(57)【要約】【課題】表面処理装置の構造を複雑化させることなくローディング効果を防止する。【解決手段】被処理物９を処理ヘッド２０に対し移動方向Ａへ相対速度ｖにて相対移動させ、噴出口２３ａから処理ガスを噴出して被処理物９に接触させて表面処理する。噴出口２３ａより移動方向Ａの上流側に離れた第１吸引口２６Ｌからガスを吸引し、噴出口２３ａより移動方向Ａの下流側に離れた第２吸引口２６Ｒからガスを吸引する。噴出口２３ａと第１吸引口との間の距離Ｌ１と、噴出口２３ａと第２吸引口２６Ｒとの間の距離Ｌ２を互いに等しくする。第１吸引口２６Ｌと第２吸引口２６Ｒの吸引圧を互いに略等しくする。噴出口２３ａと第２吸引口２６Ｒとの間の処理路２５Ｒでの処理ガスの平均流速φａｖと相対速度ｖとの比（ｖ／φａｖ）が、０．５＜ｖ／φａｖ≦３を満たすようにする。【選択図】図１
2009200481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物に処理ガスを接触させて前記被処理物の表面を処理する方法であって、
前記被処理物を処理ヘッドに対し移動方向へ相対速度ｖにて相対移動させ、
前記処理ヘッドの噴出口から前記処理ガスを噴出し、
前記処理ヘッドの噴出口より前記移動方向の上流側に離れて設けられた第１吸引口からガスを吸引し、
前記処理ヘッドの噴出口より前記移動方向の下流側に前記噴出口と前記第１吸引口との間の距離と等距離離れて設けられた第２吸引口からガスを前記第１吸引口と略等しい吸引圧で吸引し、
前記噴出口と前記第２吸引口との間の処理ガスの前記処理ヘッドに対する平均流速φａｖと前記相対速度ｖとの比が、下式（１）を満たすようにすることを特徴とする表面処理方法。
０．５＜ｖ／φａｖ≦３  …式（１）
【請求項２】
前記比が、下式（２）を満たすようにすることを特徴とする請求項１に記載の表面処理方法。
２／３≦ｖ／φａｖ≦３／２  …式（２）
【請求項３】
前記比が、下式（３）を満たすようにすることを特徴とする請求項１に記載の表面処理方法。
０．９５＜ｖ／φａｖ＜１．０５  …式（３）
【請求項４】
被処理物に処理ガスを接触させて前記被処理物の表面を処理する装置であって、
処理ヘッドと、この処理ヘッドに対し被処理物を仮想の面に沿って移動方向へ相対速度ｖにて相対移動させる移動手段と、前記処理ヘッドと前記仮想面との間の間隔を調節する間隔調節手段とを備え、
前記処理ヘッドには、前記処理ガスを噴出する噴出口と、この噴出口から前記移動方向の上流側に離れた位置でガスを吸引する第１吸引口と、前記噴出口から前記移動方向の下流側に前記噴出口と前記第１吸引口との間の距離と等距離離れた位置でガスを前記第１吸引口と略等しい吸引圧で吸引する第２吸引口とが形成され、
前記噴出口と前記第２吸引口との間の処理ガスの前記処理ヘッドに対する平均流速φａｖと前記相対速度ｖとの比が下式（１）を満たすよう、前記間隔調節手段によって前記間隔調節がなされることを特徴とする表面処理装置。
０．５＜ｖ／φａｖ≦３  …式（１）
【請求項５】
前記比が下式（２）を満たすよう、前記間隔調節がなされることを特徴とする請求項４に記載の表面処理装置。
２／３≦ｖ／φａｖ≦３／２  …式（２）
【請求項６】
前記比が下式（３）を満たすよう、前記間隔調節がなされることを特徴とする請求項４に記載の表面処理装置。
０．９５＜ｖ／φａｖ＜１．０５  …式（３）
【請求項７】
前記第１吸引口及び前記第２吸引口の前記移動方向に沿う開口幅が、前記間隔より十分に大きいことを特徴とする請求項４〜６の何れかに記載の表面処理装置。
【請求項８】
請求項１〜３の何れかに記載の方法又は請求項４〜７の何れかに記載の装置にて表面処理されたことを特徴とする被処理物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板や半導体ウェハ等の被処理物に処理ガスを接触させて、エッチング、洗浄、成膜、表面改質等の表面処理を行なう方法及び装置並びに表面処理された被処理物に関する。
【背景技術】
【０００２】
被処理物を処理ヘッドに対し一方向に相対移動させながら、処理ガスを被処理物に接触させ、表面処理を行う方法は公知である（例えば特許文献１、２参照）。処理ガスは、処理ヘッドの噴出口から噴き出され、処理ヘッドと被処理物との間を両外側へ向かって流れる。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等の表面処理がなされる。処理ヘッドの両側には吸引口が設けられており、これら吸引口から処理済みのガスや反応副生成物が吸引され排気される。
【０００３】
