JP2016012678A - デスミア処理方法およびデスミア処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】被処理物に残留するスミアを短時間で十分に除去することができるデスミア処理装置およびデスミア処理方法を提供する。
【解決手段】本発明のデスミア処理装置は、被処理物が配置される処理室と、前記被処理物に紫外線を照射する紫外線ランプを収納する光源ユニットと、前記処理室と前記光源ユニットとの間に配置された、前記紫外線ランプからの紫外線を透過する光透過窓と、前記処理室に活性種源を含む処理用ガスを供給する処理用ガス供給手段とを備えたデスミア処理装置であって、前記処理用ガス供給手段は、処理用ガス供給源と、この処理用ガス供給源からの処理用ガスの供給量を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記被処理物に紫外線を照射する際に、前記処理用ガス供給源からの処理用ガスをパージガスとして供給するよう制御する機能を有することを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】本発明のデスミア処理装置は、被処理物が配置される処理室と、前記被処理物に紫外線を照射する紫外線ランプを収納する光源ユニットと、前記処理室と前記光源ユニットとの間に配置された、前記紫外線ランプからの紫外線を透過する光透過窓と、前記処理室に活性種源を含む処理用ガスを供給する処理用ガス供給手段とを備えたデスミア処理装置であって、前記処理用ガス供給手段は、処理用ガス供給源と、この処理用ガス供給源からの処理用ガスの供給量を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記被処理物に紫外線を照射する際に、前記処理用ガス供給源からの処理用ガスをパージガスとして供給するよう制御する機能を有することを特徴とする。
【選択図】図１
Description
本発明は、配線基板の製造工程において配線基板材料に残留するスミアを除去するためのデスミア処理装置およびデスミア処理方法に関する。
例えば半導体集積回路素子等の半導体素子を搭載するための配線基板としては、絶縁層と導電層（配線層）とが交互に積層されてなる多層配線基板が知られている。このような多層配線基板においては、一の導電層と他の導電層とを電気的に接続するため、１つの若しくは複数の絶縁層を厚み方向に貫通して伸びるビアホールやスルーホールが形成されている。
図４は、多層配線基板の製造工程の一例を示す説明図である。この多層配線基板の製造工程においては、先ず、図４（ａ）に示すように、第１絶縁層２の表面上に、所要のパターンの導電層３が形成される。次いで、図４（ｂ）に示すように、導電層３を含む第１絶縁層２の表面上に第２絶縁層４が形成される。そして、図４（ｃ）に示すように、第２絶縁層４における所要の箇所に、ドリル加工やレーザ加工によって、第２絶縁層４の厚み方向に貫通して伸びる貫通孔５が形成される。
そして、第２絶縁層４に貫通孔５を形成する際には、第２絶縁層を構成する材料に起因するスミア６が、例えば第２絶縁層４における貫通孔５の内壁面、第２絶縁層４の表面における貫通孔５の周辺領域、および貫通孔５の底部すなわち導電層３における貫通孔５によって露出した部分などに残留している。このため、得られる配線基板材料に対してスミアを除去するデスミア処理が行われる。
そして、第２絶縁層４に貫通孔５を形成する際には、第２絶縁層を構成する材料に起因するスミア６が、例えば第２絶縁層４における貫通孔５の内壁面、第２絶縁層４の表面における貫通孔５の周辺領域、および貫通孔５の底部すなわち導電層３における貫通孔５によって露出した部分などに残留している。このため、得られる配線基板材料に対してスミアを除去するデスミア処理が行われる。
配線基板材料のデスミア処理方法としては、従来、配線基板材料を過マンガン酸カリウムや水酸化ナトリウムが溶解されてなるアルカリ溶液中に浸漬することにより、配線基板材料に残留するスミアを溶解若しくは剥離して除去する湿式法が知られている（特許文献１参照。）。
しかしながら、湿式法によるデスミア処理においては、スミアをアルカリ溶液に溶解させるのに長い時間を要すること、配線基板材料をアルカリ溶液に浸漬した後に洗浄処理および中和処理を行う必要があること、使用済みのアルカリ溶液について廃液処理が必要となることなどから、デスミア処理のコストが相当に高くなる、という問題がある。
しかしながら、湿式法によるデスミア処理においては、スミアをアルカリ溶液に溶解させるのに長い時間を要すること、配線基板材料をアルカリ溶液に浸漬した後に洗浄処理および中和処理を行う必要があること、使用済みのアルカリ溶液について廃液処理が必要となることなどから、デスミア処理のコストが相当に高くなる、という問題がある。
