JP2009253222A - Surface processing equipment - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、被処理物の表面に処理ガスを吹き付け、該表面を処理する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for spraying a processing gas on a surface of an object to be processed and processing the surface.
特許文献1には、基板(被処理物)を搬送するコロ搬送装置の上方に複数のノズルを配置したプラズマ表面処理装置が記載されている。複数のノズルは、基板の搬送方向に大きく離間して配置されており、隣り合うノズルどうしの間は広い空間になっている。プラズマ化された処理ガスが各ノズルから吹き出され、基板が表面処理される。
特許文献1の装置では、以下の問題点がある。
1)処理ガスがノズルどうし間の空間から系外に放出されやすく、安全性やガスの回収効率が劣る。
2)処理ガスが基板から離れ易く、反応効率が劣る。
The apparatus of
1) Process gas is easily released out of the system from the space between nozzles, and safety and gas recovery efficiency are poor.
2) The processing gas is easily separated from the substrate, resulting in poor reaction efficiency.
特許文献2のプラズマ処理装置では、複数のノズルヘッドがコロ搬送装置の搬送方向に並べられている。処理ガス源から延びる1本の供給路が複数に分岐し、各ノズルヘッドに接続されている。各ノズルヘッドの上記搬送方向の寸法は十分に大きく、隣り合うノズルヘッド間の間隔は小さい。ノズルヘッドから吹き出された処理ガスは、ノズルヘッドの下面と基板との間の空間内を流通し、ノズルヘッドの周辺部の吸引ダクトから吸引され排気される。したがって、上記1)、2)の問題を回避できる。
特許文献2の装置では、以下の問題点がある。
基板の搬送方向の先端側の部分が複数のノズルヘッドの下方に搬入されて来る時は、複数のノズルヘッドのうち一部のノズルヘッドだけが基板と対向する状態になる。基板の搬送方向の後端側の部分がノズルヘッドの下方から搬出されていく時も、同様に複数のノズルヘッドのうち一部のノズルヘッドだけが基板と対向する状態になる。このような状態では、1本の供給路からの処理ガスが、基板と対向していないノズルヘッドへ多く分流し、基板と対向しているノズルヘッドへの分流量が小さくなる。そのため、基板の搬送方向の先端側の部分及び後端側の部分は、基板の中央部より処理量が小さい。一方、基板の搬送方向の先端縁(最も先端側の部分)は、それまで基板と対向していなかったノズルヘッドからの多量の処理ガスと接触する。同様に、基板の搬送方向の後端縁(最も後端側の部分)は、基板の外側に位置するようになったノズルヘッドからの多量の処理ガスと接触する。そのため、基板の搬送方向の先端縁と後端縁は、局所的に過処理になる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、1つの供給路が複数の枝路に分岐し、これら枝路から処理ガスが吹き出される表面処理装置において、被処理物(基板)の位置によって処理量に差が出るのを抑制し、処理の均一性を向上させることを目的とする。
The device of
When the portion on the front end side in the substrate transport direction is carried under the plurality of nozzle heads, only some of the plurality of nozzle heads face the substrate. Similarly, when the portion on the rear end side in the substrate transport direction is unloaded from the lower side of the nozzle head, only some of the nozzle heads face the substrate. In such a state, a large amount of the processing gas from one supply path is diverted to the nozzle head that does not face the substrate, and the partial flow rate to the nozzle head that faces the substrate becomes small. Therefore, the processing amount of the front end portion and the rear end portion in the substrate transport direction is smaller than the central portion of the substrate. On the other hand, the front end edge (most front end portion) in the substrate transport direction comes into contact with a large amount of processing gas from the nozzle head that has not been opposed to the substrate. Similarly, the rear end edge (most rear end portion) in the substrate transport direction is in contact with a large amount of processing gas from the nozzle head that is positioned outside the substrate. Therefore, the front edge and the rear edge in the substrate transport direction are locally overprocessed.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a surface treatment apparatus in which one supply path is branched into a plurality of branches and a processing gas is blown out from these branches, The object is to suppress the difference in the processing amount depending on the position and to improve the uniformity of the processing.
