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JP7587236B2 - Surface Treatment Equipment - Google Patents
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JP7587236B2 - Surface Treatment Equipment - Google Patents

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Description

本発明は、表面処理装置に関する。 The present invention relates to a surface treatment device.

従来、液体中でプラズマを発生させ、発生させたプラズマを用いて、液体中に配置された対象物を処理する液中プラズマ処理装置が知られている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, there is known a submerged plasma processing apparatus that generates plasma in a liquid and uses the generated plasma to process an object placed in the liquid (for example, Patent Document 1).

特許文献1に開示される液中プラズマ処理装置は、マイクロ波発生器から導かれたマイクロ波を液体中に放射するスロットアンテナと、液体中においてスロットアンテナと対象物との間に処理空間を形成するスペーサとを備える。スペーサは、スロットアンテナと対象物との距離を規定する。 The in-liquid plasma processing apparatus disclosed in Patent Document 1 includes a slot antenna that radiates microwaves from a microwave generator into the liquid, and a spacer that forms a processing space between the slot antenna and the object in the liquid. The spacer defines the distance between the slot antenna and the object.

処理空間内には、スロットアンテナから放射されたマイクロ波によって、平面的に広がる気泡が安定的に発生する。そのため、気泡中に誘起されるプラズマも、気泡が発生する領域に平面的に広がって安定的に存在する。これにより、処理空間内に配置された平面形状の対象物を効率的にプラズマ処理できる液中プラズマ処理装置が得られる。液中プラズマ処理装置は、例えば、半導体基板の表面に設けられたレジスト膜を効率的に除去できる。 In the processing space, microwaves radiated from the slot antenna stably generate bubbles that spread in a plane. Therefore, plasma induced in the bubbles also spreads in a plane and exists stably in the area where the bubbles are generated. This makes it possible to obtain a submerged plasma processing apparatus that can efficiently plasma process a flat object placed in the processing space. The submerged plasma processing apparatus can, for example, efficiently remove a resist film provided on the surface of a semiconductor substrate.

特開2014-127705号公報JP 2014-127705 A

特許文献1に開示される液中プラズマ処理装置は、対象物をプラズマの原材料である液体の中で処理するので、対象物が液体に接触している。そのため、処理後に対象物から液体を取り除くための乾燥設備および乾燥工程が必要であり、乾燥設備のための空間および乾燥工程の所要時間などの追加的なコストが発生するという問題がある。また、対象物の表面のウォーターマークの有無を検査する設備または検査工程などのための追加的なコストが発生するという問題がある。 The in-liquid plasma processing apparatus disclosed in Patent Document 1 processes an object in a liquid, which is the raw material for plasma, so the object is in contact with the liquid. This requires drying equipment and a drying process to remove the liquid from the object after processing, which creates the problem of additional costs, such as the space required for the drying equipment and the time required for the drying process. There is also the problem of additional costs being incurred for equipment or an inspection process to check for the presence or absence of watermarks on the surface of the object.

そこで、本発明は、表面処理の後の対象物から液体を取り除く乾燥工程が不要である表面処理装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention aims to provide a surface treatment device that does not require a drying process to remove liquid from the object after surface treatment.

上述の目的を達成するために、本発明の1つの態様に係る表面処理装置は、内部に対象物が配置される処理室と、前記処理室の外部に配置され、液体を貯留しているタンクと、前記処理室と前記タンクとを接続する配管であって、前記タンク内に貯留されている液体が気化した気体が、前記処理室内の負圧により当該配管を通って前記処理室内に導入される配管と、前記対象物に向けてマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器と、前記マイクロ波発生器が発生させたマイクロ波を通過させて前記処理室内の前記気体に照射させることで、プラズマを発生させるスロットアンテナとを備える。 In order to achieve the above-mentioned object, a surface treatment device according to one aspect of the present invention comprises a treatment chamber in which an object is placed, a tank placed outside the treatment chamber and storing a liquid, piping connecting the treatment chamber and the tank, through which a gas produced by vaporizing the liquid stored in the tank is introduced into the treatment chamber through the piping due to the negative pressure in the treatment chamber, a microwave generator that generates microwaves toward the object, and a slot antenna that generates plasma by passing the microwaves generated by the microwave generator and irradiating the gas in the treatment chamber.

このような構成によれば、表面処理装置は、処理室内の負圧によって、タンクから配管を通って処理室内に導入される気体にマイクロ波を照射することで発生するプラズマによって対象物を処理する。ここで、処理室内に液体が存在することがないので、対象物に液体が付着することが回避され、表面処理の後の対象物から液体を取り除く乾燥工程が不要である。また、対象物の表面のウォーターマークの有無を検査する設備または検査工程が不要である効果もある。さらに、仮に液体を気化させる装置を用いて液体を気化させるとすれば必要となる、当該装置および液体または気体の流量制御装置が不要であるので、当該装置および流量制御装置に要するコストを低減することができる。また、配管内の結露を防止するために必要となる、配管内を加湿状態にするための装置が不要となることにより、コストを低減できる効果がある。このように、表面処理装置によれば、表面処理の後の対象物から液体を取り除く乾燥工程が不要である。 According to this configuration, the surface treatment device treats the object with plasma generated by irradiating microwaves to the gas introduced from the tank through the piping into the treatment chamber due to the negative pressure in the treatment chamber. Here, since there is no liquid in the treatment chamber, adhesion of liquid to the object is avoided, and a drying process for removing liquid from the object after surface treatment is not required. In addition, there is an effect that equipment or an inspection process for inspecting the presence or absence of watermarks on the surface of the object is not required. Furthermore, since the device and the liquid or gas flow control device that would be required if a liquid were to be vaporized using a liquid vaporizing device are not required, the cost required for the device and the flow control device can be reduced. In addition, there is an effect that costs can be reduced by eliminating the need for a device for humidifying the inside of the piping, which is required to prevent condensation in the piping. In this way, with the surface treatment device, a drying process for removing liquid from the object after surface treatment is not required.

また、前記配管は、前記処理室の壁のうち、前記対象物より下方の位置で接続されていてもよい。 The piping may also be connected to the wall of the processing chamber at a position below the object.

このような構成によれば、表面処理装置において、処理室に配管が接続されている位置が対象物より下方であるので、仮に配管を通って液体が処理室内に導入されたとしても、その液体が対象物に付着することが回避される。よって、表面処理装置によれば、仮に配管を通って液体が処理室内に導入される場合であっても、表面処理の後の対象物から液体を取り除く乾燥工程が不要である。 In this configuration, in the surface treatment device, the position where the piping is connected to the treatment chamber is below the target object, so even if liquid is introduced into the treatment chamber through the piping, the liquid is prevented from adhering to the target object. Therefore, with the surface treatment device, even if liquid is introduced into the treatment chamber through the piping, a drying process for removing liquid from the target object after surface treatment is not required.

また、前記表面処理装置は、さらに、前記対象物と前記スロットアンテナとの間に配置される、複数の開口を有する部材を備えてもよい。 The surface treatment device may further include a member having a plurality of openings disposed between the object and the slot antenna.

このような構成によれば、複数の開口を有する部材の配置によって、マイクロ波およびプラズマを構成する荷電粒子束が、上記部材を通過し対象物へと到達する量が低減する。これより、対象物は、電荷を帯びていない電気的に中性な化学活性種(ラジカル)による表面処理が優位となる。そして、ラジカル密度が高い領域においては再結合等による失活により、その密度が低減すること、および、ラジカルは電磁界の影響を受けることなく自由に拡散することから、対象物に施される処理の強度の位置による差異が抑制される。このように、表面処理装置によれば、対象物に対する処理の強度を均一化でき、かつ、表面処理の後の対象物から液体を取り除く乾燥工程が不要である。 With this configuration, the arrangement of the member having multiple openings reduces the amount of the microwaves and charged particle flux that constitutes the plasma that passes through the member and reaches the target object. This allows the target object to be preferentially surface-treated with uncharged, electrically neutral, chemically active species (radicals). In areas with high radical density, the density is reduced due to deactivation caused by recombination, etc., and the radicals diffuse freely without being affected by electromagnetic fields, so that differences in the strength of the treatment applied to the target object due to position are suppressed. In this way, the surface treatment device can make the strength of the treatment applied to the target object uniform, and does not require a drying process to remove liquid from the target object after surface treatment.

また、本発明の1つの態様に係る表面処理装置は、内部に対象物が配置される処理室と、前記対象物に向けてマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器と、前記マイクロ波発生器が発生させたマイクロ波を通過させて前記処理室内の気体に照射させることで、プラズマを発生させるスロットアンテナと、前記対象物と前記スロットアンテナとの間に配置される、複数の開口を有する部材を備える。 A surface treatment device according to one aspect of the present invention includes a treatment chamber in which an object is placed, a microwave generator that generates microwaves toward the object, a slot antenna that generates plasma by passing the microwaves generated by the microwave generator and irradiating the gas in the treatment chamber, and a member with multiple openings that is placed between the object and the slot antenna.

このような構成によれば、表面処理装置は、複数の開口を有する部材の配置によって、マイクロ波およびプラズマを構成する荷電粒子束が、上記部材を通過し対象物へと到達する量を低減させる。これにより、プラズマを構成する荷電粒子の密度を、マイクロ波の照射方向に垂直な面内で均一化するとともに、荷電粒子の速度を減速させる。よって、対象物に施される処理の強度の位置による差異が抑制される。また、メッシュ部材によって処理対象物に照射される荷電粒子束を低減させ、ラジカル反応を優位とすることによって、対象物に施される処理の強度の位置による差異が抑制される。このように、表面処理装置によれば、対象物に対する処理の強度を均一化しながら、表面処理の後の対象物から液体を取り除く乾燥工程が不要である。 With this configuration, the surface treatment device reduces the amount of the microwaves and charged particle flux that constitutes the plasma that passes through the member and reaches the target object by arranging a member having multiple openings. This makes the density of the charged particles that constitute the plasma uniform in a plane perpendicular to the direction of microwave irradiation, and also slows down the speed of the charged particles. This reduces the difference in the intensity of the treatment applied to the target object due to position. In addition, by reducing the charged particle flux irradiated to the target object by the mesh member and making the radical reaction dominant, the difference in the intensity of the treatment applied to the target object due to position is reduced. In this way, with the surface treatment device, the intensity of the treatment applied to the target object is uniform, and a drying process for removing liquid from the target object after surface treatment is not required.

