JP4662453B2 - 基板等の乾燥方法および乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は基板等の乾燥方法および乾燥装置に関し、より詳細には、ガラス基板や半導体ウエハ等の各種基板やフィルム（以下、「基板等」と称する）の精密乾燥を行うための乾燥技術に関する。

従来、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）の製造工程や、ＩＣ，太陽電池等の半導体デバイスの製造工程等における基板等の精密乾燥は、洗浄・リンスの工程を経ることによって被処理基板等の表面に付着した水滴をエアナイフで除去した後に、該被処理基板等をハロゲンヒータや赤外線ヒータ等の熱源によって加熱した乾燥炉で乾燥させるか、あるいは熱源によって加熱された気体を被処理基板等に噴射して乾燥させる、いわゆるドライエアブローやホットＮ２ブローにより行われている。

特開平５−３５８０７６号公報

しかしながら、このような従来の乾燥方法では以下のような問題があり、その改善が求められていた。

すなわち、従来の乾燥方法では、被処理基板等を熱によって乾燥させているため、乾燥工程の途中で大気中に含まれる有機系ガス（有機物）等が基板等の表面の水分に吸収され、乾燥後に残渣物として表面に現れるという問題があった。

また、乾燥後は被処理基板等の表面温度が高くなっているため、次工程に移る前に被処理基板等を常温に戻すための冷却工程（たとえばクーリングプレート等）が必要になり、基板等の処理工程が多くなるという問題もあった。

さらに、熱源に多くの電力を必要とするため乾燥工程での電力消費が大きく、基板等の製造コストが高くなる一方で、乾燥炉やエアー等のブロー用に噴射装置を必要とするため、これらの装置を設置するスペースが必要となり、乾燥工程の省スペース化の妨げとなっていた。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、乾燥後に残渣物が残らず、乾燥後に冷却工程を必要とせず、省電力、省スペースで基板等の乾燥を行える基板等の乾燥方法および乾燥装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明に係る基板等の乾燥方法は、反応ガスをプラズマ化させるリアクタを用いた基板等の乾燥方法であって、上記リアクタとして周囲が固体誘電体で覆われ平行に配置された一対の対向電極を有し、この電極間に形成される通路で反応ガスをプラズマ化させるリアクタが用いられ、上記リアクタの反応ガスとしてプラズマ化されることによって水分子および有機物を解離可能な成分を含んでいるＮ ₂ ／Ｏ ₂ の混合ガスを用い、上記リアクタでこの反応ガスをプラズマ化させて被処理基板等の表面に浴びせることにより被処理基板等の表面に付着した水滴の水分子を解離させるとともに水滴中に含まれる有機物を分解し、被処理基板等の表面の水分を蒸発乾燥させることを特徴とする。

そして、本発明に係る乾燥方法は、その好適な実施態様として、反応ガスをプラズマ化させるリアクタを用いた基板等の乾燥方法であって、上記リアクタとして周囲が固体誘電体で覆われ平行に配置された一対の対向電極を有し、この電極間に形成される通路で反応ガスをプラズマ化させるリアクタが用いられ、第１のリアクタで被処理基板等の表面にプラズマ化された反応ガスを浴びせて被処理基板等の表面に付着した水滴の接触角を下げて水滴の表面積を広げる第１の工程と、上記第１の工程に続いて、反応ガスとしてプラズマ化されることによって水分子および有機物を解離可能な成分を含んでいるＮ ₂ ／Ｏ ₂ の混合ガスを用いた第２のリアクタで被処理基板等にプラズマ化された反応ガスを浴びせて被処理基板等の表面に付着した水滴の水分子を解離させるとともに水滴中に含まれる有機物を分解し、被処理基板等の表面の水分を蒸発乾燥させる工程とを有することを特徴とする。