上記課題を解決するために、本発明は、処理ガスを被処理物の表面に吹き付け該表面を処理する装置であって、
処理ガスを噴出し、吸引する給排部と、
被処理物を仮想の平面に沿って前記給排部に対し相対的に一方向に移動させる移動手段と、を備え、
前記給排部が、前記仮想平面と一定の距離を隔てて対向する対向面と、供給ラインと、吸引ラインを有し、
前記供給ラインが、処理ガス供給源に連なる共通供給路と、この共通供給路から分岐された複数の供給枝路とを有し、前記複数の供給枝路の下流端が、互いに前記移動方向に離れ、それぞれ前記対向面に開口して吹出し口になり、
前記吸引ラインが、吸引手段に連なる共通吸引路と、前記共通吸引路に合流する複数の吸引枝路とを有し、前記複数の吸引枝路の上流端が、互いに前記移動方向に離れ、それぞれ前記対向面に開口して吸引口になり、1の吹出し口と少なくとも1の吸引口とが互いに隣接して配置され、
前記対向面のほぼ全体が前記被処理物と対向しているときの前記対向面と被処理物との間の処理路のコンダクタンスS1と、前記複数の供給枝路及び複数の吸引枝路の並列コンダクタンスS2とが、次式を満たすことを特徴とする。
S2<7500×S1 (式1)
これによって、被処理物の位置によって処理量に差が出るのを抑制でき、処理の均一性を確保できる。
ここで、コンダクタンスS1は、前記対向面の好ましくは全体が被処理物と対向し、吹出し口及び吸引口からのガスの出入りを0として、処理路の前記移動方向の一端から他端まで一様なガス流れが形成されているとしたときのコンダクタンスであることが好ましい。コンダクタンスS1は、実際の装置で測定してもよく、設計時に計算で求めてもよい。
処理路の前記移動方向と直交する幅方向の端部には、ガス漏れを阻止する壁を設けることが好ましい。これにより、処理路内のガス分布を前記幅方向には均一(一様)にでき、前記幅方向に流れが形成されないようにできる。或いは、前記対向面及び被処理物が十分に大きい場合、前記幅方向の流れを無視でき、前記幅方向にはガス分布が均一であるとみなせる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is an apparatus for spraying a processing gas onto the surface of an object to be processed to process the surface,
A supply / exhaust section for ejecting and sucking processing gas;
Moving means for moving the object to be processed in one direction relative to the supply / discharge section along a virtual plane,
The supply / exhaust portion has an opposing surface, a supply line, and a suction line that are opposed to the virtual plane at a certain distance;
The supply line has a common supply path connected to a processing gas supply source and a plurality of supply branches branched from the common supply path, and the downstream ends of the plurality of supply branches are mutually in the moving direction. Apart, each opening to the opposite surface to become the outlet,
The suction line has a common suction path connected to the suction means and a plurality of suction branches that merge with the common suction path, and upstream ends of the plurality of suction branches are separated from each other in the moving direction, respectively. Opening to the opposite surface to become a suction port, one outlet and at least one suction port are arranged adjacent to each other;
Conductance S1 of the processing path between the facing surface and the object to be processed when almost the entire facing surface is facing the object to be processed, and the plurality of supply branches and the plurality of suction branches in parallel The conductance S2 satisfies the following expression.
S2 <7500 × S1 (Formula 1)
Thereby, it is possible to suppress the difference in the processing amount depending on the position of the object to be processed, and to ensure the uniformity of the processing.
Here, the conductance S1 is preferably uniform from the one end to the other end in the moving direction of the processing path, with the entire facing surface preferably facing the object to be processed, with gas entering and exiting from the blowout port and suction port being zero. It is preferable that the conductance be such that a simple gas flow is formed. The conductance S1 may be measured with an actual apparatus, or may be obtained by calculation at the time of design.
It is preferable to provide a wall for preventing gas leakage at the end of the processing path in the width direction orthogonal to the moving direction. Thereby, the gas distribution in the processing path can be made uniform (uniform) in the width direction, and no flow can be formed in the width direction. Or when the said opposing surface and to-be-processed object are sufficiently large, the flow of the said width direction can be disregarded and it can be considered that gas distribution is uniform in the said width direction.
前記コンダクタンスS1,S2が次式を満たすことが好ましい。
S2<750×S1 (式2)
これによって、処理量に差が出るのをより抑制できる。
It is preferable that the conductances S1 and S2 satisfy the following expression.
S2 <750 × S1 (Formula 2)
Thereby, it is possible to further suppress the difference in the processing amount.
前記コンダクタンスS1,S2が次式を満たすことがより好ましい。
これによって、処理量に差が出るのを一層抑制できる。
S2<75×S1 (式3)
It is more preferable that the conductances S1 and S2 satisfy the following formula.
This can further suppress the difference in processing amount.
S2 <75 × S1 (Formula 3)
前記コンダクタンスS1,S2が次式を満たすことが一層好ましい。
S2<7.5×S1 (式4)
これによって、処理量に差が出るのをより一層抑制できる。
なお、コンダクタンスS2の値が小さくなると処理ガスを圧送するためのガス圧を大きくする必要がある。ガス圧が大きすぎるとガス種によっては凝縮する可能性がある。また、装置に過度な圧力がかかることは安全上好ましくない。このような理由からコンダクタンスS2の下限は適宜決定される。例えばコンダクタンスS2の下限は、0.1×S1であり、好ましくは0.3×S1であり、さらに好ましくは0.5×S1である。
More preferably, the conductances S1 and S2 satisfy the following formula.
S2 <7.5 × S1 (Formula 4)
This can further suppress the difference in processing amount.
In addition, when the value of conductance S2 becomes small, it is necessary to increase the gas pressure for pumping process gas. If the gas pressure is too high, condensation may occur depending on the gas species. Moreover, it is not preferable on safety to apply an excessive pressure to the apparatus. For this reason, the lower limit of the conductance S2 is appropriately determined. For example, the lower limit of the conductance S2 is 0.1 × S1, preferably 0.3 × S1, and more preferably 0.5 × S1.
前記対向面が、前記移動方向に複数の面部分に分割され、各面部分に吹出し口と吸引口が少なくとも1つずつ配置され、隣り合う面部分どうしの間に連通路の一端が開口され、前記連通路の他端が一定の圧力空間に連なっていることが好ましい。
これによって、1つの面部分と被処理物との間を流れる処理ガスが、他の面部分と被処理物との間に入り込むのを防止できる。
The opposed surface is divided into a plurality of surface portions in the moving direction, at least one outlet and a suction port are disposed on each surface portion, and one end of the communication path is opened between adjacent surface portions, It is preferable that the other end of the communication path is connected to a certain pressure space.
