JP2007317699A - Surface-treating apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
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及び方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for performing a surface treatment such as etching, film formation, and surface modification by spraying a processing gas on an object to be processed such as a glass substrate or a semiconductor wafer.
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。
In Patent Document 1, an inert gas blowing portion is provided on the outer side of the suction port, and the processing region is surrounded by an inert atmosphere. Thereby, the efficiency of a process process and the improvement of a yield are aimed at.
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。 When the processing head scans the center of the object to be processed, as the processing gas flows from the outlet side to the suction port side on the object to be processed, the reactive components in the processing gas are changed. Concentration gradually decreases due to the reaction. On the other hand, when the processing head relatively enters the end of the object to be processed from the outside or goes out from the end of the object to be processed, the outlet is outside the end of the object to be processed. There is a state in which the suction port is located on the end of the workpiece. In this state, until the processing gas blown out from the outlet reaches the end of the object to be processed, the reactive component is not consumed and the high concentration is maintained. Ingredient consumption begins. Therefore, the edge part of a to-be-processed object will be processed more excessively than a center part by the high concentration reactive component. This is called a loading effect. Therefore, the end of the object to be processed cannot be used as a product and must be discarded. If the distance between the blowout port and the suction port of the processing head is shortened, the width of the region where such a loading effect occurs can be narrowed. However, in this case, the time until the processing gas exits from the outlet and is sucked into the suction port is shortened, and is sucked into the suction port without sufficiently reacting on the surface of the workpiece. Therefore, the processing speed is reduced and the loss of the processing gas is increased. By creating a dummy for the object to be processed and adding it to the end of the object to be processed, the concentration distribution of the reactive component of the processing gas flow at the end of the object to be processed is the same as that at the center of the object to be processed. However, it is difficult to always prepare a dummy of the same quality as the workpiece.
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形成された面を有し、前記吹出し口に対し前記吸引口が一方向の一側に離れて配置された処理ヘッドと、
前記処理ヘッドを、前記被処理物が設置される領域及び該設置領域の前記一方向の前記一側とは反対側の端縁の外側を含む範囲内で前記設置領域に対し前記一方向に相対移動させる移動機構と、
前記設置領域ひいては被処理物に対し位置固定されるようにして、該設置領域の前記反対側の端縁から外側に前記所定距離分の幅を持つ設置外領域に配置され、前記処理ヘッドと対向可能な側に不活性ガスを吹き出す不活性ガス吹出し孔を有する不活性ガス吹出し部と、
を備えたことを特徴とする。
これによって、前記吹出し口から吹出された処理ガスの反応性成分濃度を不活性ガスにて薄めることができ、被処理物の端部に処理ガスが高濃度のまま導入されるのを防止することができる。
The present invention has been made to solve the above problems,
An apparatus for processing a surface of the object to be processed by spraying a processing gas on the object to be processed,
A processing head having a surface on which a blowing port and a suction port for processing gas are formed, the suction port being arranged away from one side in one direction with respect to the blowing port;
The processing head is relative to the installation region in the one direction within a range including an area where the object to be processed is installed and an outer edge of the installation region opposite to the one side in the one direction. A moving mechanism to move,
The installation area is fixed to the object to be processed, and is disposed in an installation outside area having a width corresponding to the predetermined distance outward from the opposite edge of the installation area, and faces the processing head. An inert gas blowing section having an inert gas blowing hole for blowing the inert gas to the possible side;
It is provided with.
As a result, the reactive component concentration of the processing gas blown from the outlet can be diluted with an inert gas, and the processing gas is prevented from being introduced at a high concentration at the end of the object to be processed. Can do.
前記設置外領域には、前記処理ヘッドと対向可能な側のガスを前記不活性ガスの吹出し量に応じた分だけ吸引する端吸引孔が形成されていることが好ましい。
これによって、被処理物の端部に導入される処理ガスの反応性成分濃度を低減するだけでなく流量増大を防止でき、被処理物の端部と接触する反応性成分の量を確実に減らすことができる。この結果、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、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。
It is preferable that an end suction hole is formed in the non-installation region to suck the gas on the side that can face the processing head by an amount corresponding to the amount of the inert gas blown out.
This not only reduces the reactive component concentration of the processing gas introduced into the end of the object to be processed, but also prevents an increase in flow rate, and reliably reduces the amount of the reactive component that comes into contact with the end of the object to be processed. be able to. As a result, the processing rate at the end of the object to be processed can be reduced, and excessive processing (loading effect) at the end of the object to be processed can be suppressed. As a result, a sufficient distance between the blowout port and the suction port of the processing head can be secured, and the processing speed can be improved.
前記不活性ガス吹出し孔からの不活性ガスの吹出し量と前記吸引孔からの吸引量とが、略等しいことが好ましい。
これによって、被処理物に導入される処理ガス流量を一定に保つことができる。
It is preferable that the amount of the inert gas blown from the inert gas blowout hole is substantially equal to the amount of suction from the suction hole.
As a result, the flow rate of the processing gas introduced into the workpiece can be kept constant.
前記端吸引孔が、前記設置外領域における前記設置領域側の縁に、前記不活性ガス吹出し部と前記設置領域とに挟まれるようにして配置されていることが好ましい。
これによって、被処理物の端縁の直近を吸引することができる。
It is preferable that the end suction hole is disposed at an edge on the installation area side in the non-installation area so as to be sandwiched between the inert gas blowing portion and the installation area.
Thereby, the immediate vicinity of the edge of the workpiece can be sucked.
前記端吸引孔が、前記不活性ガス吹出し部の前記設置領域を向く端縁と前記設置領域に配置された被処理物の端縁とによって画成されていることが好ましい。これによって、端吸引孔を形成するためだけの部材が不要となり、構成の簡素化を図ることができる。 It is preferable that the end suction hole is defined by an end edge of the inert gas blowing portion facing the installation area and an end edge of the workpiece disposed in the installation area. This eliminates the need for a member only for forming the end suction hole, and simplifies the configuration.
