JP2008288262A - 表面処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表面処理装置の処理ヘッドと被処理物配置部の相対移動方向と直交する方向の流体の出入りを遮断する。
【解決手段】処理ヘッド１０に対しｘ方向に相対移動される被処理物配置部２０における移動方向と直交するｙ方向の端部に、移動方向に延びる溝状の受け部７２を設け、その内部に遮蔽液７４を溜める。処理ヘッド１０には、遮蔽部７１を対向空間８０の端部に被さるように設ける。遮蔽部７１の先端の挿入部７３を受け部７１に非接触で挿入し、遮蔽液７４に漬ける。
【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に関する。

この種の表面処理装置として、ステージに被処理物を配置し、その上方の処理ヘッドから処理ガスを被処理物に噴き付け、表面処理するものが知られている（例えば特許文献１）。処理ヘッドとステージは平行に相対移動される。処理ヘッドの周囲には吸引口が設けられ、処理ヘッドとステージの間から処理済みのガスが吸引されるようになっている。処理ヘッドの周りに不活性ガスカーテンを形成するものも知られている（例えば特許文献２）。
特開２００４−１２４２３９号公報（段落００１２、図１） 特開２００２−１５１４９４号公報（第１頁）

上掲特許文献１の装置では、処理済みガスの吸引は、主に処理ヘッドとステージの相対移動方向と同方向に行われるようになっている。移動方向と直交する方向のガス流れを確実に遮断するには、該方向の端部を遮蔽板で閉ざすことが考えられる。しかし、相対移動によって、遮蔽板が処理ヘッド又はステージと摺動すると、この摺動部位からパーティクルが発生する可能性がある。摺動が起きないように遮蔽板を処理ヘッド又はステージから離すと、その隙間から有毒成分が系外へ漏れたり系外の雰囲気ガスが処理空間に侵入したりする。
上掲特許文献２の装置のように、ガスカーテンを使用すると、排出ガス量が増え、無害化設備や吸引装置などの負担が大きくなる。

上記問題点を解決するために、本発明は、被処理物に反応性成分を含む好ましくはガス状の処理流体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、
（ａ）被処理物が配置される配置部と、
（ｂ）前記配置部と対向して対向空間を形成する対向側部と、前記対向空間に前記処理流体を供給する噴出し口とを含む処理ヘッドと、
（ｃ）前記配置部と処理ヘッドとを平行に相対移動させる移動機構と、
（ｄ）前記対向空間の前記移動方向と直交する方向の端部を遮蔽する遮蔽機構と、を備え、
前記遮蔽機構が、前記移動方向に延びる溝状をなして前記配置部と処理ヘッドのうち一方に設けられた受け部と、他方から突出されて前記受け部の内部に非接触かつ前記移動方向に相対移動可能に差し入れられた挿入部と、を有し、前記受け部の内部には遮蔽液が溜められ、前記挿入部が前記遮蔽液に漬けられていることを特徴とする。
これによって、前記配置部と処理ヘッドの間の対向空間の前記移動方向と直交する方向の端部からの流体の出入りを、パーティクルを発生させることなく確実に遮断することができる。また、不活性ガスカーテンを使わなくても済み、不活性ガスためのコストを省くことができるだけでなく、排出する流体量の増加を抑えることができ、無害化設備や吸引装置等の負担を軽減できる。

前記受け部が、前記配置部に設けられ、前記挿入部が、前記処理ヘッドに設けられていることが好ましい。前記配置部を前記処理ヘッドより前記移動方向に長くすることにより、前記受け部の前記移動方向に沿う長さを十分に確保することができる。

前記遮蔽機構が、前記処理ヘッドから配置部へ向けて突出して前記対向空間の前記端部に被さる遮蔽部を有しているのが好ましい。この遮蔽部の先端部が、前記受け部の内部に非接触かつ前記移動方向に相対移動可能に差し入れられ、前記挿入部となっていることが好ましい。
これにより、前記対向空間の前記端部からの流体の出入りを一層確実に遮断することができる。
前記遮蔽機構が、前記配置部から処理ヘッドへ向けて突出して前記対向空間の前記端部に被さるとともに前記処理ヘッドには接触しない遮蔽部を有していてもよい。
前記挿入部が、前記対向空間の前記端部に被さる遮蔽部分を有していてもよい。
前記挿入部と、前記遮蔽部とが別体になっていてもよい。

