CN103155116A - 蚀刻方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于将含硅物的蚀刻量的控制简化。在前处理工序中，从前处理喷嘴(42)吹出含有第二氧化性反应成分的处理流体，使其与被处理物(9)接触。接着，在蚀刻处理工序中，在利用移动装置(20)以横穿处理空间(39)内的方式使被处理物(9)移动的同时，将含有氟系反应成分和第一氧化性反应成分的处理气体供给至处理空间(39)，使其与被处理物(9)接触。
Description
技术领域
本发明涉及蚀刻含硅物的方法及装置，特别是涉及适合对于无定形硅等在伴有氧化反应的同时被蚀刻的含硅物来控制蚀刻量的蚀刻方法及装置。
背景技术
使用大气压附近的等离子体来蚀刻无定形硅等含硅物的装置众所周知(参照专利文献1、2等)。例如，在专利文献1中，在大气压附近下，将在CF4等含氟成分中添加水蒸气而得的气体等离子体化。通过等离子体化，从而生成HF、COF2等氟系反应成分。在等离子体化后的气体中进一步混合臭氧，与被处理物接触。由此，被覆于被处理物的硅经由以下两个阶段的反应过程而被蚀刻。
在第一阶段中，发生硅的氧化反应(式1)。
3Si+2O3→3SiO2 (式1)
在第二阶段，上述已氧化的硅与HF等氟系反应成分反应，从而被转化为挥发性成分(SiF4等)。
SiO2+4HF→SiF4+2H2O (式2)
处理气体中的HF和H2O在被处理物的表面凝结而形成氢氟酸水的凝结层。
在专利文献2中，交替地从不同的吹出口吹出含有氟系反应成分的等离子体气体和含有臭氧的气体，与被处理物接触。被处理物相对于气体吹出喷嘴往复移动(扫描)。在这里，将向去侧或回侧的单程移动作为1次扫描。1次往复移动为2次扫描。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-294642号公报
专利文献2：日本特开2009-099880号公报([0023]、图2)
发明内容
发明所要解决的课题
在使用了含有HF等氟系反应成分和臭氧等氧化性反应成分的处理气体的蚀刻处理中，被处理物首次横穿处理空间时(首次横穿时，第一次扫描)与此后被处理物横穿处理空间时(第二次以后横穿时，第二次扫描以后)相比，蚀刻率较低。若首次横穿时不是在发生第一阶段的氧化反应(式1)后，则不开始第二阶段的蚀刻反应(式2)。因而，氟系反应成分浪费。而且，在被处理物的表面形成因氟系反应成分而产生的氢氟酸水等的凝结层，该凝结层妨碍氧化反应，因此越来越难以发生蚀刻反应。在第二次以后的横穿时，被处理物的表面因至前一次为止的处理而已经被氧化，因此可立即开始第二阶段的蚀刻反应(式2)。因此，被处理物横穿处理空间的次数(横穿次数、扫描次数)与累积的蚀刻量不存在正比例关系，因而比例性差，不易于控制蚀刻量。
本发明基于上述情况而完成，其目的在于，使得从首次横穿时开始就可充分发生含硅物的蚀刻反应，从而防止氟系反应成分浪费，并且使得可容易地控制蚀刻量。
解决课题的手段
为实现上述课题，本发明所涉及的蚀刻方法的特征在于，是在大气压附近的处理空间中使用含有氟系反应成分和第一氧化性反应成分的处理气体来蚀刻含硅物的蚀刻方法，包括以下工序：
使含有第二氧化性反应成分的处理流体与含有上述含硅物的被处理物接触的前处理工序，和
在上述前处理工序之后，在以横穿(通过)上述处理空间内的方式上述被处理物相对于上述处理空间相对地移动的同时，将上述处理气体供给至上述处理空间或在上述处理空间内生成上述处理气体的上述各种反应成分的蚀刻处理工序。
