JP2008109037A - 表面処理装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理物を相対移動させながら処理流体を被処理物に噴き付け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】噴き出し部３１の左側（一側）に第１吸い込み部３２Ｌを配置し、右側（反対側）に第２吸い込み部３２Ｒを配置する。間隔調節機構４０にて噴き出し部３１と各吸い込み部３２Ｌ，３２Ｒとの間隔を調節可能にする。処理流体を噴き出し部３１から噴き出すとともに、移動機構１２にて被処理物Ｗを左右方向へ移動させる。被処理物Ｗの右端部（第２側の端部）を処理する際は、噴き出し部３１と第１吸い込み部３２Ｌとの間隔を小さくする。これにより、ローディング効果の起きる領域を小さくする。
【選択図】図１

Description

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等の処理流体を噴き付けることにより、エッチング、洗浄、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。

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通路を処理ヘッドの吸い込み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等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、吸い込み口から吸引排気される。
特許文献１では、吸い込み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。
特開２００２−１５１４９４号公報

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い込み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い込み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い込み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い込み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い込み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流体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。

上記問題点を解決するために、本発明は、被処理物に処理ガス等の処理流体を噴き付けて前記被処理物の表面を処理する装置であって、
（Ａ） 前記被処理物と対向すべき処理ヘッドと、
（Ｂ） 前記処理ヘッドに対し前記被処理物を一方向に相対移動させる移動機構と、
（Ｃ） 間隔調節機構と、
を備え、前記処理ヘッドが、
（ａ） 前記処理流体を噴き出す噴き出し口を有する噴き出し部と、
（ｂ） 前記噴き出し口から前記一方向に離れて処理流体を吸い込む吸い込み口を有する吸い込み部と、
を含み、前記間隔調節機構が、前記噴き出し部と吸い込み部を前記処理ヘッドと被処理物との相対位置に応じて前記一方向に相対変位させて、前記噴き出し口と吸い込み口の間隔を調節することを第１の特徴とする。
これにより、被処理物の端部を処理する際、ローディング効果の起きる領域を減じることができ、被処理物の端部のローディング効果を抑制することができる。

前記噴き出し口又は吸い込み口と被処理物との相対位置と、前記噴き出し口と吸い込み口の間隔との関係は、例えば一次関数で表されるのが好ましい。
前記一方向の例えば一側（移動機構による移動方向の前方でもよく後方でもよい）に噴き出し口が配置され、反対側に吸い込み口が配置されている。
前記間隔調節機構は、前記処理ヘッドが前記被処理物における前記一方向の反対側の端部の近傍に位置しているときは、前記間隔を相対的に小さくし、前記処理ヘッドが前記被処理物における前記反対側端部近傍より前記一側寄りに位置しているときは、前記間隔を相対的に大きくすることが好ましい。
これにより、被処理物の端部のローディング効果を抑制することができるとともに、被処理物の内側部分では十分な処理がなされるようにすることができる。

前記噴き出し部又は吸い込み部が、前記一方向に変形可能なフレキシブル部材にて構成されているのが好ましい。このフレキシブル部材に前記間隔調節機構が接続されていることが好ましい。
これにより、間隔調節を簡易に行なうことができる。

前記処理ヘッドの前記噴き出し口と吸い込み口の間には、通路画成部材が、前記間隔調節を許容するようにして設けられていることが好ましい。
この通路画成部材により、噴き出し口から吸い込み口までの処理流体の通路を画成でき、処理流体が噴き出し口から吸い込み口へ確実に流れるようにすることができる。

前記通路画成部材は、例えば、前記噴き出し口と吸い込み口の間に繰り出し・巻き取り可能に張られたベルト状の部材にて構成されていてもよい。
噴き出し口と吸い込み口の間隔調節に合わせて、前記ベルト状部材を前記噴き出し口と吸い込み口の間に繰り出したり、前記噴き出し口と吸い込み口の間から巻き取ったりすることにより、噴き出し口から吸い込み口までの処理通路画成部分を簡易に拡縮でき、噴き出し口と吸い込み口の間隔に関わらず噴き出し口から吸い込み口までの処理通路を確実に画成することができる。

前記通路画成部材は、多数の孔を有して前記噴き出し口又は吸い込み口に被さるように配置された多孔部材にて構成されていてもよい。
これにより、噴き出し口と吸い込み口の間隔に関わらず、通路画成部材の孔を通して処理流体の噴き出し又は吸引を行なうことができる。

