WO2014199808A1 - アッシング装置 - Google Patents

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WO2014199808A1 PCT/JP2014/063844 JP2014063844W WO2014199808A1 WO 2014199808 A1 WO2014199808 A1 WO 2014199808A1 JP 2014063844 W JP2014063844 W JP 2014063844W WO 2014199808 A1 WO2014199808 A1 WO 2014199808A1
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gas
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lamp
processing chamber
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PCT/JP2014/063844
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Inventor
広瀬　賢一
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ウシオ電機株式会社
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    • H05K3/0055—After-treatment, e.g. cleaning or desmearing of holes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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    • H05K2203/08—Treatments involving gases
    • H05K2203/087—Using a reactive gas

Definitions

  • the present invention relates to an ashing device for removing smears (residues) on a substrate using an ultraviolet lamp, and in particular, for treating organic smears remaining on a substrate in a wiring board manufacturing process or the like. It relates to a suitable ashing device.
  • a multilayer wiring board in which insulating layers and wiring conductors are alternately stacked is known.
  • a build-up method is known, and a lower wiring conductor formed on a lower insulating layer, and an upper insulating layer laminated on the lower insulating layer and the lower wiring conductor.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2010-205801
  • FIG. 7 shows a part of the manufacturing method of the multilayer wiring board disclosed in Patent Document 1.
  • A An upper insulating layer 33 including the wiring conductor 32 is formed on the lower insulating layer 31.
  • the via hole 34 is formed by removing a part of the upper insulating layer 33 with, for example, a laser or a drill. At this time, smear (residue) S resulting from the material of the upper insulating layer 33 inevitably remains.
  • C In order to remove the smear S, for example, a desmear (smear removal) treatment is performed by dissolving with an alkaline solution to expose the upper surface of the wiring conductor 32.
  • the entire substrate needs to be processed in a wet manner irrespective of the original substrate manufacturing process of being dissolved in an alkaline solution. There is a problem of being bad.
  • an ashing processing apparatus that includes a lamp that radiates light and irradiates light (vacuum ultraviolet light) to a workpiece through a quartz glass window.
  • the ashing processing apparatus disclosed in Patent Document 2 accommodates an ultraviolet lamp in a protective tube, arranges a work in a chamber, and performs an ashing process for each sheet.
  • the ashing apparatus described in this document is a mechanism for performing ashing by exhausting while introducing an inert gas into the chamber or by exhausting only the interior of the chamber.
  • JP 2010-205801 A Japanese Patent Laid-Open No. 2007-22796 JP 2011-181535 A
  • an insulating layer having the same component as the smear is present on the surface.
  • the insulating layer which should not be decomposed will be decomposed. If lost, it will no longer function as a wiring board.
  • the accumulated amount of ultraviolet rays is estimated to be small in order to protect the insulating layer, smear cannot be completely removed, and there is a situation where the conduction of the wiring conductor through the via hole becomes insufficient.
  • the irradiation distance between the light source and the object to be processed is shortened, the ozone treatment (ashing) ability by ultraviolet rays increases. It is also known that when the irradiation distance is short (specifically, 3 mm or less), for example, when the oxygen concentration is increased (50% or more) as the processing gas, the processing capacity is further increased. Therefore, it is required that the distance from the light source is made close and the irradiation time is set to a short time while the concentration of the processing gas is strictly controlled.
  • the workpiece comes into contact with the irradiation device or the irradiation window, causing problems such as scratches.
  • the work bends between the front and rear rollers, the work is caught, or the irradiation distance is increased.
  • the workpiece is damaged or proper UV ozone treatment cannot be performed.
  • the distance between the workpiece and the light source (window) changes, there is a problem that the processing becomes uneven and uniform processing cannot be performed on the entire workpiece.
  • the present invention relates to an ashing apparatus including a processing chamber in which an object to be processed is disposed, and a lamp chamber including an ultraviolet lamp that irradiates the object to be processed with ultraviolet rays.
  • a structure capable of accurately managing the irradiation distance between a light source and an object to be processed and transporting the object reliably, and thus capable of reliably and efficiently removing a substance to be removed from the object to be processed. For the purpose.
  • the processing chamber and the lamp chamber are moved relatively in parallel with respect to the processing surface of the processing object.
  • the window member is fixed to the processing chamber.
  • the lamp chamber and the processing chamber are relatively moved along the flow direction of the processing gas in the processing chamber.
  • the lamp chamber and the processing chamber are relatively moved in a direction opposite to a flow direction of the processing gas in the processing chamber.
  • the lamp chamber and the processing chamber are relatively moved in the same direction as the flow direction of the processing gas in the processing chamber, and the relative movement speed thereof is lower than the flow velocity of the processing gas.
  • the air supply port and the exhaust port are characterized by comprising openings that extend in a direction perpendicular to the flow direction of the processing gas.
  • the opening area of the exhaust port is larger than the opening area of the air supply port.
  • the processing gas is characterized by comprising a gas having an oxygen concentration of 50% or more. Further, a separation distance between the object to be processed and the window member is 1 mm or less.
  • the ultraviolet transmissive window member is provided on the processing chamber side where the object to be processed is disposed, both of the two members are placed in a state where the distance between the window member and the surface of the object to be processed is close.
  • the positional relationship can be managed so as to be kept constant.
  • the gas flow is provided in the processing chamber, the atmosphere around the object to be processed can be kept constant. Then, a flow path through which the processing gas flows in a substantially constant direction from one side of the processing surface to the other side is formed above the processing surface of the processing object, so that the smear is irradiated with ultraviolet rays.
  • the generated carbon dioxide gas flows along the flow direction of the processing gas, and is discharged from the gas exhaust port.
  • the ultraviolet rays from the ultraviolet lamp move in the opposite direction or in the same direction along the flow direction of the processing gas, so even if carbon dioxide gas is generated due to the decomposition of smear on the surface to be processed, the processing gas is not Since the surface to be processed can be irradiated in the supplied state, ultraviolet rays are not shielded by carbon dioxide gas, and desmear processing can be performed with high efficiency.
