUS)、チタン、タングステン、などにより形成されている。
図1に示すアース側電極部30は、上述したように印加側電極部20に対面して隙間をおいて平行に配置されていて、印加側電極部20とアース側電極部30は図1と図2に示すZ方向に沿って間隔をあけて平行に設けられている。アース側電極部30は接地されている。アース側電極部30の材質は、印加側電極部20の材質と同じようなものが採用できる。
The application-
The ground
表面処理装置10の上方には、第1ガス供給部21,第2ガス供給部22が配設されている。本実施形態において第1ガス供給部21,第2ガス供給部22には、それぞれ活性化の時間が異なる混合ガスが収容されている。具体的に、第1ガス供給部21には、被処理体70の表面71に対して親水処理を行うための混合ガスが収容されている。キャリアガスとしてはHeを採用し、反応ガスとしてはO2を採用することができる。一方、第2ガス供給部22には、被処理体70の表面71に対して例えば撥水処理を行うための混合ガスが収容されている。キャリアガスとしてはHeを採用し、反応ガスとしては、CF4を採用している。また、第1ガス供給部21,第2ガス供給部22のそれぞれは、制御部100に電気的に接続されており、制御部100から所定命令が出力され、ガス流路への混合ガスの供給のタイミング、混合ガスの供給量等が制御されるようになっている。
A first
次に、複数の誘電体41,42、各誘電体に形成されるガス流路91,92について図1,2を参照して詳細に説明する。
誘電体41,42のそれぞれは、印加側電極部20とアース側電極部30の間に挟持され、図2に示す印加側電極部20の対向面20aの短手方向に沿って配設されている。誘電体41,42は、例えばアルミナや窒化シリコンなどのセラミックスや、石英などのガラスにより形成されている。この誘電体41,42は、放電発生部の発生域を定めて、不要な放電が他の部分に生じないようにするものである。
Next, a plurality of
Each of the
誘電体41,42には、誘電体の断面形状と同心の開口部形状を有する貫通孔が誘電体41,42の長手方向に沿って設けられている。本実施形態において、誘電体41に設けられる貫通孔は第1ガス流路91であり、誘電体42に設けらる貫通孔は第2ガス流路92である。また、誘電体41,42の外壁面と内壁面との距離は略等しく、誘電体41,42の板厚は均一に形成されている。これにより、第1ガス流路91、第2ガス流路92内を通過する混合ガスに対して均一に電力を供給することができるようになっている。また、第1ガス流路91、第2ガス流路92は、誘電体41,42の長手方向を貫通して設けられるものであるから、第1ガス流路91、第2ガス流路92の流路長は、誘電体41,42のそれぞれの長手方向の長さと等しくなる。本実施形態においては、第2ガス流路92は、第1ガス流路91よりも流路長が長くなるように形成されている。
The
誘電体41に形成される第1ガス流路91は、印加側電極部20の対向面20aの短手方向に沿って直線状に形成されている。そして、第1ガス流路91の上方の開口部にはガス供給口81が設けられている。ガス供給口81は、第1ガス供給部21に接続されており、第1ガス供給部21からガス供給口81に混合ガスが供給されるようになっている。また、第1ガス流路91の下方の開口部には、ガス吹き出し口121が設けられている。ガス吹き出し口121は、被処理体70と対面する方向に設けられ、活性化した混合ガスをガス吹き出し口121から被処理体70に到達させることができるようになっている。
The
誘電体42に形成される第2ガス流路92は、第1ガス流路91とは異なり流路中に屈曲部を有している。具体的には、第2ガス流路92の一部が印加側電極部20の対向面20aの長手方向に沿って印加側電極部20とアース側電極部30の間に延在して設けられている。そして、この第2ガス流路92の一端から連続して上方向に垂直な屈曲部を有するガス流路が設けられている。このガス流路の先端の開口部にはガス供給口82が設けられ、上記第2ガス供給部22に接続されている。さらに上記第2ガス流路92の他端から連続して下方向に垂直な屈曲部を有するガス流路が設けられている。そして、このガス流路の先端の開口部にはガス吹き出し口122が設けられている。このガス吹き出し口122は、被処理体70と対面する方向に設けられ、活性化した混合ガスをガス吹き出し口122から被処理体70に到達させることができるようになっている。このとき、誘電体41に形成される第1ガス流路91と、誘電体42に形成される第2ガス流路92とは、後述する被処理体の移動方向に沿って配設されている。このように、本実施形態における第2ガス流路92は、クランク状に形成され、直線状に形成される第1ガス流路91よりも印加側電極部20とアース側電極部30の間に延在する流路長が長くなるように形成されている。
なお、本実施形態では、第2ガス流路92をクランク状に形成したが、これに限定されることはなく、第2ガス流路92の少なくとも一部に曲部を有するような形状となるように形成すれば良い。これにより、第2ガス流路92に導入された反応ガスは曲部において対流し、長い時間放電発生部に滞在させることができる。
Unlike the
In the present embodiment, the second