このような理由から、活性種源を含む処理用ガスの存在下に配線基板材料に紫外線を照射することにより、当該紫外線の照射に伴って生ずる活性種によって有機物を分解して除去する装置（特許文献２および特許文献３参照）をデスミア処理に適用する方法（以下、従来の湿式法に対して液体を使わないことから「乾式法」という。）が検討されている。 このような乾式法によるデスミア処理においては、被処理物である配線基板材料を、紫外線を透過する光透過窓に対向するよう配置する。そして、被処理物と光透過窓との間に活性種を含む処理用ガスを流通させながら、被照射物に対して光透過窓を介して紫外線を照射する。これにより、処理用ガス中の活性種源が分解励起されて活性種が発生する。そして、被処理物に残留するスミアが活性種と反応することによって、当該スミアが分解されてＣＯ2 などの分解ガスが発生する。このようにして、配線基板材料に残留したスミアが除去される。
乾式法によるデスミア処理において、被処理物である配線基板材料に残留するスミアを十分に除去するためには、配線基板材料に対して長時間紫外線を照射することが有効である。しかし、配線基板材料に対して長時間紫外線を照射すると、配線基板材料を構成する絶縁層自体も分解する、という問題がある。
デスミア処理を短時間で確実に行う手段としては、光透過窓と被処理物との距離を短くすると共に、活性種源の濃度が高い処理用ガスを光透過窓と被処理物との間に供給する手段が考えられる。
デスミア処理を短時間で確実に行う手段としては、光透過窓と被処理物との距離を短くすると共に、活性種源の濃度が高い処理用ガスを光透過窓と被処理物との間に供給する手段が考えられる。
しかしながら、このような手段においては、以下のような問題があることが判明した。 処理用ガスは、光透過窓と被処理物との間に、その一方向に沿って流通するよう供給される。このとき、紫外線が照射されることによって生成した酸素ラジカル等や、被処理物がアッシング処理されることによって生成したＣＯ2 等の分解ガスなども、光透過窓と被処理物との間隙をその一方向に沿って流通する。
そして、処理用ガスの供給量が大きい場合には、生成した酸素ラジカル等が、光透過窓と被処理物との間の領域より下流側に直ちに移動する。そのため、光透過窓と被処理物との間における酸素ラジカルの濃度が低くなり、その結果、デスミア処理を十分に行うことが困難となる。
一方、処理用ガスの供給量が小さい場合には、スミアが分解して発生した分解ガスが、光透過窓と被処理物との間の領域より下流側に直ちに移動せず、これにより、光透過窓と被処理物との間における分解ガスの濃度が高くなる。そのため、光透過窓と被処理物との間における酸素の濃度が相対的に低くなる。これに伴い、十分な量の酸素ラジカル等が生成されず、その結果、デスミア処理を十分に行うことが困難となる。
そして、処理用ガスの供給量が大きい場合には、生成した酸素ラジカル等が、光透過窓と被処理物との間の領域より下流側に直ちに移動する。そのため、光透過窓と被処理物との間における酸素ラジカルの濃度が低くなり、その結果、デスミア処理を十分に行うことが困難となる。
一方、処理用ガスの供給量が小さい場合には、スミアが分解して発生した分解ガスが、光透過窓と被処理物との間の領域より下流側に直ちに移動せず、これにより、光透過窓と被処理物との間における分解ガスの濃度が高くなる。そのため、光透過窓と被処理物との間における酸素の濃度が相対的に低くなる。これに伴い、十分な量の酸素ラジカル等が生成されず、その結果、デスミア処理を十分に行うことが困難となる。
そこで、本発明の目的は、被処理物に残留するスミアを短時間で十分に除去することができるデスミア処理装置およびデスミア処理方法を提供することにある。
本発明のデスミア処理装置は、被処理物が配置される処理室と、前記被処理物に紫外線を照射する紫外線ランプを収納する光源ユニットと、前記処理室と前記光源ユニットとの間に配置された、前記紫外線ランプからの紫外線を透過する光透過窓と、前記処理室に活性種源を含む処理用ガスを供給する処理用ガス供給手段とを備えたデスミア処理装置であって、
前記処理用ガス供給手段は、処理用ガス供給源と、この処理用ガス供給源からの処理用ガスの供給量を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記被処理物に紫外線を照射する際に、前記処理用ガス供給源からの処理用ガスをパージガスとして供給するよう制御する機能を有することを特徴とする。
前記処理用ガス供給手段は、処理用ガス供給源と、この処理用ガス供給源からの処理用ガスの供給量を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記被処理物に紫外線を照射する際に、前記処理用ガス供給源からの処理用ガスをパージガスとして供給するよう制御する機能を有することを特徴とする。
本発明のデスミア処理方法は、活性種源を含む処理用ガスの存在下に、被処理物に紫外線を透過する光透過窓を介して紫外線を照射することによって、当該被処理物に残留するスミアを除去するデスミア処理方法であって、
前記被処理物と前記光透過窓との間に供給された前記処理用ガスに紫外線を照射することによって生成した活性種と前記スミアとを反応させる反応工程と、前記被処理物と前記光透過窓との間に、前記処理用ガスよりなるパージガスを供給するパージ工程とからなる処理プロセスを繰り返すことを特徴とする。