また、前記スロットアンテナは、導電性を有する板体と、前記板体に設けられた第一スリットとを有し、前記第一スリットは、前記板体に設けられた直線状の第一開口部と、前記板体に設けられた第二開口部であって、前記第一開口部の一方の端部で前記第一開口部と接続する第二開口部と、前記板体に設けられた第三開口部であって、前記第一開口部の他方の端部で前記第一開口部と接続する第三開口部とを有してもよい。 The slot antenna may also have a conductive plate and a first slit provided in the plate, and the first slit may have a first linear opening provided in the plate, a second opening provided in the plate and connected to the first opening at one end of the first opening, and a third opening provided in the plate and connected to the first opening at the other end of the first opening.

このような構成によれば、表面処理装置は、スロットアンテナによって、左右方向において比較的大きな幅を有する形状のプラズマを発生させる。そして、このプラズマによって対象物を処理するので、表面処理装置は、対象物の比較的広い領域を均一にプラズマ処理することができる。よって、表面処理装置は、対象物の比較的広い領域を均一にプラズマ処理することができ、さらに、表面処理の後の対象物から液体を取り除く乾燥工程が不要である。 With this configuration, the surface treatment device uses the slot antenna to generate plasma with a shape that has a relatively large width in the left-right direction. Then, the object is treated with this plasma, so the surface treatment device can perform uniform plasma treatment on a relatively wide area of the object. Therefore, the surface treatment device can perform uniform plasma treatment on a relatively wide area of the object, and further, a drying process for removing liquid from the object after surface treatment is not required.

また、前記スロットアンテナは、さらに、前記板体に設けられた、前記第一スリットと離間した第二スリットを備えてもよい。 The slot antenna may further include a second slit provided on the plate and spaced apart from the first slit.

これによれば、表面処理装置は、離間した2つのスリットによってマイクロ波を照射することで、プラズマを比較的広い範囲に発生させることができるので、対象物に施される処理の強度の位置による差異が抑制される。このように、表面処理装置によれば、対象物に対する処理の強度を均一化しながら、表面処理の後の対象物から液体を取り除く乾燥工程が不要である。 The surface treatment device can generate plasma over a relatively wide area by irradiating microwaves through two spaced slits, thereby reducing differences in the strength of the treatment applied to the object depending on the position. In this way, the surface treatment device can homogenize the strength of the treatment applied to the object, while eliminating the need for a drying process to remove liquid from the object after surface treatment.

また、前記第二スリットは、前記板体に設けられた直線状の第四開口部であって、前記第一開口部と平行である第四開口部と、前記板体に設けられた第五開口部であって、前記第四開口部の一方の端部で前記第四開口部と接続する第五開口部と、前記板体に設けられた第六開口部であって、前記第四開口部の他方の端部で前記第四開口部と接続する第六開口部とを有してもよい。 The second slit may also have a fourth linear opening provided in the plate body, the fourth opening being parallel to the first opening, a fifth opening provided in the plate body, the fifth opening being connected to the fourth opening at one end of the fourth opening, and a sixth opening provided in the plate body, the sixth opening being connected to the fourth opening at the other end of the fourth opening.

このような構成によれば、表面処理装置は、離間した2つのスリットを備えるスロットアンテナを用いて、マイクロ波の照射方向に垂直な面内でより大きな幅を有する形状のプラズマを発生させて、対象物のより広い領域を均一にプラズマ処理することができる。よって、表面処理装置は、対象物の比較的広い領域を均一にプラズマ処理することができ、さらに、表面処理の後の対象物から液体を取り除く乾燥工程が不要である。 With this configuration, the surface treatment device uses a slot antenna with two spaced slits to generate plasma with a shape having a larger width in a plane perpendicular to the direction of microwave irradiation, and can perform uniform plasma treatment on a wider area of the object. Therefore, the surface treatment device can perform uniform plasma treatment on a relatively wide area of the object, and further, a drying process for removing liquid from the object after surface treatment is not required.

また、前記第二開口部は、前記第二開口部の両端部のうち前記第四開口部に近い側の端部で、前記第一開口部と接続しており、前記第三開口部は、前記第三開口部の両端部のうち前記第四開口部に近い側の端部で、前記第一開口部と接続しており、前記第五開口部は、前記第五開口部の両端部のうち前記第一開口部に近い側の端部で、前記第四開口部と接続しており、前記第六開口部は、前記第六開口部の両端部のうち前記第一開口部に近い側の端部で、前記第四開口部と接続していてもよい。 The second opening may be connected to the first opening at one of both ends of the second opening that is closer to the fourth opening, the third opening may be connected to the first opening at one of both ends of the third opening that is closer to the fourth opening, the fifth opening may be connected to the fourth opening at one of both ends of the fifth opening that is closer to the first opening, and the sixth opening may be connected to the fourth opening at one of both ends of the sixth opening that is closer to the first opening.

このような構成によれば、表面処理装置は、離間した2つのU字状のスリットを備えるスロットアンテナを用いて、マイクロ波の照射方向に垂直な面内でより大きな幅を有する形状のプラズマを発生させて、対象物のより広い領域を均一にプラズマ処理することができる。よって、表面処理装置は、対象物の比較的広い領域を均一にプラズマ処理することができ、さらに、表面処理の後の対象物から液体を取り除く乾燥工程が不要である。 With this configuration, the surface treatment device uses a slot antenna with two spaced apart U-shaped slits to generate plasma with a shape having a larger width in a plane perpendicular to the direction of microwave irradiation, and can perform uniform plasma treatment on a wider area of the object. Therefore, the surface treatment device can perform uniform plasma treatment on a relatively wide area of the object, and further, a drying process for removing liquid from the object after surface treatment is not required.

また、前記複数の開口を有する前記部材は、導電性を有するメッシュ部材またはパンチングプレートであってもよい。 The member having the multiple openings may also be a conductive mesh member or a punched plate.

このような構成によれば、導電性を有するメッシュ部材またはパンチングプレートの配置によって、マイクロ波およびプラズマを構成する荷電粒子束が、メッシュを通過し対象物へと到達する量が、より一層低減する。これより、対象物は、電荷を帯びていない電気的に中性な化学活性種(ラジカル)による表面処理が優位となる。そして、ラジカル密度が高い領域においては再結合等による失活により、その密度が低減すること、および、ラジカルは電磁界の影響を受けることなく自由に拡散することから、対象物に施される処理の強度の位置による差異が抑制される。このように、表面処理装置によれば、対象物に対する処理の強度を均一化でき、かつ、表面処理の後の対象物から液体を取り除く乾燥工程が不要である。 With this configuration, the arrangement of the conductive mesh member or punching plate further reduces the amount of microwaves and charged particle fluxes that constitute the plasma that pass through the mesh and reach the target object. This allows the target object to be preferentially surface-treated with uncharged, electrically neutral, chemically active species (radicals). In areas with high radical density, the density is reduced due to deactivation caused by recombination, etc., and the radicals diffuse freely without being affected by electromagnetic fields, so that differences in the strength of the treatment applied to the target object due to position are suppressed. In this way, the surface treatment device can uniformize the strength of the treatment applied to the target object, and does not require a drying process to remove liquid from the target object after surface treatment.

また、前記複数の開口を有する前記部材は、他の導電性部材と電気的接続を有しなくてもよい。 In addition, the member having the multiple openings may not have electrical connection to other conductive members.

このような構成によれば、表面処理装置は、メッシュ部材と他の導電性部材との電気的接続が絶たれているので、メッシュ部材の電位が安定し、プラズマを安定的に生成することができる。よって、表面処理装置によれば、安定的に生成されるプラズマによって対象物を処理することができ、かつ、表面処理の後の対象物から液体を取り除く乾燥工程が不要である。 With this configuration, the surface treatment device has a stable potential for the mesh member because the mesh member is electrically disconnected from other conductive members, and plasma can be generated stably. Therefore, with the surface treatment device, the object can be treated with stably generated plasma, and a drying process for removing liquid from the object after surface treatment is not required.

また、前記対象物は、レジストで被覆された基板であり、前記気体は、超純水が気化した水蒸気であり、前記表面処理装置は、前記水蒸気に前記マイクロ波が照射されたことで発生するプラズマによって、前記対象物から前記レジストを除去してもよい。 The object may be a substrate coated with resist, the gas may be water vapor produced by vaporizing ultrapure water, and the surface treatment device may remove the resist from the object by using plasma generated by irradiating the water vapor with the microwaves.

このような構成によれば、表面処理装置は、表面処理として、半導体装置の製造においてレジストの除去処理をすることができる。よって、表面処理装置によれば、レジスト除去処理の後の対象物から液体を取り除く乾燥工程が不要である。 With this configuration, the surface treatment device can perform resist removal processing as a surface treatment in the manufacture of semiconductor devices. Therefore, the surface treatment device does not require a drying process to remove liquid from the target object after the resist removal processing.

本発明の態様に係るプラズマ処理装置は、表面処理の後の対象物から液体を取り除く乾燥工程が不要である。 The plasma processing apparatus according to this aspect of the present invention does not require a drying process to remove liquid from the object after surface treatment.

実施の形態に係る表面処理装置の構成の一例を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing an example of a configuration of a surface treatment apparatus according to an embodiment; 図1における枠II内の構成の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of the configuration within a frame II in FIG. 1 . 実施の形態に係るスロットアンテナの第一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a first example of a slot antenna according to an embodiment. 実施の形態に係るスロットアンテナの第二例を示す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a second example of a slot antenna according to an embodiment. 実施の形態に係るスロットアンテナの第三例を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing a third example of a slot antenna according to an embodiment. 実施の形態に係るスロットアンテナの第四例を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing a fourth example of a slot antenna according to an embodiment. 実施の形態に係るスロットアンテナの第五例を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing a fifth example of a slot antenna according to an embodiment. 実施の形態に係るメッシュ部材の第一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a first example of a mesh member according to an embodiment. 実施の形態に係るメッシュ部材の第二例を示す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a second example of a mesh member according to an embodiment. 関連技術および実施の形態に係る表面処理装置による表面処理の結果の例を示す説明図である。1A to 1C are explanatory diagrams showing examples of results of surface treatment performed by a surface treatment device according to a related art and an embodiment; 実施の形態に係る表面処理装置による表面処理の均一度の評価結果の例を示す第一の説明図である。1A to 1C are first explanatory diagrams showing examples of evaluation results of the uniformity of surface treatment performed by the surface treatment apparatus according to the embodiment; 実施の形態に係る表面処理装置による表面処理の均一度の評価結果の例を示す第二の説明図である。FIG. 11 is a second explanatory diagram showing an example of the evaluation result of the uniformity of the surface treatment performed by the surface treatment apparatus according to the embodiment. 実施の形態に係る表面処理装置による表面処理の均一度の評価結果の例を示す第三の説明図である。FIG. 11 is a third explanatory diagram showing an example of an evaluation result of the uniformity of the surface treatment performed by the surface treatment apparatus according to the embodiment.

