(57)【要約】【課題】意図しない箇所が処理されてしまうことを低減し、優れた表面処理精度を発揮することのできる表面処理装置および表面処理方法を提供する。【解決手段】表面処理装置１００は、反応性ガスＧ２を吐出する反応性ガス吐出部５１０と、反応性ガス吐出部５１０から吐出された反応性ガスＧ２を吸引する反応性ガス吸引部５３０と、反応性ガスＧ２に対して不活性なシールドガスＧＳを吐出するシールドガス吐出部５４０と、を有し、シールドガス吐出部５４０は、反応性ガス吐出部５１０に対して反応性ガス吸引部５３０と同じ側に位置し、反応性ガス吐出部５１０からの距離が反応性ガス吸引部５３０よりも遠い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆ（フッ素）を含む処理ガスを送出する送出部と、
プラズマを用いて前記処理ガスから活性種を含む反応性ガスを生成する生成部と、
前記反応性ガスを吐出する反応性ガス吐出部と、
前記反応性ガス吐出部から吐出された前記反応性ガスを吸引する反応性ガス吸引部と、
前記反応性ガスに対して不活性な不活性ガスを吐出する不活性ガス吐出部と、を有し、
前記反応性ガス吐出部の端面方向からの平面視で、前記不活性ガス吐出部は、前記反応性ガス吐出部に対して前記反応性ガス吸引部と同じ側に位置し、前記反応性ガス吐出部からの距離が前記反応性ガス吸引部よりも大きいことを特徴とする表面処理装置。
【請求項２】
前記反応性ガス吸引部は、前記反応性ガス吐出部の端面方向からの平面視で、前記反応性ガス吐出部の少なくとも一部を囲むように配置されている請求項１に記載の表面処理装置。
【請求項３】
前記不活性ガス吐出部は、前記反応性ガス吐出部の少なくとも一部を囲むように配置されている請求項１または２に記載の表面処理装置。
【請求項４】
前記反応性ガス吸引部および前記不活性ガス吐出部に接続されていて、前記反応性ガス吐出部の端面に開口している開口部を有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【請求項５】
前記反応性ガス吐出部は、前記反応性ガス吐出部の端面に、長手形状の前記開口部を有する請求項４に記載の表面処理装置。
【請求項６】
前記反応性ガスの吐出方向において、
前記反応性ガス吸引部の端面は、前記不活性ガス吐出部の端面よりも上流側に位置している請求項１ないし５のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【請求項７】
前記反応性ガス吐出部からの距離が異なる複数の前記反応性ガス吸引部を有する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【請求項８】
第１反応性ガス吸引部と、
前記反応性ガス吐出部の端面方向からの平面視で、前記反応性ガス吐出部の端面からの距離が大きく、かつ端面が前記第１反応性ガス吸引部の端面よりも前記反応性ガスの吐出方向の下流側に位置している第２反応性ガス吸引部と、を有する請求項７に記載の表面処理装置。
【請求項９】
前記反応性ガスは、ＣＦ４である請求項１ないし８のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【請求項１０】
前記不活性ガスは、Ｎ２である請求項１ないし９のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【請求項１１】
Ｆ（フッ素）を含む処理ガスを送出する送出部と、プラズマを用いて前記処理ガスから活性種を含む反応性ガスを生成する生成部と、前記反応性ガスを吐出する反応性ガス吐出部と、前記反応性ガス吐出部から吐出された前記反応性ガスを吸引する反応性ガス吸引部と、前記反応性ガスに対して不活性な不活性ガスを吐出する不活性ガス吐出部と、を有し、前記反応性ガス吐出部の端面方向からの平面視で、前記不活性ガス吐出部は、前記反応性ガス吐出部に対して前記反応性ガス吸引部と同じ側に位置し、前記反応性ガス吐出部からの距離が前記反応性ガス吸引部よりも大きい表面処理装置、および被処理物を準備する工程と、
大気中で、前記反応性ガスと前記大気との間に前記不活性ガスを吐出して、前記被処理物の表面処理を行う表面処理工程と、を含む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】
本発明は、表面処理装置および表面処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、大気圧付近の圧力下でのプラズマ放電により生成される励起活性種を利用することによって、真空設備を必要とせずに低コストで被処理物の表面を様々に処理（エッチング、アッシング、改質、薄膜成膜等）することができる表面処理技術が知られている。
