TWI777323B - 電漿產生裝置及基板處理裝置 - Google Patents

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TWI777323B
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日商斯庫林集團股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種能以較小之電壓產生電漿之電漿產生裝置。 電漿產生裝置1具備電極群2與介電質3。介電質3具有第1主面3a、及與第1主面3a為相反側之第2主面3b。電極群2由介電質3密封，包含在與第1主面3a平行之排列面內交替排列之至少一個第1電極21a及至少一個第2電極21b，且使藉由在第1電極21a與第2電極21b之間施加高頻電壓而產生之電場，作用於較第1主面3a外側。

Description

電漿產生裝置及基板處理裝置
本發明係關於電漿產生裝置及基板處理裝置。
自先前以來，已有提出一種藉由於一對電極間施加高頻電壓而於該電極周圍產生電場、利用該電場使氣體電漿化之技術(例如專利文獻1)。
專利文獻1中，電漿產生裝置包含第1電極、複數個第2電極、絕緣體、及絕緣層。絕緣體具有長方體形狀。第1電極埋設於絕緣體之內部。該第1電極具有平板形狀，且於絕緣體之一主面以平行之姿勢埋設於絕緣體之內部。複數個第2電極相互空開間隔而排列於絕緣體之該一主面之上。該構造中，第2電極各者於與絕緣體之一主面垂直之對向方向上，與第1電極相向。絕緣層設於絕緣體之該一主面，且覆蓋複數個第2電極。若將絕緣體及絕緣層視為一體之絕緣部，則第1電極及第2電極埋設於絕緣部。
絕緣層之一主面密接於絕緣體及第2電極。絕緣層之另一主面面向氣體，以下亦將該另一主面稱為電漿產生面。電漿產生面與第1電極平行。換言之，電漿產生面與第1電極及各第2電極相向之對向方向正交。
對第1電極及第2電極施加高頻電壓。藉由施加該電壓，於第1電極及第2電極之周圍產生電場。該電場雖在第1電極與第2電極之間較強地產生，但亦在第1電極與第2電極之周圍產生。因電場亦會在較電漿產生面更外側產生，故該電場會作用於氣體，使氣體電漿化。如此，電漿產生裝置可產生電漿。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2014-222664號公報
[發明所欲解決之問題]
專利文獻1之技術中，電漿產生面與第1電極及第2電極之對向方向正交，且位於相對於第2電極與第1電極相反之側。該構造中，電漿產生面側之電場強度較小，此乃因為通過較電漿產生面更外側之空間的電力線之路徑增長的緣故。具體而言，電力線自第2電極先向第1電極相反側延伸而通過較電漿產生面更外側，然後再彎曲成U字狀而到達第1電極。如此之電力線之路徑較長，使得電漿產生面側之電場強度降低。因此，為提高電漿產生面側之電場強度，必須增大第1電極與第2電極之間的高頻電壓振幅。即，需要更昂貴之高頻電源。
因此，本發明之目的在於提供一種能以較小之電壓產生電漿之電漿產生裝置。 [解決問題之技術手段]
電漿產生裝置之第1態樣為使電漿產生之電漿產生裝置，且具備：介電質，其具有第1主面、及與上述第1主面為相反側之第2主面；及電極群，其由上述介電質密封，包含在與上述第1主面平行之排列面內交替排列之至少一個第1電極及至少一個第2電極，且使藉由在上述第1電極與上述第2電極之間施加高頻電壓而產生之電場，作用於較上述第1主面外側。
電漿產生裝置之第2態樣為第1態樣之電漿產生裝置，其中，上述電極群與上述第1主面之間之間隔，比上述電極群與上述第2主面之間之間隔更窄。
電漿產生裝置之第3態樣為第1或第2態樣之電漿產生裝置，其中，上述介電質包含具有上述第1主面之第1介電構件、與具有上述第2主面之第2介電構件，且上述第1介電構件之介電常數低於上述第2介電構件之介電常數。
電漿產生裝置之第4態樣為第1至第3任一態樣之電漿產生裝置，其中，上述第1電極及上述第2電極為圓柱形狀。
基板處理裝置之第1態樣為處理基板之基板處理裝置，且具備保持上述基板之保持機構、與第1至第4任一態樣之電漿產生裝置。
基板處理裝置之第2態樣為第1態樣之基板處理裝置，其進而具備：第1噴嘴，其對上述保持機構所保持之上述基板之主面，供給包含硫酸、硫酸鹽、過硫酸及過硫酸鹽之至少任一者之處理液，且，使藉由上述電漿產生裝置產生之電漿作用於上述處理液。