Thereby, it is possible to prevent the processing gas flowing between one surface portion and the workpiece from entering between the other surface portion and the workpiece.
前記吸引ラインの流量が、前記供給ラインの流量の1〜3倍であることが好ましい。
これによって、上記コンダクタンスS1,S2の関係式1〜4と相俟って、処理の均一性を確実に確保できる。
It is preferable that the flow rate of the suction line is 1 to 3 times the flow rate of the supply line.
Thereby, in combination with the
前記吸引ラインの流量が、前記供給ラインの流量の1.5〜2.25倍であることが好ましい。
これによって、処理の均一性を一層確実に確保できる。
It is preferable that the flow rate of the suction line is 1.5 to 2.25 times the flow rate of the supply line.
Thereby, the uniformity of processing can be ensured more reliably.
各供給枝路又は各吸引枝路に絞りを設けてもよい。
これによって、前記並列コンダクタンスを調節でき、ひいては、式1〜式4の少なくとも1つが確実に満たされるようにすることができる。
A throttle may be provided in each supply branch or each suction branch.
Thereby, the parallel conductance can be adjusted, and as a result, at least one of
前記複数の吸引枝路との合流部より下流側の共通吸引路又は前記複数の供給枝路の分岐部より上流側の共通供給路に絞りを設けてもよい。
これによって、処理ガスのトータルの供給流量又は吸引流量をほぼ一定に維持することができる。
A constriction may be provided in a common suction path downstream from the junction with the plurality of suction branches or a common supply path upstream from the branch of the plurality of supply branches.
Thereby, the total supply flow rate or suction flow rate of the processing gas can be maintained substantially constant.
本発明は、ほぼ大気圧近傍下(常圧下)でのプラズマ処理に好適である。ここで、ほぼ大気圧近傍下(ほぼ常圧)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易化を考慮すると、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 suitable for plasma processing under nearly atmospheric pressure (normal pressure). Here, substantially under atmospheric pressure (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 device configuration, 1.333 × 10 4 to 10.664 × 10 4 Pa are preferable, and 9.331 × 10 4 to 10.9797 × 10 4 Pa are more preferable.
本発明によれば、被処理物の位置によって処理量に差が出るのを抑制でき、処理の均一性を確保できる。 According to the present invention, it is possible to suppress a difference in processing amount depending on the position of an object to be processed, and to ensure processing uniformity.
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図1に示すように、表面処理装置1は、例えばフラットパネルディスプレイ用のガラス基板を被処理物9とし、この被処理物9の表面(上面)を処理するものである。処理内容は、洗浄、親水化、撥水化、エッチング、アッシング、成膜等であるが、これらに限定されない。被処理物9は、ガラス基板に限られず、半導体ウェハや連続フィルムでもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
表面処理装置1は、移動手段10と、給排部20を備えている。
移動手段10は、コロ搬送装置で構成されている。周知の通り、コロ搬送装置は、左右に等間隔置きに配置された複数のコロ11,11…を有している。これらコロ11,11…は、図1の紙面と直交する方向に向けた軸線のまわりに互いに同期して回転される。
The
The moving means 10 is composed of a roller transport device. As is well known, the roller transport device has a plurality of
コロ11,11…の上に被処理物9が水平に載せられる。この被処理物9の上面を含む水平な平面が、特許請求の範囲の仮想平面PLとなる。
被処理物9は、移動手段10によって仮想平面PLに沿って図1の矢印aで示す搬送方向(例えば左側から右側)に搬送されるようになっている。
The workpiece 9 is placed horizontally on the
The workpiece 9 is transported by the moving means 10 along the virtual plane PL in the transport direction indicated by the arrow a in FIG.