前記遮蔽液が、前記反応性成分と反応して無毒物質を生成する無毒化成分を含むことが好ましい。
例えば、前記反応性成分が、フッ化水素（ＨＦ）である場合、前記無毒化成分として、水酸化カリウム（ＫＯＨ）又は水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を用いるとよく、前記遮蔽液として、水酸化カリウム水溶液又は水酸化ナトリウム水溶液を用いるとよい。
前記挿入部は、前記相対移動方向に沿う薄板状であることが好ましい。
前記遮蔽液の粘性は、挿入部の相対移動抵抗が出来るだけ小さく、かつ、波があまり大きくならない程度であることが好ましい。
前記反応性成分は、処理流体が処理ヘッドに供給される前から処理流体に含有されていてもよく、処理ヘッドにおいて生成されるようになっていてもよい。処理流体に反応性を付与する処理ヘッドとして、例えばプラズマ生成装置が挙げられる。プラズマ生成は、大気圧（常圧）近傍の圧力下で行なうのが好ましい。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。

前記受け部の延び方向の端部に波消し材が設けられていることが好ましい。これによって、挿入部の相対移動時に遮蔽液が波立つのを抑制することができる。

前記処理ヘッドの対向側部と前記配置部との間に、前記対向空間として処理領域と処理外領域が前記移動方向に並んで設定されているのが好ましい。前記処理ヘッドの噴出し口が、前記処理領域に臨み、前記処理流体が前記処理領域に供給されるようになっているのが好ましい。さらに、前記処理ヘッドには、流体を吸引する吸い込み口が前記処理領域に臨むように形成されているのが好ましい。
さらに、前記表面処理装置が、前記処理外領域の流体の流れと相関性を有する物理量を検出する流れ関連量検出手段と、
前記流れ関連量検出手段の検出値に基づいて、前記噴出し口からの処理流体の供給流量又は前記吸い込み口からの吸引流量を調節する流量調節手段と、
を備えていることが好ましい。
これによって、処理外領域の流体の流れを制御でき、ひいては前記対向空間の前記移動方向と直交する方向の端部からの流体の出入りを制御することができる。
前記流量調節手段が、前記流れがゼロになるように前記供給流量又は吸引流量の調節を行なうことが好ましい。これにより、前記対向空間の前記移動方向と直交する方向の端部からの流体の出入りを防止することができる。

前記処理外領域の流体の流れと相関性を有する物理量としては、前記処理外領域の流体の流向、流速、流量の他、前記処理外領域における前記処理領域に近い箇所と遠い箇所との差圧などが挙げられる。
さらには、前記流れ関連量検出手段が、前記処理外領域の一箇所の流体に上記物理量検出用の媒体を添加し、この添加箇所を挟んで前記処理領域に近い箇所と遠い箇所で前記媒体を検出することにしてもよい。例えば、前記添加箇所の流体に前記媒体として特定の被検物質を添加し、前記２つの検出箇所の流体中の前記被検物質の濃度を前記物理量として検出することにしてもよい。前記被検物質は、前記処理流体及び被処理物との反応性を有しないことが好ましい。また、前記添加箇所の流体に前記媒体として熱を付与し、前記２つの検出箇所の流体の温度を前記物理量として検出することにしてもよい。

前記流れ関連量検出手段は、前記物理量として前記２つの検出箇所における媒体量の差を検出するのが更に好ましい。例えば、前記媒体が被検物質の場合、前記２つの検出箇所における被検物質の濃度差を検出するのが好ましい。また、前記媒体が熱の場合、前記２つの検出箇所における温度差を検出するのが好ましい。
前記添加箇所は、前記２つの検出箇所のちょうど中間に位置することが好ましい。