一方、本発明に係る乾燥装置は、上記基板等の乾燥方法を実施するための装置であって、被処理基板等を搬送する搬送手段と、上記被処理基板等の搬送方向の上流側に設けられた第１のリアクタと、この第１のリアクタの下流側に設けられた１又は複数の第２のリアクタとからなり、上記第１および第２のリアクタは、固体誘電体で覆われ平行に配置された対向電極を被処理基板等と直交するように配置し、上記対向電極間の高周波電力によってプラズマ化された反応ガスを被処理基板等に噴射供給して表面処理を行う装置であって、上記対向電極の一方の電極が高周波電源の出力端子の接地側に接続され、他方の電極が上記高周波電源の他方の出力端子と接続されてなり、上記他方の電極には、該電極と上記被処理基板等との間に接地されたシールド導体板が配置されたプラズマ表面処理装置で構成され、少なくとも、上記第１のリアクタに供給する反応ガスとして、プラズマ化されることによって被処理基板等の表面改質を行うガスを用いるとともに、第２のリアクタに供給する反応ガスとしてプラズマ化されることによって水分子および有機物を解離可能な成分を含んだガスを用いることを特徴とする。

すなわち、本発明の乾燥装置では、搬送手段によって搬送される被処理基板等は第１のリアクタを通過する際に該リアクタで生成されたプラズマによって表面改質される。その際、被処理基板等の表面に付着した水滴（水分）は、第１のリアクタによって生成されたプラズマによって活性化され、基板等の表面との接触角が下がり基板上の表面積が拡張する。そして、このように水滴の表面積が拡張した被処理基板等は、搬送手段によって続く第２のリアクタに搬送され、この第２のリアクタで生成されたプラズマによって水滴表面の水分子が解離されるとともに有機物が分解（解離）され、被処理基板等の表面が乾燥状態となる。

なお、上記第１および第２のリアクタを構成するプラズマ表面処理装置は、上記他方の電極と被処理基板等との間に接地されたシールド導体板が介装されているので、対向電極の側方に生じる高周波電界がこのシールド導体板によって遮蔽され、高周波電界による被処理基板等への影響が抑制される。また、上記一方の電極およびシールド導体板が接地電位に保たれるので、これらと被処理基板等との電位差がなく、被処理基板等への誘導電流の発生も防止される。

そして、本発明は、その好適な実施態様として、第１および第２のリアクタを構成するプラズマ表面処理装置における上記他方の電極は、該電極のシールド導体板側の端部が肉薄の略尖頭形に形成される。これにより、シールド導体板と対向する上記他方の電極のシールド導体板側の端面の面積が小さくなるので、上記他方の電極とシールド導体板との容量結合を弱められ、対向電極に高周波電力を供給した際に生じるシールド導体板の発熱が抑制される。また、電極を肉薄に形成することにより、対向電極の側方に生じる高周波電磁界が弱められ、高周波電界による被処理基板等への影響もほぼ完全に遮断される。

また、本発明は、他の好適な他の実施態様として、第１および第２のリアクタを構成するプラズマ表面処理装置における上記他方の電極と被処理基板等との間に上記シールド導体板が複数枚配置される。すなわち、本実施形態では、上記高周波電源の非接地側の出力端子に接続された上記他方の電極と被処理基板等との間に、接地されたシールド導体板が並列的に複数枚配置されることにより、対向電極の側方に生じる高周波電磁界がこれら複数のシールド導体板によって遮蔽されるので、上述した好適な実施態様の場合に比して上記対向電極の側方に生じる高周波電磁界による被処理基板等への影響をより小さなものとすることができる。

さらに、本発明は、他の好適な実施態様として、上記被処理基板等の裏面側に、該被処理基板等と対面するように接地されたアース板が配置される。これにより、仮に上記対向電極の側方に生じる高周波電磁界の影響によって被処理基板等に微弱な誘導電流が発生した場合でも、被処理基板等の裏面側に被処理基板等と対面して接地されたアース板が設けられていることから、被処理基板等とこのアース板とが容量結合するので、被処理基板等に発生した電流・電圧はこのアース基板によって限りなくアースレベルに抑えられ、被処理基板等への影響をさらに小さなものとすることができる。

本発明によれば、搬送手段によって搬送される被処理基板等の表面に付着した水滴は第１のリアクタを通過する際に表面改質されて基板上の表面積が増大し、第２のリアクタによって水滴表面の水分子が解離されるとともに有機物が分解されるので、乾燥後に基板等の表面に有機物等の残渣物が残らない。

