(57)【要約】【課題】処理ガスを処理ヘッドから被処理物に吹き付けながら被処理物を処理ヘッドに対し相対移動させて表面処理を行なう装置において、被処理物の端部の過剰処理（ローディング効果）を防止する。【解決手段】処理ヘッド２０の下面２１に処理ガスの吹出し口５２と吸引口６１を上記相対移動方向に離して形成する。その下側には多数の中間吸引孔７２を有する多孔部材からなる吸引部７１を処理ヘッド２０と対向するようにして処理ヘッド２０に対し位置固定する。処理ヘッド２０と吸引部７１の間に画成された処理ガス通路１Ｓのガスを、吹出し口５１と吸引口６１Ｌ，６１Ｒの間において中間吸引孔７２から吸引するとともに被処理物Ｗを上記通路１Ｓに通す。【選択図】図４
2007317700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物に処理ガスを吹き付けて前記被処理物の表面を処理する装置であって、
処理ガスの吹出し口と吸引口が一方向に離れて形成された面を有する処理ヘッドと、
この処理ヘッドの前記面と対向し該面との間に前記処理ガスの通路を画成するようにして前記処理ヘッドに対し位置固定され、前記通路のガスを前記吹出し口と吸引口の間において吸引する中間吸引孔を有する吸引部と、
被処理物を、前記通路に通すようにして前記処理ヘッドに対し前記一方向に相対移動させる移動機構と、
を備えたことを特徴とする表面処理装置。
【請求項２】
前記吸引部の前記一方向に沿う幅が、前記処理ヘッドの吹出し口と吸引口の間の距離と略同じかそれより大きく、
前記中間吸引孔が、前記吹出し口と略対向する位置から吸引口と略対向する位置にかけて分散して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表面処理装置。
【請求項３】
前記吸引部が、前記中間吸引孔となる多数の孔を有する多孔部材にて構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面処理装置。
【請求項４】
前記移動機構が、前記一方向と直交するローラ軸を前記一方向に複数並べてなるローラコンベアにて構成され、
前記吸引部が、前記ローラ軸のうち隣り合う２つのローラ軸の間に配置されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の表面処理装置。
【請求項５】
被処理物に処理ガスを吹き付けて前記被処理物の表面を処理する装置であって、
処理ガスの吹出し口と吸引口が一方向に離れて形成された面を有する処理ヘッドと、
この処理ヘッドの前記面と対向し該面との間に前記処理ガスの通路を画成するようにして前記処理ヘッドに対し位置固定され、前記吹出し口と吸引口の間において前記通路に不活性ガスを吹出す不活性ガス吹出し孔と、前記吹出し口と吸引口の間において前記通路のガスを前記不活性ガスの吹出し量に応じた量だけ吸引する中間吸引孔とを有する給排部と、
被処理物を、前記通路に通すようにして前記処理ヘッドに対し前記一方向に相対移動させる移動機構と、
を備えたことを特徴とする表面処理装置。
【請求項６】
前記給排部の前記一方向に沿う幅が、前記処理ヘッドの吹出し口と吸引口の間の距離と略同じかそれより大きく、
前記給排部の不活性ガス吹出し孔と中間吸引孔が、前記吹出し口と略対向する位置から吸引口と略対向する位置にかけて分散して配置されていることを特徴とする請求項５に記載の表面処理装置。
【請求項７】
前記給排部が、多数の孔を有する多孔部材にて構成され、これら孔の一部が、前記不活性ガス吹出し孔となり、他の一部が、前記中間吸引孔となることを特徴とする請求項５又は６に記載の表面処理装置。
【請求項８】
前記給排部内の近傍位置における前記不活性ガス吹出し孔による単位面積あたりの不活性ガスの吹出し量と前記中間吸引孔による単位面積あたりの吸引量とが、互いに略等しいことを特徴とする請求項５〜７の何れかに記載の表面処理装置。
【請求項９】
前記単位面積あたりの不活性ガス吹出し量が、前記一方向に沿って変化していることを特徴とする請求項８に記載の表面処理装置。
【請求項１０】
前記処理ヘッドの吹出し口と対向する位置に近い側での単位面積あたりの不活性ガス吹出し量が、前記位置から遠い側での単位面積あたりの不活性ガス吹出し量より大きいことを特徴とする請求項９に記載の表面処理装置。
【請求項１１】
前記単位面積あたりの不活性ガス吹出し量の前記一方向に沿う分布が、前記処理ヘッドに対し被処理物を静止させたときの処理量の前記一方向に沿う分布と相関していることを特徴とする請求項１０に記載の表面処理装置。
【請求項１２】
前記移動機構が、前記一方向と直交するローラ軸を前記一方向に複数並べてなるローラコンベアにて構成され、
前記給排部が、前記ローラ軸のうち隣り合う２つのローラ軸の間に配置されていることを特徴とする請求項５〜１１の何れかに記載の表面処理装置。
【請求項１３】
被処理物に処理ガスを吹き付けて前記被処理物の表面を処理する方法であって、
前記処理ガスを吹出し口から吹出し、前記吹出し口に対し一方向に離れた吸引口から吸引する処理ガス流通工程と、
前記吹出し口から吸引口までの処理ガスが流通する通路を挟んで前記吹出し口及び吸引口の側とは反対側の前記吹出し口と吸引口の間において、前記通路のガスを吸引する吸引工程と、
被処理物を、前記通路に通すようにして前記処理ヘッドに対し前記一方向に相対移動させる移動工程と、
を実行することを特徴とする表面処理方法。
【請求項１４】
被処理物に処理ガスを吹き付けて前記被処理物の表面を処理する方法であって、
前記処理ガスを吹出し口から吹出し、前記吹出し口に対し一方向に離れた吸引口から吸引する処理ガス流通工程と、