在前处理工序中，处理流体中的第二氧化性反应成分与含硅物发生氧化反应(参照式1)。然后，在蚀刻处理工序中，当被处理物首次横穿处理空间内时(首次横穿时(通过时)，第一次扫描)，已通过上述前处理工序而进行了含硅物的氧化反应。因而，可立即开始基于处理气体中的氟系反应成分而引发的蚀刻反应(参照式2)。由此，在首次横穿时也可充分提高蚀刻率，可避免氟系反应成分浪费。此外，在首次横穿时通过使处理气体中的第一氧化性反应成分与被处理物接触，从而可进一步进行含硅物的氧化。在第二次以后的横穿时，由于含硅物的表面因至前一次为止的横穿而已经被氧化，所以可立即发生基于处理气体中的氟系反应成分而引发的蚀刻反应。并且，可通过处理气体中的第一氧化性反应成分而进一步进行含硅物的氧化。因而，可使首次横穿时的蚀刻率与第二次以后横穿时的蚀刻率达到大致相同的大小。由此，可提高横断次数与累积的蚀刻量的比例性。因此，通过设定横穿次数，从而可容易地控制含硅物的最终蚀刻量达到所需的值。
在上述蚀刻处理工序中，优选通过调节上述被处理物横穿上述处理空间内的次数(横穿次数)来控制上述含硅物的蚀刻量。当横穿次数达到设定次数时，停止蚀刻处理工序。由此，可对含硅物准确地仅蚀刻所需厚度。可在含硅膜的剩余厚度达到规定时停止蚀刻，或在含硅膜的整体刚好被除去时停止蚀刻。根据本发明，可容易地判断停止蚀刻的时机。
上述含硅物优选为在伴有氧化反应(参照式1)的同时与氟系反应成分发生蚀刻反应(参照式2)的含硅物，例如可列举出无定形硅、单晶硅、多晶硅等硅单体或氮化硅、碳化硅等。
作为上述处理气体中的氟系反应成分，可列举出HF、COF2等。
作为上述处理气体中的第一氧化性反应成分，可列举出O3、O自由基、NOx等。
作为上述处理流体中的第二氧化性反应成分，可列举出O3、O自由基、NOx等。上述处理流体不限定于气体，也可以是臭氧水、硝酸、过氧化氢等液体。
在上述蚀刻处理工序中，优选通过在大气压附近下将含有含氟成分和含氢添加成分的氟系原料气体等离子体化，从而生成上述氟系反应成分。
由此，作为氟系反应成分而可生成HF等。在蚀刻处理工序中，在被处理物的表面形成源于上述氟系反应成分的氢氟酸水等的凝结层。介助此凝结层而进行蚀刻反应。另一方面，在前处理工序中，由于未形成上述凝结层，所以凝结层不会妨碍氧化反应而可准确地发生氧化反应。
作为上述含氟成分，可列举出PFC(全氟碳)或HFC(氢氟碳)等含氟化合物。作为PFC，可列举出CF4、C2F4、C2F6、C3F8等。作为HFC，可列举出CHF3、CH2F2、CH3F等。此外，作为氟系成分，也可使用SF6、NF3、XeF2等除PFC和HFC以外的含氟化合物或使用F2。
上述含氟成分优选用稀释成分进行稀释。作为稀释成分，可列举出氦、氩、氖、氙等稀有气体或氮等不活泼气体。稀释成分除稀释含氟成分的功能以外，还具有作为运输含氟气体的载气的功能、作为产生稳定的等离子体放电的放电气体的功能。
上述含氢添加成分优选为水(水蒸气、H2O)。水可通过用气化器气化从而添加到上述氟系原料气体中。含氢添加成分除水以外也可以是含OH基的化合物或过氧化氢，还可以是它们的混合物。作为含OH基的化合物，可列举出乙醇。
在本说明书中所谓大气压附近是指1.013×104～50.663×104Pa的范围，若考虑压力调整的简单化或装置结构的简便化，则优选为1.333×104～10.664×104Pa，更优选为9.331×104～10.397×104Pa。
本发明所涉及的蚀刻装置的特征在于，是在大气压附近的处理空间中使用含有氟系反应成分和第一氧化性反应成分的处理气体来蚀刻含硅物的蚀刻装置，其具备以下部分：
具有吹出含有第二氧化性反应成分的处理流体的前处理喷嘴、且使上述处理流体与含有上述含硅物的被处理物接触的前处理部，
蚀刻处理部，所述蚀刻处理部是具有限定上述处理空间的限定部、以及以横穿上述处理空间内的方式使与上述处理流体接触后的上述被处理物相对于上述限定部相对地移动的移动装置，且将上述处理气体供给至上述处理空间或者在上述处理空间内生成上述处理气体的上述各反应成分的部分。
