KR102355875B1 - 표면 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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마사토 아카호리
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세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
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Abstract

산화 용이성의 금속층이 형성된 기판 표면을 드라이 처리 후, 웨트 세정할 때, 금속층이 대미지를 받는 것을 억제하거나 또는 방지한다. 드라이 처리부(10)에 있어서 환원성 성분을 함유하는 환원성 가스상 유체를 피처리 기판(90)의 표면의 산화 용이성의 금속층(93)에 접촉시키고, 또한 상기 접촉과 전후해서 환원성 가스상 유체를 활성화시킨다. 그 후, 피처리 기판(90)을 웨트 세정부(20)로 보내서 세정액(29)으로 세정한다.

Description

표면 처리 방법 및 장치
본 발명은, 산화 용이성의 금속층을 포함하는 피처리 기판의 표면을 처리하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 드라이 처리 및 웨트 세정을 포함하는 표면 처리 방법 및 표면 처리 장치에 관한 것이다.
TFT(thin film transistor(박막 트랜지스터)) 등의 반도체 제조 공정에 있어서는, 예를 들어 기판의 표면에 Cu 등의 금속층을 형성 후, 세정한 다음, 레지스트를 마련하여, 상기 금속층을 포토 에칭함으로써 전극 패턴을 형성한다(특허문헌 1 등 참조).
상기 세정 방법으로서는, 드라이 세정과 웨트 세정이 있다. 세정에 의해 접촉각을 작게 해서 친수성을 높여서, 레지스트를 피막하기 쉽게 한다.
일본특허공개 제2001-87719호 공보
발명자들의 지견에 따르면, 기판의 친수성을 높이기 위해서, 예를 들어 N2 및 O2를 함유하는 산화성 프로세스 가스를 플라스마나 엑시머 UV 등의 활성화 수단에 의해 활성화시켜서 기판에 접촉시킴으로써 드라이 세정한 후, 물로 웨트 세정하면, 금속층의 표면에 산점상 내지는 반점상의 용해 대미지가 형성되는 경우가 있다. 특히, Cu 등의 산화 용이성의 금속층의 경우, 대미지를 받기 쉽다. 대미지를 받은 금속층으로부터 전극 패턴을 형성하면 배선 불량이 일어난다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여, 산화 용이성의 금속층이 형성된 기판 표면을 드라이 처리 후, 웨트 세정할 때, 금속층이 대미지를 받는 것을 억제하거나 또는 방지할 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 발명자는 예의 연구 고찰을 행하였다.
상기 산화성 프로세스 가스의 활성화에 의해 예를 들어 질산 그 밖의 산화성의 부식성 성분이 생성되고, 이것이 피처리 기판에 부착 내지는 흡착하는 것으로 추정된다. 한편, 피처리 기판을 웨트 세정 공정으로 이행시킬 때, 웨트 세정부에 가까운 분위기 중을 부유하는 안개 형태의 물이 피처리 기판에 부착된다. 이 때문에, 피처리 기판의 표면의 금속층 상에 질산 수용액 등의 부식성 수용액이 생기고, 해당 수용액에 금속층의 구리가 용출함으로써 상기 대미지가 형성되는 것이라 생각된다.
본 발명은, 이러한 고찰에 기초해서 이루어진 것으로, 본 발명 방법은, 산화 용이성의 금속층을 포함하는 피처리 기판의 표면을 처리하는 방법으로서,
환원성 성분을 함유하는 환원성 가스상 유체를 상기 피처리 기판에 접촉시키고, 또한 상기 접촉과 전후해서 상기 환원성 가스상 유체를 활성화시키고,
그 후, 피처리 기판을 세정액으로 세정하는 것을 특징으로 한다.
상기 표면 처리에 의해, 피처리 기판의 접촉각이 작아져서 친수성이 높아져서, 레지스트 등과의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 이에 더하여, 상기 환원성 가스상 유체에 환원성 성분을 함유시킴으로써, 활성화 시에 산화성의 부식성 성분이 생성되는 것이 방지된다. 혹은 생성되었다 하더라도 환원성 성분의 환원 작용에 의해 산화성 내지는 부식성을 완화시킨다. 그렇게 함으로써, 웨트 세정 이행 시에 피처리 기판의 표면에 부식성 용액이 형성되는 것이 방지 또는 억제된다. 이 결과, 산화 용이성의 금속층이 대미지를 받는 것을 방지 또는 억제할 수 있다.