前記被処理物と前記光透過窓との間に供給された前記処理用ガスに紫外線を照射することによって生成した活性種と前記スミアとを反応させる反応工程と、前記被処理物と前記光透過窓との間に、前記処理用ガスよりなるパージガスを供給するパージ工程とからなる処理プロセスを繰り返すことを特徴とする。
本発明のデスミア処理方法においては、前記パージ工程における前記パージガスの供給量が、前記反応工程における前記処理用ガスの供給量より大きいことが好ましい。
また、前記反応工程における前記処理用ガスの供給量が０であることが好ましい。
また、前記反応工程の時間が５〜１５秒間であることが好ましい。
また、前記処理プロセスの回数が５〜１５回であることが好ましい。
また、前記活性種源が、酸素ガスまたは酸素ガスとオゾンとの混合物であることが好ましい。
また、前記パージ工程において、前記被処理物に前記光透過窓を介して紫外線を照射することが好ましい。
また、前記反応工程における前記処理用ガスの供給量が０であることが好ましい。
また、前記反応工程の時間が５〜１５秒間であることが好ましい。
また、前記処理プロセスの回数が５〜１５回であることが好ましい。
また、前記活性種源が、酸素ガスまたは酸素ガスとオゾンとの混合物であることが好ましい。
また、前記パージ工程において、前記被処理物に前記光透過窓を介して紫外線を照射することが好ましい。
本発明によれば、処理用ガスの存在下に被処理物に紫外線を照射する反応工程と、処理用ガスよりなるパージガスを供給するパージ工程とからなる処理プロセスを繰り返すことにより、被処理物に残留するスミアを短時間で十分に除去することができる。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明のデスミア処理装置の一例における構成を説明用断面図である。このデスミア処理装置は、被処理物Ｗのデスミア処理が実行される処理室Ｓ１を形成する処理室形成部材１０と、この処理室形成部材１０の上方に設けられた光源ユニット２０とを有する。本発明のデスミア処理装置に供される被処理物Ｗは、バイアホールまたはスルーホールなどの厚み方向に伸びる孔が形成された例えば略平板状の配線基板材料である（図４（ｃ）参照。）。
図１は、本発明のデスミア処理装置の一例における構成を説明用断面図である。このデスミア処理装置は、被処理物Ｗのデスミア処理が実行される処理室Ｓ１を形成する処理室形成部材１０と、この処理室形成部材１０の上方に設けられた光源ユニット２０とを有する。本発明のデスミア処理装置に供される被処理物Ｗは、バイアホールまたはスルーホールなどの厚み方向に伸びる孔が形成された例えば略平板状の配線基板材料である（図４（ｃ）参照。）。
処理室形成部材１０は矩形の筒状の筐体１５を有する。この筐体１５内には、被処理物Ｗが載置される、矩形の板状の載置台１１が設けられている。この載置台１１の表面には、その周縁部に沿って矩形の枠状のスペーサ部材１６が配置されている。図示の例では、筐体１５の上端部１５ａが、スペーサ部材１６の上面を覆うよう内方に突出した状態で形成されている。処理室形成部材１０における筐体１５の上端部１５ａ上には、シール部材１７を介して、光源ユニット２０が配置されている。これにより、載置台１１と光源ユニット２０との間に、被処理物Ｗがデスミア処理される処理室Ｓ１が形成されている。
光源ユニット２０は、下面に開口部を有する略直方体の箱型形状のケーシング２１を備えている。このケーシング２１の開口部には、真空紫外線を透過する光透過窓３０が気密に設けられている。ケーシング２１の内部には、密閉されたランプ収容室Ｓ２が形成されている。
ランプ収容室Ｓ２には、棒状の複数の紫外線ランプ２５が、同一水平面内において互いに平行に並ぶよう配置されている。また、ランプ収容室Ｓ２における紫外線ランプ２５の上方には、反射ミラー２６が設けられている。また、ケーシング２１には、例えば窒素ガスなどの不活性ガスによってランプ収容室Ｓ２内をパージするガスパージ手段（図示せず）が設けられている。
紫外線ランプ２５としては、活性種源を励起し得る真空紫外線を放射するものを用いることが好ましい。真空紫外線を放射する紫外線放射ランプ２５としては、公知の種々のランプを用いることができる。具体的には例えば、紫外線ランプ２５としては、１８５ｎｍの真空紫外線を放射する低圧水銀ランプ、中心波長が１７２ｎｍの真空紫外線を放射するキセノンエキシマランプ、あるいは、発光管内にキセノンガスが封入されると共に、発光管の内面に例えば１９０ｎｍの真空紫外線を出射する蛍光体が塗布されてなる蛍光エキシマランプなどを例示することができる。これらの中では、キセノンエキシマランプが好ましい。
光透過窓３０を構成する材料としては、紫外線ランプ２５から放射される真空紫外線について透過性を有し、かつ、真空紫外線および生成される活性種に対する耐性を有するものであればよい。このような材料としては、例えば合成石英ガラスを用いることができる。