在用上述蚀刻装置蚀刻含硅物时，首先将被处理物配置于前处理部而与前处理喷嘴对置。然后，从前处理喷嘴吹出处理流体而与被处理物接触。通过该处理流体中的第二氧化性反应成分，从而可使含硅物氧化(参照式1)。接着，将被处理物配置于蚀刻处理部，利用移动装置而相对于限定部进行往复等移动。每通过处理空间1次，则被处理物与处理空间内的处理气体相接触。在被处理物首次横穿处理空间内时(首次横穿时)，就已经通过上述前处理部的前处理进行了含硅物的氧化反应。因而，可立即开始利用处理气体中的氟系反应成分而进行的蚀刻反应(参照式2)。由此，在首次横穿时也可充分提高蚀刻率，可避免氟系反应成分浪费。此外，在首次横穿时通过处理气体中的第一氧化性反应成分与被处理物接触，从而可进一步进行含硅物的氧化。在第二次以后的横穿时，由于含硅物的表面因至前一次为止的横穿而已经被氧化，所以可立即发生由处理气体中的氟系反应成分而进行的蚀刻反应。并且可通过处理气体中的第一氧化性反应成分而进一步进行含硅物的氧化。因而，可使首次横穿时的蚀刻率与第二次以后横穿时的蚀刻率达到大致相同的大小。由此，可提高横穿次数与累积蚀刻量的比例性。因此，通过设定横穿次数，从而可容易地控制含硅物的最终蚀刻量达到所需的值。
上述蚀刻装置可具备多个上述限定部。上述多个限定部可以沿被处理物的相对移动方向进行排列。进而，多个处理空间也可以沿上述相对移动方向进行排列。通过移动装置使被处理物沿上述相对移动方向相对移动，从而被处理物依次横穿上述多个处理空间内。被处理物横穿上述多个处理空间中的1个的动作对应于1次横穿(1次扫描)。
上述限定部也可具有吹出上述处理气体的处理喷嘴。
发明的效果
根据本发明，可以从首次横穿时开始充分地发生蚀刻处理部或蚀刻处理工序中的含硅物的蚀刻反应。因而，可防止首次横穿时的氟系反应成分浪费。并且，可提高横穿次数与累积的蚀刻量的比例性，易于控制蚀刻量。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式所涉及的蚀刻装置的概要构成的侧视图。
图2是表示本发明第二实施方式所涉及的蚀刻装置的概要构成的侧视图。
图3是表示本发明第三实施方式所涉及的蚀刻装置的概要构成的侧视图。
图4是本发明第四实施方式所涉及的蚀刻装置的概要构成图。
图5是表示实施例1的结果的曲线图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示本发明第一实施方式所涉及的蚀刻装置1的图。被处理物9例如由液晶显示面板的玻璃基板构成且呈现薄的平板状。在被处理物9的表面(图1中的上面)被膜有作为蚀刻对象的含硅物9a。含硅物例如由无定形硅构成。含硅物9a除无定形硅以外还可以是单晶硅或多晶硅。此外，若含硅物9a是经氧化反应(式1)而被蚀刻(式2)的含硅物，则不限定于硅单体，而可以是氮化硅、碳化硅等。
蚀刻装置1具备处理室10、辊柱式传送机20(移动装置)、前处理部40和蚀刻处理部30。处理室10内的压力为大气压附近。于处理室10的入口侧(图1中的右侧)的壁设置搬入口11。于处理室10的出口侧(图1中的左侧)的壁设置搬出口12。在处理室10内的中央部组装有蚀刻处理部30。在处理室10内的入口侧(图1中的右侧)的部分组装有前处理部40。
辊柱式传送机20在处理室10的内部沿输送方向(x方向，图1的左右方向)被配置，进而还被设置于处理室10的入口侧和出口侧的外部。众所周知，辊柱式传送机20具有轴21和辊柱22。在图1中，多个轴21沿左右方向隔着间隔地加以排列。辊柱22被设置于各个轴21。
被处理物9被装载置于辊柱22上。通过轴21和辊柱22一体地进行旋转，从而沿x方向搬送被处理物9。被处理物9被从搬入口11搬入到处理室10内，在处理室10内实施了规定的处理后，被从搬出口12被搬出。传送机20兼具作为支承被处理物9的支承部的功能和移动被处理物9的移动装置的功能。
在辊柱式传送机20中至少处理室10内的轴21和辊柱22可沿正反两方向旋转。正向是将被处理物9从入口侧搬送至出口侧的方向(图1中的向左)，反向是将被处理物9从出口侧搬送至入口侧的方向(图1中的向右)。
蚀刻处理部30具有氟系原料供给部31、第一氧化性反应成分生成部32和主处理喷嘴33。氟系原料供给部31储存氟系原料气体。氟系原料气体含有含氟成分和稀释成分。含氟成分例如为CF4。稀释成分例如为Ar。
