JP2007035294A - Normal pressure plasma processing device for water repelling treatment or the like - Google Patents

Normal pressure plasma processing device for water repelling treatment or the like Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a normal pressure plasma processing device performing high speed treatment without increasing amount of process-gas while maintaining processing capability at normal temperature plasma treatment for water repelling treatment. <P>SOLUTION: A processing passage 16 is formed between a processing head 10 of the plasma processing device M and a base plate W, and a part of the processing passage is turned into a plasma space 16a with a pressure near to atmospheric pressure. Process-gas introducing ports 15a are arranged in a line at upstream end of the passage 16, and exhaust ports 17a are arranged at down stream side. A formula; L×Vf/Vs>700×r is fulfilled, wherein, L is a distance (mm) between down stream end of the plasma space and the exhaust port, Vf is a flow speed at the processing passage, Vs is a conveying speed of the base plate, and r is (atmospheric density of oxygen at the exhaust port 17a)/(density of oxygen in the atmospheric air). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、所謂ダイレクト式の常圧プラズマ処理装置に関し、特に撥水化処理等のプラズマ空間への酸素混入を嫌う処理に適した常圧プラズマ処理装置に関する。   The present invention relates to a so-called direct type atmospheric pressure plasma processing apparatus, and more particularly to an atmospheric pressure plasma processing apparatus suitable for a process that dislikes mixing of oxygen into a plasma space such as a water repellent process.

撥水化処理用等のプラズマプロセスには、真空プラズマが多く用いられている。真空プラズマは、高いガス分解効率を実現するのが容易であるため、使用ガス量が少なくて済む。一方、例えば液晶分野等において基板サイズの増大に伴い、大掛かりな真空設備を要し高価格化を招いている。   Vacuum plasma is often used in plasma processes for water repellent treatment. Since the vacuum plasma can easily achieve high gas decomposition efficiency, the amount of gas used is small. On the other hand, for example, in the liquid crystal field, as the substrate size increases, a large-scale vacuum facility is required, leading to an increase in price.

そうした背景から真空設備が不要で低価格化が可能な常圧プラズマが着目されている。常圧プラズマ処理装置は、高圧電極と接地電極を有している。これら電極間にプロセスガスを導入するとともに大気圧下でプラズマを形成する。この電極間に基板を配置し、基板をプラズマに直接晒して、基板の表面をプラズマ処理する所謂ダイレクト方式と、基板を電極間の外側に配置し、電極間からプラズマガスを吹出し、基板に当てる所謂リモート方式とがある。上記高圧電極又は基板のどちらか一方が、スキャンされることにより、大型の基板に対応することができる。現在、このスキャン速度(搬送速度)の高速化に向けた開発が進められている。
特開2004−228136号公報
Under such circumstances, atmospheric pressure plasma, which requires no vacuum equipment and can be reduced in price, has attracted attention. The atmospheric pressure plasma processing apparatus has a high voltage electrode and a ground electrode. A process gas is introduced between these electrodes and plasma is formed under atmospheric pressure. A substrate is disposed between the electrodes, the substrate is directly exposed to plasma, and the surface of the substrate is plasma processed, and the substrate is disposed outside the electrodes, and plasma gas is blown from between the electrodes and applied to the substrate. There is a so-called remote system. By scanning one of the high-voltage electrode and the substrate, a large substrate can be handled. Currently, the development for increasing the scanning speed (conveying speed) is underway.
JP 2004-228136 A

搬送速度を高速化すると、実質的な処理時間(プラズマが照射される時間)が短くなるだけでなく、外部雰囲気中の酸素がプラズマ空間に巻き込まれる量が増える。一方、撥水化処理等においてはプロセスガス中に酸素混入があると処理能力が低下してしまう。この対策としてプロセスガスの流速を大きくすれば、外部雰囲気が巻き込まれようとするのを押し返すことができる。しかし、プロセスガスの使用量の増大を招き、ランニングコストの観点から望ましくない。   Increasing the transport speed not only shortens the substantial processing time (time for plasma irradiation), but also increases the amount of oxygen in the external atmosphere that is involved in the plasma space. On the other hand, in water repellency treatment or the like, if oxygen is mixed in the process gas, the processing ability is lowered. As a countermeasure, if the flow rate of the process gas is increased, the external atmosphere can be pushed back. However, this increases the amount of process gas used, which is not desirable from the viewpoint of running cost.

発明者らは、ダイレクト式の常圧プラズマ処理装置において、高速スキャンに向けて鋭意研究を行なった。装置構成は、基板の表面に沿う処理通路にプロセスガスを流すとともに前記処理通路の一部を略大気圧のプラズマ空間にし、前記基板の表面をプラズマ処理するものであって、前記プラズマ空間を形成するための電極と、前記基板と対向して前記処理通路を形成する基板対向面とを有し、前記基板対向面には前記処理通路の上流端に連なるプロセスガスの導入口と前記処理通路の下流端に連なる排気口とが設けられた処理ヘッドと、前記基板を前記処理ヘッドに対し前記処理通路の延び方向(ガス流通方向の順方向又は逆方向)に沿って相対移動させる搬送機構と、を備えたダイレクト式の常圧プラズマ処理装置とした。   The inventors have conducted diligent research toward high-speed scanning in a direct atmospheric pressure plasma processing apparatus. The apparatus configuration is such that a process gas flows through a processing path along the surface of the substrate and a part of the processing path is made a plasma space at a substantially atmospheric pressure, and the surface of the substrate is plasma-processed to form the plasma space. And a substrate-facing surface that forms the processing passage so as to face the substrate, the substrate-facing surface having a process gas inlet connected to an upstream end of the processing passage and the processing passage A processing head provided with an exhaust port connected to the downstream end, and a transport mechanism for moving the substrate relative to the processing head along the extending direction of the processing path (forward or reverse direction of the gas flow direction); A direct atmospheric pressure plasma processing apparatus equipped with

図3は、上記構成の常圧プラズマ処理装置によってガラス基板上のレジスト膜を撥水化処理した結果を示したものである。接触角で評価される処理能力は、基板の搬送速度が0.5〜3m/minの範囲ではほぼ一定であったのに対し、4m/minにおいて大幅に低下した。この現象は、外部空気が粘性によってプラズマ空間に巻き込まれ、この巻き込まれた空気中の酸素が撥水化のための反応を阻害したためと推測される。   FIG. 3 shows the result of the water-repellent treatment of the resist film on the glass substrate by the atmospheric pressure plasma processing apparatus having the above configuration. The processing capability evaluated by the contact angle was substantially constant at a substrate conveyance speed of 0.5 to 3 m / min, but significantly decreased at 4 m / min. This phenomenon is presumed to be because external air is entrained in the plasma space due to viscosity, and oxygen in the entrained air hinders the reaction for water repellency.