【０００３】
特許文献１には、このような表面処理技術に用いられる表面処理装置が開示されており、この表面処理装置は、高密度のプラズマにより生成された励起活性種を含む反応性ガスを被処理面に向けて噴射する噴射口と、噴射口の周囲に設けられ、表面処理を終えた使用済みの反応性ガスを吸い込む排気吸込口と、を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２１６１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような構成では、例えば、反応性ガスにＣＦ４等のフッ素系のガスを用いた場合に、Ｆ（フッ素）が大気中のＨ２Ｏ（水）と反応して新たな反応性ガス（ＨＦ）が生成されてしまい、この新たな反応性ガスによって被処理面の意図しない箇所が処理されてしまうおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、意図しない箇所が処理されてしまうことを低減し、優れた表面処理精度を発揮することのできる表面処理装置および表面処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の表面処理装置は、Ｆ（フッ素）を含む処理ガスを送出する送出部と、
プラズマを用いて前記処理ガスから活性種を含む反応性ガスを生成する生成部と、
前記反応性ガスを吐出する反応性ガス吐出部と、
前記反応性ガス吐出部から吐出された前記反応性ガスを吸引する反応性ガス吸引部と、
前記反応性ガスに対して不活性な不活性ガスを吐出する不活性ガス吐出部と、を有し、
前記反応性ガス吐出部の端面方向からの平面視で、前記不活性ガス吐出部は、前記反応性ガス吐出部に対して前記反応性ガス吸引部と同じ側に位置し、前記反応性ガス吐出部からの距離が前記反応性ガス吸引部よりも大きいことを特徴とする。
これにより、意図しない箇所が処理されてしまうことを低減し、優れた表面処理精度を発揮することのできるプラズマ処理装置を提供することができる。
【０００８】
本発明の表面処理装置では、前記反応性ガス吸引部は、前記反応性ガス吐出部の端面方向からの平面視で、前記反応性ガス吐出部の少なくとも一部を囲むように配置されていることが好ましい。
これにより、反応性ガスを効率的に吸引することができる。
【０００９】
本発明の表面処理装置では、前記不活性ガス吐出部は、前記反応性ガス吐出部の少なくとも一部を囲むように配置されていることが好ましい。
これにより、より確実に、反応性ガスと大気との間に不活性ガスを吐出させることができる。
【００１０】
本発明の表面処理装置では、前記反応性ガス吸引部および前記不活性ガス吐出部に接続されていて、前記反応性ガス吐出部の端面に開口している開口部を有することが好ましい。
これにより、より確実に、反応性ガスと大気との間に不活性ガスを吐出させることができる。
【００１１】
本発明の表面処理装置では、前記反応性ガス吐出部は、前記反応性ガス吐出部の端面に、長手形状の前記開口部を有することが好ましい。
これにより、被処理面に対して効率的に表面処理を行うことができる。
【００１２】
本発明の表面処理装置では、前記反応性ガスの吐出方向において、
前記反応性ガス吸引部の端面は、前記不活性ガス吐出部の端面よりも上流側に位置していることが好ましい。
これにより、反応性ガスと大気中の水分との接触をより効果的に低減することができる。
【００１３】
本発明の表面処理装置では、前記反応性ガス吐出部からの距離が異なる複数の前記反応性ガス吸引部を有することが好ましい。
これにより、反応性ガスを吸引する反応性ガス吸引部を選択することで、被処理面の処理領域を変化させることができる。
【００１４】
本発明の表面処理装置では、第１反応性ガス吸引部と、
前記反応性ガス吐出部の端面方向からの平面視で、前記反応性ガス吐出部の端面からの距離が大きく、かつ端面が前記第１反応性ガス吸引部の端面よりも前記反応性ガスの吐出方向の下流側に位置している第２反応性ガス吸引部と、を有することが好ましい。
これにより、反応性ガス吐出部からの距離が遠い反応性ガス吸引部からでも反応性ガスを吸引し易くなる。
【００１５】
本発明の表面処理装置では、前記反応性ガスは、ＣＦ４であることが好ましい。
これにより、例えば、被処理面がＳｉＯ２等のシリコン系材料で構成されている場合に、優れた処理特性を発揮することができる。
【００１６】
