(57)【要約】  シリコン含有物のエッチング量の制御を容易化する。  前処理工程において、第２の酸化性反応成分を含有する処理流体を前処理ノズル４２から吹き出して被処理物９に接触させる。次に、エッチング処理工程において、移動機構２０にて被処理物９を処理空間３９内を横切るように移動させながら、フッ素系反応成分及び第１の酸化性反応成分を含有する処理ガスを処理空間３９に供給して被処理物９に接触させる。
2012043383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧近傍の処理空間においてフッ素系反応成分及び第１の酸化性反応成分を含有する処理ガスを用いてシリコン含有物をエッチングするエッチング方法において、
第２の酸化性反応成分を含有する処理流体を、前記シリコン含有物を含む被処理物に接触させる前処理工程と、
前記前処理工程の後、前記被処理物を、前記処理空間内を横切るように前記処理空間に対して相対的に移動させながら、前記処理空間に前記処理ガスを供給し又は前記処理空間内で前記処理ガスの前記各反応成分を生成するエッチング処理工程と、
を含むことを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
前記エッチング処理工程において、前記被処理物が前記処理空間内を横切る回数を調節することによって、前記シリコン含有物のエッチング量を制御することを特徴とする請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項３】
前記エッチング処理工程において、フッ素含有成分及び水素含有添加成分を含むフッ素系原料ガスを大気圧近傍下にてプラズマ化することによって前記フッ素系反応成分を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載のエッチング方法。
【請求項４】
大気圧近傍の処理空間においてフッ素系反応成分及び第１の酸化性反応成分を含有する処理ガスを用いてシリコン含有物をエッチングするエッチング装置において、
第２の酸化性反応成分を含有する処理流体を吹き出す前処理ノズルを有し、前記シリコン含有物を含む被処理物に前記処理流体を接触させる前処理部と、
前記処理空間を画成する画成部と、前記処理流体との接触後の前記被処理物を、前記処理空間内を横切るように前記画成部に対して相対的に移動させる移動機構とを有し、前記処理空間に前記処理ガスを供給し又は前記処理空間内で前記処理ガスの前記各反応成分を生成するエッチング処理部と、
を備えたことを特徴とするエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン含有物をエッチングする方法及び装置に関し、特に、アモルファスシリコン等の酸化反応を伴いながらエッチングされるシリコン含有物についてエッチング量を制御するのに適したエッチング方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アモルファスシリコン等のシリコン含有物を大気圧近傍のプラズマを用いてエッチングする装置は公知である（特許文献１、２等参照）。例えば、特許文献１では、大気圧近傍下において、ＣＦ４等のフッ素含有成分に水蒸気を添加したガスをプラズマ化する。プラズマ化によって、ＨＦ，ＣＯＦ２等のフッ素系反応成分が生成される。プラズマ化後のガスに更にオゾンを混合して、被処理物に接触させる。これによって、被処理物に被膜されたシリコンが次の二段階の反応過程を経てエッチングされる。【０００３】
第１段階では、シリコンの酸化反応が起きる（式１）。
３Ｓｉ＋２Ｏ３  →  ３ＳｉＯ２      （式１）
第２段階では、上記酸化したシリコンがＨＦ等のフッ素系反応成分と反応し、揮発性成分（ＳｉＦ４等）に変換される。
ＳｉＯ２＋４ＨＦ  →  ＳｉＦ４＋２Ｈ２Ｏ    （式２）
被処理物の表面には処理ガス中のＨＦ及びＨ２Ｏが凝縮してフッ酸水の凝縮層が形成される。【０００４】
特許文献２では、フッ素系反応成分を含むプラズマガスとオゾン含有ガスとを互いに別々の吹出し口から吹き出して、被処理物に接触させている。被処理物は、ガス吹き出しノズルに対して往復移動（スキャン）される。ここで、往側又は復側への片道移動を１スキャンとする。１回の往復移動は２スキャンである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２９４６４２号公報
【特許文献２】特開２００９−０９９８８０号公報（［００２３］、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＨＦ等のフッ素系反応成分及びオゾン等の酸化性反応成分を含む処理ガスを用いたエッチング処理において、被処理物が処理空間を最初に横切る時（最初の横断時、１スキャン目）は、それ以降に被処理物が処理空間を横切る時（２回目以降の横断時、２スキャン目以降）と比べてエッチングレートが低い。最初の横断時は、第１段階の酸化反応（式１）が起きた後でなければ第２段階のエッチング反応（式２）が始まらない。したがって、フッ素系反応成分が無駄になる。しかも、被処理物の表面にフッ素系反応成分に起因するフッ酸水等の凝縮層が形成され、この凝縮層が酸化反応を邪魔するため、ますますエッチング反応が起きにくくなる。２回目以降の横断時は、前回までの処理によって被処理物の表面が既に酸化されているため、第２段階のエッチング反応（式２）を直ちに開始させることができる。このため、被処理物が処理空間を横切る回数（横断回数、スキャン回数）と累積のエッチング量とが正比例する関係になく、比例性が劣り、エッチング量の制御が容易でない。