処理ガスが被処理物上を流れているときは、流れの下流に向かうにしたがって、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、処理ガスが被処理物より外側を流れているときは、反応成分が消費されず高濃度を維持する。したがって、被処理物の端部は、被処理物の中央部よりも高濃度の処理ガスと接触する機会が多く、過度に処理される。このように被処理物の端部の処理量が中央部の処理量と異なる現象をローディング効果という。
【０００４】
そこで、特許文献１、２では、被処理物の端部近傍にガスの吸引部や不活性ガスの噴き出し部を設け、ローディング効果が起きるのを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３１７６９９号公報
【特許文献２】特開２００７−３１７７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１、２のローディング効果防止手段は、装置構造が複雑化しコスト増大が懸念される。
出願人は、別のローディング効果防止手段として、処理ヘッドの中央部と被処理物との間の処理ガス流と被処理物との相対速度が略ゼロになるように上記処理ヘッド中央部と被処理物との間の間隔を調節するとともに、処理ヘッドの両側に被処理物との間隔が狭くコンダクタンスの小さくなる領域を形成し、この領域ではガスの流れが形成されないようにすることを提案した（特願２００６−２９００５４号）。しかし、この場合、僅かな調整誤差で処理ヘッドの両側が被処理物に接触するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる事情に鑑み、本発明方法は、被処理物に処理ガスを接触させて前記被処理物の表面を処理する方法であって、
前記被処理物を処理ヘッドに対し移動方向へ相対速度ｖにて相対移動させ、
前記処理ヘッドの噴出口から前記処理ガスを噴出し、
前記処理ヘッドの噴出口より前記移動方向の上流側に離れて設けられた第１吸引口からガスを吸引し、
前記処理ヘッドの噴出口より前記移動方向の下流側に前記噴出口と前記第１吸引口との間の距離と等距離離れて設けられた第２吸引口からガスを前記第１吸引口と略等しい吸引圧で吸引し、
前記噴出口と前記第２吸引口との間の処理ガスの前記処理ヘッドに対する平均流速φａｖと前記相対速度ｖとの比が、下式（１）を満たすようにすることを特徴とする。
０．５＜ｖ／φａｖ≦３  …式（１）
これによって、装置構造を複雑化させることなく、ローディング効果を抑制できる。
【０００８】
前記比が、下式（２）を満たすようにすることが好ましい。
２／３≦ｖ／φａｖ≦３／２  …式（２）
これによって、ローディング効果を一層抑制できる。
【０００９】
前記比が、下式（３）を満たすようにすることが好ましい。
０．９５＜ｖ／φａｖ＜１．０５  …式（３）
これによって、ローディング効果をより一層抑制できる。
【００１０】
また、本発明装置は、被処理物に処理ガスを接触させて前記被処理物の表面を処理する装置であって、
処理ヘッドと、この処理ヘッドに対し被処理物を仮想の面に沿って移動方向へ相対速度ｖにて相対移動させる移動手段と、前記処理ヘッドと前記仮想面との間の間隔を調節する間隔調節手段とを備え、
前記処理ヘッドには、前記処理ガスを噴出する噴出口と、この噴出口から前記移動方向の上流側に離れた位置でガスを吸引する第１吸引口と、前記噴出口から前記移動方向の下流側に前記噴出口と前記第１吸引口との間の距離と等距離離れた位置でガスを前記第１吸引口と略等しい吸引圧で吸引する第２吸引口とが形成され、
前記噴出口と前記第２吸引口との間の処理ガスの前記処理ヘッドに対する平均流速φａｖと前記相対速度ｖとの比が、下式（１）を満たすよう、前記間隔調節手段によって前記間隔調節がなされることを特徴とする。
０．５＜ｖ／φａｖ≦３  …式（１）
これによって、装置構造を複雑化させることなく、ローディング効果を抑制できる。式（１）を満たすための操作を前記間隔調節手段によって行なうことができるため、前記相対速度ｖにつては生産ラインの要求に応じて設定でき、前記処理ガスの噴出流量については処理のレシピに基づいて設定できる。
【００１１】
前記比が下式（２）を満たすよう、前記間隔調節がなされることが好ましい。
２／３≦ｖ／φａｖ≦３／２  …式（２）
これによって、ローディング効果を一層抑制できる。
【００１２】
前記比が下式（３）を満たすよう、前記間隔調節がなされることが好ましい。
０．９５＜ｖ／φａｖ＜１．０５  …式（３）
これによって、ローディング効果をより一層抑制できる。
【００１３】
前記第１吸引口及び前記第２吸引口の前記移動方向に沿う開口幅が、前記間隔より十分に大きいことが好ましい。