前記吹出し口から吸引口までの処理ガスが流通する通路を挟んで前記吹出し口及び吸引口の側とは反対側の前記吹出し口と吸引口の間において、前記通路に不活性ガスを吹出すとともに、前記通路から前記不活性ガス吹出し量に応じた量のガスを吸引する給排工程と、
被処理物を、前記通路に通すようにして前記処理ヘッドに対し前記一方向に相対移動させる移動工程と、
を実行することを特徴とする表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガラス基板や半導体ウェハ等の被処理物に処理ガスを吹き付け、エッチング、成膜、表面改質等の表面処理を行なう装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の表面処理装置として、例えば、処理ヘッドの吹出し口から処理ガスを被処理物に吹き付けながら、被処理物を処理ヘッドに対し一方向に相対移動させるスキャン方式の装置がある（例えば特許文献１参照）。処理ガスは、処理ヘッドと被処理物との間の処理空間を処理ヘッドの吸引口に向かって流れる。この過程で、処理ガス中の反応性成分が被処理物の表面上で反応を起こし、被処理物のエッチングその他の表面処理がなされる。処理済みのガスや反応副生成物は、吸引口から吸引排気される。
特許文献１では、吸引口のさらに外側に不活性ガスの吹出し部を設け、処理領域の周りを不活性雰囲気で囲むようにしている。これにより、処理工程の効率化及び歩留まりの向上を図っている。
【特許文献１】特開２００２−１５１４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
処理ヘッドが被処理物の中央部上をスキャンしている時は、処理ガスが被処理物上を吹出し口の側から吸引口の側へ流れていくにしたがって、処理ガス中の反応性成分が反応により漸次消費され濃度が減少していく。一方、処理ヘッドが相対的に外側から被処理物の端部上に入って来る時や被処理物の端部上から外側へ出て行く時は、吹出し口が被処理物の端部より外側に位置し吸引口が被処理物の端部上に位置する状態が存在し得る。この状態では、吹出し口から吹出された処理ガスが被処理物の端部に達するまでは、反応性成分が消費されずに高濃度を維持し、被処理物の端部に達してはじめて反応性成分の消費が開始される。そのため、被処理物の端部は、高濃度の反応性成分によって中央部よりも過度に処理されてしまう。これをローディング効果という。したがって、被処理物の端部は製品として使用に供することができず、廃棄せざるを得ない。処理ヘッドの吹出し口と吸引口の間の距離を短くすれば、このようなローディング効果が起きる領域の幅を狭くできる。しかし、そうすると、処理ガスが吹出し口から出て吸引口に吸込まれるまでの時間が短くなり、被処理物の表面上で十分に反応し得ないまま吸引口に吸込まれることになる。したがって、処理速度の低下を招くとともに、処理ガスのロスが大きくなる。被処理物のダミーを作成し、これを被処理物の端部に継ぎ足しておくことにより、被処理物の端部でも処理ガス流の反応性成分が被処理物の中央部と同様の濃度分布になるようにすることも考えられるが、被処理物と同質のダミーを常に用意するのは困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、
被処理物に処理ガスを吹き付けて前記被処理物の表面を処理する装置であって、
処理ガスの吹出し口と吸引口が一方向に離れて形成された面を有する処理ヘッドと、
この処理ヘッドの前記面と対向し該面との間に前記処理ガスの通路を画成するようにして前記処理ヘッドに対し位置固定され、前記通路のガスを前記吹出し口と吸引口の間において吸引する中間吸引孔を有する吸引部と、
被処理物を、前記通路に通すようにして前記処理ヘッドに対し前記一方向に相対移動させる移動機構と、
を備えたことを特徴とする。
これによって、被処理物の端部に導入されるべき処理ガスの流量を減少させ、被処理物の端部における処理レートを小さくすることができる。この結果、被処理物の端部の過剰処理（ローディング効果）を抑制することができる。ひいては、処理ヘッドの吹出し口と吸引口の間の距離を十分に確保することができ、処理速度を向上させることができる。
【０００５】
前記吸引部の前記一方向に沿う幅が、前記吹出し口と吸引口の間の距離と略同じかそれより大きいことが好ましい。
前記中間吸引孔が、前記吹出し口と略対向する位置から吸引口と略対向する位置にかけて分散して配置されていることが好ましい。
これによって、吸引領域を、処理ヘッドと吸引部の間の処理ガス通路の略全域に広げることができる。また、吸引部による吸引が被処理物の相対位置に応じた量だけ遮断され、被処理物端部に供給される処理ガス量を被処理物の相対位置に応じて調節でき、処理の均一化を図ることができる。
【０００６】
前記吸引部における単位面積あたりの吸引は、全体的に一様であってもよく、前記一方向に沿って変化していてもよい。
後者の変化させる場合、前記吸引部における前記処理ヘッドの吹出し口と対向する位置に近い側での単位面積あたりの吸引量が、前記位置より遠い側での単位面積あたりの吸引量より大きいのが好ましく、前記単位面積あたりの吸引量の前記一方向に沿う分布が、前記処理ヘッドに対し被処理物を静止させたときの処理量の前記一方向に沿う分布と相関していることがより好ましい。
【０００７】
前記吸引部が、前記中間吸引孔となる多数の孔を有する多孔部材にて構成されていることが好ましい。これによって、吸引部の構成を容易化できる。多孔部材は、多孔質材料を用いてもよく、パンチングメタルのような平板に多数の孔を空けたものでもよく、網でもよい。
【０００８】
前記移動機構が、前記一方向と直交するローラ軸を前記一方向に複数並べてなるローラコンベアにて構成されているのが好ましい。
前記吸引部が、前記ローラ軸のうち隣り合う２つのローラ軸の間に配置されていることが好ましい。
