JP2007318037A

JP2007318037A - Plasma processing apparatus

Info

Publication number: JP2007318037A
Application number: JP2006148633A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Tanaka; 康裕田中; Tatsushi Yamamoto; 達志山本; Daisuke Takahashi; 大輔高橋; Naoko Okamoto; 直子岡本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-05-29
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2007-12-06

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the efficiency of atmospheric-pressure plasma processing without installing an extra apparatus by maintaining a gas atmosphere nearby plasma processors. <P>SOLUTION: The apparatus includes the plasma processors 5a and 5b which plasma-process a work 1, a conveying mechanism 2 which moves the plasma processors 5a and 5b relatively to the work 1, and gas curtain mechanisms 3a and 3b, and 3c and 3d provided on work entrance sides and work exit sides of the plasma processors 5a and 5b, respectively. At least, the gas curtain mechanisms 3a and 3b are blown out on the entrance sides for the work 1 blow out gas capable of heating the work 1. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、薄膜形成・加工、および、表面処理用のプラズマプロセス装置に関し、更に詳しくは、プラズマを発生させ、大型の被処理物に対してプラズマ処理を行うプラズマプロセス装置に関する。 The present invention relates to a plasma process apparatus for thin film formation / processing and surface treatment, and more particularly to a plasma process apparatus that generates plasma and performs plasma processing on a large object to be processed.

半導体、フラットパネルディスプレイ、太陽電池などのさまざまな電子デバイスの製造には、エッチング、成膜、アッシング、表面処理などのさまざまなプラズマ処理を行うプラズマプロセス装置が用いられている。上記のデバイスのうち、特にフラットパネルディスプレイや薄膜アモルファスシリコンを用いた薄膜太陽電池などのデバイスは、デバイスの大型化と製造コスト削減のため、基板などの被処理物はサイズが大型化しており、これに伴ってプラズマプロセス装置も大型化してきている。 In the manufacture of various electronic devices such as semiconductors, flat panel displays, and solar cells, plasma process apparatuses that perform various plasma treatments such as etching, film formation, ashing, and surface treatment are used. Among the above devices, devices such as flat panel displays and thin-film solar cells using thin-film amorphous silicon have been increased in size to be processed such as substrates in order to increase device size and reduce manufacturing costs. Along with this, the size of the plasma processing apparatus is also increasing.

このようなプラズマプロセス装置は、従来は減圧（真空）下でのプラズマ（真空プラズマ）を利用するものが通常であったが、近年は大気圧、または、大気圧近傍で発生するプラズマ（以下「大気圧プラズマ」と称す）を用いて処理を行うプラズマプロセス装置も実用化されてきている。大気圧プラズマプロセス装置は、真空プラズマに比べ
（１）真空設備を必要とせず装置構成を簡便にできる、
（２）装置コストが安価で済む、
（３）プラズマの活性種の密度が高いため処理速度を高くすることができる、
（４）装置構成によっては被処理基板一枚当りの処理時間をほぼプラズマ処理の時間に等しくできる、
などの利点がある。その一方で、プラズマ処理部近傍のガス雰囲気に外気が混入することにより、被処理物の酸化、生成した膜の酸化、エッチング部の酸化等が生じる場合があるため、密閉容器により外気と遮断し、プロセスガス雰囲気を保つのが通例である。しかしながら、プロセスガス雰囲気を保つために、密閉容器内で一旦真空引きして処理を行うと、低圧下の処理と同じくプラズマ処理効率の向上や大面積基板等に対応できない。 Conventionally, such a plasma process apparatus normally uses plasma under reduced pressure (vacuum) (vacuum plasma), but recently, plasma generated at or near atmospheric pressure (hereinafter “ Plasma processing apparatuses that perform processing using “atmospheric pressure plasma” have also been put into practical use. Compared with vacuum plasma, atmospheric pressure plasma process equipment can be simplified (1) without the need for vacuum equipment.
(2) The equipment cost is low.
(3) Since the density of active species of plasma is high, the processing speed can be increased.
(4) Depending on the apparatus configuration, the processing time per substrate to be processed can be made substantially equal to the plasma processing time.
There are advantages such as. On the other hand, since outside air is mixed into the gas atmosphere near the plasma processing unit, oxidation of the object to be processed, oxidation of the generated film, oxidation of the etching unit, etc. may occur. Usually, a process gas atmosphere is maintained. However, once processing is performed by evacuating in a sealed container in order to maintain the process gas atmosphere, it is not possible to improve plasma processing efficiency and cope with large-area substrates, etc., similarly to processing under low pressure.