  • Sectional drawing of the ashing apparatus of this invention The top view of the ashing apparatus of this invention. Explanatory drawing of an example of the process of this invention. Explanatory drawing of the other example of the process of this invention. Sectional drawing of the other Example of this invention. Sectional drawing of other Example of this invention. Sectional drawing explaining an example of the manufacturing method of a multilayer wiring board.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the ashing device of the present invention
  • FIG. 2 is a top view thereof, showing only the main part.
  • the ashing apparatus 1 according to the present invention includes a processing chamber 2 in which a workpiece W is disposed, and a lamp chamber 3 in which an ultraviolet lamp 4 that irradiates the workpiece W with ultraviolet rays is accommodated.
  • a stage 6 on which the workpiece W is placed is disposed in the processing chamber 2, and a frame body 7 is disposed along the edge of the stage 6.
  • a seal material 8 is placed on the frame body 7.
  • a window member 9 made of quartz glass or the like having ultraviolet transparency is provided. The periphery of the window member 9 is protected by a cover body 10.
  • the stage 6 is provided with an air supply port 12 for supplying a processing gas along one side edge, and discharges the processing gas along the other side edge facing this.
  • An exhaust port 13 is provided.
  • a processing gas such as oxygen is supplied from the gas inlet 12 between the workpiece W in the processing chamber 2 and the window member 9, and along the surface of the workpiece W in the direction of the gas exhaust port 13. Flows out of here.
  • the gas supply port 12 and the gas exhaust port 13 have openings extending in a direction perpendicular to the flow direction of the processing gas, whereby the gas is processed. It flows along the surface of the object W uniformly.
  • the opening area of the gas exhaust port 13 is formed larger than the opening area of the gas supply port 12, so that the processing gas does not stay in the processing chamber 2, so The air flows smoothly through the exhaust port 13.
  • the air supply port 12 and the exhaust port 13 may be in any form such as not only the illustrated long hole but also a plurality of small holes arranged in a direction orthogonal to the process gas flow direction.
  • the air supply port 12 and the exhaust port 13 are formed on the stage 6, they may be formed on other portions, for example, the frame body 7. What is necessary is just to supply between the window members 9 and to flow along the surface of the workpiece W.
  • the workpiece W is, for example, a flat wiring board, the surface of which is made of an insulating layer, and an opening made of a via hole formed in the insulating layer and the same material as the insulating layer around the opening. It has the smear (residue) S comprised. Then, the workpiece W is placed on the stage 6 in a form in which the smear S is exposed in the processing space formed between the stage 6 and the window member 9.
  • the separation distance between the surface of the workpiece W and the inner surface of the window member 9 is such that the gas (the processing gas and the carbon dioxide gas generated after the processing) can be circulated by a certain distance and the distance ( The maximum separation portion) is preferably 3 mm or less in order to increase the ozone treatment (ashing treatment) capability with ultraviolet rays.
  • the processing gas introduced into the processing chamber 2 is a mixed gas containing oxygen.
  • the gas other than oxygen it is preferable to use a gas that does not impair the ultraviolet transmittance, specifically, an inert gas such as nitrogen gas or rare gas.
  • the processing gas preferably contains 50% or more oxygen in the ashing of the wiring board. Further, ozone gas may be mixed for the purpose of enhancing the effect.
  • the processing gas containing oxygen is supplied from the air supply port 12 formed at one side edge on the right side of the paper in the configuration of FIGS. 1 and 2, the processing gas moves from the right to the left. Then, it flows along the surface of the workpiece W in a certain direction, and is discharged from the exhaust port 13 formed at the other side edge on the left side of the paper.
  • a lamp-like ultraviolet lamp 4 extending in a direction perpendicular to the flow direction of the processing gas is accommodated in the lamp chamber 3, and an inert gas such as nitrogen gas is supplied to the lamp chamber 3.
  • An inert gas supply pipe 5 is provided, and the inside of the lamp chamber 3 and the periphery of the lamp 4 is an inert gas atmosphere.
  • the lamp chamber 3 is disposed above the processing chamber 2 via a window member 9 and a minute space.
  • the lamp chamber 3 flows with respect to the processing chamber 2 in the flow direction of the processing gas. Is scanned along. More specifically, scanning is performed in a direction opposite to the flow direction of the processing gas.
  • the lamp 4 serving as an ultraviolet light source disposed in the lamp chamber 3 emits vacuum ultraviolet light (ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less), and various known lamps can be used.
  • vacuum ultraviolet light ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less
  • xenon gas is enclosed.
  • xenon excimer lamps wavelength 172 nm
  • low-pressure mercury lamps wavelength 185 nm
  • xenon excimer lamps are suitable for use in this type of ashing apparatus.
  • FIGS. the state of the ashing process is schematically shown in FIGS.
  • the workpiece W in which the smear S remains is disposed in the processing chamber 2 so as to be at a fixed position interval with respect to the window member 8.
  • the processing gas supplied from the air supply port 12 flows in the processing chamber from one side (the air supply port 12 side) toward the other side (the exhaust port 13 side).
  • the lamp 4 for irradiating ultraviolet rays (UV) moves in a direction opposite to the flow of the processing gas on the workpiece W while being lit, and irradiates the workpiece W with ultraviolet rays.
  • UV ultraviolet rays
  • the lamp 4 may be continuously lit or blinking, and the relative movement of the lamp 4 and the workpiece W is not limited to continuous movement but may be discontinuous.
  • ultraviolet rays irradiate the smear S and decompose it.
  • the smear component is derived from the original insulating layer material of the wiring board, and is mainly composed of a thermosetting resin such as an epoxy resin or a bismaleimide triazine resin. Some of the insulating layers may have inorganic insulating fillers such as silica dispersed therein.
  • the smear Oxidized by the action of active oxygen and ozone generated by ultraviolet rays in the processing chamber, the smear is decomposed into a gas such as carbon dioxide and water based on the composition of the material that constitutes the insulating layer, and enters the processing space. When released, the gas is discharged from the exhaust port 13 along the flow of the processing gas.