さらに、発明者らは搬送速度だけでなくガス流速や装置の寸法構成も含めて検討を進めたところ、表1に示すデータを得た。

Figure 2007035294
Furthermore, the inventors have studied not only the conveyance speed but also the gas flow rate and the dimensional configuration of the apparatus, and obtained the data shown in Table 1.
Figure 2007035294

表1において、Lは、前記処理通路におけるプラズマ空間の下流端から排気口までの距離すなわち処理通路のプラズマ空間より下流側の部分の長さ(mm)であり、L=60mmとL=90mmの2通りとした。
Vfは、前記処理通路でのプロセスガス流速であり、Vf=306mm/sec=18.36m/minと、Vf=612mm/sec=36.72m/minの2通りとした。
Vsは、前記搬送機構による搬送速度であり、Vs=25mm/sec=1.5m/minと、Vs=50mm/sec=3.0m/minの2通りとした。前記処理ヘッドを固定し、基板を前記排気口から前記導入口へ向かう方向(前記処理通路でのプロセスガスの流れとは逆方向)に搬送させた。
CAは、撥水化処理後の基板表面の接触角である。
その他の条件は下記の通りである。
プロセスガス;N 67vol%、CF 33vol%
電源;投入電圧 20kV、周波数 20kHz
処理ヘッドの下面と基板の間のギャップ;1.0mm
In Table 1, L is the distance from the downstream end of the plasma space to the exhaust port in the processing passage, that is, the length (mm) of the portion of the processing passage downstream from the plasma space, and L = 60 mm and L = 90 mm. There were two ways.
Vf is a process gas flow velocity in the processing path, and Vf = 306 mm / sec = 18.36 m / min and Vf = 612 mm / sec = 36.72 m / min.
Vs is a transport speed by the transport mechanism, and Vs = 25 mm / sec = 1.5 m / min and Vs = 50 mm / sec = 3.0 m / min. The processing head was fixed, and the substrate was transported in the direction from the exhaust port toward the introduction port (the direction opposite to the flow of process gas in the processing passage).
CA is the contact angle of the substrate surface after the water repellent treatment.
Other conditions are as follows.
Process gas; N 2 67 vol%, CF 4 33 vol%
Power supply: input voltage 20 kV, frequency 20 kHz
Gap between the lower surface of the processing head and the substrate; 1.0 mm

図4は、表1をグラフ化したものである。同図の横軸は、L×Vf/Vs(単位:mm)である。
上記の結果より、十分な処理能力を得る条件として次式1aが導かれた。
k=L×Vf/Vs>700 …(式1a)
次式2aが満たされることが、より好ましい。
k=L×Vf/Vs>1400 …(式2a)
FIG. 4 is a graph of Table 1. The horizontal axis of the figure is L × Vf / Vs (unit: mm).
From the above results, the following formula 1a was derived as a condition for obtaining sufficient processing capacity.
k = L × Vf / Vs> 700 (Formula 1a)
It is more preferable that the following expression 2a is satisfied.
k = L × Vf / Vs> 1400 (Formula 2a)

上記表1及び図4のデータは大気雰囲気下でのものであり、プラズマ空間に巻き込まれて来る雰囲気中の酸素濃度は、約20%であった。一方、雰囲気中の酸素濃度が変われば、それに伴って、巻き込まれる酸素量も変わるため、前記kの下限値が変わる。
雰囲気中の酸素濃度をも考慮すると、式1a及び式2aは、それぞれ次式1及び2に書き換えられる。
k=L×Vf/Vs>700×r …(式1)
k=L×Vf/Vs>1400×r …(式2)
ここで、rは、大気中の酸素濃度(約20%)に対する雰囲気中の酸素濃度(厳密には前記排気口でのプロセスガスを除く雰囲気中の酸素濃度)の比である。
The data in Table 1 and FIG. 4 are those in an air atmosphere, and the oxygen concentration in the atmosphere entrained in the plasma space was about 20%. On the other hand, if the oxygen concentration in the atmosphere changes, the amount of oxygen involved changes accordingly, so the lower limit value of k changes.
When the oxygen concentration in the atmosphere is also taken into consideration, the equations 1a and 2a can be rewritten into the following equations 1 and 2, respectively.
k = L × Vf / Vs> 700 × r (Formula 1)
k = L × Vf / Vs> 1400 × r (Formula 2)
Here, r is the ratio of the oxygen concentration in the atmosphere (strictly speaking, the oxygen concentration in the atmosphere excluding the process gas at the exhaust port) to the oxygen concentration in the atmosphere (about 20%).

本発明は、上記研究・考察によってなされたものであり、
基板の表面に沿う処理通路にプロセスガスを流すとともに前記処理通路の一部を略大気圧のプラズマ空間にし、前記基板の表面をプラズマ処理する常圧プラズマ処理装置であって、
前記プラズマ空間を形成するための電極と、前記基板と対向して前記処理通路を形成する基板対向面とを有し、前記基板対向面には前記処理通路の上流端に連なるプロセスガスの導入口と前記処理通路の下流端に連なる排気口とが設けられた処理ヘッドと、
前記基板を前記処理ヘッドに対し前記処理通路の延び方向に沿って相対移動させる搬送機構と、を備え、
次の関係が満たされることを特徴とする。
L×Vf/Vs>700×r (式1)
ここで、
L:前記プラズマ空間の下流端から排気口までの距離(mm)
Vf:前記処理通路でのプロセスガス流速
Vs:前記搬送手段による搬送速度
r:大気中の酸素濃度に対する排気口でのプロセスガスを除く雰囲気中の酸素濃度の比
The present invention has been made by the above research and consideration,
A normal pressure plasma processing apparatus for flowing a process gas through a processing path along a surface of a substrate and making a part of the processing path into a plasma space at a substantially atmospheric pressure, and plasma processing the surface of the substrate,
An electrode for forming the plasma space; and a substrate-facing surface that forms the processing path so as to face the substrate, and the substrate-facing surface has a process gas introduction port connected to an upstream end of the processing path. And a processing head provided with an exhaust port connected to the downstream end of the processing path;
A transport mechanism for moving the substrate relative to the processing head along the extending direction of the processing path,
The following relationship is satisfied.
L × Vf / Vs> 700 × r (Formula 1)
here,
L: Distance from the downstream end of the plasma space to the exhaust port (mm)
Vf: Process gas flow velocity in the processing path Vs: Transfer speed by the transfer means r: Ratio of oxygen concentration in the atmosphere excluding process gas at the exhaust port to oxygen concentration in the atmosphere