本発明の表面処理装置では、前記不活性ガスは、Ｎ２であることが好ましい。
これにより、不活性ガスが安価で質の高いものとなる。
【００１７】
本発明の表面処理方法は、Ｆ（フッ素）を含む処理ガスを送出する送出部と、プラズマを用いて前記処理ガスから活性種を含む反応性ガスを生成する生成部と、前記反応性ガスを吐出する反応性ガス吐出部と、前記反応性ガス吐出部から吐出された前記反応性ガスを吸引する反応性ガス吸引部と、前記反応性ガスに対して不活性な不活性ガスを吐出する不活性ガス吐出部と、を有し、前記反応性ガス吐出部の端面方向からの平面視で、前記不活性ガス吐出部は、前記反応性ガス吐出部に対して前記反応性ガス吸引部と同じ側に位置し、前記反応性ガス吐出部からの距離が前記反応性ガス吸引部よりも大きい表面処理装置、および被処理物を準備する工程と、
大気中で、前記反応性ガスと前記大気との間に前記不活性ガスを吐出して、前記被処理物の表面処理を行う表面処理工程と、を含むことを特徴とする。
これにより、意図しない箇所が処理されてしまうことを低減し、優れた表面処理精度を発揮することのできるプラズマ処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る表面処理装置を示す構成図である。
【図２】図１に示す表面処理装置が有するノズル部の端面方向から見た平面図（下面図）である。
【図３】図２に示すノズル部の断面図である。
【図４】従来例の問題を説明するためにノズル部を端面方向から見た平面図である。
【図５】本発明の特徴を説明するための断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る表面処理装置が有するノズル部を端面方向から見た平面図（下面図）である。
【図７】図６に示すノズル部の断面図である。
【図８】ギャップｇ２を変化させたときのプラズマ領域の変化を示す断面図である。
【図９】ギャップｇ２を変化させたときのプラズマ領域の変化を示す断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る表面処理装置が有するノズルを端面方向から見た平面図（下面図）である。
【図１１】図１０に示すノズルの断面図である。
【図１２】図１０に示すノズルを用いて行うエッチングの加工痕の一例を示す断面図である。
【図１３】図１０に示すノズルを用いて行うエッチングの加工痕の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の表面処理装置および表面処理方法を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る表面処理装置を示す構成図である。図２は、図１に示す表面処理装置が有するノズル部の端面方向から見た平面図（下面図）である。図３は、図２に示すノズル部の断面図である。図４は、従来例の問題を説明するためにノズル部を端面方向から見た平面図である。図５は、本発明の特徴を説明するための断面図である。なお、以下の説明では、図１中の上側を「上」と言い、下側を「下」とも言う。
【００２１】
図１に示す表面処理装置１００は、大気圧の下で、ウエハ９００等の被処理物の被処理面９１０に対して、エッチング処理、アッシング処理、親水処理、撥水処理などの各種プラズマ処理を局所的に行う装置である。このように大気圧の下でプラズマ処理を行うことで、真空設備を必要としない分、低コストとなる。なお、表面処理装置１００で行うプラズマ処理は、上記の例に限定されない。また、以下では、説明の便宜上、ウエハ９００に対してエッチング加工を施す場合について代表して説明する。
【００２２】
このような表面処理装置１００で処理するウエハ９００としては、特に限定されず、例えば、Ｓｉ（シリコン）、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ｓｉ３Ｎ４のシリコン系化合物、ポリオレフィン、ポリイミドのような有機系材料等が挙げられる。
【００２３】
表面処理装置１００は、図１に示すように、ウエハ９００を載置するステージ２００と、処理ガスＧ１を送出するガス送出部３００と、プラズマを発生させて処理ガスＧ１から励起活性種を含む反応性ガスＧ２を生成する生成部４００と、生成部４００で生成された反応性ガスＧ２をウエハ９００に向けて吹き付けたり、プラズマ処理の用に供された使用済みの反応性ガスＧ２を吸引したりするノズル部５００と、を有している。
【００２４】
ガス送出部３００は、処理ガスＧ１が充填されたガスボンベ（収容部）３１０と、ガスボンベ３１０から生成部４００へ送出する処理ガスＧ１の流量を調整するマスフローコントローラー３２０と、を有している。
