JP2019071407A - Surface treatment method and apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリコン含有物を含む被処理基板を表面処理する方法及び装置に関し、特に被処理面をドライエッチングする表面処理方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for surface treatment of a substrate to be treated containing a silicon content, and more particularly to a surface treatment method and apparatus for dry etching a surface to be treated.
ガラスを基板とするフラットパネルディスプレイなどの製造工程においては、ガラス基板が剥離帯電しやすく、帯電後の放電によって電子回路等が破壊されることがある。特許文献1においては、前記剥離帯電を防止するために、ガラス基板の裏面を、フッ化水素系ガスを含有するプラズマでドライエッチングすることによって一定の表面粗さにすることが提案されている。
特許文献2においては、外部に開放された大気圧の処理領域でガラス基板のドライエッチングを行なっている。
In a process of manufacturing a flat panel display or the like using glass as a substrate, the glass substrate is likely to be peeled off and charged, and an electric circuit or the like may be destroyed by discharge after charging. Patent Document 1 proposes that the back surface of the glass substrate be subjected to dry etching with plasma containing a hydrogen fluoride gas to have a constant surface roughness in order to prevent the peeling and charging.
In patent document 2, the dry etching of the glass substrate is performed in the process area | region of the atmospheric pressure open | released outside.
処理領域が外部に開放されていると、ガラス基板の搬入、搬出が容易である一方で、外部の雰囲気ガスが処理領域に巻き込まれやすい。
発明者等の知見によれば、外部の雰囲気ガスの湿度が高いと、それが処理領域に巻き込まれることで、被処理面に白濁部が出来るなどの処理ムラが生じる。
本発明は、かかる事情に鑑み、ガラス基板などのシリコン含有物を含む被処理基板のドライエッチングにおいて、処理ムラを抑制することを目的とする。
When the processing area is open to the outside, while the glass substrate can be easily carried in and out, the external atmosphere gas is likely to be caught in the processing area.
According to the findings of the inventors, when the humidity of the external atmosphere gas is high, the treatment unevenness such as the formation of a white turbid part on the surface to be treated is caused by being caught in the treatment area.
An object of the present invention is to suppress processing unevenness in dry etching of a substrate to be processed including a silicon-containing material such as a glass substrate, in view of the circumstances.
前記課題を解決するため、発明者は鋭意研究考察を行なった。
解決手段として、例えば、表面処理を行なう処理室の全体を窒素置換したり乾燥させたりすることが考えられる。しかし、ランニングコストが大きくなり、経済性が悪い。
そこで、処理領域の搬送方向の両端部を局所的に乾燥させたところ、処理室の湿度が高くても、処理ムラを防止できた。
本発明は、かかる考察及び知見に基づいてなされたものであり、シリコン含有物を含む被処理基板の被処理面をドライエッチングする表面処理方法であって、
前記被処理基板を、処理領域を通過するように搬送方向へ搬送する工程と、
フッ素系反応成分を含有するプロセスガスを、前記処理領域に供給する工程と、
前記処理領域の搬送方向の上流側及び下流側にそれぞれ設けられた局所乾燥空間に、前記処理領域の外部の雰囲気ガスよりも絶対湿度が低い乾燥ガスを供給する工程と、
を備えたことを特徴とする。
シリコン含有物としては、SiO2、SiN、Si、SiC、SiOC等が挙げられる。
フッ素系反応成分は、前記シリコン含有物と反応可能な化合物であり、HF、COF2等が挙げられる。
In order to solve the above-mentioned subject, the inventor conducted earnest research and consideration.
As a solution, for example, it is conceivable to replace the entire processing chamber to be subjected to the surface treatment with nitrogen or to dry it. However, the running cost is high and the economy is bad.
Therefore, when both ends in the transport direction of the processing area were locally dried, processing unevenness could be prevented even if the humidity of the processing chamber was high.
The present invention has been made based on the above considerations and findings, and is a surface treatment method for dry etching a surface to be treated of a substrate to be treated containing a silicon-containing material,
Transporting the target substrate in a transport direction so as to pass through the processing region;
Supplying a process gas containing a fluorine-based reaction component to the processing region;
Supplying a drying gas having an absolute humidity lower than that of the atmosphere gas outside the processing region to the local drying spaces respectively provided on the upstream side and the downstream side in the transport direction of the processing region;
It is characterized by having.
Examples of the silicon-containing substance include SiO 2 , SiN, Si, SiC, and SiOC.
The fluorine-based reaction component is a compound capable of reacting with the silicon-containing substance, and examples thereof include HF, COF 2 and the like.
前記乾燥ガスを層流になるように供給することが好ましい。
前記乾燥ガスの25℃〜30℃での相対湿度が、10%RH以下であることが好ましい。
Preferably, the drying gas is supplied in a laminar flow.
The relative humidity at 25 ° C. to 30 ° C. of the dry gas is preferably 10% RH or less.
本発明装置は、シリコン含有物を含む被処理基板の被処理面をドライエッチングする表面処理装置であって、
処理領域を有する処理部と、
前記被処理基板を、前記処理領域を通過するように搬送方向へ搬送する搬送手段と、
フッ素系反応成分を含有するプロセスガスを、前記処理領域に供給するプロセスガス供給手段と、
前記処理部の搬送方向の上流側及び下流側にそれぞれ前記処理領域に連なるように設けられた一対の局所乾燥空間を画成する画成部と、
前記処理領域の外部の雰囲気ガスよりも絶対湿度が低い乾燥ガスを前記局所乾燥空間に供給する乾燥ガス供給手段と、
を備えたことを特徴とする。
前記被処理基板の通り道の下側に、前記局所乾燥空間の一部を画成する低湿箱が配置され、前記低湿箱の上面が開放されていることが好ましい。
前記乾燥ガス供給手段が、前記乾燥ガスを前記搬送方向と直交する幅方向拡散させて前記局所乾燥空間内に噴き出す拡散ノズルを含むことが好ましい。
The apparatus according to the present invention is a surface treatment apparatus for dry etching a surface to be treated of a substrate containing a silicon-containing material,
A processing unit having a processing area;
Transport means for transporting the substrate to be processed in the transport direction so as to pass through the processing area;
A process gas supply means for supplying a process gas containing a fluorine-based reaction component to the processing region;
A definition unit which is provided on the upstream side and the downstream side of the transport direction of the processing unit so as to be continuous with the processing region;
Drying gas supply means for supplying a drying gas having an absolute humidity lower than the atmosphere gas outside the processing region to the local drying space;
It is characterized by having.
It is preferable that a low humidity box defining a part of the local drying space is disposed below the passage of the substrate to be processed, and the upper surface of the low humidity box is open.
It is preferable that the dry gas supply means includes a diffusion nozzle for diffusing the dry gas in the width direction orthogonal to the transport direction and spraying the dry gas into the local drying space.
前記プロセスガスは、フッ素含有ガスと水を含む原料ガスを大気圧近傍下でプラズマ化することによって生成することが好ましい。
前記処理領域の圧力は、大気圧近傍であることが好ましい。
本明細書において大気圧近傍とは、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 process gas is preferably generated by plasmatizing a source gas containing a fluorine-containing gas and water under near atmospheric pressure.
The pressure in the processing region is preferably near atmospheric pressure.
In the present specification, the vicinity of the atmospheric pressure means a range of 1.013 × 10 4 to 50.663 × 10 4 Pa, and in consideration of facilitation of pressure adjustment and simplification of the device configuration, 1.333 × 10 4 ~10.664 × 10 4 Pa, and more preferably from 9.331 × 10 4 ~10.397 × 10 4 Pa.
前記処理部には、前記搬送方向に離れた複数位置にそれぞれ前記処理領域が設けられており、
各処理領域における前記搬送方向の上流側及び下流側にそれぞれ前記局所乾燥空間の画成部が設けられていることが好ましい。
これによって、被処理面の表面粗化度を高めることができる。或いは、表面粗化されにくい被処理基板であっても、確実に表面粗化することができる。
In the processing unit, the processing regions are respectively provided at a plurality of positions separated in the transport direction,
It is preferable that the definition part of the said local drying space is each provided in the upstream and downstream of the said conveyance direction in each process area | region.