以下、本発明の実施の形態に係る表面処理装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。 The surface treatment device according to the embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

なお、以下で説明する実施の形態は、本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 The embodiment described below shows one specific example of the present invention. The numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of the components shown in the following embodiment are merely examples and are not intended to limit the present invention. Furthermore, among the components in the following embodiment, those components that are not described in an independent claim that shows the highest concept are described as optional components.

(実施の形態)
本実施の形態において、表面処理の後の対象物から液体を取り除く乾燥工程が不要である表面処理装置について説明する。
(Embodiment)
In this embodiment, a surface treatment apparatus that does not require a drying step for removing liquid from an object after surface treatment will be described.

図1は、本実施の形態に係る表面処理装置の構成の一例を示す模式図である。図2は、図1における枠II内の構成の拡大図である。図1および図2は、表面処理装置の使用状態における姿勢を示している。なお、図示されたXYZ軸を用いて説明することもある。Z軸プラス方向を下または下方向ともいい、Z軸マイナス方向を上または上方向ともいう。 Figure 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a surface treatment device according to this embodiment. Figure 2 is an enlarged view of the configuration within frame II in Figure 1. Figures 1 and 2 show the posture of the surface treatment device when in use. Note that the illustrated XYZ axes may also be used for explanation. The positive direction of the Z axis is also referred to as the down or downward direction, and the negative direction of the Z axis is also referred to as the up or upward direction.

図1および図2に示される表面処理装置10は、対象物80の表面、つまり図1および図2における上側の面をプラズマ処理する装置である。表面処理装置10は、マイクロ波発生器11と、導波管12と、マイクロ波透過部材13と、容器14と、スロットアンテナ15と、メッシュ部材16と、スペーサ17と、ホルダ18と、配管20と、タンク21とを備える。 The surface treatment device 10 shown in Figures 1 and 2 is a device that performs plasma treatment on the surface of an object 80, that is, the upper surface in Figures 1 and 2. The surface treatment device 10 includes a microwave generator 11, a waveguide 12, a microwave-transparent member 13, a container 14, a slot antenna 15, a mesh member 16, a spacer 17, a holder 18, a pipe 20, and a tank 21.

マイクロ波発生器11は、パルス変調されたマイクロ波を発生する装置である。マイクロ波発生器11は、マグネトロンまたは半導体などによりマイクロ波を発生し、導波管12を経て、処理室S1の対象物80に向けてマイクロ波を出力する。 The microwave generator 11 is a device that generates pulse-modulated microwaves. The microwave generator 11 generates microwaves using a magnetron or a semiconductor, and outputs the microwaves via the waveguide 12 toward the object 80 in the processing chamber S1.

導波管12は、マイクロ波発生器11から出力されたマイクロ波を伝搬させるテーパー導波管である。導波管12の内部には、マイクロ波透過部材13が設けられる。マイクロ波透過部材13は、例えば水晶で形成されてもよい。 The waveguide 12 is a tapered waveguide that propagates the microwaves output from the microwave generator 11. A microwave-transparent member 13 is provided inside the waveguide 12. The microwave-transparent member 13 may be formed of, for example, quartz.

容器14は、内部に処理室S1を有する容器である。処理室S1には対象物80が配置されている。容器14は、例えばアクリル樹脂で形成される。容器14の上面には、導波管12の先端が接続されている。また、容器14の側壁には、配管20が接続されており、さらに配管20を介してタンク21が接続されている。 The container 14 is a container having a processing chamber S1 inside. An object 80 is placed in the processing chamber S1. The container 14 is formed of, for example, acrylic resin. The tip of the waveguide 12 is connected to the top surface of the container 14. In addition, a pipe 20 is connected to the side wall of the container 14, and a tank 21 is further connected via the pipe 20.

また、容器14は、排気口141を有する。排気口141に接続されるエアポンプ(不図示)によって容器14内の処理室S1が減圧されることにより、容器14内の圧力は負圧となる。 The container 14 also has an exhaust port 141. The processing chamber S1 in the container 14 is depressurized by an air pump (not shown) connected to the exhaust port 141, so that the pressure inside the container 14 becomes negative.

スロットアンテナ15は、マイクロ波発生器11から導波管12およびマイクロ波透過部材13を介して伝搬されたマイクロ波を処理室S1へ放射するアンテナである。スロットアンテナ15は、処理室S1内において、導波管12の先端に配置されている。スロットアンテナ15は、導電性の板体で形成され、マイクロ波を通過させるスリット151を有している。スロットアンテナ15を通過したマイクロ波は、スロットアンテナ15の下方に存在する気体に照射されることでプラズマ(表面波プラズマ)を発生させる。スロットアンテナ15の材料は、導電性を有する物質であり、例えばシリコンまたは銅である。ただし、表面処理として基板のレジスト除去処理を想定する場合には、スロットアンテナ15の材料は、例えばシリコンである。銅が上記基板に対する不純物を生じさせる可能性があるからである。 The slot antenna 15 is an antenna that radiates microwaves propagated from the microwave generator 11 through the waveguide 12 and the microwave-transmitting member 13 to the processing chamber S1. The slot antenna 15 is disposed at the tip of the waveguide 12 in the processing chamber S1. The slot antenna 15 is formed of a conductive plate and has a slit 151 that allows microwaves to pass through. The microwaves that pass through the slot antenna 15 are irradiated to the gas present below the slot antenna 15 to generate plasma (surface wave plasma). The material of the slot antenna 15 is a conductive substance, such as silicon or copper. However, when a resist removal process for a substrate is assumed as the surface treatment, the material of the slot antenna 15 is, for example, silicon. This is because copper may cause impurities in the substrate.

スリット151は、導電性の板体に設けられた細長い開口、言い換えれば隙間または空隙である。スリット151は、例えば、ワイヤカットで形成される。スリット151の形状は、後で詳しく説明する。 The slit 151 is a long and narrow opening, in other words a gap or void, provided in a conductive plate. The slit 151 is formed, for example, by wire cutting. The shape of the slit 151 will be described in detail later.

メッシュ部材16は、導電性を有するメッシュ部材である。メッシュ部材16は、対象物80とスロットアンテナ15との間に配置され、例えば、スロットアンテナ15から下方に4mm移動した位置に固定される。なお、メッシュ部材16は、複数の開口を有する部材の一例である。ここでは、複数の開口を有する部材としてメッシュ部材16を用いる場合を例として説明するが、パンチングプレートが用いられてもよい。なお、メッシュ部材16は必須の構成ではない。 The mesh member 16 is a conductive mesh member. The mesh member 16 is placed between the object 80 and the slot antenna 15, and is fixed at a position 4 mm downward from the slot antenna 15, for example. The mesh member 16 is an example of a member having multiple openings. Here, an example will be described in which the mesh member 16 is used as a member having multiple openings, but a punching plate may also be used. The mesh member 16 is not a required component.

メッシュ部材16は、導電性を有してもよいし、導電性を有しなくてもよい。 The mesh member 16 may or may not be conductive.

メッシュ部材16が、導電性を有する場合、他の導電性部材との電気的接続を有しないようにしてもよい。メッシュ部材16の材料は、例えば、アルマイト加工したアルミニウム、または、ステンレスなどである。メッシュ部材16の線径は例えば0.11mm、目数は例えば#20メッシュまたは#30メッシュであるが、これに限定されない。メッシュ部材16の線径、目数または材料は、メッシュ部材16の全体において一様であってもよいし、位置によって異なってもよい。 If the mesh member 16 is conductive, it may not be electrically connected to other conductive members. The material of the mesh member 16 is, for example, anodized aluminum or stainless steel. The wire diameter of the mesh member 16 is, for example, 0.11 mm, and the number of meshes is, for example, #20 mesh or #30 mesh, but is not limited to these. The wire diameter, number of meshes, or material of the mesh member 16 may be uniform throughout the entire mesh member 16, or may vary depending on the position.

メッシュ部材16は、スロットアンテナ15を通過したマイクロ波を遮蔽する効果を有する。言い換えれば、メッシュ部材16は、スロットアンテナ15を通過したマイクロ波のうち、対象物80に到達するマイクロ波の量を低減させる効果を有する。このようなマイクロ波の遮蔽効果は、メッシュ部材16の表面がアルマイト加工されていたとしても、皮膜内部に導電性があれば発揮される。 The mesh member 16 has the effect of blocking microwaves that have passed through the slot antenna 15. In other words, the mesh member 16 has the effect of reducing the amount of microwaves that have passed through the slot antenna 15 and reach the target object 80. This microwave blocking effect is exerted even if the surface of the mesh member 16 is anodized, as long as the inside of the coating is conductive.

メッシュ部材16は、スロットアンテナ15を通過したマイクロ波により発生したプラズマ19の強度を調整する。具体的には、メッシュ部材16は、XY面内におけるプラズマ19の密度を均一化する効果を有し、その結果、対象物80の表面のプラズマ処理の強度を均一化することができる。このようなプラズマ19の密度の均一化の効果は、メッシュ部材16が導電性を有する場合でも、導電性を有しない場合でも、発揮される。 The mesh member 16 adjusts the intensity of the plasma 19 generated by the microwaves that have passed through the slot antenna 15. Specifically, the mesh member 16 has the effect of uniforming the density of the plasma 19 in the XY plane, and as a result, the intensity of the plasma processing on the surface of the object 80 can be uniformed. This effect of uniforming the density of the plasma 19 is exerted whether the mesh member 16 is conductive or not.

スペーサ17は、スロットアンテナ15と、メッシュ部材16および対象物80との各距離を規定する。 The spacer 17 determines the distance between the slot antenna 15 and the mesh member 16 and the target object 80.

ホルダ18は、処理室S1内に固定され、対象物80を保持する部材である。例えば、ホルダ18は、対象物80を鉛直下方から保持する。対象物80は、例えば、スロットアンテナ15から下方に9mm移動した位置に保持される。 The holder 18 is a member that is fixed in the processing chamber S1 and holds the object 80. For example, the holder 18 holds the object 80 from vertically below. The object 80 is held at a position that is, for example, 9 mm below the slot antenna 15.

配管20は、処理室S1(容器14)とタンク21とを接続する配管である。配管20は、処理室S1とタンク21とを連通させる。配管20は、金属または樹脂など形状が固定されたものであってもよいし、ゴムなど柔軟性があるものであってもよい。 The piping 20 connects the processing chamber S1 (container 14) and the tank 21. The piping 20 connects the processing chamber S1 and the tank 21. The piping 20 may be made of a material with a fixed shape, such as metal or resin, or may be made of a flexible material, such as rubber.