これによって、移動機構によって吸引部の吸引が妨げられないようにすることができる。
【０００９】
また、本発明は、被処理物に処理ガスを吹き付けて前記被処理物の表面を処理する装置であって、
処理ガスの吹出し口と吸引口が一方向に離れて形成された面を有する処理ヘッドと、
この処理ヘッドの前記面と対向し該面との間に前記処理ガスの通路を画成するようにして前記処理ヘッドに対し位置固定され、前記吹出し口と吸引口の間において前記通路に不活性ガスを吹出す不活性ガス吹出し孔と、前記吹出し口と吸引口の間において前記通路のガスを前記不活性ガスの吹出し量に応じた量だけ吸引する中間吸引孔とを有する給排部と、
被処理物を、前記通路に通すようにして前記処理ヘッドに対し前記一方向に相対移動させる移動機構と、
を備えたことを特徴とする。
これによって、被処理物の端部に導入される処理ガスの流量を略一定に保ちつつ反応性成分濃度を低減することができ、被処理物の端部における処理レートを確実に小さくすることができる。この結果、被処理物の端部の過剰処理（ローディング効果）を抑制することができる。ひいては、処理ヘッドの吹出し口と吸引口の間の距離を十分に確保することができ、処理速度を向上させることができる。
【００１０】
前記給排部の前記一方向に沿う幅が、前記吹出し口と吸引口の間の距離と略同じかそれより大きいことが好ましい。
前記給排部の不活性ガス吹出し孔と中間吸引孔が、それぞれ前記処理ヘッドの吹出し口と略対向する位置から吸引口と略対向する位置にかけて分散して配置されていることが好ましい。
これによって、不活性ガスの吹出し領域及び吸引領域を、処理ヘッドと給排部の間の処理ガス通路の略全域に広げることができる。また、被処理物の相対位置に対応する量の不活性ガス混入及び吸引を行なうことができ、被処理物端部の処理レートを被処理物の相対位置に応じて調節でき、処理の均一化を図ることができる。
【００１１】
前記給排部が、多数の孔を有する多孔部材にて構成され、これら孔の一部が、前記不活性ガス吹出し孔となり、他の一部が、前記中間吸引孔となっていることが好ましい。
これによって、給排部の構成を容易化できる。多孔部材は、多孔質材料を用いてもよく、パンチングメタルのような平板に多数の孔を空けたものでもよく、網でもよい。
【００１２】
前記給排部内の近傍位置における前記不活性ガス吹出し孔による単位面積あたりの不活性ガスの吹出し量と前記中間吸引孔による単位面積あたりの吸引量とが、互いに略等しいこと好ましい。
これによって、不活性ガスの混入及び吸引に関わらず、処理ガスの流量を前記空間の全域にわたって略均一にすることができる。
【００１３】
前記単位面積あたりの不活性ガス吹出し量（及び／又は前記単位面積あたりの吸引量）は、給排部の全域にわたって一様であってもよく、前記一方向に沿って変化していてもよい。
後者の変化している場合、前記処理ヘッドの吹出し口と対向する位置に近い側での単位面積あたりの不活性ガス吹出し量（及び／又は単位面積あたりの吸引量）が、前記位置から遠い側での単位面積あたりの不活性ガス吹出し量（単位面積あたりの吸引量）よりそれぞれ大きいことが好ましい。
【００１４】
前記単位面積あたりの不活性ガス吹出し量の前記一方向に沿う分布（及び／又は前記単位面積あたりの吸引量の前記一方向に沿う分布）が、前記処理ヘッドに対し被処理物を静止させたときの処理量（ある瞬間における処理レート）の前記一方向に沿う分布とそれぞれ相関していることが好ましい。
これによって、被処理物の端部を処理する時の処理レート分布が、被処理物の中央部を処理する時の処理レート分布と相関するようなガス状態を形成でき、処理の一層の均一化を図ることができる。
【００１５】
前記移動機構が、前記一方向と直交するローラ軸を前記一方向に複数並べてなるローラコンベアにて構成されているのが好ましく、前記給排部が、前記ローラ軸のうち隣り合う２つのローラ軸の間に配置されていることが好ましい。
これによって、移動機構によって不活性ガス吹出し及び吸引が妨げられないようにすることができる。
【００１６】
前記処理ヘッドの前記面における前記吹出し口を挟んで前記吸引口（第１吸引口）とは反対側には、他の吸引口（第２吸引口）が形成されていることが好ましい。
これにより、吹出し口から吹出された処理ガスが２方向に分かれて流れる。
【００１７】
また、本発明は、被処理物に処理ガスを吹き付けて前記被処理物の表面を処理する方法であって、
前記処理ガスを吹出し口から吹出し、前記吹出し口に対し一方向に離れた吸引口から吸引する処理ガス流通工程と、
前記吹出し口から吸引口までの処理ガスが流通する通路を挟んで前記吹出し口及び吸引口の側とは反対側の前記吹出し口と吸引口の間において、前記通路のガスを吸引する吸引工程と、
被処理物を、前記通路に通すようにして前記処理ヘッドに対し前記一方向に相対移動させる移動工程と、
を実行することを特徴とする。
これによって、被処理物の端部に導入されるべき処理ガスの流量を減少させ、被処理物の端部における処理レートを小さくすることができる。この結果、被処理物の端部の過剰処理（ローディング効果）を抑制することができる。ひいては、処理ヘッドの吹出し口と吸引口の間の距離を十分に確保することができ、処理速度を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明は、被処理物に処理ガスを吹き付けて前記被処理物の表面を処理する方法であって、
前記処理ガスを吹出し口から吹出し、前記吹出し口に対し一方向に離れた吸引口から吸引する処理ガス流通工程と、
前記吹出し口から吸引口までの処理ガスが流通する通路を挟んで前記吹出し口及び吸引口の側とは反対側の前記吹出し口と吸引口の間において、前記通路に不活性ガスを吹出すとともに、前記通路から前記不活性ガス吹出し量に応じた量のガスを吸引する給排工程と、