また、本発明は、被処理物に処理ガス等の処理流体を噴き付けて前記被処理物の表面を処理する装置であって、
（Ａ） 前記被処理物と対向すべき処理ヘッドと、
（Ｂ） 前記処理ヘッドに対し前記被処理物を一方向に相対移動させる移動機構と、
（Ｃ） 間隔調節機構と、
を備え、前記処理ヘッドが、
（ａ） 前記処理流体を噴き出す噴き出し口を有する噴き出し部と、
（ｂ） 前記噴き出し口から前記一方向の第１の側に離れて処理流体を吸い込む第１吸い込み口を有する第１吸い込み部と、
（ｃ） 前記噴き出し口から前記一方向の前記第１側とは反対の第２の側に離れて処理流体を吸い込む第２吸い込み口を有する第２吸い込み部と、
を含み、前記間隔調節機構が、前記噴き出し部及び第１、第２吸い込み部を互いに前記処理ヘッドと被処理物との相対位置に応じて前記一方向に相対変位させて前記噴き出し口と各吸い込み口の間隔を調節することを第２の特徴とする。
これによって、被処理物の端部を処理する際、ローディング効果の起きる領域を減じることができ、被処理物の両端部のローディング効果を抑制することができる。

第２の特徴において、前記間隔調節機構は、前記被処理物における前記第１側の端部の近傍に前記処理ヘッドが位置しているときは、前記噴き出し口を前記第２吸い込み口に接近させ、前記被処理物における前記第２側の端部の近傍に前記処理ヘッドが位置しているときは、前記噴き出し口を前記第１吸い込み口に接近させることが好ましい。
これによって、被処理物の両端部のローディング効果を確実に抑制することができる。

第２の特徴において、前記間隔調節機構は、例えば、前記第１吸い込み口の近傍に配置された第１ローラと、前記第２吸い込み口の近傍に配置された第２ローラと、これら第１、第２のローラの間を被うように張られるとともに各ローラに繰り出し・巻き取り可能に掛け回されたベルト状部材とを含むのが好ましい。
ベルト状部材（通路画成部材）により、噴き出し口から吸い込み口までの処理流体の通路を画成でき、処理流体が噴き出し口から吸い込み口へ確実に流れるようにすることができる。
前記ベルト状部材に開口が形成され、この開口の周縁に前記噴き出し部の噴き出し口の周縁が接合されていることが好ましい。
これにより、ベルト状部材と噴き出し部が接合される。前記第１、第２ローラを回転させ、前記ベルト状部材を繰り出したり巻き取ったりすることにより、前記噴き出し部を変位させることができ、前記噴き出し口をスライドさせることができる。
この場合、前記噴き出し部は、フレキシブル部材にて構成されているのが好ましい。

前記ベルト状部材は、環状をなしていてもよい。環状のベルト状部材が前記噴き出し部を囲んでいてもよい。

前記ベルト状部材が、前記第１、第２のローラ間のベルト部分と、前記第１ローラを介して前記ローラ間ベルト部分と角度をなして連なる第１側ベルト部分と、前記第２ローラを介して前記ローラ間ベルト部分と角度をなして連なる第２側ベルト部分とを有しているのが好ましい。
前記処理ヘッドが、前記第１側ベルト部分と対向する第１壁部と、前記第２側ベルト部分と対向する第２壁部とを有し、前記第１側ベルト部分と第１壁部とが、互いの間に前記第１吸い込み口とそれに連なる第１吸い込み路を形成して前記第１吸い込み部を構成し、前記第２側ベルト部分と第２壁部とが、互いの間に前記第２吸い込み口とそれに連なる第２吸い込み路を形成して前記第２吸い込み部を構成しているのが好ましい。

また、本発明は、被処理物に処理ガス等の処理流体を噴き付けて前記被処理物の表面を処理する方法であって、
前記処理流体を噴き出し口から噴き出す工程と、
前記噴き出し口に対し一方向に離れた吸い込み口から処理流体を吸い込む工程と、
前記被処理物を前記噴き出し口又は吸い込み口に対し前記一方向に相対移動させる工程と、
前記噴き出し口と被処理物との相対位置に応じて、前記噴き出し口と吸い込み口の間隔を調節する工程と、
を含むことを第３の特徴とする。
これによって、被処理物の端部を処理する際、ローディング効果の起きる領域を減じることができ、被処理物の端部のローディング効果を抑制することができる。

第３の特徴において、前記一方向に沿って一側に前記噴き出し口を配置し、反対側に前記吸い込み口を配置し、
前記噴き出し口が被処理物における前記一方向の反対側の端部の近傍にあるときは、前記噴き出し口と吸い込み口の間隔を相対的に小さくし、前記噴き出し口が被処理物における前記反対側端部近傍より前記一側寄りにあるときは、前記間隔を相対的に大きくすることが好ましい。
これにより、被処理物の端部のローディング効果を抑制することができるとともに、被処理物の内側部分では十分な処理がなされるようにすることができる。

本発明は、例えば大気圧（常圧）近傍の圧力下で生成したプラズマにて表面処理を行なうのに適用される。ここで、大気圧近傍とは、１．０１３×１０⁴〜５０．６６３×１０⁴Ｐａの範囲を言い、圧力調整の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、１．３３３×１０⁴〜１０．６６４×１０⁴Ｐａが好ましく、９．３３１×１０⁴〜１０．３９７×１０⁴Ｐａがより好ましい。

本発明によれば、被処理物の端部を処理する際、ローディング効果の起きる領域を小さくすることができ、被処理物の端部の過剰処理を防止でき、ローディング効果を抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
図１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を大気圧近傍下でプラズマ表面処理している。表面処理の内容は、例えば基板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するものであるが、これに限定されるものではない。