基板處理裝置之第3態樣為第1或第2態樣之基板處理裝置，其進而具備：第2噴嘴，其向上述電漿產生裝置與藉由上述保持機構所保持之基板之間供給電漿用氣體。 [發明之效果]
根據電漿產生裝置之第1態樣，第1電極及第2電極排列在與第1主面平行之排列面內。因此，可相對縮短將第1電極與第2電極相連而自介電質之第1主面通過外側空間之電力線的長度。因此，可提高該空間內之電場強度，可容易地將該空間之氣體電漿化。即，即使以較小之高頻電壓，仍能夠以適當之強度產生空間內之電場，可在該空間內產生電漿。
根據電漿產生裝置之第2態樣，由於介電質之第1主面與電極群之間之間隔較窄，故容易於較第1主面更外側產生電場，容易將較第1主面更外側之空間的氣體電漿化。
根據電漿產生裝置之第3態樣，由於介電質之第1主面與電極群之間之構件的介電常數較小，故容易於較第1主面更外側產生電場，容易將較第1主面更外側之空間的氣體電漿化。
根據電漿產生裝置之第4態樣，電力線容易彎曲，且電場在較第1主面更外側之空間寬廣地形成。因此，可擴展電漿之照射範圍(形成電漿之範圍)。
根據基板處理裝置之第1態樣，能以低消耗電力進行使用電漿之基板處理。
根據基板處理裝置之第2態樣，於處理液生成具有強氧化力之自由基。因此，可有效地進行使用處理液之氧化力的基板處理。
根據基板處理裝置之第3態樣，可容易地產生電漿。
以下，一面參照附圖一面說明實施形態。另，該實施形態所記載之構成要件僅為例示，並非旨在將本發明之範圍限定於其者。為易於理解，圖式中有時根據需要將各部分之尺寸及數目誇張或簡略地加以圖示。
表示相對或絕對之位置關係之表述(例如「於一方向」、「沿一方向」、「平行」、「正交」、「中心」、「同心」、「同軸」等)，除非另有說明，否則不僅嚴格地表示其位置關係，且亦表示在可獲得公差或相同程度之功能之範圍內就角度或距離相對地變位之狀態。表示相等狀態之表述(例如「同一」、「相等」、「均質」等)，除非另有說明，否則不僅定量地嚴格表示相等狀態，且亦表示存在可獲得公差或相同程度之功能之差的狀態。表示形狀之表述(例如「四邊形狀」或「圓柱形狀」等)，除非另有說明，否則不僅幾何學上嚴格地表示其形狀，且亦表示在可獲得同程度之效果之範圍內例如具有凹凸或倒角等之形狀。將一構成要件稱為「包含」、「包括」、「具備」、「含有」或「具有」之表述，並非將其他構成要件之存在予以除外之排他性表述。將構件彼此物理結合之表述(例如「連結」)，除了將兩構件直接結合以外，亦包含介隔其他構件而結合之態樣。所謂「A、B及C之至少任一者」之表述，包含僅A、僅B、僅C、A、B及C中任意2者、及A、B及C全部。
＜第1實施形態＞ 圖1係概略性地顯示電漿產生裝置1之構成之一例的俯視圖，圖2係概略性地顯示電漿產生裝置1之構成之一例的剖視圖。圖2顯示圖1之電漿產生裝置1之I-I剖面。圖1及圖2中適當顯示有XYZ正交座標系。以下，有時將X方向之一側稱為+X側，將X方向之另一側稱為-X側。Y軸及Z軸亦相同。
電漿產生裝置1包含電極群2與介電質3。電極群2包含複數個電極21。電極21例如由金屬等之導電性材料構成。圖1及圖2之例中，作為複數個電極21，顯示出3個電極21。
圖1之例中，複數個電極21各者具有於X方向較長之長條狀之圓柱形狀。即，圖1之例中，電極21之X方向之長度比電極21之Y方向之長度(寬度)更長。又，電極21之軸平行於X方向。圖2之例中，電極21之剖面(YZ剖面)之形狀具有圓形狀。另，電極21之形狀並非限定於此，可適當變更。
複數個電極21空開間隔排列於特定之排列面內。此處作為一例，排列面為與XY平面平行之平面。圖1之例中，複數個電極21空開間隔並排排列於Y方向上。即，複數個電極21相互平行地排列。電極21之相互間之間隔如後述，設定為電極21之周圍所產生之電場可將氣體電漿化之程度之值。以下，有時將3個電極21中兩側之電極21稱為電極21a、將中央之電極21稱為電極21b。電極21a、21b於Y方向上交替排列。
圖1之例中，電極21a較電極21b之+X側之端部更朝+X側延伸，電極21b較電極21a之-X側之端部更朝-X側延伸。因此，電極21a及電極21b排列成梳齒狀。
介電質3密封複數個電極21。介電質3由例如絕緣性樹脂、玻璃及陶瓷等絕緣材料構成。圖2之例中，介電質3包含介電構件31與介電構件32。介電構件31、32可由互不相同之材料構成，亦可由相同材料構成。