タンク21は、プラズマの原材料である液体を貯留しているタンクである。タンク21は、処理室S1の外部に配置され、配管20を介して、容器14内部の処理室S1に接続されている。タンク21内の気圧は、配管20によって連通している処理室S1内とほぼ同じであり、タンク21内において液体81が気化して気体が生成される。液体81は、例えば、超純水またはエタノールなどである。 The tank 21 is a tank that stores a liquid that is a raw material for plasma. The tank 21 is placed outside the processing chamber S1 and is connected to the processing chamber S1 inside the container 14 via piping 20. The air pressure inside the tank 21 is approximately the same as inside the processing chamber S1 that is connected to it by piping 20, and the liquid 81 vaporizes inside the tank 21 to generate a gas. The liquid 81 is, for example, ultrapure water or ethanol.

このように構成される表面処理装置10において、タンク21に貯留されている液体81が気化した気体が、処理室S1内の負圧により配管20を通って処理室S1内に導入される。処理室S1内に導入された気体は、スロットアンテナ15を通過したマイクロ波により電離しプラズマ19を生成する。生成されたプラズマ19によって対象物80の表面が処理される。 In the surface treatment device 10 configured in this manner, the gas generated by vaporizing the liquid 81 stored in the tank 21 is introduced into the treatment chamber S1 through the piping 20 due to the negative pressure in the treatment chamber S1. The gas introduced into the treatment chamber S1 is ionized by microwaves passing through the slot antenna 15 to generate plasma 19. The surface of the object 80 is treated by the generated plasma 19.

なお、図1および図2において、プラズマ19は対象物80とメッシュ部材16との間の位置に図示されているが、プラズマ19の一部はメッシュ部材16より下方にまで到達することもある。 Note that although the plasma 19 is illustrated in Figures 1 and 2 as being located between the object 80 and the mesh member 16, some of the plasma 19 may reach below the mesh member 16.

すなわち、スロットアンテナ15とメッシュ部材16との間の空間で、プラズマ19を構成する荷電粒子とラジカルとが発生する。発生する荷電粒子とラジカルとの密度は、スリット151付近つまりスロットアンテナ15の中央部に近いほど大きい。ここで、メッシュ部材16は、荷電粒子に対しては電位の壁として作用する。また、メッシュ部材16は、荷電粒子を減速させる効果もある。そのため、メッシュ部材16が存在することによって、荷電粒子は、メッシュ部材16より下方の空間に移動することが抑制される。なお、電気的に中性であるラジカルは、メッシュ部材16の影響をそれほど受けずにメッシュ部材16の下方に到達すると考えられる。このように、プラズマ19の一部はメッシュ部材16より下方にまで到達すると考えられる。 That is, charged particles and radicals that constitute plasma 19 are generated in the space between slot antenna 15 and mesh member 16. The density of the generated charged particles and radicals is higher near slit 151, i.e., the center of slot antenna 15. Here, mesh member 16 acts as a potential wall for the charged particles. Mesh member 16 also has the effect of decelerating the charged particles. Therefore, the presence of mesh member 16 prevents the charged particles from moving into the space below mesh member 16. Note that radicals, which are electrically neutral, are thought to reach below mesh member 16 without being significantly affected by mesh member 16. In this way, it is thought that part of plasma 19 reaches below mesh member 16.

なお、配管20が処理室S1(容器14)に接続される位置は、処理室S1の壁のどの位置であってもよいが、使用状態において対象物80より下方の位置で接続されていてもよい。配管20がこのような位置に接続されていると、仮に配管20を通じて微量の液体81が処理室S1内に導入された場合であっても、その液体81が対象物80に付着することを回避することができる。 The position where the piping 20 is connected to the processing chamber S1 (container 14) may be any position on the wall of the processing chamber S1, but may also be connected at a position below the target object 80 when in use. If the piping 20 is connected at such a position, even if a small amount of liquid 81 is introduced into the processing chamber S1 through the piping 20, the liquid 81 can be prevented from adhering to the target object 80.

なお、対象物80の一例は、レジストで被覆された基板である。また、液体81は、超純水である。この場合、表面処理装置10は、液体81である超純水が気化した水蒸気にマイクロ波が照射されたことで発生するラジカルによって、対象物80からレジストを除去する、レジスト除去装置(レジストアッシャー)として機能する。このとき、処理室S1内の気圧は、例えば3kPa程度である。水の飽和蒸気圧が室温で2.5kPa程度であるので、処理室S1内の気圧を3kPa程度にまで低下させることにより処理室S1内の気体に占める水蒸気の割合を比較的大きくすることができ、高密度のプラズマの発生に寄与する。なお、液体81として、過酸化水素を用いることもできる。 An example of the object 80 is a substrate covered with resist. The liquid 81 is ultrapure water. In this case, the surface treatment device 10 functions as a resist removal device (resist asher) that removes resist from the object 80 by radicals generated by irradiating microwaves to water vapor generated by vaporization of the ultrapure water, which is the liquid 81. At this time, the air pressure in the treatment chamber S1 is, for example, about 3 kPa. Since the saturated vapor pressure of water is about 2.5 kPa at room temperature, the proportion of water vapor in the gas in the treatment chamber S1 can be relatively increased by lowering the air pressure in the treatment chamber S1 to about 3 kPa, which contributes to the generation of high-density plasma. Hydrogen peroxide can also be used as the liquid 81.

なお、タンク21が処理室S1の外部であって、かつ、マイクロ波発生器11が発生するマイクロ波が照射されない位置に配置されていれば、マイクロ波が照射されたことによる液体81の気化が抑制され、処理室S1内の気圧の安定化に寄与し得る。仮に、マイクロ波の照射が液体81に照射されると、液体81の気化が促進され、処理室S1内の気圧が変動してしまい、プラズマ19による対象物80に対するプラズマ処理の速度の変化、または、プラズマ処理の特性の変化を生じさせるおそれがある。 If the tank 21 is located outside the processing chamber S1 and in a position where it is not irradiated with microwaves generated by the microwave generator 11, vaporization of the liquid 81 caused by microwave irradiation is suppressed, which can contribute to stabilizing the air pressure in the processing chamber S1. If microwaves are irradiated to the liquid 81, vaporization of the liquid 81 is promoted, causing the air pressure in the processing chamber S1 to fluctuate, which may cause a change in the speed of plasma processing of the target object 80 by the plasma 19 or a change in the characteristics of the plasma processing.

このように、処理室S1内には配管20を通じて気体が導入され、言い換えれば、液体81が存在することがない。そのため、液体81が対象物80に付着することを回避することができ、その結果、対象物80に対する処理の後に、ウォーターマークの検出および処理をする必要がない利点がある。 In this way, gas is introduced into the processing chamber S1 through the piping 20; in other words, no liquid 81 is present. This makes it possible to prevent the liquid 81 from adhering to the object 80, which has the advantage that there is no need to detect and process the watermark after processing the object 80.

以降において、スロットアンテナ15について詳しく説明する。 The slot antenna 15 will be explained in more detail below.

図3は、本実施の形態に係るスロットアンテナ15の第一例を示す模式図である。 Figure 3 is a schematic diagram showing a first example of a slot antenna 15 according to this embodiment.

図3に示されるように、スロットアンテナ15は、スリット151として、3つの直線状の開口部(空隙)である、第一開口部151Aと、第二開口部151Bと、第三開口部151Cとを有する。直線状の開口部は、細長い矩形形状の開口部ともいえる。 As shown in FIG. 3, the slot antenna 15 has three linear openings (gaps) as the slit 151: a first opening 151A, a second opening 151B, and a third opening 151C. The linear openings can also be considered as elongated rectangular openings.

第一開口部151Aは、両端部が第二開口部151Bと第三開口部151Cとに接続されている。 The first opening 151A is connected at both ends to the second opening 151B and the third opening 151C.

第二開口部151Bは、第一開口部151Aの一方の端部で第一開口部151Aと接続している。第二開口部151Bと第一開口部151Aとのなす角は、例えば90度であり、または、90度プラスマイナス10度程度の範囲内であるが、これに限定されない。 The second opening 151B is connected to the first opening 151A at one end of the first opening 151A. The angle between the second opening 151B and the first opening 151A is, for example, 90 degrees or within a range of 90 degrees plus or minus 10 degrees, but is not limited to this.

第三開口部151Cは、第一開口部151Aの他方の端部で第一開口部151Aと接続している。第三開口部151Cと第一開口部151Aとのなす角は、例えば90度であり、または、90度プラスマイナス10度程度の範囲内であるが、これに限定されない。 The third opening 151C is connected to the first opening 151A at the other end of the first opening 151A. The angle between the third opening 151C and the first opening 151A is, for example, 90 degrees or within a range of 90 degrees plus or minus 10 degrees, but is not limited to this.

第一開口部151Aの幅L1は、例えば、マイクロ波の周波数が2.45GHzであり、真空を封止するための導波管の材質が石英である場合には、数mm程度であり、長さL2は例えば数cm程度である。また、第二開口部151Bおよび第三開口部151Cの幅L3は例えば数mm程度であり、長さL4は例えば数cm程度である。これらの寸法は、マイクロ波(電磁波)の周波数、または、マイクロ波を伝搬させる媒質の誘電率により決定され得る。 For example, when the microwave frequency is 2.45 GHz and the material of the waveguide for sealing the vacuum is quartz, the width L1 of the first opening 151A is about several mm, and the length L2 is, for example, about several cm. The width L3 of the second opening 151B and the third opening 151C is, for example, about several mm, and the length L4 is, for example, about several cm. These dimensions can be determined by the frequency of the microwaves (electromagnetic waves) or the dielectric constant of the medium that propagates the microwaves.

このようなスロットアンテナ15を用いることにより、XY面内で円形に比較的近い形状のプラズマ19を発生させることができる。仮に、1つの直線状の開口部のみを有するスロットアンテナを使用するとすれば、XY面内で直線状または楕円形状のプラズマが発生する。このような形状のプラズマは、X方向およびY方向に広がりを有する対象物80に処理を施すには適さない。これに対し、上記のようにXY面内で円形に比較的近い形状のプラズマ19は、X方向およびY方向に広がりを有する対象物80に処理を施すのに適している。 By using such a slot antenna 15, it is possible to generate plasma 19 that is relatively close to a circle in the XY plane. If a slot antenna with only one linear opening were used, plasma that is linear or elliptical in the XY plane would be generated. Plasma of this shape is not suitable for processing an object 80 that extends in the X and Y directions. In contrast, plasma 19 that is relatively close to a circle in the XY plane as described above is suitable for processing an object 80 that extends in the X and Y directions.