プラズマ表面処理装置Ｍは、ステージ１０と、プラズマ生成部２０と、処理ヘッド３０とを備えている。以下、装置Ｍにおいて、左右に対をなす構成要素について互いを区別するときは、左側のものについては符号にＬを付し、右側のものについては符号にＲを付すものとする。

ステージ１０の上面には、凹部１１が形成されている。この凹部１１に、処理すべき基板Ｗが設置されている。基板Ｗの上面と、ステージ１０の凹部１１より外側の上面とは略面一になっている。

ステージ１０に移動機構１２が接続されている。この移動機構１２によってステージ１０ひいては基板Ｗが左右方向に移動されるようになっている。
移動機構１２を処理ヘッド３０に接続し、ステージ１０及び基板Ｗが静止される一方、処理ヘッド３０が左右に移動されるようにしてもよい。

プラズマ生成部２０には、一対の電極２１が設けられている。一方の電極２１Ｌは電源２３に接続され、他方の電極２１Ｒは電気的に接地されている。電源２３からの電圧供給により電極２１，２１間に電界が印加され、大気圧グロー放電が生成されるようになっている。少なくとも一方の電極２１の対向面には固体誘電体層（図示省略）が設けられている。電極間の空間２１ａには処理流体源２５からのガス路２６が接続されている。処理流体源２５は、例えばＣＦ_４、Ｏ_２等の混合ガスからなる処理ガスすなわちガス状の処理流体を生成し、この処理ガスを、ガス路２６を介して電極間の放電空間２１ａに導入する。これによって、処理ガスがプラズマ化され、フッ素ラジカルや酸素ラジカル等の反応性成分が生成される。電極間空間２１ａから反応性処理ガス路２７が処理ヘッド３０へ向けて延びている。

図１及び図２に示すように、処理ヘッド３０は、左右の壁部３５Ｌ，３５Ｒと、これら壁部３５Ｌ，３５Ｒの間に配置された間隔調節機構４０と、中央のガス均一化部３３及び噴き出し部３１と、左右一対の吸い込み部３２Ｌ，３２Ｒとを備えている。

図２に示すように、ガス均一化部３３は、管状をなし前後方向（図１の紙面直交方向）に延びている。ガス均一化部３３の長手方向の一端部（図２の手前側の端部）は、プラズマ生成部２０からの反応性処理ガス路２７に連なり、他端部（図２の紙面奥側の端部）は閉塞されている。ガス均一化部３３の管壁には、多数の小孔３３ａが形成されている。小孔３３ａに代えて前後方向に延びるスリットであってもよい。ガス均一化部３３を構成する管を多孔質セラミック等の多孔質部材で構成してもよい。
プラズマ生成部２０からの反応性成分を含む処理ガスは、反応性処理ガス路２７を経てガス均一化部３３により均一化され、多数の小孔３３ａから導出されるようになっている。

ガス均一化部３３に噴き出し部３１が接続されている。噴き出し部３１は、耐プラズマ性の樹脂等のフレキシブル部材にて構成されている。噴き出し部３１は、前後方向に基板Ｗに対応する幅を有して略上下に延びる扁平な筒状（ホース状）をなしている。噴き出し部３１の内部は、噴き出し路３１ｂを構成し、その下端部（先端部）は噴き出し口３１ａを構成している。噴き出し部３１の上端部（基端部）は、ガス均一化部３３を包むように固定されている。これにより、ガス均一化部３３の多数の小孔３３ａが、噴き出し部３１の内部の噴き出し路３１ｂに連なっている。これにより、上記反応性成分を含む処理ガスが、ガス均一化部３３から噴き出し路３１ｂに均一に導入されるようになっている。

間隔調節機構４０は、ベルト状部材４１（通路画成部材）と、４つの回転ローラ４２とを有している。ベルト状部材４１は、耐プラズマ性のフレキシブル材料にて構成され、環状をなして前後方向（図１の紙面直交方向）に延びている。４つのローラ４２は、それぞれ軸線を前後に向け、上下左右に分かれて配置されている。これらローラ４２にベルト部材４１が略４分の１周だけ掛け回されている。これにより、ベルト状部材４１は、左上と右上のローラ４２間の上側部４１Ｕと、左上と左下のローラ４２間の左側部４１Ｌと、右上と右下のローラ４２間の右側部４１Ｒと、左下（第１）と右下（第２）のローラ４２間の底部４１Ｂとからなる正面視四角形をなしている。ベルト底部４１Ｂには、開口４１ａが形成されている。開口４１ａは、前後方向に延びるスリット状をなしている。