誘電体41の第1ガス流路91,誘電体42の第2ガス流路92の流路内には、印加側電極部20に対して電源23の駆動により電力が供給されると、放電発生部101,102がそれぞれ形成される。つまり、放電発生部101,102は、印加側電極部20とアース側電極部30とからなる一対の電極部と、一対の電極部の間に配設される第1ガス流路91,第2ガス流路92との重なる流路内領域に発生する。本実施形態においては、この重なる領域を重畳領域と称している。
本実施形態において、上述したように、第2ガス流路92の流路長は、第1ガス流路91の流路長よりも印加側電極部20とアース側電極部30の間に長く延在して形成されている。これにより、第2ガス流路92と印加側電極部20及びアース側電極部30との重畳領域は、第1ガス流路91の重畳領域よりも長くなる。従って、第2ガス流路92内に形成される放電発生部102は、第1ガス流路91内に形成される放電発生部101よりも長くなる。
これらの放電発生部101,102は、第1ガス流路91,第2ガス流路92にそれぞれ供給される混合ガスの反応ガスを活性化させて、移動する被処理体70の表面71に対して到達させる。
When power is supplied to the application-
In the present embodiment, as described above, the channel length of the
These
次に、図2に示す搬送テーブル31は、移動操作部25の動作によりガイドレール80に沿ってT方向に移動可能となっている。これは、X,Y,θ方向に移動可能としてもよい。搬送テーブル31の搭載面31aの上には、被処理体70が着脱可能に置かれる。
移動操作部25の動作は、制御部100により制御される。ガス供給部21,22のガス供給動作は、制御部100により制御される。電源の動作は、制御部100により制御される。
被処理体70は、平板状の部材であり、処理目的に応じて種々のものを採用することができる。例えばパッケージされたICなどの電子部品、シリコン基板や液晶表示装置(LCD)に用いられるガラス基板、プラスチック基板などである。
Next, the transfer table 31 shown in FIG. 2 is movable in the T direction along the
The operation of the
The to-
次に、本実施形態の表面処理装置の動作について図1,2を参照して詳細に説明する。
まず、制御部100は移動操作部25に駆動信号を出力する。これにより、搬送テーブル31がT1方向に移動し、第1ガス流路91の吹き出し口121の下方の位置に被処理体70が配置される。続けて、制御部100は、第1ガス供給部21に駆動信号を出力する。これにより、第1ガス供給部21は、第1ガス流路91に混合ガスを供給する。また、印加側電極部20には、電源23により高周波交流電力が供給される。供給された混合ガスは、第1ガス流路91の放電発生部101を通過することによって大気圧プラズマが生成され、反応ガスの励起活性種が生じる。そして、この励起活性種が第1ガス流路91の吹き出し口から下方に配置される被処理体70に射出される。これにより、被処理体70表面は例えば親水処理される。
Next, the operation of the surface treatment apparatus of this embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
First, the
次に、上記親水処理が終了すると、制御部100は、移動操作部25に駆動信号を供給する。これにより、搬送テーブル31がT1方向に移動し、被処理体70が第2ガス流路92の吹き出し口122の下方の位置に配置される。続けて、制御部100は、第2ガス供給部22に駆動信号を供給する。これにより、第2ガス供給部22は、第2ガス流路92に混合ガスを供給する。供給された混合ガスは、第1ガス流路91の放電発生部102を通過することによって大気圧プラズマが生成され、反応ガスの励起活性種が生じる。そして、この励起活性種が第2ガス流路92の吹き出し口122から下方に配置される被処理体70に射出される。これにより、被処理体70表面は例えば撥液処理される。
Next, when the hydrophilic process is completed, the
なお、上記実施形態では、親水処理した後、撥液処理をしたが、親水処理と撥液処理とを同時に行うことも可能である。つまり、被処理体70の一部の領域に親水処理を施すとともに、同時に他の領域に撥液処理を施すこともできる。また、被処理体70の同一の領域に同時に親水処理、撥液処理を施すことも可能である。この場合には、例えば、吹き出し口121,122を傾斜を持たせて配置させることによって、被処理体70の同一領域に上記処理を施すことが可能となる。
In the above embodiment, the liquid repellent treatment is performed after the hydrophilic treatment. However, the hydrophilic treatment and the liquid repellent treatment can be performed simultaneously. That is, it is possible to perform hydrophilic treatment on a part of the
本発明の表面処理装置の構造を採用することにより、次のようなメリットがある。