本発明は、上記事情に基づいてなされたものであり、シリコン含有物のエッチング反応が最初の横断時から十分に起きるようにして、フッ素系反応成分が無駄になるのを防止し、かつエッチング量を容易に制御できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るエッチング方法は、上記課題を達成するために、大気圧近傍の処理空間においてフッ素系反応成分及び第１の酸化性反応成分を含有する処理ガスを用いてシリコン含有物をエッチングするエッチング方法において、
第２の酸化性反応成分を含有する処理流体を、前記シリコン含有物を含む被処理物に接触させる前処理工程と、
前記前処理工程の後、前記被処理物を、前記処理空間内を横切る（通過する）ように前記処理空間に対して相対的に移動させながら、前記処理空間に前記処理ガスを供給し又は前記処理空間内で前記処理ガスの前記各反応成分を生成するエッチング処理工程と、
を含むことを特徴とする。【０００８】
前処理工程においては、処理流体中の第２の酸化性反応成分がシリコン含有物と酸化反応を起こす（式１参照）。続いて、エッチング処理工程において被処理物が最初に処理空間内を横切る際は（最初の横断時（通過時）、１スキャン目）、既に上記前処理工程によってシリコン含有物の酸化反応が進んでいる。したがって、処理ガス中のフッ素系反応成分によるエッチング反応（式２参照）を直ちに開始することができる。よって、最初の横断時においてもエッチングレートを十分に高くでき、フッ素系反応成分が無駄になるのを回避できる。更に、最初の横断時において処理ガス中の第１の酸化性反応成分が被処理物に接触することで、シリコン含有物の酸化をさらに進めることができる。２回目以降の横断時は、前回までの横断によってシリコン含有物の表面が既に酸化されているため、処理ガス中のフッ素系反応成分によるエッチング反応を直ぐに起こさせることができる。かつ処理ガス中の第１の酸化性反応成分によってシリコン含有物の酸化をさらに進めることができる。したがって、最初の横断時のエッチングレートと２回目以降の横断時のエッチングレートとを略同じ大きさにすることができる。よって、横断回数と累積のエッチング量との比例性を高めることができる。故に、横断回数を設定することによって、シリコン含有物の最終のエッチング量が所望値になるように容易に制御することができる。【０００９】
前記エッチング処理工程において、前記被処理物が前記処理空間内を横切る回数（横断回数）を調節することによって、前記シリコン含有物のエッチング量を制御することが好ましい。横断回数が設定回数になったとき、エッチング処理工程を停止する。これにより、シリコン含有物を確実に所望の厚さだけエッチングすることができる。シリコン含有膜の残りの厚さが所定に達したとき、エッチングを停止したり、シリコン含有膜の全体がちょうど除去されたとき、エッチングを停止したりすることができる。本発明によれば、エッチングを停止するタイミングを容易に判断することができる。【００１０】
前記シリコン含有物は、酸化反応（式１参照）を伴いながらフッ素系反応成分とエッチング反応（式２参照）を起こすものであることが好ましく、例えばアモルファスシリコン、単結晶シリコン、多結晶シリコン等のシリコン単体や、窒化シリコン、炭化シリコンが挙げられる。
前記処理ガス中のフッ素系反応成分としては、ＨＦ、ＣＯＦ２等が挙げられる。
前記処理ガス中の第１酸化性反応成分としては、Ｏ３、Ｏラジカル、ＮＯｘ等が挙げられる。
前記処理流体中の第２酸化性反応成分としては、Ｏ３、Ｏラジカル、ＮＯｘ等が挙げられる。前記処理流体は、ガスに限られず、オゾン水、硝酸、過酸化水素等の液体であってもよい。【００１１】
前記エッチング処理工程において、フッ素含有成分及び水素含有添加成分を含むフッ素系原料ガスを大気圧近傍下にてプラズマ化することによって前記フッ素系反応成分を生成することが好ましい。
これによって、フッ素系反応成分としてＨＦ等を生成できる。エッチング処理工程においては、被処理物の表面に前記フッ素系反応成分に起因するフッ酸水等の凝縮層が形成される。この凝縮層を介してエッチング反応が行なわれる。一方、前処理工程においては、上記の凝縮層が形成されていないため、凝縮層が酸化反応を邪魔することがなく、酸化反応を確実に起こさせることができる。
前記フッ素含有成分として、ＰＦＣ（パーフルオロカーボン）やＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）等のフッ素含有化合物が挙げられる。ＰＦＣとして、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８等が挙げられる。ＨＦＣとして、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ等が挙げられる。更に、フッ素系成分として、ＳＦ６、ＮＦ３、ＸｅＦ２等のＰＦＣ及びＨＦＣ以外のフッ素含有化合物を用いてもよく、Ｆ２を用いてもよい。
前記フッ素含有成分は希釈成分にて希釈するのが好ましい。希釈成分として、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノン等の希ガスや窒素等の不活性ガスが挙げられる。希釈成分は、フッ素含有成分を希釈する機能の他、フッ素含有ガスを搬送するキャリアガスとしての機能、安定したプラズマ放電を生成する放電ガスとしての機能を有している。