By this, the surface roughening degree of a to-be-processed surface can be raised. Alternatively, even if the substrate to be treated is difficult to be roughened, the surface can be surely roughened.
本発明によれば、ガラス基板などのシリコン含有物を含む被処理基板のドライエッチングにおいて、処理ムラを抑制することができる。 According to the present invention, processing unevenness can be suppressed in dry etching of a substrate to be processed containing a silicon-containing substance such as a glass substrate.
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る表面処理装置1を示したものである。被処理基板9は、例えばフラットパネルディスプレイ等の半導体装置になるべきガラス基板である。ガラス基板9は、SiO2等のシリコン含有物を主成分として含んでいる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First Embodiment
FIG. 1 shows a surface treatment apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. The to-be-processed substrate 9 is a glass substrate which should become semiconductor devices, such as a flat panel display, for example. The glass substrate 9 contains a silicon-containing substance such as SiO 2 as a main component.
表面処理装置1は、ガラス基板9を搬送方向MDに搬送しながら、該ガラス基板9の被処理面9a(裏面ないしは下面)をドライエッチングによって粗化処理する。これによって、被処理面9aに表面粗さRa=オングストロームオーダー〜ナノオーダー、好ましくはRa=0.3nm〜1nm程度の微小凹凸を形成する。 The surface treatment apparatus 1 roughens the surface to be treated 9 a (the back surface or the lower surface) of the glass substrate 9 by dry etching while transporting the glass substrate 9 in the transport direction MD. As a result, on the surface 9a to be treated, fine irregularities of surface roughness Ra = angstrom order to nanoorder, preferably Ra = 0.3 nm to 1 nm are formed.
表面処理装置1は、処理チャンバー2(処理室)と、プロセスガス供給手段3と、ドライエッチング処理部20と、搬送手段30を備えている。プロセスガス供給手段3は、プロセスガス生成部10(HF発生部)と、原料ガス供給部12を含む。
プロセスガス生成部10は、互いに対向する一対の電極11,11を含む大気圧プラズマ生成部によって構成されている。図示は省略するが、少なくとも1つの電極の対向面には、アルミナ(Al2O3)などの固体誘電体が設けられている。これら電極11のうち一方は、高周波電源15に接続され、他方は電気的に接地されている。電極11,11間に好ましくはパルス状の高周波電圧が印加されることによって大気圧近傍のグロー放電が生成され、電極間空間11cが放電空間となる。
The surface treatment apparatus 1 includes a treatment chamber 2 (treatment chamber), a process gas supply unit 3, a dry etching unit 20, and a conveyance unit 30. The process gas supply unit 3 includes a process gas generation unit 10 (HF generation unit) and a source gas supply unit 12.
The process gas generation unit 10 is configured of an atmospheric pressure plasma generation unit including a pair of electrodes 11 and 11 facing each other. Although not shown, a solid dielectric such as alumina (Al 2 O 3 ) is provided on the facing surface of at least one electrode. One of the electrodes 11 is connected to the high frequency power supply 15, and the other is electrically grounded. A preferably pulsed high frequency voltage is applied between the electrodes 11 to generate glow discharge near the atmospheric pressure, and the interelectrode space 11c becomes a discharge space.
電極間空間11c(放電空間)の上流端に原料ガス供給部12が接続されている。フッ素含有原料ガスは、フッ素含有ガスと、水(H2O)と、キャリアガスを含む。
フッ素含有ガスとしては、CF4、C2F4、C2F6、C3F8等のPFC(パーフルオロカーボン)、CHF3、CH2F2、CH3F等のHFC(ハイドロフルオロカーボン)、SF6、NF3、XeF2、その他のフッ素含有化合物が挙げられる。ここでは、フッ素含有ガスとして、CF4が用いられている。
The source gas supply unit 12 is connected to the upstream end of the interelectrode space 11c (discharge space). The fluorine-containing source gas contains a fluorine-containing gas, water (H 2 O), and a carrier gas.
As the fluorine-containing gas, PFC (perfluorocarbon) such as CF 4 , C 2 F 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 or the like, HFC (hydrofluorocarbon) such as CHF 3 , CH 2 F 2 , CH 3 F or the like It includes SF 6 , NF 3 , XeF 2 and other fluorine-containing compounds. Here, CF 4 is used as the fluorine-containing gas.
キャリアガスとしては、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノン等の希ガス、窒素、その他の不活性ガスが挙げられる。キャリアガスは、フッ素含有ガスを搬送する機能の他、フッ素含有ガスを希釈する希釈ガスとしての機能、及び放電空間11cにおける放電生成ガスとしての機能等を有している。 Carrier gases include rare gases such as helium, argon, neon, xenon, nitrogen, and other inert gases. The carrier gas has a function as a dilution gas for diluting the fluorine-containing gas, a function as a discharge generated gas in the discharge space 11 c, and the like, in addition to the function of transporting the fluorine-containing gas.
フッ素含有原料ガスが、放電空間11cにおいてプラズマ化(励起、活性化、ラジカル化、イオン化などを含む)されることで、フッ素含有ガス(CF4)が分解されて、フッ素系反応成分であるフッ化水素(HF)が生成される。これによって、フッ素含有原料ガスからプロセスガスが生成される。フッ化水素の生成反応式は、例えば下式である。
CF4+2H2O→4HF+CO2(式1)
プロセスガス中のフッ素系反応成分は、フッ化水素(HF)に限られず、COF2等であってもよい。
The fluorine-containing source gas is plasmatized (including excitation, activation, radicalization, ionization, etc.) in the discharge space 11c, whereby the fluorine-containing gas (CF 4 ) is decomposed to generate fluorine as a fluorine-based reaction component. Hydrogen fluoride (HF) is produced. As a result, a process gas is generated from the fluorine-containing source gas. The reaction formula for producing hydrogen fluoride is, for example, the following formula.
CF 4 + 2H 2 O → 4HF + CO 2 (Equation 1)
The fluorine-based reaction component in the process gas is not limited to hydrogen fluoride (HF), and may be COF 2 or the like.
電極間空間11c(放電空間)の下流端にプロセスガス供給路13が接続されている。プロセスガス供給路13は、処理チャンバー2へ延びている。 A process gas supply passage 13 is connected to the downstream end of the interelectrode space 11c (discharge space). The process gas supply path 13 extends to the processing chamber 2.
処理チャンバー2の内圧は、ほぼ大気圧である。
処理チャンバー2(処理室)に処理部20が収容されている。処理部20は、ノズル部21と、対向部材23を含む。
The internal pressure of the processing chamber 2 is approximately atmospheric pressure.
The processing unit 20 is accommodated in the processing chamber 2 (processing chamber). The processing unit 20 includes a nozzle unit 21 and an opposing member 23.
図1及び図2に示すように、ノズル部21は、搬送方向MDと直交する幅方向TD(図1の紙面直交方向)へ延びる容器状になっている。ノズル部21の上面21f(処理領域画成面)には、吹出口21a及び吸込口21bが形成されている。吹出口21aは、幅方向TD(図1の紙面直交方向)に延びるスリット状になっている。吹出口21aの幅方向TDの寸法は、ガラス基板9の幅寸法(図1の紙面直交方向の寸法)と同程度か、それより少し大きい。図示は省略するが、ノズル部21の内部には、整流部が設けられている。整流部は、チャンバー、スリット、多孔板等を含む(特開2004−006586号等参照)。プロセスガス供給路13からのプロセスガスが、整流部を通過することによって、ノズル部21の幅方向TD(図1の紙面直交方向)に均一化されたうえで、吹出口21aから上方へ吹出される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the nozzle portion 21 is in the shape of a container extending in a width direction TD (direction orthogonal to the sheet of FIG. 1) orthogonal to the transport direction MD. A blowout port 21a and a suction port 21b are formed on an upper surface 21f (a processing area defining surface) of the nozzle portion 21. The blower outlet 21a is in the form of a slit extending in the width direction TD (direction orthogonal to the sheet of FIG. 1). The dimension in the width direction TD of the blowout port 21a is the same as or slightly larger than the width dimension of the glass substrate 9 (the dimension in the direction orthogonal to the paper surface of FIG. 1). Although not shown, a rectifying unit is provided inside the nozzle unit 21. The rectifying unit includes a chamber, a slit, a perforated plate, and the like (see, for example, JP-A-2004-006586). The process gas from the process gas supply passage 13 is made uniform in the width direction TD (the direction orthogonal to the sheet of FIG. 1) of the nozzle portion 21 by passing through the straightening unit, and then blown upward from the outlet 21a. Ru.