  • a gas such as carbon dioxide and water based on the composition of the material that constitutes the insulating layer
  • FIG. 4 shows another embodiment.
  • the scanning direction of the ultraviolet lamp 4 is the same as the flow direction of the processing gas.
  • the relative moving speed of the lamp 4 with respect to the processing chamber 2 (the workpiece W) is set to be slower than the flow rate of the treatment gas.
  • the processing gas supplied from the air supply port 12 flows in the processing chamber from one side (the air supply port 12 side) toward the other side (the exhaust port 13 side).
  • the lamp 4 for irradiating ultraviolet rays (UV) moves in the same direction as the gas flow on the workpiece W while being lit, and irradiates the workpiece W with ultraviolet rays.
  • the smear S is decomposed into a gas such as carbon dioxide or water by the action of active oxygen or ozone generated by the reaction of the oxygen gas contained in the processing gas by the irradiation of ultraviolet rays, and enters the processing space.
  • the gas When released, the gas is discharged from the exhaust port 13 along the flow of the processing gas.
  • the ultraviolet lamp 4 moves, the ultraviolet light irradiates smear existing immediately below (or in the vicinity thereof), and the smear is decomposed and removed from the substrate. Since it is faster than the moving speed, the carbon dioxide gas generated from the smear is sent to the exhaust port 13 prior to the movement of the lamp 4 along the flow of the processing gas.
  • the lamp 4 moves on the workpiece with a delay from the flow of the processing gas, the workpiece W is irradiated with ultraviolet rays in the absence of the generated carbon dioxide gas. Therefore, the desmear process is achieved under a fresh process gas atmosphere in which the generated carbon dioxide gas is always removed by the process gas and is supplied from the air supply port 12, so that the ultraviolet rays are not absorbed by the carbon dioxide gas.
  • the processing gas and the object to be processed can be irradiated.
  • the example in which the lamp 4 is moved has been described.
  • the processing chamber 2 that is, the workpiece W
  • the window member 9 provided on the processing chamber 2 side and the workpiece W are moved simultaneously, it can be driven in a state where the distance between them is maintained constant.
  • the lamp 4 does not collide with the workpiece W, and the illuminance of ultraviolet rays applied to the workpiece W does not fluctuate.
  • the decomposition gas such as carbon dioxide generated by the decomposition of the smear can be removed from the generation site by being carried on the flow of the processing gas, and the ultraviolet light from the lamp can be removed.
  • the workpiece W is large, for example, when the size of the workpiece is large, such as 500 mm ⁇ 500 mm or more, processing unevenness tends to occur particularly on the surface to be treated.
  • the present invention works particularly effectively when processing a processed material.
  • each of the air supply port 12 and the exhaust port 13 has an elongated slit shape, but it is not limited to this form as described above.
  • the total opening area of the exhaust port 13 is preferably larger than the total opening area of the air supply port 12. Due to the large opening on the discharge side, the flow of gas does not stagnate in the processing chamber, and a uniform flow in one direction can be formed from the supply port 12 side to the exhaust port 13 side, thereby maintaining a stable flow. can do.
  • the oxygen concentration is high in order to process smear in a short time so as not to affect other parts (insulator layers).
  • the oxygen concentration is 50% or more, the concentration of activated oxygen can be made extremely high, and the treatment can be suitably performed.
  • the separation distance between the workpiece W and the window member 9 is preferably 3 mm or less, and more preferably 1 mm or less. As described above, if the space between the window member 9 and the workpiece W is narrowed, a part of the ultraviolet rays from the lamp 4 can be directly irradiated onto the surface of the workpiece, thereby further improving the processing capability. Expected. In the processing space, when a high oxygen concentration of 50% or more is maintained, when the separation distance between the workpiece W and the window member 8 is a predetermined distance or more, the ultraviolet rays are oxygenated before reaching the surface of the workpiece. However, by reducing the separation distance, the location where activated oxygen is generated is limited to the vicinity of the surface of the object to be processed, and part of the ultraviolet light is directly applied to the object to be processed while having ultraviolet transparency. It becomes possible to irradiate.
  • FIG. 5 shows still another embodiment.
  • the configuration of the lamp chamber is changed to a sealed type. That is, as shown in the figure, the lamp chamber 3 includes a sealed casing 15 that houses the lamp 4 and has wall surfaces in all directions, and an ultraviolet transmissive window 16 is provided on the surface of the lamp chamber 3 facing the processing chamber 2. It has. Light from the ultraviolet radiation lamp 4 arranged inside the lamp chamber 3 is radiated through the transmission window 16.
  • the lamp chamber 3 is provided with a mechanism for supplying nitrogen gas or other inert gas for the purpose of preventing absorption and attenuation of ultraviolet rays in the lamp chamber.
  • an inert gas supply pipe 17 is provided at the top of the housing 15 and is discharged from an exhaust pipe 18 provided on the side surface.
  • a blow tube 19 for supplying nitrogen gas or other inert gas is provided along the lamp chamber 3 and attenuates until the ultraviolet light emitted from the lamp chamber 3 reaches the processing chamber 2. Is supposed to suppress. At least one of the processing chamber 3 and the lamp chamber 4 is relatively movable by a moving mechanism (not shown), and irradiates light from the lamp while moving either (or both). Other configurations are the same as those of the embodiment of FIGS.
  • FIG. 6 shows still another embodiment of the present invention.
  • the workpiece W is supported vertically.
  • the left and right window members 9, 9 are supported vertically and in parallel on the base 21 constituting the processing chamber 2.
  • the base 21 is provided with a processing gas inlet 12 on the upper side and a processing gas outlet 13 on the lower side.
  • the processing gas passes through the inside of the processing chamber 2 from the inlet 12 along the surface of the workpiece W. It flows uniformly and is exhausted from the exhaust port 13.