より好ましくは、基板の表面に沿う処理通路にフッ化炭素化合物等を含むプロセスガスを流すとともに前記処理通路の一部を略大気圧のプラズマ空間にし、前記基板の表面を撥水化する等のプラズマ処理を行なう常圧プラズマ処理装置であって、
前記プラズマ空間を形成するための電極と、前記基板と対向して前記処理通路を形成する基板対向面とを有し、前記基板対向面には前記処理通路の上流端に連なるプロセスガスの導入口と前記処理通路の下流端に連なる排気口とが設けられた処理ヘッドと、
前記基板を前記処理ヘッドに対し前記処理通路の延び方向に沿って相対移動させる搬送機構と、を備え、
次の関係が満たされることを特徴とする。
L×Vf/Vs>1400×r (式2)
ここで、
L:前記プラズマ空間の下流端から排気口までの距離(mm)
Vf:前記処理通路でのプロセスガス流速
Vs:前記搬送手段による搬送速度
r:大気中の酸素濃度に対する排気口でのプロセスガスを除く雰囲気中の酸素濃度の比
これによって、雰囲気が処理通路に巻き込まれるのを防止ないし抑制でき、プラズマ空間の下流端から排気口までの距離Lを十分にとれば、搬送速度Vsを大きくしても、プロセスガスの使用量を増やすことなく処理能力を維持することができる。
More preferably, a process gas containing a fluorocarbon compound or the like is caused to flow in a processing path along the surface of the substrate, and a part of the processing path is made into a plasma space at a substantially atmospheric pressure to make the surface of the substrate water repellent, etc. An atmospheric pressure plasma processing apparatus for performing plasma processing,
An electrode for forming the plasma space; and a substrate-facing surface that forms the processing path so as to face the substrate, and the substrate-facing surface has a process gas introduction port connected to an upstream end of the processing path. And a processing head provided with an exhaust port connected to the downstream end of the processing path;
A transport mechanism for moving the substrate relative to the processing head along the extending direction of the processing path,
The following relationship is satisfied.
L × Vf / Vs> 1400 × r (Formula 2)
here,
L: Distance from the downstream end of the plasma space to the exhaust port (mm)
Vf: Process gas flow velocity in the processing path Vs: Transfer speed by the transfer means r: Ratio of oxygen concentration in the atmosphere excluding process gas at the exhaust port to oxygen concentration in the atmosphere By this, the atmosphere is caught in the processing path If the distance L from the downstream end of the plasma space to the exhaust port is sufficiently long, the processing capability can be maintained without increasing the amount of process gas used even if the transport speed Vs is increased. Can do.

前記搬送手段による搬送速度Vsは、好ましくはVs>2m/minであり、より好ましくはVs>4m/minである。本発明によれば、Vs>2m/minは勿論、Vs>4m/minの高速スキャン下でも、雰囲気が処理通路に巻き込まれるのを確実に防止ないし抑制でき、処理能力を確実に維持することができる。   The conveyance speed Vs by the conveyance means is preferably Vs> 2 m / min, and more preferably Vs> 4 m / min. According to the present invention, not only Vs> 2 m / min but also high-speed scanning of Vs> 4 m / min can reliably prevent or suppress the atmosphere from being caught in the processing path, and can reliably maintain the processing capability. it can.

本発明は、プロセスガスへの酸素混入を可及的に少なくすべき撥水化処理に好適である。撥水化処理の場合のプロセスガスは、CF等のフッ化炭素化合物を主成分とするのが好ましく、これに窒素を含ませるのが好ましい。 The present invention is suitable for a water-repellent treatment that should minimize oxygen contamination in the process gas. In the case of the water repellent treatment, the process gas preferably contains a fluorocarbon compound such as CF 4 as a main component, and preferably contains nitrogen.

処理通路の下流側部での酸素濃度は、プラズマ空間に近い位置ほど小さくなると考えられる。
撥水化処理では、プラズマ空間での酸素濃度が100ppm以下であることが求められる。そこで、プラズマ空間の下流端での酸素濃度が100ppm以下になるように上記L、Vf、Vs、rを設定するのが好ましい。これによって、撥水化処理における処理能力を確実に確保することができる。
It is considered that the oxygen concentration at the downstream side of the processing path is smaller as the position is closer to the plasma space.
In the water repellent treatment, the oxygen concentration in the plasma space is required to be 100 ppm or less. Therefore, it is preferable to set the L, Vf, Vs, and r so that the oxygen concentration at the downstream end of the plasma space is 100 ppm or less. Thereby, the processing capability in the water repellent treatment can be surely ensured.

前記処理ヘッドには前記排気口を挟んで前記処理通路の反対側にカーテンガスの吹出し部を設け、前記処理通路のプロセスガス流量と、前記吹出し部からのカーテンガス流量と、前記排気口からの排気流量とによって、前記rを調節することが好ましい。   The processing head is provided with a curtain gas blowing portion on the opposite side of the processing passage across the exhaust port, the process gas flow rate of the processing passage, the curtain gas flow rate from the blowing portion, and the exhaust port from the exhaust port. The r is preferably adjusted according to the exhaust flow rate.

本発明は、略常圧(大気圧近傍)の圧力環境での常圧プラズマ処理に特に効果的である。ここで、略常圧とは、1.013×104〜50.663×104Paの範囲を言い、圧力調整の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、1.333×104〜10.664×104Paが好ましく、9.331×104〜10.397×104Paがより好ましい。 The present invention is particularly effective for atmospheric pressure plasma treatment in a pressure environment of substantially normal pressure (near atmospheric pressure). Here, “substantially normal pressure” refers to a range of 1.013 × 10 4 to 50.663 × 10 4 Pa, and considering the ease of pressure adjustment and the simplification of the apparatus configuration, 1.333 × 10 4 to 10.664 × 10 4 Pa is preferable, and 9.331 × 10 4 to 10.9797 × 10 4 Pa is more preferable.

本発明によれば、雰囲気中の酸素が処理通路に巻き込まれるのを防止ないし抑制して処理能力を維持でき、プロセスガスの使用量増加を抑えながら高速処理を行なうことができる。   According to the present invention, it is possible to prevent or suppress oxygen in the atmosphere from being caught in the processing passage and maintain the processing capability, and to perform high-speed processing while suppressing an increase in the amount of process gas used.

以下、本発明の実施形態を説明する。
図1は、第1実施形態に係る撥水化処理用のダイレクト式常圧プラズマ処理装置Mを示したものである。常圧プラズマ処理装置Mの周辺の雰囲気は大気である。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 shows a direct atmospheric pressure plasma processing apparatus M for water repellent treatment according to the first embodiment. The atmosphere around the atmospheric pressure plasma processing apparatus M is air.

装置Mは、処理ヘッド10と、ステージ20を備えている。処理ヘッド10は、装置フレーム(図示せず)に固定、支持されている。処理ヘッド10は、左右一対の処理ユニット11を有している。これら処理ユニット11は、左右対称形状になっているが、形状、寸法、構造等を互いに異ならせてもよい。各処理ユニット11は、ユニット本体12と、このユニット本体12に保持された高圧電極13を有している。   The apparatus M includes a processing head 10 and a stage 20. The processing head 10 is fixed and supported on an apparatus frame (not shown). The processing head 10 has a pair of left and right processing units 11. These processing units 11 have a symmetrical shape, but may have different shapes, dimensions, structures, and the like. Each processing unit 11 has a unit main body 12 and a high-voltage electrode 13 held by the unit main body 12.