被処理物を、前記通路に通すようにして前記処理ヘッドに対し前記一方向に相対移動させる移動工程と、
を実行することを特徴とする。
これによって、被処理物の端部に導入される処理ガスの流量増大を防止しつつ反応性成分濃度を低減することができ、被処理物の端部における処理レートを確実に小さくすることができる。この結果、被処理物の端部の過剰処理（ローディング効果）を抑制することができる。ひいては、処理ヘッドの吹出し口と吸引口の間の距離を十分に確保することができ、処理速度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、処理ヘッドの吹出し口と吸引口の間の距離を十分に確保し、処理速度を確保しつつ、被処理物の端部の過剰処理（ローディング効果）を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の第１実施形態を説明する。
図１及び図２に示すように、この実施形態では、例えば平面視四角形のガラス基板Ｗを被処理物とし、この基板Ｗの上面に被膜されたアモルファスシリコン等の膜をエッチング処理している。エッチング用の表面処理装置１として、リモート式のプラズマ表面処理装置１を用いている。プラズマ表面処理装置１は、処理ヘッド２０と、移動機構４０を備えている。
【００２１】
移動機構４０は、ローラコンベアにて構成されている。ローラコンベア４０は、複数のローラ軸４１を備えている。ローラ軸４１は、前後に延び、互いに左右に間隔を置いて平行に並べられている。各ローラ軸４１にローラ４２が設けられている。隣り合う２つのローラ軸４１のローラ４２の対向縁どうし間の距離は、例えば１００ｍｍ以上になっている。このローラコンベア４０によって、被処理基板Ｗが図１の左側から右方向へ搬送されるようになっている。
【００２２】
図１に示すように、所定の２つの隣接ローラ軸４１，４１の間の上方には、処理ヘッド２０が図示しない架台にて支持されている。図７に示すように、この処理ヘッド２０の下方に基板Ｗが通されるようになっている。
【００２３】
処理ヘッド２０は、ほぼ左右対称になっている。以下、処理ヘッドの左右略対称の要素（後記処理ガス流Ｆ等を含む）を互いに区別するときは、左側のものには符号に「Ｌ」を付し、右側のものには符号に「Ｒ」を付すことにする。
図２の二点鎖線に示すように、処理ヘッド２０は、基板Ｗの前後方向（図１の紙面直交方向）の寸法に対応して前後に長く延びている。
【００２４】
処理ヘッド２０には、左右一対をなす電極３１，３１が収容されている。これら電極３１，３１は、それぞれ図１の紙面と直交する前後方向に長く延びている。一方の電極３１に電源３０が接続され、他方の電極３１は電気的に接地されている。電極３１，３１の互いの対向面には固体誘電体層３２が設けられている。なお、固体誘電体層３２は何れか１つの電極３１の対向面に設けられていればよい。
【００２５】
一対の電極３１，３１の固体誘電体層３２の間にヘッド内ガス供給路５１が形成されている。図２に示すように、ヘッド内ガス供給路５１は、スリット状をなし、前後方向に長く延びている。図１に示すように、ヘッド内ガス供給路５１の上端部に処理ガス供給源５０が連なっている。処理ガス供給源５０は、所定流量の処理ガスをヘッド内ガス供給路５１の前後長手方向に均一に導入するようになっている。エッチング用の処理ガス原料としては、例えばＣＦ４等のフッ素系成分やＯ２等の酸素系成分が含まれている。
電源３０から一方の電極３１への電圧供給により、ヘッド内ガス供給路５１に大気圧グロー放電が形成される。これにより、ヘッド内ガス供給路５１が大気圧プラズマ空間となり、処理ガスがプラズマ化され、フッ素系や酸素系の反応性成分が生成されるようになっている。
【００２６】
ヘッド内ガス供給路５１の下端部は、処理ヘッド２０の下面２１（被処理物と対向すべき面）に達して開口し、主吹出し口５２を構成している。吹出し口５２は、前後方向に長く延びている（図２）。この吹出し口５２から上記反応性成分を含む処理ガスが下方へ吹出されるようになっている。図７に示すように、処理ヘッド２０の下方に基板Ｗが位置している場合、吹出し口５２から吹出された処理ガスは、吹出し口５２の直下の基板Ｗ上で左方向への流れＦＬと右方向への流れＦＲとに分かれ、処理ヘッド２０と基板Ｗの間を左右外側へ流れるようになっている。この理ガス流ＦＬ，ＦＲ中の反応性成分が基板Ｗと接触して反応が起き、アモルファスシリコン等の処理対象膜がエッチングされるようになっている。この反応により、処理ガス流ＦＬ，ＦＲ中の反応性成分の濃度が、下流に向かうにしたがって漸減していくことになる。
【００２７】
したがって、図７に挿入したグラフに示すように、エッチングレートは、吹出し口５２の直下において最大になり、そこから左右両側の処理ガス流ＦＬ，ＦＲの下流に向かうにしたがって漸減していくことになる。同図において、横軸ｘは、基板Ｗの左右方向の位置を示す。
【００２８】
処理ヘッド２０の左右両側には、それぞれヘッド内吸引路６２，６２が設けられている。各ヘッド内吸引路６２，６２の下端部は、処理ヘッド２０の下面２１（被処理物と対向すべき面）に開口され、主吸引口６１を構成している。図２に示すように、左右のヘッド内吸引路６２，６２ひいては吸引口６１，６１は、それぞれスリット状をなし、前後方向に長く延びている。左右の各吸引口６１Ｌ，６１Ｒは、吹出し口５２から十分な距離ＤＬ，ＤＲだけ離れている。距離ＤＬ，ＤＲは、互いに等しく、例えばそれぞれ５０ｍｍ程度になっている。
なお、距離ＤＬ，ＤＲは互いに異なっていてもよい。
【００２９】