吸込口21bは、幅方向TD(図1の紙面直交方向)へスリット状に延びている。吸込口21bは、吸引路14を介して真空ポンプなどの吸引手段(図示省略)に接続されている。 The suction port 21b extends in a slit shape in the width direction TD (the direction orthogonal to the paper surface of FIG. 1). The suction port 21 b is connected to a suction unit (not shown) such as a vacuum pump via the suction passage 14.
吹出口21aと吸込口21bとは、ノズル上面21fにおける搬送方向MDの両側(図1の左右)に離れて配置されている。好ましくは、吹出口21aは、ノズル上面21fにおける搬送下流側(図1において左側)の端部近くに配置され、吸込口21bは、ノズル上面21fにおける搬送上流側(図1において右側)の端部近くに配置されている。
前記の配置とは逆に、吹出口21aが搬送上流側に配置され、吸込口21bが搬送下流側に配置されていてもよい。吹出口21aがノズル上面21fの搬送方向の中央部に配置され、一対の吸込口21bが、吹出口21aを挟んで搬送上流側と搬送下流側に配置されていてもよい。
なお、ノズル部21の搬送方向MDの上流側には、赤外線ヒータなどの基板加熱部4が設けられている。
The blowout port 21a and the suction port 21b are spaced apart on both sides (left and right in FIG. 1) of the nozzle upper surface 21f in the transport direction MD. Preferably, the blowout port 21a is disposed near the end of the nozzle upper surface 21f on the downstream side of conveyance (left side in FIG. 1), and the inlet 21b is the end of the upstream side of transfer on the nozzle upper surface 21f (right side in FIG. 1) It is arranged near.
Contrary to the above-described arrangement, the air outlet 21a may be disposed upstream of the conveyance, and the inlet 21b may be disposed downstream of the conveyance. The blower outlet 21a may be disposed at the central portion of the nozzle upper surface 21f in the transport direction, and the pair of suction outlets 21b may be disposed on the transport upstream side and the transport downstream side across the blower outlet 21a.
A substrate heating unit 4 such as an infrared heater is provided on the upstream side of the nozzle 21 in the transport direction MD.
ノズル部21の上方に離れて対向部材23が配置されている。対向部材23は、水平な板状に形成され、ノズル部21と平行に幅方向TD(図1の紙面直交方向)へ延びている。対向部材23の下面23a(対向面)が、ノズル部21の上面21fと上下方向(対向方向)に対向している。これら対向する面23a,21fどうしの間に扁平空間22が形成されている。扁平空間22は、幅方向TD(図1の紙面直交方向)へ延びている。図2に示すように、扁平空間22の幅方向TDの両端部は、一対の端壁27によって塞がれている。 The opposing member 23 is disposed apart above the nozzle portion 21. The opposing member 23 is formed in a horizontal plate shape, and extends in parallel with the nozzle portion 21 in the width direction TD (the direction orthogonal to the paper surface of FIG. 1). The lower surface 23 a (facing surface) of the facing member 23 faces the top surface 21 f of the nozzle portion 21 in the vertical direction (facing direction). A flat space 22 is formed between the facing surfaces 23a and 21f. The flat space 22 extends in the width direction TD (the direction orthogonal to the plane of FIG. 1). As shown in FIG. 2, both ends of the flat space 22 in the width direction TD are closed by a pair of end walls 27.
扁平空間22における吹出口21aから吸込口21bまでの部分が、処理領域22aとなっている。扁平空間22ひいては処理領域22aの搬送方向MDの両端部は開放され、外部雰囲気と連なっている。処理領域22aにおける搬送方向MDと直交する2方向は、上下の面23a,21fと一対の端壁27とによって塞がれている。つまり、処理領域22aは、搬送方向MDの両側を除いて閉じられている。
扁平空間22ひいては処理領域22aの内圧は、大気圧近傍である。
The portion from the blowout port 21a to the suction port 21b in the flat space 22 is a processing area 22a. Both ends of the flat space 22 and thus in the transport direction MD of the processing region 22a are open and connected to the external atmosphere. Two directions orthogonal to the transport direction MD in the processing area 22a are closed by the upper and lower surfaces 23a and 21f and the pair of end walls 27. That is, the processing area 22a is closed except for both sides in the transport direction MD.
The internal pressure of the flat space 22 and thus of the processing region 22a is near the atmospheric pressure.
ノズル部21は、処理領域22aを画成する処理部20の一構成要素と、処理領域22aにプロセスガスを供給するプロセスガス供給手段3の一構成要素を兼ねている。 The nozzle unit 21 doubles as one component of the processing unit 20 that defines the processing region 22 a and one component of the process gas supply unit 3 that supplies the process gas to the processing region 22 a.
搬送手段30は、例えばローラーコンベアによって構成され、ガラス基板9を水平に支持するとともに、該ガラス基板9を搬送方向MDに沿って処理チャンバー2の搬入出口2aから出し入れして、扁平空間22ひいては処理領域22aに通す。搬送時のガラス基板9の被処理面9aは、下方へ向けられている。ノズル上面21fから搬送中のガラス基板9の被処理面9a(下面)までの距離dは、例えばd=1mm〜5mm程度である。 The transport means 30 is constituted by, for example, a roller conveyor, supports the glass substrate 9 horizontally, and takes the glass substrate 9 in and out of the loading / unloading port 2a of the processing chamber 2 along the transport direction MD, Pass through area 22a. The to-be-processed surface 9a of the glass substrate 9 at the time of conveyance is turned downward. The distance d from the nozzle upper surface 21 f to the surface 9 a (lower surface) of the glass substrate 9 being transported is, for example, about d = 1 mm to 5 mm.
なお、図1及び図2に示すように、搬送手段30における、ノズル部21の直近両側の駆動ローラ34は、ノズル部21の幅寸法とほぼ同じ軸長の円筒形状(丸太形状)になっている。駆動ローラ34の外周部には、Oリング等の軟質材からなる環状体34cが間隔を置いて設けられている。
また、搬送手段30は、ノズル上面21fのフリーローラー35を含む。フリーローラー35の外周にはOリング等の軟質材からなる環状体35cが設けられている。
これら環状体34c,35cが、ガラス基板9と接触される。
幅方向TDに隣接するフリーローラー35間、及び幅方向の最も外側のフリーローラー35の更に外側には、遮蔽壁36が設けられている。
In addition, as shown in FIGS. 1 and 2, the drive rollers 34 on both sides of the transport unit 30 in the immediate vicinity of the nozzle portion 21 have a cylindrical shape (round shape) with an axial length substantially the same as the width dimension of the nozzle portion 21. There is. Annular members 34 c made of a soft material such as an O-ring are provided on the outer peripheral portion of the drive roller 34 at intervals.
Further, the transport means 30 includes the free roller 35 of the nozzle upper surface 21 f. An annular body 35 c made of a soft material such as an O-ring is provided on the outer periphery of the free roller 35.
The annular bodies 34 c and 35 c are in contact with the glass substrate 9.
A shielding wall 36 is provided between the free rollers 35 adjacent in the width direction TD and further outside the free rollers 35 in the width direction.
さらに表面処理装置1は、局所乾燥手段40を備えている。局所乾燥手段40は、一対の低湿箱41と、乾燥ガス供給手段50を含む。
図1に示すように、一対の低湿箱41は、ノズル部21ひいては処理領域22aを挟んで搬送方向MDの上流側及び下流側にそれぞれ設けられている。かつ、低湿箱41は、ガラス基板9の通り道の下側に配置されている。
The surface treatment apparatus 1 further includes a local drying unit 40. The local drying means 40 includes a pair of low humidity boxes 41 and a drying gas supply means 50.
As shown in FIG. 1, the pair of low humidity boxes 41 are respectively provided on the upstream side and the downstream side in the transport direction MD across the nozzle portion 21 and thus the processing region 22 a. Also, the low humidity box 41 is disposed below the passage of the glass substrate 9.