本発明によれば、相対移動方向と直交する方向の流体の出入りを、パーティクルを発生させることなく確実に遮断することができる。

以下、本発明の第１実施形態を、図面を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、表面処理装置１は、処理ヘッド１０と、ステージ２０（配置部）と、移動機構３０とを備えている。
ステージ２０は、図１の紙面と直交する前後方向（ｘ方向）に延び、上面は平らになっている。
ステージ２０の上面に被処理物９０がセットされている。被処理物９０は、例えば液晶ディスプレイ用のガラス基板や半導体基板等である。この実施形態では、被処理物９０の表側面（上面）にＳｉＯ_２の膜（図示省略）が形成されている。このＳｉＯ_２膜が、表面処理装置１によるエッチング対象になっている。ステージ２０の上面の被処理物９０の周りには、被処理物９０と同じ厚さの補助板９１が設けられている。

図２に示すように、ステージ２０は、移動機構３０に接続され、移動機構３０によってｘ方向へ前後動されるようになっている。
移動機構３０をステージ２０に代えて処理ヘッド１０に接続し、処理ヘッド１０をｘ方向へ移動させるようにしてもよい。

図１に示すように、処理ヘッド１０は、左右に延び、図示しない架台によってステージ２０の上方に離れた高さに固定されている。処理ヘッド１０は、供給路２ａを介して処理流体源２に接続されている。処理流体源２は、反応性付与前の処理流体（原料）を処理ヘッド１０へ送出する。処理ヘッド１０は、処理流体源２からの処理流体に反応性を付与するようになっている。

この実施形態では、処理流体源２からの処理流体（処理ガス）としてＣＦ_４とＨ_２Ｏの混合ガス（Ｎ_２又はＡｒで希釈）が用いられ、処理ヘッド１０として、上記処理流体を大気圧近傍下でプラズマ化（分解、励起、活性化、ラジカル化、イオン化を含む）し、反応性を付与する大気圧プラズマ生成装置が用いられている。図１及び図２において仮想線で示すように、大気圧プラズマ生成装置１０は、一対の電極１１，１１を有している。電極１１，１１は、図１の左右方向（ｙ方向）に延びるとともに、互いに図１の紙面手前側と奥側に対向して配置されている。これら電極１１，１１の一方に電源（図示せず）が接続され、他方は電気的に接地されている。図２に示すように、電極１１，１１どうし間にスリット状のギャップ１１ａが形成されている。上記図示省略の電源からの電圧供給によって電極間ギャップ１１ａ内に大気圧グロー放電が生成されるようになっている。詳細な図示は省略するが、処理ヘッド１０の上側部には、処理流体源２からの処理流体を処理ヘッド１０の長手方向（ｙ方向）に均一化する整流部１４が設けられている。この整流部１４が電極間ギャップ１１ａの上端部に連なっている。処理流体（ＣＦ_４＋Ｈ_２Ｏ）は、整流部１４から電極間ギャップ１１ａに均一に導入され、プラズマ化される。これにより、反応性成分としてＨＦ（フッ化水素）やフッ素ラジカルが生成される。

処理ヘッド１０の底部１９は、ステージ２０と対向する対向側部を構成している。処理ヘッド１０の底面とステージ２０（ひいては被処理物９０及び補助板９１）との間に対向空間８０が画成されている。

処理ヘッド１０の底部１９には、噴出し口１２が形成されている。噴出し口１２は、左右に延びるスリット状をなし、上端部が電極間ギャップ１１ａに連なり、下端部が処理ヘッド１０の底面に開口され、対向空間８０に臨んでいる。これにより、放電ギャップ１１ａで生成した反応性成分を含む処理流体が、噴出し口１２から対向空間８０へ噴出されるようになっている。