また、乾燥にあたり被処理基板等にはプラズマ生成時に発生するプラズマ熱しか与えられないので乾燥中に被処理基板等が高温に加熱されることがないので、乾燥後に冷却工程を必要としない。

さらに、乾燥にあたり従来のように熱源を必要としないので、基板等の乾燥に必要な電力消費量が格段に少なく、少ない電力で基板等の乾燥を行うことができ、しかも、リアクタは乾燥炉に比べて構造的に小さくてすむので、乾燥工程の省スペース化を図ることができる。

また、上記第１および第２のリアクタとして用いられるプラズマ表面処理装置は、プラズマ生成時に被処理基板等に与えるダメージが小さくなるように構成されているので、被処理基板等を破壊することなく基板等の乾燥を行うことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明に係る乾燥装置の外観構成の一例を示す斜視図である。この乾燥装置は、基板等の乾燥を行うものであって、図示のように、被処理基板等Ｗを搬送する搬送手段１と、この搬送手段１の搬送方向の上流側に設けられた第１のリアクタＡと、この第１のリアクタの下流側に設けられた１又は複数の第２のリアクタＢを主要部として備えて構成される。

上記搬送手段１は、洗浄・リンス等の前処理工程が済んだ被処理基板等Ｗを乾燥工程に案内・搬送するための搬送装置であって、本実施形態では、図示のように、被処理基板等Ｗを載置して搬送するローラコンベアの形態とされる。なお、ここで、上記前処理工程が済んだ被処理基板等Ｗは、図示しないエアナイフ等で基板等の表面に付着した水分を除去してからこの搬送手段１によって上記第１のリアクタＡに搬送される。

上記第１および第２のリアクタＡ，Ｂは、被処理基板等Ｗに対してプラズマ活性化した反応ガスを噴射して被処理基板等Ｗの表面処理を行うプラズマ表面処理装置２で構成される。本発明では、このようにプラズマ表面処理装置２を搬送手段１の搬送方向に複数配置しているが、これは後述するように、搬送方向の上流側に設けられる第１のリアクタＡを用いて被処理基板等Ｗの表面改質を行うとともに、下流側に設けられた第２のリアクタＢを用いて被処理基板等Ｗの表面に付着した水分を乾燥させるためである。

そこで、まずこれら第１および第２のリアクタＡ，Ｂに共通するプラズマ表面処理装置２の構造について説明する。本発明に係るプラズマ表面処理装置２は、接地される導体板により下方を開放した細長い箱型のシールドケース３を作り、その内部に、高周波電力が供給されるリアクタを収容した構造とされる。

ここで、このプラズマ表面処理装置２に用いられるリアクタの代表的構造例を図２乃至図４に断面図で示す。これらの断面図は、いずれも図１に示すプラズマ表面処理装置（第１のリアクタＡまたは第２のリアクタＢ）をコンベアの搬送方向に沿う鉛直な面で切断したもので、いずれの図に示すリアクタも紙面と垂直な方向に、コンベアを横断する長さの奥行きを持っている。

まず、第１の構造例を図２に基づいて説明する。図２は、リアクタ４を平行に配置された一対の対向電極６，７で構成した場合を示しており、各電極６，７は、図示のように、搬送手段１によって搬送される被処理基板等Ｗと直交するように配置され、上述した接地導体板であるシールドケース３の内部に固定される（シールドケース３の接地は図中のＥ３参照）。

各電極６，７は、例えばアルミニウムなどの金属で製作され、その周囲はセラミックスなどの固体誘電体８で覆われている。ここで、上記各平板電極６，７を固体誘電体９で覆ったのは、平板電極６、７の金属によって被処理基板等Ｗが汚染されるのを防止するためであり、固体誘電体８の比誘電率が大きく固体誘電体８の表面間に電界が集中するので、固体誘電体８の間隙が実質的な電極間隙Ｇとなる。この電極間隙Ｇの長さは、改質性能等に大きい変化を与えるので、通過する反応ガスの励起状態を発光分光器で観測することにより適宜決定される。

また、これら各電極６，７は、特に図示しないが、その内部に冷却用空洞が設けられており、この冷却用の空洞に冷却液である純水等の絶縁液体が循環圧送され、電極６，７の発熱が抑えられている。なお、この冷却液による冷却は、被処理基板等Ｗの熱損傷が起こらないように、例えば電極を１００℃以下に保つように実施される。