図2に示すように、低湿箱41は、ノズル部21と平行にノズル部21と同じ長さだけ幅方向TDへ延びている。図1に示すように、低湿箱41の上面部は開放されている。対向部材23の搬送方向の両端部23eが、ノズル部21よりも張り出して、低湿箱41の上方に被さっている。 As shown in FIG. 2, the low humidity box 41 extends in the width direction TD by the same length as the nozzle portion 21 in parallel with the nozzle portion 21. As shown in FIG. 1, the upper surface portion of the low humidity box 41 is open. Both end portions 23 e of the opposing member 23 in the transport direction project beyond the nozzle portion 21 and cover the low humidity box 41.
図1に示すように、低湿箱41の内部42a、及び低湿箱41の上端部と対向部材端部23eとの間の空間部42bが、局所乾燥空間42となっている。低湿箱41と対向部材端部23eとによって、局所乾燥空間42を画成する画成部43が構成されている。
局所乾燥空間42は、処理領域22aの搬送方向MDの上流側及び下流側にそれぞれ設けられている。各局所乾燥空間42の乾燥空間部42bが、処理領域22aと連なっている。処理領域22aとその両側の乾燥空間部42bとによって、前記扁平空間22が構成されている。
As shown in FIG. 1, the interior 42a of the low humidity box 41 and the space 42b between the upper end of the low humidity box 41 and the end 23e of the opposing member form a local drying space 42. The low humidity box 41 and the opposing member end 23 e constitute a defining portion 43 that defines the local drying space 42.
The local drying space 42 is provided on the upstream side and the downstream side of the transport direction MD of the processing region 22a. The drying space portion 42b of each local drying space 42 is continuous with the processing region 22a. The flat space 22 is configured by the processing area 22a and the drying space portion 42b on both sides thereof.
図1及び図2に示すように、低湿箱41には駆動ローラー34が収容されている。駆動ローラー34の上端部は、低湿箱41の上端開口から少し突出されている。 As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the drive roller 34 is accommodated in the low humidity box 41. An upper end portion of the drive roller 34 is slightly protruded from an upper end opening of the low humidity box 41.
図1に示すように、乾燥ガス供給手段50は、乾燥ガス源51と、乾燥ガス供給路52と、散気管53(乾燥ガス吹出部)を含む。乾燥ガス源51の乾燥ガスとしては、乾燥空気が用いられている。乾燥空気は、処理領域22aの外部の雰囲気ガスよりも絶対湿度が低い。すなわち、乾燥空気の絶対湿度は、処理チャンバー2の外部の少なくとも搬入出口2aの近くの雰囲気ガスの絶対湿度より低く、更には処理チャンバー2内における扁平空間22の外側の空間2bの雰囲気ガスの絶対湿度より低い。
好ましくは、乾燥空気の絶対湿度は、10g/m3以下である。乾燥ガスの25℃〜30℃での相対湿度は、好ましくは10%RH以下である。
As shown in FIG. 1, the dry gas supply means 50 includes a dry gas source 51, a dry gas supply passage 52, and an air diffuser 53 (dry gas blowing portion). Dry air is used as the dry gas of the dry gas source 51. The dry air has an absolute humidity lower than that of the atmosphere gas outside the processing area 22a. That is, the absolute humidity of the dry air is lower than the absolute humidity of the atmosphere gas at least near the inlet / outlet 2a outside the processing chamber 2, and furthermore, the absolute gas of the atmosphere gas in the space 2b outside the flat space 22 in the treatment chamber 2 Lower than humidity.
Preferably, the absolute humidity of the dry air is less than or equal to 10 g / m 3 . The relative humidity at 25 ° C. to 30 ° C. of the drying gas is preferably 10% RH or less.
図1に示すように、乾燥ガス供給路52が、乾燥ガス源51から各低湿箱41へ延びている。低湿箱41の内部42aには、散気管53(拡散ノズル)が設けられている。乾燥ガス供給路52の先端部が散気管53に接続されている。 As shown in FIG. 1, drying gas supply paths 52 extend from the drying gas source 51 to the low humidity boxes 41. At the inside 42 a of the low humidity box 41, a diffuser tube 53 (diffusion nozzle) is provided. The tip of the dry gas supply passage 52 is connected to the air diffuser 53.
図2及び図3に示すように、散気管53は、ガスの拡散効果を目的とした管であり、多数の噴出孔53aを有し、低湿箱41の略全幅にわたって延びている。噴出孔53aの径は、例えば平均10μm以上であり、500μm程度での噴出孔率は70%である。
散気管53は、低湿箱41内の駆動ローラー34の真下に配置されているが、駆動ローラー34からずらして配置されていてもよい。
ガスの拡散方式は、散気管53には限られない。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the aeration pipe 53 is a pipe for the purpose of the diffusion effect of gas, has a large number of ejection holes 53 a, and extends over substantially the entire width of the low humidity box 41. The diameter of the ejection holes 53a is, for example, 10 μm or more on average, and the ejection porosity at about 500 μm is 70%.
The air diffusion tube 53 is disposed immediately below the drive roller 34 in the low-humidity box 41, but may be offset from the drive roller 34.
The gas diffusion method is not limited to the aeration tube 53.
前記の表面処理装置1によって、ガラス基板9が次のようにしてドライエッチング(表面粗化)される。
プロセスガス生成部10におけるフッ素含有原料ガスのプラズマ化によって、フッ化水素(HF)を含むプロセスガスが生成される。該プロセスガスが、プロセスガス供給路13を経てエッチング処理部20に送られ、吹出口21aから処理領域22aに供給される(プロセスガス供給工程)。
処理領域22a内におけるプロセスガスは、吹出口21aから吸込口21bへ向けて流れる。
The glass substrate 9 is dry etched (surface roughened) by the surface treatment apparatus 1 as follows.
By plasmatizing the fluorine-containing source gas in the process gas generation unit 10, a process gas containing hydrogen fluoride (HF) is generated. The process gas is sent to the etching processing unit 20 through the process gas supply path 13 and supplied from the blowout port 21a to the processing region 22a (process gas supply step).
The process gas in the processing region 22a flows from the blowout port 21a toward the suction port 21b.
更に、乾燥ガスを、乾燥ガス源51から乾燥ガス供給路52を経て、散気管53に導入する。乾燥ガスは、散気管53内を幅方向TDに拡散しながら、各噴出孔53aから噴き出る。これによって、低湿箱41の内部42aに乾燥ガスが供給される(乾燥ガス供給工程)。さらに、乾燥ガスは、低湿箱41の上端の開放部から上方へ拡散されることで、局所乾燥空間42の全域に充満される。乾燥ガスの供給流量はできるだけ少量とし、局所乾燥空間42内における乾燥ガスの流れが層流になるようにする。
該局所乾燥空間42の乾燥ガスが、ガスカーテンとなり、外部の雰囲気ガスが処理領域22a内に入り込むのを防止又は抑制できる。したがって、外部の雰囲気ガスの湿度が高くても、処理領域22a内は適度な水分量に保持できる。
Furthermore, dry gas is introduced from the dry gas source 51 to the air diffusion pipe 53 through the dry gas supply passage 52. The dry gas is spouted from the respective ejection holes 53a while diffusing in the aeration tube 53 in the width direction TD. By this, the dry gas is supplied to the inside 42 a of the low humidity box 41 (dry gas supply step). Furthermore, the drying gas is diffused upward from the opening at the upper end of the low humidity box 41 to fill the entire area of the local drying space 42. The flow rate of the drying gas is as small as possible so that the flow of the drying gas in the local drying space 42 is laminar.
It is possible to prevent or suppress that the drying gas of the local drying space 42 becomes a gas curtain and the outside atmosphere gas enters into the processing region 22a. Therefore, even if the humidity of the external atmosphere gas is high, the inside of the processing region 22a can be maintained at an appropriate moisture content.
併行して、搬送手段30によって、ガラス基板9を搬送方向に沿って搬送する(搬送工程)。ガラス基板9は、基板加熱部4で加熱されたうえで、搬送上流側(図1において右側)の局所乾燥空間42を通り、処理領域22a内に搬入される。 In parallel, the glass substrate 9 is transported by the transport means 30 along the transport direction (transport step). The glass substrate 9 is heated by the substrate heating unit 4 and then carried into the processing region 22a through the local drying space 42 on the upstream side of conveyance (right side in FIG. 1).