상기 환원성 가스상 유체를 활성화시킨 후, 상기 피처리 기판에 접촉시켜도 된다.
상기 환원성 가스상 유체를 상기 피처리 기판에 접촉시킨 후, 활성화시켜도 된다.
상기 환원성 가스상 유체의 상기 피처리 기판으로의 접촉과 활성화를 동시에 행해도 된다.
플라스마 처리, 코로나 방전 처리, 자외선 조사 처리 또는 마이크로파 조사 처리에 의해 상기 활성화를 행하는 것이 바람직하다.
플라스마 처리에서는, 플라스마에 의해 환원성 가스상 유체를 활성화시킨다. 한 쌍의 전극간에 방전을 생성함으로써 상기 활성화를 행하는 것이 바람직하다. 상기 희석 성분이 방전 생성 가스를 겸하는 것이 바람직하다.
코로나 방전 처리에서는, 코로나 방전에 의해 환원성 가스상 유체를 활성화시킨다. 자외선 조사 처리에서는, 자외선 조사에 의해 환원성 가스상 유체를 활성화시킨다. 마이크로파 조사 처리에서는, 마이크로파 조사에 의해 환원성 가스상 유체를 활성화시킨다.
상기 환원성 성분은, 환원 작용을 발휘하는 단체 또는 화합물이며, 상기 활성화에 의해 환원 작용이 발현하는 단체 또는 화합물이어도 된다. 이러한 환원성 성분으로서는, 수소(H2), 황화수소(H2S), 과산화수소(H2O2), 일산화탄소(CO), 수소 산소 함유 화합물 등을 들 수 있다. 상기 환원성 가스상 유체가, 복수종의 환원성 성분을 함유하고 있어도 된다. 수소 산소 함유 화합물은, 수소 원자(H) 및 산소 원자(O)를 함유하는 화합물이며, 에탄올, 메탄올, 이소프로판올 그 밖의 저급 알코올이나 물을 들 수 있다.
환원성 가스상 유체는, 환원성 성분과 희석 가스와의 혼합 유체여도 된다. 희석 가스로서는, 질소(N2), 희가스 그 밖의 불활성 가스를 들 수 있고, 경제성 등의 관점에서는 질소가 보다 바람직하다. 예를 들어 환원성 가스상 유체 중의 환원성 성분 CO의 함유율은, 100ppm 내지 5%정도(체적 함유율)가 바람직하다.
환원성 가스상 유체는, 가스 외에, 미스트 형태여도 된다.
가스 상태(기상)의 환원성 가스상 유체가 피처리 기판에 접촉 후, 피처리 기판 상에서 응축해서 액상이 되어도 된다. 환원성 가스상 유체의 응축점이, 피처리 기판의 온도보다 저온이어도 된다.
환원성 가스상 유체가, 복수종의 환원성 성분을 포함하고 있어도 된다. 예를 들어 환원성 가스상 유체가 에탄올 등의 저급 알코올과 물의 혼합물이어도 된다.
상기 환원성 가스상 유체가 상기 접촉에 의해 상기 피처리 기판에 정착 가능해도 된다. 산화성 가스상 유체를 활성화시켜서, 상기 환원성 가스상 유체의 정착 후의 피처리 기판에 접촉시키는 것으로 해도 된다. 상기 정착의 형태로서는, 응축, 부착, 흡착 등을 들 수 있다. 상기 산화성 가스상 유체로서는, 질소와 산소의 혼합 가스, CDA 등을 들 수 있다. 활성화된 산화성 가스상 유체가 피처리 기판에 접촉됨으로써, 피처리 기판 상의 환원성 가스상 유체가 간접적으로 활성화 에너지를 부여받는다. 이에 의해, 금속층의 부식을 확실하게 방지할 수 있고, 또한 세정 효과를 높일 수 있다.
환원성 가스상 유체를 활성화시켜서 피처리 기판에 접촉시킨 후에, 산화성 가스상 유체를 활성화시켜서 피처리 기판에 접촉시켜도 된다. 반대로 산화성 가스상 유체를 활성화시켜서 피처리 기판에 접촉시킨 후, 환원성 가스상 유체를 활성화시켜서 피처리 기판에 접촉시켜도 된다.