図4は、本実施の形態に係るスロットアンテナ15の第二例を示す模式図である。 Figure 4 is a schematic diagram showing a second example of a slot antenna 15 according to this embodiment.

図4に示されるスロットアンテナ15は、図3に示されるスロットアンテナ15の第一開口部151A、第二開口部151Bおよび第三開口部151Cの幅を変更したものである。 The slot antenna 15 shown in FIG. 4 is the slot antenna 15 shown in FIG. 3 with the widths of the first opening 151A, the second opening 151B, and the third opening 151C changed.

図4に示されるスロットアンテナ15は、スリット152として、3つの直線状の開口部(空隙)である、第一開口部152Aと、第二開口部152Bと、第三開口部152Cとを有する。これらの開口部の接続関係は、スリット151における場合と同様である(図3参照)。 The slot antenna 15 shown in FIG. 4 has three linear openings (gaps) as the slit 152: a first opening 152A, a second opening 152B, and a third opening 152C. The connection relationship of these openings is the same as in the slit 151 (see FIG. 3).

第一開口部152Aの幅M1は、第一開口部151A(図3参照)の幅L1より小さい。また、第二開口部152Bの幅M3は、第二開口部151B(図3参照)の幅L3より大きい。このように、開口部の幅を異ならせることで、生成されるプラズマ19のXY面内における形状を調整することができる。特に、図4に示されるように、第二開口部152Bおよび第三開口部152Cの幅を大きくすることで、XY面内でより一層円形に近い形状のプラズマ19を生成することができ、X方向およびY方向に広がりを有する対象物80に効果的に処理を施すことができる。 The width M1 of the first opening 152A is smaller than the width L1 of the first opening 151A (see FIG. 3). The width M3 of the second opening 152B is larger than the width L3 of the second opening 151B (see FIG. 3). In this way, by varying the width of the openings, the shape of the generated plasma 19 in the XY plane can be adjusted. In particular, as shown in FIG. 4, by increasing the width of the second opening 152B and the third opening 152C, it is possible to generate plasma 19 with a shape that is closer to a circle in the XY plane, and to effectively process the object 80 that has an extension in the X and Y directions.

なお、第一開口部152Aの長さM2を第一開口部151A(図3参照)の長さL2より大きく、または小さくしたり、第二開口部152Bの長さM4を第二開口部151B(図3参照)の長さL4より大きく、または小さくしたりすることによっても、生成されるプラズマ19のXY面内における形状を調整することができる。 The shape of the generated plasma 19 in the XY plane can also be adjusted by making the length M2 of the first opening 152A larger or smaller than the length L2 of the first opening 151A (see FIG. 3) or by making the length M4 of the second opening 152B larger or smaller than the length L4 of the second opening 151B (see FIG. 3).

図5は、本実施の形態に係るスロットアンテナ15の第三例を示す模式図である。 Figure 5 is a schematic diagram showing a third example of a slot antenna 15 according to this embodiment.

図5に示されるスロットアンテナ15は、図3に示されるスロットアンテナ15の第二開口部151Bおよび第三開口部151Cの形状を変更したものである。 The slot antenna 15 shown in FIG. 5 is a slot antenna 15 shown in FIG. 3 with the second opening 151B and the third opening 151C having different shapes.

図5に示されるスロットアンテナ15は、スリット153として、3つの開口部(空隙)である、第一開口部153Aと、第二開口部153Bと、第三開口部153Cとを有する。これらの開口部の接続関係は、スリット151における場合と同様である(図3参照)。 The slot antenna 15 shown in FIG. 5 has three openings (gaps) as the slit 153: a first opening 153A, a second opening 153B, and a third opening 153C. The connection relationship of these openings is the same as in the slit 151 (see FIG. 3).

第二開口部153Bは、第二開口部151Bまたは第二開口部152Bが矩形であったのに対して、五角形の形状を有する。第三開口部153Cについても同様である。 Second opening 153B has a pentagonal shape, whereas second opening 151B and second opening 152B have a rectangular shape. The same is true for third opening 153C.

このように、第二開口部153Bまたは第三開口部153Cは、必ずしも矩形である必要はなく、多角形であってもよいし、一部または全部が曲線である図形であってもよい。また、第二開口部153Bと第三開口部153Cとが同一の形状である必要もない。 In this way, the second opening 153B or the third opening 153C does not necessarily have to be rectangular, but may be a polygon, or may be a figure that is partially or entirely curved. In addition, the second opening 153B and the third opening 153C do not have to be the same shape.

また、第一開口部153Aは矩形であるが、上記と同様に、多角形であってもよいし、一部または全部が曲線である図形であってもよい。 The first opening 153A is rectangular, but as described above, it may be polygonal or may be a shape that is partially or entirely curved.

このように、開口部の形状を多角形または曲線を含む図形に変更することによっても、生成されるプラズマ19のXY面内における形状を調整することができる。 In this way, the shape of the opening can be adjusted in the XY plane by changing the shape of the opening to a polygon or a figure including curves.

図6は、本実施の形態に係るスロットアンテナ15の第四例を示す模式図である。 Figure 6 is a schematic diagram showing a fourth example of a slot antenna 15 according to this embodiment.

図6に示されるスロットアンテナ15は、図4に示されるスリット152を2つ備えるものである。説明の便宜上、図6に示されるスロットアンテナ15が備える2つのスリット152を、スリット154Pおよび154Qと称する。 The slot antenna 15 shown in FIG. 6 has two slits 152 as shown in FIG. 4. For ease of explanation, the two slits 152 of the slot antenna 15 shown in FIG. 6 are referred to as slits 154P and 154Q.

スリット154Pは、第一開口部154A、第二開口部154Bおよび第三開口部154Cを備える。スリット154Qは、第四開口部154D、第五開口部154Eおよび第六開口部154Fを備える。 The slit 154P has a first opening 154A, a second opening 154B, and a third opening 154C. The slit 154Q has a fourth opening 154D, a fifth opening 154E, and a sixth opening 154F.

スリット154Pおよび154Qは、離間している。 Slits 154P and 154Q are spaced apart.

スリット154Qの第四開口部154Dが、スリット154Pの第一開口部154Aと平行である場合を例として図示しているが、これに限られない。なお、平行という語は、厳密に平行である場合だけでなく、実質的に平行と認められる範囲(例えば、なす角が10度または20度程度以下である範囲)内である場合も含む。以降でも同様である。 The fourth opening 154D of the slit 154Q is illustrated as being parallel to the first opening 154A of the slit 154P as an example, but is not limited to this. Note that the term "parallel" does not only refer to being strictly parallel, but also includes being within a range that is considered to be substantially parallel (for example, an angle of about 10 degrees or 20 degrees or less). The same applies hereinafter.

また、スリット154Qの第五開口部154Eが、スリット154Pの第二開口部154Bの延長線上に位置する場合を例として図示しているが、これらが平行であってもよく、また、上記に限られない。 In addition, the fifth opening 154E of the slit 154Q is shown as being located on an extension of the second opening 154B of the slit 154P, but they may be parallel, and are not limited to the above.

また、スリット154Qの第六開口部154Fが、スリット154Pの第三開口部154Cの延長線上に位置する場合を例として図示しているが、これらが平行であってもよく、また、上記に限られない。 In addition, the sixth opening 154F of the slit 154Q is shown as being located on an extension of the third opening 154C of the slit 154P, but they may be parallel, and are not limited to the above.

図6に示されるスリット154Pおよび154Qを備えるスロットアンテナ15によれば、生成されるプラズマ19のXY面内における形状を調整することができる。より具体的には、スリット154Pおよび154Qを備えるスロットアンテナ15によれば、XY面内でより一層円形に近い形状のプラズマ19を生成することができ、X方向およびY方向に広がりを有する対象物80に効果的に処理を施すことができる。 The slot antenna 15 with slits 154P and 154Q shown in FIG. 6 allows the shape of the generated plasma 19 in the XY plane to be adjusted. More specifically, the slot antenna 15 with slits 154P and 154Q allows the generation of plasma 19 with a shape closer to a circle in the XY plane, allowing effective processing of the object 80 that has an extension in the X and Y directions.

図7は、本実施の形態に係るスロットアンテナ15の第五例を示す模式図である。 Figure 7 is a schematic diagram showing a fifth example of a slot antenna 15 according to this embodiment.

図7に示されるスロットアンテナ15は、図4に示されるスリット152に類似するスリットを2つ備えるものである。説明の便宜上、図7に示されるスロットアンテナ15が備える2つのスリット152を、スリット155Pおよび155Qと称する。 The slot antenna 15 shown in FIG. 7 has two slits similar to the slit 152 shown in FIG. 4. For ease of explanation, the two slits 152 of the slot antenna 15 shown in FIG. 7 are referred to as slits 155P and 155Q.

図6に示されるスリット154Pおよび154Qと同様に、スリット155Pは、第一開口部155A、第二開口部155Bおよび第三開口部155Cを備える。スリット155Qは、第四開口部155D、第五開口部155Eおよび第六開口部155Fを備える。スリット155Pおよび155Qは、離間している。 Similar to slits 154P and 154Q shown in FIG. 6, slit 155P includes a first opening 155A, a second opening 155B, and a third opening 155C. Slit 155Q includes a fourth opening 155D, a fifth opening 155E, and a sixth opening 155F. Slits 155P and 155Q are spaced apart.

また、図6に示されるスリット154Pおよび154Qと同様に、スリット155Qの第四開口部155Dが、スリット155Pの第一開口部155Aと平行である場合を例として図示しているが、これに限られない。スリット155Qの第五開口部155Eが、スリット155Pの第二開口部155Bの延長線上に位置する場合を例として図示しているが、これらが平行であってもよく、また、上記に限られない。スリット155Qの第六開口部155Fが、スリット155Pの第三開口部155Cの延長線上に位置する場合を例として図示しているが、これらが平行であってもよく、また、上記に限られない。 Furthermore, as with slits 154P and 154Q shown in FIG. 6, the fourth opening 155D of slit 155Q is illustrated as being parallel to the first opening 155A of slit 155P, but this is not limited to this. The fifth opening 155E of slit 155Q is illustrated as being located on an extension of the second opening 155B of slit 155P, but these may be parallel, and this is not limited to this. The sixth opening 155F of slit 155Q is illustrated as being located on an extension of the third opening 155C of slit 155P, but these may be parallel, and this is not limited to this.