これによって、第１、第２吸引口におけるガスのコンダクタンスを処理ヘッドと被処理物との間におけるガスのコンダクタンスより十分に大きくでき、第１吸引口の吸引圧と第２吸引口の吸引圧を容易に等圧にすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、装置構造を複雑化させることなく、ローディング効果を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る表面処理装置の概略構成を示す正面断面図である。
【図２】上記表面処理装置の処理ヘッドの内部構造を示す斜視図である。
【図３】上記表面処理装置の処理路内での処理ガスの流速分布を、移動速度ｖと平均流速φａｖの比がｖ／φａｖ＝０．５の状態で移動速度ｖを１として示すグラフであり、（ａ）は左処理路の流速分布であり、（ｂ）は右処理路の流速分布である。
【図４】上記表面処理装置の処理路内での処理ガスの流速分布を、移動速度ｖと平均流速φａｖの比がｖ／φａｖ＝２／３の状態で移動速度ｖを１として示すグラフであり、（ａ）は左処理路の流速分布であり、（ｂ）は右処理路の流速分布である。
【図５】上記表面処理装置の処理路内での処理ガスの流速分布を、移動速度ｖと平均流速φａｖの比がｖ／φａｖ＝１の状態で移動速度ｖを１として示すグラフであり、（ａ）は左処理路の流速分布であり、（ｂ）は右処理路の流速分布である。
【図６】上記表面処理装置の処理路内での処理ガスの流速分布を、移動速度ｖと平均流速φａｖの比がｖ／φａｖ＝３／２の状態で移動速度ｖを１として示すグラフであり、（ａ）は左処理路の流速分布であり、（ｂ）は右処理路の流速分布である。
【図７】上記表面処理装置の処理路内での処理ガスの流速分布を、移動速度ｖと平均流速φａｖの比がｖ／φａｖ＝２の状態で移動速度ｖを１として示すグラフであり、（ａ）は左処理路の流速分布であり、（ｂ）は右処理路の流速分布である。
【図８】上記表面処理装置の処理路内での処理ガスの流速分布を、移動速度ｖと平均流速φａｖの比がｖ／φａｖ＝３の状態で移動速度ｖを１として示すグラフであり、（ａ）は左処理路の流速分布であり、（ｂ）は右処理路の流速分布である。
【図９】上記表面処理装置の処理路内での処理ガスの流速分布を、移動速度ｖと平均流速φａｖの比がｖ／φａｖ＝１０の状態で移動速度ｖを１として示すグラフであり、（ａ）は左処理路の流速分布であり、（ｂ）は右処理路の流速分布である。
【図１０】処理ヘッドの底部構造の変形例を示す底面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を説明する。
図１に示すように、この実施形態の被処理物９は、例えば大型液晶パネル用の平面視四角形のガラス基板である。ガラス基板９の左右方向の寸法は、例えば２．５ｍ程度であり、前後方向（図１の紙面と直交する方向）の寸法は、例えば２ｍ程度である。上記の寸法はあくまで例示であって、本発明は被処理物９の大きさを任意に設定できる。
ガラス基板９の表面にはアモルファスシリコン（図示せず）等の膜が形成されている。この膜を表面処理装置１にてエッチングする。
【００１７】
表面処理装置１は、ステージ１０と、このステージ１０の上方に配置された処理ヘッド２０を備えている。ステージ１０の上面に被処理物収容凹部１０ａが形成されている。この凹部１０ａ内に被処理物９が配置されている。被処理物９の上面（被処理面）と凹部１０ａより外側のステージ１０の上面１０ｂとは面一になっている。これら被処理物９の上面とステージ外側上面１０ｂとが、水平な仮想面ＰＬ上に位置されている。
【００１８】
ステージ１０には被処理物収容凹部１０ａが無くてもよく、ステージ１０の上面の全体が平らであってもよい。その場合、ステージ１０の上面に載置した被処理物９の外側に被処理物９と同じ厚さの補助板を配置し、被処理物９と補助板の上面が面一になるようにしてもよい。
【００１９】
ステージ１０は、移動手段２に接続されている。詳細な図示は省略するが、移動手段２は、モータ等の駆動部とこの駆動部とステージ１０を連結するベルト、チェーン、ギア列等の動力伝達部とを含んでいる。この移動手段２によって、ステージ１０ひいては被処理物９が仮想面ＰＬに沿って図１の白抜き矢印Ａで示す移動方向（右方向）に速度ｖで移動されるようになっている。移動手段２は、移動速度ｖを調節可能になっている。
【００２０】
移動手段２としてローラコンベアやベルトコンベアを用いてもよい。ただし、ローラコンベアを用いる場合には、ローラコンベア上にサセプタなどの支持台を隙間無く敷き詰めるのがよい。この場合、ローラコンベアやベルトコンベアがステージ１０に代わる被処理物９の支持手段を兼ねる。またサセプタなどの支持台が支持手段となる。
【００２１】