추가로 환원성 가스상 유체 자체가 산화성 성분을 함유하고 있어도 된다. 산화성 성분은, 산화 작용을 발휘하는 것이면 되고, 혹은 산소 원자를 함유하는 것이면 되고, CDA(클린 드라이 에어), 산소(O2), 오존(O3), 아산화질소(N2O) 등을 들 수 있고, 바람직하게는 CDA 내지는 산소(O2)이다.
상기 웨트 세정 공정에서의 세정액은, 물인 것이 바람직하다. 상기 세정액은, 알코올이어도 된다.
본 발명 장치는, 산화 용이성의 금속층을 포함하는 피처리 기판의 표면을 처리하는 장치로서,
환원성 성분을 함유하는 환원성 가스상 유체를 상기 피처리 기판에 접촉시키고, 또한 상기 접촉과 전후해서 상기 환원성 가스상 유체를 활성화시키는 드라이 처리부와,
상기 접촉 후의 피처리 기판을 세정액으로 세정하는 웨트 세정부
를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 드라이 처리부가, 한 쌍의 전극을 갖고, 이들 전극간에 방전을 생성함으로써 상기 활성화를 행하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 수율을 향상시킬 수 있다. 방전 형식은, 대기압 근방 하에서의 유전체 배리어 방전인 것이 바람직하다.
대기압 근방이란, 1.013×104 내지 50.663×104㎩의 범위를 말하고, 압력 조정의 용이화나 장치 구성의 간편화를 고려하면, 1.333×104 내지 10.664×104㎩이 바람직하고, 9.331×104 내지 10.397×104㎩이 보다 바람직하다.
상기 활성화 수단으로서는, 플라스마 생성 수단 외에도, 코로나 방전에 의해 가스를 활성화시키는 코로나 방전 수단, 자외선을 조사해서 가스를 활성화시키는 자외선 조사 수단, 마이크로파를 조사해서 가스를 활성화시키는 마이크로파 조사 수단 등을 들 수 있다.
상기 산화 용이성의 금속층이, 구리, 알루미늄, 철 및 아연으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 금속을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 산화 용이성의 금속은, 이온화 경향이 구리(Cu)와 동등 내지는 구리보다 이온화 경향이 높은 금속을 포함한다.
상기 산화 용이성의 금속은, 산화 용이성에 더하여 고도전성인 것이 바람직하다.
상기 산화 용이성의 금속층은, 구리(Cu)에 의해 구성되어 있는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 따르면, 산화 용이성의 금속층이 형성된 기판 표면을 드라이 처리 후, 웨트 세정할 때, 금속층이 대미지를 받는 것을 억제하거나 또는 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 표면 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 해설도이다.
도 2의 (a) 내지 도 2의 (e)는 피처리 기판에 대한 표면 처리 공정을 순차 나타내는 해설 단면도이다.
도 3은 비교예의 결과를 나타내는 사진이다.
이하, 본 발명의 일 실시 형태를 도면에 따라서 설명한다.
<피처리 기판(90)>
도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 피처리 기판(90)은, 예를 들어 플랫 패널 디스플레이 등의 반도체 장치가 되어야 할 유리 기판이다.
또한, 피처리 기판은 유리 기판(90)에 한정되지 않고, 실리콘 웨이퍼나 수지 필름 등이어도 된다.
유리 기판에는, 예를 들어 TFT의 전극(도 2의 (e) 참조)이 되어야 할 금속층(91)이 형성되어 있다. 금속층(91)은 금속기층(92)과, 산화 용이성 금속층(93)을 포함하는 복층 구조로 되어 있다. 금속기층(92)은, 예를 들어 티타늄(Ti)에 의해 구성되어 있다. 산화 용이성 금속층(93)은, 산화 용이성을 갖고, 더욱 바람직하게는 고도전성을 갖는 금속에 의해 구성되어 있다. 바람직하게는, 산화 용이성 금속층(93)은, 구리(Cu)에 의해 구성되어 있다.
또한, 산화 용이성 금속층(93)은 구리(Cu)에 한정되지 않고, 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe) 등에 의해 구성되어 있어도 된다. 금속층(91)이, 구리(Cu) 등의 산화 용이성 금속층(93)만을 포함하는 단층 구조여도 된다.