図２に示すように、噴き出し口１２は、処理ヘッド１０の幅方向（ｘ方向）の中間部に配置されている。処理ヘッド１０の底部１９の噴き出し口１２より前側（図２において右）には、吸い込み口１３が形成されている。吸い込み口１３は、噴き出し口１２と平行に延びるスリット状をなし、処理ヘッド１０の底面に開口されている。吸い込み口１３は、吸引路４ａに連なり、この吸引路４ａが処理ヘッド１０から引き出され、吸引手段４が接続されている。吸引路４ａには流量制御弁４ｂが介在されている。吸引手段４は、真空ポンプなどの吸引装置や無毒化設備を含んでいる。

対向空間８０における噴出し口１２と吸い込み口１３との間の部分は、処理領域８１として設定され、吸い込み口１３より前側（図２において右）の部分と噴出し口１２より後側（図２において左）の部分は、それぞれ処理外領域８２，８３として設定されている。前側の処理外領域８２と、処理領域８１と、後側の処理外領域８３とが、前後方向（移動機構３０による移動方向）に並んで設定されている。

処理ヘッド１０の噴出口１２の後方（吸い込み口１３側とは反対側）には、流れ関連量検出手段５０が設けられている。流れ関連量検出手段５０は、処理領域８１より後側の処理外領域８３の流体（ガス）の流れに関連する物理量を検出するようになっている。例えば、流れ関連量検出手段５０は、２つの検圧ポート５１，５２を有する差圧検出器で構成されている。１つの検圧ポート５１は、処理領域８１に近い箇所に配置され、もう１つの検圧ポート５２は、処理領域８１から遠い（後側に離れた）箇所に配置されている。これら検圧ポート５１，５２の配置箇所間の差圧が、差圧検出器５０によって検出される。この差圧は、処理外領域８３内の流れの有無、ないしは流れの向き、ないしは流れの速さに対応する物理量である。

差圧検出器５０は、流量調節手段６０に接続されている。流量調節手段６０は、制御回路や駆動回路を有し、差圧検出器５０の検出値に基づいて吸引手段４による吸い込み口１３からの吸引流量をフィードバック制御するようになっている。

ステージ２０と処理ヘッド１０の間には、遮蔽機構７０が設けられている。遮蔽機構７０は、次のように構成されている。
図１に示すように、処理ヘッド１０の左右方向（ｙ方向）の両端部にそれぞれ遮蔽部７１が設けられている。遮蔽部７１は、薄板状をなし、処理ヘッド１０の底部１９から水平に左右外側へ突出されるとともに、直角に折曲され、ステージ２０に向けて垂下されている。遮蔽部７１の垂下部分は、ｘ方向（移動機構３０による移動方向）と平行な鉛直平板状になっている。図２に示すように、遮蔽部７１のｘ方向に沿う幅は、処理ヘッド１０のｘ方向に沿う幅とほぼ同じになっており、対向空間８０の３つの領域８１〜８３のｙ方向の端部に被さっている。

図１及び図２に示すように、ステージ２０の左右方向（ｙ方向）の両端部には受け部７２が設けられている。受け部７２は、上方に開口するとともに、前後（ｘ方向、移動機構３０による移動方向）に長く延びる溝状をなしている。受け部７２の幅（ｙ方向の寸法）は、遮蔽部７１の厚さより十分に大きい。

受け部７２の内部に遮蔽部７１が差し入れられている。受け部７２の内面（左右の内壁及び底部）と遮蔽部７１とは、十分に離れ、接触していない。遮蔽部７１の内側面と受け部７２のステージ中央側の内壁との間には、遮蔽通路７６が形成されている。

受け部７２には、遮蔽液７４が溜められている。この遮蔽液７４内に遮蔽部７１の下端部（先端部）が挿入され漬かっている。遮蔽部７１の下端部は、挿入部７３を構成している。遮蔽通路７６の下端部は、遮蔽液７４によって閉ざされている。

遮蔽液７４は、処理流体の反応性成分と反応し無毒化可能な成分を含んでいる。この実施形態では、反応性成分のＨＦに対し、遮蔽液７４としてＫＯＨ水溶液が用いられている。ＨＦとＫＯＨは、次式のような反応を起こし、無毒成分であるＫＦとＨ_２Ｏが生成される。
ＨＦ＋ＫＯＨ→ＫＦ＋Ｈ_２Ｏ …（式１）