さらに、図7に示されるように、第二開口部155Bは、第二開口部155Bの両端部のうち第四開口部155Dに近い側の端部で、第一開口部155Aと接続している。第三開口部155Cは、第三開口部155Cの両端部のうち第四開口部155Dに近い側の端部で、第一開口部155Aと接続している。第五開口部155Eは、第五開口部155Eの両端部のうち第一開口部155Aに近い側の端部で、第四開口部155Dと接続している。第六開口部155Fは、第六開口部155Fの両端部のうち第一開口部155Aに近い側の端部で、第四開口部155Dと接続している。 Furthermore, as shown in FIG. 7, the second opening 155B is connected to the first opening 155A at the end of the second opening 155B that is closer to the fourth opening 155D. The third opening 155C is connected to the first opening 155A at the end of the third opening 155C that is closer to the fourth opening 155D. The fifth opening 155E is connected to the fourth opening 155D at the end of the fifth opening 155E that is closer to the first opening 155A. The sixth opening 155F is connected to the fourth opening 155D at the end of the sixth opening 155F that is closer to the first opening 155A.

図7に示されるスリット155Pおよび155Qを備えるスロットアンテナ15によれば、生成されるプラズマ19のXY面内における形状を調整することができる。より具体的には、スリット155Pおよび155Qを備えるスロットアンテナ15によれば、XY面内でより一層円形に近い形状のプラズマ19を生成することができ、X方向およびY方向に広がりを有する対象物80に効果的に処理を施すことができる。 The slot antenna 15 with slits 155P and 155Q shown in FIG. 7 allows adjustment of the shape of the generated plasma 19 in the XY plane. More specifically, the slot antenna 15 with slits 155P and 155Q allows generation of plasma 19 with a shape closer to a circle in the XY plane, allowing effective processing of the object 80 that has an extension in the X and Y directions.

図8は、本実施の形態に係るメッシュ部材16の第一例を示す模式図である。 Figure 8 is a schematic diagram showing a first example of a mesh member 16 according to this embodiment.

図8に示されるメッシュ部材16は、XY面内の全体において一様なメッシュを有するメッシュ部材である。なお、メッシュ部材16の外形が矩形である場合を例として示しているが、スペーサ17に保持され得る形状であればどのような形状であってもよい。 The mesh member 16 shown in FIG. 8 is a mesh member having a uniform mesh throughout the entire XY plane. Note that, although the mesh member 16 is shown to have a rectangular outer shape as an example, it may have any shape as long as it can be held by the spacer 17.

図9は、本実施の形態に係るメッシュ部材16の第二例(メッシュ部材16A)を示す模式図である。 Figure 9 is a schematic diagram showing a second example (mesh member 16A) of the mesh member 16 according to this embodiment.

図9に示されるメッシュ部材16Aは、メッシュの目数がXY面内における位置によって異なるメッシュ部材の一例である。 The mesh member 16A shown in FIG. 9 is an example of a mesh member in which the number of meshes varies depending on the position in the XY plane.

すなわち、メッシュ部材16Aは、その中央部に、周辺部の目数と比較して目数が大きいメッシュ部材16Bを有する。 That is, mesh member 16A has mesh member 16B in its center, which has a larger number of meshes than the number of meshes in the peripheral area.

上述のとおり、プラズマ19のXY面内における密度は、スリット151の近傍つまり中央部のほうが、周辺部より大きい。そこで、メッシュ部材16のうちスリット151の近傍つまり中央部に近い位置の目数を大きくすることで、その中央部における荷電粒子の分布の均一化および減速の効果をより大きくすることができる。このように、メッシュ部材16Aの位置によって異なる目数を有することで、プラズマ19の密度または形状を調整することができる。 As described above, the density of plasma 19 in the XY plane is greater in the vicinity of slit 151, i.e., in the central area, than in the peripheral area. Therefore, by increasing the number of meshes in mesh member 16 near slit 151, i.e., closer to the central area, the effect of uniforming the distribution of charged particles and slowing them down in the central area can be increased. In this way, by having different numbers of meshes depending on the position of mesh member 16A, the density or shape of plasma 19 can be adjusted.

なお、メッシュ部材16Aは、メッシュの目数がXY面内における位置によって異なるメッシュ部材の一例であるが、同じように、メッシュの線径がXY面内における位置によって異なるメッシュ部材、または、メッシュの材料がXY面内における位置によって異なるメッシュ部材を採用することもできる。 Mesh member 16A is an example of a mesh member in which the number of mesh holes varies depending on the position in the XY plane, but similarly, it is also possible to employ a mesh member in which the mesh line diameter varies depending on the position in the XY plane, or in which the mesh material varies depending on the position in the XY plane.

図10は、関連技術および本実施の形態に係る表面処理装置10による表面処理の結果の例を示す説明図である。図10を参照しながら、表面処理装置10が備えるスロットアンテナ15、およびメッシュ部材16の効果を考察する。 Figure 10 is an explanatory diagram showing an example of the results of surface treatment by the surface treatment device 10 according to the related art and the present embodiment. With reference to Figure 10, the effects of the slot antenna 15 and mesh member 16 provided in the surface treatment device 10 will be considered.

図10では、プラズマ処理の例として、対象物80である半導体基板の表面に設けられたレジスト膜を除去する処理(アッシング処理)を採用し、アッシング処理の速度(アッシングレート)を測定した結果を示す。アッシング処理の速度の大きさのXY面内における分布から、生成されたプラズマのXY面内における密度が推察され得る。 Figure 10 shows the results of measuring the speed (ashing rate) of the ashing process, which is an example of plasma processing, to remove a resist film provided on the surface of a semiconductor substrate, which is the target object 80. The density of the generated plasma in the XY plane can be inferred from the distribution of the magnitude of the ashing process speed in the XY plane.

図10の(a)~(d)において、マイクロ波発生器11が発生するマイクロ波の周波数は2.45GHzであり、マイクロ波は、矩形波変調され、ピーク電力は200Wである。矩形波変調周波数は、100Hzであり、オンデューティファクタは30%である。処理室S1内の気圧は3kPaである。 In (a) to (d) of FIG. 10, the frequency of the microwaves generated by the microwave generator 11 is 2.45 GHz, the microwaves are square-wave modulated, and the peak power is 200 W. The square-wave modulation frequency is 100 Hz, and the on-duty factor is 30%. The air pressure in the processing chamber S1 is 3 kPa.

図10の(a)~(d)の紙面上の左側において、対象物80の位置ごとのアッシング速度が比較的大きい部分を、より白に近い色で表現し、比較的小さい部分を、より黒に近い色で表現している。 On the left side of the paper in (a) to (d) of Figure 10, the areas where the ashing speed for each position of the object 80 is relatively high are shown in a color closer to white, and the areas where the ashing speed is relatively low are shown in a color closer to black.

また、図10の(a)~(d)の紙面上の左右方向における中央において、Z軸に直交する方向から見た対象物80とスロットアンテナとの位置関係を模式的に示している。表面処理装置がメッシュを備える場合には、そのメッシュも示されている。 The positional relationship between the target object 80 and the slot antenna as viewed from a direction perpendicular to the Z axis is also shown at the center of the left-right direction on the paper of (a) to (d) of Figure 10. If the surface treatment device is equipped with a mesh, the mesh is also shown.

また、図10の(a)~(d)の紙面上の右側において、Z軸のプラス方向から見たスロットアンテナの形状を模式的に示している。 The right side of the paper in Figure 10 (a) to (d) shows a schematic diagram of the shape of the slot antenna as viewed from the positive direction of the Z axis.

図10の(a)は、関連技術に係る表面処理装置による表面処理の結果を示す説明図である。図10の(a)は、スロットアンテナと対象物80との離間距離が3.5mmであり、スロットアンテナと対象物80との間にメッシュ部材がない表面処理装置による表面処理の結果を示している。スロットアンテナは、一直線状のスリットのみを有するスロットアンテナである。 Figure 10 (a) is an explanatory diagram showing the results of surface treatment by a surface treatment device according to the related art. Figure 10 (a) shows the results of surface treatment by a surface treatment device in which the distance between the slot antenna and the object 80 is 3.5 mm and there is no mesh member between the slot antenna and the object 80. The slot antenna has only a linear slit.

図10の(a)に示される結果では、処理速度が比較的大きい領域の形状が、楕円形の形状を有する。 In the results shown in Figure 10(a), the area with relatively high processing speed has an elliptical shape.

これは、スロットアンテナが有するスリットが一直線状であることに起因して、生成されるプラズマがXY面内で一直線から少し幅を広げた楕円形を有することが一因であると考えられる。 This is thought to be due in part to the fact that the slits in the slot antenna are linear, causing the plasma generated to have an elliptical shape that is slightly wider than a straight line in the XY plane.

図10の(b)は、本実施の形態に係る表面処理装置10による表面処理の結果を示す説明図である。図10の(b)は、スロットアンテナ15と対象物80との離間距離が3.5mmであり、スロットアンテナ15と対象物80との間にメッシュ部材16がない表面処理装置10による表面処理の結果を示している。 Figure 10(b) is an explanatory diagram showing the result of surface treatment by the surface treatment device 10 according to this embodiment. Figure 10(b) shows the result of surface treatment by the surface treatment device 10 in which the separation distance between the slot antenna 15 and the object 80 is 3.5 mm and there is no mesh member 16 between the slot antenna 15 and the object 80.

図10の(b)に示される結果では、処理速度が比較的速い領域の形状が、図10の(a)と比較して円形に近い。 In the results shown in Figure 10(b), the shape of the area with relatively fast processing speed is closer to a circle compared to Figure 10(a).

このように、スロットアンテナ15を用いることで、対象物80における処理範囲を円形に近い形に広げることができる。これは、一直線状のスリットのみを有するスロットアンテナ(図10の(a)参照)よりも、スロットアンテナ15の方が、プラズマ19のXY面内での密度を均一化することができたことが一因であると考えられる。 In this way, by using the slot antenna 15, the processing area of the target object 80 can be expanded to a shape close to a circle. This is thought to be due in part to the fact that the slot antenna 15 is able to make the density of the plasma 19 more uniform in the XY plane than a slot antenna that has only a linear slit (see FIG. 10(a)).

図10の(c)は、本実施の形態に係る表面処理装置10による表面処理の結果を示す説明図である。図10の(c)は、スロットアンテナ15と対象物80との離間距離が9.0mmであり、スロットアンテナ15と対象物80との間にメッシュ部材16がない表面処理装置10による表面処理の結果を示している。 Figure 10 (c) is an explanatory diagram showing the result of surface treatment by the surface treatment device 10 according to this embodiment. Figure 10 (c) shows the result of surface treatment by the surface treatment device 10 in which the separation distance between the slot antenna 15 and the object 80 is 9.0 mm and there is no mesh member 16 between the slot antenna 15 and the object 80.