各ヘッド内吸引路６２，６２の上端部は、ヘッド外吸引路６３にて合流され、さらに主吸引流量調節手段６４を介して真空ポンプ等の主吸引源６５に接続されている。この主吸引源６５によって、処理済みのガス流ＦＬ，ＦＲが吸引口６１，６１から吸込まれ、排気されるようになっている。主吸引流量調節手段６４は、マスフローコントローラや流量制御弁等で構成され、吸引路６２，６３からの吸引流量を調節するようになっている。主吸引流量調節手段６４は、ヘッド外吸引路６３の合流部より主吸引源６５側に設けられているが、上記合流部と各ヘッド内吸引路６２，６２の上端部との間にそれぞれ設けることにしてもよい。
【００３０】
図１及び図２に示すように、表面処理装置１には、さらに吸引機構７０が備えられている。吸引機構７０は、吸引部７１と、吸引源７５を有している。吸引部７１は、多数の中間吸引孔７２を有する板状の多孔部材にて構成されている。吸引部７１は、処理ヘッド２０の真下に対向するようにして、上記所定の隣接ローラ軸４１，４１の間に配置されている。吸引部７１と処理ヘッド２０の間の通路１Ｓに基板Ｗが通されるようになっている（図７参照）。  吸引部７１の上面は、ローラ４２の上端部より少し下に位置している。したがって、吸引部７１が、基板Ｗと干渉することはない。
【００３１】
吸引部７１は、プラズマ化された処理ガスに対し十分な耐性を有する材料にて構成されているのが好ましく、例えばアルミナ等のセラミックで構成されている。パンチングメタル等の金属製網状部材に金メッキを施したものを用いてもよい。
【００３２】
吸引部７１は、前後方向に長く延びている。この吸引部７１の前後の長さは、基板Ｗの前後方向の寸法よりやや大きく、処理ヘッド２０の吹出し口５２及び吸引口６１の前後方向の長さとほぼ等しい。吸引部７１の左右の幅は、処理ヘッド２０の左右の吸引口６１Ｌ，６１Ｒ間の距離ＤＬ＋ＤＲ（約１００ｍｍ）と略同じになっているが、それより少し大きくしてもよい。
【００３３】
多孔部材からなる吸引部７１の吸引孔７２は、吸引部７１を厚さ方向に貫通している。吸引孔７２は、互いに同じ大きさになっており、吸引部７１の全体にわたって（吹出し口５２と略対向する位置から吸引口６１Ｌ，６１Ｒと略対向する位置にかけて）均一に分散して配置されている。
【００３４】
吸引部７１の下側には、真空チャンバ７３が設けられている。この真空チャンバ７３が、吸引流量調節手段７４を介して真空ポンプ等の吸引源７５に接続されている。吸引流量調節手段７４は、マスフローコントローラや流量制御弁等で構成され、吸引室７３ひいては吸引孔７２からの吸引流量を調節するようになっている。吸引流量調節手段７４による設定吸引流量は、処理ヘッド２０における処理ガス流量のほぼ２分の１以下が好ましく、３分の１以下がより好ましい。吸引源７５は、上記主吸引源６５と共通の真空源を用いることにしてもよい。
【００３５】
上記のように構成されたプラズマ表面処理装置１によって、基板Ｗの表面をエッチングする方法を、基板Ｗの左右端部の処理を中心に説明する。
図１に示すように、処理すべき基板Ｗをコンベア４０の左端部に載せ、右方向へ搬送する（移動工程）。
また、処理ガス供給源５０から処理ガスを処理ヘッド２０のヘッド内ガス供給路５１に導入するとともに、電源３０を駆動して、電極３１，３１間に電界を印加し大気圧グロー放電を形成する。これにより、ヘッド内ガス供給路５１において、処理ガスがプラズマ化され、反応性成分が生成される。この反応性成分を含む処理ガスが、吹出し口５２から処理ヘッド２０と吸引部７１との間の通路１Ｓに吹出される。また、主吸引源６５を駆動する。これによって、通路１Ｓ内に吹出された処理ガスが左右２つの流れＦＬ，ＦＲに分かれ、左右の吸引口６１Ｌ，６１Ｒから吸引される（処理ガス流通工程）。
【００３６】
さらに、吸引源７５を駆動する。これにより、吹出し口５１と吸引口６１Ｌ，６１Ｌの間において、処理ガス通路１Ｓ内のガス流ＦＬ，ＦＲの一部が吸引部７１の吸引孔７２に吸引される（吸引工程）。したがって、ガス流ＦＬ，ＦＲの流量が下流に向かうにしたがって小さくなっていく。
【００３７】
やがて、図３に示すように、基板Ｗの右端部（進行方向前端部）が、処理ヘッド２０の左側の吸引口６１Ｌの直下付近に位置するようになる。これによって、左方向ガス流ＦＬの下流端付近が基板Ｗの右端縁に接触する。この左方向ガス流ＦＬの下流端付近は、吸引部７１による吸引によって流量がかなり小さくなっている。したがって、基板Ｗの右端縁に接触する反応性ガス成分の量もかなり少なくなっている。これにより、基板Ｗの右端縁におけるエッチングレートを小さくすることができる。
【００３８】
また、基板Ｗの右端部が、処理ヘッド２０と吸引部７１との間の通路１Ｓに入り込んで来、これによって、吸引部７１の左端部付近の吸引孔７２が遮断される。
図４に示すように、基板Ｗの右方向移動に伴なって、遮断される吸引孔７２の範囲が吸引部７１の内側へ広がってくる。これによって、吸引部７１に吸引される処理ガスの全体量が減少してくる。
また、基板Ｗの右端縁が、左方向ガス流ＦＬの流れ方向の中間部分に位置するようになる。この左方向ガス流ＦＬの流れ方向の中間部分における流量は、図３における下流端付近ほど小さくなってはいない。しかも、ガス流ＦＬが基板Ｗの右端縁に達した以降は、当該基板Ｗによる吸引孔７２の遮断によって、流量が減少することはない。この左方向ガス流ＦＬが、基板Ｗの右端部上を更に左方向へ流れ、左側吸引口６１Ｌに吸込まれる。この基板Ｗの右端部上を流れる過程で反応性成分が消費されて、基板右端部のエッチングがなされる。基板Ｗの右端部上を流れるガス流Ｌの流量が増えた分、エッチングレートが全体的に大きくなる。
【００３９】
図５に示すように、基板Ｗの右端縁が、処理ヘッド２０の吹出し口５２の直下に達した時、該基板Ｗによって吸引部７１の左半分が塞がれる。これによって、左方向ガス流ＦＲが吸引部７１に吸引されなくなり、左方向ガス流ＦＲの全量が基板Ｗの右端部上へ送られる。したがって、基板右端部のエッチングレート分布は、基板Ｗの中央部を処理する時（図７）の左半分のエッチングレート分布と略同じになる。