圖1之例中，介電構件31具有板狀形狀，以其厚度方向沿著Z方向之姿勢配置。例如介電構件31沿Z方向觀察時，具有矩形形狀，其一邊平行於X方向。於介電構件31之主面31a之上設置複數個電極21。該情形下，主面31a亦可稱為供複數個電極21排列之排列面。介電構件31之+Z側之主面31a與XY平面平行。
介電構件32設於介電構件31之主面31a之上，且覆蓋複數個電極21。介電構件31、32皆密接於電極21，介電質3密封複數個電極21。如此，將複數個電極21埋設於介電質3。介電構件32之+Z側之主面、即介電質3之主面3a平行於電極群2之排列面。換言之，介電質3之主面3a與各電極21之間之距離彼此相等。
如此之介電構件32例如如下形成。例如，可將液狀之硬化性樹脂塗佈於介電構件31之主面31a及複數個電極21之上，以熱或光等使其硬化而形成。或者，亦可以接著膠帶(例如鐵氟龍(註冊商標)膠帶)構成介電構件32，接著於介電構件31之主面31a及電極21。
複數個電極21與設於介電質3之外部之高頻電源4電性連接。圖1之例中，各電極21經由引出配線41而連接於高頻電源4。圖1之例中，作為引出配線41，顯示有與電極21a、21b分別對應之引出配線41a、41b。引出配線41a與電極21a連接，且自介電質3之+X側之端部引出。引出配線41b與電極21b連接，且自介電質3之-X側之端部引出。即，引出配線41a、41b自介電質3之彼此相反側之端部分別被引出。引出配線41a連接於高頻電源4之一輸出端4a，引出配線41b連接於高頻電源4之另一輸出端4b。
電極21與引出配線41之一部分可相互一體地構成。例如金屬製之棒狀構件之末端側之部分可由介電質3密封，基端側之部分可自介電質3之端部向外側延伸。該情形，該棒狀構件之末端側之部分成為電極21，該棒狀構件之基端側之部分成為引出配線41之一部分。引出配線41除棒狀構件之基端側之部分以外，並由導線及連接器等構成。引出配線41亦由絕緣被膜等保護。
高頻電源4於電極21a與電極21b之間施加高頻電壓。藉此，於電極21a及電極21b周圍產生電場。該電場之一部分如後述，作用於較介電質3之主面31a更外側，使氣體電漿化。換言之，高頻電源4所輸出之高頻電壓之有效值及頻率，例如，電壓可為9 kV~15 kV，頻率可為12 kHz~30 kHz，設定為可由電極21之周圍產生之電場將氣體電漿化之程度之值。高頻電源4例如亦可包含逆變器電路(未圖示)。藉此，可調整施加於電極21a、21b之間之高頻電壓之有效值及頻率。
如圖2所例示，介電構件32之厚度(Z方向之厚度)可比介電構件31之厚度更薄。換言之，介電質3之+Z側之主面3a與電極群2之間之間隔(Z方向之間隔)D1，可比介電質3之-Z側之主面3b與電極群2之間之間隔D2更窄。
＜電漿產生裝置之動作＞ 電漿產生裝置1配置於氣體中。於面向介電質3之主面3a之空間R1(參照圖3)中，可導入比面向其相反側之主面3b之氣體更易電漿化之電漿用氣體。作為容易電漿化之氣體，例如可採用氬等之稀有氣體、氮或氧等。
若高頻電源4於電極21a與電極21b之間施加高頻電壓，則會於電極21a、21b之間產生電場。圖3係示意性地顯示電極21a、21b之間產生之電場之電力線之一例的圖。如圖3所例示，雖通過電極21a、21b之間之空間R2之電力線平行於Y方向，但較該空間R2更靠+Z側及-Z側之各者，電力線具有向與空間R2相反側凸出之彎曲形狀。
如圖3所例示，一部分電力線通過較介電質3之主面3a更靠+Z側之空間R1。即，電極21a、21b之周圍產生之電場之一部分作用於空間R1。換言之，將介電質3之主面3a與電極群2之間之間隔D1設定為該電場作用於空間R1之程度。藉由使電場作用於空間R1內之氣體，而將該氣體電漿化。
由電漿產生裝置1產生之電漿所作用之對象並無特別限制，例如亦可使電漿作用於植物。藉此，可促進植物之成長。
該電漿產生裝置1中，由於複數個電極21由介電質3密封，故不會曝露於電漿氣體中。即，複數個電極21未露出於空間R1。因此，可避免因電漿引起之電極21之劣化，故可提高電漿產生裝置1之可靠性。
且，圖3之例中，由於相鄰之電極21彼此之對向方向(此處為Y方向)平行於介電質3之主面3a，故電力線以較短之路徑通過空間R1內。藉此，可在空間R1內以較高的強度產生電場。
圖4係顯示比較例之電漿產生裝置1A之構成之一例的圖。電漿產生裝置1A包含電極210a、複數個電極210b及介電質300。電極210a具有平板形狀，且以其厚度方向沿Z方向之姿勢配置。電極210a之+Z側之主面與XY平面平行。複數個電極210b設於較電極210a靠+Z側。複數個電極210b相對於電極210a空開間隔而配置。圖4之例中，複數個電極210b相互空開間隔而排列於XY平面內。具體而言，3個電極210b於Y方向上空開間隔排列。