そして、上記各電極６、７は、高周波電源ＲＦから給電を受ける。ここで、この高周波電源ＲＦは、図示しない昇圧トランスを介して上記各電極６，７に高周波電力を供給するように構成され、一方の電極６に接続される出力端子（図で−で示される側）を接地している（図中の符号Ｅ１参照）。なお、図示しないが、この高周波電源ＲＦには、各電極６、７に上記昇圧トランスの２次側が接続されて生じる並列共振回路の共振周波数の変動に、高周波周波数を追従させるＰＬＬ回路が備えられ、無効電力を最小にして電力の供給効率が高められている。

一方、高周波電源ＲＦの他方の出力端子（図で＋で示される側）は電極７と接続されており、この電極７と被処理基板等Ｗとの間にはシールド導体板９が配設される。このシールド導体板９は、対向電極６，７の側方に膨らむように発生する高周波電界を遮蔽するためのシールドであって、図示のように、接地された金属板を、上記電極７の被処理基板等側の端面７ａに沿って、該端面７ａと所定間隔を空けて配設することにより構成されている（このシールド導体板９の接地については図中の符号Ｅ２参照）。

なお、図２では、シールド導体板９を固体誘電体８内に配置した場合を示したが、このシールド導体板９は固体誘電体８の外側に設けることも可能である。要は、このシールド導体板９は、対向電極６，７の側方に生じる高周波電界を遮蔽可能な位置に配置されていればよい。

そして、この図２に示す構造のリアクタ４では、プラズマ化される反応ガスは、対向電極６，７（固体誘電体８，８）間に形成された内部通路を通って被処理基板等Ｗに供給される。この内部通路は、上記コンベア（搬送手段１）の幅寸法に合わせて形成されており、反応ガスはこの内部通路の上部に設けられた供給孔１０から供給され、電極間隙Ｇをプラズマ化されながら下方に流れ、内部通路の下部に設けられたスリット孔状に開口した噴射孔１１から、被処理基板等Ｗが搬送されるコンベアの上に噴射される。

このように構成された図２に示す構造のリアクタ４を備えたプラズマ表面処理装置２においては、上記対向電極６，７の一方の電極６が高周波電源ＲＦの出力端子の接地側に接続されて接地電位に保たれ、リアクタ４の外周は接地導体板からなるシールドケース３が配置されているので、高周波電磁界の漏れを略完全に防ぐことができる。しかも、対向電極６，７の側方に膨らむように発生する高周波電界は上述したシールド導体板９によって遮蔽されているので、コンベア２によって搬送される被処理基板等Ｗに上記対向電極６，７の側方の高周波電界による誘導電流が流れるのも抑制される。そのため、この図２に示すリアクタ４を用いることで、被処理基板等Ｗの表面にトランジスタや配線等の微小パターンが半導体や導体によって形成されているような場合でも、誘導電流による微小パターンの破壊が防止され、精度良く表面処理を行うことができる。

次に、リアクタの第２の構造例を図３に基づいて説明する。この図３に示すリアクタ４０は、図２に示すリアクタ４の電極７（高周波電源ＲＦの非接地側（図において＋側）の出力端子に接続された電極）の構造を改変したものであって、電極７の構造以外の他の構成は上述した図２のリアクタ４と同様であるので、構成が共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

すなわち、この図３に示すリアクタ４０では、高周波電源ＲＦの非接地側の出力端子に接続される電極７′は、図示のように、シールド導体板側が肉薄に形成されている。

これは、上述したように、各電極６，７には、その内部に冷却用空洞が設けられていることから、通常、各電極６，７は、図２に示すように、ある程度の厚みを持って形成される。しかし、このように電極にある程度の厚みがあると、電極７のシールド導体板側の端面７ａは、この電極の厚みに応じて一定の面積をもった面を形成するので、この端面７ａとシールド導体板９とが容量結合することとなり、対向電極６，７に高周波電力が供給されるとシールド導体板９が発熱してしまう。そのため、図２に示す構造では、シールド導体板９の発熱を抑制するために、別途シールド導体板９の発熱対策（冷却構造）が必要となる。