ローラ４２の回転により、ベルト状部材４１が周方向に回転移動されるようになっている。ベルト状部材４１の回転移動可能範囲は、開口４１ａがベルト底部４１Ｂに位置する範囲内になるように規制されている。ベルト状部材４１を正面視で時計周りに回転移動させるとき、底部４１Ｂの左端部が左下の第１ローラ４２Ｌを介して左側部４１Ｌへ巻き取られ、右側部４１Ｒが右下の第２ローラ４２Ｒを介して底部４１Ｂへ繰り出され、開口４１ａが左側にスライドされる。これにより、ベルト底部４１Ｂの開口４１ａより左側の部分４１ＢＬが短縮され、開口４１ａより右側の部分４１ＢＲが伸張されることになる（図１参照）。
ベルト状部材４１を正面視で反時計周りに回転移動させるとき、左側部４１Ｌが左下のローラ４２Ｌを介して底部４１Ｂへ繰り出され、底部４１Ｂの右端部が右下のローラ４２Ｒを介して右側部４１Ｒへ巻き取られ、開口４１ａが右側へスライドされる。これにより、ベルト底部４１Ｂの開口４１ａより左側の部分４１ＢＬが伸張され、右側の部分４１ＢＲが短縮されることになる（図４参照）。

ベルト状部材４１によってガス均一化部３３と噴き出し部３１が囲まれている。噴き出し部３１は、ガス均一化部３３からベルト底部４１Ｂの開口４１ａへ向けて延び、下端の噴き出し口３１ａの周縁が開口４１ａの周縁に接合されている。したがって、ベルト状部材４１を回転移動させると、これに伴なって、フレキシブルな噴き出し部３１が左右方向に変形し、下端の噴き出し口３１ａが左右にスライドされるようになっている。噴き出し口３１ａは、左下のローラ４２Ｌに近接する位置（図１）と、右下のローラ４２Ｒに近接する位置（図４）との間でスライド移動可能になっている。
ガス均一化部３３から噴き出し路３１ｂに導入された処理ガスは、噴き出し口３１ａからベルト底部４１Ｂの下方へ噴き出されるようになっている。

図１、図３、図４に示すように、左下と右下のローラ４２Ｌ，４２Ｒ間のベルト底部４１Ｂは、基板Ｗまたはステージ１０と協働して、処理通路６０を画成するようになっている。処理通路６０は、噴き出し口３１ａを上流端として左右両側に分かれている。噴き出し口３１ａから左側のローラ４２Ｌまでのベルト底部４１ＢＬは、左側の第１処理通路６０Ｌを画成する部材として提供され、噴き出し口３１ａから右側のローラ４２Ｒまでのベルト底部４１ＢＲは、右側の第２処理通路６０Ｒを画成する部材として提供されている。
ベルト状部材４１の回転移動ひいては噴き出し口３１ａの左右スライドに伴ない、左右の処理通路６０Ｌ，６０Ｒの一方が縮み、他方が延びるようになっている。

噴き出し口３１ａから吹き出された処理ガスは、左右の各処理通路６０Ｌ，６０Ｒ内を外側へ流れるようになっている。この通路６０Ｌ，６０Ｒ内の処理ガスＦＬ，ＦＲが基板Ｗと接触すると、処理ガスＦＬ，ＦＲ中の反応性成分が反応を起こす。これにより、基板Ｗの表面処理を行なうことができる。処理に伴い、処理ガスの反応性成分が消費される。したがって、処理ガスＦＬ，ＦＲの処理能力は、ステージ１０上を流れるときはあまり変化せず、基板Ｗ上を流れるときは下流へ向かうにしたがって低減する。
なお、図示は省略するが、処理ヘッド３０の前後方向（図１の紙面直交方向）の両端の下端部には、処理ガスが漏れないようにするための凸縁が設けられている。

処理ヘッド３０の左側の壁部３５Ｌとベルト状部材４１の左側部（第１側ベルト部分）４１Ｌとの間には、隙間３２ｂＬが形成されている。隙間３２ｂＬの上端部（基端部）は、吸引路５１を介して吸引手段５０に接続され、下端部３２ａＬ（先端部）は、開口されて左側処理通路６０Ｌに連なっている。これにより、左側壁部３５Ｌとベルト左側部４１Ｌとによって第１の吸い込み部３２Ｌが構成されている。隙間３２ｂＬは、第１吸い込み路を構成し、その下端開口３２ａＬは、第１吸い込み口を構成している。
左側の処理通路６０Ｌを通過した処理ガスＦＬは、この吸い込み部３２Ｌの吸い込み口３２ａＬから吸い込み路３２ｂＬに吸込まれ、吸引路５１を経て排出されるようになっている。

同様に、処理ヘッド３０の右側の壁部３５Ｒとベルト状部材４１の右側部（第２側ベルト部分）４１Ｒとの間には、隙間３２ｂＲが形成されている。隙間３２ｂＲの上端部（基端部）は、吸引路５１を介して吸引手段５０に接続され、下端部３２ａＲ（先端部）は、開口されて右側処理通路６０Ｒに連なっている。これにより、右側壁部３５Ｒとベルト右側部４１Ｒとによって第２の吸い込み部３２Ｒが構成されている。隙間３２ｂＲは、第２吸い込み路を構成し、その下端開口３２ａＲは、第２吸い込み口を構成している。
右側の処理通路６０Ｒを通過した処理ガスＦＲは、この吸い込み部３２Ｒの吸い込み口３２ａＲから吸い込み路３２ｂＲに吸込まれ、吸引路５１を経て排出されるようになっている。

