(57)【要約】【課題】  被処理物を相対移動方向に均一に処理することができる半導体製造装置を提供する。【解決手段】  半導体製造装置１０は、保持板２２の相対移動方向一方側であって処理ヘッド１２との対向を開始する側に隙間なく配置された前板２４、又は保持板２２の相対移動方向他方側であって処理ヘッド１２との対向を終了する側に隙間なく配置された後板２６の少なくとも一方を備える。保持板２２と前板２４又は後板２６の少なくとも一方とは、処理ヘッド１２に対向する側のそれぞれの面が同一面となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物が載置された保持板と処理ヘッドとが相対的に移動し、相対移動中に上記保持板と上記処理ヘッドとが対向し、上記処理ヘッドは対向する上記保持板に向けてプロセスガスを吹き付ける、半導体処理装置において、
上記保持板の相対移動方向一方側であって上記処理ヘッドとの対向を開始する側に隙間なく配置された前板、又は上記保持板の相対移動方向他方側であって上記処理ヘッドとの対向を終了する側に隙間なく配置された後板の少なくとも一方を備え、
上記保持板と上記前板又は上記後板の少なくとも一方とは、上記処理ヘッドに対向する側のそれぞれの面が同一面となることを特徴とする、半導体製造装置。
【請求項２】
上記前板又は上記後板の少なくとも一方の相対移動方向の寸法は、上記処理ヘッドの相対移動方向の寸法よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
上記前板又は上記後板の少なくとも一方は、上記保持板に載置された上記被処理物と略同等の材質であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置に関し、詳しくは、被処理物の表面をプロセスガスで処理する半導体処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば図２に示すように、基板５を載置したサセプタ６を搬送機構４で搬送し、処理ガスを吹き付ける処理ヘッド２の下を通過させることにより、エッチングなどを行う半導体製造装置１が提供されている。このような装置において、例えば図３に示すように、基板５のエッチング量が、搬送方向（すなわち、相対移動方向）の前後で減少し、処理が不均一になることがある。
【０００３】
特許文献１には、多数の基板が配列された加熱板の上を、反応ガスを供給するノズルが移動するＣＶＤ（化学気相成長）装置において、加熱板に凹部を形成し、基板を埋没して支持することにより、堆積膜厚の面内均一性を向上することが、提案されている。
【０００４】
特許文献２には、常圧ＣＶＤ装置において、反応ガスを吹き付けるヘッドの他に、冷却ガスを吹き付けるヘッドを設けることにより、ウエハの温度を一定にし、厚み方向の膜質が均一な薄膜を形成することが、提案されている。
【０００５】
特許文献３には、ＣＶＤ装置において、サセプタに収納された基板の温度と、サセプタの基板以外の部分の表面温度とを同一に保つことにより、基板の中心部分と周辺部分とで雰囲気ガスの濃度差が生じないようにして、均一なＣＶＤ層を形成することが、提案されている。
【特許文献１】特開平９−８２６９５号公報
【特許文献２】特開平１−９３１２９号公報
【特許文献３】特開昭５５−１２１６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる実情に鑑み、被処理物を相対移動方向に均一に処理することができる半導体製造装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するため、以下のように構成した半導体製造装置を提供する。
【０００８】
半導体処理装置は、被処理物が載置された保持板と処理ヘッドとが相対的に移動し、相対移動中に上記保持板と上記処理ヘッドとが対向し、上記処理ヘッドは対向する上記保持板に向けてプロセスガスを吹き付けるタイプのものである。半導体処理装置は、上記保持板の相対移動方向一方側であって上記処理ヘッドとの対向を開始する側に隙間なく配置された前板、又は上記保持板の相対移動方向他方側であって上記処理ヘッドとの対向を終了する側に隙間なく配置された後板の少なくとも一方を備える。上記保持板と上記前板又は上記後板の少なくとも一方とは、上記処理ヘッドに対向する側のそれぞれの面が同一面となる。