図３に示すリアクタ４０は、このようなシールド導体板９の発熱を防止するため、電極７′とシールド導体板９とができるだけ容量結合しないように、電極７′のシールド導体板側の端部の肉厚を薄く形成したものである。

具体的には、上記冷却用空洞をできるだけ電極７′の上部に形成し、この冷却用空洞のない部分（つまり、電極７′のシールド導体板側）の肉厚を薄くし、電極７′のシールド導体板側の端部をできるだけ鋭角な略尖頭形に形成することで、電極７′のシールド導体板側の端部とシールド導体板９とがいわば線と面とで結合するようにしている。

これにより、電極７′とシールド導体板９との容量結合の度合いが小さくなり、シールド導体板９の発熱が抑制される。

なお、ここでシールド導体板９の発熱を抑制する方法として、電極７′のシールド導体板側の端部とシールド導体板９の対向面との距離Ｌを長く設定することも考えられるが、それでは対向電極６，７′と被処理基板等Ｗとの間隔が離れてしまい、ライフタイムが短いプラズマ活性種が被処理基板等Ｗに到達するまでに損なわれてしまう。また、その一方で、反応ガスを大量に供給するようにしたのでは、反応ガスの消費量が増大する。

これに対して、図３に示す構造のリアクタ４０では、シールド導体板９の発熱を心配することなく対向電極６，７′と被処理基板等Ｗとを近づけることができるので、反応ガスの使用量を増加させることなく効率よく基板の表面処理を行うことができる。また、このように電極７′のシールド導体板側の肉厚を薄くすることで、シールド導体板９による高周波電磁界の遮蔽効果も向上し、被処理基板等Ｗへの電磁誘導による影響をほぼ完全に遮断することができる。

なお、この点に関して、出願人は、表面にトランジスタの微小パターンを形成した被処理基板等Ｗに対して図３の構造のリアクタ４０による表面処理を行い、処理前後におけるトランジスタのＶｔｈ特性およびＣＶ特性を測定したところ、処理の前後でこれらの特性に変化がないことが判明した。つまり、図３の構造のリアクタ４０を用いて被処理基板等Ｗの表面処理を行っても、被処理基板等Ｗには誘導電流等によるダメージが殆どないことを確認した。

このように、本実施形態に示すプラズマ表面処理装置２によれば、対向電極６，７（７′）間の高周波電磁界による被処理基板等Ｗの誘導電流の発生、および、被処理基板等Ｗへの アーク電流の流れ込みが抑制されるので、表面にトランジスタや配線等の微小パターンが半導体や導体によって形成された基板等の表面処理を行う場合でも、誘導電流による微小パターンの破壊がなく、表面処理を精度良く行うことができる。しかも、対向電極６，７（７′）を被処理基板等Ｗに接近させて表面処理を行うことができるので、基板等の処理効率を高かめることができる。

図４は、図３に示すリアクタ４０の更なる改変例を示している。この図４に示すリアクタ４１は、上記高周波電源ＲＦの非接地側（図において＋側）の出力端子に接続された電極７′と被処理基板等Ｗとの間に、接地されたシールド導体板９を並列的に複数枚（図示例では２枚）配置するとともに、被処理基板等Ｗの裏面側（被処理基板等Ｗを挟んで上記シールド導体板９とは反対側の面）に、該被処理基板等と対面するように接地された導体のアース板を配置することにより構成されている（アース板１２の接地は図中のＥ４参照）。

すなわち、この図４に示すリアクタ４１においては、電極７′と被処理基板等Ｗとの間にシールド導体板９が複数枚配置されるので、対向電極６，７′の側方に生じる高周波電磁界がこれら複数のシールド導体板９，９によって遮蔽される。そのため、シールド導体板９が１枚のみである場合に比べて遮蔽効果が高く、対向電極６，７′の側方に生じる高周波電磁界による被処理基板等Ｗへの影響を図３に示すリアクタ４０よりも小さくすることができる。なお、このシールド導体板９の配設枚数は適宜変更可能であり、たとえばシールド導体板９を３枚以上配設することも可能である。また、その配設位置も固体誘電体８内に限られず、固体誘電体８の外側に設けてもよいこととは、上述した図３のリアクタ４０の場合と同様である。