前記不活性ガス吹出し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所定距離と略同じかそれより大きいことが好ましい。
この不活性ガス吹出し部の幅方向ないしは前記設置外領域に前記不活性ガス吹出し孔が分散して配置されていることが好ましい。
前記端吸引孔の前記一方向に沿う幅が、前記不活性ガス吹出し部の前記一方向に沿う幅に対し無視できる程度に小さいことが、より好ましい。
これによって、被処理物端部に導入される処理ガスの反応性成分濃度を、処理ヘッドの相対移動に伴って増減させることができ、被処理物端部の処理量を均一化することができる。また、被処理物の端縁の直近を局所的に吸引することができる。一方、不活性ガス吹出し部全体の不活性ガス供給量は一定にでき、制御を容易に行なうことができる。
It is preferable that a width along the one direction of the inert gas blowing portion is substantially equal to or larger than a predetermined distance between the blowing port and the suction port.
It is preferable that the inert gas blowing holes are dispersedly arranged in the width direction of the inert gas blowing portion or in the outside area.
More preferably, the width of the end suction hole along the one direction is so small that it can be ignored with respect to the width of the inert gas blowing portion along the one direction.
Thereby, the reactive component concentration of the processing gas introduced into the end of the object to be processed can be increased or decreased with the relative movement of the processing head, and the processing amount at the end of the object to be processed can be made uniform. . Moreover, the immediate vicinity of the edge of a to-be-processed object can be attracted | sucked locally. On the other hand, the inert gas supply amount of the entire inert gas blowing section can be made constant, and control can be easily performed.
前記不活性ガス吹出し部における単位面積あたりの不活性ガスの吹出し量が、前記一方向に沿って変化しているのが好ましく、前記不活性ガス吹出し部における単位面積あたりの不活性ガスの吹出し量が、前記領域に近づくにしたがって大きくなることが、より好ましい。
前記単位面積あたりの不活性ガスの吹出し量の前記一方向に沿う分布が、前記設置領域において前記処理ヘッドを被処理物に対し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相関していることが、一層好ましい。
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。
前記不活性ガス吹出し部における単位面積あたりの不活性ガスの吹出し量が、前記不活性ガス吹出し部の全域にわたって略一様であってもよい。
It is preferable that the inert gas blowing amount per unit area in the inert gas blowing portion is changed along the one direction, and the inert gas blowing amount per unit area in the inert gas blowing portion. However, it is more preferable that it becomes larger as it approaches the region.
The distribution along the one direction of the inert gas blowing amount per unit area is the one of the processing amount (processing rate at a certain moment) when the processing head is stationary with respect to the object to be processed in the installation region. More preferably, it correlates with the distribution along the direction.
This makes it possible to form a gas state in which the processing rate distribution when processing the edge of the workpiece is correlated with the processing rate distribution when processing the central portion of the workpiece, thereby further uniformizing the processing. Can be achieved.
The inert gas blowing amount per unit area in the inert gas blowing part may be substantially uniform over the entire area of the inert gas blowing part.
前記不活性ガス吹出し部が、多数の吹出し孔を有する多孔部材を含むことが好ましい。
これによって、不活性ガス吹出し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。
It is preferable that the inert gas blowing portion includes a porous member having a large number of blowing holes.
Thereby, the structure of the inert gas blowing part can be facilitated. As the porous member, a porous material may be used, or a flat plate such as punching metal having a large number of holes or a net may be used.
前記多孔部材の前記空間を形成する面が、前記領域上の被処理物と略面一になることが好ましい。
これによって、処理ガスが不活性ガス吹出し部上から被処理物上にスムーズに流れていくようにすることができる。
前記多孔部材の前記設置領域を向く端面と前記設置領域上の被処理物の端縁とによって前記吸引孔を画成するのが好ましい。これによって、被処理物の端縁の直近を吸引することができる。また、端吸引孔を形成するためだけの部材が不要となり、構成の簡素化を図ることができる。
It is preferable that the surface of the porous member forming the space is substantially flush with the workpiece on the region.
As a result, the processing gas can smoothly flow from the inert gas blowing portion onto the object to be processed.
It is preferable that the suction hole is defined by an end surface of the porous member facing the installation area and an edge of the workpiece on the installation area. Thereby, the immediate vicinity of the edge of the workpiece can be sucked. In addition, a member only for forming the end suction hole is not required, and the configuration can be simplified.
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。この場合、前記設置領域の前記反対側の設置外領域(第1設置領域)並びに該第1設置領域の前記不活性ガス吹出し部及び吸引孔(第1不活性ガス吹出し部及び第1吸引孔)だけでなく、前記設置領域の前記一側にも該一側の端縁に接しその外側に前記吹出し口と前記第2吸引口との間の第2所定距離分の幅を持つ第2設置外領域を設定し、この第2設置外領域に、前記処理ヘッドと対向可能な側に不活性ガスを吹き出す第2不活性ガス吹出し孔を有する第2不活性ガス吹出し部を設けるのが好ましく、更に第2設置外領域に、前記処理ヘッドと対向可能な側のガスを前記第2不活性ガス吹出し部からの不活性ガスの吹出し量に応じた分だけ吸引する第2端吸引孔を形成するのがより好ましい。
It is preferable that another suction port (second suction port) is formed on the surface of the processing head opposite to the suction port (first suction port) across the blowout port.