【００４０】
図６に示すように、その後、基板Ｗが更に右方向へ移動されることにより、右方向ガス流ＦＲが基板Ｗの右端部に当たるようになる。この時、吸引部７１は、基板上から外に出た後のガス流ＦＲを吸引するため、エッチングレートの低減作用に寄与していない。
基板Ｗの右端縁が、処理ヘッド２０の吹出し口５２の直下に達した以降は、吸引部７１からの吸引を一時的に停止することにしてもよい。（その場合、後記基板左端部を処理する前に吸引を再開しておく。）
【００４１】
上記のように、上記吸引部７１による吸引によって、基板右端部に対するエッチング量を吸引しなかった場合より小さくできる。これにより、基板右端部の過剰処理（ローディング効果）を抑制することができる。
しかも、基板Ｗの通路１Ｓ内に入って来るにしたがって吸引部７１による吸引量が漸減することによって、基板右端部におけるエッチング量を、当該基板右端部内の左右位置に依らずに全体的に略均一になるようにすることができる。ひいては、吸引機構７０の吸引量を適度な大きさに設定することによって、基板右端部のエッチング量を基板中央部と同程度にすることができる。これにより、基板右端部とそれより内側部分との境界部分でエッチング量が不連続になるのを防止することができる。
【００４２】
図７に示すように、基板Ｗは、更に右方向へ移動され、基板Ｗの中央部が処理ヘッド２０と対向するようになり、エッチング領域が基板Ｗの中央部へ移行する。このとき、吸引部７１の全体が基板Ｗによって塞がれた状態になる。
【００４３】
やがて、基板中央部は、処理ヘッド２０の右側へ出、基板左端部（進行方向の後端部）が処理ヘッド２０と対向するようになり、エッチング領域が基板左端部へ移行する。これに伴ない、吸引部７１が、その左端部から漸次開放されて来る。
図８に示すように、基板Ｗの左端縁が、処理ヘッド２０の吹出し口５２より右に位置するようになったとき、右方向ガス流ＦＲの一部が吸引部７１に吸引され始める。これにより、右方向ガス流ＦＲの流量が減少し、基板Ｗの左端部のエッチングレートが低下する。基板Ｗの右移動に伴ない、右方向ガス流ＦＲの吸引量が増大し、基板Ｗの左端部のエッチングレートが一層低下する。
これにより、基板右端部と同様に、基板左端部の処理過剰（ローディング効果）を抑制できるとともに、基板左端部全体を略均一にエッチング処理でき、中央部分との間でエッチング量が不連続になるのを防止することができる。
これにより、基板Ｗの全面を略均一に処理することができる。この結果、基板Ｗの使用可能な面積を増やすことができる。
【００４４】
表面処理装置１によれば、処理ヘッド２０の吹出し口５２と吸引口６１Ｌ，６１Ｒとの間の距離を短くする必要がなく、反応性成分を使い切るのに十分な距離を確保することができる。これによって、処理効率を向上できるとともに、処理ガスのロスを抑えることができる。
基板Ｗを移動させることにより吸引部７１の吸引量ひいては基板Ｗに向かう側のガス流ＦＬ，ＦＲの流量を変動させることができるので、吸引源７５や吸引流量調節手段７４の操作量は一定にしておけばよく、制御が容易である。
【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実施形態と重複する構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を適宜省略する。
図９及び図１０は、第２実施形態を示したものである。この実施形態に係る表面処理装置１は、第１実施形態の吸引機構７０に代えて、給排機構８０を備えている。給排機構８０は、給排部８１と、不活性ガス源８５と、第１実施形態と同様の吸引源７５とを有している。
【００４６】
給排部８１は、上記吸引部７１と同様に、多数の孔８２を有する板状の多孔部材にて構成されている。
多孔部材からなる給排部８１が、耐プラズマ性材料にて構成されている点、処理ヘッド２０の真下に対向するようにして所定の隣接ローラ軸４１，４１の間に配置されている点、上面がローラ４２の上端部より少し下に位置している点、基板Ｗの前後方向の寸法よりやや大きい程度に前後方向に長く延びるとともに処理ヘッド２０の左右の吸引口６１Ｌ，６１Ｒ間の距離ＤＬ＋ＤＲ（約１００ｍｍ）と略同じかそれより少し大きい程度の左右方向の幅を有している点、孔８２が上下厚さ方向に貫通している点等は、上記吸引部７１と同様である。
【００４７】
多孔部材からなる給排部８１の多数の孔８２，８２，…の一部は不活性ガス吹出し孔８２Ａとなり、残りは中間吸引孔８２Ｂとなっている。
不活性ガス源８５からの不活性ガス路８３が多数に分岐して、不活性ガス吹出し孔８２の下端部に接続されている。これにより、吹出し口５２と吸引口６１Ｌ，６１Ｒの間において、各吹出し孔８２Ａから処理ヘッド２０と給排部８１の間の通路１Ｓに不活性ガスが吹出されるようになっている。
不活性ガス源８５としては、コンプレッサ等の空気圧源が用いられている。
分岐前の不活性ガス路８３には不活性ガス吹出し流量調節手段８４が設けられている。流量調節手段８４は、それぞれマスフローコントローラや流量制御弁等で構成され、吹出し孔８２Ａからの空気吹出し流量を調節するようになっている。
【００４８】
給排部８１の残りの孔８２すなわち中間吸引孔８２Ｂの下端部から吸引路８７がそれぞれ延びている。各孔８２Ｂからの吸引路８７は、互いに合流し、吸引流量調節手段７４を介して吸引源７５に接続されている。
これにより、吹出し口５２と吸引口６１Ｌ，６１Ｒの間において、処理ガス通路１Ｓのガスが中間吸引孔８２Ｂから吸引されるようになっている。
【００４９】
図９及び図１１に示すように、吹出し孔８２Ａと吸引孔８２Ｂは、それぞれ給排部８１の略全面にわたって（吹出し口５２と略対向する位置から吸引口６１Ｌ，６１Ｒと略対向する位置にかけて）分散して配置されている。吹出し孔８２Ａと吸引孔８２Ｂの配置割合は、互いに同等になっている。