また、この図４に示すリアクタ４１では、上記被処理基板等Ｗの裏面側に、この被処理基板等Ｗと対面して接地されたアース板１２が設けられていることから、被処理基板等Ｗとこのアース板とが容量結合する。したがって、上記シールド導体板９による遮蔽にもかかわらず被処理基板等Ｗに発生する微弱な電流・電圧はこのアース板１２によって限りなくアースレベルに抑えられ、被処理基板等Ｗへの影響をより小さくすることができ、誘導電流等による微小パターンの破壊をほぼ完全に防止することができる。なお、このアース板１２と被処理基板等Ｗとの間隔Ｌ２はこれらの容量結合を強めるため可能な限り近接していることが望ましいのはもちろんである。

しかして、本発明では、このように構成されたプラズマ表面処理装置２のうち搬送手段１の搬送方向上流側に設けられる第１のリアクタＡには、上述したように、被処理基板等Ｗの表面改質を行うために用いられる。そのため、この第１のリアクタＡに用いられるプラズマ表面処理装置２の反応ガスには、プラズマ化されることによって被処理基板等Ｗの表面改質を行うガス、たとえば、Ｎ₂／Ｏ₂の混合ガスが好適に用いられる。

一方、上記第１のリアクタＡの下流側に設けられる第２のリアクタＢは、被処理基板等Ｗの表面に付着した水分を乾燥させるために用いられる。そのため、この第２のリアクタＢに用いられるプラズマ表面処理装置２に供給する反応ガスとしては、プラズマ化されることにより被処理基板等Ｗの表面に付着した水の分子（Ｈ₂０）および有機物を解離させるエネルギを有する成分（たとえば、Ｎラジカル）を含んだガス（たとえば、Ｎ₂／Ｏ₂の混合ガスや空気）が用いられる。なお、本実施形態では、この第２のリアクタＢに供給する反応ガスとしては、低コストで使用できるクリンドライエア（ＣＤＡ）が好適に用いられる。

そこで、次に、本発明に係る乾燥装置を用いた乾燥工程について図５に基づいて説明する。図５は、乾燥工程の作用を模式的に示した説明図である。

上述したように、前処理工程で洗浄・リンス等がなされた被処理基板等Ｗは、エアナイフ等で表面に付着した水分が除去されてから上記コンベアによって上記第１のリアクタＡに搬送される。このとき、被処理基板等Ｗの表面に付着した水分の多くは上記エアナイフ等で除去されているが、基板等の表面にはわずかに水分が残留し、その残留水分が水滴Ｄとなって被処理基板等Ｗの表面に付着している（図５(a)参照）。

この状態で、被処理基板等Ｗは上記第１のリアクタＡに搬送され、該リアクタＡの下を通過する際に該リアクタＡから噴射されるプラズマ化した反応ガスを浴びてその表面が改質される。その際、被処理基板等Ｗの表面に付着した水滴Ｄは、プラズマ化した反応ガスによって活性化され、表面張力が低下して接触角が下がり、基板等の表面における表面積が拡張・増大する（図５(b)参照）。

そして、この第１のリアクタＡを通過した被処理基板等Ｗは、次に第２のリアクタＢに搬送される。ここで、この第２のリアクタＢは反応ガスとしてクリンドライエア（ＣＤＡ）が用いられているので、該反応ガスがプラズマ化されることによって水分子を解離するエネルギを有するＮラジカルの他、酸素ラジカル、オゾン、およびプラズマ熱が発生し、これらによって被処理基板等Ｗ上の水滴（大気中の有機物を含む）が乾燥・除去される（図５(c),(d)参照）。

すなわち、被処理基板等Ｗの表面に付着した水滴は、第２のリアクタで生成されたプラズマによって水滴表面の水分子が解離されるとともに、水滴中に含まれる有機物もオゾン等によって分解され、被処理基板等Ｗの表面の水分は蒸発乾燥する。つまり、本発明に係る乾燥装置によれば、被処理基板等Ｗの乾燥時に基板等の表面に有機物等が残渣として残ることがなく精密な乾燥を行うことができる。