【０００９】
上記構成によれば、保持板と前板と後板とは、処理ヘッドに対向する側のそれぞれの面が同一面となるので、処理ヘッドが前板、保持板、後板と順に対向する間、処理ヘッドから吹き付けたプロセスガスの流れの状態を略一定に保つことができる。保持板に載置された被処理物は、この略一定状態のプロセスガスの流れの中を通過するので、相対移動方向のどの部分も、プロセスガスの流れを受けた履歴が等しくなる。したがって、被処理物を相対移動方向に均一に処理することができる。特に、中圧から大気圧近傍下での処理において効果的である。ここで言う、中圧から大気圧近傍下の圧力とは、例えば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略化を考慮すると、１．３３３×１０４〜１０．６６４×１０４Ｐａが好ましく、９．３３１×１０４〜１０．３９７×１０４Ｐａがより好ましい。
【００１０】
なお、保持板は複数備えるようにしてもよい。この場合には、複数の保持板は、相対移動方向に隙間なく配置される。
【００１１】
好ましくは、上記前板又は上記後板の少なくとも一方の相対移動方向の寸法は、上記処理ヘッドの相対移動方向の寸法よりも大きい。
【００１２】
前板の相対移動方向の寸法が、処理ヘッドの相対方向の寸法よりも大きい場合、前板が処理ヘッドに完全に対向した後に、保持板は処理ヘッドに対向する。前板が処理ヘッドに完全に対向した後には、プロセスガスの流れの状態は略一定になるので、保持板に載置された被処理物の少なくとも対向開始側部分は、その略一定状態のプロセスガスの流れの中を通過する。
【００１３】
また、後板の相対移動方向の寸法が、処理ヘッドの相対移動方向の寸法よりも大きい場合、後板が処理ヘッドに完全に対向する前に、保持板は処理ヘッドを通過してしまう。後板が処理ヘッドに完全に対向するまでは、プロセスガスの流れの状態は略一定であるので、保持板に載置された被処理物の少なくとも対向終了側部分は、その略一定状態のプロセスガスの流れ中を通過する。
【００１４】
したがって、被処理物を相対移動方向に均一に処理することができる。
【００１５】
ところで、処理ヘッドに、プロセスガスを吹き出す吹き出し口と、プロセスガスを吸い込む吸い込み口とを設けた場合、プロセスガスは、吹き出し口から吸い込み口まで、処理ヘッドに沿って流れる。吸い込み口がなく、吹き出し口だけの場合には、プロセスガスは、処理ヘッドに沿って処理ヘッドの周囲へと流れる。
【００１６】
厳密には、前板及び後板の相対移動方向の寸法は、処理ヘッドに沿ってプロセスガスが流れる領域の相対移動方向の寸法よりも大きければよい。
【００１７】
この条件を満たせば、処理ヘッドに前板が対向した後、後板が対向するまでの間、プロセスガスの流れを略一定状態に保ち、被処理物を均一に処理することができる。処理ヘッドに沿ってプロセスガスが流れる領域の相対移動方向の寸法が、処理ヘッドの相対移動方向の寸法よりも小さいときには、前板及び後板を、より小さくすることが可能である。
【００１８】
好ましくは、上記前板又は上記後板の少なくとも一方は、上記保持板に載置された上記被処理物と略同等の材質である。
【００１９】
上記構成によれば、被処理物が処理ヘッドを通過する間、プロセスガスの状態（プロセスガスの成分濃度や流れ方、温度や流速など）を一定に保つことができる。これにより、被処理物の相対移動方向の処理を、より均一にすることができる。
【００２０】
好ましくは、上記処理ヘッドは、プラズマ化された上記プロセスガスを吹き付ける。
【００２１】
プラズマ化されたプロセスガスは、被処理物に対する流れの影響が大きく、わずかな差によっても、被処理物の処理状態が大きく変化する。上記各構成は、プロセスガスの状態を一定に保つことができるので、プラズマ化された上記プロセスガスを吹き付ける場合に、特に好適である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の半導体製造装置は、被処理物を相対移動方向に均一に処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図１を参照して説明する。
【００２４】
半導体製造装置１０は、処理ヘッド１２と、被搬送物２０を搬送する搬送機構１４とを備える。