作为含氟成分，可代替CF4而使用C2F4、C2F6、C3F8等其它的PFC(全氟碳)，或使用CHF3、CH2F2、CH3F等HFC(氢氟碳)，或使用SF6、NF3、XeF2、F2等。
作为稀释成分，可代替Ar而使用He、Ne、Kr等其它的稀有气体，或使用N2等其它的惰性气体。稀释成分除稀释含氟成分的作用以外，还担负作为载气的作用和作为等离子体生产用气体的作用。
氟系原料供给部31附带有添加部34。添加部34的含氢添加成分被添加于氟系原料供给部31的氟系原料气体中。上述含氢添加成分为水蒸气(H2O)。添加部34由水的气化器构成。水被以液态的形式蓄积于气化器34内。氟系原料气体(CF4+Ar)被导入气化器34内的液体中而鼓泡。或者，可在气化器34内的液面的上侧部分导入上述氟系原料气体，用上述氟系原料气体将上述上侧部分的饱和蒸汽挤出。由此，水蒸气被添加于氟系原料气体中。可通过对气化器34进行温度调节，从而调节水的蒸气压以及添加量。或者，也可通过将氟系原料气体(CF4+Ar)的一部分导入到气化器34内，使剩余部分迂迴于气化器34，调节上述一部分与剩余部分的流量比，从而调节水的添加量。添加水后的氟系原料气体被送往主处理喷嘴33。
第一氧化性反应成分生成部32由臭氧发生器构成。臭氧发生器32以氧(O2)为原料，生成含臭氧的气体(O2+O3)。这种含臭氧的气体(O2+O3)中的臭氧(O3)对应于权利要求书中的“第一氧化性反应成分”。臭氧发生器32的含臭氧的气体(O2+O3)被送往主处理喷嘴33。
主处理喷嘴33被设置于处理室10的中央部，沿与图1的纸面正交的宽度方向(y方向)展开。在主处理喷嘴33的内部设置有等离子体生成部35(氟系反应成分生成部)。等离子体生成部35至少含有一对电极36。在一对电极36的两个或一个的对置面设置有固体电介体层。在一对电极36中一个电极36与电源(省略图示)连接，另一个电极36电接地。通过来自电源的电力供给，在一对电极36彼此之间施加例如脉冲状的高频电场。由此，在电极36间在大气压附近下产生辉光放电。
将氟系原料供给部31与电极36间的空间36a连接。上述添加水后的氟系原料气体(CF4+Ar+H2O)被导入到电极间空间36a。由此，在电极间空间36a内，氟系原料气体被等离子体化(包括激发、分解、自由基化、离子化)，生成HF、COF2等氟系反应成分。
代替主处理喷嘴33的内部，而可以将等离子体生成部35设置于氟系原料供给部31与主处理喷嘴33之间的路径上。
等离子体化后的氟系气体与来自臭氧发生器32的含臭氧的气体在主处理喷嘴33内被混合而生成处理气体。处理气体含有氟系反应成分(HF、COF2等)和第一氧化性反应成分(O3)。
虽然省略图示，但在主处理喷嘴33的内部设置有第一整流部。第一整流部包含沿y方向(图1的纸面正交方向)展开的腔室、沿y方向展开的狭缝和沿y方向排列的多个小孔等。上述处理气体通过通过第一整流部而沿y方向被匀化。
主处理喷嘴33的下侧部分被插入到处理室10的内部。主处理喷嘴33与处理室10内的辊柱式传送机20的中央部分上下地对置。在主处理喷嘴33与其正下方的传送机20之间限定了处理空间39。主处理喷嘴33与辊柱式传送机20协作而构成限定处理空间39的限定部。在主处理喷嘴33的下端设置有多个吹出部37。多个吹出部37沿x方向隔着间隔地排列。虽然在图中吹出部37的数量为3，但也可以是1个或2个，还可以是4个以上。各个吹出部37面向处理空间39。各个吹出部37包含沿y方向(图1的纸面正交方向)展开的狭缝状的吹出口37a。吹出口37a也可由沿y方向排列的多个小孔构成。通过上述整流部后的处理气体被分配至各个吹出部37，从各个吹出口37a向下方吹出。所述吹出的气流沿y方向形成均匀的气流。处理空间39是在沿着主处理喷嘴33的下面的空间中处理气体可保持有效的反应性而扩散的区域。
接着，对前处理部40进行说明。