Thereby, the process gas blown out from the blowout port flows in two directions. In this case, the non-installation area (first installation area) on the opposite side of the installation area, and the inert gas blowing section and suction hole (first inert gas blowing section and first suction hole) of the first installation area. In addition to the one side of the installation area, the second installation outside has a width corresponding to a second predetermined distance between the blowout port and the second suction port on the outer side of the one side of the installation region. It is preferable to provide a second inert gas blowing portion having a second inert gas blowing hole for setting an area and blowing the inert gas on the side where the processing head can be opposed to the second installation outside area. A second end suction hole is formed in the second non-installation region to suck the gas on the side that can face the processing head by an amount corresponding to the amount of inert gas blown from the second inert gas blow-out portion. Is more preferable.
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、
前記吹出し口及び吸引口を前記被処理物に対し前記一方向に相対移動させる移動工程と、
前記吹出し口が被処理物より前記一方向の外側に位置し、吸引口が前記被処理物の端部と対向しているとき、前記吹出し口からの処理ガスに不活性ガスを混入する混入工程と、
前記吹出し口と前記被処理物との間の処理ガスを、前記不活性ガスの混入量に応じた分だけ前記吸引口とは別途に吸引する吸引工程と、
を実行することを特徴とする。
これによって、前記吹出し口から吹出された処理ガスを、濃度を薄めるとともに流量は略一定に維持した状態で、被処理物の端部に導入でき、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、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。
A method of processing a surface of the object to be processed by spraying a processing gas on the object to be processed,
A process gas distribution step of blowing out the process gas from a blow-out port and sucking it from a suction port separated in one direction with respect to the blow-out port;
A moving step of moving the outlet and the suction port relative to the object to be processed in the one direction;
A mixing step of mixing an inert gas into the processing gas from the outlet when the outlet is located outside the object to be processed in the one direction and the suction port is opposed to the end of the object to be processed. When,
A suction step of sucking the processing gas between the blowout port and the object to be processed separately from the suction port by an amount corresponding to the amount of the inert gas mixed;
It is characterized by performing.
As a result, the processing gas blown out from the outlet can be introduced into the end of the object to be processed while reducing the concentration and maintaining the flow rate substantially constant, thereby reducing the processing rate at the end of the object to be processed. be able to. As a result, excessive processing (loading effect) of the end portion of the workpiece can be suppressed. As a result, a sufficient distance between the blowout port and the suction port can be secured, and the processing speed can be improved.
本発明によれば、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、被処理物の端部に処理ガスが高濃度のまま導入されるのを防止することができる。ひいては、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。 According to the present invention, it is possible to prevent a processing gas from being introduced at a high concentration at the end of an object to be processed while ensuring a sufficient distance between the blowout port and the suction port and ensuring a processing speed. Can do. As a result, the excessive process (loading effect) of the edge part of a to-be-processed object can be suppressed.
以下、本発明の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、ステージ10と、処理ヘッド20を備えている。
装置1のステージ10や処理ヘッド20は、それぞれほぼ左右対称になっている。以下、これら左右略対称の要素(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。
Embodiments of the present invention will be described below.
As shown in FIGS. 1 and 2, in this embodiment, for example, a glass substrate W having a square shape in plan view is used as an object to be processed, and an amorphous silicon film or the like coated on the upper surface of the substrate W is etched. As the surface treatment apparatus 1 for etching, a remote type plasma surface treatment apparatus 1 is used. The plasma surface treatment apparatus 1 includes a
The
ステージ10の上面には、基板Wと同じ大きさの基板設置領域11が設けられている。この設置領域11に、処理すべき基板Wがセットされるようになっている。ステージ10の設置領域11の左右外側には、設置外領域12がそれぞれ設けられている。左側の設置外領域12Lは、設置領域11の左端縁と接し、後記処理ヘッド20の吹出し口52と右側吸引口61Rとの間の距離DRと略等しい幅を有して前後に帯状に延びている。右側の設置外領域12Rは、設置領域11の右端縁と接し、後記処理ヘッド20の吹出し口52と左側吸引口61Lとの間の距離DLと略等しい幅を有して前後に帯状に延びている。
A
図1に示すように、ステージ10の上方に離れて処理ヘッド20が配置されている。処理ヘッド20とステージ10上の基板Wとの間には、処理空間1sが形成されるようになっている。
As shown in FIG. 1, a
処理ヘッド20は、移動機構40に接続されている。この移動機構40によって処理ヘッド20が左右方向(一方向)に移動(スキャン)されるようになっている。この移動範囲は、ステージ10の設置領域11及び左右の設置外領域12L,12Rを含んでいる。移動機構40は、電動式でもよく油圧又は空圧式でもよい。
処理ヘッド20が固定され、ステージ10ひいては基板Wが移動されるようになっていてもよい。この場合、移動機構40は、ローラコンベアやベルトコンベアにて構成してもよい。
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。
The
The
As shown by the two-dot chain line in FIG. 2, the
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。
The
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。
An in-head
By supplying a voltage from the
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1に示すように、処理ヘッド20が基板Wの中央部上に位置している場合、吹出し口52から吹出された処理ガスFは、処理ヘッド20と基板Wの間の処理空間1Sを左右方向に流れるようになっている。この処理空間1Sにおける処理ガス流F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F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。
The lower end of the
したがって、図1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。
Therefore, as shown in the graph inserted in FIG. 1, the etching rate becomes maximum immediately below the
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から所定距離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。
In-head suction paths 62 and 62 are provided on the left and right sides of the
The distances DL and DR may be different from each other.