処理ヘッド２０は、大略左右対称になっている。以下、処理ヘッド２０の左右一対の構成要素を互いに区別するときは、左側の構成要素の符号に「Ｌ」を付し、右側の構成要素の符号に「Ｒ」を付すことにする。
【００２２】
処理ヘッド２０は、ハウジング２１を備えている。ハウジング２１の内部に直管からなるヘッダ路２２が設けられている。図１及び図２に示すように、ヘッダ路２２は移動方向Ａと直交する前後方向に延びている。図２に示すように、ヘッダ路２２の長手方向の一端部（例えば前側の端部）には、処理ガス供給路３ａを介して処理ガス供給手段３が連なり、他端部（例えば後側の端部）は閉塞されている。ヘッダ路２２の直径は十分大きく長手方向（図１の紙面直交方向）に流れるガスの圧力損失は無視することができる。
【００２３】
処理ガス供給手段３は、処理目的に応じた反応成分を含む処理ガス（処理流体）を処理ヘッド２０に供給するようになっている。例えば、被処理物９の表面のアモルファスシリコンをエッチング処理する場合、反応成分としてＨＦ及びＯ３を含む処理ガスを用いる。ＨＦは、ＣＦ４等のフッ素原料にＨ２Ｏ等の水素原料を添加してプラズマ生成装置にてプラズマ化することにより生成することができる。Ｏ３は、Ｏ２を原料としオゾナイザーにて生成することができる。ＣＦ４とＨ２ＯとＯ２の混合ガスをプラズマ生成装置にてプラズマ化することにしてもよい。
【００２４】
さらに、処理ガス供給手段３には、流量制御手段３ｂが設けられている。流量制御手段３ｂは、マスフローコントローラや流量制御弁等で構成され、処理ガスの供給流量ｑを調節する。
【００２５】
ヘッダ路２２の下側部には長手方向に延びるスリット状の分配口２２ａが形成されている。
分配口２２ａは、スリットに代えて、ヘッダ路２２の長手方向（図１の紙面に直交する方向）に一列に並べられた多数の小孔にて構成してもよい。
【００２６】
分配口２２ａの下側に分配口２２ａと平行なスリット状の噴出路２３が連なっている。噴出路２３は、下方へ延びている。噴出路２３の下端部が、下方へ開口され、噴出口２３ａを構成している。
【００２７】
図１及び図２に示すように、処理ヘッド２０の下側部には左右一対の処理路画成部２４，２４が設けられている。各処理路画成部２４は、長手方向を前後に向け、幅方向を左右に向けた平板状になっている。処理路画成部２４は、例えばセラミック等の絶縁体で構成されているが、金属で構成されていてもよい。左右の処理路画成部２４，２４の対向端面どうしによって噴出口２３ａを含む噴出路２３の下側部分が画成されている。
【００２８】
図１に示すように、各処理路画成部２４の下面の全体が、水平かつ平らになっている。左右の処理路画成部２４Ｌ，２４Ｒの下面どうしは、互いに同一の水平面上に位置している。各処理路画成部２４Ｌ，２４Ｒの下面と、被処理物９の上面及びステージ外側上面１０ｂ（仮想面ＰＬ）とは、互いに平行になっている。左側（第１）の処理路画成部２４Ｌと、被処理物９の上面又はステージ外側上面１０ｂとの間には、左側（第１）の処理路２５Ｌが画成される。処理路２５Ｌの上下厚さ（処理路画成部２４Ｌの下面と仮想面ＰＬとの間の間隔ｄ）は、処理路２５Ｌの左右方向及び奥行き方向の全体にわたって一定の大きさになっている。右側（第２）の処理路画成部２４Ｒと、被処理物９の上面又はステージ外側上面１０ｂとの間には、右側（第２）の処理路２５Ｒが画成される。処理路２５Ｒの上下厚さ（処理路画成部２４Ｒの下面と仮想面ＰＬとの間の間隔ｄ）は、処理路２５Ｒの左右方向及び奥行き方向の全体にわたって一定の大きさになっている。左右の処理路２５Ｌ，２５Ｒの上下厚さは、互いに等しい。処理路２５の上下厚さすなわち処理路画成部２４と仮想面ＰＬとの間の間隔ｄの大きさは、例えばｄ＝数ｍｍ〜十数ｍｍ程度である。図１において間隔ｄの大きさは、誇張されている。左右の処理路２５Ｌ，２５ＲのＡ方向に沿う左右寸法（後記Ｌ１，Ｌ２）は、互いに等しく、かつ間隔ｄより十分に大きい。左右の処理路２５Ｌ，２５Ｒの奥行き（前後方向の寸法）は、互いに等しく、基板９の前後方向の寸法と略同じかそれより少し大きく、例えば２ｍ乃至それ以上である。左右の処理路２５Ｌ，２５Ｒは、互いに等しいガスコンダクタンスを有している。
【００２９】
図示は省略するが、ハウジング２１の前後両側部（図１の紙面手前側と奥側）には、前後の側壁が設けられており、この前後の側壁によって、ヘッダ路２２以外ではガス流の前後方向（図１の紙面直交方向）のベクトルが０になっている。
【００３０】
ハウジング２１の左側（移動方向Ａの上流側）の側壁２９Ｌの下端部と左処理路画成部２４Ｌとの間に左吸引口２６Ｌ（第１吸引口）が形成されている。ハウジング２１の右側（移動方向Ａの下流側）の側壁２９Ｒの下端部と右処理路画成部２４Ｒとの間に右吸引口２６Ｒ（第２吸引口）が形成されている。各吸引口２６は、処理路画成部２４の長手方向（図１の紙面直交方向）に処理路画成部２４と略同じ長さ延びている。