<표면 처리 장치(1)>
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 표면 처리 장치(1)는, 드라이 처리부(10)와, 웨트 세정부(20)를 구비하고 있다.
<드라이 처리부(10)>
드라이 처리부(10)는, 플라스마 헤드(11)(플라스마 생성 수단, 활성화 수단)와, 반송 수단(18)을 포함한다. 플라스마 헤드(11)에는 한 쌍의 전극(12)이 마련되어 있다. 한 쌍의 전극(12)은, 서로 평행하게 대향함으로써 평행 평판 전극을 구성하고 있다. 이들 전극(12)끼리간에 대기압 근방의 방전 공간이 되는 전극간 공간(15)이 형성되어 있다. 한쪽 전극에는 고주파 전원(13)이 접속되고, 다른 쪽 전극은 전기적으로 접지되어 있다. 적어도 하나의 전극에는 고체 유전체층(도시 생략)이 마련되어 있다.
전극간 공간(15)의 상류단에는, 프로세스 가스원(14)(환원성 가스상 유체원)이 이어져 있다.
플라스마 헤드(11)의 저부에는 분출부(16)가 마련되어 있다. 전극간 공간(15)의 하류단이 분출부(16)로 이어져 있다.
반송 수단(18)은 롤러 컨베이어여도 되고, 이동 스테이지여도 된다.
<프로세스 가스(환원성 가스상 유체)>
프로세스 가스원(14)의 프로세스 가스(환원성 가스상 유체)는, 희석 가스와 환원성 가스(환원성 성분)를 포함하는 혼합 가스이다. 희석 가스로서는 질소(N2)가 사용되고 있다. 희석 가스는 방전 생성 가스를 겸한다. 환원성 가스로서는 예를 들어 일산화탄소(CO)가 사용되고 있다.
또한, 프로세스 가스에는, 또한 CDA(클린 드라이 에어) 등의 산화성 가스가 포함되어 있어도 된다.
<웨트 세정부(20)>
도 1에 도시한 바와 같이, 웨트 세정부(20)는 세정 노즐(21)을 포함한다. 세정 노즐(21)에는 다수의 분사 구멍(22)이 형성되어 있다. 세정 노즐(21)에 세정액 공급로(23)가 이어져 있다. 세정액(29)으로서는 물이 사용되고 있다.
피처리 기판(90)은 다음과 같이 해서 표면 처리된다.
<활성화 공정>
도 1에 도시한 바와 같이, 프로세스 가스원(14)으로부터 프로세스 가스가 플라스마 헤드(11)의 전극간 공간(15)에 도입된다. 또한, 전원(13)으로부터 전극(12)으로 예를 들어 펄스파상의 고주파 전력이 공급된다. 이에 의해, 전극간 공간(15) 내에 대기압 근방의 글로우 방전이 형성되고, 전극간 공간(15)이 방전 공간이 된다. 해당 방전 공간(15)에 있어서 프로세스 가스가 플라스마화(활성화)된다.
이하, 플라스마화된 프로세스 가스를 플라스마 가스(19)라고 칭한다.
플라스마 가스(19)에는, 질소 플라스마, 질소 라디칼 그 밖의 질소계 활성종이나, 일산화탄소 플라스마, 일산화탄소 라디칼 그 밖의 환원성 활성종이 포함되어 있다.
또한 플라스마 가스(19)에는 CDA의 분해 반응 등에 의한 질산계의 산화성의 부식성 물질이 포함되어 있어도 된다.
<드라이 처리 공정>
상기 플라스마 가스(19)가 분출부(16)로부터 분출되고, 피처리 기판(90)과 접촉된다. 이에 의해, 피처리 기판(90)의 표면 즉 산화 용이성 금속층(93)의 표면이 드라이 처리된다. 나아가, 일산화탄소 플라스마 등에 의해 산화 용이성 금속층(93)의 대수 접촉각을 향상시킬 수 있다고 생각된다.