載置台１１には、それぞれ載置台１１の厚み方向に貫通するガス供給用孔１２およびガス排出用孔１３が形成されている。ガス供給用孔１２およびガス排出用孔１３の各々における開口形状は、紫外線ランプ２５のランプ軸方向に沿って延びる帯状とされている。そして、ガス供給用孔１２およびガス排出用孔１３は、紫外線ランプ２５の配列方向に互いに離間した位置に形成されている。ここに、被処理物Ｗは、載置台１１の表面上において、紫外線ランプ２５の配列方向における、ガス供給用孔１２とガス排出用孔１３との間の位置に配置される。
ガス排出用孔１３の総開口面積は、ガス供給用孔１２の総開口面積よりも大きいことが好ましい。総開口面積がガス供給用孔１２より大きいガス排出用孔１３を形成することにより、処理室Ｓ１内において、ガスが停滞することがなく、ガス供給用孔１２からガス排出用孔１３に向かう一方向に一様な流れで流通される。従って、処理室Ｓ１内においてガスの流れを安定に維持することができる。
ガス供給用孔１２およびガス排出用孔１３の開口の寸法は、被処理物Ｗの寸法に応じて適宜設計される。ガス供給用孔１２およびガス排出用孔１３の開口の寸法の一例を挙げると、被処理物Ｗの平面の寸法が５００ｍｍ×５００ｍｍである場合には、ガス供給用孔１２の開口の寸法が例えば３ｍｍ×６００ｍｍ、ガス排出用孔１３の開口の寸法が例えば１０ｍｍ×６００ｍｍである。
ガス供給用孔１２およびガス排出用孔１３の開口の寸法は、被処理物Ｗの寸法に応じて適宜設計される。ガス供給用孔１２およびガス排出用孔１３の開口の寸法の一例を挙げると、被処理物Ｗの平面の寸法が５００ｍｍ×５００ｍｍである場合には、ガス供給用孔１２の開口の寸法が例えば３ｍｍ×６００ｍｍ、ガス排出用孔１３の開口の寸法が例えば１０ｍｍ×６００ｍｍである。
ガス供給用孔１２には、ガス管４５を介して、処理室Ｓ１に処理用ガスを供給する処理用ガス供給手段４０が接続されている。この処理用ガス供給手段４０は、処理用ガスが貯蔵された処理用ガス供給源４１と、ガス管４５に設けられたバルブ４３を調節することによって、処理用ガス供給源４１からの処理用ガスの供給量を制御する制御部４２とにより構成されている。処理用ガス供給手段４０における制御部４２は、被処理物Ｗに真空紫外線を照射する際に、処理用ガス供給源４１からの処理用ガスをパージガスとして供給するよう制御する機能を有する。
処理用ガス供給手段４０から供給される処理用ガスとしては、活性種源を含むものが用いられる。処理用ガス中に含まれる活性種源としては、真空紫外線を受けることによって活性種が生成されるものであればよい。このような活性種源の具体例としては、酸素ガス（Ｏ2 ）、オゾン（Ｏ3 ）等の酸素ラジカルを発生させるもの、水蒸気等のＯＨラジカルを発生させるもの、四フッ化炭素（ＣＦ4 ）等のフッ素ラジカルを発生させるもの、塩素ガス（Ｃｌ2 ）等の塩素ラジカルを発生させるもの、臭化水素（ＨＢｒ）等の臭素ラジカルを発生させるものなどが挙げられる。これらの中では、酸素ラジカルを発生させるものが好ましく、特に、酸素ガス（Ｏ2 ）または酸素ガス（Ｏ2 ）とオゾン（Ｏ3 ）との混合物を用いることが好ましい。
処理用ガス中の活性種源の濃度は、５０体積％以上であることが好ましく、より好ましくは７０体積％以上、更に好ましくは９０体積％以上である。このような処理用ガスを用いれば、当該処理用ガスが真空紫外線を受けることにより、十分な量の活性種が生成するため、所期のデスミア処理を確実に行うことができる。
また、活性種源として少なくともオゾン（Ｏ3 ）を含む処理用ガスを用いる場合には、当該処理用ガス中のオゾン（Ｏ3 ）の濃度は、０．１〜１２体積％であることが好ましく、より好ましくは１〜１２体積％である。
また、活性種源として少なくともオゾン（Ｏ3 ）を含む処理用ガスを用いる場合には、当該処理用ガス中のオゾン（Ｏ3 ）の濃度は、０．１〜１２体積％であることが好ましく、より好ましくは１〜１２体積％である。
また、載置台１１には、被処理物Ｗを加熱する加熱手段（図示せず）が設けられていることが好ましい。このような構成によれば、被処理物Ｗの被処理面の温度が上昇されることに伴って活性種による作用を促進させることができる。そのため、被処理物Ｗに対するデスミア処理を効率よく行うことができる。また、処理用ガスがガス供給用孔１２を流通することによって、処理室Ｓ１内に加熱された処理用ガスを供給することができる。そのため、処理用ガスが被処理物Ｗの被処理面に沿って流通されることによっても被処理物Ｗの被処理面の温度を上昇させることができ、その結果、上記効果を一層確実に得ることができる。
加熱手段による加熱条件は、被処理物Ｗの被処理面の温度が、例えば８０℃以上、３４０℃以下となる条件であることが好ましく、より好ましくは、８０℃以上、２００℃以下となる条件である。
加熱手段による加熱条件は、被処理物Ｗの被処理面の温度が、例えば８０℃以上、３４０℃以下となる条件であることが好ましく、より好ましくは、８０℃以上、２００℃以下となる条件である。
本発明のデスミア処理方法においては、上記のデスミア処理装置を用い、以下のようにして被処理物Ｗのデスミア処理が実行される。