図1に示すように、各ヘッド内吸引路62,62の上端部は、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F,F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、対応する吸引口61からの吸引流量を調節するようになっている。各吸引口61における吸引流量は、吹出し口52からの吹出し流量のちょうど2分の1になるように設定するのが好ましい。
As shown in FIG. 1, the upper ends of the suction paths 62 and 62 in each head are connected to a
処理ヘッド20の左右両側には、下面21と面一をなす延長部22が設けられている。この延長部22によって、処理ガスが吸引口61L,61Rより外側に漏れるのが抑制されている。
On both the left and right sides of the
図1及び図2に示すように、表面処理装置1には、さらに給排機構2が備えられている。給排機構2は、不活性ガス吹出し機構70と端縁吸引機構80とを含んでいる。不活性ガス吹出し機構70は、ステージ10の左右の設置外領域12L,12Rの上面にそれぞれ設けられた左右一対の不活性ガス吹出し部71L,71Rを備えている。ステージ10の左右の設置外領域12L、12Rにおける吹出し部71L,71Rの下側部分にはそれぞれ吹出し室73L,73Rが形成されており、これら吹出し室73L,73Rがそれぞれ不活性ガス吹出し流量調節手段74L,74Rを介して不活性ガス源75に接続されている。
不活性ガス源75としては、コンプレッサ等の空気圧源が用いられている。これにより、不活性ガスとしての空気が、吹出し部71から吹出されるようになっている。
左右の流量調節手段74,74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、吹出し部71からの空気吹出し流量を調節するようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the surface treatment apparatus 1 is further provided with a supply / discharge mechanism 2. The supply / discharge mechanism 2 includes an inert
An air pressure source such as a compressor is used as the
The left and right flow rate adjusting means 74 and 74 are each composed of a mass flow controller, a flow rate control valve, and the like, and adjust the air blowing flow rate from the blowing portion 71.
不活性ガス吹出し部71は、多数の吹出し孔72を有する板状の多孔部材にて構成されている。多孔部材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。 The inert gas blowing part 71 is constituted by a plate-like porous member having a large number of blowing holes 72. The porous member 71 is preferably made of a material having sufficient resistance to the plasma-ized processing gas, and is made of ceramic such as alumina. A metal mesh member such as a punching metal plated with gold may be used.
不活性ガス吹出し部71は、前後方向に長く延びている。この不活性ガス吹出し部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。不活性ガス吹出し部71の左右の幅は、処理ヘッド20の吹出し口52から左右の各吸引口61L,61Rまでの間の距離DL,DR(約50mm)と略同じか、それより少し大きい。
なお、左右の距離DL,DRが互いに異なる場合、左側の不活性ガス吹出し部71Lの幅は、右側の距離DRと略同じかそれより大きくし、右側の不活性ガス吹出し部72Rの幅は、左側の距離DLと略同じかそれより大きくするとよい。
The inert gas blowing part 71 extends long in the front-rear direction. The front-rear length of the inert gas blow-out portion 71 is slightly larger than the front-rear dimension of the substrate W, and is substantially equal to the lengths of the blow-
When the left and right distances DL and DR are different from each other, the width of the left inert
図3に示すように、処理ヘッド20が相対移動範囲内の左側部分に位置するとき、該処理ヘッド20と左吹出し部71Lとが対向し、これらの間に処理ガス等の通路となる空間1SLが形成されるようになっている。
As shown in FIG. 3, when the
図9に示すように、処理ヘッド20が相対移動範囲内の右側部分に位置するとき、該処理ヘッド20と右吹出し部71Rとが対向し、これらの間に処理ガス等の通路となる空間1SRが形成されるようになっている。
As shown in FIG. 9, when the
図1に示すように、不活性ガス吹出し部71,71の上面(処理ヘッド20と対向可能な側の面)は、基板Wの上面と面一になるようになっている。 As shown in FIG. 1, the upper surfaces of the inert gas blowing portions 71, 71 (surfaces that can face the processing head 20) are flush with the upper surface of the substrate W.
多孔部材からなる吹出し部71の吹出し孔72は、吹出し部71を厚さ方向に貫通し、下端が吹出し室73に連なっている。
吹出し孔72は、吹出し部71の略全域(長手方向及び幅方向)に分散して配置されている。吹出し孔72の大きさは、吹出し部71における左右方向の位置に応じて互いに異なっており、設置領域11に近いものほど大径になっている。これによって、吹出し部71における設置領域11に近い位置ほど、単位面積あたりの空気(不活性ガス)の吹出し量が大きくなっている。
しかも、吹出し部71の各吹出し孔72の大きさ、ひいては単位面積あたりの空気吹出し量qの左右方向の分布は、処理ヘッド20を設置領域11内で基板Wの中央部に対し静止させたときの該基板中央部のエッチング量Eの左右方向の分布(ある瞬間におけるエッチングレートの左右方向の分布)と相関するように設定されている。
The blowing hole 72 of the blowing part 71 made of a porous member penetrates the blowing part 71 in the thickness direction, and the lower end is connected to the blowing chamber 73.