2つの処理ユニット11の高圧電極13に共通の電源(図示せず)が接続されている。
各処理ユニット11のユニット本体12と高圧電極13の下面には固体誘電体層としてのセラミック板14が設けられている。
A common power source (not shown) is connected to the high-voltage electrodes 13 of the two processing units 11.
A ceramic plate 14 as a solid dielectric layer is provided on the lower surface of the unit main body 12 and the high-voltage electrode 13 of each processing unit 11.

2つの処理ユニット11の間にスリット状の導入路15が形成されている。導入路15の上端部にプロセスガス源2が連なっている。導入路15の下端の開口15aが、プロセスガス導入口になっている。
プロセスガス源2は、撥水化処理用のプロセスガスとしてCF等のフッ化炭素化合物と窒素を適量ずつ混合して処理ヘッド10の導入路15に供給するようになっている。
A slit-like introduction path 15 is formed between the two processing units 11. The process gas source 2 is connected to the upper end of the introduction path 15. An opening 15a at the lower end of the introduction path 15 is a process gas introduction port.
The process gas source 2 mixes an appropriate amount of a fluorocarbon compound such as CF 4 and nitrogen as a process gas for water repellent treatment, and supplies the mixture to the introduction path 15 of the processing head 10.

処理ヘッド10の左右両側部には、排気筒17がそれぞれ設けられている。排気筒17の下端面は、処理ユニット11の下面と面一になっているが非面一になっていてもよい。この排気筒17の下端面にスリット状の排気口17aが形成されている。排気筒17の上端部は、図示しない吸引ポンプなどの排気手段に接続されている。   Exhaust cylinders 17 are provided on both the left and right sides of the processing head 10. The lower end surface of the exhaust tube 17 is flush with the lower surface of the processing unit 11, but may be non-planar. A slit-like exhaust port 17 a is formed at the lower end surface of the exhaust cylinder 17. The upper end portion of the exhaust cylinder 17 is connected to exhaust means such as a suction pump (not shown).

処理ヘッド10の下側にステージ20が配置されている。ステージ20は、金属にて構成されるとともに、電気的に接地され、接地電極を構成している。
ステージ20には搬送機構21が接続されている。この搬送機構21によって、ステージ20が、左右方向に移動されるようになっている。
A stage 20 is disposed below the processing head 10. The stage 20 is made of metal and is electrically grounded to form a ground electrode.
A transport mechanism 21 is connected to the stage 20. The stage 20 is moved in the left-right direction by the transport mechanism 21.

ステージ20の上面に、処理すべき液晶ガラス等の大面積の基板Wが設置されるようになっている。詳細な図示は省略するが、基板Wの上面にはレジスト膜が被膜されている。   A large-area substrate W such as liquid crystal glass to be processed is placed on the upper surface of the stage 20. Although not shown in detail, a resist film is coated on the upper surface of the substrate W.

処理ヘッド10の左右の処理ユニット11とステージ20上の基板Wとの間には、それぞれ処理通路16が形成されるようになっている。左側の処理通路16の上流端は、プロセスガス導入口15aに連なり、下流端は、左側の排気口17aに連なっている。右側の処理通路16の上流端は、プロセスガス導入口15aに連なり、下流端は、右側の排気口17aに連なっている。
各処理ユニット11の下面は、基板対向面を構成している。
A processing path 16 is formed between the left and right processing units 11 of the processing head 10 and the substrate W on the stage 20. The upstream end of the left processing passage 16 is connected to the process gas introduction port 15a, and the downstream end is connected to the left exhaust port 17a. The upstream end of the right processing passage 16 is connected to the process gas introduction port 15a, and the downstream end is connected to the right exhaust port 17a.
The lower surface of each processing unit 11 constitutes a substrate facing surface.

なお、基板Wは、左右方向だけでなく図1の紙面と直交する前後方向(幅方向)にも長さを有している。
高圧電極13をはじめとする処理ヘッド構成部材11〜14,17及び空間部15,15a,16,17aの前後方向の幅寸法は、基板Wの前後方向の幅寸法と略同じか、それより大きくなるように設定されている。
The substrate W has a length not only in the left-right direction but also in the front-rear direction (width direction) orthogonal to the paper surface of FIG.
The width dimensions in the front-rear direction of the processing head constituent members 11 to 14, 17 including the high-voltage electrode 13 and the space portions 15, 15a, 16, 17a are substantially the same as or larger than the width dimension in the front-rear direction of the substrate W. It is set to be.

ここで、処理通路16の下流側部16cの左右長さをL(mm)とし、ステージ20の搬送速度をVs(m/min)とし、処理通路16でのプロセスガスの流速をVf(m/min)とすると、次式の関係を満たすように設定しておく。処理通路16の下流側部16cの長さLは、処理通路16の中央の後記プラズマ空間16aの下流端から排気口17aまでの距離を指し、高圧電極13の排気口17a側の縁から排気口17aまでの距離と同等である。
L×Vf/Vs>700(mm) (式1a)
より好ましくは、次式の関係を満たすように設定しておく。
L×Vf/Vs>1400(mm) (式2a)
Here, the left and right length of the downstream side portion 16c of the processing passage 16 is L (mm), the conveyance speed of the stage 20 is Vs (m / min), and the flow rate of the process gas in the processing passage 16 is Vf (m / min). min), it is set so as to satisfy the relationship of the following equation. The length L of the downstream side portion 16c of the processing passage 16 indicates the distance from the downstream end of the plasma space 16a in the center of the processing passage 16 to the exhaust port 17a, and from the edge of the high voltage electrode 13 on the exhaust port 17a side to the exhaust port. It is equivalent to the distance to 17a.
L × Vf / Vs> 700 (mm) (Formula 1a)
More preferably, it is set so as to satisfy the relationship of the following formula.
L × Vf / Vs> 1400 (mm) (Formula 2a)

上記構成において、電源から各高圧電極13への電圧供給により、各処理通路16の中間部(高圧電極13とステージ20上の基板Wとの間の部分)が大気圧プラズマ空間16aとなる。
上記電圧供給と併行して、プロセスガスが、供給路及び導入路15を順次経て、導入口15aから吹き出される。導入口15aから吹き出されたプロセスガスは、左右に分流する。
In the above configuration, by supplying a voltage from the power source to each high-voltage electrode 13, an intermediate portion of each processing passage 16 (a portion between the high-voltage electrode 13 and the substrate W on the stage 20) becomes an atmospheric pressure plasma space 16a.
In parallel with the voltage supply, the process gas is blown out from the inlet 15a through the supply path and the introduction path 15 in sequence. The process gas blown out from the introduction port 15a is branched to the left and right.