介電質300覆蓋電極210a、210b，且將其等密封。換言之，電極210a、210b埋設於介電質300。介電質300之+Z側之主面300a與電極210b之間之間隔較窄。介電質300之主面300a平行於XY平面。
電極210a連接於高頻電源之一輸出端，複數個電極210b共通連接於高頻電源之另一輸出端。當高頻電源於電極210a、210b之間施加高頻電壓時，於電極210a、210b之周圍產生電場。圖4以虛線示意性顯示該電場之電力線。如圖4所例示，於面向介電質3之主面300a之空間R100中，有自電極210b向+Z側延伸之電力線通過。具體而言，該電力線自電極210b向+Z側延伸而通過空間R100，且於其行進方向彎曲成U字狀而向-Z側延伸，通過相鄰之電極210b之間而到達電極210a。
即便為該電漿產生裝置1A，電場會作用於較介電質300之主面300a靠+Z側之空間R100，故可將空間R100內之氣體電漿化。然而，電漿產生裝置1A中，電極210a、210b之對向方向(Z方向)係與介電質300之主面300a正交。因此，如圖4所示，通過空間R100之電力線，自電極210b先向與電極210a相反側之方向延伸後、進路轉彎而到達電極210a。據此，電力線之長度相對於電極210a、210b間之距離大幅增長，而於空間R100中以較低之強度產生電場。為於電漿產生裝置1A增加空間R100之電場強度，需要可輸出較大電壓之高頻電源。
相對於此，本實施形態中，如圖3所例示，電極21a、21b之對向方向(Y方向)係平行於介電質3之主面3a。據此，通過介電質3之主面3a側之空間R1的電力線與圖4不同，並未U形迴轉。因此，圖4之電力線之長度為較電極21a、21b之間之距離略長之程度。因此，可以高強度於空間R1內產生電場，進而可於空間R1內容易地將氣體電漿化。換言之，即使採用低輸出之低價之高頻電源4，仍可於空間R1產生電漿。例如作為高頻電源4，可採用低價之霓虹燈變壓器。又，由於能以低輸出產生電漿，故亦可降低電漿產生裝置1之消耗電力。
且，上述之例中，電極21a、21b之剖面形狀為圓形狀。藉此，電力線容易彎曲，電場於空間R1內較寬廣地形成。因此，可擴展電漿之照射範圍(形成電漿之範圍)。
另，上述之例中，設有3個電極21，但電極21之個數不限於此。圖5係概略性地顯示電漿產生裝置1之構成之另一例的俯視圖。圖5之例中，作為複數個電極21，顯示出5個電極21。5個電極21空開間隔而排列於Y方向。5個電極21與圖1同樣地排列成梳齒狀，且電極21a及電極21b於Y方向上交替排列。電極21a經由引出配線41a而連接於高頻電源4之輸出端4a，電極21b經由引出配線41b而連接於高頻電源4之輸出端4b。
據此，以與圖1相同程度之間隔排列電極21之情形下，可於更寬廣之空間R1內產生電漿。另一方面，以比圖1更窄之間隔排列電極21之情形下，能以更高的強度於空間R1內產生電場，進而可增加電漿之生成量。
又，上述之例中，介電質3之主面3a與電極群2之間之間隔D1，比介電質3之主面3b與電極群2之間之間隔D2更窄。藉此，容易於主面3a側之空間R1產生電場，且容易將空間R1之氣體電漿化。另一方面，由於電場不易作用於面向主面3b之空間，故該空間不易產生電漿。因此，可降低電漿作用於非期望之構件之可能性。
＜介電常數＞ 形成主面3a之介電構件31之介電常數可小於形成主面3b之介電構件31之介電常數。藉此，亦容易於主面3a側之空間R1產生電場，且容易將空間R1之氣體電漿化。另一方面，由於電場不易作用於主面3b側之空間，故該空間不易產生電漿。因此，可降低電漿作用於非期望之構件之可能性。
另，圖1及圖5之例中，設有奇數個電極21，然而亦可設置偶數個電極。
又，上述之例中，供複數個電極21排列之排列面與介電質3之主面3a平行。然而，並非限定於此，電極21之排列面亦可相對於介電質3之主面3a傾斜。又，介電質3之主面3a並非限定於平面，亦可於主面3a適當地形成凹凸，或者，主面3a亦可彎曲。
又，上述之例中，電極21於俯視(XY平面俯視)時係直線延伸，但不限定於此。排列面上之電極21之排列態樣可適當變更。圖6係概略性顯示電極群2之構成之一例的俯視圖。圖6之例中，顯示有2個電極21。各電極21以旋渦狀延伸。電極21相互空開間隔而平行延伸。藉此，亦可生成電漿。又，電極21之剖面(YZ剖面)之形狀不限於圓形狀，例如可為剖面為矩形形狀，且於X方向較長之長條狀之形狀。