The blowout holes 72 are arranged in a substantially distributed manner (longitudinal direction and width direction) of the blowout portion 71. The sizes of the blowout holes 72 are different from each other according to the position in the left-right direction in the blowout portion 71, and the diameter closer to the
In addition, the size of each blowout hole 72 of the blowout portion 71 and the distribution of the air blowout amount q per unit area in the left-right direction are determined when the
すなわち、図1の挿入グラフに示すように、左側の吹出し部71Lの単位面積あたりの空気吹出し量をqLとし、吹出し部71Lの右端部を原点として左右方向にx軸(したがって吹出し部71L上の点はx軸のマイナス部分)をとると、吹出し部71Lの右端部から距離(−x)だけ左に離れた地点における単位面積あたりの空気吹出し量qL(−x)が、
qL(−x)=kLER(x) (式1)
となるように、左吹出し部71Lの孔72の大きさが設定されている。ここで、kL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。ERは、静止エッチング量Eの原点(吹出し口52の直下)より右側半分の分布である。したがって、ER(x)は、吹出し口52の直下から右へ距離xだけ離れた地点における静止エッチング量である。
That is, as shown in the inset graph of FIG. 1, the air blowing amount per unit area of the
qL (−x) = k L ER (x) (Formula 1)
The size of the hole 72 of the
同様に、右側の吹出し部71Rの単位面積あたりの空気吹出し量をqRとし、吹出し部71Rの左端部を原点として右方向にx軸をとると、吹出し部71Lの右端部から距離xだけ右に離れた地点における単位面積あたりの空気吹出し量qR(x)が、
qR(x)=kREL(−x) (式2)
となるように、右吹出し部71Rの孔72の大きさが設定されている。ここで、kRは比例定数である。本装置1においては左右対称であるので、KL=KRである。ELは、静止エッチング量Eの原点(吹出し口52の直下)より左側半分(x軸のマイナス側)の分布である。したがって、EL(−x)は、吹出し口52の直下からの距離(−x)だけ左に離れた地点における静止エッチング量である。
Similarly, when the amount of air blowing per unit area of the
qR (x) = k R EL (−x) (Formula 2)
The size of the hole 72 of the
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、これに基づいて吹出し孔72の左右方向位置に応じた大きさを設定するとよい。吹出し孔72の大きさを変えるのに代えて、図10に示すように、同じ大きさの吹出し孔72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吹出し部71を用意しておき、適宜交換できるようにしてもよい。 It is preferable to measure the static etching amount E using a sample of the substrate W in advance and set the size corresponding to the position of the blowout hole 72 in the left-right direction based on this. Instead of changing the size of the blowout holes 72, as shown in FIG. 10, the arrangement interval of the blowout holes 72 of the same size may be changed according to the position in the left-right direction. A plurality of blowing portions 71 having different degrees of change may be prepared so that they can be replaced as appropriate.
給排機構2の端縁吸引機構80は、上記主吸引源65とは別途又は共通の真空源からなる端縁吸引源85を有し、この端縁吸引源85から端縁吸引路83が延びている。端縁吸引路83は、2つに分岐し、各分岐路83L,83Rに端縁吸引流量調節手段84L,84Rが設けられている。流量調節手段84,84は、マスフローコントローラや流量制御弁等で構成され、対応する吸引路83の吸引流量を調節するようになっている。流量調節手段84Lの設定吸引流量は、左側の吹出し部71Lからの空気吹出し量(吹出し流量調節手段74Lの設定流量)と等しくなっている。流量調節手段84Rの設定吸引流量は、右側の吹出し部71Rからの空気吹出し量(吹出し流量調節手段74Rの設定流量)と等しくなっている。
The
流量調節手段84Lが設けられた吸引路83Lの先端部は、ステージ10の左側設置外領域12Lにおける設置領域11側の縁の上面に達し、上に開口されている。図2に示すように、吸引路83Lの先端開口は、多数のスポット孔に分岐され、領域11,12Lの境界に沿って前後に並べられている。図1及び図2に示すように、吹出し部71Lの右端面と設置領域11上の基板Wとの間には、前後に延びるスリット状の隙間82Lが画成されている。この隙間82Lの底部が、吸引路83Lの先端開口に連なっている。この隙間82Lが、端縁吸引機構80の左側吸引孔を構成している。吸引孔82Lの左右方向の幅は、極めて小さく、吹出し部71Lの左右方向の幅と比べると無視し得る。これによって、基板Wの左端縁直近が局所的に吸引されることになる。
The tip of the
同様に、他方の流量調節手段84Rが設けられた吸引路83Rの先端部は、ステージ10の右側設置外領域12Rにおける設置領域11側の縁の上面に達し、上に開口されている。吸引路83Rの先端開口は、多数のスポット孔に分岐され、領域11,12Rの境界に沿って前後に並べられている。吹出し部71Rの左端面と設置領域11上の基板Wとの間には、前後に延びるスリット状の隙間82Rが形成されている。この隙間82Rの底部が、吸引路83Rの先端開口に連なっている。この隙間82Rが、端縁吸引機構80の右側吸引孔を構成している。吸引孔82Rの左右方向の幅は、極めて小さく、吹出し部71Rの左右方向の幅と比べると無視し得る。これによって、基板Wの右端縁直近が局所的に吸引されることになる。
Similarly, the tip of the
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3に示すように、処理ヘッド20をステージ10の基板設置領域11上より例えば左外側に退避させた状態で、処理すべき基板Wを、ステージ10の基板設置領域11に設置する。
A method of etching the surface of the substrate W by the plasma surface processing apparatus 1 configured as described above will be described focusing on the processing of the left and right end portions of the substrate W.