【００２５】
ガス送出部３００から送出する処理ガスＧ１としては、ウエハ９００の材質や処理によって異なる。例えば、前述したシリコン系材料のウエハ９００にエッチング加工を施す場合には、処理ガスＧ１として、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、ＳＦ６のようなフッ素系ガス、ＣＣｌ４、Ｃｌ２、ＢＣｌ３のような塩素系ガス等を用いることができる。これらの中でも処理ガスＧ１としては、特に、ＣＦ４を用いることがより好ましい。これにより、より効率的なエッチング加工を行うことができる。
【００２６】
また、前述した有機系材料のウエハ９００にエッチング加工を施す場合には、処理ガスＧ１として、Ｏ２のような酸素系ガスなどを用いることができる。また、ウエハ９００の被処理面９１０を親水化する親水処理を施す場合には、処理ガスＧ１として、Ｏ３、Ｈ２Ｏ等などを用いることができる。また、ウエハ９００の被処理面９１０を撥水化する撥水処理を施す場合には、処理ガスＧ１として、前述したフッ素系ガスを用いることができる。
【００２７】
なお、処理ガスＧ１には、上述した原料ガスに加えてキャリアガスが含まれている。「キャリアガス」とは、主に、放電開始と放電維持のために導入するガスのことを言い、例えば、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅ等の希ガスを用いることができる。また、これらは、単独でも２種以上を混合した形態でも用いることができる。また、処理ガスＧ１は、このようなキャリアガスに加えて、さらに、処理ガスＧ１の解離促進のためのＯ２が含まれていてもよい。
【００２８】
生成部４００は、ガス送出部３００から送出された処理ガスＧ１が導入される放電管４１０と、放電管４１０に作用する電界を発生させる電極４２０、４３０と、を有している。そして、処理ガスＧ１を放電管４１０内に所定の流量で供給し、これと同時に電極４２０、４３０間に高周波電圧を印加して、放電管４１０内部に安定した気体放電を発生させることで、この放電により作られる高密度のプラズマによって放電管４１０内部に活性種が生成され、この活性種を含む反応性ガスＧ２が生成される。なお、本実施形態では、生成部４００がノズル部５００の内部に配置されているが、生成部４００の配置は、特に限定されない。
【００２９】
ノズル部５００は、図２に示すように、所定の方向に延在する長手形状（ライン状）の反応性ガス吐出部５１０と、反応性ガス吐出部５１０を介して対向して配置され、反応性ガス吐出部５１０と同じ方向に延在する一対の凹部５２０と、凹部５２０の底面に接続された反応性ガス吸引部５３０およびシールドガス吐出部（不活性ガス吐出部）５４０と、を有している。
【００３０】
反応性ガス吐出部５１０は、生成部４００と繋がっており、生成部４００で生成された反応性ガスＧ２をウエハ９００の被処理面９１０に向けて吐出（噴射）する。前述したように、反応性ガス吐出部５１０をライン状とすることで、被処理面９１０の処理効率を高めることができる。このような反応性ガス吐出部５１０のサイズとしては、特に限定されないが、例えば、長さＬ１を１００ｍｍ以上、１５０ｍｍ以下程度、幅Ｗ１を０．５ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下程度とすることができる。
【００３１】
凹部５２０は、反応性ガス吐出部５１０よりも長く、かつ、その両端が反応性ガス吐出部５１０の両端よりも外側に位置するように設けられている。そして、図２および図３に示すように、このような凹部５２０の底面には、被処理面９１０のプラズマ処理に供された使用済みの反応性ガスＧ２を吸引する反応性ガス吸引部５３０と、反応性ガスＧ２が大気中の水分（Ｈ２Ｏ）と接触しないようにシールドするためのシールドガス（不活性ガス）ＧＳを吐出するシールドガス吐出部５４０と、が接続されている。そのため、凹部５２０が開口している開口部５２１から、使用済みの反応性ガスＧ２を吸引すると共に、シールドガスＧＳを吐出される。このような構成とすることで、反応性ガス吸引部５３０から吸引される反応性ガスＧ２とシールドガス吐出部５４０から吐出されるシールドガスＧＳとの間に隙間が生じ難くなり、効果的に、反応性ガスＧ２と大気中の水分（Ｈ２Ｏ）との接触を低減することができる。なお、反応性ガスＧ２が大気中の水分（Ｈ２Ｏ）と接触することによる問題点は、後に詳細に説明する。
【００３２】