前記水素含有添加成分は、水（水蒸気、Ｈ２Ｏ）であることが好ましい。水は、気化器にて気化することで前記フッ素系原料ガスに添加できる。水素含有添加成分は、水の他、ＯＨ基含有化合物や過酸化水素であってもよく、これらの混合物でもよい。ＯＨ基含有化合物として、アルコールが挙げられる。
この明細書において大気圧近傍とは、１．０１３×１０４〜５０．６６３×１０４Ｐａの範囲を言い、圧力調整の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、１．３３３×１０４〜１０．６６４×１０４Ｐａが好ましく、９．３３１×１０４〜１０．３９７×１０４Ｐａがより好ましい。【００１２】
本発明に係るエッチング装置は、大気圧近傍の処理空間においてフッ素系反応成分及び第１の酸化性反応成分を含有する処理ガスを用いてシリコン含有物をエッチングするエッチング装置において、
第２の酸化性反応成分を含有する処理流体を吹き出す前処理ノズルを有し、前記シリコン含有物を含む被処理物に前記処理流体を接触させる前処理部と、
前記処理空間を画成する画成部と、前記処理流体との接触後の前記被処理物を、前記処理空間内を横切るように前記画成部に対して相対的に移動させる移動機構とを有し、前記処理空間に前記処理ガスを供給し又は前記処理空間内で前記処理ガスの前記各反応成分を生成するエッチング処理部と、
を備えたことを特徴とする。【００１３】
前記エッチング装置にてシリコン含有物をエッチングする際は、被処理物を先ず前処理部に配置して前処理ノズルと対向させる。そして、前処理ノズルから処理流体を吹き出して被処理物に接触させる。この処理流体中の第２の酸化性反応成分によって、シリコン含有物を酸化させることができる（式１参照）。次に、被処理物をエッチング処理部に配置し、移動機構によって画成部に対して往復などの移動をさせる。被処理物は、処理空間を１回通過するごとに、処理空間内の処理ガスと接触する。被処理物が最初に処理空間内を横切る際（最初の横断時）、既に上記前処理部での前処理によってシリコン含有物の酸化反応が進んでいる。したがって、処理ガス中のフッ素系反応成分によるエッチング反応（式２参照）を直ちに開始することができる。よって、最初の横断時においてもエッチングレートを十分に高くでき、フッ素系反応成分が無駄になるのを回避できる。更に、最初の横断時において処理ガス中の第１の酸化性反応成分が被処理物に接触することで、シリコン含有物の酸化をさらに進めることができる。２回目以降の横断時は、前回までの横断によってシリコン含有物の表面が既に酸化されているため、処理ガス中のフッ素系反応成分によるエッチング反応を直ぐに起こさせることができる。かつ処理ガス中の第１の酸化性反応成分によってシリコン含有物の酸化をさらに進めることができる。したがって、最初の横断時のエッチングレートと２回目以降の横断時のエッチングレートとを略同じ大きさにすることができる。よって、横断回数と累積のエッチング量との比例性を高めることがきる。故に、横断回数を設定することによって、シリコン含有物の最終のエッチング量が所望値になるように容易に制御することができる。
前記エッチング装置が、前記画成部を複数備えていてもよい。前記複数の画成部が、被処理物の相対移動方向に並んでいてもよい。ひいては、複数の処理空間が、前記相対移動方向に並んでいてもよい。被処理物を移動機構によって前記相対移動方向に相対移動させることで、被処理物が前記複数の処理空間内を順次横切る。被処理物が上記複数の処理空間の１つを横切る動作が、１回の横断（１スキャン）に対応する。
前記画成部が、前記処理ガスを吹き出す処理ノズルを有していてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、エッチング処理部又はエッチング処理工程におけるシリコン含有物のエッチング反応を最初の横断時から十分に起こさせることができる。したがって、最初の横断時のフッ素系反応成分が無駄になるのを防止できる。かつ、横断回数と累積のエッチング量との比例性を高めることができ、エッチング量を容易に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエッチング装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るエッチング装置の概略構成を示す側面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係るエッチング装置の概略構成を示す側面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係るエッチング装置の概略構成図である。
【図５】実施例１の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るエッチング装置１を示したものである。被処理物９は、例えば液晶表示パネルのガラス基板にて構成され、薄い平板状になっている。被処理物９の表面（図１において上面）にはエッチング対象のシリコン含有物９ａが被膜されている。シリコン含有物は、例えばアモルファスシリコンにて構成されている。シリコン含有物９ａは、アモルファスシリコンの他、単結晶シリコンや多結晶シリコンであってもよい。更に、シリコン含有物９ａは、酸化反応（式１）を経てエッチング（式２）されるものであれば、シリコン単体に限られず、窒化シリコン、炭化シリコン等であってもよい。
【００１７】