前处理部40具有处理流体供给部41和前处理喷嘴42。处理流体供给部41例如由臭氧发生器构成。臭氧发生器41以氧(O2)为原料且生成含臭氧的气体(O2+O3)。此含臭氧的气体(O2+O3)对应于权利要求书中的“处理流体”。该处理流体(O2+O3)中的臭氧(O3)构成权利要求书中的“第二氧化性反应成分”。臭氧发生器41与前处理喷嘴42连接。上述处理流体(O2+O3)被从臭氧发生器41导入到前处理喷嘴42。
前处理部40的处理流体供给部41与蚀刻处理部30的氧化性反应成分供给部32可以相互共用。例如，单一的臭氧发生器可兼具蚀刻处理部30的臭氧发生器32和前处理部40的臭氧发生器41这两者，来自该单一的臭氧发生器的含臭氧的气体的供给路径分为2个分支路径，这些分支路径分别与主处理喷嘴33和前处理喷嘴42连接。
前处理喷嘴42被设置于处理室10内的入口侧(图1中的右侧)的上部。前处理喷嘴42沿蚀刻装置1的y方向(图1的纸面正交方向)展开。虽然省略图示，但在臭氧发生器41的内部设置有第二整流部。第二整流部包含沿y方向展开的腔室、沿y方向展开的狭缝和沿y方向排列的多个小孔等。来自臭氧发生器41的含臭氧的气体(O2+O3)通过通过第二整流部而沿y方向被匀化。
前处理喷嘴42的下侧部分被插入到处理室10的内部，与处理室10内的辊柱式传送机20的靠搬入口11的部分上下对置。在前处理喷嘴42与其正下方的辊柱式传送机20之间限定出前处理空间49。在前处理喷嘴42的下端设置有吹出部43。吹出部43面向前处理空间49。吹出部43包含沿y方向(图1的纸面正交方向)展开的狭缝状的吹出口43a。吹出口43a也可由沿y方向排列的多个小孔构成。通过上述整流部后的含臭氧的气体被送至吹出部43，从吹出口43a向下方吹出。该吹出的气流沿y方向而形成均匀的气流。前处理空间49是在沿着前处理喷嘴42的下面的空间中含臭氧的气体(处理流体)可保持有效的反应性而扩散的区域。
对如上所述地构成的蚀刻装置1的工作进行说明。
[搬入工序]
将被处理物9通过辊柱式传送机20而从搬入口11搬入到处理室10内。由此，将被处理物9首先导入到前处理空间49而与前处理喷嘴42对置。被处理物9横穿前处理空间49内。
[前处理工序]
与上述搬入工序并行，将含臭氧的气体(处理流体)从臭氧发生器41中导入到前处理喷嘴42，从吹出口43a吹出。该含臭氧的气体与正在通过前处理空间49内的被处理物9接触。该含臭氧的气体中的臭氧(O2)与被处理物9的表层的含硅物9a反应，使含硅物9a的表面部分发生氧化(式1)。在此阶段，由于在被处理物9的表面没有形成因氟系反应成分而产生的氢氟酸水等的凝结层，所以可准确地引起含硅物9a的氧化反应。
[移送工序]
辊柱式传送机20继续以恒定速度来搬送被处理物9。由此，被处理物9通过前处理空间49内，被向处理空间39移送。当被处理物9的整体从前处理空间49内部移出时，停止来自臭氧发生器41的含臭氧的气体的供给。
[蚀刻处理工序]
然后，将被处理物9供给至蚀刻处理工序。即，将来自氟系原料供给部31和添加部34的氟系原料气体(CF4+Ar+H2O)导入到主处理喷嘴33，通过等离子体生成部35进行等离子体化，从而生成HF等氟系反应成分。将来自臭氧发生器32的含臭氧的气体(O2+O3)与该等离子体化后的气体混合，得到处理气体。将该处理气体从各个吹出口37a吹出，供给至处理空间39内。
与上述处理气体供给并行，处理室10内的辊柱式传送机20(移动装置)反复正转、倒转。由此，在处理室10内往复移动(扫描)被处理物9。被处理物9每向去侧(在图1中向左)或回侧(在图1中向右)单程移动1次(1次扫描)，则被处理物9的整体横穿1次处理空间39。被处理物9在横穿处理空间39时与来自主处理喷嘴33的处理气体接触。