左右の吸い込み口３２ａＬ，３２ａＲの間に噴き出し口３１が挟まれるように位置されている。
左右の吸い込み口３２ａＬ，３２ａＲは、互いに位置固定されており、両者間の距離は固定されている。これに対し、噴き出し口３１ａが間隔調節機構４０によって左右にスライドされることにより、噴き出し口３１ａと各吸い込み口３２ａＬ，３２ａＲとの間隔が調節されるようになっている。

図１に示すように、噴き出し口３１ａをベルト底部４１Ｂの左端部近傍の位置までスライドさせると、噴き出し口３１ａと左側の吸い込み口３２ａＬとの間隔が小さくなる。
図４に示すように、噴き出し口３１ａをベルト底部４１Ｂの右端部近傍の位置までスライドさせると、噴き出し口３１ａと右側の吸い込み口３２ａＲとの間隔が小さくなる。

上記のように構成されたプラズマ表面処理装置Ｍの動作を説明する。
今、処理ヘッド３０の下方にはステージ１０の右端部が位置しているものとする。このステージ１０を移動機構１２にて右方向へ一定速度で移動させる（移動工程）。このとき、噴き出し部３１を間隔調節機構４０によって左側に寄せ、左側の吸い込み部３２Ｌとの間隔を小さくしておく（間隔調節工程）。そして、処理ガスをプラズマ生成部２０でプラズマ化して反応性成分を生成し、噴き出し部３１の噴き出し口３１ａから吹き出す（噴き出し工程）。この処理ガスＦは、約半分ずつ左右に分かれ、左右の処理通路６０Ｌ，６０Ｒ内をそれぞれ外側へ向けて流れ、吸い込み部３２Ｌ，３２Ｒに吸い込まれる（吸い込み工程）。処理ガス中の反応性成分は、ステージ１０の右端部上を流れている間は高濃度を維持している。

やがて、図１に示すように、基板Ｗの右端部が処理ヘッド３０の下側に入って来、左側の処理通路６０Ｌに位置するようになる。これにより、噴き出し口３１ａから左側へ分かれた処理ガス流ＦＬが、高濃度のまま基板Ｗの右端部に接触し、基板Ｗの右端部が表面処理される。一方、このとき、左側処理通路６０Ｌの路長は短くなっている。したがって、ローディング効果の起きる領域が小さくなっており、基板Ｗの右端部が高濃度の処理ガス流ＦＬで処理される期間は短い。これにより、基板Ｗの右端部が過剰に処理されるのを防止でき、ローディング効果を抑制することができる。

ステージ１０ひいては基板Ｗが更に右方向へ移動するのと連動して、間隔調節機構４０によって噴き出し部３１を中央へ戻していく。これにより、噴き出し口３１ａと吸い込み部３２Ｌとの間の間隔が広がっていき、処理通路６０Ｌの路長が伸張していく。このとき、基板Ｗの左右方向の位置と噴き出し口３１ａの左右方向の位置は、例えば一次関数で表される位置関係を保つように設定されている。

そして、図３に示すように、基板Ｗの右端部は、噴き出し口３１ａより右側の処理通路６０Ｒをも通過し、右側の処理ガス流ＦＲによっても表面処理される。これと相前後して、噴き出し口３１ａが左右の吸い込み口３２ａＬ，３２ａＲのちょうど中間まで戻り、左右の処理通路６０Ｌ，６０Ｒの路長が等しくなる。このちょうど中間位置で噴き出し口３１ａのスライドを停止する。基板Ｗは、そのまま右方向へ移動させる。これにより、基板Ｗの右端部より内側の部分を表面処理することができる。基板Ｗの内側部分は、左右の処理ガス流ＦＬ，ＦＲにより均等に処理される。処理通路６０Ｌ，６０Ｒを十分に長く設定することにより、処理ガス流ＦＬ，ＦＲの反応性成分を無駄なく消費することができ、処理効率を確保することができる。

図４に示すように、やがて基板Ｗの左端部が処理ヘッド３０の下側に位置するようになる。このとき、間隔調節機構４０によって噴き出し部３１を右側へ変位させ、噴き出し口３１ａと吸い込み口３２ａＲの間隔を小さくし、右側処理通路６０Ｒの路長を短くする。したがって、基板Ｗの左端部が高濃度の処理ガス流ＦＲで処理される期間が短くなる。これにより、基板Ｗの左端部が過剰に処理されるのを防止でき、ローディング効果を抑制することができる。
このようにして、基板Ｗの左右の端部の過剰処理を防止しつつ、基板Ｗ全体をほぼ均一に処理することができる。
処理通路６０の画成部材としてフレキシブルなベルト状部材４１を用いることにより、噴き出し口３１ａの左右方向の位置にかかわらず、処理通路６０Ｌ，６０Ｒの上面を確実に画成することができる。