また、図３に示すように、反応性ガス吸引部５３０には、吸引量を調整することのできるマスフローコントローラー５９１が接続され、同様に、シールドガス吐出部５４０にも、吐出量を調整することのできるマスフローコントローラー５９２が接続されている。そのため、マスフローコントローラー３２０、５９１、５９２を独立して制御することで、反応性ガスＧ２の吐出量、反応性ガスＧ２の吸引量およびシールドガスＧＳの吐出量のバランスを取ることができる。
【００３３】
ここで、シールドガスＧＳとしては、水分（Ｈ２Ｏ）を含んでおらず、かつ、反応性ガスＧ２や反応性ガスＧ２で被処理面９１０を処理した際に発生するガスに対して実質的に反応しないガス（すなわち不活性なガス）であることが好ましい。このようなシールドガスＧＳとしては、例えば、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅ等の希ガスや、Ｎ２などを用いることができる。これらの中でも、シールドガスＧＳとしては、特にＮ２を用いることが好ましい。これにより、シールドガスＧＳが安価で質の高いものとなる。
【００３４】
このような凹部５２０の長さＬ２は、反応性ガス吐出部５１０より長ければ、特に限定されないが、例えば、長さＬ２を１２０ｍｍ以上、２５０ｍｍ以下程度とすることができる。また、凹部５２０の幅Ｗ２は、特に限定されないが、０．５ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下程度とすることができる。また、凹部５２０の深さＨは、特に限定されないが、例えば、１ｍｍ以上、５ｍｍ以下程度とすることができる。また、凹部５２０と反応性ガス吐出部５１０との離間距離Ｄ４としては、求められるプラズマ処理の精度（細かさ）によって異なるが、例えば、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下程度とすることができる。
【００３５】
また、シールドガス吐出部５４０は、凹部５２０の延在方向の両端部に配置されており、反応性ガス吸引部５３０は、凹部５２０の延在方向の中央部（２つのシールドガス吐出部５４０の間）に位置している。特に、各シールドガス吐出部５４０は、反応性ガス吐出部５１０の延在方向において、反応性ガス吐出部５１０の両端（一点鎖線Ｌ１０）よりも外側に位置している。そして、反応性ガス吐出部５１０と反応性ガス吸引部５３０の離間距離をＤ１とし、反応性ガス吐出部５１０とシールドガス吐出部５４０との離間距離をＤ２としたとき、Ｄ１＜Ｄ２の関係を満足している。
【００３６】
このようなことから、ノズル部５００を平面視したときに、反応性ガス吸引部５３０は、反応性ガス吐出部５１０の外周の少なくとも一部を囲むように配置されており、シールドガス吐出部５４０は、反応性ガス吐出部５１０および反応性ガス吸引部５３０の外周の少なくとも一部を囲むように配置されていると言える。反応性ガス吸引部５３０をこのように配置することで、反応性ガス吐出部５１０から吐出された反応性ガスＧ２の横方向（被処理面９１０の面内方向）への広がりを抑えることができ、より局所的なプラズマ処理が可能となる。また、シールドガス吐出部５４０をこのように配置することで、反応性ガスＧ２と大気との間により確実にシールドガスＧＳを吐出させることができ、反応性ガスＧ２と大気中の水分との接触を効果的に低減することができる。
【００３７】
以上のようなノズル部５００によれば、反応性ガス吐出部５１０から反応性ガスＧ２を被処理面９１０に向けて吐出しつつ、反応性ガス吸引部５３０（凹部５２０）から被処理面９１０のプラズマ処理に供された使用済みの反応性ガスＧ２を吸引することで、被処理面９１０の微小な領域を局所的にプラズマ処理することができる。さらに、ノズル部５００を被処理面９１０に対して移動させることで、または、ウエハ９００をノズル部５００に対して移動させることで、被処理面９１０の必要箇所全域をプラズマ処理することができる。
【００３８】
さらに、このようなプラズマ処理をシールドガス吐出部５４０（凹部５２０）からシールドガスＧＳを被処理面９１０に向けて吐出しながら行うことで、被処理面９１０の意図しない箇所が、誤ってプラズマ処理されてしまうことを低減することができ、より高精度なプラズマ処理が可能となる。以下、このことについて詳細に説明する。なお、以下では、処理ガスＧ１として、ＣＦ４（原料ガス）、Ａｒ（キャリアガス）およびＯ２（解離促進ガス）の混合ガスを用い、ＳｉＯ２で構成されたウエハ９００をプラズマ処理する場合について代表して説明する。
【００３９】