エッチング装置１は、処理チャンバ１０と、コロコンベア２０（移動機構）と、前処理部４０と、エッチング処理部３０を備えている。処理チャンバ１０内の圧力は大気圧近傍になっている。処理チャンバ１０の入側（図１において右）の壁に搬入口１１が設けられている。処理チャンバ１０の出側（図１において左）の壁に搬出口１２が設けられている。処理チャンバ１０内の中央部にエッチング処理部３０が組み込まれている。処理チャンバ１０内の入側（図１において右）の部分に前処理部４０が組み込まれている。
【００１８】
コロコンベア２０は、処理チャンバ１０の内部に送り方向（ｘ方向、図１の左右方向）に沿って配置され、更に処理チャンバ１０の入側及び出側の外方にも設置されている。周知の通り、コロコンベア２０は、シャフト２１と、コロ２２を有している。複数のシャフト２１が、図１において左右に間隔を置いて並べられている。各シャフト２１にコロ２２が設けられている。
【００１９】
コロ２２上に被処理物９が載置される。シャフト２１及びコロ２２が一体に回転することによって、被処理物９がｘ方向に搬送される。被処理物９は、搬入口１１から処理チャンバ１０内に搬入され、処理チャンバ１０内で所定の処理を施された後、搬出口１２から搬出される。コンベア２０は、被処理物９を支持する支持部としての機能と、被処理物９を移動させる移動機構としての機能を兼ねている。
【００２０】
コロコンベア２０のうち少なくとも処理チャンバ１０内のシャフト２１及びコロ２２は、正逆両方向に回転可能になっている。正方向は、被処理物９を入側から出側に搬送する向き（図１において左向き）であり、逆方向は、被処理物９を出側から入側に搬送する向き（図１において右向き）である。
【００２１】
エッチング処理部３０は、フッ素系原料供給部３１と、第１の酸化性反応成分生成部３２と、主処理ノズル３３を有している。フッ素系原料供給部３１は、フッ素系原料ガスを蓄えている。フッ素系原料ガスは、フッ素含有成分と、希釈成分を含む。フッ素含有成分は、例えばＣＦ４である。希釈成分は、例えばＡｒである。
【００２２】
フッ素含有成分として、ＣＦ４に代えて、Ｃ２Ｆ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８等の他のＰＦＣ（パーフルオロカーボン）を用いてもよく、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ等のＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）を用いてもよく、ＳＦ６、ＮＦ３、ＸｅＦ２、Ｆ２等を用いてもよい。
【００２３】
希釈成分として、Ａｒに代えて、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ等の他の希ガスを用いてもよく、Ｎ２等の他の不活性ガスを用いてもよい。希釈成分は、フッ素含有成分を希釈する役割の他、キャリアガスとしての役割及びプラズマ生成用のガスとしての役割を担っている。
【００２４】
フッ素系原料供給部３１には添加部３４が付加されている。フッ素系原料供給部３１のフッ素系原料ガスに添加部３４の水素含有添加成分が添加される。上記水素含有添加成分は、水蒸気（Ｈ２Ｏ）である。添加部３４は、水の気化器にて構成されている。気化器３４内に水が液状態で蓄えられている。フッ素系原料ガス（ＣＦ４＋Ａｒ）が、気化器３４内の液中に導入されてバブリングされる。或いは、気化器３４内の液面より上側部分に上記フッ素系原料ガスを導入し、上記上側部分の飽和蒸気を上記フッ素系原料ガスにて押し出してもよい。これによって、フッ素系原料ガスに水蒸気が添加される。気化器３４を温度調節することによって、水の蒸気圧ひいては添加量を調節できる。或いは、フッ素系原料ガス（ＣＦ４＋Ａｒ）の一部を気化器３４内に導入し、残部は気化器３４を迂回させ、上記一部と残部の流量比を調節することによって、水の添加量を調節してもよい。水添加後のフッ素系原料ガスは、主処理ノズル３３へ送られる。
【００２５】
第１酸化性反応成分生成部３２は、オゾナイザーにて構成されている。オゾナイザー３２は、酸素（Ｏ２）を原料にして、オゾン含有ガス（Ｏ２＋Ｏ３）を生成する。このオゾン含有ガス（Ｏ２＋Ｏ３）中のオゾン（Ｏ３）が、特許請求の範囲の「第１の酸化性反応成分」に対応する。オゾナイザー３２のオゾン含有ガス（Ｏ２＋Ｏ３）は、主処理ノズル３３へ送られる。
【００２６】
主処理ノズル３３は、処理チャンバ１０の中央部に設置され、図１の紙面と直交する巾方向（ｙ方向）に延びている。主処理ノズル３３の内部には、プラズマ生成部３５（フッ素系反応成分生成部）が設けられている。プラズマ生成部３５は、少なくとも一対の電極３６を含む。一対の電極３６の両方又は片方の対向面には固体誘電体層が設けられている。一対の電極３６のうち一方の電極３６に電源（図示省略）が接続され、他方の電極３６が電気的に接地されている。電源からの電力供給によって、一対の電極３６どうしの間に例えばパルス状の高周波電界が印加される。これによって、電極３６間に大気圧近傍下でグロー放電が生成される。
【００２７】
電極３６間の空間３６ａにフッ素系原料供給部３１が接続されている。上記水添加後のフッ素系原料ガス（ＣＦ４＋Ａｒ＋Ｈ２Ｏ）が、電極間空間３６ａに導入される。これにより、電極間空間３６ａ内において、フッ素系原料ガスがプラズマ化（励起、分解、ラジカル化、イオン化を含む）され、ＨＦ、ＣＯＦ２等のフッ素系反応成分が生成される。
プラズマ生成部３５は、主処理ノズル３３の内部に代えて、フッ素系原料供給部３１と主処理ノズル３３との間の経路上に設けてもよい。