상기 드라이 처리 시에 있어서, 플라스마 가스(19)에 산화성 부식성 물질이 포함되어 있는 경우에는, 해당 산화성 부식성 물질이 산화 용이성 금속층(93)에 부착 내지는 흡착될 수 있다. 한편, 산화 용이성 금속층(93)에는, 일산화탄소 플라스마, 일산화탄소 라디칼 등의 환원성 활성종도 접촉된다. 해당 환원성 활성종이 상기 산화성 부식성 물질과 접촉되면, 산화성 부식성 물질의 환원 반응이 일어난다. 따라서, 산화성 부식성 물질이 산화 용이성 금속층(93)에 부착 내지는 흡착되었다 하더라도, 환원시켜서 제거할 수 있다.
병행해서, 반송 수단(18)에 의해 피처리 기판(90)을 반송함으로써, 피처리 기판(90)의 전체면을 드라이 처리한다.
또한, 피처리 기판(90)이 위치 고정되는 반면, 플라스마 헤드(11)가 이동되게 되어 있어도 된다.
<이송 공정>
그 후, 도 1의 외곽선 화살표선 a로 나타내는 바와 같이, 상기 드라이 처리 후의 피처리 기판(90)을 웨트 세정부(20)로 보낸다.
웨트 세정부(20)의 근처의 분위기 중에는, 웨트 세정부(20)로부터의 미세한 안개 형태의 물이 부유하고 있는 경우가 있다. 그렇게 하면, 피처리 기판(90)의 이송 시, 산화 용이성 금속층(93)의 표면에 상기 안개 형태의 물이 부착된다.
한편, 전술한 바와 같이, 드라이 처리 공정에 있어서, 플라스마 가스(19)에 산화성 부식성 물질이 포함되어 있었다 하더라도, 그 산화성 부식성 물질을 환원시켜 둠으로써, 산화 용이성 금속층(93) 상의 상기 부착수가 부식성 수용액이 되는 것을 피할 수 있다. 따라서, 산화 용이성 금속층(93)의 구리가 부식성 수용액 중으로 용출하는 경우는 없다. 이 결과, 산화 용이성 금속층(93)에 산점상 내지는 반상의 대미지가 형성되는 것을 방지 또는 억제할 수 있다.
<웨트 세정 공정>
도 1에 도시한 바와 같이, 웨트 세정부(20)에 있어서는, 분사 구멍(22)으로부터 물(29)(세정액)이 분사된다. 이에 의해, 피처리 기판(90)을 수세할 수 있다.
또한, 가령 웨트 세정부(20)에 대한 도입 시에 있어서의 산화 용이성 금속층(93) 상에 상기 산화성 부식성 물질이 잔류해 있었다 하더라도, 해당 산화성 부식성 물질의 양과 비교하면 세정수(29)가 충분히 다량이기 때문에, 생성되는 부식성 수용액의 농도는 매우 연하다. 따라서, 산화 용이성 금속층(93)으로부터의 구리의 용출은 거의 일어나지 않는다.
<전극 패턴 형성>
그 후, 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 산화 용이성 금속층(93) 상에 레지스트(94)를 적층한다. 상기 드라이 처리 공정 및 웨트 처리 공정에 의해 피처리 기판(90)의 접촉각이 작아져서, 친수성이 높아지게 됨으로써, 레지스트(94)와의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
이어서, 도 2의 (c)에 도시하는 바와 같이, 레지스트(94)를 노광, 현상함으로써, 레지스트 패턴(94a)을 형성한다.
이어서, 도 2의 (d)에 도시하는 바와 같이, 에칭에 의해, 레지스트 패턴(94a)에 따른 전극 패턴(91a)을 형성한다.
이어서, 도 2의 (e)에 도시하는 바와 같이, 레지스트(94)를 제거한다.
상기 세정 공정에 있어서 산화 용이성 금속층(93)이 대미지를 받지 않았기 때문에, 양호한 전극 패턴을 얻을 수 있어, 배선 불량을 억제하거나 또는 방지할 수 있다.
드라이 처리를 대기압 플라스마에 의해 행함으로써, 수율을 높일 수 있다.
본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 개변을 이룰 수 있다.
예를 들어, 프로세스 가스에는 산소(O2) 등의 산화성 가스가 반드시 포함되어 있지 않아도 된다.
프로세스 가스 중의 희석 가스는, 질소에 한정되지 않고, 헬륨(He), 아르곤(Ar), 네온(Ne) 등의 희석 가스를 사용해도 된다.