左側に分流したプロセスガスは、左側の処理通路16の上流側部16bを経て、左側の処理通路16の中間のプラズマ空間16aに入る。プロセスガスは、このプラズマ空間16aにおいてプラズマ化され、基板Wと接触して反応を起こす。これによって、基板Wの表面のレジスト膜を撥水化処理することができる。プロセスガスは、さらに左方向へ流れ、左側の処理通路16の下流側部16cを経て、左側の排気口17aに吸い込まれ、排気される。   The process gas branched to the left side passes through the upstream side portion 16 b of the left processing passage 16 and enters the plasma space 16 a in the middle of the left processing passage 16. The process gas is turned into plasma in the plasma space 16 a and contacts the substrate W to cause a reaction. Thereby, the resist film on the surface of the substrate W can be subjected to water repellent treatment. The process gas further flows leftward, passes through the downstream side portion 16c of the left processing passage 16, and is sucked into the left exhaust port 17a and exhausted.

同様に、右側に分流したプロセスガスは、右側の処理通路16の上流側部16bを経て、右側のプラズマ空間16aに入ってプラズマ化され、基板Wの表面のレジスト膜を撥水化処理し、さらに、右側の処理通路16の下流側部16cを経て、右側の排気口17aから排気される。   Similarly, the process gas branched to the right side passes through the upstream side portion 16b of the right processing path 16 and enters the right plasma space 16a to be converted into plasma, and the resist film on the surface of the substrate W is subjected to water repellent treatment. Further, the gas is exhausted from the right exhaust port 17a via the downstream side portion 16c of the right processing passage 16.

同時に図1の矢印に示すように、ステージ20ひいては基板Wが左右に搬送される。これにより、基板Wの全面を撥水化処理することができる。   At the same time, as indicated by the arrows in FIG. 1, the stage 20 and thus the substrate W are transported left and right. Thereby, the entire surface of the substrate W can be subjected to water repellent treatment.

ここで、基板Wが例えば左側から右方向へ搬送される時、基板Wの左側部分の上方の大気が粘性によって左側の処理通路16の下流側部16cに巻き込まれようとする。(なお、この時、右側の処理通路16では大気の巻き込みはほとんど起きない。)   Here, when the substrate W is transported from the left side to the right direction, for example, the atmosphere above the left side portion of the substrate W tends to be caught in the downstream side portion 16c of the left processing path 16 due to viscosity. (At this time, almost no air entrainment occurs in the processing path 16 on the right side.)

一方、処理通路16の下流側部16cの長さLと、搬送速度Vsと、処理通路16でのプロセスガス流速Vfとが、上記式1a及び式2aを満たすように設定されているため、左側の処理通路16の下流側部16cに巻き込まれた大気が左側のプラズマ空間16aにまで達するのを防止ないし低減することができる。これにより、左側のプラズマ空間16aに侵入する大気中の酸素濃度をゼロないし僅少(100ppm以下)に抑えることができる。   On the other hand, the length L of the downstream side portion 16c of the processing passage 16, the transport speed Vs, and the process gas flow velocity Vf in the processing passage 16 are set so as to satisfy the above formulas 1a and 2a. It is possible to prevent or reduce the air entrained in the downstream side portion 16c of the processing passage 16 from reaching the left plasma space 16a. Thereby, the oxygen concentration in the atmosphere entering the left plasma space 16a can be suppressed to zero or very small (100 ppm or less).

同様に、基板Wが右側から左方向へ搬送される時は、大気が右側の処理通路16の下流側部16cに巻き込まれようとするが、この巻き込まれた大気が右側のプラズマ空間16aにまで達するのを防止ないし低減でき、右側のプラズマ空間16aに侵入する大気中の酸素濃度をゼロないし僅少(100ppm以下)に抑えることができる。
これによって、処理能力を十分に維持することができる。
Similarly, when the substrate W is transported from the right side to the left side, the atmosphere tends to be trapped in the downstream side portion 16c of the right processing path 16, and the trapped atmosphere reaches the right plasma space 16a. It can be prevented or reduced from reaching, and the oxygen concentration in the atmosphere entering the plasma space 16a on the right side can be suppressed to zero or very low (100 ppm or less).
Thereby, the processing capability can be sufficiently maintained.

各処理通路16の下流側部16cの長さLを十分にとれば、搬送速度Vsを大きくしても、プロセスガスの使用量を増やすことなく処理能力を十分に維持することができる。例えば、搬送速度Vsを、Vs=4m/min程度の高速にしても、処理能力を十分に維持することができる。この結果、処理能力を維持しながら高速処理を行なうことができる。   If the length L of the downstream side portion 16c of each processing passage 16 is sufficiently large, the processing capability can be sufficiently maintained without increasing the amount of process gas used even if the transport speed Vs is increased. For example, even if the conveyance speed Vs is set to a high speed of about Vs = 4 m / min, the processing capability can be sufficiently maintained. As a result, high-speed processing can be performed while maintaining processing capability.

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述実施形態と重複する構成に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。
図2に示すように、第2実施形態では、処理ヘッド10の左右の排気筒17の外側にカーテンガス吹出し部としてのノズル18がそれぞれ設けられている。各吹出しノズル18にカーテンガス源(図示せず)が連なっている。カーテンガスとして窒素(N)が用いられている。カーテンガスはプロセスガス用の窒素源と共用してもよい。
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following embodiments, the same reference numerals are attached to the drawings for the same configurations as those of the above-described embodiments, and the description thereof is omitted.
As shown in FIG. 2, in the second embodiment, nozzles 18 as curtain gas outlets are provided outside the left and right exhaust pipes 17 of the processing head 10. A curtain gas source (not shown) is connected to each blowing nozzle 18. Nitrogen (N 2 ) is used as the curtain gas. The curtain gas may be shared with a nitrogen source for process gas.

第2実施形態によれば、基板Wの処理時には左右の吹出しノズル18から窒素ガスを吹出す。これによって、吹出しノズル18の下端と基板Wの間に窒素ガスカーテンを形成することができ、外部雰囲気の大気が、吹出しノズル18より排気口17aの側ひいては処理通路16に入り込むのを一層確実に防止ないし抑制することができる。これにより、処理能力を一層確実に維持することができる。   According to the second embodiment, nitrogen gas is blown from the left and right blowing nozzles 18 when the substrate W is processed. As a result, a nitrogen gas curtain can be formed between the lower end of the blowing nozzle 18 and the substrate W, and the atmosphere of the external atmosphere can more reliably enter the side of the exhaust port 17a and hence the processing passage 16 from the blowing nozzle 18. It can be prevented or suppressed. Thereby, processing capability can be maintained more reliably.