  • Lamp chambers 3, 3 are arranged opposite to each other on the window members 9, 9 of the processing chamber 2, and lamps 4 are arranged in the lamp chambers 3, 3.
  • the lamp chamber 3 is scanned in the vertical direction in the drawing along the flow direction of the processing gas in the processing chamber 2.
  • the scanning direction of the lamp chamber 3 may be the same direction as the flow direction of the processing gas, or may be the opposite direction, as in the embodiment of FIGS. .
  • the workpiece W is, for example, a flat wiring board, and both surfaces are formed of an insulating layer, and an opening made of a via hole formed in the insulating layer, and the insulating layer is formed of the same material around the opening. And smears (residues).
  • the processing of both surfaces of the workpiece W has been described.
  • the window member 9 constituting the processing chamber 2 may be configured to have only one surface facing the processing target surface of the workpiece W, and the lamp chamber 3 may be disposed opposite thereto.
  • Other configurations are basically the same as those of the embodiment of FIG.
  • the window member having ultraviolet transparency that partitions the processing chamber for storing the object to be processed and the lamp chamber is fixed to the processing chamber side.
  • the positional relationship between the two can be managed so as to be kept constant.
  • the processing gas flows through the processing chamber, the atmosphere around the object to be processed can be kept constant.
  • a flow path in which the gas to be processed in the processing chamber flows in one direction from one surface to the other surface of the object to be processed is formed, and carbon dioxide generated by irradiating the smear with ultraviolet rays.
  • the gas flows along the flow direction of the processing gas and is discharged from the gas exhaust port.
  • the lamp Since the lamp is scanned along the flow direction of the processing gas, even if carbon dioxide gas is generated due to the decomposition of smear on the surface to be processed, it is removed from the irradiation site by the processing gas, and is always at the irradiation site. Since the ultraviolet rays can be irradiated in a state where the processing gas is supplied, the ultraviolet rays are not shielded by the carbon dioxide gas, and the desmear treatment can be performed with high efficiency. This technique can also be used for techniques such as resist ashing and resist residue removal used in manufacturing processes of semiconductors, liquid crystal substrates, and flexible substrates.

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Abstract

【課題】被処理物を内部に配置する処理室と、前記被処理物に紫外線を照射する紫外線ランプを備えたランプ室を備えたアッシング装置において、光源と被処理物の照射距離を正確に管理することが可能で、確実に搬送することができ、従って、配線基板のスミアを効率よく除去することができる構造を提供することである。 【解決手段】前記処理室と前記ランプ室は、前記被処理物の被処理面に対して相対的に平行移動されるものであり、前記処理室は、被処理物を支持するステージと、当該処理室内に処理ガスを供給する給気口と、前記処理ガスを排出する排気口とを具備し、前記処理室と前記ランプ室とを区画する紫外線透過性を有する窓部材が、当該処理室に固定されていることを特徴とする。