환원성 가스는, 일산화탄소(CO)에 한정되지 않고, 수소(H2), 황화수소(H2S), 과산화수소(H2O2), 수소 산소 함유 화합물(메탄올, 에탄올 그 밖의 저급 알코올, 물 등)을 사용해도 된다.
환원성 용제(액)를 버블링해서 N2 등의 캐리어 가스 속에 기화시킴으로써, 프로세스 가스를 생성해도 된다.
환원성 가스상 유체로서 예를 들어 에탄올 등의 저급 알코올과 물의 혼합 유체를 사용해도 된다. 상기 혼합 유체 등의 환원성 가스상 유체를 가스 또는 미스트 형태로 해서, 피처리 기판(90)에 접촉시켜서 피처리 기판(90)의 표면에 부착 또는 흡착시킨다. 바람직하게는 상기 환원성 가스상 유체를 가스 상태에서 피처리 기판(90)에 접촉시켜서, 피처리 기판(90) 상에서 응축시킨다. 이에 의해, 상기 환원성 가스상 유체가 피처리 기판(90)에 정착된다. 계속해서, 예를 들어 질소 및 산소를 포함하는 산화성 가스를 플라스마나 UV 조사에 의해 활성화시켜서, 상기 환원성 가스상 유체가 정착된 피처리 기판(90)에 접촉시키는 것으로 해도 된다. 이에 의해, 피처리 기판(90)의 표면 상에 있어서, 활성화된 산화성 가스에 의한 세정 반응이 일어남과 함께, 환원성 가스상 유체에 의한 산화성 가스의 환원 반응이 일어난다. 이 결과, 금속층의 부식을 확실하게 방지할 수 있고, 또한 세정 효과를 높일 수 있다.
플라스마 헤드(11)의 전극 구조는 적절히 개변할 수 있다.
한 쌍의 평행 평판 전극이 상하로 대향되어 있어도 된다. 하측의 전극(바람직하게는 접지 전극)에 1개 또는 복수의 분출 구멍이 형성되고, 해당 분출 구멍으로부터 플라스마 가스가 하방으로 분출되게 되어 있어도 된다.
혹은, 한 쌍의 전극이, 축선을 수평하게 한 원기둥상 전극과, 이것을 둘러싸는 오목 원통면 전극으로 구성되어 있어도 된다. 오목 원통면 전극의 둘레 방향의 하단부가 개구되고, 해당 개구로부터 플라스마 가스가 하방으로 분출되게 되어 있어도 된다.
활성화 수단은, 플라스마 생성 수단에 한정되지 않고, 코로나 방전 수단이나 자외선 조사 수단이나 마이크로파 조사 수단이어도 된다.
실시예 1
실시예를 설명한다. 본 발명이 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1에 도시하는 장치(1)와 실질적으로 동일한 구성의 장치를 사용하여, 드라이 처리 및 웨트 세정을 행하였다.
피처리 기판(90)으로서, 하기의 사이즈의 유리 기판을 사용했다.
폭(도 1의 지면 직교 방향의 치수) : 50㎜
길이(도 1의 좌우 방향의 치수) : 50㎜
두께 : 0.7㎜
산화 용이성 금속층(93)은 Cu로 했다.
피처리 기판(90) 나아가서는 산화 용이성 금속층(93)의 표면 세정 전의 대수 접촉각은 110°였다.
드라이 처리부(10)에 있어서의 플라스마 조사 조건은 이하와 같았다.
공급 전력 : 0.8㎾
주파수 : 40㎐
전극(12)의 폭(도 1의 지면 직교 방향의 치수) : 19㎜
전극간 갭 : 1㎜
분출부(16)로부터 기판(90)까지의 거리(워킹 디스턴스) : 3㎜
플라스마 헤드(11)에 대하여 피처리 기판(90)을 상대 이동(스캔)시켰다. 처리 횟수(편도 이동의 횟수)는 1회였다.
프로세스 가스의 조성은 표 1의 (1) 내지 (4)의 4가지였다. 환원성 가스로서는 일산화탄소(CO), 과산화수소(H2O2), 메탄올(CH3OH)을 사용했다((1) 내지 (4)). (4)에 있어서는, 버블링에 의해 질소(N2)에 메탄올(CH3OH)을 첨가했다.