当被处理物9首次在去的方向横穿处理空间39时(首次横穿时，第一次扫描)，已经通过上述前处理工序而进行了表层的含硅物9a的氧化反应(式1)。因此，通过处理气体与被处理物9接触，从而可立即开始由处理气体中的HF等氟系反应成分所产生的蚀刻反应(式2)。因而，在首次横穿时也可充分地提高蚀刻率，可避免氟系反应成分浪费。此外，在首次横穿时通过处理气体中的臭氧与被处理物9接触，从而可进一步进行含硅物9a的氧化(式1)。
在第二次以后的横穿时，由于含硅物9a的表面通过至前一次为止的横穿而已经被氧化，所以通过处理气体与被处理物9接触，从而可立即发生由处理气体中的HF等所产生的蚀刻反应(式2)，可充分地提高蚀刻率。此外，可通过处理气体中的臭氧而进一步进行含硅物9a的氧化(式1)。因而，可使首次横穿时的蚀刻率与第二次以后的横穿时的蚀刻率达到大致相同的大小。因此，可提高横穿次数与累积的蚀刻量的比例性，可使它们大致成为正比例的关系。因此，通过设定横穿次数，从而可容易地控制含硅物9a的最终蚀刻量达到所需的值。
已处理的气体通过未图示的排气装置而被抽吸排出。
[蚀刻停止工序]
当横穿次数达到设定次数时，停止蚀刻处理工序。由此，可准确地仅将被处理物9中的含硅物9a蚀刻至所需的厚度。可在含硅膜膜9a的剩余厚度达到规定时停止蚀刻，或可在含硅膜9a的整体刚好被除去时停止刻蚀。可容易地判断停止蚀刻的时机。
[搬出工序]
在蚀刻处理停止后，将被处理物9通过辊柱式传送机20从搬出口12搬出。
接着，对本发明的其它的实施方式进行说明。在以下实施方式中，对与已陈述过的构成相重复的部分，在附图中附加同一符号而省略说明。
图2是表示本发明的第二实施方式的图。在此实施方式中，前处理部40的前处理喷嘴42与蚀刻处理部30的主处理喷嘴33连接。因而，从前处理工序移行至蚀刻处理工序的时间较第一实施方式变短。
前处理工序中的处理流体的氧化性反应成分和蚀刻处理工序中的处理气体的氧化性反应成分并不限定于O3，也可以是NOx等其它的氧化性气体。
此外，前处理工序中的处理流体并不限定于气体，也可以是臭氧水或过氧化氢等氧化性液体。
图3是表示本发明的第3实施方式的图。在该实施方式中，作为处理流体供给部，而使用臭氧水供给部45来代替臭氧发生器41。在供给部45内储存液态臭氧水来作为处理流体。
另外，在第3实施方式中，与处理室10分开地设置前处理室50。前处理室50配置于靠处理室10的入口侧(图3中的右侧)。辊柱式传送机20的靠处理室10的入口侧的部分被配置于前处理室50内。于前处理室50的输送方向x的上游侧(图3中的右侧)的壁设置有搬入口51。于前处理室50的输送方向x的下游侧(图3中的左侧)的壁设置有搬出口52。搬出口52与处理室10的搬入口11对置。
在前处理室50的上侧部设置有喷雾式前处理喷嘴47。臭氧水供给部45与喷雾式前处理喷嘴47连接。喷雾式前处理喷嘴47的下侧部分被插入到前处理室50的内部，与前处理室50内的辊柱式传送机20上下对置。在喷雾式前处理喷嘴47与辊柱式传送机20之间限定出前处理空间49。喷雾式前处理喷嘴47的前端(下端)的喷雾口面向前处理空间49。也可沿与图3的纸面正交的宽度方向y上排列多个喷雾式前处理喷嘴47。
根据第3实施方式，被处理物9首先被从搬入口51搬入到前处理室50内，横穿前处理室50内的前处理空间49(前处理工序)。平行地将来自臭氧水供给部45的臭氧水导入喷雾式前处理喷嘴47，向前处理空间49中喷雾。该臭氧水与被处理物9接触，引起含硅物9a的氧化反应(式1)。此后，被处理物9被从搬出口52搬出，从搬入口11被搬入到处理室10内(移送工序)。在移送工序期间进行利用气刀等的被处理物9的干燥工序(省略图示)。然后，在处理室10内与第一实施方式同样地进行被处理物9的蚀刻处理工序。
图4是表示本发明的第4实施方式的图。在此实施方式中，蚀刻处理部60由所谓直接式等离子体处理装置构成。蚀刻处理部60具有第一电极61、第二电极62。将电源(省略图示)与第一电极61连接。第二电极62被电接地。在至少一个的电极61、62的对置面设置有固体电介体层(省略图示)。通过在电极61、62间施加电场，从而在大气压附近下产生放电。电极61、62间的空间形成放电空间63。