また、プラズマ処理効率を向上させる際、加熱機構により被処理物を加熱する方法がとられているが、被処理物が大型化した場合、従来の加熱機構では装置が大掛かりになり、高コストになり、温度ムラが生じやすくなるという問題がある。
これに対して、プラズマ処理部近傍のプロセスガス雰囲気を保つために、ガスカーテンにより外気を遮断する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、被処理物をランプヒータまたは赤外線ヒータを用いて加熱処理した後、プラズマ処理することにより、大気圧プラズマによるプラズマ処理効率を向上させる方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−１５１４９４号公報特開２００５−１４４２３２号公報 In addition, when the plasma processing efficiency is improved, a method of heating the object to be processed by the heating mechanism is used. However, when the object to be processed is enlarged, the conventional heating mechanism requires a large apparatus, resulting in high cost. Therefore, there is a problem that uneven temperature tends to occur.
On the other hand, in order to maintain the process gas atmosphere in the vicinity of the plasma processing unit, a method of blocking outside air with a gas curtain is known (for example, see Patent Document 1).
Also known is a method of improving the plasma processing efficiency by atmospheric pressure plasma by subjecting an object to be processed to a heat treatment using a lamp heater or an infrared heater and then performing a plasma treatment (see, for example, Patent Document 2).
JP 2002-151494 A JP 2005-144232 A

しかしながら、前者の方法では被処理物に対して加熱がなされておらず、プラズマ処理速度を十分に高くすることができない。
後者の方法ではランプヒータ又は赤外線ヒータを用いて基板を加熱するようにしているが、２ｍ以上のサイズの大型の被処理物を従来の加熱機構により加熱する場合、装置が大掛かりになる、高コストとなる、また加熱機構が大きくなるため温度ムラが生じるなどの課題があった。 However, in the former method, the workpiece is not heated, and the plasma processing speed cannot be sufficiently increased.
In the latter method, a lamp heater or an infrared heater is used to heat the substrate, but when a large object to be processed having a size of 2 m or more is heated by a conventional heating mechanism, the apparatus becomes large and high cost. In addition, there is a problem that temperature unevenness occurs because the heating mechanism becomes large.

この発明は、被処理物にプラズマ処理を行うプラズマ処理部と、プラズマ処理部を被処理物に対して相対的に移動させる搬送機構と、プラズマ処理部の被処理物入口側と被処理物出口側にそれぞれ設けられたガスカーテン機構とを備え、少なくとも被処理物入口側のガスカーテン機構は、被処理物を加熱可能なガスを噴出するプラズマプロセス装置を提供するものである。 The present invention includes a plasma processing unit that performs plasma processing on a workpiece, a transport mechanism that moves the plasma processing portion relative to the workpiece, a workpiece inlet side and a workpiece outlet of the plasma processing portion. And a gas curtain mechanism provided on each side, and at least the gas curtain mechanism on the workpiece inlet side provides a plasma process apparatus that ejects a gas capable of heating the workpiece.

前記各ガスカーテン機構は、被処理物の両面に対向して各々配置される２つのガスカーテン機構を備えてもよい。
前記各ガスカーテン機構は、前記プラズマ処理部との間に排気処理機構を備えてもよい。
被処理物入口側のガスカーテン機構は、被処理基板の入口にガス噴出口を備えてもよい。
被処理物入口側のガスカーテン機構は、被処理基板の入口から所定距離だけ下流にガス噴出口を備えてもよい。 Each of the gas curtain mechanisms may include two gas curtain mechanisms arranged to face both surfaces of the object to be processed.
Each of the gas curtain mechanisms may include an exhaust processing mechanism between the plasma processing unit.
The gas curtain mechanism on the workpiece inlet side may include a gas ejection port at the inlet of the substrate to be processed.
The gas curtain mechanism on the workpiece inlet side may include a gas jet outlet downstream by a predetermined distance from the inlet of the substrate to be processed.