Description

アッシング装置
　この発明は、紫外線ランプを用いて基板上のスミア（残渣）を除去するアッシング装置に関するものであり、特に、配線基板の製造工程等で基板上に残留した有機物系からなるスミアを処理するのに好適なアッシング装置に係わるものである。
　半導体集積回路素子等の半導体素子を搭載するため、絶縁層と配線導体とを交互に積層した多層配線基板が知られている。
　かかる多層配線基板としては、ビルドアップ法が知られていて、下層の絶縁層上に形成された下層の配線導体と、該下層の絶縁層上および下層の配線導体上に積層された上層の絶縁層上に形成された上層の配線導体とを備え、下層の配線導体を底面として、上層の絶縁層にビアホールを設け、かかるビアホールの内部に前記上層の配線導体の一部を被着させることにより、上層と下層の配線導体を接続している。このような技術については、特開２０１０－２０５８０１号公報（特許文献１）などに記載されている。
　図７に特許文献１に開示された多層配線基板の製造方法の一部が示されている。
（Ａ）下層の絶縁層３１上に、配線導体３２を含めて上層の絶縁層３３が形成されている。
（Ｂ）この上層の絶縁層３３の一部を、例えばレーザやドリルによって除去することで、ビアホール３４を形成する。このとき、上層の絶縁層３３の材料に起因するスミア（残渣）Ｓが、不可避的に残ってしまう。
（Ｃ）このスミアＳを除去するため、例えば、アルカリ性溶液によって溶解することによりデスミア（スミア除去）処理し、配線導体３２の上面を露出させる。
　このように、上層の絶縁層３３のスミアＳを除去する際に、アルカリ溶液で溶解するという、本来的な基板製造工程とは無関係に基板全体を湿式で処理する必要があることから、スループットが悪いという問題がある。
　このような問題点を解消すべく、上記基板製造工程におけるデスミア処理においては、従来のアルカリ性溶液を用いた湿式による方法ではなく、乾式（ドライプロセス）による方法が検討されていて、アッシング処理によってスミアを除去することが検討されている。
　また、使用済の高濃度アルカリ廃液の処理コストやその後リンスなどで用いた低濃度アルカリ廃液の処理コストが高いという問題もある。
　そのようなプロセスの一案として、酸素が存在する雰囲気下に被処理物である基板を配置し、紫外線として波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射し、有機物を分解、除去することが検討される。このように、乾式方法でデスミア処理を行うことで、湿式によるデスミア処理後のすすぎや乾燥が不要になり、廃液が発生しない上、次工程への移行を速やかにできて製造コストを大幅に抑えることができるようになる。
　このようなアッシング装置として、例えば特開２００７－２２７４９６号公報（特許文献２）や特開２０１１－１８１５３５号公報（特許文献３）等に開示されるものが知られていて、そこには、紫外線を放射するランプを備え、石英ガラス製の窓を介してワークに対して光（真空紫外光）を照射するアッシング処理装置が開示されている。
　特許文献２に開示されるアッシング処理装置は、紫外線ランプを保護管内に収容し、ワークをチャンバー内に配置して、ワークを枚葉ごとにアッシング処理するものである。この文献に記載のアッシング装置では、チャンバー内に不活性ガスを導入しつつ排気を行うか、あるいは、チャンバー内の排気のみを行ってアッシング処理する機構である。
特開２０１０－２０５８０１号公報 特開２００７－２２７４９６号公報 特開２０１１－１８１５３５号公報
　ところで、上述した配線基板等の製造工程で生じるスミアを除去処理する場合、スミアと同一成分である絶縁層が表面に存在する。スミアの処理を確実に行おうとして、長時間紫外光を照射すると、本来分解されるべきではない絶縁層も分解されてしまうという問題が生じ、この絶縁層が過剰に分解されて、絶縁機能を失うと、そもそも配線基板としての機能を果たすことができなくなってしまう。一方、絶縁層を保護するために、紫外線の積算照射量を少なく見積もると、スミアを完全に除去できず、ビアホールを介した配線導体の導通が不十分になるという事態が生じる。
　このような、絶縁層を備える配線基板のアッシング処理においては、例えば半導体基板製造におけるレジストのように、一時的に形成し、その後に全部除去するような一過性に存在する有機物とは異なり、絶縁層は最終製品に必須の構成となるので、いかに絶縁層に影響が及ばないようにスミアを処理するかが問題となる。すなわち、本来必須に存在しなければならない絶縁層と、当該絶縁層を由来とするスミアとが混在する配線基板では、従来のアッシング処理のプロセスとは異なり、長時間処理すればよいということにならないため、従来の装置やプロセスをそのまま採用することができない。
　このような特有の課題に対しては、光源と被処理物との照射距離を縮めると、紫外線によるオゾン処理（アッシング）能力が上がることがわかっている。そして、照射距離が近い状態（具体的には３ｍｍ以下）で、処理ガスとして、例えば酸素濃度を高く（５０％以上）にすると、さらにその処理能力が上がることもわかっている。
　従って、処理ガスの濃度を厳密に管理した状態で、光源との距離を密に近づけ、かつ、照射時間を短時間に設定することが要求される。
　しかしながら、特許文献２の一括照射によるアッシング装置では、光源との距離を一定にできるが、基板を交換するごとにチャンバー内の雰囲気を替えなければならないため、ワーク及び処理ガスの入れ替えのために生産性が悪いという問題がある。
　また、特許文献３のアッシング装置のように、被処理物（ワーク）とランプ（或いはランプ室）とを相対的に移動させて（スキャンさせて）紫外線を照射する場合では、被処理物表面には反りや曲がりがあるので、ランプやランプ室が被処理物にぶつかる可能性があり、ランプをワークに接近させて光を照射することができないという問題がある。
　また、搬送ローラーを用いたワークスキャン方式において、ワーク側を搬送する構成としても、搬送中にワークが跳ねることがあるため、光源（窓）とワーク表面の距離を３ｍｍ以下に照射距離を縮めることが難しい。具体的には、ワークが照射装置や照射窓に接触し、スクラッチ等の問題が発生することが考えられる。また、ワークの厚みが例えば０．１～０．３ｍｍのように薄い平板状のプリント基板の場合には、前後のローラー間でワークが撓み、ワークが引っかかったり、照射距離が開いたりして、ワークが破損したり、適切なＵＶオゾン処理ができないという事態も考えられる。ワークと光源（窓）との距離が変わると処理にムラが生じ、ワーク全体において均一処理ができなくなるという問題がある。