側壁２９の下端部は、処理路画成部２４の底面より上に位置しているが、処理路画成部２４の底面と同じ高さに位置していてもよく、処理路画成部２４の底面より下に突出していてもよい。
【００３１】
左右の吸引口２６の開口幅Ｗ０（図１において左右方向の寸法）は、互いに等しく、間隔ｄより大きい。吸引口２６の開口幅Ｗ０は、間隔ｄの例えば２〜５倍以上である。
左吸引口２６Ｌは、噴出口２６より移動方向Ａの上流側に距離Ｌ１だけ離れて設けられている。右吸引口２６Ｌは、噴出口２６より移動方向Ａの下流側に距離Ｌ１だけ離れて設けられている。噴出口２３ａから左吸引口２６Ｌまでの距離Ｌ１と、噴出口２３ａから右２吸引口２６Ｒまでの距離Ｌ２は互いに等しい。距離Ｌ１，Ｌ２は、間隔ｄの４倍以上である。
【００３２】
左吸引口２６Ｌはハウジング２１内の左側部の吸引路２７Ｌに連なっている。右吸引口２６Ｒはハウジング２１内の右側部の吸引路２７Ｒに連なっている。左側の吸引経路２６Ｌ，２７Ｌのガスコンダクタンスと右側の吸引経路２６Ｒ，２７Ｒのガスコンダクタンスは、互いに等しく、かつ処理路２５のガスコンダクタンスより十分に大きい。
【００３３】
左右の吸引路２７は、ハウジング２１の上部の共通吸引ポート２８に連なっている。吸引ポート２８から共通吸引管４ａが延び、この吸引管４ａが吸引手段４に連なっている。吸引手段４の駆動によって、左右の吸引口２６Ｌ，２６Ｒが互いに等しい吸引圧力になるようになっている。詳細な図示は省略するが、吸引手段４は、圧力制御弁（吸引圧力制御手段）や、流量制御弁（吸引流量制御手段）や、スクラバ（排ガス無害化手段）等を含んでいる。
左右の吸引路２７Ｌ，２７Ｒからそれぞれ個別の吸引管を引き出し、各吸引管に吸引圧力制御手段や吸引流量制御手段を設けることにしてもよい。
【００３４】
更に、処理ヘッド２０には昇降式間隔調節手段３０が接続されている。詳細な図示は省略するが、昇降式間隔調節手段３０は、モータ、アクチュエータ等の駆動部と、この駆動部と処理ヘッド２０とを連結する連結部と、処理ヘッド２０を上下スライド可能に支持するスライドガイド等を含んでいる。この間隔調節手段３０によって処理ヘッド２０が昇降される。これによって、処理ヘッド２０と被処理物９又はステージ外側上面１０ｂとの間の間隔ｄを増減することができる。
【００３５】
上記構成の表面処理装置１を用いて被処理物９を表面処理する方法を説明する。
噴出工程
処理ガス供給手段３においてＨＦ、Ｏ３等の反応成分を所定濃度含む処理ガスを生成し、この処理ガスを供給路３ａを介して処理ヘッド２０へ流量ｑにて供給する。図１の太矢印線ｆに示すように、処理ガスは、ヘッダ路２２の一端部に導入され、ヘッダ路２２の他端部へ向けて流れながら分配路２２ａから噴出路２３へ漸次流入する。この噴出路２３を経て、噴出口２３ａから下方へ、かつ噴出路２３の長手方向（図１の紙面直交方向）に均一に噴出される。そして、処理路２５に流入する。
【００３６】
移動工程
併行して、移動手段２によってステージ１０をＡ方向に速度ｖで移動させる。これより、ステージ１０上の被処理物９が処理ヘッド２０の下方に導入される。
反応工程
そして、処理路２５の処理ガスが被処理物９に接触し、処理ガス中の反応成分の反応が起き、被処理物９の表面処理がなされる。
【００３７】
吸引工程
更に、吸引手段４を駆動し、左右の吸引口２６Ｌ，２６Ｒ周辺を互いに等しい負圧にする。左右の吸引口２６のガスコンダクタンスが十分大きいため、これら吸引口２６の周辺の圧力を容易に等圧にすることができる。この吸引圧によって、各吸引口２６に達した処理ガスや外部の雰囲気ガスが吸引口２６に吸い込まれ、吸引路２７、吸引ポート２８、吸引管４ａを順次経て、吸引手段４へ送られる。そして、吸引手段４内の無害化手段にて無害化された後、排出される。吸引流量は噴出流量ｑより十分に大きい。
【００３８】
設定工程
ここで、右処理路２５Ｒ内すなわち噴出口２３ａから第２吸引口２６Ｒまでの間の処理ガスの平均流速をφａｖとすると、次式（１）が満たされるように、関係諸量を設定しておく。
０．５＜ｖ／φａｖ≦３  …式（１）
好ましくは次式（２）が満たされるように設定しておく。
２／３≦ｖ／φａｖ≦３／２    …式（２）
より好ましくは次式（３）が満たされるように設定しておく。
０．９５＜ｖ／φａｖ＜１．０５  …式（３）
平均流速φａｖは、供給手段３からの処理ガスの投入流量ｑを処理路２５の流路断面積で除することで求められる。
たとえば、処理路２５内での処理ガスの平均流速φａｖは、処理ガスが左右の処理路２５L、２５Ｒに分流するしないに関わらず、
φａｖ＝ｑ／（Ｗ×ｄ）