前記各ガスカーテン機構にガスを供給するガス導入経路と、少なくとも被処理物入口側のガスカーテン機構のガスの導入経路に設けられた加熱手段とをさらに備えてもよい。
前記加熱手段が温度調整機構を備えてもよい。
被処理物が板状である場合に、前記プラズマ処理部が被処理物の片面に対向するプラズマ処理部からなり、前記搬送機構がプラズマ処理部を被処理物に対して移動させるようにしてもよい。
また、前記プラズマ処理部が板状被処理物の両面にそれぞれ対向する２つのプラズマ処理部を有し、前記搬送機構が被処理物をプラズマ処理部に対して移動させるようにしてもよい。 You may further provide the gas introduction path | route which supplies gas to the said each gas curtain mechanism, and the heating means provided in the gas introduction path | route of the gas curtain mechanism at least by the to-be-processed object entrance side.
The heating means may include a temperature adjustment mechanism.
When the workpiece is plate-shaped, the plasma processing section is composed of a plasma processing section facing one side of the workpiece, and the transport mechanism moves the plasma processing section relative to the workpiece. Good.
In addition, the plasma processing unit may include two plasma processing units opposed to both surfaces of the plate-shaped workpiece, and the transport mechanism may move the workpiece relative to the plasma processing unit.

この発明のプラズマプロセス装置によれば、ガスカーテン機構により大気圧又は大気圧近傍の圧力下でプロセスガス雰囲気が保たれ、被処理物をプラズマ処理することが可能となり、ガスカーテン機構から加熱されたガスを噴射することにより、被処理物が均一に加熱され、プラズマ処理速度の向上が可能となる。
さらに、この発明のプラズマプロセス装置によれば、新たに大掛かりな加熱機構を取り付ける必要がなく、装置コスト及び装置設置面積の増加を抑制することができる。
さらに、ガスカーテンのガスの温度を調整する機構を用いると、プラズマ処理能力を効果的に制御することができる。 According to the plasma process apparatus of the present invention, the process gas atmosphere is maintained under the atmospheric pressure or near the atmospheric pressure by the gas curtain mechanism, and it becomes possible to perform plasma treatment on the workpiece, and the gas curtain mechanism is heated. By injecting the gas, the object to be processed is heated uniformly, and the plasma processing speed can be improved.
Furthermore, according to the plasma process apparatus of the present invention, it is not necessary to attach a new large heating mechanism, and an increase in apparatus cost and apparatus installation area can be suppressed.
Furthermore, if a mechanism for adjusting the gas temperature of the gas curtain is used, the plasma processing capability can be effectively controlled.

以下、図面に示す実施形態を用いてこの発明を詳述する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１によるプラズマプロセス装置の構成を説明する説明図である。
図１に示すように、実施形態１によるプラズマプロセス装置は、板状の被処理物1の上方に配置されている処理部7a、及び、基板１を搭載するステージ6を備える。処理部7aは図示しない搬送機構によりステージ６上を矢印Ａ方向に移動するようになっている。
処理部7aは、ガスカーテン機構3a, 3bと、排気処理機構4a, 4bと、プラズマ処理部5aとを備える。排気処理機構4a，4bは、それぞれ排気ノズル11を備える。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. The present invention is not limited to the following embodiment.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an explanatory view illustrating the configuration of a plasma processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
As shown in FIG. 1, the plasma processing apparatus according to Embodiment 1 includes a processing unit 7 a disposed above a plate-like object 1 and a stage 6 on which a substrate 1 is mounted. The processing unit 7a is moved in the direction of arrow A on the stage 6 by a transport mechanism (not shown).
The processing unit 7a includes gas curtain mechanisms 3a and 3b, exhaust processing mechanisms 4a and 4b, and a plasma processing unit 5a. The exhaust processing mechanisms 4a and 4b each include an exhaust nozzle 11.

プラズマ処理部5aには電極12aが設置されている。電極12aには電源30aが接続されて電力が供給されると共に、ガス流路22aを介してプロセスガス用ガスボンベ22からプロセスガスが供給される。
電極12aは、アルミニウム（Ａｌ）、又は、ステンレス（ＳＵＳ）などの導電率の高い金属からなる金属部を備え、アーク放電を防ぐため、金属部を固体誘電体で被覆している。また、電極12aの近傍にプロセスガスを供給するために図示しないガス流路を設けている。
排気処理機構4a, 4bは、プラズマ処理部5aへの外気の流入を防ぎ、また、プラズマ処理部5aでプラズマ処理を行った後のガスを排気している。
処理部7aの外部へ噴出されたガスは、処理部7aを覆う筐体13aを介して外部へ排気される。 An electrode 12a is installed in the plasma processing unit 5a. A power source 30a is connected to the electrode 12a to supply power, and a process gas is supplied from a process gas gas cylinder 22 through the gas flow path 22a.
The electrode 12a includes a metal portion made of a metal having high conductivity such as aluminum (Al) or stainless steel (SUS), and the metal portion is covered with a solid dielectric to prevent arc discharge. In addition, a gas flow path (not shown) is provided to supply a process gas in the vicinity of the electrode 12a.
The exhaust processing mechanisms 4a and 4b prevent inflow of outside air into the plasma processing unit 5a, and exhaust gas after the plasma processing is performed in the plasma processing unit 5a.
The gas ejected to the outside of the processing unit 7a is exhausted to the outside through the casing 13a that covers the processing unit 7a.