給排部20は、ノズルヘッド群21と、供給ライン30と、吸引ライン40を含む。
図1及び図2に示すように、ノズルヘッド群21は、3つ(複数)のノズルヘッド22で構成されている。各ノズルヘッド22は、四角形の断面を有し、図1の紙面と直交する方向に延びている。ノズルヘッド22の長さは、被処理物9の同方向の寸法より少し大きい。3つのノズルヘッド22は、互いに左右に並べられている。隣り合うノズルヘッド22,22どうし間には、隙間23が形成されている。隙間23は、ノズルヘッド群21の上側の開放空間2Aとノズルヘッド群21の下側の開放空間2B(ないしは後記処理路3)とを連通する連通路になっている。連通路23の幅w23は、例えばw23=1〜5mm程度である。開放空間2A,2Bは一定の圧力(ほぼ大気圧近傍)になっている。
The supply /
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ノズルヘッド群21の下面24(被処理物9との対向面)は、仮想平面PLの上方に一定の距離dだけ離れて配置されている。対向面24は、搬送方向aに複数の面部分25(各ノズルヘッド22の下面)に分割されている。隣り合う面部分25,25どうしの境に連通路23が配置されている。
The lower surface 24 (the surface facing the object 9) of the
ノズルヘッド群21の下側に被処理物9が位置しているとき、対向面24と被処理物9との間には、処理路3が画成される。処理路3の厚さ(上記距離d)は、例えばd=1〜5mm程度である。
When the workpiece 9 is positioned below the
供給ライン30は、処理ガス供給源31と、共通供給路32と、複数の供給枝路33を含んでいる。処理ガス供給源31は、処理内容に応じた処理ガスを蓄えている。例えば、シリコンのエッチングの場合、処理ガスとしてHF等のフッ素系反応成分及びオゾン等の酸化性成分を含むガスが用いられる。
The
処理ガス供給源31では、処理ガスを反応性を有しない状態又は反応性が低い状態で蓄えておき、供給ライン30上にプラズマ生成装置等の反応性付与装置を設けることにしてもよい。例えば、シリコンのエッチングの場合、処理ガス供給源31にはCF4等のフッ素系原料やO2等の酸素系原料を蓄えておき、上記プラズマ生成装置にて上記原料をプラズマ化してHF等のフッ素系反応成分やオゾン等の酸化性成分を生成することにしてもよい。
In the processing
処理ガス供給源31に1本の共通供給路32が連なっている。共通供給路32は、内部で圧力損失がほとんど生じない程度に十分に太いダクトで構成されている。共通供給路32から複数の供給枝路33が分岐されている。各供給枝路33は、共通供給路32より十分に細く共通供給路32より流通抵抗が大きい。
One
各ノズルヘッド22に供給枝路33が1つずつ分配されている。供給枝路33の下流端は、ノズルヘッド22の下面25に達して開口し、吹出し口33aになっている。(ノズルヘッド群21の対向面24に複数の吹出し口33aが移動方向aに離れて配置されている。)吹出し口33aは、ノズルヘッド22の長手方向に延びるスリット状になっている。図示は省略するが、ノズルヘッド22内には、処理ガスを吹出し口33aの長手方向に均一に吹き出す整流部が設けられている。
スリット状吹出し口33aの長さは、被処理物9の同方向の寸法とほぼ同じか、少し大きい。吹出し口33aの幅w33(図2)は、例えばw33=1〜5mm程度である。
One
The length of the slit-shaped
吸引ライン40は、吸引手段41と、共通吸引路42と、複数の吸引枝路43を含んでいる。
各吸引枝路43の上流端は、ノズルヘッド22の下面25に開口し、吸引口43aを構成している。吸引口43aは、ノズルヘッド22の長手方向に延びるスリット状になっている。各ノズルヘッド22には、吹出し口33aを挟んでその両隣りに2つの吸引口43aが設けられている。(ノズルヘッド群21の対向面24には、複数の吸引口43aが移動方向aに離れて配置されている。)
スリット状の吸引口43aの長さは、被処理物9の同方向の寸法とほぼ同じか、少し大きい。吸引口43aの幅w43(図2)は、例えばw43=1〜5mm程度である。
The
The upstream end of each
The length of the slit-
各吸引枝路43は、ノズルヘッド群21の外部で共通吸引路42に合流している。各吸引枝路43は、共通吸引路42より細く共通吸引路42より流通抵抗が大きい。共通吸引路42は、内部で圧力損失がほとんど生じない程度に十分に太いダクトで構成されている。共通吸引路42が吸引手段41に連なっている。吸引手段41は、吸引ポンプをはじめ、スクラバ等の排ガス処理部を含んでいる。
Each
吸引手段41による吸引流量Qdは、処理ガス供給源31による処理ガス供給流量Qsの1〜3倍になっている(Qd=1×Qs〜3×Qs)。
好ましくは、吸引流量Qdは、処理ガス供給流量Qsの1.5〜2.25倍になっている(Qd=1.5×Qs〜2.25×Qs)。
The suction flow rate Qd by the suction means 41 is 1 to 3 times the processing gas supply flow rate Qs by the processing gas supply source 31 (Qd = 1 × Qs to 3 × Qs).
Preferably, the suction flow rate Qd is 1.5 to 2.25 times the processing gas supply flow rate Qs (Qd = 1.5 × Qs to 2.25 × Qs).