で与えられる。ここで、Ｗは、図２に示すように処理路２５の流路幅（図１の紙面と直交する方向の寸法）であり、ｄは、処理路２５の上下厚さ（処理路画成部２４の下面と仮想面ＰＬとの間の間隔）である。
たとえば、流路幅Ｗが２．５ｍ、間隔ｄが４ｍｍ、ガス投入流量ｑが５０Ｌ/ｍｉｎのときは、平均流速は、
φａｖ＝（５０×１０−３／｛２．５×（４×１０−３）｝＝５ｍ／ｍｉｎである。
【００３９】
上記の式（１）〜（３）の何れかが満たされるようにするための関係諸量は、主に、被処理物９の移動速度ｖ、処理ガスの噴出流量ｑ、処理ヘッド２０と被処理物９又はステージ外側上面１０ｂとの間隔ｄの３つである。
移動速度ｖは、移動手段２によって調節できる。
処理ガス流量ｑは、処理ガス流量制御手段３ｂによって調節できる。
間隔ｄは、昇降式間隔調節手段３０によって調節できる。
【００４０】
一方、移動速度ｖは、生産ライン上の要求からある程度限定される。
処理ガス流量ｑは、処理レシピに関わるものであり、あまり自由度がない。
したがって、ある程度の自由度が許されるのは、間隔ｄである。この間隔ｄの大きさを他の規定の諸量ｖ、ｑ等に合わせて調節することにより、上記式（１）〜（３）の何れかが満たされるようにすることができる。
間隔ｄは、調節可能だが、上述したように処理路２５の全域に渡って一定値にしておくことが好ましい。
【００４１】
図３〜図９は、処理路２５内の処理ガスの流速分布を示したグラフである。これらグラフにおいて（ａ）は、左処理路２５Ｌ内での流速分布を示し、（ｂ）は、右処理路２５Ｒ内での流速分布を示す。グラフの縦軸は、処理路２５内の上下方向の位置Ｈである。Ｈ＝０は、仮想面ＰＬすなわち被処理物９の上面又はステージ外側上面１０ｂの位置に対応する。Ｈ＝ｄは、処理路画成部２４の底面（処理ヘッド底面）の位置に対応する。グラフの横軸は移動速度ｖを１としたときの流速（φ／ｖ）である。正の側（φ／ｖ＞０）は、ガス流の向きが右方向（移動方向Ａと同じ方向）であることを示す。負の側（φ／ｖ＜０）は、ガス流の向きが左方向（移動方向Ａとは逆方向）であることを示す。
【００４２】
図３は、移動速度ｖと右処理路２５Ｒ内の処理ガスの平均流速φａｖの比（ｖ／φａｖ）が、ｖ／φａｖ＝０．５のときを示す。
図４は、上記比が、ｖ／φａｖ＝２／３のときを示す。
図５は、上記比が、ｖ／φａｖ＝１のときを示す。
図６は、上記比が、ｖ／φａｖ＝１．５のときを示す。
図７は、上記比が、ｖ／φａｖ＝２のときを示す。
図８は、上記比が、ｖ／φａｖ＝３のときを示す。
図９は、上記比が、ｖ／φａｖ＝１０のときを示す。
【００４３】
図３〜図９に示すように、比（ｖ／φａｖ）の大きさに拘わらず、処理ヘッド２０の底面の高さ（Ｈ＝ｄ）では、処理ガスの流速φがφ＝０になる。被処理物９の上面の高さ（Ｈ＝０）では、処理ガスの流速φが移動速度ｖと等しくなる（φ＝ｖ）。
【００４４】
各図３〜図９の（ｂ）に示すように、右処理路２５Ｒでは、比（ｖ／φａｖ）の大きさに拘わらず、処理ヘッド２０の底面から被処理物９の上面までの上下方向の全ての位置（Ｈ＝ｄを除く）でガス流が右方向（移動方向Ａと同じ方向）を向く。
【００４５】
これに対し、各図３〜図９の（ａ）に示すように、左処理路２５Ｌでは、比（ｖ／φａｖ）の大きさに応じて、左右両方向のガス流が形成される場合（図３〜図７）と、右方向のガス流だけになる場合（図８及び図９）とがある。左方向へのガス流は、処理路２５Ｌ内の上側部分（処理ヘッド２０に近い側）に形成され、右方向へのガス流は、処理路２５Ｌ内の下側部分（被処理物９に近い側）に形成される。左方向へのガス流は、比（ｖ／φａｖ）が小さいほど増加し、比（ｖ／φａｖ）が大きいほど減少する。反対に、右方向へのガス流は、比（ｖ／φａｖ）が小さいほど減少し、比（ｖ／φａｖ）が大きいほど増加する。
【００４６】
図３（ａ）に示すように、比がｖ／φａｖ＝０．５の場合、左処理路２５Ｌ内の左方向への流れが比較的多く、右方向への流れは比較的少ない。したがって、左処理路２５Ｌ全体としては、ガス流の向きが左方向になる。左方向へのガス流量が大きいと、被処理物９の右端部（移動方向Ａの下流側の端部）が左処理路２５Ｌ内を通過するとき、未反応高濃度の処理ガスと接触する機会が多く、該被処理物９の右端部が中央部よりやや過剰に処理される。また、図３（ｂ）に示すように、右処理路２５Ｒ内では処理ガスの流速が被処理物９の移動速度ｖより大きいため、被処理物９の左端部（移動方向Ａの上流側の端部）が右処理路２５Ｒを通過するとき、未反応高濃度の処理ガスと接触する機会が多くなり、該被処理物９の左端部が中央部よりやや過剰に処理される。
【００４７】