ガスカーテン機構3a, 3bへは、ガスカーテン用ガスの窒素ガスボンベ21から加熱部20を通じて加熱されたガスが、流路21aを介して供給され、ガス噴出口10からそれぞれ噴出される。
このガスカーテン機構3a, 3bは、プラズマ処理部5aへの外気の混入を防ぎ、プラズマ処理部5aをプロセスガス雰囲気に保つと同時に被処理物1の加熱を行うものである。
ここで、図３を用いて加熱部20の詳細について説明する。
ガスは両端が継手24で流路21aに接続されている金属パイプ25内を通り、ヒータ等の加熱機構23によって加熱される。ガス温度は金属パイプ25に接続された熱電対28により検知され、温度調整機構27により、設定温度にするため加熱機構23のヒータ電流の大きさを調整し、ガス温度を調整することができる。 To the gas curtain mechanisms 3a and 3b, the gas heated from the nitrogen gas cylinder 21 of the gas curtain gas through the heating unit 20 is supplied via the flow path 21a and is ejected from the gas ejection port 10, respectively.
The gas curtain mechanisms 3a and 3b prevent the outside air from being mixed into the plasma processing unit 5a, keep the plasma processing unit 5a in the process gas atmosphere, and simultaneously heat the workpiece 1.
Here, the details of the heating unit 20 will be described with reference to FIG.
The gas passes through a metal pipe 25 whose both ends are connected to the flow path 21a by the joint 24, and is heated by a heating mechanism 23 such as a heater. The gas temperature is detected by a thermocouple 28 connected to the metal pipe 25, and the temperature adjustment mechanism 27 can adjust the gas temperature by adjusting the magnitude of the heater current of the heating mechanism 23 to obtain a set temperature.

次に、実施形態１におけるプラズマプロセス装置（図１）を用いたプラズマプロセス処理について説明する。
まず、ガスカーテン機構3a, 3bにガスボンベ21から窒素ガスを導入し、プラズマプロセス装置の内部と外部のガスの流れを遮断する。排気処理機構4a, 4b、および、筐体排気カバー13aの排気によりプラズマ処理部5a内のガスを排気する。
そして、大気圧、あるいは、大気圧近傍の圧力下で、プロセスガス用ガスボンベ22から、例えば、Ｈｅ＝８０L/min、Ｎ₂＝４５L/min、Ｏ₂＝０．６L/min、を供給し、混合されたプロセスガスをプラズマ処理部5aに数１０秒以上導入し続ける。このプロセスガス導入、及び、ガスカーテン機構の3a, 3bによるガスの流れの遮断と排気処理機構4a, 4bのガスの排気、および、処理部7aを覆う筐体13a内のガスの排気によりプラズマ処理部5a付近の雰囲気を空気からプロセスガス雰囲気に置換する。 Next, the plasma process process using the plasma process apparatus (FIG. 1) in Embodiment 1 is demonstrated.
First, nitrogen gas is introduced from the gas cylinder 21 into the gas curtain mechanisms 3a and 3b, and the flow of gas inside and outside the plasma process apparatus is shut off. The gas in the plasma processing unit 5a is exhausted by exhausting the exhaust processing mechanisms 4a and 4b and the casing exhaust cover 13a.
Then, for example, He = 80 L / min, N ₂ = 45 L / min, and O ₂ = 0.6 L / min are supplied from the gas cylinder 22 for process gas under atmospheric pressure or pressure near atmospheric pressure, The mixed process gas is continuously introduced into the plasma processing unit 5a for several tens of seconds or more. Plasma treatment is performed by introducing the process gas, blocking the gas flow by the gas curtain mechanism 3a, 3b, exhausting the gas from the exhaust processing mechanism 4a, 4b, and exhausting the gas in the housing 13a covering the processing unit 7a. The atmosphere near the part 5a is replaced with air from the process gas atmosphere.