まず、処理ガスＧ１から生成された反応性ガスＧ２には、副生成物としてＣＯＦ２が含まれている。また、反応性ガスＧ２が被処理面９１０と反応することで、副生成物としてＳｉＦ４が生成される。そして、仮にシールドガスＧＳが吐出されなければ、これら副生成物ＣＯＦ２、ＳｉＦ４は、大気中の水分（Ｈ２Ｏ）と下記式（１）、（２）のように容易に反応し、それぞれからＨＦが生成される。
【００４０】
ＣＯＦ２＋Ｈ２Ｏ→２ＨＦ＋ＣＯ２・・・・・（１）
【００４１】
ＳｉＦ４＋２Ｈ２Ｏ→４ＨＦ＋ＳｉＯ２・・・・・（２）
【００４２】
このようにして生成されたＨＦは、被処理面９１０と反応するため、被処理面９１０のＨＦに触れた部分が意図せずに処理されてしまう。例えば、本実施形態のシールドガス吐出部５４０を省略した場合には、図４に示すように、反応性ガス吐出部５１０の直下の領域Ｓ１がプラズマ処理されるのみならず、その周囲の領域Ｓ２が意図せずに処理されてしまう。
【００４３】
これに対して、本実施形態のノズル部５００では、前述したようにＤ１＜Ｄ２の関係を満足し、図５に示すように、反応性ガスＧ２と大気との間にシールドガスＧＳが吐出されているため、シールドガスＧＳによって反応性ガスＧ２と大気中の水分（Ｈ２Ｏ）との接触が低減され、上述のようなＨＦの発生、さらにはＨＦによる意図しない処理を効果的に低減することができる。したがって、表面処理装置１００によれば、より高精度なプラズマ処理が可能となる。加えて、式（２）で生成されるＳｉＯ２は、被処理面９１０に堆積（デポジション）されてしまい、被処理面９１０のプラズマ処理の精度を低下させる原因にもなるが、ノズル部５００によれば、被処理面９１０へのＳｉＯ２の堆積も効果的に低減することができる。この点からも、表面処理装置１００によれば、より高精度なプラズマ処理が可能となる。
【００４４】
また、反応性ガス吐出部５１０の反応性ガスＧ２の吐出量（流量）をＱ１とし、反応性ガス吸引部５３０の反応性ガスＧ２の吸引量（流量）をＱ２とし、シールドガス吐出部５４０のシールドガスＧＳの吐出量（流量）をＱ３としたとき、Ｑ１＋（Ｑ３／２）≦Ｑ２＜Ｑ１＋Ｑ３の関係を満足していることが好ましい。このような関係を満足することで、反応性ガスＧ２の吐出および吸引さらにはシールドガスＧＳの吐出のバランスが優れたものとなり、上述した効果がより顕著なものとなる。さらに具体的な例を挙げれば、例えば、Ｑ１＝５ｓｌｍ、Ｑ２＝１０ｓｌｍ、Ｑ３＝８ｓｌｍとすることができる。ただし、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３の値は、これに限定されない。
【００４５】
以上、本実施形態の表面処理装置１００について説明した。また、上述したように、表面処理装置１００を用いた表面処理方法は、表面処理装置１００およびウエハ９００を準備する工程と、大気中で、反応性ガスＧ２と大気との間にシールドガスＧＳを吐出して、ウエハ９００の表面処理を行う表面処理工程と、を含んでいる。
【００４６】
なお、本実施形態では、凹部５２０が２本に分かれて配置されているが、凹部５２０の配置は、これに限定されず、例えば、反応性ガス吐出部５１０を囲む枠状となっていてもよい。また、反応性ガス吸引部５３０およびシールドガス吐出部５４０の数についても特に限定されない。また、ノズル部５００から凹部５２０を省略してもよい。
【００４７】
＜第２実施形態＞
図６は、本発明の第２実施形態に係る表面処理装置が有するノズル部を端面方向から見た平面図（下面図）である。図７は、図６に示すノズル部の断面図である。図８および図９は、ギャップｇ２を変化させたときのプラズマ領域の変化を示す断面図である。
【００４８】
以下、第２実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００４９】
第２実施形態は、主に、ノズル部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態とほぼ同様である。なお、図６では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００５０】
本実施形態のノズル部５００は、図６に示すように、互いに同心的に配置された反応性ガス吐出部５１０、反応性ガス吸引部５３０およびシールドガス吐出部５４０を有している。具体的には、最も内側に反応性ガス吐出部５１０が配置されており、反応性ガス吐出部５１０の外周側に、反応性ガス吐出部５１０を囲むように反応性ガス吸引部５３０が配置されており、反応性ガス吸引部５３０の外周に、反応性ガス吸引部５３０を囲むようにシールドガス吐出部５４０が配置されている。このような構成によっても、前述した第１実施形態と同様に、Ｄ１＜Ｄ２の関係を満足している。