As shown in FIG. 3, the substrate W to be processed is placed in the
次に、同図の白抜き矢印に示すように、移動機構40にて処理ヘッド20を右方向へ移動(スキャン)させる(移動工程)。処理ヘッド20は、左側の不活性ガス吹出し部71Lにかかる状態になる。これと前後して、処理ガスのプラズマ化及び吹出しを開始する(処理ガス流通工程)。すなわち、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から吹出される。この吹出ガスは、吹出し口52の直下のステージ10又は不活性ガス吹出し部71L上で左右に分かれ、処理ヘッド20とステージ10又は不活性ガス吹出し部71Lとの間を左方向又は右方向へそれぞれ流れて行く。このガス流Fの速度は、処理ヘッド20のスキャン速度より十分に大きい。さらに、主吸引源65によってヘッド内吸引路62L,62Rの吸引を開始する。これにより、左方向へのガス流FLは、左側の吸引口61Lからヘッド内吸引路62Lに吸込まれ、右方向へのガス流FRは、右側の吸引口61Rからヘッド内吸引路62Rに吸込まれ、排気される。同時に、左右の流量調節手段64L,64Rによって各ヘッド内吸引路62の吸引量が処理ガス供給量のちょうど2分の1になるように調節する。
Next, as shown by the white arrow in the figure, the
さらに、不活性ガス吹出し機構70の吹出し部71Lから空間1SLへの空気の吹出しを開始するとともに(混入工程)、吸引孔82Lからの局所吸引を開始する(吸引工程)。このとき、吹出し流量調節手段74Lによって空気吹出し量が所定量になるように調節するとともに、吸引流量調節手段84Lによって吸引量が上記空気吹出し量とちょうど等しくなるように調節する。
処理ガス流Fは、吹出し部71Lからの空気混入によって下流に向かうにしたがって流量が増大するとともに反応性成分の濃度が低下する。
Further, air blowing from the blowing
The processing gas flow F increases in flow rate and decreases in concentration of the reactive component as it goes downstream due to air mixing from the blow-out
やがて、図4に示すように、処理ヘッド20の吹出し口52が不活性ガス吹出し部71Lの左側部の上方に位置するようになるとともに、右側の吸引口61Rが基板Wの左側の端縁のほぼ真上に位置するようになり、右方向ガス流FRが基板Wの左端縁の上面に接触し、該ガス流R中の反応性成分によって基板Wの左端縁の膜のエッチングが開始される。このとき、右方向ガス流FRのほぼ全長にわたる部分に吹出し部71Lから空気が混入されることになり、右方向ガス流FRへの空気混入量が最大となる。したがって、該ガス流FR中の反応性成分の濃度が最小になる。これによって、反応性成分が高濃度のまま基板Wの左端縁に送られるのを防止することができる。また、右方向ガス流FRの流量は吹出し部71Lの右端部上で最大になるが、この右方向ガス流FRが基板Wに達する直前で、吸引孔82Lからちょうど流量増大分に相当する量が局所吸引される。したがって、基板Wの左端縁に達する右方向ガス流FRの流量は、空気を混入しない場合の設定流量(吹出し口52からの吹出し流量のちょうど2分の1)と同じになる。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距離DRだけ進んだのと同様のガス状態(反応性成分の濃度変化及び流量)を作ることができ、基板Wの左端縁におけるエッチングレートを抑えることができる。
Eventually, as shown in FIG. 4, the
図5に示すように、処理ヘッド20の右方向スキャンに伴なって、吹出し口52から吹出し部71Lの右端部までの距離x1が短くなり、右方向ガス流FRへの空気混入量が漸減する。(その分、左方向ガス流FRへの空気混入量が漸増する。)これにより、右方向ガス流FRの反応性成分濃度が漸増する。
しかも、単位面積あたりの空気吹出し量qL(−x)が上記式1を満たすことによって、吹出し部71L上を距離x1だけ進んで基板Wの左端縁に達したガス流FRの反応性成分濃度を、あたかも基板W上を反応性成分を消費しながら距離x1だけ進んだのと同様の大きさにすることができる。ガス流FRの最終流量は、吸引孔82Lからの吸引によって設定流量を維持する。
As shown in FIG. 5, as the
In addition, when the air blowing amount qL (−x) per unit area satisfies the above-described expression 1, the reactive component concentration of the gas flow FR that has reached the left edge of the substrate W after traveling the blowing
この状態のガス流FRが、基板Wの左端縁から略距離(DR−x1)だけ基板内側へ流れ、吸引口61Rから吸引される。これにより、基板Wの左端縁を含む略幅(DR−x1)の部分が、抑制されたレートでエッチングされることになる。しかも、基板Wの中央部を処理する時(図1)におけるx=x1〜DRの区間と略同様のエッチングレート分布(静止エッチング量分布)でエッチングされることになる。
The gas flow FR in this state flows from the left edge of the substrate W to the inside of the substrate by a substantially distance (DR-x1), and is sucked from the
図6に示すように、処理ヘッド20の吹出し口52が基板Wの左端縁上に達したとき、吹出し部71Lからの空気は主に左方向ガス流FLに混入され、右方向ガス流FRへはほとんど混入されなくなる。したがって、ほぼ設定濃度のガスFRが基板Wの左端縁から基板内側へ入り、反応性成分を消費しながら、ほぼ距離DRだけ進んだ位置で吸引口62Rから吸引される。したがって、エッチングされる部分の幅が略DRになる。この基板Wの左端縁を含む略幅DRの部分を、基板Wの左端部WLと定義することにする。この時の基板左端部WL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1)の吹出し口52直下より右半分(x=0〜DR)のエッチングレート分布と略同じになる。
As shown in FIG. 6, when the
吹出し口52が基板W上に達した以降は、吹出し孔72Lからの空気吹出し及び吸引孔82Lからの局所吸引を停止することにしてもよい。
その後、処理ヘッド20が更に右方向へスキャンされることにより、基板端部WLに左方向のガス流FLが当たるようになる。やがて、このガス流FLも基板端部WLより右側へ移動し、基板端部WLに対するエッチングが終了する。
After the
Thereafter, the
このように、基板端部WLをエッチングする際は、空気吹出しと局所吸引を行なうことにより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。しかも、空気吹出し量が式1を満たすことにより、エッチングレート分布を基板中央部と同様の状態にすることができ、基板中央部と同じエッチング量を得ることができる。したがって、基板端部WL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。 As described above, when etching the substrate end WL, the etching rate can be suppressed by performing air blowing and local suction, and excessive etching (loading effect) can be prevented. In addition, when the air blowing amount satisfies Expression 1, the etching rate distribution can be set to the same state as that of the central portion of the substrate, and the same etching amount as that of the central portion of the substrate can be obtained. Therefore, it is possible to prevent the processing amount from becoming discontinuous between the substrate end WL and the inner portion.