第2実施形態においては、次式が成り立つように設定する。
L×Vf/Vs>700×r (式1)
L×Vf/Vs>1400×r (式2)
ここで、rは、
r=(排気口17aでの雰囲気中の酸素濃度)/(大気中の酸素濃度) (式3)
である。大気中の酸素濃度は約20%である。プロセスガス流量をQp、カーテンガス流量をQc、排気口17aからの排気流量をQs、大気の巻き込み流量をQaとすると、以下の関係がある。
Qs=Qp+Qc+Qa (式4)
排気口17aでの雰囲気流量Q1は、下式5の通り、カーテンガス流量Qcと大気の巻き込み流量Qaの和であり、全体のガス流量Qp+Qc+Qa(=Qs)からプロセスガス流量Qpを差し引いた大きさになる。
Q1=Qa+Qc
=Qs−Qp (式5)
式3〜式5より、rは次式で表され、プロセスガス流量Qpとカーテンガス流量Qcと排気流量Qsとによって調節することができる。
r=(Qs−Qp−Qc)/(Qs−Qp) (式6)
In the second embodiment, the following equation is set.
L × Vf / Vs> 700 × r (Formula 1)
L × Vf / Vs> 1400 × r (Formula 2)
Where r is
r = (oxygen concentration in the atmosphere at the exhaust port 17a) / (oxygen concentration in the air) (Formula 3)
It is. The oxygen concentration in the atmosphere is about 20%. When the process gas flow rate is Qp, the curtain gas flow rate is Qc, the exhaust flow rate from the exhaust port 17a is Qs, and the air entrainment flow rate is Qa, the following relationship is established.
Qs = Qp + Qc + Qa (Formula 4)
The atmosphere flow rate Q1 at the exhaust port 17a is the sum of the curtain gas flow rate Qc and the air entrainment flow rate Qa, as shown in the following equation 5, and is a size obtained by subtracting the process gas flow rate Qp from the total gas flow rate Qp + Qc + Qa (= Qs). become.
Q1 = Qa + Qc
= Qs-Qp (Formula 5)
From Equations 3 to 5, r is expressed by the following equation and can be adjusted by the process gas flow rate Qp, the curtain gas flow rate Qc, and the exhaust flow rate Qs.
r = (Qs−Qp−Qc) / (Qs−Qp) (Formula 6)

上記の設定によって、外部雰囲気中の酸素が処理通路16まで侵入するのを確実に防止でき、プロセスガスの使用量を増やすことなく処理能力を一層確実に維持できる。また、処理通路16の下流側部16cの長さLを第1実施形態より短くできるとともに、一層の高速スキャンを実現することができる。   With the above settings, oxygen in the external atmosphere can be reliably prevented from entering the processing passage 16, and the processing capacity can be more reliably maintained without increasing the amount of process gas used. In addition, the length L of the downstream side portion 16c of the processing path 16 can be made shorter than that of the first embodiment, and further high-speed scanning can be realized.

本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の改変をなすことができる。
例えば、上記実施形態では、処理ヘッド10が固定され、基板Wが移動されるようになっていたが、基板Wが固定され、処理ヘッド10が移動されるようになっていてもよい。
処理ヘッド10は、2つの処理ユニット11を有し、プロセスガスが中央から左右2方向に分流するようになっていたが、1つの処理ユニット11だけで構成し、プロセスガスの全量が1つの処理ユニット11の一端部から他端部へ流れるようになっていてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, in the above embodiment, the processing head 10 is fixed and the substrate W is moved. However, the substrate W may be fixed and the processing head 10 may be moved.
The processing head 10 has two processing units 11 and the process gas is diverted in two directions from the center to the left and right. However, the processing head 10 is composed of only one processing unit 11 and the total amount of the process gas is one processing. The unit 11 may flow from one end to the other end.

実施例を説明する。
図1と同様の装置Mを用いて、撥水化処理を行なった。装置Mの寸法構成及び処理条件は、以下の通りである。
高圧電極13の寸法:40mm(左右)×700(前後)
処理ヘッド10と基板Wの間のギャップ(処理通路16の厚さ):1mm
投入電力:1kW(20kHzのパルス波)
基板W:ガラス(#1737)、880mm(左右長さ)×680mm(前後幅)
基板Wの表面のレジスト膜の処理前接触角:70°(対水)
プロセスガス:N 40slm、CF 20slm
各処理通路16のプロセスガス流量:Qp=30slm
各処理通路16の下流側部16cの長さ:L=90mm
各処理通路16でのプロセスガス流速:Vf=42.8m/min
搬送速度:Vs=4m/min
したがって、L×Vf/Vs=963(mm)>700(mm)となり、式1aを満たす。
Examples will be described.
Water repellent treatment was performed using the same apparatus M as in FIG. The dimensional configuration and processing conditions of the apparatus M are as follows.
Dimensions of high voltage electrode 13: 40 mm (left and right) x 700 (front and back)
Gap between the processing head 10 and the substrate W (thickness of the processing path 16): 1 mm
Input power: 1kW (20kHz pulse wave)
Substrate W: Glass (# 1737), 880 mm (left and right length) × 680 mm (front and rear width)
Contact angle of the resist film on the surface of the substrate W before processing: 70 ° (to water)
Process gas: N 2 40 slm, CF 4 20 slm
Process gas flow rate in each processing passage 16: Qp = 30 slm
Length of downstream side portion 16c of each processing passage 16: L = 90 mm
Process gas flow velocity in each processing passage 16: Vf = 42.8 m / min
Conveying speed: Vs = 4m / min
Therefore, L × Vf / Vs = 963 (mm)> 700 (mm), which satisfies Expression 1a.

その結果、処理後の基板表面のレジスト膜の水に対する接触角を110°にすることができ、Vs=4m/minの高速スキャン下で十分な撥水表面を得ることができた。   As a result, the contact angle of the resist film on the treated substrate surface with respect to water could be 110 °, and a sufficient water-repellent surface could be obtained under a high-speed scan of Vs = 4 m / min.

図2と同様の装置Mを用いて、撥水化処理を行なった。装置Mの寸法構成及び処理条件は、以下の通りである。
高圧電極13の寸法:40mm(左右)×700(前後)
処理ヘッド10と基板Wの間のギャップ(処理通路16の厚さ):1mm
投入電力:1kW(20kHzのパルス波)
基板W:ガラス(#1737)、880mm(左右長さ)×680mm(前後幅)
基板Wの表面のレジスト膜の処理前接触角: 70°(対水)
プロセスガス:N 20slm、CF 10slm
各処理通路16のプロセスガス流量:Qp=15slm
各ノズル18からのカーテンガス流量:Qc=17.5slm
各排気口17aからの排気流量:Qs=50l/min
大気中の酸素濃度に対する巻き込み酸素濃度の比:r=0.5
各処理通路16の下流側部16cの長さ:L=90mm
各処理通路16でのプロセスガス流速:Vf=21.4m/min
搬送速度:Vs=4m/min
したがって、L×Vf/Vs=482(mm)>700(mm)×r=350(mm)となり、式1を満たす。
A water repellent treatment was performed using the same apparatus M as in FIG. The dimensional configuration and processing conditions of the apparatus M are as follows.
Dimensions of high voltage electrode 13: 40 mm (left and right) x 700 (front and back)
Gap between the processing head 10 and the substrate W (thickness of the processing path 16): 1 mm
Input power: 1kW (20kHz pulse wave)
Substrate W: Glass (# 1737), 880 mm (left and right length) × 680 mm (front and rear width)
Contact angle of the resist film on the surface of the substrate W before processing: 70 ° (to water)
Process gas: N 2 20 slm, CF 4 10 slm
Process gas flow rate in each processing passage 16: Qp = 15 slm
Curtain gas flow rate from each nozzle 18: Qc = 17.5 slm
Exhaust flow rate from each exhaust port 17a: Qs = 50 l / min
Ratio of entrained oxygen concentration to atmospheric oxygen concentration: r = 0.5
Length of downstream side portion 16c of each processing passage 16: L = 90 mm
Process gas flow velocity in each processing passage 16: Vf = 21.4 m / min
Conveying speed: Vs = 4m / min
Therefore, L × Vf / Vs = 482 (mm)> 700 (mm) × r = 350 (mm), and Expression 1 is satisfied.