【００５１】
また、図７に示すように、反応性ガス吐出部５１０の開口５１１と被処理面９１０との離間距離ｈ１、反応性ガス吸引部５３０の開口５３１と被処理面９１０との離間距離ｈ２、シールドガス吐出部５４０の開口５４１と被処理面９１０との離間距離ｈ３が、ｈ３≦ｈ２≦ｈ１の関係を満足していることが好ましい。ｈ２≦ｈ１の関係を満足することで、反応性ガス吸引部５３０によって、使用済みの反応性ガスＧ２をより迅速に吸引することができ、ｈ３≦ｈ２の関係を満足することで、大気が入り込む隙間（シールドガス吐出部５４０と被処理面９１０の隙間）が小さくなるため、シールドガスＧＳによって、反応性ガスＧ２と大気中の水分（Ｈ２Ｏ）との接触をより効果的に低減することができる。したがって、より高精度なプラズマ処理が可能となる。
【００５２】
なお、本実施形態では、反応性ガス吐出部５１０の開口５１１は、反応性ガス吸引部５３０の開口５３１よりも上方（被処理面９１０から遠位側。反応性ガスＧ２の吐出方向の上流側）に位置し、反応性ガス吸引部５３０の開口５３１は、シールドガス吐出部５４０の開口５４１よりも上方に位置している。すなわち、図示の構成では、ｈ３＜ｈ２＜ｈ１の関係を満足している。このような関係を満足することで、上述した効果がより顕著なものとなる。
【００５３】
また、本実施形態では、反応性ガス吐出部５１０が反応性ガス吸引部５３０に対して上下（反応性ガスＧ２の吐出方向）に移動可能となっており、開口５１１と開口５３１のギャップｇ２を調節することができるようになっている。このようにギャップｇ２を調節することで、被処理面９１０のプラズマ処理領域Ｓ３の大きさを変化させることができる。具体的には、図８および図９に示すように、ギャップｇ２が小さくなる程、反応性ガス吐出部５１０から吐出された反応性ガスＧ２が広がり易くなるため、それに伴って、プラズマ処理領域Ｓ３が大きくなる。
【００５４】
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００５５】
なお、本実施形態では、ギャップｇ２を変化させるために、反応性ガス吐出部５１０が反応性ガス吸引部５３０に対して移動可能となっているが、反対に、反応性ガス吸引部５３０が反応性ガス吐出部５１０に対して移動可能となっていてもよいし、両者が互いに移動可能になっていてもよい。
【００５６】
＜第３実施形態＞
図１０は、本発明の第３実施形態に係る表面処理装置が有するノズルを端面方向から見た平面図（下面図）である。図１１は、図１０に示すノズルの断面図である。図１２および図１３は、それぞれ、図１０に示すノズルを用いて行うエッチングの加工痕の一例を示す断面図である。
【００５７】
以下、第３実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００５８】
第３実施形態は、主に、ノズル部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態とほぼ同様である。なお、図１０では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００５９】
本実施形態のノズル部５００は、図１０および図１１に示すように、同心的に配置された反応性ガス吐出部５１０、反応性ガス吸引部５３０およびシールドガス吐出部５４０を有している。具体的には、最も内側に反応性ガス吐出部５１０が配置されており、反応性ガス吐出部５１０の外周側に、反応性ガス吐出部５１０を囲むように反応性ガス吸引部５３０が配置されており、反応性ガス吸引部５３０の外周に、反応性ガス吸引部５３０を囲むようにシールドガス吐出部５４０が配置されている。このような構成によっても、前述した第１実施形態と同様に、Ｄ１＜Ｄ２の関係を満足している。
【００６０】
また、反応性ガス吸引部５３０は、３つの吸引部（第１反応性ガス吸引部）５３０Ａ、吸引部（第２反応性ガス吸引部）５３０Ｂおよび吸引部（第３反応性ガス吸引部）５３０Ｃを有しており、吸引部５３０Ａ、５３０Ｂ、５３０Ｃが内側（反応性ガス吐出部５１０側）からこの順に同心的に配置されている。なお、吸引部５３０Ａ、５３０Ｂ、５３０Ｃには、それぞれ、図示しないマスフローコントローラーが接続されており、反応性ガスＧ２の吸引量を独立して調節することができるようになっている。
【００６１】
また、図１１に示すように、反応性ガス吐出部５１０の開口５１１と被処理面９１０との離間距離ｈ１、吸引部５３０Ａの開口５３１Ａと被処理面９１０との離間距離ｈ２１、吸引部５３０Ｂの開口５３１Ｂと被処理面９１０との離間距離ｈ２２、吸引部５３０Ｃの開口５３１Ｃと被処理面９１０との離間距離ｈ２３、シールドガス吐出部５４０の開口５４１と被処理面９１０との離間距離ｈ３が、ｈ３≦ｈ２３≦ｈ２２≦ｈ２１≦ｈ１の関係を満足していることが好ましい。