本発明の表面処理装置10は、複数種類の処理を行うために、複数種類の装置を設ける必要がなく、1台の表面処理装置10を配置すれば複数種類の処理(例えば親液処理、撥液処理)が行えるのである。そして1台の表面処理装置10を設けるだけであるので、装置を配置するエリアの削減と、装置のコストなどの軽減化が図れる。また複数の装置を並べて設ける必要がないので、複数の装置の間で被処理体を搬送するための搬送部が全く不要になる。また、複数の反応ガスの最も活性化しやすいものに合わせて最小の電力で処理することにより、エネルギーの軽減化が図れる。
また1つの被処理体70の表面71に対して、複数種類のプロセス処理、例えば、アッシング、エッチング、親水処理や撥水処理などの表面改質、洗浄、成膜等の複数の処理がほぼ同時又は連続で行えるので、異なる複数の処理時間における経時変化の影響が軽減できる。
Employing the structure of the surface treatment apparatus of the present invention has the following advantages.
The
In addition, a plurality of types of process treatments such as ashing, etching, surface modification such as hydrophilic treatment and water repellency treatment, cleaning, film formation, etc., are almost simultaneously performed on the
また、本実施形態によれば、印加側電極部20とアース側電極部30との間に延在する第2ガス流路92の流路長は、第1ガス流路91の流路長よりも長く形成されている。そのため、第2ガス流路92内に形成される放電発生部102は、第1ガス流路91内に形成される放電発生部101の長さよりも長くなる。これにより、第2ガス流路92に導入された活性化し難いガスであっても、長い時間流路内の放電発生部102に滞在することにより、活性化される。つまり、活性化し難い反応ガスは、第1ガス流路91内に導入された活性化し易い反応ガスと同じ出力電力で活性化される。よって、複数の活性化の異なる反応ガスを用いた場合でも、活性化し易い反応ガスの出力電力である最小電力に合わせても確実に複数の異なる反応ガスを活性化させて被処理体70の表面処理を行うことができる。
Further, according to the present embodiment, the channel length of the
[第2の実施形態]
次に、本実施形態について図面を参照して説明する。
上記実施形態では、電極部の形状を第1ガス流路の流路長に合わせていた。そのため、第2ガス流路を第1ガス流路よりも長く形成する場合には、第2ガス流路に屈曲部を設けることにより、第1ガス流路を電極部内に収容して形成していた。本実施形態では、第2ガス流路を直線状に設けて第1ガス流路よりも長く形成している。従って、第2ガス流路に対応する電極部の形状を第2ガス流路の長さに合わせて異ならせている点において異なる。なお、以下の説明においては第1実施形態と異なる点についてのみ説明する。誘電体41及び誘電体41に形成される第1ガス流路は、第1実施形態と同様の構成であるため、説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, the present embodiment will be described with reference to the drawings.
In the above embodiment, the shape of the electrode portion is matched to the channel length of the first gas channel. Therefore, when the second gas flow path is formed longer than the first gas flow path, the first gas flow path is accommodated in the electrode portion by providing a bent portion in the second gas flow path. It was. In the present embodiment, the second gas channel is provided in a straight line and is longer than the first gas channel. Therefore, it differs in that the shape of the electrode portion corresponding to the second gas flow path is made different according to the length of the second gas flow path. In the following description, only differences from the first embodiment will be described. Since the dielectric 41 and the first gas flow path formed in the dielectric 41 have the same configuration as in the first embodiment, description thereof is omitted.