先ず、処理室形成部材１０から光源ユニット２０が取り外された状態で、載置台１１の表面上におけるガス供給用孔１２とガス排出用孔１３との間の位置に、被処理物Ｗが載置される。次いで、処理室形成部材１０上に、光源ユニット２０がシール部材１７を介して配置される。これにより、光源ユニット２０における光透過窓３０は、被処理物Ｗの被処理面に間隙を介して対向するよう配置される。また、必要に応じて、加熱手段によって、載置台１１を介して被処理物Ｗが加熱される。
先ず、処理室形成部材１０から光源ユニット２０が取り外された状態で、載置台１１の表面上におけるガス供給用孔１２とガス排出用孔１３との間の位置に、被処理物Ｗが載置される。次いで、処理室形成部材１０上に、光源ユニット２０がシール部材１７を介して配置される。これにより、光源ユニット２０における光透過窓３０は、被処理物Ｗの被処理面に間隙を介して対向するよう配置される。また、必要に応じて、加熱手段によって、載置台１１を介して被処理物Ｗが加熱される。
以上において、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間の距離は、１ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．１〜０．７ｍｍとされる。この距離が１ｍｍを超える場合には、後述する反応工程において、真空紫外線が光透過窓３０から被処理物Ｗに到達する前に、当該真空紫外線の大部分が処理用ガスに吸収される。このため、被処理物Ｗの表面の近傍において生成する活性種の量が少なく、その結果、被処理物Ｗの表面の近傍の活性種の濃度が低下する。また、真空紫外線による被処理物Ｗの表面上に存在するスミアの分解速度が低下するため、処理能力が低下する。
そして、本発明においては、処理用ガスよりなるパージガスによって処理室Ｓ１内がパージされる処理前プロセスが行われ、その後、反応工程とパージ工程とからなる処理プロセスが繰り返される。
図２は、本発明のデスミア処理装置における紫外線ランプ２５および処理用ガス供給手段４０の動作状態を示す説明図である。以下、図２を参照しながら、本発明のデスミア処理方法を説明する。
図２は、本発明のデスミア処理装置における紫外線ランプ２５および処理用ガス供給手段４０の動作状態を示す説明図である。以下、図２を参照しながら、本発明のデスミア処理方法を説明する。
処理前プロセスＰ０においては、紫外線ランプ２５の動作が停止した状態（紫外線ランプ２５が消灯した状態）で、図３（ａ）に示すように、処理用ガス供給手段４０によって、パージガスとして処理用ガスＧ１がガス供給用孔１２から処理室Ｓ１に供給される。ガス供給用孔１２から供給された処理用ガスは、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間をガス排出用孔１３に向かって流通する。その後、処理用ガスは、ガス排出用孔１３から外部に排出される。このようにして、処理用ガスＧ１によって処理室Ｓ１内がパージされる。この処理前プロセスの完了後においては、処理室Ｓ１内のガスが例えば９０％以上処理用ガスに置換されていればよい。
処理前プロセスＰ０において、処理用ガスＧ１の供給量および供給時間は、特に限定されず、被処理物Ｗの寸法および処理室Ｓ１の寸法などに応じて適宜設定することができる。例えば被処理物Ｗの寸法が５００ｍｍ×５００ｍｍである場合には、処理用ガスＧ１の供給量は０．１〜１０Ｌ／ｍｉｎ、供給時間は０．１〜１０秒間である。
処理プロセスＰは、被処理物Ｗと光透過窓３０との間に供給された処理用ガスＧ１の存在下に、被処理物Ｗに光透過窓３０を介して紫外線を照射することによって、生成した活性種と被処理物Ｗに残留したスミアとを反応させる反応工程Ｐ１と、被処理物Ｗと光透過窓３０との間に、処理用ガスＧ１よりなるパージガスを供給するパージ工程Ｐ２とからなる。
反応工程Ｐ１においては、紫外線ランプ２５が作動されることにより、紫外線ランプ２５から真空紫外線が放射される。この真空紫外線は、光透過窓３０を介して、被処理物Ｗに照射されると共に、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間に存在する処理用ガスＧ１に照射される。これにより、処理用ガスＧ１に含まれる活性種源が分解されることにより、活性種が生成される。その結果、被処理物Ｗに残留したスミアと活性種とが反応することにより、スミアが分解してＣＯ2 などの分解ガスが生じる。このため、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間には、図３（ｂ）に示すように、処理用ガスと分解ガスとが混在した処理済ガスＧ２が生成される。
このような反応工程Ｐ１において、処理用ガスＧ１の供給量は、例えば０．１Ｌ／ｍｉｎ以下であり、好ましくは０Ｌ／ｍｉｎである。このような条件を満足することにより、生成した活性種が光透過窓３０と被処理物Ｗとの間に滞留するため、活性種とスミアとの反応が高い効率で進行するため、スミアを短時間で除去することが可能となる。反応工程における処理用ガスＧ１の供給量が過大である場合には、生成した活性種が、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間の領域より下流側に直ちに移動する。そのため、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間における活性種の濃度が低くなり、その結果、スミアの除去効率が低下する虞がある。