【００６２】
このように、ｈ２１、ｈ２２、ｈ２３≦ｈ１の関係を満足することで、反応性ガス吸引部５３０によって、使用済みの反応性ガスＧ２をより迅速に吸引することができ、ｈ３≦ｈ２１、ｈ２２、ｈ２３の関係を満足することで、シールドガスＧＳによって、反応性ガスＧ２と大気中の水分（Ｈ２Ｏ）との接触をより効果的に低減することができる。したがって、より高精度なプラズマ処理が可能となる。また、ｈ２３≦ｈ２２≦ｈ２１の関係を満足することで、反応性ガス吐出部５１０からの距離が遠い吸引部からでも反応性ガスＧ２を吸引し易くなる。
【００６３】
また、反応性ガスＧ２を吸引する場所を吸引部５３０Ａ、５３０Ｂ、５３０Ｃから選択することで、プラズマ処理領域Ｓ３の大きさを変化させることができる。具体的には、図１２に示すように、吸引部５３０Ａから反応性ガスＧ２を吸引する場合は領域Ｓ３１がプラズマ処理され、吸引部５３０Ｂから反応性ガスＧ２を吸引する場合は領域Ｓ３２がプラズマ処理され、吸引部５３０Ｃから反応性ガスＧ２を吸引する場合は領域Ｓ３３がプラズマ処理される。このように、吸引部５３０Ａ、５３０Ｂ、５３０Ｃのうち、外側に位置するものを選択する程、プラズマ処理領域Ｓ３を大きくすることができる。
【００６４】
このような構成によれば、例えば、まず、吸引部５３０Ａから反応性ガスＧ２を吸引しながらプラズマ処理を行い、次に、吸引部５３０Ｂから反応性ガスＧ２を吸引しながらプラズマ処理を行い、次に、吸引部５３０Ｃから反応性ガスＧ２を吸引しながらプラズマ処理を行うことで、図１３に示すように、被処理面９１０に略Ｖ字状の溝９２０を形成することができる。
【００６５】
このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００６６】
なお、本実施形態では、反応性ガス吸引部５３０が３つの吸引部５３０Ａ、５３０Ｂ、５３０Ｃを有する構成について説明したが、吸引部の数は、３つに限定されず、２つでもよいし、４つ以上でもよい。また、上記では、吸引部５３０Ａ、５３０Ｂ、５３０Ｃのいずれか１つを選択して反応性ガスＧ２を吸引する場合について説明したが、吸引部５３０Ａ、５３０Ｂ、５３０Ｃから２つの吸引部を選択して反応性ガスＧ２を吸引してもよいし、全ての吸引部５３０Ａ、５３０Ｂ、５３０Ｃを選択して反応性ガスＧ２を吸引してもよい。なお、この場合には、マスフローコントローラーで各吸引部５３０Ａ、５３０Ｂ、５３０Ｃの吸引量を調節することで、プラズマ処理領域Ｓ３の大きさをさらに細かく制御することが可能となる。
【００６７】
以上、本発明の表面処理装置および表面処理方法を、図示の実施形態に基づいて説明した。本発明はこれらに限定されるものではない。本発明の表面処理装置の各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１００…表面処理装置、２００…ステージ、３００…ガス送出部、３１０…ガスボンベ、３２０…マスフローコントローラー、４００…生成部、４１０…放電管、４２０、４３０…電極、５００…ノズル部、５１０…反応性ガス吐出部、５１１…開口、５２０…凹部、５２１…開口部、５３０…反応性ガス吸引部、５３０Ａ、５３０Ｂ、５３０Ｃ…吸引部、５３１、５３１Ａ、５３１Ｂ、５３１Ｃ…開口、５４０…シールドガス吐出部、５４１…開口、５９１、５９２…マスフローコントローラー、９００…ウエハ、９１０…被処理面、９２０…溝、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ４…離間距離、Ｇ１…処理ガス、Ｇ２…反応性ガス、ＧＳ…シールドガス、Ｌ１０…一点鎖線、Ｓ１、Ｓ２…領域、Ｓ３…プラズマ処理領域、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３…領域、ｇ２…ギャップ、ｈ１、ｈ２、ｈ２１、ｈ２２、ｈ２３、ｈ３…離間距離
【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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【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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