【００２８】
プラズマ化後のフッ素系ガスと、オゾナイザー３２からのオゾン含有ガスとが、主処理ノズル３３内で混合されて処理ガスが生成される。処理ガスは、フッ素系反応成分（ＨＦ、ＣＯＦ２等）と、第１の酸化性反応成分（Ｏ３）とを含有する。
【００２９】
図示は省略するが、主処理ノズル３３の内部には第１整流部が設けられている。第１整流部は、ｙ方向（図１の紙面直交方向）に延びるチャンバや、ｙ方向に延びるスリットや、ｙ方向に配列された多数の小孔等を含む。上記処理ガスが第１整流部を通過することによってｙ方向に均一化される。
【００３０】
主処理ノズル３３の下側部分は、処理チャンバ１０の内部に挿入されている。主処理ノズル３３は、処理チャンバ１０内のコロコンベア２０の中央部分と上下に対向している。主処理ノズル３３とその直下のコンベア２０との間に、処理空間３９が画成されている。主処理ノズル３３は、コロコンベア２０と協働して処理空間３９を画成する画成部を構成している。主処理ノズル３３の下端部に複数の吹き出し部３７が設けられている。複数の吹き出し部３７は、ｘ方向に間隔を置いて並べられている。図において、吹き出し部３７の数は、３つであるが、１つ又は２つでもよく、４つ以上でもよい。各吹き出し部３７は、処理空間３９に臨んでいる。各吹き出し部３７は、ｙ方向（図１の紙面直交方向）に延びるスリット状の吹出し口３７ａを含む。吹出し口３７ａは、ｙ方向に配列された多数の小孔にて構成されていてもよい。上記整流部を通過後の処理ガスが、各吹き出し部３７に分配され、各吹き出し口３７ａから下方へ吹き出される。この吹出し流はｙ方向に均一な流れになる。処理空間３９は、主処理ノズル３３の下面に沿う空間のうち、処理ガスが有効な反応性を保って拡散可能な領域である。
【００３１】
次に、前処理部４０について説明する。
前処理部４０は、処理流体供給部４１と、前処理ノズル４２を有している。処理流体供給部４１は、例えばオゾナイザーにて構成されている。オゾナイザー４１は、酸素（Ｏ２）を原料にして、オゾン含有ガス（Ｏ２＋Ｏ３）を生成する。このオゾン含有ガス（Ｏ２＋Ｏ３）が、特許請求の範囲の「処理流体」に対応する。当該処理流体（Ｏ２＋Ｏ３）中のオゾン（Ｏ３）が、特許請求の範囲の「第２の酸化性反応成分」を構成する。オゾナイザー４１が前処理ノズル４２に接続されている。オゾナイザー４１から上記処理流体（Ｏ２＋Ｏ３）が前処理ノズル４２に導入される。
【００３２】
前処理部４０の処理流体供給部４１とエッチング処理部３０の酸化性反応成分供給部３２とが、互いに共用されていてもよい。例えば、単一のオゾナイザーが、エッチング処理部３０のオゾナイザー３２と前処理部４０のオゾナイザー４１の両方を兼ね、この単一のオゾナイザーからのオゾン含有ガス供給路が、２つの分岐路に分岐して、これら分岐路が主処理ノズル３３と前処理ノズル４２にそれぞれ接続されていてもよい。
【００３３】
前処理ノズル４２は、処理チャンバ１０内の入側（図１において右側）の上部に設置されている。前処理ノズル４２は、エッチング装置１のｙ方向（図１の紙面直交方向）に延びている。図示は省略するが、オゾナイザー４１の内部には第２整流部が設けられている。第２整流部は、ｙ方向に延びるチャンバや、ｙ方向に延びるスリットや、ｙ方向に配列された多数の小孔等を含む。オゾナイザー４１からのオゾン含有ガス（Ｏ２＋Ｏ３）が、第２整流部を通過することによってｙ方向に均一化される。
【００３４】
前処理ノズル４２の下側部分は、処理チャンバ１０の内部に挿入され、処理チャンバ１０内のコロコンベア２０の搬入口１１寄りの部分と上下に対向している。前処理ノズル４２とその直下のコロコンベア２０との間に前処理空間４９が画成されている。前処理ノズル４２の下端部に吹き出し部４３が設けられている。吹き出し部４３が、前処理空間４９に臨んでいる。吹き出し部４３は、ｙ方向（図１の紙面直交方向）に延びるスリット状の吹出し口４３ａを含む。吹出し口４３ａは、ｙ方向に配列された多数の小孔にて構成されていてもよい。上記整流部を通過後のオゾン含有ガスが、吹き出し部４３へ送られ、吹き出し口４３ａから下方へ吹き出される。この吹出し流はｙ方向に均一な流れになる。前処理空間４９は、前処理ノズル４２の下面に沿う空間のうち、オゾン含有ガス（処理流体）が有効な反応性を保って拡散可能な領域である。
【００３５】
上記のように構成されたエッチング装置１の動作を説明する。
［搬入工程］
被処理物９をコロコンベア２０によって搬入口１１から処理チャンバ１０内に搬入する。これにより、被処理物９を先ず前処理空間４９に導入して前処理ノズル４２と対向させる。被処理物９は、前処理空間４９内を横切る。
【００３６】
［前処理工程］
上記の搬入工程と併行して、オゾン含有ガス（処理流体）をオゾナイザー４１から前処理ノズル４２に導入し、吹き出し口４３ａから吹き出す。このオゾン含有ガスが、前処理空間４９内を通過中の被処理物９に接触する。このオゾン含有ガス中のオゾン（Ｏ２）が被処理物９の表層のシリコン含有物９ａと反応し、シリコン含有物９ａの表面部分を酸化させる（式１）。この段階では、被処理物９の表面にフッ素系反応成分に起因するフッ酸水等の凝縮層が形成されていないため、シリコン含有物９ａの酸化反応を確実に起こさせることができる。
【００３７】
［移送工程］
コロコンベア２０は、被処理物９を継続して一定速度で搬送する。これによって、被処理物９が、前処理空間４９内を通過し、処理空間３９へ移送される。被処理物９の全体が前処理空間４９内から出たとき、オゾナイザー４１からのオゾン含有ガスの供給を停止する。