処理領域22aにおいて、ガラス基板9の被処理面9aにプロセスガスが接触する。これによって、被処理面9a上でフッ化水素及び水蒸気が凝縮してフッ酸水の凝集層が形成される。このフッ酸水の凝集層とガラス基板9のシリコン含有物との間にエッチング反応が起きる。反応式は、例えば下式である。
SiO2+4HF+H2O→SiF4+3H2O (式2)
この結果、被処理面9aに表面粗さRa=オングストロームオーダー〜ナノオーダー、好ましくはRa=0.3nm〜1nm程度の微小凹凸を形成することができる。
In the processing area 22 a, the process gas contacts the surface 9 a to be processed of the glass substrate 9. As a result, the hydrogen fluoride and the water vapor are condensed on the surface 9a to be treated to form an aggregation layer of hydrofluoric acid water. An etching reaction occurs between the aggregation layer of hydrofluoric acid water and the silicon content of the glass substrate 9. The reaction formula is, for example, the following formula.
SiO 2 + 4HF + H 2 O → SiF 4 + 3H 2 O (equation 2)
As a result, it is possible to form minute irregularities of about surface roughness Ra = angstrom order to nanoorder, preferably about 0.3 nm to 1 nm, on the surface 9a to be treated.
前述した通り、たとえ外部の雰囲気ガスの湿度が高くても、局所乾燥手段40によって処理領域22a内は適度な水分量に維持できるから、前記凝集層の厚みが過度になるのを防止できる。したがって、前記エッチング反応を良好に行なわせることができる。この結果、被処理面9aに白濁部などの処理ムラが出来るのを防止できる。
乾燥ガスの流れを層流にすることによって、乾燥ガスがプロセスガスの流れに与える影響を十分に小さくでき、ガラス基板9を確実に表面粗化できるとともに白濁部などの処理ムラが出来るのを確実に防止できる。
As described above, even if the humidity of the external atmosphere gas is high, the local drying unit 40 can maintain the inside of the processing region 22a with an appropriate amount of water, so that the thickness of the aggregation layer can be prevented from being excessive. Therefore, the etching reaction can be favorably performed. As a result, it is possible to prevent the occurrence of processing unevenness such as a clouded portion on the surface 9a to be treated.
By making the flow of the drying gas into a laminar flow, the influence of the drying gas on the flow of the process gas can be sufficiently reduced, and the surface of the glass substrate 9 can be surely roughened and the processing unevenness such as white turbidity can be surely made. Can be prevented.
さらに、ガラス基板9は、処理領域22aから搬送下流側(図1において左側)の局所乾燥空間42を通って処理部20の外部へ出される。
処理領域22aの搬送方向MDの両側に局所乾燥空間42を設けることで、ガラス基板9の先端側及び後端側の何れの部分にも、白濁部などの処理ムラが出来るのを確実に防止できる。
処理領域22aの側方だけを局所的に乾燥させればよく、処理チャンバー(処理室)の全域を乾燥させる必要がないから、ランニングコストの上昇を抑えることができ、経済性を確保できる。
Further, the glass substrate 9 is discharged from the processing region 22a to the outside of the processing unit 20 through the local drying space 42 on the conveyance downstream side (left side in FIG. 1).
By providing the local drying spaces 42 on both sides in the transport direction MD of the processing area 22a, it is possible to reliably prevent the processing unevenness such as the white turbid part from being formed on any of the front end side and the rear end side of the glass substrate 9 .
It is sufficient to locally dry only the side of the processing region 22a, and it is not necessary to dry the entire processing chamber (processing chamber), so that the increase in running cost can be suppressed, and economic efficiency can be ensured.
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する。
<第2実施形態>
図4は、本発明の第2実施形態を示したものである。第2実施形態の表面処理装置1Bは、被処理基板9の表面粗化度を第1実施形態(図1)よりも高くしたり、第1実施形態よりエッチングされにくい被処理基板9を粗化処理したりするのに適している。
Next, another embodiment of the present invention will be described. The same reference numerals are assigned to the drawings for the same configurations as those described in the following embodiments.
Second Embodiment
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. In the surface treatment apparatus 1B of the second embodiment, the surface roughening degree of the substrate to be treated 9 is made higher than that of the first embodiment (FIG. 1), or the substrate to be treated 9 which is harder to etch than the first embodiment is roughened. It is suitable for processing.
詳しくは、表面処理装置1Bの処理部20には、2つ(複数)のノズル部21が設けられている。これらノズル部21が搬送方向MDに沿って一列に並べられている。各ノズル部21の基本構造は、第1実施形態と同様であり、吹出口21a及び吸込口21bが互いに搬送方向MDに離れてノズル上面21f(処理領域画成面)に開口されている。 Specifically, in the processing unit 20 of the surface treatment apparatus 1B, two (multiple) nozzle portions 21 are provided. The nozzles 21 are arranged in a line along the transport direction MD. The basic structure of each nozzle portion 21 is the same as that of the first embodiment, and the air outlet 21a and the air inlet 21b are separated from each other in the transport direction MD and are opened at the nozzle upper surface 21f (processing area defining surface).
ノズル部21の上方に平板状の対向部材23が配置されている。対向部材23は、2つのノズル部21に跨っている。各ノズル部21の吹出口21aから吸込口21bまでの部分と対向部材23との間に、処理領域22aが画成されている。
言い換えると、表面処理装置1Bの処理部20には、搬送方向MDに離れた2か所(複数位置)にそれぞれ処理領域22aが設けられている。
A flat opposing member 23 is disposed above the nozzle portion 21. The opposing member 23 straddles the two nozzle portions 21. A processing region 22 a is defined between the portion from the outlet 21 a to the inlet 21 b of each nozzle portion 21 and the facing member 23.
In other words, in the processing unit 20 of the surface treatment apparatus 1B, treatment areas 22a are provided at two places (a plurality of positions) separated in the transport direction MD.
表面処理装置1Bの局所乾燥手段40は、ノズル部21の数の2倍すなわち4つの低湿箱41を含む。各ノズル部21における搬送方向MDの両側(図4において左右)にそれぞれ低湿箱41が設けられている。2つのノズル部21どうしの間には2つの低湿箱41が配置されている。
各低湿箱41内における、駆動ローラー34と低湿箱41の底板との間に、乾燥ガス供給手段50の散気管53(乾燥ガス吹出部)が設けられている。乾燥ガス源51から乾燥ガス供給路52が分岐して各低湿箱41の散気管53に接続されている。
乾燥ガス源51からの乾燥空気などの乾燥ガスが、乾燥ガス供給路52を経て各散気管53から吹き出されることによって、各低湿箱41とその上方の対向部材23との間に低湿度の局所乾燥空間42が形成される。
The local drying means 40 of the surface treatment apparatus 1B includes twice the number of the nozzle parts 21, that is, four low humidity boxes 41. Low humidity boxes 41 are provided on both sides (left and right in FIG. 4) of the nozzle portions 21 in the transport direction MD. Two low humidity boxes 41 are disposed between the two nozzle portions 21.
A diffuser 53 (drying gas blowing portion) of the drying gas supply means 50 is provided between the drive roller 34 and the bottom plate of the low humidity box 41 in each low humidity box 41. A drying gas supply path 52 branches from the drying gas source 51 and is connected to the air diffusion tubes 53 of the low humidity boxes 41.
A dry gas such as dry air from the dry gas source 51 is blown out from each aeration pipe 53 through the dry gas supply passage 52 so that a low humidity is established between each low humidity box 41 and the opposing member 23 above it. A local dry space 42 is formed.
各低湿箱41及び対向部材23によって、局所乾燥空間42の画成部43が構成されている。すなわち、各処理領域22aの搬送方向MDの上流側(図4において左側)及び下流側(同図において右側)にそれぞれ局所乾燥空間42の画成部43が設けられている。
各局所乾燥空間42の絶対湿度は、各処理領域22aの外部の雰囲気ガスよりも絶対湿度が低い。すなわち、各局所乾燥空間42の絶対湿度は、処理チャンバー2の外部の少なくとも搬入出口2aの近くの雰囲気ガスの絶対湿度より低く、更には処理チャンバー2内における扁平空間22の外側の空間2bの雰囲気ガスの絶対湿度より低い。
前記処理チャンバー2は、2つのノズル部21と4つの低湿箱41と対向部材23の全体を囲んでいる。処理チャンバー2の内圧は、ほぼ大気圧である。
The low humidity box 41 and the opposing member 23 constitute a defining portion 43 of the local drying space 42. That is, the defining portion 43 of the local drying space 42 is provided on the upstream side (left side in FIG. 4) and the downstream side (right side in FIG. 4) of the transport direction MD of each processing area 22a.