また、反応工程Ｐ１の時間は５〜１５秒間であることが好ましい。反応工程の時間が５秒間未満である場合には、生成した活性種とスミアとの反応が充分に進行する前にパージ工程Ｐ２に移行してしまうので、スミアの除去効率が低下する虞がある。一方、反応工程Ｐ１の時間が１５秒間を超える場合には、パージ工程Ｐ２で供給された処理ガスから生成される活性種を全て反応に使い切ってしまい、スミアと活性種との反応がこれ以上進まず、スミアの除去効率が低下する虞がある。
パージ工程Ｐ２においては、処理用ガス供給手段４０によって、パージガスとして処理用ガスＧ１がガス供給用孔１２から処理室Ｓ１に供給される。ガス供給用孔１２から供給された処理用ガスは、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間をガス排出用孔１３に向かって流通する。これにより、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間の処理済ガスＧ２は、図３（ｃ）に示すように、ガス排出用孔１３に向かって移動し、当該ガス排出用孔１３から外部に排出される。このようにして、処理用ガスＧ１によって処理室Ｓ１内がパージされる。このパージ工程Ｐ２の完了後においては、処理室Ｓ１内のガスが例えば９０％以上処理用ガスに置換されていればよい。
このようなパージ工程Ｐ２において、処理用ガス（パージガス）Ｇ１の供給量は、反応工程における処理用ガスＧ１の供給量より大きいことが好ましく、具体的には、０．１〜１０Ｌ／ｍｉｎであることが好ましい。パージ工程における処理用ガスＧ１の供給量が過小である場合には、処理済ガスＧ２が処理室Ｓ１に残留してしまい、処理用ガスＧ１と充分に置換することができず、反応工程Ｐ１において必要となる活性種を十分に供給することが困難となる虞がある。一方、パージ工程Ｐ２における処理用ガスＧ１の供給量が過大である場合には、一見パージ工程Ｐ２を適宜な時間に短縮できて効率がよさそうであるが、不要な乱流などが起きてしまい、効率よく処理済ガスＧ２とのパージが充分に行えない場合がある。
また、パージ工程Ｐ２の時間は、反応工程の時間より短いことが好ましく、具体的には、１０〜１５秒間であることが好ましい。
また、パージ工程Ｐ２においては、紫外線ランプ２５の動作を停止する、すなわち被処理物Ｗに紫外線を照射することを停止してもよいが、図２に示すように、被処理物Ｗに光透過窓３０を介して紫外線を照射しながら行うことが好ましい。
また、パージ工程Ｐ２においては、紫外線ランプ２５の動作を停止する、すなわち被処理物Ｗに紫外線を照射することを停止してもよいが、図２に示すように、被処理物Ｗに光透過窓３０を介して紫外線を照射しながら行うことが好ましい。
このような反応工程Ｐ１およびパージ工程Ｐ２からなる処理プロセスＰを繰り返して実行することにより、被照射物のデスミア処理が達成される。
以上において、処理プロセスＰの回数は５〜１５回であることが好ましい。処理プロセスＰの回数が５回未満である場合には、被処理物Ｗに残留したスミアを十分に除去することが困難となることがある。一方、処理プロセスＰの回数が１５回を超える場合には、被処理物Ｗである配線基板材料における絶縁層自体が分解する虞がある。
以上において、処理プロセスＰの回数は５〜１５回であることが好ましい。処理プロセスＰの回数が５回未満である場合には、被処理物Ｗに残留したスミアを十分に除去することが困難となることがある。一方、処理プロセスＰの回数が１５回を超える場合には、被処理物Ｗである配線基板材料における絶縁層自体が分解する虞がある。
本発明によれば、処理用ガスＧ１の存在下に被処理物Ｗに紫外線を照射する反応工程Ｐ１と、処理用ガスＧ１よりなるパージガスを供給するパージ工程Ｐ２とからなる処理プロセスＰを繰り返すことにより、被処理物Ｗに残留するスミアを短時間で十分に除去することができる。
〈実施例１〉
図１に示す構成に従ってデスミア処理装置を作製した。このデスミア処理装置の具体的な仕様は以下の通りである。
図１に示す構成に従ってデスミア処理装置を作製した。このデスミア処理装置の具体的な仕様は以下の通りである。
［載置台］
寸法：６５０ｍｍ×６５０ｍｍ×２０ｍｍ
材質：アルミニウム
ガス供給用孔の開口寸法：３ｍｍ×６００ｍｍ
ガス排出用孔の開口寸法：１０ｍｍ×６００ｍｍ
ガス供給用孔とガス排出用孔との距離：５１０ｍｍ
［紫外線ランプ］
種類：キセノンエキシマランプ
発光長：７００ｍｍ
直径：４０ｍｍ
紫外線ランプの数：５本
紫外線ランプの配置ピッチ（隣接する紫外線ランプの中心軸間の距離）：６０ｍｍ
定格入力電力：５００Ｗ
［光透過窓］
寸法：５５０ｍｍ×５５０ｍｍ×５ｍｍ
材質：合成石英ガラス
［ランプ収容室］
パージガスの種類：窒素ガス
パージガスの流量：１００Ｌ／ｍｉｎ
［処理室］