図3は、本実施形態における図1に示す表面処理装置のA−A線に沿った断面図である。
誘電体42は、印加側電極部20とアース側電極部30との間に挟持されて直線状に配設されている。この誘電体42は、誘電体41の長手方向の寸法よりも長くなるように形成されている。
そして、誘電体42には、第2ガス流路92が形成されている。第2ガス流路92は、誘電体42の長手方向に沿って、誘電体42の断面形状と同心の開口部形状を有する貫通孔により形成されている。また、誘電体42の外壁面と内壁面との距離は略等しく、誘電体42の板厚は均一に形成されている。これにより、第2ガス流路92内を通過する混合ガスに対して均一に電力を供給することができるようになっている。また、第2ガス流路92は、誘電体42の長手方向を貫通して設けられるものであるから、第2ガス流路92の流路長は、誘電体42の長手方向の長さと等しくなる。本実施形態では、第2ガス流路92は、第1ガス流路91よりも流路長が長くなるように形成される。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of the surface treatment apparatus shown in FIG. 1 in the present embodiment.
The dielectric 42 is sandwiched between the application-
A second
また、誘電体42に形成される第2ガス流路92の上方の開口部にはガス供給口82が形成され、第2ガス供給部22に接続されている。一方、第2ガス流路92の下方の開口部にはガス吹き出し口122が形成されている。このガス吹き出し口122は、被処理体70と対面する方向に設けられ、活性化した混合ガスをガス吹き出し口122から被処理体70に到達させることができるようになっている。また、第1ガス流路91のガス吹き出し口122と第2ガス流路92のガス吹き出し口122の位置が被処理体70の移動方向に沿って設けられている。
In addition, a
本実施形態においては、印加側電極部20とアース側電極部30は、第1ガス流路91と第2ガス流路92のそれぞれの流路長に対応して設けられている。具体的には、図3に示すように、第2ガス流路92に対応する印加側電極部20は、第1ガス流路91に対応する印加側電極部20よりも延出して形成され、印加側電極部20の対向面20aは略L字状に形成されている。つまり、第2ガス流路92に対応する領域に設けられる印加側電極部20の面積は、第1ガス流路91に対応する領域に設けられる印加側電極部20の面積よりも大きく形成されている。また、アース側電極部30についても印加側電極部20と同様である。
In the present embodiment, the application-
従って、本実施形態によれば、第2ガス流路92の流路長を第1ガス流路91の流路長よりも長くすることにより、これに対応して第2ガス流路92と印加側電極部20及びアース側電極部30との重畳領域が大きくなる。これにより、第2ガス流路92内に形成される放電発生部102は、第1ガス流路91内に形成される放電発生部101よりも長く形成される。従って、第2ガス流路92を通過する混合ガスは、第1ガス流路91よりも長い距離、時間放電発生部102に滞在することになる。よって、例えば、活性化し難い混合ガスを第2ガス流路92に導入すれば、活性化し易い混合ガスと同じ出力電力で活性化することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the flow length of the second
(電気光学装置の製造方法)
次に、電気光学装置の一例である有機EL装置の製造方法について図面を参照して説明する。以下に説明する有機EL装置の製造方法では、上述した表面処理装置10を用いて、被処理体表面に撥液処理、親液処理を施している。なお、本実施形態において、有機EL装置1はトップエミッション構造を採用しているが、ボトムエミッション構造を採用することも可能である。また、本実施形態の有機EL装置はアクティブマトリクス型であるが、TFT等を含む回路部を形成する工程については、公知技術により形成するため説明を省略する。
(Method for manufacturing electro-optical device)
Next, a method for manufacturing an organic EL device which is an example of an electro-optical device will be described with reference to the drawings. In the manufacturing method of the organic EL device described below, the surface of the object to be processed is subjected to liquid repellent treatment and lyophilic treatment using the
図4は、有機EL装置の製造工程を示す断面図である。
まず、図4(a)に示すように、基板18上に形成された回路部11の全面を覆うようにして透明導電膜を成膜する。そして、透明導電膜を所定形状にパターニングして画素電極24を形成する。このとき、画素電極24は、第2層間絶縁層284のコンタクトホール24aを介してドレイン電極244と電気的に接続されている。また、ダミー領域には、ダミーパターン26を形成する。ダミーパターン26は、下層に形成されるTFT等の金属配線とは電気的に接続されていない。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the organic EL device.