The absolute humidity of each local drying space 42 is lower than that of the atmosphere gas outside each processing area 22a. That is, the absolute humidity of each local drying space 42 is lower than the absolute humidity of the atmosphere gas at least near the inlet / outlet 2a outside the processing chamber 2, and further, the atmosphere of the space 2b outside the flat space 22 in the processing chamber 2 Lower than the absolute humidity of the gas.
The processing chamber 2 surrounds the whole of the two nozzle portions 21, the four low humidity boxes 41, and the opposing member 23. The internal pressure of the processing chamber 2 is approximately atmospheric pressure.
さらに、表面処理装置1Bにおいては、ノズル部21ごとに個別プロセスガス供給手段3Bが設けられている。各プロセスガス供給手段3Bが、原料ガス供給部12と、プロセスガス生成部10を有している。原料ガス供給部12は、ガスボックス12aを含む。ガスボックス12aには、フッ素含有原料ガスの各ガス成分(例えばCF4、Ar、H2O)やパージ用のN2ガスが導入される。 Furthermore, in the surface treatment apparatus 1B, an individual process gas supply unit 3B is provided for each nozzle unit 21. Each process gas supply unit 3B includes a source gas supply unit 12 and a process gas generation unit 10. The source gas supply unit 12 includes a gas box 12a. Each gas component (for example, CF 4 , Ar, H 2 O) of the fluorine-containing source gas and N 2 gas for purge are introduced into the gas box 12 a.
ガスボックス12aの出口側(下流側)にプロセスガス生成部10が連なっている。プロセスガス生成部10は、第1実施形態(図1)と同様に、少なくとも一対の電極(図示省略)を含む大気圧プラズマ生成部(プラズマユニット)によって構成されている。前記一対の電極間において、大気圧近傍のグロー放電が生成されるとともに前記フッ素含有原料ガス(CF4+Ar+H2O)が供給されてプラズマ化されることで、フッ化水素(HF)を含むプロセスガスが生成される。 The process gas generation unit 10 is connected to the outlet side (downstream side) of the gas box 12a. The process gas generation unit 10 is configured by an atmospheric pressure plasma generation unit (plasma unit) including at least a pair of electrodes (not shown) as in the first embodiment (FIG. 1). Between the pair of electrodes, a glow discharge near atmospheric pressure is generated, and the fluorine-containing source gas (CF 4 + Ar + H 2 O) is supplied to be plasmatized, thereby including hydrogen fluoride (HF). Gas is produced.
各プロセスガス生成部10からプロセスガス供給路13が延びている。プロセスガス供給路13は、対応するノズル部21の吹出口21aに接続されている。
詳細な図示は省略するが、プロセスガス生成部10とノズル部21との間のプロセスガス供給路13は、好ましくは内管と外管の二重管構造になっている。該二重管における内管にプロセスガスが通され、外管と内管の間は保温用の空気層となっている。更に好ましくは、プロセスガス供給路13は、リボンヒーターなどのヒーターによって加温ないしは保温されている。
A process gas supply path 13 extends from each process gas generation unit 10. The process gas supply passage 13 is connected to the outlet 21 a of the corresponding nozzle unit 21.
Although not shown in detail, the process gas supply passage 13 between the process gas generation unit 10 and the nozzle unit 21 preferably has a double-pipe structure of an inner pipe and an outer pipe. A process gas is passed through the inner pipe in the double pipe, and the space between the outer pipe and the inner pipe is an air layer for heat retention. More preferably, the process gas supply passage 13 is warmed or kept warm by a heater such as a ribbon heater.
表面処理装置1Bによれば、各処理領域22a内において、プロセスガスが吹出口21aから吸込口21bへ向けて流れる。かつ搬送手段30によって、被処理基板9が搬送方向MDに沿って2つ(複数)の処理領域22aに順次通される。したがって、被処理基板9の被処理面9aが、搬送方向MDの上流側(図4において左側)の処理領域22aにおいて粗化(エッチング)処理され、続いて搬送方向MDの下流側(図4において右側)の処理領域22aにおいて更に粗化処理される。これによって、被処理面9aの表面粗化度を高めることができる。或いは、表面粗化されにくい被処理基板9であっても、確実に表面粗化することができる。 According to the surface treatment apparatus 1B, the process gas flows from the blowout port 21a toward the suction port 21b in each processing area 22a. And by the conveyance means 30, the to-be-processed substrate 9 is sequentially passed through two (plural) process area | regions 22a along conveyance direction MD. Therefore, the processing surface 9a of the processing target substrate 9 is roughened (etched) in the processing region 22a on the upstream side (left side in FIG. 4) in the transport direction MD, and subsequently on the downstream side in FIG. The roughening process is further performed in the processing area 22a on the right side). By this, the surface roughness degree of the to-be-processed surface 9a can be raised. Alternatively, even for the processing target substrate 9 which is hard to be roughened, the surface can be surely roughened.
さらに、各処理領域22aの搬送方向MDの両側には局所乾燥空間42が形成されるため、各処理領域22a内を適度な水分量(湿度)に保持できる。したがって、各処理領域22aにおけるエッチング反応を良好に行なわせることができる。
被処理基板9は、各処理領域22aに導入される直前、及び各処理領域22aを通過した直後に局所乾燥空間42を通過する。これによって、被処理基板9の搬送方向MDの先端側(図4において右側)の部分にも後端側(同図において左側)の部分にも、白濁部などの処理ムラが出来るのを確実に防止できる。
Furthermore, since the local drying spaces 42 are formed on both sides of the transport direction MD of each processing area 22a, the inside of each processing area 22a can be maintained at an appropriate moisture content (humidity). Therefore, the etching reaction in each processing region 22a can be favorably performed.
The processing substrate 9 passes through the local drying space 42 immediately before being introduced into each processing region 22a and immediately after passing through each processing region 22a. As a result, it is ensured that processing unevenness such as a white turbid portion can be made on both the front end side (right side in FIG. 4) and the rear end side (left side in FIG. 4) of the transport direction MD of the substrate 9 to be processed. It can prevent.
<第3実施形態>
図5に示すように、第3実施形態は、第2実施形態(図4)の変形例に係る。第3実施形態の表面処理装置1Cにおいては、2つのノズル部21の間に1つの低湿箱41Cが配置されている。該1つの低湿箱41Cが、上流側(図5において左側)のノズル部21の下流側低湿箱と、下流側(図5において右側)のノズル部21の上流側低湿箱とを兼ねている。局所乾燥手段40は3つの低湿箱41,41C,41を含む。
Third Embodiment
As shown in FIG. 5, the third embodiment relates to a modification of the second embodiment (FIG. 4). In the surface treatment apparatus 1C of the third embodiment, one low humidity box 41C is disposed between the two nozzle portions 21. The one low humidity box 41C serves both as the downstream low humidity box of the upstream side (left side in FIG. 5) of the nozzle portion 21 and the upstream low humidity box of the downstream side (right side in FIG. 5) of the nozzle portion 21. The local drying means 40 includes three low humidity boxes 41, 41C, 41.
<第4実施形態>
図6に示すように、第4実施形態は、第2実施形態(図4)の変形例に係る。第4実施形態の表面処理装置1Dにおいては、2つ(複数)のノズル部21に対して共通(単一)の原料ガス供給部12及びプロセスガス生成部10が用いられている。プロセスガス供給路13が2つ(複数)の分岐路13bに分岐されている。各分岐路13bが、対応するノズル部21の吹出口21aに連なっている。
これによって、1つのプロセスガス生成部10からのプロセスガスを2つ(複数)のノズル部21に分流させて供給できる。
Fourth Embodiment
As shown in FIG. 6, 4th Embodiment concerns on the modification of 2nd Embodiment (FIG. 4). In surface treatment apparatus 1D of a 4th embodiment, common (single) source gas supply part 12 and process gas generation part 10 are used to two (plural) nozzle parts 21. The process gas supply passage 13 is branched into two (multiple) branch passages 13 b. Each branch passage 13 b is connected to the outlet 21 a of the corresponding nozzle portion 21.