或者，作為另一具體之例，亦可為複數個電極21具有環狀或圓弧狀之形狀，且將該等排列成同心狀。或者，亦可將複數個電極21排列成放射狀。或者，亦可為複數個電極21具有點狀(例如圓狀或四邊狀)之形狀，且於排列面內以2維排列。
＜第2實施形態＞ 第2實施形態中，對將電漿產生裝置1利用於基板處理之態樣進行說明。圖7係概略性顯示基板處理系統100之構成之一例的俯視圖。基板處理系統100包含載入埠LP、傳載機器人IR、中心機器人CR、控制部90、及至少1個處理單元UT(圖7中為4個處理單元)。複數個處理單元UT為用以處理基板W(晶圓)者，其中至少1個與詳情後述之基板處理裝置110對應。基板處理裝置110為可用於基板處理之單片式裝置，具體而言，為可用於去除附著於基板W之有機物之處理的單片式裝置。該有機物典型者為使用過之抗蝕劑膜。該抗蝕劑膜例如為作為離子佈植步驟用之佈植掩膜而使用者。基板處理裝置110可具有腔室111。該情形，藉由控制腔室111內之氣體，可在所期望之氣體中進行基板處理。
控制部90可控制基板處理系統100中具備之各部之動作。載體C之各者為收納基板W之收納器。載入埠LP為保持複數個載體C之收納器保持機構。傳載機器人IR可於載入埠LP與基板載置部PS之間搬送基板W。中心機器人CR可自基板載置部PS及至少1個處理單元UT之任一者向另一者搬送基板W。根據以上構成，傳載機器人IR、基板載置部PS及中心機器人CR係作為在處理單元UT之各者與載入埠LP之間搬送基板W之搬送機構而發揮功能。
未處理之基板W藉由傳載機器人IR自載體C取出，經由基板載置部PS交接至中心機器人CR。中心機器人CR將該未處理之基板W搬入處理單元UT。處理單元UT對基板W進行處理。處理過之基板W由中心機器人CR自處理單元UT取出，根據需要經過另一處理單元UT後，經由基板載置部PS被交接至傳載機器人IR。傳載機器人IR將處理過之基板W搬入載體C。根據以上進行對基板W之處理。
圖8係概略性地顯示控制部90(圖7)之構成之一例的方塊圖。控制部90可由具有電路之一般的電腦構成。具體而言，控制部90具有CPU(Central Processing Unit：中央處理單元)等之運算處理裝置91、ROM(Read Only Memory：唯讀記憶體)等之非暫時性記憶部92、RAM(Random Access Memory：存取記憶體)等之暫時性記憶部93、記憶裝置94、輸入部96、顯示部97及通信部98，以及將該等相互連接之匯流排線95。
記憶部92儲存基本程式。記憶部93供作運算處理裝置91進行特定處理時之作業區域。記憶裝置94由快閃記憶體或硬碟裝置等之非揮發性記憶裝置構成。輸入部96由各種開關或觸控面板等構成，且自操作員接收處理製程配方等之輸入設定指示。顯示部97例如由液晶顯示裝置及燈等構成，且顯示運算處理裝置91之控制下之各種資訊。通信部98具有經由LAN(Local Area Networt：局域網)等之資料通信功能。記憶裝置94中預先設定有對於構成基板處理系統100(圖7)之各裝置進行控制的複數種模式。藉由運算處理裝置91執行處理程式94P，選擇上述複數種模式中之1種模式，根據該模式而控制各裝置。又，處理程式94P亦可記憶於記錄媒體。若使用該記錄媒體，則可於控制部90安裝處理程式94P。且控制部90執行之功能之一部分或全部未必要由軟體實現，亦可藉由專用之邏輯電路等之硬體實現。
圖9係概略性地顯示作為處理單元UT之一例的基板處理裝置110之構成之一例的圖。基板處理裝置110包含腔室111、吸附保持機構50、旋轉機構60、處理部80、及電漿產生裝置1。
吸附保持機構50設於腔室111內。吸附保持機構50吸附基板W之背面，將基板W保持水平。此處所謂「背面」為例如基板W之主面中未形成有器件之面。基板W以背面朝下之姿勢由吸附保持機構50保持。圖9之例中，吸附保持機構50包含吸附構件51，基板W載置於吸附構件51之吸附面51a之上。吸附構件51之吸附面51a俯視時具有例如圓形狀。吸附構件51之吸附面51a之直徑小於基板W之直徑，例如，為基板W之直徑的4分之1以下。