First, as shown in FIG. 4A, a transparent conductive film is formed so as to cover the entire surface of the circuit unit 11 formed on the
次に、図4(b)に示すように、画素電極24、ダミーパターン26及び第2層間絶縁層284上に絶縁層である親液性制御層28を形成する。そして、画素電極24上の親液性制御層28の一部に開口部28aを形成する。親液性制御層28に形成される開口部28aにより画素電極24からの正孔移動が可能となっている。一方、開口部28aを設けないダミーパターン26においては、絶縁層(親液性制御層)28が正孔移動遮蔽層となって正孔移動が生じない。続けて、画素電極24間の親液性制御層28上の凹部に、BM(ブラックマトリックス)を形成する。具体的には、金属クロムの材料を用いてスパッタリング法により形成する(図示省略)。
Next, as shown in FIG. 4B, the
次に、図4(c)に示すように、親液性制御層28上に各画素電極24を区画するようにして有機隔壁層221(バンク)を形成する。具体的には、まず、例えばアクリル樹脂、ポリイミド樹脂などのレジストを溶媒に溶解したものを、スピンコート法、ディップコート法などの各種塗布法により塗布して有機質層を形成する。次に、フォトリソグラフィー処理、エッチング処理により有機質層に各画素電極24に対応する有機質層に開口部221aを形成する。このようにして、各画素電極24を区画するように有機隔壁層221を形成する。このとき、有機隔壁層221の側壁面はテーパー状に形成し、この側壁面の基板18表面に対する角度θは110度以上から170度以下であることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 4C, an organic partition layer 221 (bank) is formed on the
次に、本実施形態における表面処理装置10を用いて有機隔壁層221の表面に、親液性を示す領域と、撥液性を示す領域とを形成する。具体的には、まず、基板18を所定温度、例えば70〜80℃程度に加熱する。次に、表面処理装置10を用いて大気雰囲気中で酸素を反応ガスとするプラズマ処理(O2プラズマ処理)を行い、有機隔壁層221の隔壁面及び画素電極24、親液性制御層28の上面を親液性にする。続けて、大気雰囲気中で4フッ化メタンを反応ガスとするプラズマ処理(CF4プラズマ処理)を行い、有機隔壁層221の上面を撥液性にする。
Next, a region showing lyophilicity and a region showing liquid repellency are formed on the surface of the
なお、このCF4プラズマ処理においては、画素電極24の電極面24c及び親液性制御層28についても多少の影響を受けるが、画素電極24の材料であるITO及び親液性制御層28の構成材料であるSiO2、TiO2などはフッ素に対する親和性に乏しいため、親インク化工程で付与された水酸基がフッ素基で置換されることがなく、親液性が保たれる。
In this CF 4 plasma treatment, the electrode surface 24c of the
次に、インクジェット法等により、正孔輸送層材料を有機隔壁層221に区画された開口部221aに塗布する。このとき、塗布された正孔輸送層材料は、親液処理が施された有機隔壁層221によって区画された領域では濡れ広がり、開口部221a内に充填される。一方、撥液処理された有機隔壁層221の上面では、正孔輸送層材料がはじかれ付着せず、有機隔壁層221によって区画された開口部221a内に流入する。その後、乾燥処理及び熱処理を行い、有機隔壁層221に区画された領域(電極24上)に正孔輸送層72を形成する。なお、この正孔輸送層形成工程以降は、正孔輸送層72及び発光層60の酸化を防止すべく、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気などの不活性ガス雰囲気で行うのが好ましい。
Next, the hole transport layer material is applied to the
次に、インクジェット法等により、発光層形成材料を正孔輸送層72上に塗布する。その後、乾燥処理及び熱処理を行うことにより、有機隔壁層221によって区画された開口部221a内に発光層60を形成する。なお、インクジェット法により、例えば青色(B)の発光層形成材料を青色の表示領域に選択的に塗布し、乾燥処理した後、同様にして緑色(G)、赤色(R)についてもそれぞれその表示領域に選択的に塗布し、乾燥処理する。また、必要に応じて、上述したようにこのような発光層60の上に電子注入層を形成することも好ましい。
Next, the light emitting layer forming material is applied onto the
次いで、図4(d)に示すように、イオンプレーティング法等の物理気相成長法により、発光層60と有機隔壁層221の上面を覆うようにしてITOを成膜して、陰極50を形成する。
以上説明したような工程により、本実施形態の表面処理装置10を用いて有機EL装置を形成する。
Next, as shown in FIG. 4D, an ITO film is formed so as to cover the upper surfaces of the
The organic EL device is formed using the
(電子機器)
次に、上述した本実施形態の表面処理装置を用いて形成した有機EL装置を備える電子機器の例について、図5を用いて説明する。
図5は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図5において、600は携帯電話本体を示し、601は上記実施形態の有機EL装置を備えた画像表示部を示している。本電子機器によれば、製造コストの低減を図ることができる。
なお、本実施形態の電子機器は有機EL装置を備えるものとしたが、液晶表示装置、プラズマ型表示装置等、他の電気光学装置を備えた電子機器とすることもできる。
(Electronics)
Next, an example of an electronic apparatus including an organic EL device formed using the surface treatment apparatus of the present embodiment described above will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 5,