その後、電極12aとステージ６との間に周波数３０ｋＨｚ、電圧７．５ｋＶの高周波電圧を高周波電源から印加すると、電極12aとステージ6の間にプラズマが生成される。
ステージ6上には被処理物1を載置している。被処理物1としては、例えばレジストパターンが形成されたガラス基板を用いる。プラズマが生成されている処理部7aが被処理物1の上を矢印Ａ方向に移動することにより、被処理物１のプラズマ処理が行われる。
このように静止している被処理物1に対し処理部7a側を移動させることにより、被処理物1側を移動させる場合に比べ、被処理物１の平面度及び被処理物1と電極12aとのギャップの精度が高くなり、またギャップをより小さくすることができる。 Thereafter, when a high frequency voltage having a frequency of 30 kHz and a voltage of 7.5 kV is applied between the electrode 12 a and the stage 6 from a high frequency power source, plasma is generated between the electrode 12 a and the stage 6.
A workpiece 1 is placed on the stage 6. As the object to be processed 1, for example, a glass substrate on which a resist pattern is formed is used. When the processing unit 7a in which plasma is generated moves on the workpiece 1 in the direction of arrow A, the plasma processing of the workpiece 1 is performed.
In this way, by moving the processing unit 7a side with respect to the stationary object 1, the flatness of the object 1 and the object 1 and the electrode 12a are compared with the case where the object 1 side is moved. The accuracy of the gap can be increased, and the gap can be further reduced.

また、この処理では、ガスカーテン機構3aは加熱部20で加熱されたガスを被処理物1に吹き付けており、被処理物1であるガラス基板は例えば80℃まで加熱され、この加熱効果によりプラズマ処理速度を向上することができる。
このように、本実施形態のプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理を、ガラス基板上のレジストのアッシング量で評価した場合、加熱を行っていないガラス基板（温度２５℃）の場合に比べ、レジストのアッシングの処理速度が向上する。また、従来の加熱方法よりもアッシング量の均一性を向上させることができる。 In this process, the gas curtain mechanism 3a blows the gas heated by the heating unit 20 onto the object to be processed 1, and the glass substrate as the object to be processed 1 is heated to, for example, 80 ° C. The processing speed can be improved.
As described above, when the plasma processing using the plasma processing apparatus of the present embodiment is evaluated by the ashing amount of the resist on the glass substrate, compared with the case of the glass substrate not heated (temperature 25 ° C.), The ashing processing speed is improved. Further, the uniformity of the ashing amount can be improved as compared with the conventional heating method.

（実施形態２）
図２は、本発明の実施形態２によるプラズマプロセス装置の構成を説明する説明図である。このプラズマプロセス装置は、インライン方式の基板処理や、シート状、あるいは、ロール状の被処理物の処理をするプラズマプロセス装置である。
図２に示すように、実施形態２によるプラズマプロセス装置は、上下に対向する処理部7a, 7b及び搬送機構2を備える。処理部7a, 7bは、それぞれ板状の被処理物1の上方、及び、下方に配置されている。被処理物1は搬送機構2に搭載され、搬送機構2により処理部7a, 7b方向（矢印Ｂの方向）へ搬送される。
処理部7a, 7bは、ガスカーテン機構3a〜3dと、排気処理機構4a〜4dと、プラズマ処理部5a, 5bとを備える。排気処理機構4a〜4dは、それぞれ排気ノズル11を備える。 (Embodiment 2)
FIG. 2 is an explanatory view illustrating the configuration of the plasma processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. This plasma process apparatus is a plasma process apparatus that performs in-line substrate processing and processing of a sheet-shaped or roll-shaped workpiece.
As shown in FIG. 2, the plasma processing apparatus according to the second embodiment includes processing units 7 a and 7 b and a transport mechanism 2 that face each other in the vertical direction. The processing units 7a and 7b are respectively arranged above and below the plate-like object 1 to be processed. The workpiece 1 is mounted on the transport mechanism 2 and transported by the transport mechanism 2 in the direction of the processing units 7a and 7b (in the direction of arrow B).
The processing units 7a and 7b include gas curtain mechanisms 3a to 3d, exhaust processing mechanisms 4a to 4d, and plasma processing units 5a and 5b. Each of the exhaust treatment mechanisms 4a to 4d includes an exhaust nozzle 11.