処理ヘッド20は、更に右方向へスキャンされる。そして、図1に示すように、処理ヘッド20が基板Wの中央部上に位置され、基板Wの中央部のエッチングがなされる。
The
処理ヘッド20が基板Wの右端部の上方にかかるようになるのに前後して、右側不活性ガス吹出し孔72Rからの空気吹出し、及び吸引孔82Rからの局所吸引を開始しておく。やがて、図7に示すように、吹出し口52が基板Wの右端縁に達する。この時点では、吹出し部71Rからの空気は殆ど右方向ガス流FRに混入される。左方向ガス流FLは、ほぼ設定濃度のまま基板Wの右端縁から基板内側へ入り、反応性成分を消費しながら、ほぼ距離DLだけ進んだ位置で吸引口62Lから吸引される。この基板Wの右端縁を含む略幅DLの部分を、基板Wの右端部WRと定義することにする。この時点の基板右端部WR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1)の吹出し口52直下より左半分(x=−DL〜0)のエッチングレート分布と略同じになる。
Before and after the
図8に示すように、処理ヘッド20の更なる右方向スキャンに伴なって、左方向ガス流FLが右側不活性ガス吹出し部71R上の空間1SRを通過するようになる。これによって、吹出し部71Rからの空気の一部が左方向ガス流FLに混入され、反応性成分が高濃度のまま基板端部WRに送られるのを防止することができる。また、左方向ガス流FLが基板端部WRに達する直前で、吸引孔82Rによってちょうど混入空気と同量のガスが局所吸引されることにより、基板端部WRに送り込まれるガス流FLの流量を、空気を混入しない場合の設定流量(吹出し口52からの吹出し流量のちょうど2分の1)と同じにすることができる。これによって、基板端部WRにおけるエッチングレートを抑えることができ、過剰処理(ローディング効果)を防止することができる。
As shown in FIG. 8, with the further rightward scan of the
しかも、吹出し部71Rからの単位面積あたりの空気吹出し量qR(x)が上記式2を満たすことによって、吹出し口52から距離x2だけ進んで基板Wの右端縁に達したガス流FLの反応性成分濃度を、あたかも基板W上を反応性成分を消費しながら距離x2だけ進んだのと同様の大きさにすることができる。
In addition, when the air blowing amount qR (x) per unit area from the blowing
この状態のガス流FLが、基板Wの右端縁から略距離(DL−x2)だけ基板内側へ流れ、吸引口61Lから吸引される。これにより、基板Wの右端縁を含む略幅(DL−x2)の部分が、基板Wの中央部を処理する時(図1)におけるx=(−x2)〜(−DL)の区間と略同様のエッチングレート分布でエッチングすることができる。
The gas flow FL in this state flows from the right edge of the substrate W to the inside of the substrate by a substantially distance (DL-x2), and is sucked from the
そして、図9に示すように、処理ヘッド20の左側吸引口61Lが基板Wの右端縁上に達したとき、処理ガスは基板Wの右端縁にだけ当たり、基板Wの右端縁だけがエッチングされることになる。このとき、左方向ガス流FLのほぼ全長にわたる部分に吹出し部71Rから空気が混入されることになり、基板右端縁に送られるガス流FL中の反応性成分の濃度が最小になる。流量は、吸引孔82Rからの局所吸引により一定に維持される。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距離DLだけ進んだのと同様のガス状態(反応性成分濃度及び流量)を作ることができ、エッチングレートを十分に小さくすることができ、ローディングを防止することができる。
その後、処理ヘッド20が更に右方向へスキャンされることにより、基板端部WRに対するエッチングが終了する。
As shown in FIG. 9, when the
Thereafter, the
このように、基板の右端部WRをエッチングする際は、左端部WLと同様に空気吹出しと局所吸引を行なうことにより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。しかも、空気吹出し量が式2を満たすことにより、エッチングレート分布を基板中央部と同様の状態にすることができ、基板中央部と同じエッチング量を得ることができる。したがって、基板端部WR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。
Thus, when the right end portion WR of the substrate is etched, the etching rate can be suppressed by performing air blowing and local suction similarly to the left end portion WL, and excessive etching (loading effect) can be prevented. . In addition, when the air blowing amount satisfies Expression 2, the etching rate distribution can be made to be in the same state as the central portion of the substrate, and the same etching amount as that of the central portion of the substrate can be obtained. Therefore, it is possible to prevent the processing amount from becoming discontinuous between the substrate end portion WR and the inner portion thereof.
Thereby, the whole surface of the substrate W can be processed substantially uniformly. As a result, the usable area of the substrate W can be increased.
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。
処理ヘッド20のスキャンによって基板Wに向かう側のガス流FL,FRへの空気混入量を変動させることができるので、ガス吹出し部71L,71Rにおける全体の空気吹出し量は一定に維持しておけばよい。したがって、空気圧源75や流量調節手段74Lの操作量を経時的に変動させる必要がなく、制御が容易である。
According to the surface treatment apparatus 1, it is not necessary to shorten the distance between the
Since the amount of air mixed into the gas flows FL and FR on the side toward the substrate W can be changed by scanning the
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。
例えば、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。
不活性ガス吹出し部71L,71R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、吹出し口52に対し当該1つの吸引口61が配置された側とは反対側にだけ、不活性ガス吹出し部71及び吸引孔82が設けられていればよい。要するに、処理ヘッド20に左側の吸引口61Lだけが設けられている場合、左右の不活性ガス吹出し部71L,71R及び吸引孔82L,82Rのうち右側の不活性ガス吹出し部71R及び吸引孔82Rだけがあればよい。処理ヘッド20に右側の吸引口61Rだけが設けられている場合、左側の不活性ガス吹出し部71L及び吸引孔82Lだけがあればよい。
吹出し口52と左側の吸引口61Lとの間の距離と、吹出し口52と右側の吸引口61Rとの間の距離は、互いに異なっていてもよい。その場合、左側の不活性ガス吹出し部71L,71Rの左右の幅は、吹出し口52と右側の吸引口61Rとの間の距離とほぼ同じかそれ以上にするのが好ましく、右側の不活性ガス吹出し部71L,71Rの左右の幅は、吹出し口52と左側の吸引口61Lとの間の距離とほぼ同じかそれ以上にするのが好ましい。
処理ヘッド20の相対位置に応じて吹出し部71全体からの不活性ガス吹出し量及び吸引孔82からの吸引量を可変調節することにしてもよい。
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sにも適用可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, the inert gas is not limited to air as long as it does not have reactivity with the object to be processed, and nitrogen or the like may be used.