受け部７２の長手方向の両端部の遮蔽液７４中に、小片状の波消し材７５が多数設けられている。波消し材７５は、例えばパイプ形状をなしているが、波を減衰できるものであればパイプ状に限られず、球形やテトラポット状などをしていてもよい。波消し材７５は、遮蔽液７４に対する腐食性が小さい材料で構成されるのが好ましい。

上記構成の表面処理装置１の作用を説明する。
処理ヘッド１０内で反応性を付与した処理流体を噴出口１２から処理領域８１へ噴き出し、ステージ２０上の被処理物９０に接触させる。これにより、被処理物９０の表面処理がなされる。この実施形態では、被処理物９０の表面のＳｉＯ_２が、処理流体中の反応性成分（ＨＦなど）と反応し、エッチングされる。
さらに、移動機構３０によってステージ２０を前方（図２において右）へ移動させる。これによって、被処理物９０の全体を処理することができる。

処理領域８１内の処理流体の大部分は、前方（図２において右）へ流れながら反応性成分を消費する。処理済みのガスは、吸い込み口１３に吸込まれ、吸引手段４にて無毒化されたうえで排気される。
併行して、流れ関連量検出手段５０によって処理外領域８３内の流体の流れと相関性を有する物理量を検出する。ここでは、２つの検圧ポート５１，５２近傍の流体圧の差を検出する。この検出差圧に基づいて流量調節手段６０が吸引手段４の出力や流量制御弁４ｂを操作し、吸い込み口１３からの吸引流量を調節する。
例えば、処理領域８１に近いポート５１の圧が遠いポート５２の圧より高い場合、処理外領域８３内において後方（ｘのマイナス方向、図２において左方向）へのガス流が起きていることを示している。この場合、吸い込み口１３からの吸引流量を大きくする。これにより、処理流体が噴出口１２から後側の処理外領域８３を経て系外へ漏れるのを防止することができる。
処理領域８１に近いポート５１の圧が遠いポート５２の圧より低い場合、処理外領域８３内において前方（ｘのプラス方向、図２において右方向）へのガス流が起きていることを示している。この場合、吸い込み口１３からの吸引流量を小さくする。これにより、系外の雰囲気ガス（空気など）が後側から対向空間８０内に侵入し、処理領域８１の処理流体に混ざるのを防止することができる。

図１に示すように、処理流体のうち対向空間８０から左右両側（ｙ方向）へ外れたガスは、遮蔽部７１と遮蔽液７４によって遮蔽通路７６内に留められる。これによって、処理流体が、ｙ方向の外側の系外へ漏出するのを防止することができる。
遮蔽通路７６に留められた処理流体の一部は、遮蔽液７４に溶解する。すると、上記反応式（１）のように、処理ガス中の反応性成分と遮蔽液７４との反応が起き、反応性成分が無毒化される。したがって、たとえ遮蔽液７４に溶けた処理流体が遮蔽部７１の下端部をくぐって系外へ放出されたとしても、有毒物質による雰囲気ガスの汚染を回避することができる。

遮蔽部７１は、ステージ２０に対し非接触になっており、遮蔽部７１の下端の挿入部７３は、受け部７２の内面から離れ、受け部７２に対し非接触になっている。したがって、移動機構３０による相対移動時に遮蔽部７１とステージ２０とが擦れることはなく、挿入部７３と受け部７２の内面とが擦れることもない。よって、擦れに起因するパーティクルが発生することがなく、処理品質を向上させることができる。
遮蔽液７４中の挿入部５３が相対移動すると、遮蔽液７４が波立つ。この波は、波消し材７５によって減衰させることができ、ないしは消失させることができる。
遮蔽用の不活性ガスカーテンを使わなくても済み、不活性ガスためのコストを省くことができるだけでなく、排出する流体量の増加を抑えることができ、無害化設備や吸引装置の負担を軽減することができる。