表面処理装置1は、次式(1)を満たすようになっている。
S2<7500×S1 (式1)
ここで、S1は、図5に示すように、ノズルヘッド群21の対向面24のほぼ全体が被処理物9と対向しているときのノズルヘッド群21と被処理物9との間の処理路3のコンダクタンスである。S2は、すべての供給枝路33とすべての吸引枝路43の並列コンダクタンスである。
The
S2 <7500 × S1 (Formula 1)
Here, S <b> 1 is processing between the
表面処理装置1は、好ましくは次式を満たすようになっている。
S2<750×S1 (式2)
The
S2 <750 × S1 (Formula 2)
表面処理装置1は、より好ましくは次式を満たすようになっている。
S2<75×S1 (式3)
The
S2 <75 × S1 (Formula 3)
表面処理装置1は、更に好ましくは次式を満たすようになっている。
S2<7.5×S1 (式4)
The
S2 <7.5 × S1 (Formula 4)
上記構成の表面処理装置1による被処理物9の表面処理方法を説明する。
ノズルヘッド群21より左外側の移動手段10上に被処理物9を配置し、移動手段10によって被処理物9を右方向aに搬送する。
処理ガス供給源31から処理ガスを共通供給路32に送出する。処理ガスは、共通供給路32から複数の供給枝路33に分流し、各ノズルヘッド22の吹出し口33aから下方へ噴き出される。この処理ガスが、ノズルヘッド群21の下方に搬送されて来た被処理物9に接触し、表面処理がなされる。
A surface treatment method for the workpiece 9 by the
The workpiece 9 is placed on the moving means 10 on the left outside of the
The processing gas is sent from the processing
吹出し口33aからの処理ガスの吹出し流量及び吸引口43aからのガスの吸引流量は、被処理物9の移動位置に応じて変動する傾向がある。
具体的に説明すると、図3に示すように、被処理物9の全体がノズルヘッド群21の外側に位置しているときは、ノズルヘッド群21の下面24の全体がコンダクタンスの大きい開放空間24Bに面している。したがって、各吹出し口33aからの処理ガスの吹出し、及び各吸引口43aからのガスの吸引がスムーズに行なわれる。
The flow rate of the processing gas blown from the
More specifically, as shown in FIG. 3, when the entire workpiece 9 is positioned outside the
やがて、図4に示すように、被処理物9の右端部(移動方向の先端部)が、左側のノズルヘッド22の下方に差し入れられる。これによって、処理路3が部分的に形成される。被処理物9の右端の縁が、左側のノズルヘッド22の吹出し口33aの真下を通過するとき、図3の状態のときと殆ど同じ流量の処理ガスが左側のノズルヘッド22の吹出し口33aから噴き出され、被処理物9の右端縁に接触する。したがって、被処理物9の右端縁は、処理される度合いが大きくなる傾向がある。
Eventually, as shown in FIG. 4, the right end portion (tip portion in the moving direction) of the workpiece 9 is inserted below the
図1に示すように、被処理物9の右端部が左側のノズルヘッド22の全体と対面する状態になると、左側のノズルヘッド22と被処理物9との間にだけコンダクタンスの小さい処理路3が形成され、中央と右側のノズルヘッド22の下面25は、コンダクタンスの大きい開放空間24Bに面している。そのため、共通供給路32からの処理ガスが中央と右側のノズルヘッド22の供給枝路33に分流しやすく、左側のノズルヘッド22の供給枝路33には分流しにくくなる。また、中央と右側のノズルヘッド22の吸引枝路43からガスが吸引されやすく、左側のノズルヘッド22の吸引枝路43からは吸引されにくくなる。したがって、被処理物9の右端縁より内側の右端部は、処理される度合いが小さくなる傾向がある。
As shown in FIG. 1, when the right end portion of the workpiece 9 faces the entire
その後、図5に示すように、ノズルヘッド群21のすべてのノズルヘッド22が被処理物9と対向するようになると、ノズルヘッド群21の全体と被処理物9との間に処理路3が形成される。この状態では、複数の吹出し口33aからの吹出し量が互いに等しく、複数の吸引口43aからの吸引量が互いに等しい。したがって、被処理物9の右端部より内側の部分(中央部)は、処理量が一定になる。
After that, as shown in FIG. 5, when all the nozzle heads 22 of the
やがて、図6に示すように、被処理物9の左端部(移動方向aの後端部)が、ノズルヘッド群21の左端部より右側に位置される。被処理物9の左端の縁が、左側のノズルヘッド22の吹出し口33aの真下を通過するとき、この吹出し口33aからの処理ガスの吹出し量が大きくなる。したがって、被処理物9の左端縁は、処理される度合いが大きくなる傾向がある。
Eventually, as shown in FIG. 6, the left end portion (rear end portion in the movement direction a) of the workpiece 9 is positioned on the right side of the left end portion of the
図7に示すように、被処理物9の左端部が、左側のノズルヘッド22より右側に位置されると、左側のノズルヘッド22がコンダクタンスの大きな空間2Bに面し、中央及び右側のノズルヘッド22と被処理物9との間にコンダクタンスの小さい処理路3が形成される。そのため、共通供給路32からの処理ガスが左側のノズルヘッド22の供給枝路33に分流しやすく、中央と右側のノズルヘッド22の供給枝路33には分流しにくくなる。また、左側のノズルヘッド22の吸引枝路43からガスが吸引されやすく、中央と右側のノズルヘッド22の吸引枝路43からは吸引されにくくなる。したがって、被処理物9の左端縁より内側の左端部は、処理される度合いが小さくなる傾向がある。
As shown in FIG. 7, when the left end portion of the workpiece 9 is positioned on the right side of the
以上のように、被処理物9の左右の両端部の処理量が中央部の処理量とは異なる傾向があるにも拘わらず、本発明によれば、式(1)が成り立つように設定することによって、その傾向を小さくでき、処理のばらつきを抑制できる。式(2)が成り立つように設定することによって、処理のばらつきをより抑制できる。式(3)が成り立つように設定することによって、処理のばらつきを一層抑制できる。式(4)が成り立つように設定することによって、処理のばらつきをより一層抑制できる。 As described above, according to the present invention, equation (1) is set so that the processing amount at the left and right ends of the workpiece 9 tends to be different from the processing amount at the central portion. As a result, the tendency can be reduced, and variations in processing can be suppressed. By setting so that the formula (2) is established, processing variations can be further suppressed. By setting the expression (3) to be satisfied, the processing variation can be further suppressed. By setting so that Formula (4) is satisfied, the dispersion | variation in a process can be suppressed further.
