(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】  被処理物６と処理ヘッド１２とを相対的に移動させる搬送部１４，１６，１８を備え、相対移動中に被処理物６と処理ヘッド１２とが対向し、処理ヘッド１２は対向する被処理物６に向けて処理ガスを吹き付ける。半導体製造装置１０は、制御部２０を備える。制御部２０は、搬送部１４，１６，１８を制御して、被処理物６と処理ヘッド１２との相対位置に応じて、被処理物６と処理ヘッド１２とが相対的に移動する相対移動速度を変更する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物と処理ヘッドとを相対的に移動させる搬送部を備え、相対移動中に前記被処理物と前記処理ヘッドとが対向し、前記処理ヘッドは対向する前記被処理物に向けて処理ガスを吹き付ける、半導体処理装置において、
前記搬送部を制御して、前記被処理物と前記処理ヘッドとの相対位置に応じて、前記被処理物と前記処理ヘッドとが相対的に移動する相対移動速度を変更する制御部を備えたことを特徴とする、半導体製造装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記被処理物と前記処理ヘッドとの対向開始時の前記相対移動速度が、前記被処理物と前記処理ヘッドとの対向中の前記相対移動速度よりも低くなるように、前記搬送部を制御することを特徴とする、請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記被処理物と前記処理ヘッドとの対向終了時の前記相対移動速度が、前記被処理物と前記処理ヘッドとの対向中の前記相対移動速度よりも低くなるように、前記搬送部を制御す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、被処理物に処理ガスを吹き付けて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４に示すように、処理基板６を搬送部４で搬送し、処理ヘッド２の下を通過させ、処理ヘッド２から矢印３で示すように処理ガスを吹き付けて、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。このような装置は、減圧下で処理ガスを吹き付けるものや、大気圧近傍の圧力下で処理ガスを吹き付けるものなどがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１４３７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
減圧下では処理ガスが均一に拡散するため問題ないが、略常圧（大気圧近傍の圧力）では、処理基板の移動に伴い処理ガスの濃度が変化する。このため、処理基板に対する処理速度が変化し、処理の均一性を保持することができない。
【０００４】
例えば図５に示すように、処理基板６は、基板搬送方向位置が前６ａ側部分や後６ｂ側部分では処理速度が低くなり、中央では高くなる。このような傾向は、特に搬送部４としてローラーコンベヤーを用いた場合は、顕著となる。
【０００５】
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】
【０００６】
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。
【０００７】
半導体処理装置は、被処理物と処理ヘッドとを相対的に移動させる搬送部を備え、相対移動中に前記被処理物と前記処理ヘッドとが対向し、前記処理ヘッドは対向する前記被処理物に向けて処理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、前記搬送部を制御して、前記被処理物と前記処理ヘッドとの相対位置に応じて、前記被処理物と前記処理ヘッドとが相対的に移動する相対移動速度を変更する制御部を備える。
【０００８】
上記構成において、被処理物と処理ヘッドとが対向すると、処理ガスが被処理物に沿って流れ、被処理物が処理される。被処理物と処理ヘッドとの対向開始直後や対向終了直前、すなわち被処理物の処理の開始直後や終了直前において、被処理物に沿って流れる処理ガスの濃度は相対的に低いため、処理速度は相対的に低くなる。上記構成によれば、被処理物と処理ヘッドとの相対位置によって、被処理物と処理ヘッドとの相対移動速度を適宜に変更し、処理速度が低ければ処理時間が長くなるように相対移動速度を遅くするなどして、処理ガスによる被処理物の処理状態が、被処理物の相対的移動方向に略均一となるようにすることができる。
【０００９】