【００３８】
［エッチング処理工程］
そして、被処理物９をエッチング処理工程に供す。すなわち、フッ素系原料供給部３１及び添加部３４からのフッ素系原料ガス（ＣＦ４＋Ａｒ＋Ｈ２Ｏ）を主処理ノズル３３に導入して、プラズマ生成部３５にてプラズマ化し、ＨＦ等のフッ素系反応成分を生成する。このプラズマ化後のガスにオゾナイザー３２からのオゾン含有ガス（Ｏ２＋Ｏ３）を混合して、処理ガスを得る。この処理ガスを各吹き出し口３７ａから吹き出して処理空間３９内に供給する。
【００３９】
上記処理ガス供給と併行して、処理チャンバ１０内のコロコンベア２０（移動機構）が正転、逆転を繰り返す。これによって、被処理物９が、処理チャンバ１０内において往復移動（スキャン）される。被処理物９が往側（図１において左向き）又は復側（図１において右向き）に１回、片道移動（１スキャン）するごとに、被処理物９の全体が処理空間３９を１回横切る。被処理物９は、処理空間３９を横切る際、主処理ノズル３３からの処理ガスと接触する。
【００４０】
被処理物９が最初に処理空間３９を往方向に横切るとき（最初の横断時、１スキャン目）には、既に上記前処理工程によって表層のシリコン含有物９ａの酸化反応（式１）が進んでいる。そのため、処理ガスが被処理物９に接触することで、処理ガス中のＨＦ等のフッ素系反応成分によるエッチング反応（式２）を直ちに開始することができる。したがって、最初の横断時においてもエッチングレートを十分に高くでき、フッ素系反応成分が無駄になるのを回避できる。更に、最初の横断時において処理ガス中のオゾンが被処理物９に接触することで、シリコン含有物９ａの酸化（式１）をさらに進めることができる。
【００４１】
２回目以降の横断時は、前回までの横断によってシリコン含有物９ａの表面が既に酸化されているため、処理ガスが被処理物９に接触することで、処理ガス中のＨＦ等によるエッチング反応（式２）を直ぐに起こさせることができ、エッチングレートを十分に高くできる。更に、処理ガス中のオゾンによってシリコン含有物９ａの酸化（式１）をさらに進めることができる。したがって、最初の横断時のエッチングレートと２回目以降の横断時のエッチングレートとを略同じ大きさにすることができる。そのため、横断回数と累積のエッチング量との比例性を高めることができ、これらをほぼ正比例の関係にすることができる。故に、横断回数を設定することによって、シリコン含有物９ａの最終のエッチング量が所望値になるように容易に制御することができる。
【００４２】
処理済みのガスは、図示しない排気手段にて吸引されて排気される。
【００４３】
［エッチング停止工程］
横断回数が設定回数になったとき、エッチング処理工程を停止する。これにより、被処理物９のシリコン含有物９ａを確実に所望の厚さだけエッチングすることができる。シリコン含有膜９ａの残りの厚さが所定に達したとき、エッチングを停止したり、シリコン含有膜９ａの全体がちょうど除去されたとき、エッチングを停止したりすることができる。エッチングを停止するタイミングを容易に判断することができる。
【００４４】
［搬出工程］
エッチング処理の停止後、被処理物９をコロコンベア２０によって搬出口１２から搬出する。
【００４５】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の構成と重複する部分に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。
図２は、本発明の第２実施形態を示したものである。この実施形態では、前処理部４０の前処理ノズル４２がエッチング処理部３０の主処理ノズル３３に接している。したがって、前処理工程からエッチング処理工程に移行する時間が第１実施形態より短くなる。
【００４６】
前処理工程における処理流体の酸化性反応成分及びエッチング処理工程における処理ガスの酸化性反応成分は、Ｏ３に限られず、ＮＯｘなどの他の酸化性ガスであってもよい。
更に前処理工程における処理流体は、ガスに限られず、オゾン水や過酸化水素水などの酸化性液体であってもよい。
図３は、本発明の第３実施形態を示したものである。この実施形態では、処理流体供給部として、オゾナイザー４１に代えて、オゾン水供給部４５が用いられている。供給部４５内に処理流体として液体のオゾン水が蓄えられている。
【００４７】
また、第３実施形態では、処理チャンバ１０とは別途に前処理チャンバ５０が設けられている。前処理チャンバ５０は、処理チャンバ１０より入側（図３において右）に配置されている。コロコンベア２０の処理チャンバ１０より入側の部分が、前処理チャンバ５０内に配置されている。前処理チャンバ５０の送り方向ｘの上流側（図３において右）の壁に搬入口５１が設けられている。前処理チャンバ５０の送り方向ｘの下流側（図３において左）の壁に搬出口５２が設けられている。搬出口５２は、処理チャンバ１０の搬入口１１と対向している。
【００４８】
前処理チャンバ５０の上側部にスプレー式の前処理ノズル４７が設けられている。オゾン水供給部４５がスプレー式前処理ノズル４７に接続されている。スプレー式前処理ノズル４７の下側部分は、前処理チャンバ５０の内部に挿入され、前処理チャンバ５０内のコロコンベア２０と上下に対向している。スプレー式前処理ノズル４７とコロコンベア２０との間に前処理空間４９が画成されている。スプレー式前処理ノズル４７の先端（下端）の噴霧口が前処理空間４９に臨んでいる。スプレー式前処理ノズル４７を図３の紙面と直交する巾方向ｙに複数並べてもよい。
【００４９】
