[发明专利]基板的表面处理方法以及等离子体处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有从基板表面除去有机物以及对基板表面进行改质化的表面处理工序的基板的表面处理方法以及等离子体处理装置。

背景技术

一直以来，公知有作为显示装置等中使用的液晶玻璃基板的清洁方法的基板的表面处理方法(例如参考专利文献1)。在该基板的表面处理方法中，在大气压附近的压力下，将优选含有20～30容量％的氧气的气体的等离子体从等离子体枪的等离子体排出口供给向基板表面。由此，等离子体中的氧自由基(radical)将附着或形成在基板表面的有机物进行低分子化以及氧化，由此将其气化而从基板表面除去。

专利文献1：日本特开2002—143795号公报(4页、图4)

但是，在现有的基板的表面处理方法中，由于在生成等离子体的气体中优选含有20～30容量％的氧气，所以氧气以外的氮气最多只含有70～80容量％。在等离子体中生成激励状态的氮自由基和氧自由基，生成的几种氮自由基内的一些存在着自由基的寿命长到数十秒者，但氧自由基的寿命短，在1秒以下。为了从基板表面除去有机物，必要量的氧自由基必须存在于基板附近。而且，为继续生成必要量的氧自由基，为了生成氧自由基，需要使必要量的氮自由基存在于基板附近。但是，在由70～80容量％的氮气生成的氮自由基中，存在着在基板附近无法生成必要量的氧自由基的顾虑，从而有无法有效从基板表面除去有机物的问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题的至少一部分而提出，可以通过以下的方式或适用例实现。

【适用例1】本适用例涉及的基板的表面处理方法的特征在于，具有表面处理工序，所述表面处理工序在大气环境下，通过向基板表面供给使用氮气和氧气而生成的第一等离子体，对所述基板表面进行表面处理，在所述表面处理工序中，所述氧气占所述氮气和所述氧气的合计供给量的容量比率小于在大气中氧所占的容量比率。

根据这样的方法，具有表面处理工序，所述表面处理工序在大气环境下，通过向基板表面供给使用氮气和氧气而生成的第一等离子体，对基板表面进行表面处理，表面处理工序中，氧气占氮气和氧气的合计供给量的容量比率小于在大气中氧所占的容量比率。在第一等离子体中生成有激励状态的氮自由基和氧自由基，氮自由基的寿命为数十秒，比氧自由基的寿命长，氧自由基的寿命短，为1秒以下。因此，寿命长的氮自由基不仅在作为氮自由基生成部的等离子体枪内或等离子体枪附近，还以自由基的状态冲撞于从等离子体枪离开的基板附近的常态的氮气或氧气的原子或分子，生成新的氮自由基和氧自由基，成为常态的氮。另外，寿命短的氧自由基冲撞于氧自由基生成部即等离子体枪内或等离子体枪附近的常态的氮气或氧气的原子或分子等，生成新的氮自由基和氧自由基，成为常态的氧。通过重复进行上述冲撞，持续维持氮自由基和氧自由基的存在。在此，氧自由基通过将吸附或形成在基板表面上的有机物低分子化以及氧化而将其气化，从而从基板表面将其除去。另外，氧自由基在由有机材料形成基板的情况下，通过对基板表面进行氧化而生成羟基，从而对其进行改质化。

在此，如果氧气占氮气和氧气的合计供给量的容量比率过大，则氮气变少，为了生成氧自由基所必要的氮自由基不足。因此，需要一定的容量比率以上的氮气。另一方面，氧气占氮气和氧气的合计供给量的氧气的容量比率如果过小，则生成的氧自由基变得不足。因此，需要一定的容量比率以上的氧气。因此，在氮气和氧气的合计供给量中所占的各个气体的容量比率存在一个适当的范围。在确认了在该合计供给量中所占的各个气体的适当容量比率之后发现，氧气占合计供给量的适当容量比率是小于在大气中氧所占的容量比率的容量比率，氮气占合计供给量的适当容量比率是大于在大气中氮所占的容量比率的容量比率。利用由比大气中所占的氮的容量比率大的容量比率的氮气生成的氮自由基，可以在基板附近生成必要量的氧自由基。由于在基板附近可以生成必要量的氧自由基，所以可以有效地从基板表面除去有机物，以及对基板表面进行改质化。

【适用例2】

本适用例涉及的基板的表面处理方法的特征在于，其具有表面处理工序，所述表面处理工序在大气环境下，通过向基板表面供给使用氮气而生成的第二等离子体和氧气，对所述基板表面进行表面处理，在所述表面处理工序中，所述氧气占所述氮气和所述氧气的合计供给量的容量比率小于在大气中氧所占的容量比率。