図10の(c)に示される結果では、表面処理の処理量が大きい部分と小さい部分との差が、図10の(b)と比較して小さい。つまり、表面処理の処理量が、XY面内において均一化されている。 In the results shown in FIG. 10(c), the difference between areas with a large amount of surface treatment and areas with a small amount of surface treatment is smaller than in FIG. 10(b). In other words, the amount of surface treatment is uniform within the XY plane.

このように、スロットアンテナ15と対象物80との離間距離を広げることで、対象物80における処理量を均一化することができる。スロットアンテナ15と対象物80との離間距離が大きい方が、プラズマ19が対象物80に対する作用が均一化されたことが一因であると考えられる。 In this way, by increasing the distance between the slot antenna 15 and the object 80, the amount of processing on the object 80 can be made uniform. It is believed that one reason for this is that the action of the plasma 19 on the object 80 is made more uniform when the distance between the slot antenna 15 and the object 80 is larger.

図10の(d)は、本実施の形態に係る表面処理装置10による表面処理の結果を示す説明図である。図10の(d)は、スロットアンテナ15と対象物80との離間距離が9.0mmであり、スロットアンテナ15と対象物80との間にメッシュ部材16がある表面処理装置10による表面処理の結果を示している。 Figure 10(d) is an explanatory diagram showing the results of surface treatment by the surface treatment device 10 according to this embodiment. Figure 10(d) shows the results of surface treatment by the surface treatment device 10 in which the separation distance between the slot antenna 15 and the object 80 is 9.0 mm and there is a mesh member 16 between the slot antenna 15 and the object 80.

図10の(d)に示される結果では、表面処理の処理量が大きい部分と小さい部分との差が、図10の(c)と比較して小さい。つまり、表面処理の処理量が、XY面内においてより一層均一化されている。 In the results shown in FIG. 10(d), the difference between areas with a large amount of surface treatment and areas with a small amount of surface treatment is smaller than in FIG. 10(c). In other words, the amount of surface treatment is more uniform within the XY plane.

このように、スロットアンテナ15と対象物80との間にメッシュ部材16が存在することで、対象物80における処理量をより一層均一化することができる。メッシュ部材16によって、プラズマ19のXY面内における密度が均一化されたことが一因であると考えられる。 In this way, the presence of the mesh member 16 between the slot antenna 15 and the object 80 makes it possible to make the processing amount on the object 80 even more uniform. It is believed that one of the reasons for this is that the mesh member 16 makes the density of the plasma 19 uniform in the XY plane.

次に、図4、図6および図7に示されるスロットアンテナ15を備える表面処理装置10による表面処理の均一度の評価結果を説明する。 Next, we will explain the evaluation results of the uniformity of surface treatment using the surface treatment device 10 equipped with the slot antenna 15 shown in Figures 4, 6, and 7.

図11は、本実施の形態に係る表面処理装置10による表面処理の均一度の評価結果の例を示す第一の説明図である。より具体的には、図11は、スリット152を有するスロットアンテナ15((a)参照)を用いて生成されるプラズマ19の、スロットアンテナ15からZ軸プラス方向へ6.3mm進んだ位置のXY平面における電界強度分布とアッシングレートとの評価結果を示す。アッシングレートの評価指標として下記に示される均一度(Uniformity)を用いる。 Figure 11 is a first explanatory diagram showing an example of the evaluation results of the uniformity of surface treatment by the surface treatment apparatus 10 according to this embodiment. More specifically, Figure 11 shows the evaluation results of the electric field intensity distribution and ashing rate in the XY plane at a position 6.3 mm in the positive direction of the Z axis from the slot antenna 15, for plasma 19 generated using a slot antenna 15 (see (a)) having a slit 152. The uniformity shown below is used as an evaluation index for the ashing rate.

均一度(%) = (最大値-最小値)/(2×平均値) Uniformity (%) = (maximum value - minimum value) / (2 x average value)

ここで、最大値、最小値および平均値は、それぞれ、XY平面内のアッシングレートの最大値、最小値および平均値である。 Here, the maximum, minimum, and average values are the maximum, minimum, and average values of the ashing rate in the XY plane, respectively.

図11の(b)に示されるように、電界強度分布は、XY面内で中心において比較的高く、中心から遠いほど低い。電界強度の最大値は944V/mである。 As shown in FIG. 11(b), the electric field strength distribution is relatively high at the center in the XY plane and decreases the farther away from the center. The maximum value of the electric field strength is 944 V/m.

図11の(c)に示されるように、アッシングレートは、電界強度分布と同様に、XY面内で中心において比較的高く、中心から遠いほど低い。アッシングレートの均一度は、30.00%である((d)参照)。 As shown in FIG. 11(c), the ashing rate is relatively high at the center in the XY plane, similar to the electric field intensity distribution, and decreases the farther from the center. The uniformity of the ashing rate is 30.00% (see (d)).

図12は、本実施の形態に係る表面処理装置10による表面処理の均一度の評価結果の例を示す第二の説明図である。より具体的には、図12は、スリット154Pおよび154Qを有するスロットアンテナ15((a)参照)を用いて、図11の場合と同様の条件で測定される電界強度分布とアッシングレートとの評価結果を示す。 Figure 12 is a second explanatory diagram showing an example of the evaluation results of the uniformity of surface treatment by the surface treatment device 10 according to this embodiment. More specifically, Figure 12 shows the evaluation results of the electric field intensity distribution and the ashing rate measured under the same conditions as in Figure 11 using a slot antenna 15 (see (a)) having slits 154P and 154Q.

図12の(b)に示されるように、電界強度分布は、XY面内で中心からY軸プラス方向およびマイナス方向それぞれに所定距離だけ進んだ位置において比較的高く、中心から離れるほど低い。電界強度が比較的高い部分の形状が、Y軸方向に長い瓢箪形状を有する。電界強度の最大値は875V/mである。 As shown in FIG. 12(b), the electric field strength distribution is relatively high at positions located a certain distance from the center in the positive and negative Y-axis directions in the XY plane, and decreases the further away from the center. The area where the electric field strength is relatively high has a gourd shape that is long in the Y-axis direction. The maximum electric field strength is 875 V/m.

図12の(c)に示されるように、アッシングレートは、XY面内で中心からY軸プラス方向およびマイナス方向それぞれに所定距離だけ進んだ位置において比較的高く、中心から離れるほど低い。アッシングレートの均一度は、18.12%である((d)参照)。 As shown in FIG. 12(c), the ashing rate is relatively high at positions in the XY plane that are a certain distance from the center in both the positive and negative Y-axis directions, and decreases the further away from the center. The uniformity of the ashing rate is 18.12% (see (d)).

図13は、本実施の形態に係る表面処理装置10による表面処理の均一度の評価結果の例を示す第三の説明図である。より具体的には、図13は、図7に示される形状((a)参照)を有するスロットアンテナ15を用いて、図11の場合と同様の条件で測定される電界強度分布とアッシングレートとの評価結果を示す。 Figure 13 is a third explanatory diagram showing an example of the evaluation results of the uniformity of surface treatment by the surface treatment device 10 according to this embodiment. More specifically, Figure 13 shows the evaluation results of the electric field intensity distribution and ashing rate measured under the same conditions as in Figure 11 using a slot antenna 15 having the shape shown in Figure 7 (see (a)).

図13の(b)に示されるように、電界強度分布は、XY面内で中心からY軸プラス方向およびマイナス方向それぞれに所定距離だけ進んだ位置において比較的高く、中心から離れるほど低い。電界強度が比較的高い部分の形状が、Y軸方向に長い楕円形状を有する。電界強度の最大値は956V/mである。 As shown in FIG. 13(b), the electric field strength distribution is relatively high at positions located a certain distance from the center in the positive and negative Y-axis directions in the XY plane, and decreases the further away from the center. The shape of the part where the electric field strength is relatively high is an ellipse that is long in the Y-axis direction. The maximum value of the electric field strength is 956 V/m.

図13の(c)に示されるように、アッシングレートは、XY面内で中心において比較的高く、中心から離れるほど低い。アッシングレートの均一度は、14.66%である((d)参照)。 As shown in FIG. 13(c), the ashing rate is relatively high at the center in the XY plane and decreases away from the center. The uniformity of the ashing rate is 14.66% (see (d)).

以上のように、スリット152を有するスロットアンテナ15による表面処理より、スリット154Pおよび154Qを有するスロットアンテナ15による表面処理の均一度が高く、さらに、スリット155Pおよび155Qを有するスロットアンテナ15による表面処理の均一度が高い。 As described above, the surface treatment by the slot antenna 15 having slits 154P and 154Q is more uniform than the surface treatment by the slot antenna 15 having slits 152, and furthermore, the surface treatment by the slot antenna 15 having slits 155P and 155Q is more uniform.

なお、上記の表面処理装置10とは異なる構成を有する処理装置として、処理室内に2つの対向電極を備え、その電極間に高周波(13MHzまたは27MHz程度)を生じさせることで気体をプラズマ化させる装置が存在する。そのような装置では、プラズマに含まれるイオンのエネルギーが必要以上に大きくなり、対象物80へのダメージが大きくなることが知られている。 Note that there exists a processing apparatus having a different configuration from the above-mentioned surface processing apparatus 10, which has two opposing electrodes in a processing chamber and generates a high frequency (approximately 13 MHz or 27 MHz) between the electrodes to turn a gas into plasma. In such an apparatus, it is known that the energy of the ions contained in the plasma becomes greater than necessary, causing significant damage to the target object 80.

そのような装置と比較して、上記の表面処理装置10は、マイクロ波をスロットアンテナ15を通過させることでプラズマを発生させることができ、プラズマに含まれるイオンのエネルギーが比較的小さく対象物80へのダメージを小さく抑えることができる利点がある。 Compared to such devices, the above-mentioned surface treatment device 10 can generate plasma by passing microwaves through the slot antenna 15, and has the advantage that the energy of the ions contained in the plasma is relatively small, minimizing damage to the target object 80.

以上、本発明の1つまたは複数の態様に係る表面処理装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。 The above describes the surface treatment device according to one or more aspects of the present invention based on the embodiment, but the present invention is not limited to this embodiment. As long as it does not deviate from the spirit of the present invention, various modifications that a person skilled in the art may make to this embodiment, or a form constructed by combining components of different embodiments, may also be included within the scope of one or more aspects of the present invention.