於吸附構件51之吸附面51a形成有未圖示之吸附口。吸附面51a可分散形成有複數個吸附口。吸附構件51之內部形成有與吸附口相連之未圖示之內部流路。該內部流路經由抽吸管55連接於抽吸機構56。抽吸機構56例如包含泵，自抽吸管55之內部抽吸氣體。藉此，自吸附面51a之吸附口抽吸氣體，而將基板W吸附保持於吸附構件51。抽吸機構56由控制部90控制。另，基板W未必要藉由吸附而保持，亦可用其他任意方法保持。
旋轉機構60設於腔室111內。旋轉機構60使吸附保持機構50(更具體而言為吸附構件51)繞旋轉軸線Q1旋轉。藉此，被吸附保持於吸附保持機構50之基板W亦繞旋轉軸線Q1旋轉。旋轉軸線Q1為通過基板W之中央部而沿鉛直方向延伸之假想軸。
旋轉機構60包含馬達61。馬達61經由軸桿62而連結於吸附構件51。軸桿62沿旋轉軸線Q1延伸，其上端連結於吸附構件51。軸桿62例如為具有圓筒形狀之中空軸，抽吸管55通過該軸桿62之中空部而連接於吸附構件51之內部流路。
馬達61連結於軸桿62，使軸桿62繞旋轉軸線Q1旋轉。圖9之例中，馬達61與軸桿62同軸設置。軸桿62自馬達61向上方延伸。藉由馬達61使軸桿62旋轉，可使吸附構件51繞旋轉軸線Q1旋轉。馬達61由控制部90控制。
馬達61收納於馬達收納構件70。馬達收納構件70可保護馬達61避開外部之處理氣體。作為具體之一例，可保護馬達61避開自後述之噴嘴81噴出之藥液及自清洗用噴嘴(未圖示)噴出之清洗液。
處理部80對由吸附保持機構50予以吸附保持之基板W進行處理。圖9之例中，處理部80包含噴嘴81、配管82與閥83。噴嘴81設於腔室111內，向由吸附保持機構50保持之基板W噴出處理液。圖9之例中，噴嘴81配置於較基板W更上方，且於鉛直方向上與基板W之中央部對向。
噴嘴81經由配管82連接於處理液供給源84。處理液供給源84經由配管82向噴嘴81供給處理液。噴嘴81將處理液朝基板W之表面之中央部噴出。配管82之中途介裝有閥83。閥83切換配管82之內部流路之開關。閥83由控制部90控制。閥83亦可為可調整於配管82之內部流動之處理液之流量的閥。
在旋轉機構60使吸附保持機構50及基板W旋轉之狀態下，藉由打開閥83，噴嘴81對旋轉中之基板W供給處理液。藉此，處理液噴附於基板W之上表面之中央部，且受到伴隨基板W旋轉之離心力而於基板W之上表面擴散，且自基板W之周緣向外側飛散。
圖9之例中，噴嘴81可藉由噴嘴移動機構85而於第1處理位置與第2待機位置之間移動。第1處理位置為噴嘴81噴出處理液之位置，圖9之例中，其為較基板W更上方且與基板W之中央部對向之位置。第1待機位置為噴嘴81不噴出處理液之位置，例如為不與基板W在上下方向對向之位置。即，例如，第1待機位置俯視時為較基板W之周緣更外側之位置。
噴嘴移動機構85例如均可包含未圖示之機械臂、支持棒及馬達。機械臂沿水平方向延伸，其末端連結於噴嘴81。機械臂之基端連結於支持棒。支持棒沿鉛直方向延伸，其基端連結於馬達。馬達由控制部90控制。藉由馬達使支持棒旋轉，則機械臂以支持棒為中心而迴旋，從而連結於機械臂之末端之噴嘴81沿著以支持棒為中心之周向，在第1處理位置與第1待機位置之間移動。
處理部80可將複數種類之處理液供給至基板W。例如處理部80可具備與處理液之種類對應之複數個噴嘴。作為處理液，例如可採用藥液及清洗液。作為藥液，例如可採用酸性之藥液。作為更具體之一例，作為藥液可採用硫酸、硫酸鹽、過硫酸及過硫酸鹽之至少任一者。或者，作為藥液亦可採用含有過氧化氫水之藥液。作為清洗液，例如可採用純水及異丙醇(IPA)之至少任一者。
以下說明除噴嘴81以外並設置清洗用噴嘴之態樣。具體而言，處理部80進而包含例如均未圖示之清洗用噴嘴、清洗用配管及清洗用閥。清洗用噴嘴向由吸附保持機構50保持之基板W之中央部噴出清洗液。清洗液為用以沖洗基板W上之藥液的處理液。
清洗用噴嘴經由清洗用配管而連接於清洗液供給源。清洗用閥被改裝為清洗用配管，切換清洗用配管之內部流路之開關。清洗用閥由控制部90控制。清洗用閥亦可為可調整於清洗用配管之內部流動之清洗液之流量的閥。清洗用噴嘴可與噴嘴81連結。該情形下，清洗用噴嘴可與噴嘴81一體移動。
處理部80首先朝旋轉中之基板W之上表面供給藥液。藉此，藥液作用於基板W之整個上表面，進行對基板W之處理。例如，進行藉由藥液去除基板W之抗蝕劑膜之去除處理。
該處理中，可進行浸置處理。浸置處理中，處理部80停止藥液之供給，旋轉機構60使基板W之旋轉速度降低。旋轉機構60以於基板W之上表面維持藥液之液膜之程度的旋轉速度使基板W旋轉。即，以藥液幾乎不自基板W之周緣飛散之程度的旋轉速度使基板W旋轉。浸置處理由於不供給藥液，故可降低藥液之消耗量。抗蝕劑膜被充分去除後，旋轉機構60再次提高基板W之旋轉速度，使基板W之上表面之藥液自基板W之周緣向外側飛散。