Thereby, the process gas from one process gas generation unit 10 can be divided and supplied to the two (plurality) nozzle units 21.
また、例えば各分岐路13bに開閉弁(図示省略)を設けることによって、プロセスガスを供給するノズル部21を被処理基板9の搬送位置に応じて選択することもできる。
具体的には、被処理基板9が搬送方向MDの上流側(図6において左側)の処理領域22aを通過するときは、該上流側のノズル部21にだけプロセスガスを供給し、下流側(図6において右側)のノズル部21へのプロセスガスを停止してもよく、被処理基板9が下流側(図6において右側)の処理領域22aを通過するときは、該下流側のノズル部21にだけプロセスガスを供給し、上流側(図6において左側)のノズル部21へのプロセスガスを停止してもよい。
Further, for example, by providing an on-off valve (not shown) in each branch path 13b, the nozzle portion 21 for supplying the process gas can be selected according to the transport position of the substrate 9 to be processed.
Specifically, when the substrate 9 to be processed passes through the processing region 22a on the upstream side (left side in FIG. 6) in the transport direction MD, the process gas is supplied only to the nozzle portion 21 on the upstream side. The process gas to the nozzle unit 21 on the right side in FIG. 6 may be stopped, and when the substrate 9 to be processed passes the processing region 22 a on the downstream side (right side in FIG. 6), the nozzle unit 21 on the downstream side Alternatively, the process gas may be supplied to the upstream side (left side in FIG. 6) of the process gas to the nozzle portion 21.
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
例えば、プロセスガスのフッ化水素は、プラズマ放電によって生成されるものに限られない。HF発生手段は、大気圧プラズマに限られず、コロナ放電でもよい。フッ化水素水溶液を気化させたガスをプロセスガスとしてもよい。フッ化水素水溶液をバブリングしドライエッチング処理する方式でも良い。
乾燥ガスは、乾燥空気に限られず、乾燥窒素その他の乾燥不活性ガスなどであってもよい。
第2〜第4実施形態(図4〜図6)の表面処理装置1B,1C,1Dにおいて、ノズル部21及び処理領域22aの数は2つに限られず、3つ以上であってもよい。
第3実施形態(図5)において、第4実施形態(図6)と同様に、複数のノズル部21に対して共通(単一)の原料ガス供給部12及びプロセスガス生成部10が用いられていてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
For example, the hydrogen fluoride of the process gas is not limited to that generated by plasma discharge. The HF generation means is not limited to atmospheric pressure plasma, and may be corona discharge. A gas obtained by vaporizing the hydrogen fluoride aqueous solution may be used as the process gas. Alternatively, dry etching may be performed by bubbling a hydrogen fluoride aqueous solution.
The dry gas is not limited to dry air, and may be dry nitrogen or other dry inert gas.
In the surface treatment apparatuses 1B, 1C, and 1D of the second to fourth embodiments (FIGS. 4 to 6), the number of the nozzle portions 21 and the processing areas 22a is not limited to two, and may be three or more.
In the third embodiment (FIG. 5), as in the fourth embodiment (FIG. 6), the common (single) source gas supply unit 12 and the process gas generation unit 10 are used for the plurality of nozzle units 21. It may be
実施例を説明する。本発明が以下の実施例に限定されるものではない。
図1に示す装置1と実質的に同じ構成の表面処理装置を用いた。
被処理基板としてガラス基板9を処理領域22aに通した。
ガラス基板9の幅(図1の紙面直交方向の寸法)は、370mmであった。
ガラス基板9の搬送方向(図1の左右方向)の長さは、470mmであった。
ガラス基板9の搬送速度は、2.5m/minであった。
加熱部4によるガラス基板9の加熱温度は、45℃であった。
Examples will be described. The present invention is not limited to the following examples.
A surface treatment apparatus having substantially the same configuration as the apparatus 1 shown in FIG. 1 was used.
The glass substrate 9 was passed through the processing region 22a as a substrate to be processed.
The width of the glass substrate 9 (dimension in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1) was 370 mm.
The length of the glass substrate 9 in the transport direction (left and right direction in FIG. 1) was 470 mm.
The transfer speed of the glass substrate 9 was 2.5 m / min.
The heating temperature of the glass substrate 9 by the heating unit 4 was 45 ° C.
両側の局所乾燥空間42に乾燥空気からなる乾燥ガスを供給した。
乾燥ガスの温度は25℃、相対湿度は8%RHであった。
各局所乾燥空間42への乾燥ガスの供給流量は、25slmであった。
外部雰囲気(空気)の温度は30℃、相対湿度は30%RHであった。外部雰囲気は精密空調装置にて調温、調湿した。
A dry gas consisting of dry air was supplied to the local dry spaces 42 on both sides.
The temperature of the drying gas was 25 ° C., and the relative humidity was 8% RH.
The supply flow rate of drying gas to each local drying space 42 was 25 slm.
The temperature of the external atmosphere (air) was 30 ° C., and the relative humidity was 30% RH. The external atmosphere was temperature controlled and controlled by a precision air conditioner.
プロセスガス生成部10において、CF4とArとH2Oを含むフッ素含有原料ガスをプラズマ化してプロセスガスを生成した。
フッ素含有原料ガスのCF4の流量は0.8slmであり、Arの流量は11.2slmであった。
プロセスガスの供給流量は、12slmであった。
プロセスガスの露点は、30℃であった。
このプロセスガスを処理領域22aに供給することで、ガラス基板9の被処理面9aに接触させた。
In the process gas generation unit 10, a fluorine-containing source gas containing CF 4 , Ar and H 2 O is plasmatized to generate a process gas.
The flow rate of CF 4 of the fluorine-containing source gas was 0.8 slm, and the flow rate of Ar was 11.2 slm.
The flow rate of the process gas was 12 slm.
The dew point of the process gas was 30.degree.
The process gas is supplied to the processing region 22 a to contact the processing surface 9 a of the glass substrate 9.
処理後のガラス基板9の被処理面9aには白濁などの処理ムラが無く、良好なエッチング処理を行なうことができた。表面粗さは、0.82nmであった。 The processing surface 9a of the glass substrate 9 after the processing had no processing unevenness such as white turbidity, and a good etching process could be performed. The surface roughness was 0.82 nm.
[比較例1]
比較例として、乾燥ガス供給を停止して、ガラス基板9のエッチング処理を行なった。すなわち、各局所乾燥空間42への乾燥ガスの供給流量を、0L/minとした。それ以外の条件は、実施例1と同じであった。
図7の写真に示す通り、比較例1における処理後のガラス基板9の被処理面9aには、白濁などの処理ムラが形成された。図8は、比較例1の白濁箇所のAFM像である。図9は、比較例1の透明箇所のAFM像である。
ガラス面内に粗さの分布が一様でないとコントラストの差で処理ムラが認識できてしまう。
Raがほぼ同じ値でも、同一面内にあるとエッチング形状の違いでコントラストの違いができ、処理ムラとして表れる(図8)。
一様に粗さが発現(針山状)できていれば高Raでも処理ムラは認識できない(図9)。
Comparative Example 1
As a comparative example, the dry gas supply was stopped and the etching process of the glass substrate 9 was performed. That is, the supply flow rate of the drying gas to each local drying space 42 was set to 0 L / min. The other conditions were the same as in Example 1.
As shown in the photograph of FIG. 7, on the treated surface 9 a of the glass substrate 9 after the treatment in Comparative Example 1, treatment unevenness such as white turbidity was formed. FIG. 8 is an AFM image of the white spot of Comparative Example 1. FIG. 9 is an AFM image of the transparent portion of Comparative Example 1.
If the distribution of roughness is not uniform in the glass surface, the processing unevenness can be recognized due to the difference in contrast.
Even if Ra is almost the same value, if it is in the same plane, the difference in the etching shape causes a difference in contrast, which appears as uneven processing (FIG. 8).
If the roughness is uniformly expressed (pin-like shape), the processing unevenness can not be recognized even with high Ra (FIG. 9).