【００５０】
図１１は、吹出し孔８２Ａ（白抜きの円）と吸引孔８２Ｂ（黒塗りの円）の配置例を示したものである。同図においては、前後方向（同図において上下）に一直線に並んだ孔列の吹出し孔８２Ａと吸引孔８２Ｂが互い違いに配置されている。１つの孔列とその左右隣の孔列とは、半ピッチずれ、左右方向に吹出し孔８２と吸引孔８２Ｂがそれぞれギザギザ状に配置されているが、これに代えて、吹出し孔８２Ａと吸引孔８２Ｂがそれぞれ斜め方向に一列に並ぶように配置してもよい。半ピッチずらさずに正方格子状に配置し、吹出し孔８２Ａと吸引孔８２Ｂを市松模様状になるように前後左右に互い違いに配置してもよく、吹出し孔８２Ａと吸引孔８２Ｂをそれぞれ左右方向に一列に揃えるとともに前後方向には互い違いになるように配置してもよく、或いは吹出し孔８２Ａと吸引孔８２Ｂをそれぞれ前後方向に一列に揃えるとともに左右方向には互い違いになるように配置してもよい。
【００５１】
給排部８１におけるこれらの孔８２（８２Ａ及び８２Ｂ）は、左右方向の位置に応じて大きさが異なっており、左右方向の中央部（処理ヘッド２０の吹出し口５２の直下）に近い側の孔８２ほど大径になり、左右外側（処理ヘッド２０の吹出し口５２から遠い側）の孔８２ほど小径になっている。
【００５２】
これによって、給排部８１における単位面積あたりの空気（不活性ガス）の吹出し量と単位面積あたりの吸引量は、それぞれ左右方向に変化しており、左右方向の中央部に近づくにしたがって大きくなり、中央部から遠ざかるにしたがって小さくなっている。
給排部８１内の近傍位置（略同一位置）における単位面積あたりの不活性ガスの吹出し量と単位面積あたりの吸引量とは、互いに略等しくなるようになっている。
【００５３】
しかも、図１０に挿入したグラフに示すように、給排部８１における単位面積あたりの空気（不活性ガス）の吹出し量ｑａの左右方向の分布、及び単位面積あたりの吸引量ｑｂの左右方向の分布は、それぞれ基板Ｗを処理ヘッド２０に対し静止させたときのエッチング量Ｅの左右方向の分布（図７の挿入グラフ参照）と相関するように設定されている。
【００５４】
すなわち、給排部８１において処理ヘッド２０の吹出し口５２の直下の位置を原点とし、左右方向にｘ軸をとると、左右方向の位置ｘにおける単位面積当たりの吹出し量ｑａ（ｘ）は、
ｑａ（ｘ）＝ｋａＥ（ｘ）    （式１）
となるように、吹出し孔８２Ａの大きさが設定されている。また、単位面積当たりの吸引量ｑｂ（ｘ）は、
ｑｂ（ｘ）＝ｋｂＥ（ｘ）    （式２）
となるように、中間吸引孔８２Ｂの大きさが設定されている。ここで、ｋａ，ｋｂは比例定数であり、処理ガスの吹出し時の濃度及び吹出し流量、吸引口６１Ｌ，６１Ｒからの吸引量、トータルのエッチング量等によって定められる。略同一位置における単位面積あたりの吹出し量ｑａと単位面積あたりの吸引量ｑｂとは互いに略等しく、すなわち、
ｑａ（ｘ）＝ｑｂ（ｘ）    （式３）
であ。したがって、
ｋａ＝ｋｂ    （式４）
である。
【００５５】
予め、基板Ｗのサンプルを用いて静止エッチング量Ｅを測定し、これに基づいて孔８２の左右方向位置に応じた大きさを設定するとよい。孔８２の大きさを変えるのに代えて、同じ大きさの孔８２の配置間隔を左右方向の位置に応じて変化させることにしてもよい。変化の度合いの異なる複数の給排部８１を用意しておき、適宜交換できるようにしてもよい。
【００５６】
第２実施形態においては、処理ガスの吹出し口５２からの吹出し、及び吸引口６１Ｌ，６１Ｒからの吸引（処理ガス流通工程）と併行して、給排部８１の吹出し孔８２Ａから処理ガス通路１Ｓへの空気吹出しと吸引孔２Ｂからの吸引を同時に行なう（給排工程）。処理ヘッド１０と給排部８１の間の通路１Ｓに基板Ｗが差し入れられていない場合、該通路１Ｓを流れる処理ガスＦＬ，ＦＲに給排部８１の吹出し口８２Ａから上記式２に従う量の空気（不活性ガス）が混入されることにより、各ガス流ＦＬ，ＦＲの下流に向かうにしたがって反応性成分濃度が漸減していく。一方、これらガス流ＦＬ，ＦＲの流れ方向の各位置において、当該位置での単位面積あたりの空気混入量と略等量のガスが中間吸引孔８２Ｂから吸引される。したがって、ガス流ＦＬ，ＦＲの流れ方向の全域にわたって流量が略一定に保たれる。
これによって、あたかも基板Ｗ上を処理ガスが反応性成分を消費しながら流れるのと同様のガス状態（反応性成分濃度変化及び流量）を作ることができる。
【００５７】
そして、処理すべき基板Ｗを左外側から処理通路１Ｓへ導入する（移動工程）。
図１２に示すように、基板Ｗの右端部（進行方向前端部）が処理ヘッド２０の左側の吹出し口６１Ｌと吹出し口５２との間に位置する期間、濃度低下した一定流量の左方向ガス流ＦＬの途中から下流側部分が基板Ｗの右端部上を流れ、左吹出し口６１Ｌから吸引される。このとき、ガス流ＦＬは、あたかも基板上を反応性成分を消費しながら流れて来たのと同様の濃度状態で基板Ｗに達する。そこから基板Ｗの右端部上を流れ、実際に反応性成分を消費しながら基板右端部をエッチングしていく。
これによって、基板右端部のエッチングレートを抑えることができ、過剰エッチング（ローディング効果）を防止することができるだけでなく、基板中央部と同様のエッチング状態にすることができ、最終的なエッチング量を基板中央部と略同じにすることができる。したがって、基板右端部とそれより内側の部分との間で処理量が不連続になるのを防止することができる。
基板Ｗの移動に伴なって、給排部８１の孔８２が左側から漸次塞がれていく点は、第１実施形態と同様である。
【００５８】
図１３に示すように、基板Ｗの左端部（進行方向後端部）が処理ヘッドの吹出し口５２と右側の吹出し口６１Ｒとの間に位置する期間においては、右方向ガス流ＦＲが、あたかも基板上を反応性成分を消費しながら流れて来たのと同様の濃度状態で基板Ｗに達する。その後、基板Ｗの左端部上を流れ、実際に反応性成分を消費し、基板左端部をエッチングしていく。