プラズマ処理部5a, 5bには電極12a, 12bが設置されている。電極12a, 12bには電源30a, 30bが接続されてそれぞれ電力が供給されると共に、ガス流路22aを介してプロセスガス用ガスボンベ22からそれぞれプロセスガスが供給される。
電極12a, 12bは、アルミニウム（Ａｌ）、又は、ステンレス（ＳＵＳ）などの導電率の高い金属からなる金属部を備え、アーク放電を防ぐため、金属部を固体誘電体で被覆している。
ガスカーテン機構3a〜3dへはガスカーテン用ガスボンベ21から加熱部20を通じて加熱されたガスが、流路21aを介して供給され、ガス噴出口10からそれぞれ噴出される。
このガスカーテン機構3a〜3dは、プラズマ処理部5a, 5bへの外気の混入を防ぎ、プラズマ処理部5a，5bをプロセスガス雰囲気に保つと同時に被処理物1の加熱を行っている。 Electrodes 12a and 12b are installed in the plasma processing units 5a and 5b. Power supplies 30a and 30b are connected to the electrodes 12a and 12b, respectively, and electric power is supplied thereto, and process gas is supplied from the process gas gas cylinder 22 through the gas flow path 22a.
The electrodes 12a and 12b include a metal part made of a metal having high conductivity such as aluminum (Al) or stainless steel (SUS), and the metal part is covered with a solid dielectric to prevent arc discharge.
The gas heated from the gas curtain gas cylinder 21 through the heating unit 20 to the gas curtain mechanisms 3a to 3d is supplied through the flow path 21a and ejected from the gas ejection port 10, respectively.
The gas curtain mechanisms 3a to 3d prevent the outside air from being mixed into the plasma processing units 5a and 5b, keep the plasma processing units 5a and 5b in the process gas atmosphere, and at the same time, heat the workpiece 1.

処理部7a, 7bの外部へ噴出されたガスは処理部7a, 7bを覆う筐体13a, 13bを介して外部へ排気される。
ここで、ガスカーテン機構3a, 3cの詳細について説明する。図４は、実施形態２によるプラズマプロセス装置のガスカーテン機構3a, 3cのガス噴出口10の一例を示す説明図である。
図４のガスカーテン機構3a, 3cは、上下に対向しており、ガス噴出口10がガスカーテン機構3a, 3cの被処理物入口側の端部にあり、このガス噴出口10から被処理物1に向けガス26が噴出される。
このとき、ガス噴出口10がガスカーテン機構3a, 3cの被処理物入口側の端部にあるため、前記端部からガスが噴出することにより、処理部7a, 7bからのプロセスガスの流出が少なくなり、また装置面積は小さくなる。 The gas ejected to the outside of the processing units 7a and 7b is exhausted to the outside through the casings 13a and 13b covering the processing units 7a and 7b.
Here, details of the gas curtain mechanisms 3a and 3c will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the gas ejection port 10 of the gas curtain mechanism 3a, 3c of the plasma process apparatus according to the second embodiment.
The gas curtain mechanisms 3a and 3c in FIG. 4 are vertically opposed to each other, and the gas ejection port 10 is located at the end of the gas curtain mechanisms 3a and 3c on the workpiece inlet side. Gas 26 is ejected toward 1.
At this time, since the gas ejection port 10 is located at the end of the gas curtain mechanism 3a, 3c on the workpiece inlet side, the gas is ejected from the end, so that the process gas flows out from the processing units 7a, 7b. The device area is reduced.

図５は、ガスカーテン機構3a, 3cのガス噴出口10の位置が上記と異なる例を示す図である。図５のガスカーテン機構3a, 3cも、上下に対向しているが、ガス噴出口10からプラズマプロセス装置の被処理物入口側端部までに所定の距離を有し、このガス噴出口10から被処理物1に向けガス26が噴出される。このようにすると被処理物1に対してガス26が接する面積が広くなるため、加熱効果及び外気混入防止効果が上昇する。 FIG. 5 is a diagram showing an example in which the positions of the gas jet outlets 10 of the gas curtain mechanisms 3a and 3c are different from the above. The gas curtain mechanisms 3a and 3c in FIG. 5 also face each other vertically, but have a predetermined distance from the gas outlet 10 to the end of the plasma process apparatus on the workpiece inlet side. A gas 26 is ejected toward the workpiece 1. In this way, the area where the gas 26 is in contact with the workpiece 1 is increased, so that the heating effect and the outside air mixing prevention effect are increased.