In addition, although the electronic apparatus of this embodiment shall be provided with the organic EL apparatus, it can also be set as the electronic apparatus provided with other electro-optical devices, such as a liquid crystal display device and a plasma display device.
なお、上述した有機EL装置は、上記携帯電話以外にも種々の電子機器に適用することができる。例えば、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ(PC)及びエンジニアリング・ワークステーション(EWS)、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、POS端末、タッチパネルを備えた装置などの電子機器に適用することが可能である。 Note that the above-described organic EL device can be applied to various electronic devices other than the mobile phone. For example, LCD projectors, multimedia-compatible personal computers (PCs) and engineering workstations (EWS), pagers, word processors, televisions, viewfinder type or monitor direct view type video tape recorders, electronic notebooks, electronic desk calculators, car navigation systems The present invention can be applied to electronic devices such as a device, a POS terminal, and a device provided with a touch panel.
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上記実施形態では、複数の誘電体を設けて、各誘電体のそれぞれにガス流路を形成していた。これに対し、単体の誘電体を設けて、この誘電体に複数のガス流路を形成することも好ましい。また、上記実施形態では、2つの誘電体のそれぞれにガス流路を形成して、例えば一方を撥液処理用、他方を親液処理用として使用していたが、これに限定されることなく、2以上の誘電体のそれぞれに流路を形成して2以上の同じ又は異なる処理を行うことも可能である。
The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, a plurality of dielectrics are provided, and a gas flow path is formed in each dielectric. On the other hand, it is also preferable to provide a single dielectric and to form a plurality of gas flow paths in this dielectric. In the above embodiment, gas flow paths are formed in each of the two dielectrics, and one is used for liquid repellent treatment and the other is used for lyophilic treatment. However, the present invention is not limited to this. It is also possible to form a flow path in each of two or more dielectrics and perform two or more same or different treatments.
また、上記実施形態では、流路の流路長を異ならせることにより、放電発生部の長さを異ならせ、活性化の異なる反応ガスを同じ電力により活性化させていた。これに対し、例えば、流路の流路長の長さを略等しくした場合であっても、印加側電極部とアース側電極部に挟持される領域(重畳領域)を異ならせることにより、各流路の放電発生部の長さを異ならせ、活性化の異なる反応ガスを同じ電力により活性化させることも可能である。 Moreover, in the said embodiment, the length of the discharge generation | occurrence | production part was varied by changing the flow path length of a flow path, and the reactive gas from which activation differs was activated with the same electric power. On the other hand, for example, even when the lengths of the flow path lengths of the flow paths are substantially equal, by changing the region (superimposed region) sandwiched between the application side electrode portion and the ground side electrode portion, It is also possible to activate the reaction gases having different activations with the same electric power by changing the length of the discharge generation part of the flow path.