第３実施形態によれば、被処理物９が先ず搬入口５１から前処理チャンバ５０内に搬入され、前処理チャンバ５０内の前処理空間４９を横切る（前処理工程）。併行して、オゾン水供給部４５からのオゾン水がスプレー式前処理ノズル４７に導入され、前処理空間４９に噴霧される。このオゾン水が被処理物９に接触し、シリコン含有物９ａの酸化反応（式１）が起きる。その後、被処理物９は、搬出口５２から搬出されて、搬入口１１から処理チャンバ１０内に搬入される（移送工程）。移送工程の間に、エアナイフなどによる被処理物９の乾燥工程（図示省略）が行われる。そして、処理チャンバ１０内において、被処理物９のエッチング処理工程が第１実施形態と同様にして行なわれる。
【００５０】
図４は、本発明の第４実施形態を示したものである。この実施形態では、エッチング処理部６０が、所謂ダイレクト式のプラズマ処理装置にて構成されている。エッチング処理部６０は、第１、第２の電極６１，６２を有している。第１電極６１に電源（図示省略）が接続されている。第２電極６２は電気的に接地されている。少なくとも一方の電極６１，６２の対向面に固体誘電体層（図示省略）が設けられている。電極６１，６２間に電界が印加されることによって大気圧近傍下で放電が生成される。電極６１，６２間の空間が放電空間６３になる。
【００５１】
エッチング処理部６０には、オゾナイザー３２に代えて酸素供給部６４が設けられている。フッ素系原料供給部３１及び添加部３４からのフッ素系原料ガス（ＣＦ４＋Ａｒ＋Ｈ２Ｏ）に酸素供給部６４からの酸素（Ｏ２）が混合される。混合後のガスが、放電空間６３に導入されてプラズマ化される。これによって、放電空間６３内において、ＨＦ等のフッ素系反応成分や、オゾン、Ｏラジカル等の酸化性反応成分が生成される。
【００５２】
第２電極６２は、ステージを兼ねており、その上面に被処理物９が設置される。第２電極兼ステージ６２に移動機構６５が接続されている。詳細な図示は省略するが、移動機構６５は、例えば直動モータ、スライドガイド等を含み、第２電極兼ステージ６２を送り方向ｘに沿って往復移動させる。
【００５３】
被処理物９は、先ず前処理部４０の前処理ノズル４２と対向される。この被処理物９に前処理ノズル４２からオゾンを吹き付ける。これによって、シリコン含有物９ａの表面部分を前もって酸化させておくことができる（前処理工程）。
【００５４】
前処理工程後の被処理物９をエッチング処理部６０のステージ６２上へ移す（移送工程）。移し替えは、人手で行なってもよく、ロボットアクチュエータ等の移送機構を用いて行なってもよい。或いは、上記ステージ６２が、前処理工程において被処理物９を支持する支持部４８を兼ねていてもよい。すなわち、まず、ステージ６２上に被処理物９を載置する。そして、前処理工程ではステージ６２を前処理ノズル４２と対向させ、ひいては被処理物９を前処理ノズル４２と対向させる。その後、ステージ６２ひいては被処理物９をエッチング処理部６０へ移してもよい。
【００５５】
エッチング処理部６０においては、移動機構６５によって、被処理物９を、第１電極６１の下方を横切るように往復移動させる（エッチング処理工程）。被処理物９が第１電極６１と対向して放電空間６３内に位置するとき、放電空間６３内で生成された処理ガス中の各反応成分（ＨＦ、ＣＯＦ２、オゾン、Ｏラジカル等）が被処理物９と接触し、シリコン含有物９ａがエッチングされる。放電空間６３が、エッチング処理を行なう処理空間となる。第１電極６１が、第２電極兼ステージ６２と協働して処理空間６３を画成する画成部を構成する。
【００５６】
本発明は、上記実施形態に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変態様を採用できる。
例えば、被処理物９を静止させ、かつエッチング処理部３０，６０の主処理ノズル３３又は第１電極６１、及び前処理部４０の前処理ノズル４２，４７を移動させることによって、前処理工程からエッチング処理工程への切り替えや、エッチング処理工程における往復移動を行なってもよい。移動機構が、被処理物９に代えて主処理ノズル３３又は第１電極６１を移動させてもよい。
【００５７】
エッチング装置１が、複数の主処理ノズル３３，３３…を備え、これら複数の主処理ノズル３３，３３…がｘ方向に１列に並べられていてもよく、ひいては複数の処理空間３９がｘ方向に１列に並べられていてもよい。この場合、被処理物９を主処理ノズル３３，３３…に対してｘ方向に片道移動させることで、被処理物９が複数の処理空間３９，３９…を順次横切る。被処理物９が処理空間３３，３３…の１つを横切る動作が、１回の横断に対応する。シリコン含有物９ａの最終エッチング量が所望値になるように、主処理ノズルの個数を設定することが好ましい。もちろん、被処理物９を主処理ノズル３３，３３…に対してｘ方向に往復移動させてもよい。複数の主処理ノズル３３の各々にプラズマ生成部３５が格納されていてもよく、１つのプラズマ生成部３５にて生成したプラズマガスを上記複数の主処理ノズル３３に分配することにしてもよい。
【００５８】
前処理工程では、被処理物９を処理空間３９に配置し、かつ酸化性反応成分供給部３２からの酸化性反応成分含有ガス（処理流体）だけをノズル３３から吹き出して被処理物９に接触させてもよい。この場合、処理空間３９が前処理部の前処理空間を兼ね、供給部３２が前処理部の処理流体供給部４１を兼ね、ノズル３３が前処理ノズルを兼ねる。その後のエッチング工程では、上記ノズル３３からフッ素系反応成分や酸化性反応成分を含む処理ガスを吹出し、被処理部９に接触させることが好ましい。