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５に示すように、第２実施形態に係るプラズマ表面処理装置Ｍ２の処理ヘッド７０には、金属材料からなる３つのノズル７１，７２が設けられている。中央のノズル７１は、プラズマガス路２７を介してプラズマ生成部２０に連なり、噴き出し部を構成している。噴き出しノズル７１は、先端の噴き出し口７１ａを下に向けて垂直に配置されている。噴き出しノズル７１は、前後方向（図５の紙面直交方向）に基板Ｗに対応する幅を有している。図示は省略するが、噴き出しノズル７１の上端部には処理ガスを前後方向に均一化するガス均一化部が設けられている。

噴き出しノズル７１の左側に、第１吸い込み部を構成する吸い込みノズル７２Ｌが配置され、右側に第２吸い込み部を構成する吸い込みノズル７２Ｒが配置されている。これら吸い込みノズル７２Ｌ，７２Ｒは、先端の吸い込み口７２ａＬ，７２ａＲを下に向けて垂直に配置されている。吸い込みノズル７２Ｌ，７２Ｒは、前後方向に噴き出しノズル７１と同程度の幅寸法を有している。

左右の吸い込みノズル７２Ｌ，７２Ｒは、それぞれ位置固定されている。これに対し、噴き出しノズル７１には、スライド方式の間隔調節機構８０が接続されている。この間隔調節機構８０によって、噴き出しノズル７１が左右にスライド可能になっている。これによって、噴き出し口７１ａと第１吸い込み口７２ａＬとの間隔、及び噴き出し口７１ａと第２吸い込み口７２ａＲとの間隔が調節されるようになっている。

図５に示すように、基板Ｗの右端部を処理するときは、噴き出しノズル７１を左側の吸い込みノズル７２Ｌに寄せて位置させ、噴き出し口７１ａと左吸い込み口７２ａＬの間隔を狭くする。
図示は省略するが、基板Ｗの左端部を処理するときは、噴き出しノズル７１を右側の吸い込みノズル７２Ｒに寄せて位置させ、噴き出し口７１ａと右吸い込み口７２ａＲの間隔を狭くする。
これにより、ローディング効果の起きる領域を小さくでき、基板Ｗの両端部の過剰処理を防止でき、ローディング効果を抑制することができる。

処理ヘッド７０の底部には、通路画成部材９０が配置されている。通路画成部材９０は、多数の孔９１を有するパンチングメタルやネット等の多孔部材で構成されている。通路画成部材９０は、左右の吸い込みノズル７２Ｌ，７２Ｒの下端部どうし間に水平に掛け渡されている。この通路画成部材９０の中間部が、噴き出しノズル７１の下端（先端）の噴き出し口７１ａに被さっている。間隔調節時には、通路画成部材９０の上面に沿って噴き出しノズル７１が左右に摺動するようになっている。

通路画成部材９０と基板Ｗ又はステージ１０との間に、処理通路６０が画成されるようになっている。処理通路６０が、噴き出し口７１ａから左吸い込み口７２ａＬまでの処理通路６０Ｌと、噴き出し口７１ａから右吸い込み口７２ａＲまでの処理通路６０Ｒとに分かれること、及び、これら左右の処理通路６０Ｌ，６０Ｒの路長が噴き出し口７１ａの位置に応じて伸縮することは、第１実施形態と同様である。

第２実施形態によれば、噴き出しノズル７１の左右位置にかかわらず、処理ガスを通路画成部材９０の孔９１を通して吹き出すことができる。
噴き出しノズル７１と吸い込みノズル７２との間においては、処理ガスが通路画成部材９０から上に拡散するのを抑えることができ、吸い込み口７２ａへ確実に流れるようにすることができる。
ノズル７１，７２や通路画成部材９０は、金属やセラミックにて構成でき、耐プラズマ性を確保するのが容易である。
間隔調節機構８０は、スライド機構にて構成でき、構造の簡素化を図ることができる。

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。
噴き出し部が固定される一方、吸い込み部が噴き出し部に接近・離間されることにより、間隔調節がなされるようになっていてもよい。この場合、吸い込み部は、第１実施形態の噴き出し部３１と同様に間隔調節方向に変形可能なフレキシブル部材にて構成されていてもよく、第２実施形態のノズル７１と同様に金属等の硬質部材にて構成されていてもよい。
被処理物の右端部を処理するときは、噴き出し部と右側の吸い込み部の間隔を被処理物の中央部を処理するときと同じ大きさに維持しつつ、左側の吸い込み部と噴き出し部の間隔を小さくすることにしてもよい。被処理物の左端部を処理するときは、噴き出し部と左側の吸い込み部の間隔を被処理物の中央部を処理するときと同じ大きさに維持しつつ、右側の吸い込み部と噴き出し部の間隔を小さくすることにしてもよい。

左右の吸い込み部のうち片方を省略してもよい。吸い込み部を左側だけにした場合、被処理物の右端部（噴き出し部に対し吸い込み部のある側とは反対側の端部）を処理するときだけ噴き出し口と吸い込み口の間隔を小さくすれよい。吸い込み部を右側だけにした場合、被処理物の左端部を処理するときだけ噴き出し口と吸い込み口の間隔を小さくすれよい。