その結果、処理後の基板表面のレジスト膜の接触角CAを、CA>100°にすることができ、Vs=4m/minの高速スキャン下で十分な撥水表面を得ることができた。ガスカーテンを形成することにより、処理通路16の下流側部16cの長さL及びプロセスガスの使用量を実施例1(ガスカーテン無し)の場合より十分に小さくできることが確認された。   As a result, the contact angle CA of the resist film on the surface of the substrate after the treatment can be set to CA> 100 °, and a sufficient water-repellent surface can be obtained under a high-speed scan of Vs = 4 m / min. It was confirmed that by forming the gas curtain, the length L of the downstream side portion 16c of the processing passage 16 and the amount of process gas used can be made sufficiently smaller than in the case of Example 1 (no gas curtain).

本発明は、例えば、液晶ガラスなどの基板を撥水化する処理に適用可能である。   The present invention can be applied to a process of making a substrate such as liquid crystal glass water repellent.

本発明の第1実施形態に係る撥水化処理用のダイレクト式常圧プラズマ処理装置の概略構成を示す正面図である。1 is a front view showing a schematic configuration of a direct atmospheric pressure plasma treatment apparatus for water repellency treatment according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る撥水化処理用のダイレクト式常圧プラズマ処理装置の概略構成を示す正面図である。It is a front view which shows schematic structure of the direct type normal pressure plasma processing apparatus for water-repellent treatment which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明をなすに至る研究課程において、ダイレクト式常圧プラズマ処理装置によってガラス基板上のレジスト膜を撥水化処理した際の搬送速度に対する処理後接触角を示すグラフである。It is a graph which shows the contact angle after a process with respect to the conveyance speed at the time of carrying out the research course which makes this invention the water-repellent treatment of the resist film on a glass substrate with a direct type atmospheric pressure plasma processing apparatus. 本発明をなすに至る研究課程において、ダイレクト式常圧プラズマ処理装置の処理通路の下流側部の長さと、処理通路でのプロセスガス流速と、搬送速度を調節した場合の撥水化処理後の接触角を示すグラフである。In the research course leading up to the present invention, the length of the downstream side of the processing path of the direct atmospheric plasma processing apparatus, the process gas flow rate in the processing path, and the water repellent treatment when the transfer speed is adjusted It is a graph which shows a contact angle.

符号の説明Explanation of symbols

M 撥水化処理用のダイレクト式常圧プラズマ処理装置
W 基板
2 プロセスガス源
10 処理ヘッド
11 処理ユニット
12 ユニット本体
13 高圧電極
14 セラミック板
15 導入路
15a プロセスガス導入口
16 処理通路
16a プラズマ空間
16b 処理通路16の上流側部
16c 処理通路の下流側部
17 排気筒
17a スリット状の排気口
18 カーテンガス吹出しノズル(カーテンガス吹出し部)
20 ステージ
21 搬送機構
L 処理通路の下流側部の長さ(プラズマ空間の下流端から排気口までの距離)
M Direct-type atmospheric pressure plasma processing apparatus W for water repellency treatment Substrate 2 Process gas source 10 Processing head 11 Processing unit 12 Unit main body 13 High-voltage electrode 14 Ceramic plate 15 Introduction path 15a Process gas introduction port 16 Processing path 16a Plasma space 16b Upstream portion 16c of processing passage 16 Downstream portion 17 of processing passage Exhaust cylinder 17a Slit-shaped exhaust port 18 Curtain gas blowing nozzle (curtain gas blowing portion)
20 Stage 21 Transfer mechanism L Length of downstream side of processing path (distance from downstream end of plasma space to exhaust port)

Claims (7)