これに対し、ｖ／φａｖ＞０．５の場合、左方向へのガス流を右方向へのガス流によって減殺でき、左処理路２５Ｌ全体として左方向へのガス流の量を小さくできる。これによって、被処理物９の右端部が左処理路２５Ｌ内を通過するときの未反応高濃度の処理ガスと接触するガス分子数を減らすことができ、被処理物９の右端部の過剰処理を低減できる。また、右処理路２５Ｒ内では処理ガスの流速は加速されるが、それ以上に被処理物９の移動速度ｖが相対的に増えるために、被処理物９とガスの平均流速の速度差が減少し、被処理物９の左端部が右処理路２５Ｒを通過するときの未反応高濃度の処理ガスと接触する分子数を減らすことができ、被処理物９の左端部の過剰処理を低減できる。
【００４８】
図８（ａ）に示すように、ｖ／φａｖ＝３の場合、左処理路２５Ｌ内では左方向への流れが無く、処理路２５Ｌ全体のガス流の向きが右方向になる。噴出口２３ａから噴出された処理ガスは、全て右処理路２５Ｒへ流入する。右処理路２５Ｒ内では、上下方向のどの位置でもガス流速が被処理物９より遅くなり、被処理物９が処理ガスを追い抜くようにＡ方向へ移動していく。つまり、被処理物９上では、左右の処理路２５Ｌ，２５Ｒを問わず、被処理物９上から見たガス流は常に右から左へ流れている。そのため、被処理物９の右端部が両処理路２５Ｌ，２５Ｒを通過するとき、未反応高濃度の処理ガスと接触する機会が多くなり、該被処理物９の右端部が中央部より過剰に処理される。（中央部の処理量に対する過剰度合いはｖ／φａｖ＝０．５の場合より大きくなる。）しかし、被処理物９の左端部ではローディング効果が起きない。
【００４９】
これに対し、図９に示すように、ｖ／φａｖ＞３の場合、図８の場合と同様の理由により被処理物９の左端部ではローディング効果が起きないが、右端部でのローディング効果が大きくなり、ｖ／φａｖ＝３の場合に対するアドバンテージがなくなる。
したがって、比（ｖ／φａｖ）の上限を３とし、０．５＜ｖ／φａｖ≦３に設定することによりローディング効果を抑制できる。
【００５０】
図４（ａ）に示すように、ｖ／φａｖ＝２／３のときは、ｖ／φａｖ＝０．５（図３）のときより左処理路２５Ｌ内における左方向へのガス流が減少し、右方向へのガス流が増加する。したがって、左処理路２５Ｌ全体として左方向へのガス流の量を一層小さくできる。これによって、被処理物９の右端部が左処理路２５Ｌ内を通過するときの未反応高濃度の処理ガスと接触する機会を一層減らすことができ、被処理物９の右端部の過剰処理を一層低減できる。また、図４（ｂ）に示すように、右処理路２５Ｒ内では処理ガスの流速をｖ／φａｖ＝０．５（図３）のときより抑えて被処理物９の移動速度ｖに一層近づけることができる。したがって、被処理物９の左端部が右処理路２５Ｒを通過するときの未反応高濃度の処理ガスと接触する機会を一層減らすことができ、被処理物９の左端部の過剰処理を一層低減できる。
【００５１】
図６（ａ）に示すように、ｖ／φａｖ＝１．５のときは、左処理路２５Ｌ内における右方向へのガス流を十分に増加させ、左方向へのガス流を十分に減少させることができる。したがって、被処理物９の右端部が左処理路２５Ｌ内を通過するときの過剰処理はあまり問題にならない。また、図６（ｂ）に示すように、右処理路２５Ｒ内では、ガス流速が全体としてｖ／φａｖ＝３（図８）のときより大きくなって被処理物９の速度ｖに一層近づく。これによって、被処理物９の右端部が右処理路２５Ｒ内を通過するときの未反応高濃度の処理ガスと接触する機会を一層減らすことができ、被処理物９の右端部の過剰処理を一層低減できる。
よって、比（ｖ／φａｖ）を２／３≦ｖ／φａｖ≦１．５に設定することにより、ローディング効果を一層抑制することができる。
【００５２】
図５（ａ）に示すように、ｖ／φａｖ＝１±０．０５のときは、左処理路２５Ｌ内における左方向へのガス流と右方向へのガス流が互いに等量になる。したがって、左処理路２５Ｌ全体としてガスの流れをゼロにできる。よって、被処理物９の右端部が左処理路２５Ｌ内を通過するときの過剰処理はほとんど起きない。
【００５３】
更に、図５（ｂ）に示すように、右処理路２５Ｒ内では、処理ガスと被処理物９の相対速度がゼロになる。したがって、被処理物９の各位置の処理量を互いに同じにすることができ、被処理物９の右端部が右処理路２５Ｒ内を通過するとき過剰処理が起きることはほとんどなく、被処理物９の左端部が右処理路２５Ｒ内を通過するときも過剰処理が起きることはほとんどない。
よって、比（ｖ／φａｖ）をｖ／φａｖ＝１±０．０５（すなわち０．９５＜ｖ／φａｖ＜１．０５）に設定することにより、ローディング効果をほぼ解消することができる。ここで、±０．０５％は一般的な流量の測定精度を考慮したものである。
【００５４】
表面処理装置１によれば、被処理物９の端部の近くに吸引部や不活性ガス噴出部を設ける必要がなく、構造が複雑化するのを避けることができる。