　以上のような従来技術の問題に鑑み、本発明は、被処理物を内部に配置する処理室と、前記被処理物に紫外線を照射する紫外線ランプを備えたランプ室を備えたアッシング装置において、光源と被処理物の照射距離を正確に管理することが可能で、確実に搬送することができ、従って、被処理物において除去すべき物質を確実かつ効率よく除去することができる構造を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、この発明に係るアッシング装置は、処理室とランプ室は、被処理物の被処理面に対して相対的に平行移動されるものであり、前記処理室は、被処理物を支持するステージと、当該処理室内に処理ガスを供給する給気口と、前記処理ガスを排出する排気口とを具備し、前記処理室と前記ランプ室とを区画する紫外線透過性を有する窓部材が、当該処理室に固定されていることを特徴とする。
　また、前記ランプ室と前記処理室とは、前記処理室内の前記処理ガスの流れ方向に沿って相対的に移動されることを特徴とする。
　また、前記ランプ室と前記処理室とは、前記処理室内の前記処理ガスの流れ方向と反対方向に相対的に移動されることを特徴とする。
　また、前記ランプ室と前記処理室とは、前記処理室内の前記処理ガスの流れ方向と同一方向に相対的に移動されるものであり、その相対移動速度が前記処理ガスの流速より遅いことを特徴とする。
　また、前記給気口及び前記排気口は、前記処理ガスの流れ方向と直交する方向に延在する開口からなることを特徴とする。
　また、前記排気口の開口面積は、前記給気口の開口面積よりも大きいことを特徴とする。
　また、前記処理ガスは、酸素濃度が５０％以上のガスよりなることを特徴とする。
　また、前記被処理物と前記窓部材との離間距離が１ｍｍ以下であることを特徴とする。
　本発明のアッシング装置によれば、被処理物を配置する処理室側に紫外線透過窓部材を具備しているので、当該窓部材と被処理物表面の間の距離を近接した状態で、両者の位置関係が一定に保持されるよう管理することができる。しかも、処理室内にガスを流過する構成を備えているので、被処理物の周囲の雰囲気を一定に保持することができる。
　そして、被処理物における被処理面の上部に、被処理面の一方から他方に向けてほぼ一定方向に処理ガスが流過する流路が形成されていることにより、スミアに紫外線が照射されることで発生した炭酸ガスは、処理ガスの流れ方向に沿って流れ、ガス排気口から排出されるようになる。そして、紫外線ランプからの紫外線は、処理ガスの流れ方向に沿って反対方向或いは同一方向に移動するので、被処理面上でスミアの分解に由来して炭酸ガスが発生しても、処理ガスが供給された状態で被処理面を照射できるため、紫外線が炭酸ガスで遮光されることがなく、デスミア処理を高効率に行うことができるようになる。
本発明のアッシング装置の断面図。 本発明のアッシング装置の上面図。 本発明の処理工程の一例の説明図。 本発明の処理工程の他の例の説明図。 本発明の他の実施例の断面図。 本発明の更に他の実施例の断面図。 多層配線基板の製造方法の一例を説明する断面図。
　図１は、本発明のアッシング装置の構成を示す断面図であり、図２はその上面図であって、主要部分のみを示している。
　本発明のアッシング装置１は、被処理物Ｗを内部に配置する処理室２と、被処理物Ｗに紫外線を照射する紫外線ランプ４を収納するランプ室３とからなる。
　処理室２には、被処理物Ｗを戴置するステージ６が配設され、このステージ６の縁部に沿って枠体７が配置されていて、この枠体７上にはシール材８を介して紫外線透過性を有する、石英ガラス製などの窓部材９が設けられている。そして、この窓部材９の周囲はカバー体１０によって保護されている。
　また、図２に示すように、ステージ６には、一方の側縁に沿って処理ガスを供給する給気口１２が設けられ、これと対向する他方の側縁に沿って処理ガスを排出する排気口１３が設けられている。これにより、酸素などの処理ガスは、ガス給気口１２から処理室２内の被処理物Ｗと窓部材９との間に供給され、被処理物Ｗの表面に沿ってガス排気口１３方向に流れ、ここから流出する。
　図２によく示されているように、ガス給気口１２とガス排気口１３は、前記処理ガスの流れ方向と直交する方向に延在する開口からなっていて、これにより、ガスは被処理物Ｗの表面を一様に沿って流れる。
　また、ガス排気口１３の開口面積は、ガス給気口１２の開口面積よりも大きく形成されていて、これにより、処理ガスが処理室２内で滞留することなく、被処理物Ｗの表面上を円滑に流れ、排気口１３から排気される。
　なお、給気口１２および排気口１３は、図示された長孔のみならず、処理ガス流れ方向に直交する方向に配置される多数の小孔からなるもの等、任意の形態であってもよい。
　また、給気口１２および排気口１３はステージ６に形成するものを示したが、それ以外の部分、例えば、枠体７に形成するものであってもよく、要は、被処理物Ｗと窓部材９の間に供給されて被処理物Ｗの表面に沿って流れるものであればよい。
　被処理物Ｗは、例えば平板状の配線基板であり、その表面が絶縁物層で構成され、当該絶縁物層に形成されたビアホールからなる開口と、開口の周囲に絶縁物層と同物質で構成されたスミア（残渣）Ｓとを有しているものである。そして、ステージ６と窓部材９の間に形成された処理空間に前記スミアＳが露出する形態で、被処理物Ｗがステージ６に戴置される。
　ここで、被処理物Ｗの表面と窓部材９の内面との離間距離は、ガス（処理ガス及び処理後に生じた炭酸ガス等）が流通可能な状態に一定距離離間し、かつ、その距離（最大離間部分において）は、紫外線によるオゾン処理（アッシング処理）能力を上げるため３ｍｍ以下であることが好ましい。
　処理室２に導入される処理ガスは、酸素を含む混合ガスである。酸素以外のガスとしては、紫外線透過性を阻害しないガス、具体的には窒素ガス、希ガスなどの不活性ガスであることが好ましい。そして、処理ガスは、配線基板のアッシングにおいては酸素を５０％以上含んでいることが好ましい。また、より効果を高める目的で、オゾンガスを混ぜてもよい。
　前述したように、酸素を含む処理ガスは、図１、２の構成において、紙面右側の一方の側縁部に形成された給気口１２から供給されると、処理空間を右から左に向かって一定方向に被処理物Ｗの表面に沿って流過し、紙面左側の他方の側縁部に形成された排気口１３から排出される。
　ランプ室３内には、処理ガスの流れ方向に対して直交する方向に伸びる棒状の紫外線ランプ４が収納されており、また、このランプ室３には、窒素ガスなどの不活性ガスを供給する不活性ガス供給管５が設けられていて、該ランプ室３内およびランプ４の周辺を不活性ガス雰囲気としている。