基板の表面に沿う処理通路にプロセスガスを流すとともに前記処理通路の一部を略大気圧のプラズマ空間にし、前記基板の表面をプラズマ処理する常圧プラズマ処理装置であって、
前記プラズマ空間を形成するための電極と、前記基板と対向して前記処理通路を形成する基板対向面とを有し、前記基板対向面には前記処理通路の上流端に連なるプロセスガスの導入口と前記処理通路の下流端に連なる排気口とが設けられた処理ヘッドと、
前記基板を前記処理ヘッドに対し前記処理通路の延び方向に沿って相対移動させる搬送機構と、を備え、
次の関係が満たされることを特徴とする常圧プラズマ処理装置。
L×Vf/Vs>700×r (式1)
ここで、
L:前記プラズマ空間の下流端から排気口までの距離(mm)
Vf:前記処理通路でのプロセスガス流速
Vs:前記搬送手段による搬送速度
r:大気中の酸素濃度に対する排気口でのプロセスガスを除く雰囲気中の酸素濃度の比
A normal pressure plasma processing apparatus for flowing a process gas through a processing path along a surface of a substrate and making a part of the processing path into a plasma space at a substantially atmospheric pressure, and plasma processing the surface of the substrate,
An electrode for forming the plasma space; and a substrate-facing surface that forms the processing path so as to face the substrate, and the substrate-facing surface has a process gas introduction port connected to an upstream end of the processing path. And a processing head provided with an exhaust port connected to the downstream end of the processing path;
A transport mechanism for moving the substrate relative to the processing head along the extending direction of the processing path,
An atmospheric pressure plasma processing apparatus characterized in that the following relationship is satisfied.
L × Vf / Vs> 700 × r (Formula 1)
here,
L: Distance from the downstream end of the plasma space to the exhaust port (mm)
Vf: Process gas flow velocity in the processing path Vs: Transfer speed by the transfer means r: Ratio of oxygen concentration in the atmosphere excluding process gas at the exhaust port to oxygen concentration in the atmosphere
基板の表面に沿う処理通路にプロセスガスを流すとともに前記処理通路の一部を略大気圧のプラズマ空間にし、前記基板の表面をプラズマ処理する常圧プラズマ処理装置であって、
前記プラズマ空間を形成するための電極と、前記基板と対向して前記処理通路を形成する基板対向面とを有し、前記基板対向面には前記処理通路の上流端に連なるプロセスガスの導入口と前記処理通路の下流端に連なる排気口とが設けられた処理ヘッドと、
前記基板を前記処理ヘッドに対し前記処理通路の延び方向に沿って相対移動させる搬送機構と、を備え、
次の関係が満たされることを特徴とする常圧プラズマ処理装置。
L×Vf/Vs>1400×r (式2)
ここで、
L:前記プラズマ空間の下流端から排気口までの距離(mm)
Vf:前記処理通路でのプロセスガス流速
Vs:前記搬送手段による搬送速度
r:大気中の酸素濃度に対する排気口でのプロセスガスを除く雰囲気中の酸素濃度の比
A normal pressure plasma processing apparatus for flowing a process gas through a processing path along a surface of a substrate and making a part of the processing path into a plasma space at a substantially atmospheric pressure, and plasma processing the surface of the substrate,
An electrode for forming the plasma space; and a substrate-facing surface that forms the processing path so as to face the substrate, and the substrate-facing surface has a process gas introduction port connected to an upstream end of the processing path. And a processing head provided with an exhaust port connected to the downstream end of the processing path;
A transport mechanism for moving the substrate relative to the processing head along the extending direction of the processing path,
An atmospheric pressure plasma processing apparatus characterized in that the following relationship is satisfied.
L × Vf / Vs> 1400 × r (Formula 2)
here,
L: Distance from the downstream end of the plasma space to the exhaust port (mm)
Vf: Process gas flow velocity in the processing path Vs: Transfer speed by the transfer means r: Ratio of oxygen concentration in the atmosphere excluding process gas at the exhaust port to oxygen concentration in the atmosphere
基板の表面に沿う処理通路にフッ化炭素化合物を含むプロセスガスを流すとともに前記処理通路の一部を略大気圧のプラズマ空間にし、前記基板の表面を撥水化処理する常圧プラズマ処理装置であって、
前記プラズマ空間を形成するための電極と、前記基板と対向して前記処理通路を形成する基板対向面とを有し、前記基板対向面には前記処理通路の上流端に連なるプロセスガスの導入口と前記処理通路の下流端に連なる排気口とが設けられた処理ヘッドと、
前記基板を前記処理ヘッドに対し前記処理通路の延び方向に沿って相対移動させる搬送機構と、を備え、
次の関係が満たされることを特徴とする撥水化処理用常圧プラズマ処理装置。
L×Vf/Vs>700×r (式1)
ここで、
L:前記プラズマ空間の下流端から排気口までの距離(mm)
Vf:前記処理通路でのプロセスガス流速
Vs:前記搬送手段による搬送速度
r:大気中の酸素濃度に対する排気口でのプロセスガスを除く雰囲気中の酸素濃度の比
A normal pressure plasma processing apparatus for flowing a process gas containing a fluorocarbon compound through a processing path along a surface of a substrate, forming a part of the processing path into a plasma space at a substantially atmospheric pressure, and repelling the surface of the substrate. There,
An electrode for forming the plasma space; and a substrate-facing surface that forms the processing path so as to face the substrate, and the substrate-facing surface has a process gas introduction port connected to an upstream end of the processing path. And a processing head provided with an exhaust port connected to the downstream end of the processing path;
A transport mechanism for moving the substrate relative to the processing head along the extending direction of the processing path,
An atmospheric pressure plasma processing apparatus for water repellent treatment, characterized in that the following relationship is satisfied.
L × Vf / Vs> 700 × r (Formula 1)
here,
L: Distance from the downstream end of the plasma space to the exhaust port (mm)
Vf: Process gas flow velocity in the processing path Vs: Transfer speed by the transfer means r: Ratio of oxygen concentration in the atmosphere excluding process gas at the exhaust port to oxygen concentration in the atmosphere
基板の表面に沿う処理通路にフッ化炭素化合物を含むプロセスガスを流すとともに前記処理通路の一部を略大気圧のプラズマ空間にし、前記基板の表面を撥水化処理する常圧プラズマ処理装置であって、
前記プラズマ空間を形成するための電極と、前記基板と対向して前記処理通路を形成する基板対向面とを有し、前記基板対向面には前記処理通路の上流端に連なるプロセスガスの導入口と前記処理通路の下流端に連なる排気口とが設けられた処理ヘッドと、
前記基板を前記処理ヘッドに対し前記処理通路の延び方向に沿って相対移動させる搬送機構と、を備え、
次の関係が満たされることを特徴とする撥水化処理用常圧プラズマ処理装置。
L×Vf/Vs>1400×r (式2)
ここで、
L:前記プラズマ空間の下流端から排気口までの距離(mm)
Vf:前記処理通路でのプロセスガス流速
Vs:前記搬送手段による搬送速度
r:大気中の酸素濃度に対する排気口でのプロセスガスを除く雰囲気中の酸素濃度の比
A normal pressure plasma processing apparatus for flowing a process gas containing a fluorocarbon compound through a processing path along a surface of a substrate, forming a part of the processing path into a plasma space at a substantially atmospheric pressure, and repelling the surface of the substrate. There,
An electrode for forming the plasma space; and a substrate-facing surface that forms the processing path so as to face the substrate, and the substrate-facing surface has a process gas introduction port connected to an upstream end of the processing path. And a processing head provided with an exhaust port connected to the downstream end of the processing path;
A transport mechanism for moving the substrate relative to the processing head along the extending direction of the processing path,
An atmospheric pressure plasma processing apparatus for water repellent treatment, characterized in that the following relationship is satisfied.
L × Vf / Vs> 1400 × r (Formula 2)
here,
L: Distance from the downstream end of the plasma space to the exhaust port (mm)
Vf: Process gas flow velocity in the processing path Vs: Transfer speed by the transfer means r: Ratio of oxygen concentration in the atmosphere excluding process gas at the exhaust port to oxygen concentration in the atmosphere
前記プラズマ空間の下流端での酸素濃度が100ppm以下であることを特徴とする請求項3又は4に記載の撥水化処理用常圧プラズマ処理装置。   The atmospheric pressure plasma processing apparatus for water repellent treatment according to claim 3 or 4, wherein an oxygen concentration at a downstream end of the plasma space is 100 ppm or less. 前記搬送手段による搬送速度Vsが、Vs>4m/minであることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の常圧プラズマ処理装置。   The atmospheric pressure plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a conveying speed Vs by the conveying unit is Vs> 4 m / min. 前記処理ヘッドには前記排気口を挟んで前記処理通路の反対側にカーテンガスの吹出し部が設けられており、
前記rが、前記処理通路のプロセスガス流量と、前記吹出し部からのカーテンガス流量と、前記排気口からの排気流量とによって調節されることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の常圧プラズマ処理装置。
The processing head is provided with a curtain gas outlet on the opposite side of the processing passage across the exhaust port,
The said r is adjusted with the process gas flow rate of the said process channel | path, the curtain gas flow rate from the said blowing part, and the exhaust flow rate from the said exhaust port, The one in any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. Atmospheric pressure plasma processing equipment.
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