次に実施形態２におけるプラズマプロセス装置（図２）を用いたプラズマプロセス処理について説明する。
まず、ガスカーテン機構3a〜3dにガスボンベ21から窒素ガスを導入し、プラズマプロセス装置の内部と外部のガスの流れを遮断する。排気処理機構4a〜4d、および、筐体13a, 13bの排気によりプラズマ処理部5a内のガスを排気する。
そして、大気圧、あるいは、大気圧近傍の圧力下で、プロセスガス用ガスボンベ22から、例えば、Ｈｅ＝８０L/min、Ｎ₂＝４０L/min、Ｏ₂＝０．６L/min、を供給し、混合されたプロセスガスをプラズマ処理部5a, 5bに数１０秒以上導入し続ける。それにより、ガスカーテン機構の3a〜3dによるガスの流れの遮断と排気処理機構4a〜4dのガスの排気、および、処理部7a, 7bを覆う筐体13a, 13b内のガスの排気によりによりプラズマ処理部5a, 5b付近の雰囲気を空気からプロセスガス雰囲気に置換する。 Next, the plasma process process using the plasma process apparatus (FIG. 2) in Embodiment 2 is demonstrated.
First, nitrogen gas is introduced from the gas cylinder 21 into the gas curtain mechanisms 3a to 3d, and the flow of gas inside and outside the plasma process apparatus is shut off. The gas in the plasma processing unit 5a is exhausted by exhausting the exhaust processing mechanisms 4a to 4d and the casings 13a and 13b.
Then, for example, He = 80 L / min, N ₂ = 40 L / min, and O ₂ = 0.6 L / min are supplied from the gas cylinder 22 for process gas under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure, The mixed process gas is continuously introduced into the plasma processing units 5a and 5b for several tens of seconds or more. As a result, the gas flow is blocked by the gas curtain mechanisms 3a to 3d, the gas is exhausted from the exhaust processing mechanisms 4a to 4d, and the gas is exhausted in the casings 13a and 13b covering the processing units 7a and 7b. The atmosphere in the vicinity of the processing units 5a and 5b is replaced with a process gas atmosphere from air.

その後、電極12a, 12bに周波数３０ｋＨｚ、電圧７．５ｋＶの高周波電圧を高周波電源からそれぞれ逆位相で印加すると、電極12a, 12b間には１５ｋＶの電圧が印加され、電極12a, 12b間にプラズマが生成される。
搬送機構2には被処理物1を載置している。被処理物1としては、例えば、レジストパターンが形成されたガラス基板を用いる。被処理物1は搬送機構2によって処理部7a, 7b方向（矢印Ｂ方向）へ搬送され、被処理物1のプラズマ処理が行われる。
このように、被処理物１に対して上下両側からガスカーテンによる加熱処理をすることにより、被処理物の上下面の温度差を無くすことができたわみが生じないようにすることができる。 After that, when a high frequency voltage having a frequency of 30 kHz and a voltage of 7.5 kV is applied to the electrodes 12a and 12b in opposite phases from the high frequency power source, a voltage of 15 kV is applied between the electrodes 12a and 12b, and plasma is generated between the electrodes 12a and 12b. Generated.
A workpiece 1 is placed on the transport mechanism 2. As the object to be processed 1, for example, a glass substrate on which a resist pattern is formed is used. The workpiece 1 is transported by the transport mechanism 2 in the processing units 7a and 7b (arrow B direction), and the plasma processing of the workpiece 1 is performed.
In this way, by performing the heat treatment with the gas curtain from the upper and lower sides on the workpiece 1, it is possible to eliminate the deflection that can eliminate the temperature difference between the upper and lower surfaces of the workpiece.

この処理では、ガスカーテン機構3a〜3dは加熱部20で加熱されたガスを被処理物1に吹き付けており、被処理物1であるガラス基板は例えば80℃まで加熱され、この加熱効果によりプラズマ処理速度を向上することができる。
また、このように静止している処理部7a, 7bに対し被処理物1を搬送することにより、静止している被処理物1に対し処理部7a，7b側を動かす場合に比べ、容易に搬送速度を速くすることができる。
ここで、被処理物1の搬送速度を速くした場合、プラズマ処理時間が短くなるため、プラズマ処理量が低下するが、このような場合は、複数個の電極を用いる構成とすればよい。 In this process, the gas curtain mechanisms 3a to 3d spray the gas heated by the heating unit 20 onto the object to be processed 1, and the glass substrate as the object to be processed 1 is heated to, for example, 80 ° C. The processing speed can be improved.
Also, by transporting the workpiece 1 to the stationary processing parts 7a and 7b in this way, it is easier than moving the processing parts 7a and 7b to the stationary workpiece 1 The conveyance speed can be increased.
Here, when the conveyance speed of the workpiece 1 is increased, the plasma processing time is shortened and the plasma processing amount is reduced. In such a case, a configuration using a plurality of electrodes may be used.