其後，處理部80朝旋轉中之基板W供給清洗液，藉此沖洗殘留於基板W之上表面之藥液。換言之，可將基板W之上表面之藥液置換為清洗液。清洗液受到伴隨基板W旋轉之離心力而自基板W之周緣向外側飛散。
圖9之例中，基板處理裝置110進而包含防護罩76。防護罩76俯視時具有包圍基板W之筒狀之形狀。該防護罩76攔接自基板W之周緣飛散之處理液，使該處理液流向未圖示之回收部。防護罩76可藉由防護罩移動機構77於上下方向移動。防護罩移動機構77使防護罩76在防護罩76之上端位於較基板W更靠上方之上位置、與防護罩76之上端位於較基板W更靠下方之下位置之間移動。防護罩移動機構77例如包含缸體機構或滾珠螺桿機構等。
圖9之例中，電漿產生裝置1設於與由吸附保持機構50保持之基板W之上表面相向之位置。即，電漿產生裝置1設於較基板W之上表面更上方。因此，電漿產生裝置1空開間隔與基板W之上表面對向。電漿產生裝置1俯視時與噴嘴81偏離而配置。即，電漿產生裝置1避開噴嘴81與基板W之間而配置。藉此，可避免自噴嘴81噴出之處理液衝擊到電漿產生裝置1。
電漿產生裝置1亦可構成為可藉由移動機構5而移動。移動機構5可使電漿產生裝置1於第2處理位置與第2待機位置之間移動。第2處理位置為與由吸附保持機構50保持之基板W之上表面對向之位置，第2待機位置為俯視時較基板W之周緣更外側之位置。移動機構5例如可具有與噴嘴移動機構85相同之構成。
電漿產生裝置1連接於配設在腔室111之外部的高頻電源4。高頻電源4由控制部90控制。電漿產生裝置1以其介電質3之主面3a朝向基板W之姿勢配置。因此，當高頻電源4對電極21施加高頻電壓時，電漿產生裝置1會使介電質3與基板W之間之氣體(例如氧)電漿化。
電漿產生裝置1可在旋轉中之基板W之上表面存在藥液之狀態下，於第2處理位置處產生電漿。據此，電漿作用於基板W之上表面之藥液之液膜。電漿產生裝置1俯視時配置於基板W之周向之一部分，但藉由基板W旋轉，電漿會遍全周而作用於基板W上之藥液之液膜。藉由電漿作用於基板W上之藥液之液膜，於該液膜中產生具有強氧化力之自由基。因此，可有效地進行使用藥液之氧化力之基板處理。具體而言，可自基板W有效地去除抗蝕劑膜。
較佳為藥液含有硫酸。該情形下，可藉由對硫酸照射電漿來生成過氧硫酸(卡洛酸)。據此，卡洛酸之生成無需過氧化氫水。在不使用過氧化氫水之情形下，可減輕排液處理之負擔，易於回收硫酸。此處，在使用含有硫酸之藥液之情形下，硫酸之濃度較佳為94~98 %之範圍，更佳為96 %左右。
為了調整腔室111內之氣體，基板處理裝置110可設置氣體供給部86。氣體供給部86向腔室111內供給氣體(例如氮或稀有氣體等惰性氣體或氧氣)。藉此，可使腔室111內之氣體接近所期望之氣體。
又，氣體供給部86亦可向電漿產生裝置1之附近供給電漿產生用之氣體(例如惰性氣體或氧)。作為具體之一例，氣體供給部86包含對電漿產生裝置1之主面3a與基板W之間的空間噴出氣體之噴嘴(導出管)87。噴嘴87經由供給管88而連接於氣體供給源891。氣體供給源891例如將氮或稀有氣體等惰性氣體及氧之至少任一者，作為電漿用氣體供給於供給管88。於供給管88設有閥89，控制供給管88之開關。閥89由控制部90控制。
噴嘴87亦可設於電漿產生裝置1之附近。噴嘴87之噴出口亦可朝向電漿產生裝置1與基板W之間之空間開口。或者，該噴嘴87亦可設於與基板W之中央部對向之位置，向基板W之中央部噴出氣體。來自該噴嘴87之氣體自基板W之中央部向徑向外側擴散流動，故亦流動至電漿產生裝置1與基板W之間的空間。噴嘴87亦可連結於介電質3。
如上，基板處理裝置110設有電漿產生裝置1。因此，能以低消耗電力使用電漿進行對基板W之處理。且，根據電漿產生裝置1，電極21被介電質3密封，故介電質3可保護電極21避開腔室111內之氣體。例如，若酸性之藥液接觸到電極21，可能會將電極21腐蝕，但介電質3可避免如此之腐蝕。反言之，可避免自電極21溶出之成分或被電漿濺鍍之成分附著於基板W而污染基板W。
上述之例中，使電漿作用於藥液而產生具有高氧化力之自由基。因此，可更有效地進行對基板W之抗蝕劑膜之去除處理。
另，上述之例中，基板處理裝置110中，電漿雖作用於處理液，但亦可使電漿直接作用於基板W。即，高頻電源4可在基板W未附著處理液之狀態下，於電極21a、21b之間施加高頻電壓。藉此，可使電漿直接作用於基板W，可對基板W進行表面改性(例如親水化)等之處理。