実施の形態では、一例として、表面処理装置のレジスト除去装置への応用について述べたが、表面処理装置は、レジスト除去装置に限らず、プラズマ処理の適応がある各種の表面処理を行う装置に広く利用できる。例えば、対象物の表面を親水化する表面改質装置や、液体に有機物(例えば、エタノールやメタノールなど)を用いて対象物の表面にグラフェン膜を形成する成膜装置などへの利用が可能である。 In the embodiment, the application of the surface treatment device to a resist removal device has been described as an example, but the surface treatment device is not limited to a resist removal device and can be widely used in devices that perform various surface treatments that are suitable for plasma treatment. For example, it can be used in a surface modification device that makes the surface of an object hydrophilic, or a film formation device that forms a graphene film on the surface of an object using an organic liquid (e.g., ethanol, methanol, etc.).

本発明は、表面処理装置として、プラズマ処理の適応がある各種の表面処理を行う装置に広く利用できる。 The present invention can be widely used as a surface treatment device for performing various types of surface treatment that are suitable for plasma treatment.

10 表面処理装置
11 マイクロ波発生器
12 導波管
13 マイクロ波透過部材
14 容器
15 スロットアンテナ
16、16A、16B メッシュ部材
17 スペーサ
18 ホルダ
19 プラズマ
20 配管
21 タンク
80 対象物
81 液体
141 排気口
151、152、153、154P、154Q、155P、155Q スリット
151A、152A、153A、154A、155A 第一開口部
151B、152B、153B、154B、155B 第二開口部
151C、152C、153C、154C、155C 第三開口部
154D、155D 第四開口部
154E、155E 第五開口部
154F、155F 第六開口部
S1 処理室
REFERENCE SIGNS LIST 10 Surface treatment device 11 Microwave generator 12 Waveguide 13 Microwave-transmitting member 14 Container 15 Slot antenna 16, 16A, 16B Mesh member 17 Spacer 18 Holder 19 Plasma 20 Pipe 21 Tank 80 Object 81 Liquid 141 Exhaust port 151, 152, 153, 154P, 154Q, 155P, 155Q Slit 151A, 152A, 153A, 154A, 155A First opening 151B, 152B, 153B, 154B, 155B Second opening 151C, 152C, 153C, 154C, 155C Third opening 154D, 155D Fourth opening 154E, 155E Fifth opening 154F, 155F Sixth opening S1 Processing chamber

Claims (11)

内部に対象物が配置される処理室と、
前記処理室の外部に配置され、液体を貯留しているタンクと、
前記処理室と前記タンクとを接続する配管であって、前記タンク内に貯留されている液体が気化した気体が、前記処理室内の負圧により当該配管を通って前記処理室内に導入される配管と、
前記対象物に向けてマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器と、
前記マイクロ波発生器が発生させたマイクロ波を通過させて前記処理室内の前記気体に照射させることで、プラズマを発生させるスロットアンテナとを備え、
前記配管は、前記処理室の壁のうち、前記対象物より下方の位置で接続されている
表面処理装置。
a processing chamber within which the object is placed;
a tank disposed outside the processing chamber and storing a liquid;
a pipe connecting the processing chamber and the tank, the pipe being configured so that a gas generated by vaporizing a liquid stored in the tank is introduced into the processing chamber through the pipe by a negative pressure in the processing chamber;
a microwave generator that generates microwaves toward the target;
a slot antenna that generates plasma by passing microwaves generated by the microwave generator and irradiating the gas in the processing chamber;
The piping is connected to a wall of the processing chamber at a position below the object.
前記表面処理装置は、さらに、
前記対象物と前記スロットアンテナとの間に配置される、複数の開口を有する部材を備える
請求項1に記載の表面処理装置。
The surface treatment device further comprises:
The surface treatment apparatus according to claim 1 , further comprising a member having a plurality of openings, the member being disposed between the object and the slot antenna.
前記スロットアンテナは、
導電性を有する板体と、
前記板体に設けられた第一スリットとを有し、
前記第一スリットは、
前記板体に設けられた直線状の第一開口部と、
前記板体に設けられた第二開口部であって、前記第一開口部の一方の端部で前記第一開口部と接続する第二開口部と、
前記板体に設けられた第三開口部であって、前記第一開口部の他方の端部で前記第一開口部と接続する第三開口部とを有する
請求項1または2に記載の表面処理装置。
The slot antenna is
A conductive plate;
A first slit is provided in the plate body,
The first slit is
A linear first opening provided in the plate;
A second opening provided in the plate body, the second opening being connected to the first opening at one end of the first opening;
The surface treatment device according to claim 1 or 2, further comprising a third opening provided in the plate, the third opening being connected to the first opening at the other end of the first opening.
前記スロットアンテナは、さらに、
前記板体に設けられた、前記第一スリットと離間した第二スリットを備える
請求項3に記載の表面処理装置。
The slot antenna further comprises:
The surface treatment device according to claim 3 , further comprising a second slit provided on the plate and spaced apart from the first slit.
前記第二スリットは、
前記板体に設けられた直線状の第四開口部であって、前記第一開口部と平行である第四開口部と、
前記板体に設けられた第五開口部であって、前記第四開口部の一方の端部で前記第四開口部と接続する第五開口部と、
前記板体に設けられた第六開口部であって、前記第四開口部の他方の端部で前記第四開口部と接続する第六開口部とを有する
請求項4に記載の表面処理装置。
The second slit is
a fourth linear opening provided in the plate and parallel to the first opening;
a fifth opening provided in the plate body, the fifth opening being connected to the fourth opening at one end of the fourth opening;
The surface treatment device according to claim 4 , further comprising a sixth opening provided in the plate, the sixth opening being connected to the fourth opening at the other end of the fourth opening.
前記第二開口部は、前記第二開口部の両端部のうち前記第四開口部に近い側の端部で、前記第一開口部と接続しており、
前記第三開口部は、前記第三開口部の両端部のうち前記第四開口部に近い側の端部で、前記第一開口部と接続しており、
前記第五開口部は、前記第五開口部の両端部のうち前記第一開口部に近い側の端部で、前記第四開口部と接続しており、
前記第六開口部は、前記第六開口部の両端部のうち前記第一開口部に近い側の端部で、前記第四開口部と接続している
請求項5に記載の表面処理装置。
The second opening is connected to the first opening at an end of the second opening that is closer to the fourth opening,
The third opening is connected to the first opening at an end portion of the third opening that is closer to the fourth opening,
The fifth opening is connected to the fourth opening at an end closer to the first opening, of both ends of the fifth opening;
The surface treatment device according to claim 5 , wherein the sixth opening is connected to the fourth opening at one of both ends of the sixth opening that is closer to the first opening.
前記複数の開口を有する前記部材は、導電性を有するメッシュ部材またはパンチングプレートである
請求項2に記載の表面処理装置。
The surface treatment device according to claim 2 , wherein the member having the plurality of openings is a conductive mesh member or a punched plate.
前記複数の開口を有する前記部材は、他の導電性部材と電気的接続を有しない
請求項7に記載の表面処理装置。
The surface treatment device of claim 7 , wherein the member having the plurality of openings is not electrically connected to other conductive members.
前記対象物は、レジストで被覆された基板であり、
前記気体は、超純水が気化した水蒸気であり、
前記表面処理装置は、前記水蒸気に前記マイクロ波が照射されたことで発生するプラズマによって、前記対象物から前記レジストを除去する
請求項1~8のいずれか1項に記載の表面処理装置。
the object is a substrate coated with a resist;
the gas is water vapor produced by vaporization of ultrapure water,
The surface treatment apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the surface treatment apparatus removes the resist from the object by using plasma generated by irradiating the water vapor with the microwaves.
内部に対象物が配置される処理室と、
前記処理室の外部に配置され、液体を貯留しているタンクと、
前記処理室と前記タンクとを接続する配管であって、前記タンク内に貯留されている液体が気化した気体が、前記処理室内の負圧により当該配管を通って前記処理室内に導入される配管と、
前記対象物に向けてマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器と、
前記マイクロ波発生器が発生させたマイクロ波を通過させて前記処理室内の前記気体に照射させることで、プラズマを発生させるスロットアンテナと
前記マイクロ波発生器が発生させた前記マイクロ波を前記対象物に導く導波管であって、前記導波管の前記対象物に近い側の端部に前記スロットアンテナを有する導波管とを備え、
前記スロットアンテナは、
導電性を有する板体と、
前記板体に設けられた第一スリットとを有し、
前記第一スリットは、
前記板体に設けられた直線状の第一開口部と、
前記板体に設けられた第二開口部であって、前記第一開口部の一方の端部で前記第一開口部と接続する第二開口部と、
前記板体に設けられた第三開口部であって、前記第一開口部の他方の端部で前記第一開口部と接続する第三開口部とを有する
表面処理装置。
a processing chamber within which the object is placed;
a tank disposed outside the processing chamber and storing a liquid;
a pipe connecting the processing chamber and the tank, the pipe being configured so that a gas generated by vaporizing a liquid stored in the tank is introduced into the processing chamber through the pipe by a negative pressure in the processing chamber;
a microwave generator that generates microwaves toward the target;
a slot antenna that passes the microwaves generated by the microwave generator and irradiates the gas in the processing chamber to generate plasma ;
a waveguide for guiding the microwaves generated by the microwave generator to the target, the waveguide having the slot antenna at an end of the waveguide closer to the target ,
The slot antenna is
A conductive plate;
A first slit is provided in the plate body,
The first slit is
A linear first opening provided in the plate;
A second opening provided in the plate body, the second opening being connected to the first opening at one end of the first opening;
a third opening provided on the plate, the third opening being connected to the first opening at the other end of the first opening.
前記スロットアンテナは、さらに、The slot antenna further comprises:
前記板体に設けられた、前記第一スリットと離間した第二スリットを有し、A second slit is provided in the plate body and spaced apart from the first slit,
前記第二スリットは、The second slit is
前記板体に設けられた直線状の第四開口部であって、前記第一開口部の長手方向に垂直な方向に並んで配置され、前記第一開口部と平行である第四開口部と、A fourth opening portion is provided in the plate body and is linear, the fourth opening portion being arranged in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the first opening portion and parallel to the first opening portion;
前記板体に設けられた第五開口部であって、前記第四開口部の一方の端部で前記第四開口部と接続する第五開口部と、a fifth opening provided in the plate body, the fifth opening being connected to the fourth opening at one end of the fourth opening;
前記板体に設けられた第六開口部であって、前記第四開口部の他方の端部で前記第四開口部と接続する第六開口部とを有するa sixth opening provided in the plate body, the sixth opening being connected to the fourth opening at the other end of the fourth opening;
請求項10に記載の表面処理装置。The surface treatment device according to claim 10.
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