処理ヘッド２０の左右外側からの雰囲気ガス流入を妨げる必要がなく、処理ヘッド２０の左右両壁２９の下端部と被処理物９又はステージ１０との間隔を狭くする必要がなく、壁２９の下端部が被処理物９やステージ１０に接触するのを防止することができる。
【００５５】
本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の改変をなすことができる。
例えば、各処理路画成部２４は平面視四角形状に限られず、図１０に示すように、平面視半円形ないしは半楕円形にし、一対の処理路画成部２４，２４全体として平面視円形ないしは楕円形にしてもよい。
処理ヘッド２０に第１電極を設け、被処理物９の下側に第２電極を設け、これら電極間に電圧を印加することにより、処理路２５内で大気圧プラズマ放電を生成し、処理ガスを処理路２５内でプラズマ化し、このプラズマ化された処理ガスが被処理物９に接触して表面処理がなされるようにしてもよい。処理路画成部２４が、金属で構成され、上記第１電極として機能していてもよい。ステージ２０が、金属で構成され、上記第２電極として機能していてもよい。右処理路画成部２４Ｒを金属で構成し、上記第１電極として機能させ、右処理路２５Ｒをプラズマ空間にする一方、左処理路画成部２４Ｌはセラミック等の絶縁体で構成し、左処理路２５Ｒでは処理反応が起きないようにしてもよい。
移動手段２は、被処理物９をＡ方向にだけでなく、Ａ方向及びＡ方向とは反対方向に往復移動させるようになっていてもよい。
被処理物９が位置固定される一方、移動手段２が処理ヘッド２０に接続され、処理ヘッド２０がＡ方向とは逆方向（左方向）に移動されるようになっていてもよい。移動速度ｖは、被処理物９の処理ヘッド２０に対する相対速度である。また、平均流速φａｖは、処理路２５内での処理ガスの処理ヘッド２０に対する相対流速の平均値である。
被処理物９を、表面処理装置１の処理路画成部２４の長手方向（図１の紙面直交方向）及び幅方向（図１の左右方向）に対し斜めに相対移動させてもよい。
被処理物９を水平方向に対し斜めにし、処理路画成部２４の被処理物対向面を被処理物９と平行になるように傾けた状態で、被処理物９と処理ヘッド２０を相対移動させてもよい。
被処理物９を垂直にし、処理路画成部２４の被処理物対向面を被処理物９と平行になるように垂直にした状態で、被処理物９と処理ヘッド２０を相対移動させてもよい。
吸引口２６Ｌ，２６Ｒの近傍に圧力センサをそれぞれ設け、これら圧力センサの検出結果に基づいて、吸引口２６Ｌ，２６Ｒの周辺の圧力が互いに等しくなるよう制御することにしてもよい。
本発明は、エッチングに限られず、アッシング、成膜、洗浄、表面改質等の種々の表面処理に適用可能である。
本発明は、常圧下に限らず、減圧下でのプラズマ表面処理にも適用できる。
処理ガスは、全体がガス相になっているのに限られず、ミスト等を含んでいてもよい。
本発明は、オゾンや弗酸ベーパー（弗酸の蒸気またはミスト）を用いたエッチングやアッシング、シリコン含有原料の蒸気またはミストによる熱ＣＶＤ等にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、例えば半導体基板の製造やフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造に利用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１      表面処理装置
２      移動手段
３      処理ガス供給手段
３ａ    処理ガス供給路
３ｂ    処理ガス流量制御手段
４      吸引手段
４ａ    吸引管
５      制御手段
９      被処理物
１０    ステージ
１０ａ  凹部
１０ｂ  ステージの凹部より外側の上面
２０    処理ヘッド
２１    ハウジング
２２    ヘッダ路
２２ａ  分配路
２３    噴出路
２３ａ  噴出口
２４Ｌ  左処理路画成部（第１処理路画成部）
２４Ｒ  右処理路画成部（第２処理路画成部）
２５Ｌ  左処理
路（第１処理路）
２５Ｒ  右処理路（第２処理路）
２６Ｌ  左吸引口（第１吸引口）
２６Ｒ  右吸引口（第２吸引口）
２７Ｌ  左吸引路（第１吸引路）
２７Ｒ  右吸引路（第２吸引路）
２８    吸引ポート
２９Ｌ  左側壁（第１側壁）
２９Ｒ  右側壁（第２側壁）
３０    昇降式間隔調節手段
Ａ      移動方向
ｄ      処理ヘッドと仮想面との間の間隔
ＰＬ    仮想面
【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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