上記構成は、１Ｐａ以上、特に略常圧（大気圧近傍の圧力）での処理において効果的である。なお、本発明において略常圧とは、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。
【００１０】
好ましくは、前記制御部は、前記被処理物と前記処理ヘッドとの対向開始時の前記相対移動速度が、前記被処理物と前記処理ヘッドとの対向中の前記相対移動速度よりも低くなるように、前記搬送部を制御する。
【００１１】
被処理物と処理ヘッドとの対向開始時において、処理速度は相対的に低いが、上記構成によれば、相対移動速度を低くすることにより処理時間を長くして処理不足を補い、処理を略均一にすることができる。
【００１２】
好ましくは、前記制御部は、前記被処理物と前記処理ヘッドとの対向終了時の前記相対移動速度が、前記被処理物と前記処理ヘッドとの対向中の前記相対移動速度よりも低くなるように、前記搬送部を制御する。
【００１３】
被処理物と処理ヘッドとの対向終了時において、処理速度は相対的に低いが、上記構成によれば、相対移動速度を低くすることにより処理時間を長くして処理不足を補い、処理を略均一にすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
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】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態として実施例を、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００１６】
図１に模式的に示したように、半導体製造装置１０は、処理基板６を搬送し、搬送経路の途中において、処理ヘッド１２と対向させるようになっている。
【００１７】
処理基板６は、ホットプレート１４上に載置し、温度を調節するようになっている。ホットプレート１４は、ボールネジやギヤなどにより、駆動軸１６に係合し、駆動軸１６の回転に伴って、矢印８で示すように、軸方向に移動するようになっている。駆動軸１６は、ステッピングモーター１８により回転駆動する。ステッピングモーター１８の回転は、コントローラー２０によって制御する。コントローラー２０には、ホットプレート１４の位置を検出する検知部２２からの検知信号が入力される。コントローラー２０は、検知部２２から検知信号を利用して、ホットプレート１４すなわち処理基板６の位置に応じた所定のタイミングでステッピングモーター１８の回転速度を制御する。
【００１８】
コントローラー２０には、処理基板６の処理が略均一になるような回転速度の制御パターンを予め求めておき、そのデータを設定する。処理基板６の搬送速度を遅くすると、処理速度が高くなり、処理基板６の搬送速度を速くすると、処理速度が低くなることを利用し、最適な回転速度の制御パターンを求めることができる。
【００１９】
なお、ステッピングモーター１８を用いているので、上記制御パターンをコントローラー２０にプログラムしておけば、必ずしもフィードバック制御を行う必要はない。したがって、検知部２２を用いない構成も可能である。
【００２０】
処理ヘッド１２は、処理基板６の搬送経路に対向するように配置され、矢印３で示したように、処理基板６の搬送経路に向けて処理ガスを吹き付ける。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、電極対にパルス電圧を印加してグロー放電を起こし、電極対間いわゆる放電空間に送られた処理ガスをプラズマ化（励起、活性化）し、処理ヘッド１２に対向した処理基板６に向けて処理ガスを吹き付けるようになっている。
【００２１】
次に、半導体製造装置１０の動作について、説明する。
【００２２】
処理基板６は、ホットプレート１４に載置される。コントローラー２０からの制御により、ステッピングモーター１８が回転し、ホットプレート１４が移動することにより、処理基板６は、搬送され、処理ヘッド１２の下を通過する。処理基板６が処理ヘッド１２の下に来ると、処理ヘッド１２からの処理ガスが処理基板６に吹き付けられ、処理基板６の処理ガスによる処理が開始される。処理基板６が処理ヘッド１２の下から出ると、処理基板６は、処理ヘッド１２からの処理ガスが吹き付けられなくなり、処理基板６の処理ガスによる処理が終了する。
【００２３】
コントローラー２０は、例えば図２に示すように、処理ヘッド１２に対する処理基板６の位置に応じた所定パターンで、処理基板６の搬送速度を制御する。すなわち、基板処理の開始時や終了時（すなわち、処理ヘッド１２との対向の開始時や終了時）には、処理基板６の搬送速度が低い。処理基板６の搬送速度は、基板処理開始後は上昇し、その後下降する。
