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IN-LIQUID PLASMA TREATMENT APPARATUS AND IN-LIQUID PLASMA TREATMENT METHOD meetings

Patent code P130009957
File No. 2012-021
Posted date Oct 2, 2013
Application number P2012-286076
Publication number P2014-127705A
Patent number P6086363
Date of filing Dec 27, 2012
Date of publication of application Jul 7, 2014
Date of registration Feb 10, 2017
Inventor
  • (In Japanese)石島 達夫
  • (In Japanese)野阪 幸平
  • (In Japanese)堀邊 英夫
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人金沢大学
Title IN-LIQUID PLASMA TREATMENT APPARATUS AND IN-LIQUID PLASMA TREATMENT METHOD meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an in-liquid plasma treatment apparatus capable of efficiently performing plasma treatment of a planar-shaped object.
SOLUTION: An in-liquid plasma treatment apparatus includes: a microwave generator 11; a waveguide 12 which has an end disposed in a liquid 22 and propagates a microwave output from the microwave generator up to the end; a slot antenna 15 disposed at the end of the waveguide 12, producing bubbles from the liquid by radiating the microwave into the liquid, and inducing plasma in the produced bubbles; and a spacer 17 regulating a distance between a work piece 21 and the slot antenna 15, in the liquid 22.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

従来、液体中でプラズマを発生させ、前記プラズマを用いて前記液体中の対象物を処理する装置が知られている(例えば、特許文献1)。

図14は、特許文献1に開示される液中プラズマ処理装置の構成の一例を示す模式図である。

液中プラズマ処理装置90は、被処理物質を含む液体を導入可能な容器と、マイクロ波を出力するマイクロ波発生器91と、前記マイクロ波を伝搬させる導波管92と、導波管92の先端部に設けられたマイクロ波出力用のスロットと、導波管92の外部において導波管92の先端部に密接配置された気泡捕捉手段97とを備えている。気泡捕捉手段97は、例えば石英板などのマイクロ波透過部材で構成され、気泡捕捉手段97の前記スロットに対応する位置には補足空間98としての凹部または穴部が形成されている。

液中プラズマ処理装置90において、導波管92の先端部に設けられたスロットから前記液体中にマイクロ波を放射することにより、前記液体中に気泡が発生し、前記気泡中に放電によるプラズマが誘起される。このようにして前記気泡中に誘起されたプラズマにより、前記液体中に含まれる非所望物質の分解や、所望物質の合成促進が果たされる。

液中プラズマ処理装置90によれば、発生した気泡が気泡捕捉手段97の補足空間98に安定的に補足されるので、気泡捕捉手段97を設けない構成と比べて、前記補足された気泡中で放電プラズマを確実に発生させることができる。その結果、液体に含まれる被処理物質の処理効率に優れた液中プラズマ処理装置が実現される。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、液中プラズマ処理装置および液中プラズマ処理方法に関し、特に液中プラズマを用いてレジストを除去する技術に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
液体中に配置されるワークにプラズマ処理を施すための液中プラズマ処理装置であって、
マイクロ波発生器と、
先端が前記液体中に配置され、前記マイクロ波発生器から出力されたマイクロ波を前記先端まで伝搬させる導波管と、
前記導波管の前記先端に配置され、前記マイクロ波を前記液体中に放射することにより、前記液体から気泡を発生させかつ発生した前記気泡中にプラズマを誘起させるスロットアンテナと、
前記スロットアンテナの前面に前記ワークを格納する処理空間を形成し、前記液体中において前記ワークと前記スロットアンテナとの間の距離を規定するスペーサーと
を備える液中プラズマ処理装置。

【請求項2】
 
前記スロットアンテナは、前記マイクロ波を透過するスロットを有する導電性の平板であり、
前記ワークは被処理面を有する平板であり、
前記スペーサーは、前記ワークの前記被処理面を前記スロットに対向させて前記スロットから所定の距離に規定する
請求項1に記載の液中プラズマ処理装置。

【請求項3】
 
前記スペーサーは、前記ワークの前記被処理面と前記スロットアンテナとの間の距離を1mm以上5mm以下に規定する
請求項2に記載の液中プラズマ処理装置。

【請求項4】
 
前記マイクロ波発生器は、パルス変調されたマイクロ波を出力し、前記パルス変調されたマイクロ波の電力の時間波形に応じて、プラズマ処理の効率を制御し、非熱平衡プラズマ状態を維持させる
請求項1に記載の液中プラズマ処理装置。

【請求項5】
 
前記マイクロ波発生器は、パルス変調されたマイクロ波を出力し、前記パルス変調されたマイクロ波の電力の時間波形に応じて、前記パルス変調されたマイクロ波のオン期間が、前記プラズマにより生成された粒子が、前記液体を構成する気化された元素と衝突することで生じる活性種の寿命に近づくように制御する
請求項1に記載の液中プラズマ処理装置。

【請求項6】
 
前記スペーサーは、切り欠きを有する第1部材と、前記ワークを載置する第2部材とからなり、前記第1部材と前記第2部材とで前記処理空間を形成し、前記処理空間は前記切り欠きで前記処理空間の外部と連通する
請求項1に記載の液中プラズマ処理装置。

【請求項7】
 
さらに、前記切り欠きを通して前記処理空間へ、前記液体および気体のうちの少なくとも何れか一方を供給する
請求項6に記載の液中プラズマ処理装置。

【請求項8】
 
前記導波管は、前記液体の液面の上方から前記液体中に挿入される
請求項1に記載の液中プラズマ処理装置。

【請求項9】
 
前記ワークは、レジストが塗布された基板であり、
前記液体は、超純水であり、
前記プラズマが前記超純水を解離することで生じる活性種、および繰り返し発生する前記気泡が前記液体を押し退けることで生じる液流によって、前記ワークから前記レジストを除去する
請求項1に記載の液中プラズマ処理装置。

【請求項10】
 
前記レジストはノボラック系ポジ型レジストである
請求項9に記載の液中プラズマ処理装置。

【請求項11】
 
前記レジストは不純物半導体を構成するためのドーパントが注入されている
請求項10に記載の液中プラズマ処理装置。

【請求項12】
 
液体中に配置されるワークにプラズマ処理を施す液中プラズマ処理方法であって、
前記液中プラズマ処理方法は、マイクロ波発生器と、前記マイクロ波発生器から出力されたマイクロ波を先端まで伝搬させる導波管と、前記導波管の前記先端に配置されたスロットアンテナと、前記スロットアンテナの前面に前記ワークを格納する処理空間を形成するスペーサーとを備える液中プラズマ処理装置を用いて行われ、
前記液中プラズマ処理方法は、
前記導波管の前記先端を前記液体中に配置する工程と、
前記スペーサーにて前記液体中において前記ワークと前記スロットアンテナとの間の距離を規定する工程と、
前記マイクロ波発生器からマイクロ波を出力する工程と、
前記スロットアンテナから前記液体中に前記マイクロ波を放射することにより、前記液体から気泡を発生させかつ発生した気泡中にプラズマを誘起させる工程と
を含む液中プラズマ処理方法。

【請求項13】
 
前記液中プラズマ処理方法において、
前記ワークは、レジストが塗布された基板であり、
前記液体は、超純水であり、
前記プラズマが前記超純水を解離することで生じる活性種、および繰り返し発生する前記気泡が前記液体を押し退けることで生じる液流によって、前記ワークから前記レジストを除去する
請求項12に記載の液中プラズマ処理方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2012286076thum.jpg
State of application right Registered
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