寸法：６００ｍｍ×６００ｍｍ×１ｍｍ
［処理用ガス］
酸素ガス（濃度１００％）
寸法：６５０ｍｍ×６５０ｍｍ×２０ｍｍ
材質：アルミニウム
ガス供給用孔の開口寸法：３ｍｍ×６００ｍｍ
ガス排出用孔の開口寸法：１０ｍｍ×６００ｍｍ
ガス供給用孔とガス排出用孔との距離：５１０ｍｍ
［紫外線ランプ］
種類：キセノンエキシマランプ
発光長：７００ｍｍ
直径：４０ｍｍ
紫外線ランプの数：５本
紫外線ランプの配置ピッチ（隣接する紫外線ランプの中心軸間の距離）：６０ｍｍ
定格入力電力：５００Ｗ
［光透過窓］
寸法：５５０ｍｍ×５５０ｍｍ×５ｍｍ
材質：合成石英ガラス
［ランプ収容室］
パージガスの種類：窒素ガス
パージガスの流量：１００Ｌ／ｍｉｎ
［処理室］
寸法：６００ｍｍ×６００ｍｍ×１ｍｍ
［処理用ガス］
酸素ガス（濃度１００％）
上記のデスミア装置を用い、下記の被処理物のデスミア処理を下記の条件で行った。
［被処理物］
構成：銅箔上にビアホールを有する絶縁層が積層された配線基板材料
平面の寸法：５００ｍｍ×５００ｍｍ
銅箔の厚み：３５μｍ
絶縁層の厚み：３０μｍ
ビアホールの直径：５０μｍ
［デスミア処理の条件］
光透過窓と被処理物との間の距離：０．３ｍｍ
載置台の温度：１２０℃
処理前プロセスにおける処理用ガス供給量：１０Ｌ／ｍｉｎ
処理前プロセスにおける処理用ガス供給時間：０．１秒間
反応工程における処理用ガス供給量：０Ｌ／ｍｉｎ
反応工程時間：１０秒間
パージ工程における処理用ガス供給量：１０Ｌ／ｍｉｎ
パージ工程における紫外線ランプの動作状態：点灯状態
パージ工程時間：０．１秒間
処理プロセスの回数：５回
デスミア処理時間（（反応工程時間＋パージ工程時間）×処理プロセスの回数）：５０．５秒間
［被処理物］
構成：銅箔上にビアホールを有する絶縁層が積層された配線基板材料
平面の寸法：５００ｍｍ×５００ｍｍ
銅箔の厚み：３５μｍ
絶縁層の厚み：３０μｍ
ビアホールの直径：５０μｍ
［デスミア処理の条件］
光透過窓と被処理物との間の距離：０．３ｍｍ
載置台の温度：１２０℃
処理前プロセスにおける処理用ガス供給量：１０Ｌ／ｍｉｎ
処理前プロセスにおける処理用ガス供給時間：０．１秒間
反応工程における処理用ガス供給量：０Ｌ／ｍｉｎ
反応工程時間：１０秒間
パージ工程における処理用ガス供給量：１０Ｌ／ｍｉｎ
パージ工程における紫外線ランプの動作状態：点灯状態
パージ工程時間：０．１秒間
処理プロセスの回数：５回
デスミア処理時間（（反応工程時間＋パージ工程時間）×処理プロセスの回数）：５０．５秒間
デスミア処理を行った後、被処理物におけるビアホールの底部（銅箔）について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察を行った。ＳＥＭ画像では、ビアホールの底部に残留したスミアは黒っぽく見え、スミアが除去された部分は白っぽく見える。そのため、ＳＥＭ画像の白黒を強調するように、画像処理を行うと、黒い領域がスミアとして認識することができ、また、白い領域はスミアが除去された領域として認識することができる。このような処理方法を画像の二値化処理といい、この手法を用いて、スミアの残り具合を定量化して評価を行った。
即ち、ビアホールの底部全体の面積と白い領域の面積をＳＥＭ画像からそれぞれ求め、「（白い領域の面積／ビアホール底部全体の面積）×１００」の値を算出し、これをデスミア完了度（％）として表した。デスミアが完了した場合は、ビアホール底部全域が白くなるので、デスミア完了度は１００％となり、反対にデスミア前の状態では、白い領域がないので、デスミア完了度は０％となる。ただし、画像をデジタル処理しているので、デスミアが完了していても、数値上は必ずしも１００％とはならないので、９０％以上をデスミア完了としている。その結果を表１に示す。
即ち、ビアホールの底部全体の面積と白い領域の面積をＳＥＭ画像からそれぞれ求め、「（白い領域の面積／ビアホール底部全体の面積）×１００」の値を算出し、これをデスミア完了度（％）として表した。デスミアが完了した場合は、ビアホール底部全域が白くなるので、デスミア完了度は１００％となり、反対にデスミア前の状態では、白い領域がないので、デスミア完了度は０％となる。ただし、画像をデジタル処理しているので、デスミアが完了していても、数値上は必ずしも１００％とはならないので、９０％以上をデスミア完了としている。その結果を表１に示す。
〈実施例２〜３〉
反応工程における処理用ガス供給量および時間、並びにパージ工程における処理用ガス供給量および時間を、下記表１に従って変更したこと以外は、実施例１と同様にして被処理物のデスミア処理を行い、被処理物におけるビアホールの底部のデスミア完了度を測定した。結果を表１に示す。
反応工程における処理用ガス供給量および時間、並びにパージ工程における処理用ガス供給量および時間を、下記表１に従って変更したこと以外は、実施例１と同様にして被処理物のデスミア処理を行い、被処理物におけるビアホールの底部のデスミア完了度を測定した。結果を表１に示す。
〈比較例１〉