在蚀刻处理部60中代替臭氧发生器32而设置有氧供给部64。来自氧供给部64的氧(O2)被与来自氟系原料供给部31和添加部34的氟系原料气体(CF4+Ar+H2O)混合。混合后的气体被导入放电空间63而被等离子体化。由此，在放电空间63内，生成HF等氟系反应成分和臭氧、O自由基等氧化性反应成分。
第二电极62兼作载物台，在其上面设置被处理物9。将移动装置65与第二电极兼载物台62连接。虽然省略详细的图示，但移动装置65包含例如直动马达、滑动导轨等，使第二电极兼载物台62沿输送方向x往复移动。
被处理物9首先与前处理部40的前处理喷嘴42对置。由前处理喷嘴42对所述被处理物9吹付臭氧。由此，可预先使含硅物9a的表面部分被氧化(前处理工序)。
将前处理工序后的被处理物9向蚀刻处理部60的载物台62上移送(移送工序)。移位可人工地进行或使用自动传动器等移送装置来进行。或者，上述载物台62也可兼作在前处理工序中支承被处理物9的支承部48。即，首先将被处理物9载置于载物台62上。然后，在前处理工序中使载物台62与前处理喷嘴42对置，进而使被处理物9与前处理喷嘴42对置。然后，可将载物台62以及被处理物9向蚀刻处理部60移送。
在蚀刻处理部60中，通过移动装置65，而以横穿第一电极61的下方的方式使被处理物9往复移动(蚀刻处理工序)。当被处理物9与第一电极61对置地位于放电空间63内时，在放电空间63内生成的处理气体中的各种反应成分(HF、COF2、臭氧、O自由基等)与被处理物9接触，含硅物9a被蚀刻。放电空间63成为进行蚀刻处理的处理空间。第一电极61与第二电极兼载物台62协作地构成限定处理空间63的限定部。
本发明并不限定于上述实施方式，在不偏离其宗旨的范围内可采用各种变形的实施方式。
例如，可通过使被处理物9静止，并且使蚀刻处理部30、60的主处理喷嘴33或第一电极61、以及前处理部40的前处理喷嘴42、47移动，从而进行从前处理工序向蚀刻处理工序的转换或蚀刻处理工序中的往复移动。就移动装置而言，可代替被处理物9而使主处理喷嘴33或第一电极61移动。
蚀刻装置1具备多个主处理喷嘴33、33……，这些多个主处理喷嘴33、33……可沿x方向排列成1列，进而多个处理空间39可沿x方向排列成1列。在此情况下，通过使被处理物9相对于主处理喷嘴33、33……而沿x方向单程移动，从而被处理物9依次横穿多个处理空间39、39……。被处理物9横穿处理空间33、33……中的1个的动作对应于1次横穿。优选以使含硅物9a的最终蚀刻量达到所需的值的方式设定主处理喷嘴的个数。当然也可使被处理物9相对于主处理喷嘴33、33……而沿x方向往复移动。可在多个主处理喷嘴33的各个中容纳等离子体生成部35，可将由1个等离子体生成部35生成的等离子体气体分配至上述多个主处理喷嘴33。
在前处理工序中，可将被处理物9配置于处理空间39，并且仅将来自氧化性反应成分供给部32的含氧化性反应成分的气体(处理流体)从喷嘴33吹出，而与被处理物9接触。在此情况下，处理空间39兼作前处理部的前处理空间，供给部32兼作前处理部的处理流体供给部41，喷嘴33兼作前处理喷嘴。在此后的蚀刻工序中，优选从上述喷嘴33吹出含有氟系反应成分和氧化性反应成分的处理气体，使其与被处理部9接触。
可将多个实施方式相互组合。例如，作为第4实施方式(图4)的前处理喷嘴而可应用第3实施方式的臭氧水喷雾喷嘴47。
实施例1
对实施例进行说明。需说明的是，本发明并不限定于以下实施例。
使用实质上与图1所示的蚀刻装置1为相同构成的装置。处理对象9是被膜有无定形硅膜9a的玻璃基板，其大小为10cm×10cm。在对此基板9实施前处理工序后，供给至蚀刻处理工序。需说明的是，在实施例1的装置中，作为被处理物9的支承部和移动装置，使用移动载物台代替了传送机20。
[前处理工序]