【００２４】
基板処理の開始直後において、処理基板６は、処理ガスが吹き付けられる面積が処理基板６の搬送に伴って増加し、処理基板６に沿って流れる処理ガスの流量も増加する。そのため、処理基板６に沿って流れる処理ガスの濃度は、当初は低く、処理速度が低いが、時間の経過に伴って高くなる。
【００２５】
基板処理の開始時において、処理基板６は、搬送方向位置が前６ａ側の部分から処理される。図２のように、基板処理の開始時の基板搬送速度を低くすることにより、基板処理速度が低くても、処理時間を長くして処理を累積することで、処理基板６の前６ａ側部分の処理不足を補うことができる。
【００２６】
基板処理の終了直前には、処理基板６は、処理ガスが吹き付けられる面積が処理基板３の搬送に伴って減少し、処理基板６に沿って流れる処理ガスの流量も減少する。そのため、処理基板６に沿って流れる処理ガスの濃度が低下し、処理基板６の処理速度が低くなる。
【００２７】
基板処理の終了時において、処理基板６は、搬送方向位置が後６ｂ側の部分が処理される。図２のように、基板処理の終了時の基板搬送速度を低くすることにより、基板処理速度が低くても、処理時間を長くして処理を累積することで、処理基板６の後６ｂ側部分の処理不足を補うことができる。
【００２８】
以上のようにして、処理基板６を搬送方向に略均一に処理することができる。
【００２９】
次に、具体的な処理条件を説明する。
【００３０】
基板上に形成されたα−Ｓｉ膜を除去する場合、処理ガスには、ＣＨＦ３、ＳＦ６，ＣＦ４、Ｏ２、Ｈ２Ｏ等を用いる。希釈ガスには、Ｎ２、Ａｒ、Ｈｅ等を用いる。
【００３１】
処理ヘッド１２において、電極対の印加電界の条件は、次の通りである。
電流：数Ａ
立上時間／立下時間：１０μｓ以下、好ましくは１μｓ以下
電界強度：１０〜１０００ｋＶ／ｃｍ、好ましくは５０〜１０００ｋＶ／ｃｍ
周波数：０．５〜１００ｋＨｚ
継続時間：０．５〜２００μｓ
オフ時間：０．５〜１０００μｓ、好ましくは０．５〜５００μｓ
電極間距離：０．１〜５０ｍｍ、好ましくは０．１〜５ｍｍ、より好ましくは０．１〜２ｍｍ
電流密度：１０〜５００ｍＡ／ｃｍ２、好ましくは５０〜５００ｍＡ／ｃｍ２。
【００３２】
処理強度は、電圧やパルス周波数で調整する。
【００３３】
処理圧力は１Ｐａ〜略常圧で実施することができる。
【００３４】
処理基板６は、室温から１００℃に加熱する。
【００３５】
次に、変形例を説明する。処理ヘッド１２を固定し、被処理物（処理基板６）を移動する代わりに、処理ヘッドを移動し、被処理物を固定してもよい。この場合、図３に示すように、処理ヘッドの移動速度は、基板処理（被処理物の処理）の開始時や終了時には低くなるようにすればよい。
【００３６】
さらには、処理ヘッドと被処理物との両方が移動するようにしてもよい。この場合、相対移動速度が、被処理物の処理の開始時や終了時には低くなるようにすればよい。
【００３７】
以上に説明したように、処理基板（又は処理ヘッド）の搬送過程の初期から終了するまでの間、搬送速度を適宜に変化させることにより、処理ガスの濃度を略均一にすることによって、被処理物を相対移動方向に均一に処理する。特に、略常圧において、効果が顕著である。
【００３８】
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。
【００３９】
例えば、被処理物（処理基板６）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における処理ガス吹き出し口（例えばディスパージョンヘッド）などであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
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】
【００４１】
【図１】半導体装置の構成図である。（実施例）
【図２】基板搬送速度の変化を示すグラフである。（実施例）
【図３】処理ヘッド移動速度の変化を示すグラフである。（変形例）
【図４】半導体装置の構成図である。（従来例）
【図５】処理速度の変化を示すグラフである。（従来例）
【符号の説明】
【００４２】
６  処理基板（被処理物）
１０  半導体製造装置
１２  処理ヘッド
１４  ホットプレート（搬送部）
１６  駆動軸（搬送部）
１８  ステッピングモーター（搬送部）
２０  コントローラー（制御部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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