発明者は、図1に示す表面処理装置1をコンピュータ上にモデル化し、コンダクタンスS1,S2の比(S2/S1)に対する処理のばらつき度合いをシミュレーションした。モデル化した表面処理装置1の各ノズルヘッド22の隣接する吹出し口33aと吸引口43aとの左右の離間距離は、20mmとした。連通路23を挟んで隣り合う吸引口43a,43aどうしの左右の離間距離は、40mmとした。最も左側の吸引口43aからノズルヘッド群21の左端縁までの距離は、10mmとした。最も右側の吸引口43aからノズルヘッド群21の右端縁までの距離は、10mmとした。ノズルヘッド群21の左端縁から右端縁までの距離は、220mmとした。
The inventor modeled the
ばらつき度合いは、下式で規定した。
Δy/y0=(y0−y1)/y0 (式5)
y0は、被処理物9の中央部分における処理ガスの積算流量である。y1は、被処理物9の移動方向の先端部(右端部)又は後端部(左端部)において処理ガスの積算流量が最小になる箇所の当該最小の積算流量である。
The degree of variation was defined by the following formula.
Δy / y0 = (y0−y1) / y0 (Formula 5)
y0 is the integrated flow rate of the processing gas in the central portion of the workpiece 9. y1 is the minimum integrated flow rate at a position where the integrated flow rate of the processing gas is minimized at the front end (right end) or the rear end (left end) of the workpiece 9 in the moving direction.
流通抵抗Rs,Rd,Rc及び流量比Idの値をそれぞれ以下のように変化させ、処理のばらつき度合いΔy/y0を演算した。
Rs=0.001R、0.01R、0.1R、R、10R、100R
Rd=0.001R、0.01R、0.1R、R、10R、100R
Rc=0.001R、0.01R、0.1R、R、10R、100R
Id=1、1.25、1.5、1.75、2、2.25、2.5、2.75、3
ここで、Rは、対向面24の全体が被処理物9と対向しているときの処理路3の流通抵抗である。Rsは、各供給枝路33の流通抵抗である。Rdは、各吸引枝路43の流通抵抗である。Rcは、各連通路23の流通抵抗である。Idは、供給ライン30全体の処理ガス供給流量Qsに対する吸引ライン40全体の吸引流量Qdの比(Id=Qd/Qs)である。
ここで、流通抵抗Rs,Rd,Rcは、流路33,43,23に絞りなどを介在させ、この絞りの前後の圧力差を流量で除して求めてもよく、設計値でもよい。
The values of the flow resistances Rs, Rd, Rc and the flow rate ratio Id were changed as follows, and the degree of process variation Δy / y0 was calculated.
Rs = 0.001R, 0.01R, 0.1R, R, 10R, 100R
Rd = 0.001R, 0.01R, 0.1R, R, 10R, 100R
Rc = 0.001R, 0.01R, 0.1R, R, 10R, 100R
Id = 1, 1.25, 1.5, 1.75, 2, 2.25, 2.5, 2.75, 3
Here, R is the flow resistance of the
Here, the flow resistances Rs, Rd, and Rc may be obtained by interposing a restriction or the like in the
コンダクタンスS1は次式で表される。
S1=1/R (式6)
コンダクタンスS2は次式で表される。
S2=(3/Rs)+(6/Rd) (式7)
Conductance S1 is expressed by the following equation.
S1 = 1 / R (Formula 6)
Conductance S2 is expressed by the following equation.
S2 = (3 / Rs) + (6 / Rd) (Formula 7)
シミュレーションの結果を図8に示す。同図から判るように、コンダクタンス比(S2/S1)を小さくするにしたがって、ばらつき度合いΔy/y0を小さくできる。S2<7500×S1であれば、ばらつき度合いΔy/y0をほぼ1以下にでき、条件によってはばらつき度合いΔy/y0を0.3程度にすることもできる。S2<750×S1であれば、ばらつき度合いΔy/y0をほぼ1以下にでき、条件によってはばらつき度合いΔy/y0を0.2程度にすることもできる。S2<75×S1であれば、ばらつき度合いΔy/y0を0.6以下にでき、条件によってはばらつき度合いΔy/y0を0.15程度にすることもできる。S2<7.5×S1であれば、ばらつき度合いΔy/y0を0.3以下にでき、条件によってはばらつき度合いΔy/y0を0.1程度にすることもできる。
ちなみに、従来(例えば上掲の特許文献2等)のコンダクタンス比(S2/S1)は、通常、S2/S1=10000〜50000、ないしはそれ以上である。
The result of the simulation is shown in FIG. As can be seen from the figure, the degree of variation Δy / y0 can be reduced as the conductance ratio (S2 / S1) is reduced. If S2 <7500 × S1, the variation degree Δy / y0 can be made substantially 1 or less, and the variation degree Δy / y0 can be made about 0.3 depending on conditions. If S2 <750 × S1, the variation degree Δy / y0 can be made substantially 1 or less, and the variation degree Δy / y0 can be made about 0.2 depending on the conditions. If S2 <75 × S1, the variation degree Δy / y0 can be made 0.6 or less, and the variation degree Δy / y0 can be made about 0.15 depending on the conditions. If S2 <7.5 × S1, the variation degree Δy / y0 can be made 0.3 or less, and the variation degree Δy / y0 can be made about 0.1 depending on the conditions.
Incidentally, the conventional conductance ratio (S2 / S1) (for example, the above-mentioned Patent Document 2) is usually S2 / S1 = 10000 to 50000 or more.