作为前处理用的处理流体，将含臭氧的气体(O2+O3)从处理流体供给部41中导入到前处理喷嘴42，从吹出口43a吹出，与基板9接触。含臭氧的气体的流量为1SLM，臭氧浓度为8～10vol％。吹出口43a的宽度(与图1的纸面正交方向y的尺寸)为10cm。与含臭氧的气体的吹付并行地沿输送方向x搬送基板9。基板9的搬送速度为4m/min。使基板9通过前处理空间49的次数为1次。
[蚀刻处理工序]
接着上述前处理工序而进行蚀刻处理工序。来自氟系原料供给部31的氟系原料气体由CF4和Ar的混合气体构成，在添加部34中将水(H2O)添加到该混合气体中。各种气体成分的流量如下所示。
CF4：0.1SLM
Ar：1SLM
添加水后的氟系原料气体的露点为18℃左右。将该氟系原料气体供给至等离子体生成部35，在大气压下进行等离子体化。等离子体放电条件如下所示。
电极间空间36a的厚度：1mm
电极36的宽度(图1的纸面正交方向y的尺寸)：10cm
施加电压：Vpp＝13kV
脉冲频率：40kHz
将等离子体化后的氟系气体与来自第一氧化性反应成分生成部32的含臭氧的气体(O2+O3)混合而得到处理气体，将此处理气体从各个吹出口37a吹出。来自第一氧化性反应成分生成部32的含臭氧气体的流量为1SLM，臭氧浓度为8～10vol％。吹出口37a的宽度(图1的纸面正交方向y的尺寸)为10cm。与处理气体的吹付并行地使基板9沿输送方向x往复移动。基板9的移动速度为4m/min。
然后，测定蚀刻处理工序中的与使基板9通过处理空间39的次数(横穿次数)相对应的蚀刻量。如图5的实线所示，横穿次数与蚀刻量大致成正比例的关系。可确认出即使在首次横穿时也可得到与第二次以后的横穿时大致相同的大小的蚀刻率。
[比较例1]
作为比较例，省略上述实施例1中的前处理工序，而仅进行蚀刻处理工序。蚀刻处理工序的处理条件与上述实施例完全相同。然后，测定蚀刻处理工序中的与使基板9通过处理空间39的次数(横穿次数)相对应的蚀刻量。
如图5的虚线所示，在比较例1中，首次横穿时的蚀刻率低于第二次以后的横穿时的蚀刻率。因此，横穿次数与蚀刻量不成正比例的关系，比例性低于实施例1。以上结果显示，在根据横穿次数来控制蚀刻量的方面，预先进行前处理工序是有效的。
产业上的可利用性
本发明可应用于半导体装置或液晶显示装置的制造。
符号说明
Claims (4)
1.一种蚀刻方法，其特征在于，是在大气压附近的处理空间中使用含有氟系反应成分和第一氧化性反应成分的处理气体来蚀刻含硅物的蚀刻方法，包括：
前处理工序，其是使含有第二氧化性反应成分的处理流体与含有所述含硅物的被处理物接触的工序，以及
蚀刻处理工序，其是在所述前处理工序之后，在以横穿所述处理空间内的方式使所述被处理物相对于所述处理空间相对地移动的同时，将所述处理气体供给至所述处理空间或者在所述处理空间内生成所述处理气体的所述各反应成分的工序。
2.根据权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于，在所述蚀刻处理工序中，通过调节所述被处理物横穿所述处理空间内的次数，从而控制所述含硅物的蚀刻量。
3.根据权利要求1或2所述的蚀刻方法，其特征在于，在所述蚀刻处理工序中，通过在大气压附近下将含有含氟成分和含氢添加成分的氟系原料气体等离子体化，从而生成所述氟系反应成分。
4.一种蚀刻装置，其特征在于，是在大气压附近的处理空间中使用含有氟系反应成分和第一氧化性反应成分的处理气体来蚀刻含硅物的蚀刻装置，具备：
前处理部，所述前处理部是具有将含有第二氧化性反应成分的处理流体吹出的前处理喷嘴、且使所述处理流体与含有所述含硅物的被处理物接触的部分，
蚀刻处理部，所述蚀刻处理部是具有限定所述处理空间的限定部、以及以横穿所述处理空间内的方式使与所述处理流体接触后的所述被处理物相对于所述限定部相对地移动的移动装置，且将所述处理气体供给至所述处理空间或者在所述处理空间内生成所述处理气体的所述各反应成分的部分。
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