噴き出し口と吸い込み口の間隔調節の際、これらの間隔と、噴き出し部又は吸い込み部と被処理物の相対位置との関係は、一次関数に限られず高次関数や指数関数等の他の関数で表されるようにしてもよい。
噴き出し口と吸い込み口の間隔調節時に、これら噴き出し・吸い込み口の何れか一方と被処理物との相対速度がゼロになるようにしてもよい。

第１実施形態と第２実施形態の構成要素を互いに組み合わせてもよい。
例えば、第１実施形態のフレキシブル部材３１と第２実施形態のスライド式間隔調節機構８０を組み合わせたり、第１実施形態のベルト及びローラ式間隔調節機構４０と第２実施形態の噴き出しノズル７１とを組み合わせたりしてもよい。
また、第１実施形態において、吸い込み部３２をベルト状部材４１と壁部３５とで画成するのに代えて、第２実施形態の吸い込みノズル７２を用いることにし、ベルト状部材４１は間隔調節及び処理通路画成にのみ用いることにしてもよい。
第１実施形態において、ベルト状部材４１は、少なくとも処理通路６０を画成するベルト部分４１Ｂと、その両端の第１、第２ローラ４２Ｌ，４２Ｒに繰り出し・巻き取り可能に掛け回される部分があればよく、環状になっていなくてもよく、両端が切り離されていてもよい。
処理通路画成部材としてベルト状部材４１に代えて、噴き出し口３１ａと吸い込み口３２ａの間隔に応じて伸縮可能な弾性材料等からなる伸縮部材を用いてもよい。

本発明は、エッチング、アッシング、成膜、洗浄、表面改質等の種々のプラズマ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、プラズマ表面処理に限られず、熱ＣＶＤ、その他の種々の表面処理に適用可能である。
処理流体は、流動体であればよく、気体に限られず、例えば霧状（ミスト）にした液体や粒子状の固体であってもよく、これらの混合流体であってもよい。
本発明は、プラズマ処理に限られず、オゾンや弗酸ベーパー（弗酸の蒸気またはミスト）による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。プラズマ処理以外の処理を行う場合、プラズマ生成部２０に代えて、その処理用の流体供給装置を噴き出し部３１，７１に接続する。例えば、オゾンにて処理する場合、プラズマ生成部２０に代えてオゾナイザーを噴き出し部３１，７１に接続する。

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。

本発明の第１実施形態に係る表面処理装置の概略構成を、基板の右端部を処理する状態で示す正面図である。 上記表面処理装置の処理ヘッドの斜視図である。 上記表面処理装置の処理範囲が基板の右端部より内側部分に入った状態を示す正面図である。 上記表面処理装置にて基板の左端部を処理する状態を示す正面図である。 本発明の第２実施形態に係る表面処理装置の概略構成を、基板の右端部を処理する状態で示す正面図である。

符号の説明

Ｗ ガラス基板（被処理物）
Ｍ，Ｍ２ 表面処理装置
１２ 移動機構
２０ プラズマ生成部
３０ 処理ヘッド
３１ 噴き出し部
３１ａ 噴き出し口
３１ｂ 噴き出し路
３２Ｌ 第１吸い込み部
３２ａＬ 第１吸い込み口
３２ｂＬ 第１吸い込み路
３２Ｒ 第２吸い込み部
３２ａＲ 第２吸い込み口
３２ｂＲ 第２吸い込み路
３５Ｌ 第１壁部
３５Ｒ 第２壁部
４０ 間隔調節機構
４１ ベルト状部材（通路画成部材）
４１ａ 開口
４１Ｂ ベルト底部（処理通路画成部、ローラ間ベルト部分）
４１ＢＬ 第１処理通路画成部分
４１ＢＲ 第２処理通路画成部分
４１Ｌ 第１側ベルト部分
４１Ｒ 第２側ベルト部分
４２Ｌ 第１ローラ
４２Ｒ 第２ローラ
６０Ｌ 第１処理通路
６０Ｌ 第２処理通路
ＦＬ，ＦＲ 処理ガス流（処理流体の流れ）
７０ 処理ヘッド
７１ 噴き出しノズル（噴き出し部）
７２Ｌ 第１吸い込みノズル（第１吸い込み部）
７２ａＬ 第１吸い込み口
７２ｂＬ 第１吸い込み路
７２Ｒ 第２吸い込みノズル（第２吸い込み部）
７２ａＲ 第２吸い込み口
７２ｂＲ 第２吸い込み路
８０ 間隔調節機構
９０ 通路画成部材（多孔部材）
９１ 孔

Claims (10)