웨트 세정부(20)에 있어서의 세정액(29)은 물이었다.
<평가>
드라이 처리 및 웨트 세정 후의 피처리 기판을 눈으로 관찰하여, 기판 표면의 산화 용이성 금속층의 대미지의 유무를 조사했다.
표 1에 나타낸 바와 같이, 프로세스 가스에 환원성 가스를 함유시킴으로써, 산화 용이성 금속층이 대미지를 받는 것을 억제하거나 또는 방지할 수 있는 것이 확인되었다.
또한, 드라이 처리 및 웨트 세정 후의 기판 표면의 대수 접촉각은, 표 1과 같으며, 세정 전보다 친수성이 높아지고, 레지스트(94)의 밀착성이 양호해졌다.
<비교예>
도 3의 사진에 나타낸 바와 같이, 프로세스 가스에 환원성 가스가 함유되어 있지 않은 경우(표 1의 (5) 비교예)에는, 기판 표면의 산화 용이성 금속층에 산점상 내지는 반상의 용해 자국(대미지)이 형성되었다.
Figure 112020028406321-pct00001
본 발명은, 예를 들어 플랫 패널 디스플레이의 제조에 적용할 수 있다.
1 : 표면 처리 장치
10 : 드라이 처리부
11 : 플라스마 헤드(플라스마 생성 수단, 활성화 수단)
12 : 전극
13 : 전원
14 : 프로세스 가스원(환원성 가스상 유체원)
15 : 전극간 공간(방전 공간)
16 : 분출부
18 : 반송 수단
19 : 플라스마 가스(활성화된 환원성 가스상 유체)
20 : 웨트 세정부
21 : 세정 노즐
22 : 분사 구멍
23 : 세정액 공급로
29 : 물(세정액)
90 : 유리 기판(피처리 기판)
91 : 금속층
91a : 전극 패턴
92 : 금속기층
93 : 산화 용이성 금속층
94 : 포토레지스트
94a : 레지스트 패턴

Claims (8)

  1. 산화 용이성의 금속층을 포함하는 피처리 기판의 표면을 친수화 처리하는 표면 처리 방법으로서,
    상기 산화 용이성의 금속층이, 구리, 알루미늄, 철 및 아연으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 금속을 포함하고,
    드라이 처리부의 한 쌍의 전극간에 대기압 근방 하에 있어서 방전을 생성하면서, 환원성 성분을 함유하는 환원성 가스 상태 유체를 상기 전극간에 도입하여 플라스마화에 의해 활성화시키고, 상기 한 쌍의 전극간에서 분출하여 상기 피처리 기판에 접촉시키고,
    그 후, 피처리 기판을 웨트 세정부에 이송하고,
    상기 웨트 세정부에 있어서 상기 피처리 기판을 세정액으로 웨트 세정하고,
    상기 세정액의 일부가 안개 상태가 되어 분위기 중에 부유하여, 상기 웨트 세정부에 들어가기 전의 상기 피처리 기판에 부착되는 것을 특징으로 하는 표면 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 환원성 성분이 과산화수소(H2O2), 일산화탄소(CO) 및 수소 산소 함유 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 처리 방법.
  3. 산화 용이성의 금속층을 포함하는 피처리 기판의 표면을 친수화 처리하는 표면 처리 장치로서,
    상기 산화 용이성의 금속층이 구리, 알루미늄, 철 및 아연으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 금속을 포함하고,
    한 쌍의 전극을 갖고, 이들 전극간에 대기압 근방 하에 있어서 방전을 생성하면서, 환원성 성분을 함유하는 환원성 가스 상태 유체를 상기 전극간에 도입하여 플라스마화에 의해 활성화시키고, 상기 전극간에서 분출하여 상기 피처리 기판에 접촉시키는 드라이 처리부와,
    상기 접촉 후의 피처리 기판을 세정액으로 세정하는 웨트 세정부
    를 구비하고,
    안개 상태가 되어 분위기 중에 부유한 상기 세정액의 일부가, 상기 웨트 세정부에 들어가기 전의 상기 피처리 기판에 부착되도록, 상기 드라이 처리부 및 상기 웨트 세정부가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 환원성 성분이 과산화수소(H2O2), 일산화탄소(CO) 및 수소 산소 함유 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
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