反応工程およびパージ工程からなる処理プロセスの代わりに、処理用ガス供給量が０．１Ｌ／ｍｉｎ、時間が１００秒間の反応工程のみからなる処理プロセスを１回行ったこと以外は、実施例１と同様にして被処理物のデスミア処理を行い、被処理物におけるビアホールの底部のデスミア完了度を測定した。結果を表１に示す。
反応工程およびパージ工程からなる処理プロセスの代わりに、処理用ガス供給量が０．１Ｌ／ｍｉｎ、時間が１００秒間の反応工程のみからなる処理プロセスを１回行ったこと以外は、実施例１と同様にして被処理物のデスミア処理を行い、被処理物におけるビアホールの底部のデスミア完了度を測定した。結果を表１に示す。
〈比較例２〉
処理用ガス供給量を０．０１Ｌ／ｍｉｎに変更したこと以外は、比較例１と同様にして被処理物のデスミア処理を行い、被処理物におけるビアホールの底部のデスミア完了度を測定した。結果を表１に示す。
処理用ガス供給量を０．０１Ｌ／ｍｉｎに変更したこと以外は、比較例１と同様にして被処理物のデスミア処理を行い、被処理物におけるビアホールの底部のデスミア完了度を測定した。結果を表１に示す。
〈比較例３〉
処理用ガス供給量を１Ｌ／ｍｉｎに変更したこと以外は、比較例１と同様にして被処理物のデスミア処理を行い、被処理物におけるビアホールの底部のデスミア完了度を測定した。結果を表１に示す。
処理用ガス供給量を１Ｌ／ｍｉｎに変更したこと以外は、比較例１と同様にして被処理物のデスミア処理を行い、被処理物におけるビアホールの底部のデスミア完了度を測定した。結果を表１に示す。
表１の結果から明らかなように、実施例１〜３によれば、被処理物に残留するスミアを短時間で十分に除去することができることが確認された。
２ 第１絶縁層
３ 導電層
４ 第２絶縁層
５ 貫通孔
６ スミア
１０ 処理室形成部材
１１ 載置台
１２ ガス供給用孔
１３ ガス排出用孔
１５ 筐体
１５ａ 上端部
１６ スペーサ部材
１７ シール部材
２０ 光源ユニット
２１ ケーシング
２５ 紫外線ランプ
２６ 反射ミラー
３０ 光透過窓
４０ 処理用ガス供給手段
４１ 処理用ガス供給源
４２ 制御部
４３ バルブ
４５ ガス管
Ｐ 処理プロセス
Ｐ０ 処理前プロセス
Ｐ１ 反応工程
Ｐ２ パージ工程
Ｇ１ 処理用ガス
Ｓ２ 処理済ガス
Ｓ１ 処理室
Ｓ２ ランプ収容室
Ｗ 被処理物
３ 導電層
４ 第２絶縁層
５ 貫通孔
６ スミア
１０ 処理室形成部材
１１ 載置台
１２ ガス供給用孔
１３ ガス排出用孔
１５ 筐体
１５ａ 上端部
１６ スペーサ部材
１７ シール部材
２０ 光源ユニット
２１ ケーシング
２５ 紫外線ランプ
２６ 反射ミラー
３０ 光透過窓
４０ 処理用ガス供給手段
４１ 処理用ガス供給源
４２ 制御部
４３ バルブ
４５ ガス管
Ｐ 処理プロセス
Ｐ０ 処理前プロセス
Ｐ１ 反応工程
Ｐ２ パージ工程
Ｇ１ 処理用ガス
Ｓ２ 処理済ガス
Ｓ１ 処理室
Ｓ２ ランプ収容室
Ｗ 被処理物
Claims (8)
- 被処理物が配置される処理室と、前記被処理物に紫外線を照射する紫外線ランプを収納する光源ユニットと、前記処理室と前記光源ユニットとの間に配置された、前記紫外線ランプからの紫外線を透過する光透過窓と、前記処理室に活性種源を含む処理用ガスを供給する処理用ガス供給手段とを備えたデスミア処理装置であって、
前記処理用ガス供給手段は、処理用ガス供給源と、この処理用ガス供給源からの処理用ガスの供給量を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記被処理物に紫外線を照射する際に、前記処理用ガス供給源からの処理用ガスをパージガスとして供給するよう制御する機能を有することを特徴とするデスミア処理装置。 - 活性種源を含む処理用ガスの存在下に、被処理物に紫外線を透過する光透過窓を介して紫外線を照射することによって、当該被処理物に残留するスミアを除去するデスミア処理方法であって、
前記被処理物と前記光透過窓との間に供給された前記処理用ガスに紫外線を照射することによって生成した活性種と前記スミアとを反応させる反応工程と、前記被処理物と前記光透過窓との間に、前記処理用ガスよりなるパージガスを供給するパージ工程とからなる処理プロセスを繰り返すことを特徴とするデスミア処理方法。 - 前記パージ工程における前記パージガスの供給量が、前記反応工程における前記処理用ガスの供給量より大きいことを特徴とする請求項２に記載のデスミア処理方法。
- 前記反応工程における前記処理用ガスの供給量が０であることを特徴とする請求項２に記載のデスミア処理方法。
- 前記反応工程の時間が５〜１５秒間であることを特徴とする請求項２に記載のデスミア処理方法。
- 前記処理プロセスの回数が５〜１５回であることを特徴とする請求項２に記載のデスミア処理方法。
- 前記活性種源が、酸素ガスまたは酸素ガスとオゾンとの混合物であることを特徴とする請求項２に記載のデスミア処理方法。
- 前記パージ工程において、前記被処理物に前記光透過窓を介して紫外線を照射することを特徴とする請求項２に記載のデスミア処理方法。
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