なおここで、図５に示す例では、この第２のリアクタＢを複数（Ｂ１〜Ｂｎ ｎは整数）設けた場合を示したが、この第２のリアクタＢは上記搬送手段１の搬送速度（換言すれば、第２のリアクタＢに対する被処理基板等Ｗの相対速度）に応じてその台数は１台以上の範囲で適宜設定される。つまり、搬送手段１の搬送速度が遅く、１台のリアクタＢで被処理基板等Ｗを完全に乾燥できる場合には上記第２のリアクタＢは１台とされる一方、移動速度が速く、１台のリアクタＢで被処理基板等を完全に乾燥できない場合には、搬送手段１の搬送経路上に上記第２のリアクタＢを複数台設けて、被処理基板等Ｗを順次これら複数のリアクタＢの下を通過させて乾燥を行うように構成される。

このように、本発明の乾燥装置によれば、被処理基板等Ｗの乾燥は、従来のような熱源を必要とせずにプラズマ表面処理装置２で構成された第１および第２のリアクタＡ，Ｂによって行われるので、従来の手法に比べて乾燥工程にかかる消費電力を少なくすることができるとともに、乾燥炉などに比して小型のプラズマ表面処理装置２を用いているので乾燥工程の省スペース化を図ることができる。

しかも、乾燥にあたって被処理基板等Ｗを加熱しないので被処理基板等Ｗの表面温度も上昇せず、乾燥後の冷却工程（たとえばクーリングプレート等）も必要とされない。

なお、上述した実施形態はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれらに限定されることなくその範囲内で種々の設計変更が可能である。

たとえば、上述した実施形態では、上記プラズマ表面処理装置２に用いられるリアクタの代表的構造例として図２乃至図４を示したが、該リアクタの構造は、たとえば図６に示すようにしてもよい。すなわち、上述した図３に示すリアクタ４０では、電極７′はシールド導体板側の端部を薄板状に形成した場合を示したが、電極７′とシールド導体板９とがいわゆる線と面とで対向するように構成されていれば、図６に示すように、リアクタ４２の電極７′を下方に向かってテーパ状に肉薄に形成した、いわゆるくさび状に形成することも可能である。また、電極７′のシールド導体板側端縁に凹凸を設けて、電極７′とシールド導体板９とが部分的に点と面で対向するように構成することもできる。要は、電極７′とシールド導体板９との容量結合の度合いが小さくなるように形成されていれば、電極７′の端部の形状は適宜設計変更可能である。

また、上述した実施形態では、被処理基板等Ｗを乾燥させるために第１および第２の二種類のリアクタＡ，Ｂを用いる構成を示したが、たとえば、乾燥装置の前処理の段階で水滴が除去され、被処理基板等Ｗの表面に残留する水分が水滴の状態で存在しない場合（被処理基板等Ｗの表面に分子レベルで水分が残留するような場合）には、 上記第１のリアクタＡのみで被処理基板等Ｗの表面改質から乾燥までの工程を行い、上記第２のリアクタＢを省略することができる。

すなわち、本実施形態では上記第１のリアクタＡの反応ガスとしてＮ₂／Ｏ₂の混合ガスが用いられているため、第１のリアクタＡでプラズマ化された反応ガス中には水分子の解離エネルギを上回るエネルギを持ったＮラジカルも含まれるので、第１のリアクタＡのみで表面改質と乾燥の双方を行うように構成することも可能である。つまり、本発明は、プラズマ化されることによって水分子および有機物を解離可能な成分を含んだ反応ガスを用い、この反応ガスをリアクタでプラズマ化させて被処理基板等Ｗの表面に浴びせることにより被処理基板等Ｗの表面に付着した水分および有機物を除去することに特徴があり、この範囲であれば乾燥装置の具体的な構成は適宜設計変更可能である。

本発明に係る乾燥装置の外観構成の一例を示す斜視図である。 同乾燥装置に用いられるプラズマ表面処理装置の内部構造の一例を示す断面図である。 同プラズマ表面処理装置の内部構造の他の一例を示す断面図である。 同プラズマ表面処理装置における電極構造の改変例を示す断面図である。 本発明に係る乾燥装置を用いた乾燥工程の作用を模式的に示した説明図である。 同乾燥装置に用いられるプラズマ表面処理装置の内部構造の改変例を示す断面図である。