10…表面処理装置、 20…印加側電極部(第1電極)、 21,22…ガス供給部、 23…電源、 25…移動操作部、 30…アース側電極部(第2電極)、 31…搬送テーブル、 41,42…誘電体、 70…被処理体、 71…被処理体の表面、 91,92…ガス流路、 101,102…放電発生部、 T1,X,Y,θ…被処理体の移動方向
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1電極と前記第2電極との間には、前記反応ガスを流すための複数の流路を有する誘電体が設けられ、
前記複数の流路に、異なる種類の前記反応ガスが導入されるとともに、前記第1電極又は前記第2電極への電力供給によりプラズマ放電発生部が形成され、
前記反応ガスの種類に対応して、前記第1電極と前記第2電極との間に延在する前記誘電体の前記流路の流路長を異ならせたことを特徴とする表面処理装置。 A surface treatment apparatus for treating an object to be treated by activating a reactive gas introduced between the first electrode and the second electrode arranged opposite each other under atmospheric pressure or a pressure close to atmospheric pressure by plasma discharge. Because
Between the first electrode and the second electrode, a dielectric having a plurality of flow paths for flowing the reaction gas is provided,
While the different types of the reaction gases are introduced into the plurality of flow paths, a plasma discharge generation unit is formed by supplying power to the first electrode or the second electrode,
The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein the flow path length of the flow path of the dielectric extending between the first electrode and the second electrode is changed in accordance with the type of the reaction gas.
第1流路が略直線状に前記第1電極と前記第2電極との間に延在して設けられ、
第2流路が少なくとも一部に曲部を有して前記第1電極と前記第2電極との間に延在して設けられ、前記第1流路よりも流路長が長いことを特徴とする請求項1に記載の表面処理装置。 Of the plurality of flow paths provided in the dielectric,
A first flow path is provided extending substantially linearly between the first electrode and the second electrode;
The second flow path has a curved portion at least partially and is provided to extend between the first electrode and the second electrode, and has a flow path length longer than that of the first flow path. The surface treatment apparatus according to claim 1.
前記流路の各々に対応する前記第1電極と前記第2電極との部分の面積を、前記流路の各々ごとに対応させて異ならせ、前記流路と前記第1電極及び前記第2電極との重畳領域を異ならせたことを請求項1に記載の表面処理装置。 Of the plurality of flow paths provided in the dielectric,
The areas of the portions of the first electrode and the second electrode corresponding to each of the flow paths are made different for each of the flow paths, and the flow path, the first electrode, and the second electrode are changed. The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein the overlapping region is different.
前記複数の流路が、前記被処理体の移動方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の表面処理装置。 A gas supply unit configured to supply the reaction gas; a processing target holding unit on which the target object is mounted; and a moving operation unit configured to move the table while the target object faces each dielectric. A surface treatment apparatus,
The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein the plurality of flow paths are provided along a moving direction of the object to be processed.
前記第1電極と前記第2電極との間に延在する前記反応ガスの種類に対応して流路長が異なる複数の流路の各々に、種類の異なる前記反応ガスを導入し、流路長の異なる前記流路を通過した前記反応ガスを活性化し、前記活性化した前記反応ガスを相対移動する被処理体の表面に射出し、前記被処理体の表面に複数種類の処理を施すことを特徴とする表面処理方法。 A surface treatment method for treating the surface of an object to be treated by plasma discharge of a reaction gas introduced between the first electrode and the second electrode arranged opposite each other under atmospheric pressure or pressure near atmospheric pressure. There,
The reaction gas of a different type is introduced into each of a plurality of channels having different channel lengths corresponding to the type of the reaction gas extending between the first electrode and the second electrode. Activating the reaction gas that has passed through the flow paths having different lengths, injecting the activated reaction gas to the surface of the object to be relatively moved, and performing a plurality of types of treatment on the surface of the object to be treated A surface treatment method characterized by the above.
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KR100889983B1 (en) * | 2007-12-18 | 2009-03-25 | 세메스 주식회사 | Apparatus and method for treating substrate |
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2004
- 2004-11-26 JP JP2004342646A patent/JP2006152346A/en not_active Withdrawn
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