複数の実施形態を互いに組み合わせてもよい。例えば、第４実施形態（図４）の前処理ノズルとして第３実施形態のオゾン水スプレーノズル４７を適用してもよい。
【実施例１】
【００５９】
実施例を説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
図１に示すエッチング装置１と実質的に同じ構成の装置を用いた。処理対象９は、アモルファスシリコン膜９ａが被膜されたガラス基板であり、その大きさは１０ｃｍ×１０ｃｍであった。この基板９に前処理工程を施したうえで、エッチング処理工程に供した。なお、実施例１の装置では、被処理物９の支持部及び移動機構としてコンベア２０に代えて移動ステージを用いた。【００６０】
［前処理工程］
前処理用の処理流体としてオゾン含有ガス（Ｏ２＋Ｏ３）を処理流体供給部４１から前処理ノズル４２に導入し、吹き出し口４３ａから吹き出して基板９に接触させた。オゾン含有ガスの流量は１ＳＬＭ、オゾン濃度は８〜１０ｖｏｌ％であった。吹き出し口４３ａの巾（図１の紙面直交方向ｙの寸法）は、１０ｃｍであった。オゾン含有ガスの吹き付けと併行して基板９を送り方向ｘに搬送した。基板９の搬送速度は、４ｍ／ｍｉｎであった。基板９を前処理空間４９に通した回数は、１回であった。【００６１】
［エッチング処理工程］
上記前処理工程に引き続いてエッチング処理工程を行なった。フッ素系原料供給部３１からのフッ素系原料ガスは、ＣＦ４とＡｒの混合ガスからなり、この混合ガスに添加部３４において水（Ｈ２Ｏ）を添加した。各ガス成分の流量は以下の通りであった。
ＣＦ４：  ０．１ＳＬＭ
Ａｒ：    １ＳＬＭ
水添加後のフッ素系原料ガスの露点は１８℃程度であった。このフッ素系原料ガスをプラズマ生成部３５に供給し、大気圧下においてプラズマ化した。プラズマ放電条件は以下の通りであった。
電極間空間３６ａの厚さ：  １ｍｍ
電極３６の巾（図１の紙面直交方向ｙの寸法）：  １０ｃｍ
印加電圧：  Ｖｐｐ＝１３ｋＶ
パルス周波数：  ４０ｋＨｚ
プラズマ化後のフッ素系ガスと第１酸化性反応成分生成部３２からのオゾン含有ガス（Ｏ２＋Ｏ３）とを混合して処理ガスを得、この処理ガスを各吹き出し口３７ａから吹き出した。第１酸化性反応成分生成部３２からのオゾン含有ガスの流量は１ＳＬＭ、オゾン濃度は８〜１０ｖｏｌ％であった。吹き出し口３７ａの巾（図１の紙面直交方向ｙの寸法）は、１０ｃｍであった。処理ガスの吹き付けと併行して基板９を送り方向ｘに往復移動させた。基板９の移動速度は、４ｍ／ｍｉｎであった。【００６２】
そして、エッチング処理工程における基板９を処理空間３９に通した回数（横断回数）に応じたエッチング量を測定した。図５の実線に示すように、横断回数とエッチング量はほぼ正比例の関係になった。最初の横断時でも２回目以降の横断時と略同じ大きさのエッチングレートが得られることが確認された。【００６３】
［比較例１］
比較例として、上記実施例１における前処理工程を省き、エッチング処理工程のみを行なった。エッチング処理工程の処理条件は上記実施例とまったく同じとした。そして、エッチング処理工程における基板９を処理空間３９に通した回数（横断回数）に応じたエッチング量を測定した。【００６４】
図５の破線に示すように、比較例１では、最初の横断時のエッチングレートが２回目以降の横断時のエッチングレートと比べて低下した。そのため、横断回数とエッチング量が正比例の関係にならず、比例性が実施例１より低くなった。以上の結果から、横断回数に基づいてエッチング量を制御するうえで、予め前処理工程を行なうことが有効であることが示された。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、半導体装置や液晶表示装置の製造に適用可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１      エッチング装置
９      被処理物
９ａ    シリコン含有物
１０    処理チャンバ
１１    搬入口
１２    搬出口
２０    コロコンベア（移動機構）
２１    シャフト
２２    コロ
３０    エッチング処理部
３１    フッ素系原料供給部
３２    第１オゾナイザー（第１の酸化性反応成分生成部）
３３    主処理ノズル（画成部）
３４    添加部
３５    プラズマ生成部（フッ素系反応成分生成部）
３６    電極
３６ａ  放電空間（電極間空間）
３７    吹き出し部
３７ａ  吹出し口
３９    処理空間
４０    前処理部
４１    処理流体供給部（第２の酸化性反応成分生成部）
４２    前処理ノズル
４３    吹き出し部
４３ａ  吹き出し口
４５    オゾン水供給部（処理流体供給部）
４７    スプレー式前処理ノズル
４８    支持部
４９    前処理空間
５０    前処理チャンバ
５１    搬入口
５２    搬出口
６０    エッチング処理部
６１    第１電極（画成部）
６２    第２電極兼ステージ
６３    処理空間
６４    酸素供給部
６５    移動機構
【図１】
2012043383.tif 000003
【図２】
2012043383.tif 000004
【図３】
2012043383.tif 000005
【図４】
2012043383.tif 000006
【図５】
2012043383.tif 000007
【国際調査報告】
2012043383.tif 000008
2012043383.tif 000009