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公開番号2024093316
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-09
出願番号2022209616
出願日2022-12-27
発明の名称プラズマ処理装置及び基板処理装置
出願人株式会社荏原製作所,国立大学法人金沢大学
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H05H 1/30 20060101AFI20240702BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】低出力で基板の表面を液中プラズマ処理することができる技術を提供する。
【解決手段】プラズマ処理装置10は、液体Lqを貯留するチャンバ20と、基板Wfが液体の内部に配置された状態で基板を保持する基板ホルダ50と、気体Gaを収容するガス室60であって、ガス室は、基板に対向する箇所に開口64を有し、且つ、少なくとも開口が基板との間に空間を有しつつチャンバの液体の内部に配置された、ガス室と、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生装置80と、ガス室の内部に配置された所定箇所84を有し、マイクロ波発生装置によって発生されたマイクロ波を所定箇所まで伝搬させる導波管82と、導波管の所定箇所に配置されて、マイクロ波をガス室の内部に放射することでプラズマを誘起させるアンテナ90と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
液体を貯留するチャンバと、
基板が前記液体の内部に配置された状態で前記基板を保持する基板ホルダと、
気体を収容するガス室であって、前記ガス室は、前記基板に対向する箇所に開口を有し、且つ、少なくとも前記開口が前記基板との間に空間を有しつつ前記チャンバの前記液体の内部に配置された、ガス室と、
マイクロ波を発生させるマイクロ波発生装置と、
前記ガス室の内部に配置された所定箇所を有し、前記マイクロ波発生装置によって発生された前記マイクロ波を前記所定箇所まで伝搬させる導波管と、
前記導波管の前記所定箇所に配置されて、前記マイクロ波を前記ガス室の内部に放射することでプラズマを誘起させるアンテナと、を備える、プラズマ処理装置。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記ガス室で誘起されたプラズマが、前記ガス室の前記開口を通過し、前記チャンバの前記液体中に気泡プラズマとして放出され、前記気泡プラズマが前記基板の表面に接触することで、液中プラズマ処理する、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記ガス室に気体を供給するための気体供給装置を備える、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記ガス室は、前記基板ホルダよりも下方に配置されている、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記ガス室は、前記基板ホルダよりも上方に配置されている、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記液体は、純水である、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記液体は、前記基板の表面に残存したレジストを除去するための洗浄液を含む、請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記洗浄液は、硫酸及び過酸化水素を含む、請求項７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記アンテナは、スロットを有するスロットアンテナである、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記スロットは、第１スロット部位と、前記第１スロット部位に接続した第２スロット部位と、を含み、
前記第２スロット部位のスロット幅は、前記第１スロット部位のスロット幅よりも狭く、
前記ガス室の前記開口は、前記第２スロット部位に対向する位置に配置されている、請求項９に記載のプラズマ処理装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置及び基板処理装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、基板が液体の内部に配置された状態で基板の表面をプラズマ処理する「液中プラズマ処理」が知られている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、この特許文献１に開示されたプラズマ処理装置は、液体を貯留するチャンバと、液体の内部に配置された基板（ワーク）と、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生装置と、先端が液体の内部に配置されて、マイクロ波発生装置によって発生されたマイクロ波を先端まで伝搬させる導波管と、導波管の先端に配置されて、マイクロ波を液体の内部に放射することでプラズマを誘起させるアンテナと、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６０８６３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に例示されるような従来技術は、導波管の先端が液体の内部に配置されているので、この導波管の先端に配置されたアンテナが液体に濡れてしまう。この場合、プラズマを誘起させる際に、ジュール熱によってアンテナに付着した水分を飛ばし、且つ、液体を気化させ、プラズマを誘起させる気体あるいは気泡を生成する必要が生じるので、プラズマを誘起させる際に高い出力が要求される。このように、従来技術は、液中プラズマを低出力で行うという観点において、改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、低出力で基板の表面を液中プラズマ処理することができる技術を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（態様１）
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るプラズマ処理装置は、液体を貯留するチャンバと、基板が前記液体の内部に配置された状態で前記基板を保持する基板ホルダと、気体を収容するガス室であって、前記ガス室は、前記基板に対向する箇所に開口を有し、且つ、少なくとも前記開口が前記基板との間に空間を有しつつ前記チャンバの前記液体の内部に配置された、ガス室と、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生装置と、前記ガス室の内部に配置された所定箇所を有し、前記マイクロ波発生装置によって発生された前記マイクロ波を前記所定箇所まで伝搬させる導波管と、前記導波管の前記所定箇所に配置されて、前記マイクロ波を前記ガス室の内部に放射することでプラズマを誘起させるアンテナと、を備える。
【０００７】
この態様によれば、アンテナによって誘起されたプラズマをガス室の開口を通過させて、チャンバの液体の内部に導入することができる。液体の内部に導入されたプラズマは、液体の内部において、気泡（「気泡プラズマ」と称する）となる。この気泡プラズマと気泡プラズマの周囲の液体との界面では、活性種が生成される。そして、気泡プラズマが基板の表面に接触することで、気泡プラズマ中の電子と、気泡プラズマ周囲の活性種と、によって、基板の表面を液中プラズマ処理することができる。
【０００８】
また、この態様によれば、アンテナが、チャンバの液体の内部ではなく、ガス室の内部（ガス室の内部に配置された、導波管の所定箇所）に配置されているので、アンテナが液体に濡れることを抑制することができる。これにより、アンテナが液体に濡れる場合に比較して、低出力でプラズマを誘起させることができる。この結果、低出力で基板の表面を液中プラズマ処理することができる。
【０００９】
また、この態様によれば、プラズマを誘起させるための気体をチャンバの外部からガス室に供給することができるため、気体生成に伴う出力損失を抑制することもできる。この点においても、低出力で基板の表面を液中プラズマ処理することができる。
【００１０】
（態様２）
上記の態様１において、前記ガス室で誘起されたプラズマが、前記ガス室の前記開口を通過し、前記チャンバの前記液体中に気泡プラズマとして放出され、前記気泡プラズマが前記基板の表面に接触することで、液中プラズマ処理してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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