　そして、このランプ室３は、前記処理室２の上方に、窓部材９と微小空間を介して配置され、この実施例では該ランプ室３が処理室２に対して、前記処理ガスの流れ方向に沿って走査される。より具体的には、処理ガスの流れ方向に対して反対方向に走査されるものである。
　ランプ室３内に配置される紫外線光源となるランプ４は、真空紫外光（波長２００ｎｍ以下の紫外線）を出射するものであって、種々の公知のランプを利用でき、例えば、キセノンガスを封入したキセノンエキシマランプ（波長１７２ｎｍ）、低圧水銀ランプ（波長１８５ｎｍ）などがあり、なかでも、この種アッシング装置に用いるものとしては、キセノンエキシマランプが好適である。
　上記構成において、アッシング処理の様子が図３（Ａ）（Ｂ）に模式的に示されている。
　図３に示すように、スミアＳが残った状態の被処理物Ｗが窓部材８に対し、一定の位置間隔となるよう処理室２内に配置される。
（Ａ）給気口１２から供給された処理ガスは、処理室内を一方（給気口１２側）から他方（排気口１３側）に向かって流れる。紫外線（ＵＶ）を照射するランプ４は、点灯した状態で被処理物Ｗ上の処理ガスの流れと反対方向に移動して、紫外線を被処理物Ｗに照射する。このときランプ４は連続点灯でも点滅点灯でもよいし、ランプ４と被処理物Ｗの相対移動も連続的な移動に限らず不連続であってもよい。
　ランプ４の直下（或いはその近傍）においては、紫外線がスミアＳを照射してこれを分解する。スミアの成分は、配線基板のもともとの絶縁物層の材質に由来したものであり、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を主剤としている。一部の絶縁物層では、シリカ等の無機絶縁フィラーが分散されたものもある。処理室内で紫外線によって生成された活性酸素やオゾンの作用によって酸化され、絶縁物層を構成する物質の組成に基づいて、スミアは炭酸ガスや水などのガスとなって分解され、処理空間内に放出されると、処理ガスの流れに沿って排気口１３より排出されるようになる。
（Ｂ）紫外線ランプ４が移動するごとに紫外線がその直下（或いはその近傍）に存在するスミアＳを照射して、スミアが分解され、基板上から除去される。従って、デスミア処理は、処理ガスが常に流過して炭酸ガス等を除去しながら、給気口１２から供給された新鮮な処理ガス雰囲気の下で達成されるため、紫外線が炭酸ガスで吸収されずに処理ガス及び被処理物Ｗを照射する。従って、紫外線を効率よく照射できてスミアを除去でき、過剰に紫外線照射されることが無く、絶縁層の不所望な分解を回避することができる。
　図４には他の実施例が示されていて、この実施例では、紫外線ランプ４の走査方向が、処理ガスの流れ方向と同一方向とされている。
　この場合、ランプ４の処理室２（被処理物Ｗ）に対する相対移動速度は、処置ガスの流速よりも遅くなるように設定されている。
（Ａ）給気口１２から供給された処理ガスは、処理室内を一方（給気口１２側）から他方（排気口１３側）に向かって流れる。紫外線（ＵＶ）を照射するランプ４は、点灯した状態で被処理物Ｗ上のガスの流れと同方向に移動して、紫外線を被処理物Ｗに照射する。
　処理室内では、処理ガスに含まれる酸素ガスが紫外線の照射により反応して生成される活性酸素やオゾンの作用によって、スミアＳは炭酸ガスや水などのガスとなって分解され、処理空間内に放出されると、処理ガスの流れに沿って排気口１３より排出されるようになる。
（Ｂ）紫外線ランプ４が移動するごとに紫外線がその直下（或いはその近傍）に存在するスミアを照射して、スミアが分解され、基板上から除去されるが、処理ガスの流速はランプ４の移動速度よりも速いため、スミアから発生した炭酸ガスは、処理ガスの流れに乗ってランプ４の移動に先んじて排気口１３側に送られる。つまり、ランプ４は処理ガスの流れよりも遅れて被処理物上を移動するので、発生する炭酸ガスが存在しない状態で被処理物Ｗに紫外線を照射することになる。
　従って、デスミア処理は、発生する炭酸ガス等は常に処理ガスによって除去され、給気口１２から供給された新鮮な処理ガス雰囲気の下で達成されるため、紫外線が炭酸ガスで吸収されること無く処理ガス及び被処理物を照射することができる。
　なお、以上の実施例においてはランプ４を移動する例で説明したが、処理室２（すなわち被処理物Ｗ）を移動させる構成としてもかまわない。処理室側を移動させる場合でも、処理室２側に設けられた窓部材９と被処理物Ｗとは同時に移動するため、両者の離間距離を一定に維持した状態で駆動することができるので、スキャン処理中にランプ４が被処理物Ｗにぶつかることはなく、被処理物Ｗに照射される紫外線照度が変動することもない。
　しかも、スキャン方向が処理ガスの流れ方向に沿って行われることにより、スミアが分解して生じた炭酸ガス等の分解ガスを、発生部位から処理ガスの流れに乗せて除去できて、ランプから紫外線が照射される部位での紫外線透過率が部分的に変わることもない。よって紫外線を照度一定に照射できて、効率のよい処理を行うことができる。
　被処理物Ｗが大型である場合、例えば被処理物の大きさが５００ｍｍ×５００ｍｍ以上のような大型のものである場合、特に被処理面における処理むらが生じやすいが、このような大型の被処理物を処理する場合において、本発明は特に有効に作用する。
　なお、ここで具体的な一数値例を挙げると、被処理物Ｗの大きさが５００ｍｍ×５００ｍｍである場合、処理ガスの給気口１２の大きさは約３ｍｍ×６００ｍｍ、排気口１３の大きさは約１０ｍｍ×６００ｍｍである。この数値例においては、給気口１２、排気口１３はいずれも細長いスリット形状であるが、この形態に限定されることはないことは前記したとおりである。
　このように、排気口１３の総開口面積は給気口１２の総開口面積よりも大きいことが好ましい。排出側の開口が大きいことで、ガスの流れが処理室内で停滞することがなく、給気口１２側から排気口１３側に一方向の一様な流れを形成できて、流れを安定に維持することができる。
　また、配線基板の処理においては、スミアを短時間に処理して、他の部位（絶縁物層）に影響を与えないよう処理するには、酸素濃度が高いことが好ましい。特に酸素濃度が５０％以上となることで、活性化酸素の濃度を非常に高い状態にすることができ、好適に処理することができる。
　また、被処理物Ｗと窓部材９との離間距離は、３ｍｍ以下であることが好ましく、更に望ましくは１ｍｍ以下である。このように、窓部材９と被処理物Ｗとの間の空間を狭く構成すると、ランプ４からの紫外線の一部が被処理物表面に直接照射できることにもなり、一層の処理能力の向上が見込まれる。処理空間においては、酸素濃度５０％以上の高酸素濃度を維持すると、被処理物Ｗと窓部材８との離間距離を所定距離以上にした場合、被処理物表面に到達する前に紫外線が酸素に吸収されてしまうが、この離間距離を小さくすることにより、活性化酸素の発生場所を被処理物表面に近傍に限定しつつ、紫外線透過性も備えて紫外線の一部を直接被処理物に照射することができるようになる。