実施例2では、外部雰囲気の温度が30℃で相対湿度が50%RHであった。
それ以外の条件は、実施例1と同じであった。
実施例2においても、処理後のガラス基板9の被処理面9aには、白濁などの処理ムラが無く、良好なエッチング処理を行なうことができた。
In Example 2, the temperature of the external atmosphere was 30 ° C., and the relative humidity was 50% RH.
The other conditions were the same as in Example 1.
Also in Example 2, the processing surface 9a of the glass substrate 9 after the processing had no processing unevenness such as white turbidity, and a good etching process could be performed.
実施例3では、外部雰囲気の温度が30℃で相対湿度が60%RHであった。
それ以外の条件は、実施例1と同じであった。
実施例3においても、処理後のガラス基板9の被処理面9aには、白濁などの処理ムラが無く、良好なエッチング処理を行なうことができた。
In Example 3, the temperature of the external atmosphere was 30 ° C., and the relative humidity was 60% RH.
The other conditions were the same as in Example 1.
Also in Example 3, the processing surface 9a of the glass substrate 9 after the processing had no processing unevenness such as white turbidity, and a good etching process could be performed.
実施例4では、乾燥ガスとして乾燥空気を用い、局所乾燥空間42を温度28.9℃、相対湿度8%RH、絶対湿度(水分量)2.3g/m3とした。
処理チャンバー2の雰囲気ガスすなわち処理部20の外部2bの雰囲気ガスを温度30℃、相対湿度30%RH、絶対湿度(水分量)9.1g/m3とした。
それ以外の処理条件は実施例1と同じとした。
処理後のガラス基板9の被処理面9aには白濁などの処理ムラが無く、良好なエッチング処理を行なうことができた。表面粗さは、0.82nmであった。
In Example 4, dry air was used as the dry gas, and the local dry space 42 had a temperature of 28.9 ° C., a relative humidity of 8% RH, and an absolute humidity (moisture content) of 2.3 g / m 3 .
The atmosphere gas of the processing chamber 2, that is, the atmosphere gas of the outside 2b of the processing unit 20 was a temperature of 30 ° C., a relative humidity of 30% RH, and an absolute humidity (water content) of 9.1 g / m 3 .
The other processing conditions were the same as in Example 1.
The processing surface 9a of the glass substrate 9 after the processing had no processing unevenness such as white turbidity, and a good etching process could be performed. The surface roughness was 0.82 nm.
実施例5では、乾燥ガスとして乾燥窒素(N2)を用いた。局所乾燥空間42を温度28.4℃、相対湿度6%RH、絶対湿度(水分量)1.7g/m3とした。
処理チャンバー2の雰囲気ガスすなわち処理部20の外部2bの雰囲気ガスを温度30℃、相対湿度30%RH、絶対湿度(水分量)9.1g/m3とした。
それ以外の処理条件は実施例1及び実施例4と同じとした。
図10は、実施例5の処理後のガラス基板9のエッジに光を照射した撮影した写真である。同図に示すように、処理後のガラス基板9の被処理面9aには白濁などの処理ムラが無く、良好なエッチング処理を行なうことができた。表面粗さは、0.79nmであった。乾燥窒素を用いても乾燥空気(実施例4)と同等の表面粗さが得られた。
In Example 5, dry nitrogen (N 2 ) was used as the drying gas. The local drying space 42 had a temperature of 28.4 ° C., a relative humidity of 6% RH, and an absolute humidity (water content) of 1.7 g / m 3 .
The atmosphere gas of the processing chamber 2, that is, the atmosphere gas of the outside 2b of the processing unit 20 was a temperature of 30 ° C., a relative humidity of 30% RH, and an absolute humidity (water content) of 9.1 g / m 3 .
The other processing conditions were the same as in Example 1 and Example 4.
FIG. 10 is a photograph taken by irradiating light to the edge of the glass substrate 9 after the processing of the fifth embodiment. As shown in the figure, the processed surface 9a of the glass substrate 9 after the processing was free from uneven processing such as white turbidity, and a good etching process could be performed. The surface roughness was 0.79 nm. The surface roughness equivalent to dry air (Example 4) was obtained using dry nitrogen.
本発明は、例えばフラットパネルディスプレイの製造に適用できる。 The invention is applicable, for example, to the manufacture of flat panel displays.
MD 搬送方向
TD 幅方向
1,1B〜1D 表面処理装置
2 処理チャンバー(処理室)
2b 外側空間部(処理領域の外部)
3,3B プロセスガス供給手段
9 被処理基板
9a 被処理面
10 プロセスガス生成部
12 原料ガス供給部
12a ガスボックス
13 プロセスガス供給路
13b 分岐路
13v 開閉弁
20 処理部
21 ノズル部
21a 吹出口
21b 吸込口
22a 処理領域
30 搬送手段
34 駆動ローラー
35 フリーローラー
40 局所乾燥手段
41,41C 低湿箱
42 局所乾燥空間
43 画成部
50 乾燥ガス供給手段
52 乾燥ガス供給路
53 散気管(乾燥ガス吹出部)
53a 噴出孔
MD transport direction
TD Width direction 1, 1B to 1D Surface treatment device 2 Processing chamber (treatment chamber)
2b Outer space (outside of processing area)
3, 3B Process gas supply means 9 Substrate 9a to be processed 10 Process gas generation unit 12 Raw material gas supply unit 12a Gas box 13 Process gas supply passage 13b Branching passage 13v Opening and closing valve 20 Processing unit 21 Nozzle unit 21a Suction port 21b Suction Mouth 22a treatment area 30 transport means 34 drive roller 35 free roller 40 local drying means 41, 41C low humidity box 42 local drying space 43 defining unit 50 drying gas supply means
52 Drying gas supply passage 53 Aeration tube (drying gas outlet)
53a vent hole
Claims (7)
前記被処理基板を、処理領域を通過するように搬送方向へ搬送する工程と、
フッ化水素を含有するプロセスガスを、前記処理領域に供給する工程と、
前記処理領域の搬送方向の上流側及び下流側にそれぞれ設けられた局所乾燥空間に、前記処理領域の外部の雰囲気ガスよりも絶対湿度が低い乾燥ガスを供給する工程と、
を備えたことを特徴とする表面処理方法。 A surface treatment method for dry etching a treated surface of a substrate to be treated containing a silicon-containing substance, comprising:
Transporting the target substrate in a transport direction so as to pass through the processing region;
Supplying a process gas containing hydrogen fluoride to the processing region;
Supplying a drying gas having an absolute humidity lower than that of the atmosphere gas outside the processing region to the local drying spaces respectively provided on the upstream side and the downstream side in the transport direction of the processing region;
A surface treatment method comprising:
処理領域を有する処理部と、
前記被処理基板を、前記処理領域を通過するように搬送方向へ搬送する搬送手段と、
フッ化水素を含有するプロセスガスを、前記処理領域に供給するプロセスガス供給手段と、
前記処理部の搬送方向の上流側及び下流側にそれぞれ前記処理領域に連なるように設けられた一対の局所乾燥空間を画成する画成部と、
前記処理領域の外部の雰囲気ガスよりも絶対湿度が低い乾燥ガスを前記局所乾燥空間に供給する乾燥ガス供給手段と、
を備えたことを特徴とする表面処理装置。 A surface treatment apparatus for dry etching a surface to be treated of a substrate to be treated containing a silicon-containing substance, comprising:
A processing unit having a processing area;
Transport means for transporting the substrate to be processed in the transport direction so as to pass through the processing area;
A process gas supply means for supplying a process gas containing hydrogen fluoride to the processing region;
A definition unit which is provided on the upstream side and the downstream side of the transport direction of the processing unit so as to be continuous with the processing region;
Drying gas supply means for supplying a drying gas having an absolute humidity lower than the atmosphere gas outside the processing region to the local drying space;
A surface treatment apparatus comprising:
各処理領域における前記搬送方向の上流側及び下流側にそれぞれ前記局所乾燥空間の画成部が設けられていることを特徴とする請求項4から6の何れか1項に記載の表面処理装置。 In the processing unit, the processing regions are respectively provided at a plurality of positions separated in the transport direction,
The surface treatment apparatus according to any one of claims 4 to 6, wherein a defining portion of the local drying space is provided on the upstream side and the downstream side of the transport direction in each processing region.
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