このように、本実施形態のプラズマプロセス装置を用いたプラズマ処理を、ガラス基板上のレジストのアッシング量で評価した場合、加熱を行っていないガラス基板（温度２５℃）の場合に比べ、レジストのアッシング能力は１．６３倍に向上した。
実施形態１、及び、２に示した条件は一例であり、プラズマの処理能力は被処理物温度、プロセスガスの種類、構成比率、総流量、高周波電源の周波数、電極間ギャップ、電極形状被処理物の搬送速度、及び、プロセスガスの流速などによって決定されるので、所望の処理量を得るためには各条件を変化させればよい。 As described above, when the plasma processing using the plasma processing apparatus of the present embodiment is evaluated by the ashing amount of the resist on the glass substrate, compared with the case of the glass substrate not heated (temperature 25 ° C.), Ashing ability improved 1.63 times.
The conditions shown in the first and second embodiments are examples, and the plasma processing capacity is the object temperature, the type of process gas, the composition ratio, the total flow rate, the frequency of the high frequency power supply, the gap between electrodes, and the electrode shape processing. Since it is determined by the conveyance speed of the object and the flow rate of the process gas, each condition may be changed in order to obtain a desired processing amount.

本発明の実施形態１によるプラズマプロセス装置の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the plasma process apparatus by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態２によるプラズマプロセス装置の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the plasma process apparatus by Embodiment 2 of this invention. 本発明に係るガス加熱部の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the gas heating part which concerns on this invention. 本発明に係るガスカーテン機構の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the gas curtain mechanism which concerns on this invention. 本発明に係るガスカーテン機構の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the gas curtain mechanism which concerns on this invention.

Explanation of symbols

1 被処理物
2 搬送機構
3a, 3b, 3c, 3d ガスカーテン処理機構
4a, 4b, 4c, 4d 排気処理機構
5a, 5b プラズマ処理部
6 ステージ
7a, 7b 処理部
10 ガス噴出口
11 排気ノズル
12a, 12b 電極
13a, 13b 筐体
20 加熱部
21 ガスカーテン用ガスボンベ
21a 流路
22 プロセスガス用ガスボンベ
22a ガス流路
23 加熱機構
24 継ぎ手
25 金属パイプ
26 ガス
27 温度調整機構
28 熱電対
30a, 30b 電源 1 Workpiece
2 Transport mechanism
3a, 3b, 3c, 3d gas curtain treatment mechanism
4a, 4b, 4c, 4d Exhaust treatment mechanism
5a, 5b Plasma processing section
6 stages
7a, 7b processing section
10 Gas outlet
11 Exhaust nozzle
12a, 12b electrode
13a, 13b housing
20 Heating section
21 Gas cylinder for gas curtain
21a flow path
22 Gas cylinder for process gas
22a Gas flow path
23 Heating mechanism
24 Fitting
25 Metal pipe
26 Gas
27 Temperature adjustment mechanism
28 Thermocouple
30a, 30b power supply

Claims

A plasma processing unit that performs plasma processing on a workpiece, a transport mechanism that moves the plasma processing portion relative to the workpiece, and a workpiece inlet side and a workpiece outlet side of the plasma processing unit, respectively. And a gas curtain mechanism which ejects a gas capable of heating the object to be processed.

The plasma process apparatus according to claim 1, wherein each gas curtain mechanism includes two gas curtain mechanisms arranged to face both surfaces of the workpiece.

The plasma process apparatus according to claim 1, wherein each gas curtain mechanism includes an exhaust processing mechanism between the gas curtain mechanism and the plasma processing unit.

The plasma process apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the gas curtain mechanism on the workpiece inlet side includes a gas outlet at an inlet of the workpiece.

The plasma process apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the gas curtain mechanism on the workpiece inlet side includes a gas jet outlet downstream from the workpiece inlet by a predetermined distance.

The gas introduction path for supplying gas to each gas curtain mechanism, and at least heating means provided in the gas introduction path of the gas curtain mechanism on the workpiece inlet side are provided. The plasma processing apparatus as described.

The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein the heating means includes a temperature adjustment mechanism.

The object to be processed is plate-shaped, the plasma processing unit is composed of a plasma processing unit facing one side of the object to be processed, and the transport mechanism is configured to move the plasma processing unit relative to the object to be processed. The plasma process apparatus as described in any one of -7.

The workpiece is plate-shaped, the plasma processing section has two plasma processing sections opposed to both sides of the workpiece, and the transport mechanism is configured to move the workpiece relative to the plasma processing section. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 7.