　図５には、更に他の実施形態が示されていて、この例においてはランプ室の構成を密閉式に変更したものである。
　すなわち同図に示すように、ランプ室３は、ランプ４を収納して全方位に壁面を有する密閉筐体１５を具備し、ランプ室３の処理室２に対向する面には紫外線透過窓１６を具備している。ランプ室３内部に配置された紫外線放射ランプ４からの光は、この透過窓１６を介して放射される。
　ランプ室３には、該ランプ室内での紫外線の吸収、減衰を防止する目的で、窒素ガス或いはその他の不活性ガスを供給する機構が具備される。例えば、筐体１５上部に不活性ガスの給気管１７を備えていて、側面に設けられた排気管１８から排出される。またランプ室３に沿って、窒素ガス或いはその他の不活性ガスを供給するブロー管１９を備えていて、ランプ室３から放射された紫外光が処理室２に到達するまでの間で減衰することを抑制するようになっている。
　処理室３とランプ室４の少なくとも一方は、不図示の移動機構によって、相対的に移動可能とされていて、いずれか（或いは両方）を移動しながらランプからの光を照射する。なお、その他の構成については、図１、図２の実施例と同様である。
　図６には、本発明の更に他の実施例が示されていて、この実施例では、被処理物Ｗが垂直に支持されている。
　処理室２を構成する基体２１には、左右２枚の窓部材９、９が垂直かつ平行に支持されている。この処理室２内には、保持部材２２によって垂直に保持された被処理物Ｗが収納されている。
　前記基体２１には、上方に処理ガス吸気口１２が、下方には処理ガス排気口１３が設けられていて、処理ガスは処理室２内を吸気口１２から被処理物Ｗの表面に沿って一様に流れ、排気口１３から排気される。
　前記処理室２の窓部材９、９の両側にはランプ室３、３が対向配置され、該ランプ室３、３内にはランプ４が配設されている。このランプ室３は、前記処理室２内の処理ガスの流れ方向に沿って、図の上下方向に走査される。この場合、該ランプ室３の走査方向は、処理ガスの流れ方向と同一方向であってもよいし、反対方向であってもよいことは、前記図３、図４の実施例と同様である。
　被処理物Ｗは、例えば平板状の配線基板であり、両面が絶縁物層で構成され、当該絶縁物層に形成されたビアホールからなる開口と、開口の周囲に絶縁物層と同物質で構成されたスミア（残渣）とを有しているものである。
　なお、この実施例では、上記のように、被処理物Ｗの両面を同時に処理するものを説明したが、図１、図５の実施例のように一面のみを処理する形態であってもよく、その場合には、処理室２を構成する窓部材９は被処理物Ｗの処理対象面と対向する一面のみとして、これにランプ室３を対向配置する構成とすればよい。
　その他の構成については、基本的に図１の実施例と同様である。
　以上説明したように、本発明においては、被処理物を収納する処理室とランプ室とを区画する紫外線透過性を有する窓部材が、処理室側に固定されていることにより、当該窓部材と被処理物表面の間の距離を近接した状態で、両者の位置関係が一定に保持されるよう管理することができる。しかも、処理室内に処理ガスを流過する構成を備えているので、被処理物の周囲の雰囲気を一定に保持することができる。
　そして、処理室内の被処理ガスの流れが、被処理物の被処理面の一方から他方に向けて一定方向に流れる流路が形成されていて、スミアに紫外線が照射されることで発生した炭酸ガスは、処理ガスの流れ方向に沿って流れ、ガス排気口から排出されるようになる。ランプはこの処理ガスの流れ方向に沿って走査されるので、被処理面上でスミアの分解に由来して炭酸ガスが発生しても、処理ガスにより照射部位から除去され、照射部位においては常に処理ガスが供給された状態で紫外線を照射できるため、紫外線が炭酸ガスで遮光されることがなく、デスミア処理を高効率に行うことができるようになるものである。
　また、この技術は半導体や液晶基板やフレキシブル基板などの製造工程で用いる、レジストのアッシング、レジスト残渣の除去等への技術へも利用できる。
　１　　　アッシング装置
　２　　　処理室
　３　　　ランプ室
　４　　　ランプ
　５　　　不活性ガス供給管
　６　　　ステージ
　７　　　枠体
　９　　（紫外線透過性）窓部材
　１０　　カバー体
　１２　（処理ガス）給気口
　１３　（処理ガス）排気口
　１５　（ランプ室）筺体
　１６　　紫外線透過窓
　１７　（不活性ガス）供給管
　１８　（不活性ガス）排気管
　１９　（不活性ガス）ブロー管
　２１　　基体
　２２　　保持部材
　Ｗ　　　被処理物
 
 
 

Claims (8)

  1. 　被処理物を内部に配置する処理室と、
    　前記被処理物に紫外線を照射する紫外線ランプを備えたランプ室を備えたアッシング装置において、
    　前記処理室と前記ランプ室は、前記被処理物の被処理面に対して相対的に平行移動されるものであり、
    　前記処理室は、被処理物を支持するステージと、当該処理室内に処理ガスを供給する給気口と、前記処理ガスを排出する排気口とを具備し、
    　前記処理室と前記ランプ室とを区画する紫外線透過性を有する窓部材が、当該処理室に固定されている
    　ことを特徴とするアッシング装置。
  2. 　前記ランプ室と前記処理室とは、前記処理室内の前記処理ガスの流れ方向に沿って相対的に移動されることを特徴とする請求項１に記載のアッシング装置。
  3. 　前記ランプ室と前記処理室とは、前記処理室内の前記処理ガスの流れ方向と反対方向に相対的に移動されることを特徴とする請求項２に記載のアッシング装置。
  4. 　前記ランプ室と前記処理室とは、前記処理室内の前記処理ガスの流れ方向と同一方向に相対的に移動されるものであり、その相対移動速度が前記処理ガスの流速より遅いことを特徴とする請求項２に記載のアッシング装置。
  5. 　前記給気口及び前記排気口は、前記処理ガスの流れ方向と直交する方向に延在する開口からなることを特徴とする請求項１または２に記載のアッシング装置。
  6. 　前記排気口の開口面積は、前記給気口の開口面積よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載のアッシング装置。
  7. 　前記処理ガスは、酸素濃度が５０％以上のガスよりなることを特徴とする請求項１に記載のアッシング装置。
  8. 　前記被処理物と前記窓部材との離間距離が１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のアッシング装置。
     
     
     
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