【００２５】
搬送機構１４は、矢印１８で示すように被搬送物２０を搬送する。被搬送物２０は、搬送経路の途中において、処理ヘッド１２と対向するようになっている。処理ヘッド１２は互いに平行となるように配置した電極対を備え、電極対間いわゆる放電空間に送られたプロセスガスをプラズマ化（励起、活性化）し、対向した被搬送物２０に向けてプロセスガスを吹き付けるようになっている。搬送機構１４は、ベルトコンベアやスライドテーブルなどのように、処理ヘッド１２が被搬送物２０に対向しないときにプロセスガスが通り抜けないものであっても、ローラコンベアやチェーンコンベアなどのように、プロセスガスが通り抜けるものであってもよい。
【００２６】
被搬送物２０は、被処理物１５を載置する保持板２２と、保持板２２の搬送方向前後に隙間なく配置される前板２４および後板２６とを含む。保持板２２、前板２４および後板２６は、処理ヘッド１２に対向する側のそれぞれの面が同一面となる。必要ならば、保持板２２に、ホットプレートなどの温度調節器２３を設け、被処理物１５の温度を制御するようにしてもよい。
【００２７】
なお、保持板２２は複数個であってもよい。その場合、前板２４は、最も搬送方向前側の保持板の搬送方向前側に配置する。後板２６は、最も搬送方向後側の保持板の搬送方向後側に配置する。複数の保持板２２と前板及２４び後板２６とは、処理ヘッド１２に対向する側のそれぞれの面が同一面となり、互いに隙間がないように搬送機構１４に配置する。
【００２８】
次に、半導体製造装置１０の動作について、説明する。
【００２９】
被搬送物２０は、搬送機構１４により、例えば一方向に搬送されて、処理ヘッド１２の下を通過する。被搬送物２０が処理ヘッド１２に対向すると、処理ヘッド１２から吹き出すプロセスガスは、処理ヘッド１２に沿って流れる。すなわち、処理ヘッド１２と被搬送物２０との間の空間を流れる。搬送に伴い、保持板２２に載置された被処理物１５に沿ってプロセスガスが流れ、被処理物１５の表面がプロセスガスにより処理される。
【００３０】
例えば、前板２４の搬送方向の寸法（長さ）２１を、処理ヘッド１２の搬送方向の寸法（長さ）１３よりも大きくしておけば、前板２４が処理ヘッド１２に完全に対向したときに、処理ヘッド１２と前板２４との間のプロセスガスの流れが一定となる。前板２４と保持板２２とが隙間なく同一面となっているので、この一定状態のプロセスガスの流れは、保持板２２が処理ヘッド１２の下を通過する少なくとも前半の過程において、保たれる。したがって、被処理物１５の前側部分１６の処理を均一にすることができる。
【００３１】
同様に、後板２６の搬送方向の長さを、処理ヘッド１２の搬送方向の長さ１３よりも大きくしておけば、保持板２２が処理ヘッド１２の下を完全に通過するまでの後半の過程において、プロセスガスの流れは、後板２６によって一定に保たれる。したがって、被処理物１５の後側部分１７の処理を均一にすることができる。
【００３２】
つまり、前板２４及び後板２６の搬送方向の寸法を処理ヘッド１２の搬送方向の寸法よりも大きくすれば、被処理物１５を搬送方向に均一に処理することができる。
【００３３】
ところで、処理ヘッド１２は種々の構成とすることができ、処理ヘッド１２が被搬送物２０に対向する面（対向面）に、被搬送物２０に吹き付けるプロセスガスを吹き出す１又は２以上の吹き出し口のみを設ける構成に限らない。例えば、処理ヘッド１２の対向面に、吹き出し口のほかに、吹き出し口から吹き出したプロセスガスを吸い込む吸い込み口を設ける構成としてもよい。この構成においては、プロセスガスの流れは、吸い込み口によって、処理ヘッドの対向面の長さよりも小さくすることが可能である。被処理物を搬送方向に均一に処理するためには、被処理物１５に沿ってプロセスガスが流れる間、プロセスガスの状態を一定すればよい。
【００３４】
したがって、前板２４および後板２６の搬送方向の寸法は、少なくとも、処理ヘッド１２に沿ってプロセスガスが流れる領域の搬送方向の寸法よりも大きければ、被処理物１５を搬送方向に均一に処理することができる。
【００３５】
前板２４及び後板２６（特に、前板２４）は、被処理物１５と略同等の材料であることが好ましい。例えば、前板２４や後板２６がプロセスガスと反応し、プロセスガスの成分濃度や温度などが変化すると、被処理物１５の処理が不均一となる。したがって、前板２４と後板２６とは、プロセスガスに対する反応特性が、被処理物１５のプロセスガスに対する反応特性と略同等であることが、好ましい。