1. 被処理物に処理流体を噴き付けて前記被処理物の表面を処理する装置であって、
   （Ａ） 前記被処理物と対向すべき処理ヘッドと、
   （Ｂ） 前記処理ヘッドに対し前記被処理物を一方向に相対移動させる移動機構と、
   （Ｃ） 間隔調節機構と、
   を備え、前記処理ヘッドが、
   （ａ） 前記処理流体を噴き出す噴き出し口を有する噴き出し部と、
   （ｂ） 前記噴き出し口から前記一方向に離れて処理流体を吸い込む吸い込み口を有する吸い込み部と、
   を含み、前記間隔調節機構が、前記噴き出し部と吸い込み部を前記処理ヘッドと被処理物との相対位置に応じて前記一方向に相対変位させて、前記噴き出し口と吸い込み口の間隔を調節することを特徴とする表面処理装置。
2. 前記一方向の一側に噴き出し口が配置され、反対側に吸い込み口が配置されており、
   前記間隔調節機構は、前記処理ヘッドが前記被処理物における前記一方向の反対側の端部の近傍に位置しているときは、前記間隔を相対的に小さくし、前記処理ヘッドが前記被処理物における前記反対側端部近傍より前記一側寄りに位置しているときは、前記間隔を相対的に大きくすることを特徴とする請求項１に記載の表面処理装置。
3. 前記噴き出し部又は吸い込み部が、前記一方向に変形可能なフレキシブル部材にて構成され、このフレキシブル部材に前記間隔調節機構が接続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。
4. 前記処理ヘッドには、前記噴き出し口から吸い込み口までの処理流体の通路を画成すべき通路画成部材が、前記間隔調節を許容するようにして設けら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。
5. 被処理物に処理流体を噴き付けて前記被処理物の表面を処理する装置であって、
   （Ａ） 前記被処理物と対向すべき処理ヘッドと、
   （Ｂ） 前記処理ヘッドに対し前記被処理物を一方向に相対移動させる移動機構と、
   （Ｃ） 間隔調節機構と、
   を備え、前記処理ヘッドが、
   （ａ） 前記処理流体を噴き出す噴き出し口を有する噴き出し部と、
   （ｂ） 前記噴き出し口から前記一方向の第１の側に離れて処理流体を吸い込む第１吸い込み口を有する第１吸い込み部と、
   （ｃ） 前記噴き出し口から前記一方向の前記第１側とは反対の第２の側に離れて処理流体を吸い込む第２吸い込み口を有する第２吸い込み部と、
   を含み、前記間隔調節機構が、前記噴き出し部及び第１、第２吸い込み部を互いに前記処理ヘッドと被処理物との相対位置に応じて前記一方向に相対変位させて前記噴き出し口と各吸い込み口の間隔を調節することを特徴とする表面処理装置。
6. 前記間隔調節機構は、前記被処理物における前記第１側の端部の近傍に前記処理ヘッドが位置しているときは、前記噴き出し口を前記第２吸い込み口に接近させ、前記被処理物における前記第２側の端部の近傍に前記処理ヘッドが位置しているときは、前記噴き出し口を前記第１吸い込み口に接近させることを特徴とする請求項５に記載の表面処理装置。
7. 前記間隔調節機構が、前記第１吸い込み口の近傍に配置された第１ローラと、前記第２吸い込み口の近傍に配置された第２ローラと、これら第１、第２ローラの間を被うように張られるとともに各ローラに繰り出し・巻き取り可能に掛け回されたベルト状部材とを含み、
   前記ベルト状部材に開口が形成され、この開口の周縁に前記噴き出し部の噴き出し口の周縁が接合されてい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。
8. 前記ベルト状部材が、前記第１、第２のローラ間のベルト部分と、前記第１ローラを介して前記ローラ間ベルト部分と角度をなして連なる第１側ベルト部分と、前記第２ローラを介して前記ローラ間ベルト部分と角度をなして連なる第２側ベルト部分とを有し、
   前記処理ヘッドが、前記第１側ベルト部分と対向する第１壁部と、前記第２側ベルト部分と対向する第２壁部とを有し、前記第１側ベルト部分と第１壁部とが、互いの間に前記第１吸い込み口とそれに連なる第１吸い込み路を形成して前記第１吸い込み部を構成し、前記第２側ベルト部分と第２壁部とが、互いの間に前記第２吸い込み口とそれに連なる第２吸い込み路を形成して前記第２吸い込み部を構成していることを特徴とする請求項７に記載の表面処理装置。
9. 被処理物に処理流体を噴き付けて前記被処理物の表面を処理する方法であって、
   前記処理流体を噴き出し口から噴き出す工程と、
   前記噴き出し口に対し一方向に離れた吸い込み口から処理流体を吸い込む工程と、
   前記被処理物を前記噴き出し口又は吸い込み口に対し前記一方向に相対移動させる工程と、
   前記噴き出し口と被処理物との相対位置に応じて、前記噴き出し口と吸い込み口の間隔を調節する工程と、
   を含むことを特徴とする表面処理方法。
10. 前記一方向に沿って一側に前記噴き出し口を配置し、反対側に前記吸い込み口を配置し、
    前記噴き出し口が被処理物における前記一方向の反対側の端部の近傍にあるときは、前記噴き出し口と吸い込み口の間隔を相対的に小さくし、前記噴き出し口が被処理物における前記反対側端部近傍より前記一側寄りにあるときは、前記間隔を相対的に大きくすることを特徴とする請求項９に記載の表面処理方法。

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