このシミュレーションで、ばらつき度合いΔy/y0が最も小さくなったのは、Rs=10R、Rd=R、Rc=R、Id=2、S2/S1=6.3のときである。そのときの被処理物9の各ポイント上での処理ガスの積算流量を図9の実線で示す。同図において、縦軸は、被処理物9の中央部での積算流量を1として規格化したものである。同図の二点鎖線は、Rs=0.01R、Rd=0.001R、S2/S1=6300とした比較例である。
図9から明らかなように、本発明によれば処理の均一性を大きく改善できる。
In this simulation, the variation degree Δy / y0 is the smallest when Rs = 10R, Rd = R, Rc = R, Id = 2, and S2 / S1 = 6.3. The integrated flow rate of the processing gas on each point of the workpiece 9 at that time is indicated by a solid line in FIG. In the figure, the vertical axis is normalized with the integrated flow rate at the center of the workpiece 9 as 1. The two-dot chain line in the figure is a comparative example in which Rs = 0.01R, Rd = 0.001R, and S2 / S1 = 6300.
As is apparent from FIG. 9, according to the present invention, the uniformity of processing can be greatly improved.
図10は、上記のシミュレーション結果を流量比Idに対する処理のばらつき度合いΔy/y0に直してグラフ化したものである。流量比IdがId=1〜3の範囲内であれば、ばらつき度合いΔy/y0をほぼ1以下にできる。流量比IdがId=1.5〜2.25の範囲内であれば、ばらつき度合いΔy/y0をより小さくできる。流量比IdがId=2であれば、ばらつき度合いΔy/y0を一層小さくできる。 FIG. 10 is a graph of the above simulation results corrected to the degree of process variation Δy / y0 with respect to the flow rate ratio Id. If the flow rate ratio Id is in the range of Id = 1-3, the variation degree Δy / y0 can be made substantially 1 or less. If the flow rate ratio Id is in the range of Id = 1.5 to 2.25, the variation degree Δy / y0 can be further reduced. If the flow rate ratio Id is Id = 2, the variation degree Δy / y0 can be further reduced.
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の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11は、本発明の第2実施形態を示したものである。この実施形態では、各供給枝路33に可変絞り弁34(絞り)が設けられている。各吸引枝路43に可変絞り弁44(絞り)が設けられている。これら可変絞り弁34,44によって、枝路33,43のコンダクタンスを調節できる。ひいては、式(1)〜式(4)の少なくとも1つが確実に満たされるようにすることができる。
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following embodiments, the same reference numerals are given to the drawings for the same configurations as those already described, and the description thereof is omitted.
FIG. 11 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, each
図12は、本発明の第3実施形態を示したものである。この実施形態では、複数の吸引枝路43の合流部より下流側(最も下流側の合流部より下流側)の共通吸引路42に固定絞り弁45(絞り)が設けられている。固定絞り弁45のコンダクタンス(1/Rd0)は、すべての吸引枝路43の並列コンダクタンス(6/Rd)より小さい。
(1/Rd0)<(6/Rd) (式8)
これによって、被処理物9の移動位置に応じて各吸引枝路43の吸引流量が変動しても、吸引手段41によるトータルの吸引流量をほぼ一定に維持することができる。吸引手段41によるトータルの吸引流量Qdは、固定絞り弁45を挟んで上流側の共通吸引路42の圧力p2と下流側の共通吸引路42の圧力p1との差(p2−p1)と、固定絞り弁45のコンダクタンス(1/Rd0)との積になる。
Qd=(p2−p1)/Rd0 (式9)
FIG. 12 shows a third embodiment of the present invention. In this embodiment, a fixed throttle valve 45 (throttle) is provided in the
(1 / Rd0) <(6 / Rd) (Formula 8)
Thereby, even if the suction flow rate of each
Qd = (p2-p1) / Rd0 (Formula 9)
また、第3実施形態では、複数の供給枝路33の分岐部より上流側(最も上流側の分岐部より上流側)の共通供給路32に固定絞り弁35(絞り)が設けられている。固定絞り弁35のコンダクタンス(1/Rs0)は、すべての供給枝路33の並列コンダクタンス(3/Rs)より小さい。
(1/Rs0)<(3/Rs) (式10)
これによって、被処理物9の移動位置に応じて各供給枝路33からの吹出し流量が変動しても、共通供給路32からのトータルの処理ガス供給流量をほぼ一定に維持することができる。
In the third embodiment, the fixed throttle valve 35 (throttle) is provided in the
(1 / Rs0) <(3 / Rs) (Formula 10)
As a result, even if the blowing flow rate from each
本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、種々の改変をなすことができる。
例えば、移動手段10は、コロ搬送装置に限られず、ロボットアーム等の他の搬送装置を用いてもよい。移動手段10による被処理物9の移動は、片道方向に限られず、往復するようになっていてもよい。被処理物9の位置が固定され、移動手段が、ノズルヘッド群21を移動させるようになっていてもよい。
1つの吹出し口33aから吹き出された処理ガスが少なくとも1つの吸引口43aから吸引されるようになっていればよく、吹出し口33aの両側に吸引口43aが設けられているのに限られず、吹出し口33aの片側にだけ吸引口43aが設けられていてもよい。各ノズルヘッド22に吹出し口33aと吸引口43aが1つずつ設けられていてもよい。
ノズルヘッド群21を構成するノズルヘッド22の数は、3つに限られず、1でもよく、2つでもよく、4つ以上であってもよい。
第2実施形態(図11)の絞りは、可変絞り弁34,44に限られず、固定絞りであってもよい。第2実施形態において、可変絞り弁34,44のうち絞り弁34だけを設け、絞り弁44を省略してもよく、絞り弁44だけを設け、絞り弁34を省略してもよい。
第3実施形態(図12)の絞りは、固定絞り弁35,45に限られず、可変絞りであってもよい。第3実施形態において、固定絞り弁35,45のうち絞り弁35だけを設け、絞り弁45を省略してもよく、絞り弁45だけを設け、絞り弁35を省略してもよい。
第1〜第3の実施形態を互いに組み合わせてもよい。例えば、表面処理装置1が、第2実施形態(図11)の可変絞り弁34,44と第3実施形態(図12)の固定絞り弁35,45とを両方具備していてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, the moving
The processing gas blown from one
The number of nozzle heads 22 constituting the
The throttle of the second embodiment (FIG. 11) is not limited to the
The throttle of the third embodiment (FIG. 12) is not limited to the fixed
The first to third embodiments may be combined with each other. For example, the
本発明は、洗浄、表面改質(親水化、撥水化等)、エッチング、成膜などの種々の表面処理に適用可能である。 The present invention can be applied to various surface treatments such as cleaning, surface modification (hydrophilization, water repellency, etc.), etching, and film formation.