【００３６】
次に、実施例及び比較例について説明する。
【００３７】
（実施例）
被処理物１５として、α−Ｓｉ膜が形成された基板を、コロを用いた搬送機構１４により、１８００ｍｍ／ｍｉｎの速度で搬送し、エッチングする。
【００３８】
処理ヘッド１２は、パルス電圧の印加によりグロー放電が起きた電極対の間にプロセスガスを流し、プラズマ化（励起・活性化）されたプロセスガスを吹き付ける。プロセスガスには、ＣＦ４を０．６Ｌ／ｍｉｍ（リットル／分）、Ｏ２を２．４Ｌ／ｍｉｎで用いる。雰囲気は大気圧である。処理ヘッド１２に前板２４が対向したときから、電極対にパルス電圧を印加し、放電する。
【００３９】
処理後、被処理物１５の３５０ｍｍ×４５０ｍｍの処理領域について処理量（エッチングの深さ）を測定し、次式（１）により、平均処理量に対するばらつきの程度を示す「処理均一性（±＿％）」を算出する。
処理均一性＝｛（最大処理量−最小処理量）／平均処理量）｝×（１／２）×１００・・・（１）
【００４０】
（比較例１）
予備放電時間を６０ｓとした以外は、実施例と同じである。
【００４１】
（比較例２）
前板２４及び後板２６にステンレス板を用いた以外は、実施例と同じである。
【００４２】
（比較例３）
前板２４及び後板２６を配置しない点以外は、実施例と同じである。
【００４３】
以上の試験結果をまとめると、次の表１のようになる。
【表１】
2005252089.tif 000003
【００４４】
表１から、前板２４及び後板２６を用いると、被処理物１５の処理の均一性が向上することが分かる。また、前板２４及び後板２６は、被処理物１５と同等の材質であることが好ましいことが分かる。さらに、プロセスガスの状態は、被処理物１５を処理する前に、被処理物１５を処理するときと同じ状態にしておくと、均一な処理となることが分かる。
【００４５】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。  
【００４６】
例えば、被搬送物１５の搬送は、往復してもよい。処理ヘッド１２は、プラズマに限らず、オゾンアッシャーにおけるオゾン吹き出し口、熱ＣＶＤにおけるプロセスガス吹き出し口（例えばディスパージョンヘッド）などであってもよい。  
【００４７】
前板２４及び後板２６は、保持板２２と同一寸法であると取り扱いが容易となるが、異なる寸法であってもよい。保持板２２、前板２４及び後板２６は、別個独立の部品に限定されず、一部品として一体に構成してもよい。すなわち、搬送方向前後に延長し、中央部分に保持板２２として被処理物１５を載置し、搬送方向前後に延長した部分が前板２４及び後板２６として機能するようにしてもよい。また、搬送機構１４（搬送手段）に、前板２４及び後板２６として機能する部分を予め設けておき、この前板２４及び後板２６として機能する部分の間に、保持板２２を着脱するようにしてもよい。さらには、保持板２２として機能する部分も搬送機構１４（搬送手段）に予め設け、被処理物１５を着脱するようにしてもよい。
【００４８】
また、処理ヘッドと、保持板、前板及び後板とは、相対的に移動すればよい。したがって、処理ヘッドを移動し、保持板、前板及び後板を固定するようにしても、処理ヘッドも、保持板、前板及び後板も移動するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の半導体製造装置は、被処理物の表面処理全般に用いることができ、例えば、ＣＶＤ、表面改質、アッシング、洗浄などに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】半導体装置の構成図である。（実施例）
【図２】半導体装置の構成図である。（従来例）
【図３】搬送方向のエッチング処理量を示すグラフである。（従来例）
【符号の説明】
【００５１】
１０  半導体製造装置
１２  処理ヘッド
１４  搬送機構
１５  被処理物
２２  保持板
２４  前板
２６  後板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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