The upper surfaces of the inert
The
The distance between the
Depending on the relative position of the
The present invention is not limited to etching treatment, and can be applied to various surface treatments such as film formation, surface modification such as hydrophilicity and water repellency, ashing, and washing. The present invention is not limited to the plasma processing in which the processing gas is turned into plasma and applied to the substrate W, and can also be applied to a surface processing apparatus s other than the plasma processing such as a thermal CVD apparatus.
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。 The present invention can be applied to etching a silicon film on the surface, for example, in the manufacture of a flat panel glass such as a semiconductor wafer or a liquid crystal.
W 基板(被処理物)
DL,DR 吹出し口と吸引口の間の所定距離
1 表面処理装置
1SL,1SR 不活性ガス吹出し部の処理ヘッドと対向可能な側の空間
2 給排機構
10 ステージ
11 被処理物の設置領域
12(12L,12R) 設置外領域
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 移動機構
50 処理ガス供給源
51 ヘッド内ガス供給路
52 吹出し口
F(FL,FR) 処理ガス流
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 不活性ガス吹出し機構
71(71L,71R) 不活性ガス吹出し部
72(72L,72R) 不活性ガス吹出し孔
73(73L,73R) 吹出し室
74(74L,74R) 不活性ガス吹出し流量調節手段
75 空気圧源(不活性ガス源)
80 端縁吸引機構
82(82L,82R) 吸引孔
83(83L,83R) 吸引路
84(84L,84R) 端吸引流量調節手段
85 端吸引手段
W substrate (object to be processed)
DL, DR Predetermined distance between the blowout port and the suction port 1 Surface treatment device 1SL, 1SR Space on the side that can face the treatment head of the inert gas blowout part 2 Supply /
30
80 Edge suction mechanism 82 (82L, 82R) Suction hole 83 (83L, 83R) Suction passage 84 (84L, 84R) End suction flow rate adjusting means 85 End suction means
Claims (12)
処理ガスの吹出し口と吸引口が形成された面を有し、前記吹出し口に対し前記吸引口が一方向の一側に離れて配置された処理ヘッドと、
前記処理ヘッドを、前記被処理物が設置される領域及び該設置領域の前記一方向の前記一側とは反対側の端縁の外側を含む範囲内で前記設置領域に対し前記一方向に相対移動させる移動機構と、
前記設置領域ひいては被処理物に対し位置固定されるようにして、該設置領域の前記反対側の端縁から外側に前記所定距離分の幅を持つ設置外領域に配置され、前記処理ヘッドと対向可能な側に不活性ガスを吹き出す不活性ガス吹出し孔を有する不活性ガス吹出し部と、
を備えたことを特徴とする表面処理装置。 An apparatus for processing a surface of the object to be processed by spraying a processing gas on the object to be processed,
A processing head having a surface on which a blowing port and a suction port for processing gas are formed, the suction port being arranged away from one side in one direction with respect to the blowing port;
The processing head is relative to the installation region in the one direction within a range including an area where the object to be processed is installed and an outer edge of the installation region opposite to the one side in the one direction. A moving mechanism to move,
The installation area is fixed to the object to be processed, and is disposed in an installation outside area having a width corresponding to the predetermined distance outward from the opposite edge of the installation area, and faces the processing head. An inert gas blowing section having an inert gas blowing hole for blowing the inert gas to the possible side;
A surface treatment apparatus comprising:
前記端吸引孔の前記一方向に沿う幅が、前記不活性ガス吹出し部の前記一方向に沿う幅に対し無視できる程度に小さいことを特徴とする請求項4又は5に記載の表面処理装置。 A width along the one direction of the inert gas blowing portion is substantially the same as or larger than the predetermined distance, and the inert gas blowing holes are distributed and arranged in the width direction of the inert gas blowing portion,
The surface treatment apparatus according to claim 4 or 5, wherein a width of the end suction hole along the one direction is so small as to be negligible with respect to a width of the inert gas blowing portion along the one direction.
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、
前記吹出し口及び吸引口を前記被処理物に対し前記一方向に相対移動させる移動工程と、
前記吹出し口が被処理物より前記一方向の外側に位置し、吸引口が前記被処理物の端部と対向しているとき、前記吹出し口からの処理ガスに不活性ガスを混入する混入工程と、
前記吹出し口と前記被処理物との間の処理ガスを、前記不活性ガスの混入量に応じた分だけ前記吸引口とは別途に吸引する吸引工程と、
を実行することを特徴とする表面処理方法。 A method of processing a surface of the object to be processed by spraying a processing gas on the object to be processed,
A process gas distribution step of blowing out the process gas from a blow-out port and sucking it from a suction port separated in one direction with respect to the blow-out port;
A moving step of moving the outlet and the suction port relative to the object to be processed in the one direction;
A mixing step of mixing an inert gas into the processing gas from the outlet when the outlet is located outside the object to be processed in the one direction and the suction port is opposed to the end of the object to be processed. When,
A suction step of sucking the processing gas between the blowout port and the object to be processed separately from the suction port by an amount corresponding to the amount of the inert gas mixed;
The surface treatment method characterized by performing.
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- 2006-05-23 JP JP2006142546A patent/JP2007317699A/en active Pending
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