如上，已詳細說明了該電漿產生裝置1及基板處理裝置110，然而，上述說明中所有的態樣僅為例示，該電漿產生裝置1及基板處理裝置110並非限定於其者。應理解在不脫離本發明之範圍之情形下，可想到未例示之無數種變化例。上述各實施形態及各變化例所說明之各構成，只要不相互矛盾便可加以適當組合或省略。
1:電漿產生裝置 1A:電漿產生裝置 2:電極群 3:介電質 3a:主面 3b:主面 4:高頻電源 4a:輸出端 4b:輸出端 5:移動機構 21:電極 21a:第1電極(電極) 21b:第2電極(電極) 31:第1介電構件(介電構件) 31a:主面 32:第2介電構件(介電構件) 41:引出配線 41a:引出配線 41b:引出配線 50:保持機構 51:吸附構件 51a:吸附面 55:抽吸管 56:抽吸機構 60:旋轉機構 61:馬達 62:軸桿 70:馬達收納構件 76:防護罩 77:防護罩移動機構 80:處理部 81:噴嘴 82:配管 83:閥 84:處理液供給源 85:噴嘴移動機構 86:氣體供給部 87:噴嘴 88:供給管 89:閥 90:控制部 91:運算處理裝置 92:記憶部 93:記憶部 94:記憶裝置 94P:處理程式 95:匯流排線 96:輸入部 97:顯示部 98:通信部 100:基板處理系統 110:基板處理裝置 111:腔室 210a:電極 210b:電極 300:介電質 300a:主面 891:氣體供給源 C:載體 CR:中心機器人 D1:間隔 D2:間隔 IR:傳載機器人 LP:載入埠 PS:基板載置部 Q1:旋轉軸線 R1:空間 R2:空間 R100:空間 UT:處理單元 W:基板
圖1係概略性地顯示電漿產生裝置之構成之一例的俯視圖。 圖2係概略性地顯示電漿產生裝置之構成之一例的剖視圖。 圖3係概略性地顯示電漿產生裝置之構成之一例的剖視圖。 圖4係概略性地顯示比較例之電漿產生裝置之構成之一例的圖。 圖5係概略性地顯示電漿產生裝置之構成之另一例的俯視圖。 圖6係概略性地顯示電極群之構成之另一例之俯視圖。 圖7係概略性地顯示基板處理系統之構成之另一例的圖。 圖8係概略性地顯示控制部之構成之一例之俯視圖。 圖9係概略性地顯示基板處理裝置之構成之另一例的圖。
1:電漿產生裝置
2:電極群
3:介電質
3a:主面
3b:主面
21:電極
21a:第1電極(電極)
21b:第2電極(電極)
31:第1介電構件(介電構件)
31a:主面
32:第2介電構件(介電構件)
D1:間隔
D2:間隔

Claims (7)

  1. 一種電漿產生裝置，其係配置於氣體中，使電漿產生者，且包含：介電質，其具有第1主面、及與上述第1主面為相反側之第2主面；及電極群，其由上述介電質密封，包含在與上述第1主面平行之排列面內交替排列之至少一個第1電極及至少一個第2電極，且使藉由在上述第1電極與上述第2電極之間施加高頻電壓而產生之電場，作用於較上述第1主面外側；及高頻電源，其與上述第1電極及上述第2電極電性連接，且施加上述高頻電壓；且上述高頻電源施加至上述第1電極與上述第2電極之間之上述高頻電壓之有效值及頻率係：電壓設定為9kV~15kV，頻率設定為12kHz~30kHz之間。
  2. 如請求項1之電漿產生裝置，其中上述電極群與上述第1主面之間之間隔，比上述電極群與上述第2主面之間之間隔窄。
  3. 如請求項1或2之電漿產生裝置，其中上述介電質包含：具有上述第1主面之第1介電構件；及具有上述第2主面之第2介電構件；且上述第1介電構件之介電常數，低於上述第2介電構件之介電常數。
  4. 如請求項1或2之電漿產生裝置，其中上述第1電極及上述第2電極為圓柱形狀。
  5. 一種基板處理裝置，其係處理基板者，且包含：保持上述基板之保持機構；及如請求項1或2之電漿產生裝置。
  6. 如請求項5之基板處理裝置，其進而包含：第1噴嘴，其對上述保持機構所保持之上述基板之主面，供給包含硫酸、硫酸鹽、過硫酸及過硫酸鹽之至少任一者之處理液，且，使藉由上述電漿產生裝置產生之電漿，作用於上述處理液。
  7. 如請求項5之基板處理裝置，其進而包含：第2噴嘴，其向上述電漿產生裝置與由上述保持機構保持之基板之間，供給電漿用氣體。
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