この発明は、例えばフラットパネルディスプレイ用のガラス基板や半導体基板の製造工程における表面処理に適用可能である。 The present invention is applicable to, for example, surface treatment in a manufacturing process of a glass substrate for a flat panel display or a semiconductor substrate.
PL 仮想平面
1 表面処理装置
2A 開放空間(一定の圧力空間)
2B 開放空間
3 処理路
9 被処理物
10 コロ搬送装置(移動手段)
20 給排部
21 ノズルヘッド群
22 ノズルヘッド
23 隙間(連通路)
24 ノズルヘッド群の下面(対向面)
25 ノズルヘッドの下面(面部分)
30 供給ライン
31 処理ガス供給源
32 共通供給路
33 供給枝路
33a 吹出し口
34 可変絞り弁(絞り)
35 固定絞り弁(絞り)
40 吸引ライン
41 吸引手段
42 共通吸引路
43 吸引枝路
43a 吸引口
44 可変絞り弁(絞り)
45 固定絞り弁(絞り)
PL
20 Supply /
24 Nozzle head group lower surface (opposite surface)
25 The lower surface (surface part) of the nozzle head
30
35 Fixed throttle valve (throttle)
40
45 Fixed throttle valve (throttle)
Claims (9)
処理ガスを噴出し、吸引する給排部と、
被処理物を仮想の平面に沿って前記給排部に対し相対的に一方向に移動させる移動手段と、を備え、
前記給排部が、前記仮想平面と一定の距離を隔てて対向する対向面と、供給ラインと、吸引ラインを有し、
前記供給ラインが、処理ガス供給源に連なる共通供給路と、この共通供給路から分岐された複数の供給枝路とを有し、前記複数の供給枝路の下流端が、互いに前記移動方向に離れ、それぞれ前記対向面に開口して吹出し口になり、
前記吸引ラインが、吸引手段に連なる共通吸引路と、前記共通吸引路に合流する複数の吸引枝路とを有し、前記複数の吸引枝路の上流端が、互いに前記移動方向に離れ、それぞれ前記対向面に開口して吸引口になり、1の吹出し口と少なくとも1の吸引口とが互いに隣接して配置され、
前記対向面のほぼ全体が前記被処理物と対向しているときの前記対向面と被処理物との間の処理路のコンダクタンスS1と、前記複数の供給枝路及び複数の吸引枝路の並列コンダクタンスS2とが、次式を満たすことを特徴とする表面処理装置。
S2<7500×S1 (式1) An apparatus for spraying a treatment gas onto the surface of an object to be treated to treat the surface,
A supply / exhaust section for ejecting and sucking processing gas;
Moving means for moving the object to be processed in one direction relative to the supply / discharge section along a virtual plane,
The supply / exhaust portion has an opposing surface, a supply line, and a suction line that are opposed to the virtual plane at a certain distance;
The supply line has a common supply path connected to a processing gas supply source and a plurality of supply branches branched from the common supply path, and the downstream ends of the plurality of supply branches are mutually in the moving direction. Apart, each opening to the opposite surface to become the outlet,
The suction line has a common suction path connected to the suction means and a plurality of suction branches that merge with the common suction path, and upstream ends of the plurality of suction branches are separated from each other in the moving direction, respectively. Opening to the opposite surface to become a suction port, one outlet and at least one suction port are arranged adjacent to each other;
Conductance S1 of the processing path between the facing surface and the object to be processed when almost the entire facing surface is facing the object to be processed, and the plurality of supply branches and the plurality of suction branches in parallel A surface treatment apparatus characterized in that conductance S2 satisfies the following equation.
S2 <7500 × S1 (Formula 1)
S2<750×S1 (式2) The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein the conductances S1 and S2 satisfy the following expression.
S2 <750 × S1 (Formula 2)
S2<75×S1 (式3) The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein the conductances S1 and S2 satisfy the following expression.
S2 <75 × S1 (Formula 3)
S2<7.5×S1 (式4) The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein the conductances S1 and S2 satisfy the following expression.
S2 <7.5 × S1 (Formula 4)
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