符号の説明

１ 搬送手段
２ プラズマ表面処理装置
３ シールドケース
４，４０，４１，４２ リアクタ
６ 一方の電極
７，７′ 他方の電極
８ 固体誘電体
９ シールド導体板
１０ 反応ガスの供給孔
１１ 反応ガスの噴射孔
１２ アース板
Ａ 第１のリアクタ
Ｂ 第２のリアクタ
Ｇ 電極間隙
ＲＦ 高周波電源

Claims (8)

1. 反応ガスをプラズマ化させるリアクタを用いた基板等の乾燥方法であって、
   前記リアクタとして周囲が固体誘電体で覆われ平行に配置された一対の対向電極を有し、この電極間に形成される通路で反応ガスをプラズマ化させるリアクタが用いられ、
   前記リアクタの反応ガスとしてプラズマ化されることによって水分子および有機物を解離可能な成分を含んでいるＮ ₂ ／Ｏ ₂ の混合ガスを用い、前記リアクタでこの反応ガスをプラズマ化させて被処理基板等の表面に浴びせることにより被処理基板等の表面に付着した水滴の水分子を解離させるとともに水滴中に含まれる有機物を分解し、被処理基板等の表面の水分を蒸発乾燥させることを特徴とする基板等の乾燥方法。
2. 反応ガスをプラズマ化させるリアクタを用いた基板等の乾燥方法であって、
   前記リアクタとして周囲が固体誘電体で覆われ平行に配置された一対の対向電極を有し、この電極間に形成される通路で反応ガスをプラズマ化させるリアクタが用いられ、
   第１のリアクタで被処理基板等の表面にプラズマ化された反応ガスを浴びせて被処理基板等の表面に付着した水滴の接触角を下げて水滴の表面積を広げる第１の工程と、
   前記第１の工程に続いて、反応ガスとしてプラズマ化されることによって水分子および有機物を解離可能な成分を含んでいるＮ ₂ ／Ｏ ₂ の混合ガスを用いた第２のリアクタで被処理基板等にプラズマ化された反応ガスを浴びせて被処理基板等の表面に付着した水滴の水分子を解離させるとともに水滴中に含まれる有機物を分解し、被処理基板等の表面の水分を蒸発乾燥させる工程と
   を有することを特徴とする基板等の乾燥方法。
3. 請求項２に記載の基板等の乾燥方法を実施するための装置であって、
   被処理基板等を搬送する搬送手段と、前記被処理基板等の搬送方向の上流側に設けられた第１のリアクタと、この第１のリアクタの下流側に設けられた１又は複数の第２のリアクタとからなり、
   前記第１および第２のリアクタは、固体誘電体で覆われ平行に配置された対向電極を被処理基板等と直交するように配置し、前記対向電極間の高周波電力によってプラズマ化された反応ガスを被処理基板等に噴射供給して表面処理を行う装置であって、前記対向電極の一方の電極が高周波電源の出力端子の接地側に接続され、他方の電極が前記高周波電源の他方の出力端子と接続されてなり、前記他方の電極には、該電極と前記被処理基板等との間に接地されたシールド導体板が配置されたプラズマ表面処理装置で構成され、
   少なくとも、前記第１のリアクタに供給する反応ガスとして、プラズマ化されることによって被処理基板等の表面改質を行うガスを用いるとともに、第２のリアクタに供給する反応ガスとしてプラズマ化されることによって水分子および有機物を解離可能な成分を含んだガスを用いることを特徴とする乾燥装置。
4. 前記他方の電極は、該電極のシールド導体板側の端部が肉薄の略尖頭形に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の乾燥装置。
5. 前記シールド導体板は、前記他方の電極を覆う固体誘電体内に配設されていることを特徴とする請求項３または４に記載の乾燥装置。
6. 前記他方の電極と前記被処理基板等との間に前記シールド導体板が複数枚配置されていることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の乾燥装置。
7. 前記被処理基板等の裏面側に、該被処理基板等と対面するように接地されたアース板が配置されていることを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の乾燥装置。
8. 前記第２のリアクタに供給する反応ガスとしてドライエアを用いることを特徴とする請求項３から７のいずれかに記載の乾燥装置。

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