これによって、基板左端部についても、右端部と同様に、エッチングレートを抑えることができ、過剰エッチング（ローディング効果）を防止することができ、更には中央部と同様のエッチング量を得ることができ、基板左端部とそれより内側の部分との間で処理量が不連続になるのを防止することができる。
この結果、基板Ｗの全体を均一にエッチングすることができる。
なお、基板Ｗの左端部の処理時において、給排部８１の孔８２が基板Ｗの移動に伴なって、左側から漸次開放されていく点は、第１実施形態と同様である。
【００５９】
本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、種々の改変をなすことができる。
第１実施形態の吸引部７１及び第２実施形態の給排部８１の上面は、基板Ｗの上面と面一になるようになっていなくてもよく、基板Ｗの上面より上に突出していてもよく、基板Ｗの上面より下に引っ込んでいてもよく、基板Ｗの下面と同じ高さになっていてもよく、基板Ｗの下面より下に引っ込んでいてもよい。
処理ヘッド２０には、左右の吸引口６１Ｌ，６１Ｒのうち何れか１つだけが設けられていてもよい。この場合、第１実施形態の吸引部７１及び第２実施形態の給排部８１は、当該１つの吸引口６１と吹出し口５２との間に対応する部分だけがあればよい。
第１実施形態の中間吸引孔７２についても、第２実施形態と同様に吸引部７１内における左右方向の位置に応じて大きさや配置間隔が異なるようにし、左右方向の位置に応じて単位面積当たりの吸引量が異なるようにしてもよい。
第２実施形態において、不活性ガスは、被処理物との反応性を有しないものであればよく、空気に限られず、窒素等を用いてもよい。
本発明は、エッチング処理に限られず、成膜、親水化や撥水化などの表面改質、アッシング、洗浄などの種々の表面処理に適用可能である。処理ガスをプラズマ化させて基板Ｗに当てるプラズマ処理に限られず、熱ＣＶＤ装置等のプラズマ処理以外の表面処理装置にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、例えば半導体ウェハや液晶等のフラットパネルガラスなどの製造において、表面のシリコン膜をエッチングするのに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプラズマ表面処理装置の概略構成を、基板が処理ヘッドの左外側に位置している状態で示す正面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う上記表面装置のローラコンベア及び吸引部の平面図である。
【図３】上記装置を、基板の右端縁が処理ヘッドの左吸引口の直下付近に位置する状態で示す正面図である。
【図４】上記装置を、基板の右端縁が処理ヘッドの左吸引口と吹出し口の間に位置する状態で示す正面図である。
【図５】上記装置を、基板の右端縁が処理ヘッドの吹出し口の直下付近に位置する状態で示す正面図である。
【図６】上記装置を、基板の右端縁が処理ヘッドの吹出し口と右吸引口の間に位置する状態で示す正面図である。
【図７】上記装置を、基板の中央部を処理する状態で示す正面図である。
【図８】上記装置を、基板の左端縁が処理ヘッドの吹出し口と右吸引口の間に位置する状態で示す正面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るプラズマ表面処理装置のローラコンベア及び吸引部の平面図である。
【図１０】上記第２実施形態に係る装置を、基板の右端縁が処理ヘッドの吹出し口の直下付近に位置する状態で示す正面図である。
【図１１】上記第２実施形態の給排部の孔構成を、不活性ガス吹出し孔を白抜き円とし中間吸引孔を黒塗り円として模式的に示す平面図である。
【図１２】上記第２実施形態に係る装置を、基板の右端縁が処理ヘッドの左吸引口と吹出し口の間に位置する状態で示す正面図である。
【図１３】上記第２実施形態に係る装置を、基板の左端縁が処理ヘッドの吹出し口と右吸引口の間に位置する状態で示す正面図である。
【符号の説明】
【００６２】
Ｗ        基板（被処理物）
ＦＬ，ＦＲ    処理ガス流
１        表面処理装置
１Ｓ      処理ヘッドと吸引部又は給排部との間の処理ガス通路
２０      処理ヘッド
２１      処理ヘッドの下面（吹出し口と吸引口が形成された面）
３０      電源
３１      電極
３２      固体誘電体層
４０      ローラコンベア（移動機構）
４１      ローラ軸
４２      ローラ
５０      処理ガス供給源
５１      ヘッド内ガス供給路
５２      吹出し口
６１（６１Ｌ，６１Ｒ）    吸引口
６２（６２Ｌ，６２Ｒ）    ヘッド内吸引路
６３      ヘッド外吸引路
６４      主吸引流量調節手段
６５      主吸引源
７０      吸引機構
７１      吸引部
７２      中間吸引孔
７３      吸引室
７４      吸引流量調節手段
７５      吸引源
８０      給排機構
８１      給排部
８２Ａ    不活性ガス吹出し孔
８２Ｂ    中間吸引孔
８３      不活性ガス路
８４      不活性ガス流量調節手段
８５      空気圧源（不活性ガス源）
８７      吸引路
【図１】
2007317700.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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