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省略する。
図３に示すように、遮蔽部７１はステージ２０に設けられていてもよく、遮蔽部７１と挿入部７３が別々になっていてもよい。詳述すると、図３に示す遮蔽機構１７０では、遮蔽部７１が、ステージ２０における受け部７２より中央側から上へ突出するように設けられている。遮蔽部７１は、図示しない移動機構による移動方向（図３の紙面直交方向、ｘ方向）に延びている。遮蔽部７１の上端部は、処理ヘッド１０の底部１９より下に離れ、処理ヘッド１０には接触していない。
処理ヘッド１０の底部１９の左右端部から挿入部７３が下方へ突出され、受け部７２に差し入れられ、遮蔽液７４に漬けられている。
遮蔽液７４より上側の挿入部７３と遮蔽部７１との間に遮蔽通路７６が形成されている。

図４は、流れ関連量検出手段の変形例を示したものである。この流れ関連量検出手段１５０は、特定の被検物質（流れ関連物理量検出用媒体）の添加部１５１と、上記被検物質の濃度検出部１５２とを有している。添加部１５１は、ノズルにて構成され、その開口は、処理ヘッド１０の底部１９の処理外領域８３を画成する部分のほぼ中間に配置され、処理外領域８３に臨んでいる。添加部１５１には、被検物質を蓄えた被検物質源１５３が接続されている。被検物質は、検知容易な物質であることが好ましく、かつ、処理流体及び被処理物９０との反応性を有しない物質であることが好ましく、さらに装置１の構成部材に対する腐食性を有しない物質であることが好ましい。ここでは、被検物質として例えば硫化水素（ＨＳ）が用いられている。添加部１５１は、被検物質源１５３からの被検物質を処理外領域８３内の該添加部１５１の近傍にスポット的に添加するようになっている。添加量は、処理ガスの流量より十分に小さく、例えば１ｓｃｃｍ程度の微量で十分である。

濃度差検出部１５２は、２つの濃度センサ１５４，１５５と、差動増幅器１５６とを有している。
処理ヘッド１０の底部１９の処理外領域８３を画成する部分には、添加部１５１のノズル口（媒体の添加箇所）を挟んで処理領域８１の側（１の検出箇所）に１つの濃度センサ１５４が配置され、処理領域８１側とは反対側（他の検出箇所）にもう１つの濃度センサ１５５が配置されている。２つの濃度センサ１５４，１５５のちょうど中間に添加部１５１のノズル口が位置されている。
これら濃度センサ１５４，１５５は、処理外領域８３における当該センサ１５４，１５５の近傍の流体中の被検物質の濃度をそれぞれ検出する。すなわち、硫化水素に感応し、その濃度に応じた電圧を出力するようになっている。

２つの濃度センサ１５４，１５５からの出力信号（検出濃度）は、差動増幅器１５６に入力され、その差分が得られるようになっている。この差分は、２つのセンサ１５４，１５５の検出箇所どうし間の硫化水素の濃度差（媒体量の差）に対応する。この濃度差は、処理外領域８３の流体の流れと相関性を持つ物理量である。
ここでは、処理領域８１から遠い側のセンサ１５５からの信号が差動増幅器１５６にプラス入力され、処理領域８１に近い側のセンサ１５４からの信号が差動増幅器１５６にマイナス入力されるようになっている。したがって、処理外領域８３内において後方（ｘ軸のマイナス方向、図４において左方向）へのガス流れが形成されている場合、処理領域８１から遠い側のセンサ１５５の近傍の硫化水素濃度が、処理領域８１に近い側のセンサ１５４の近傍の硫化水素濃度より高くなるため、センサ１５５の出力がセンサ１５４の出力より大きくなり、差動増幅器１５６にてプラスの差分出力が得られる。反対に、処理外領域８３内において前方（ｘ軸のプラス方向、図４において右方向）へのガス流れが形成されている場合、センサ１５５の出力がセンサ１５４の出力より小さくなり、差動増幅器１５６にてマイナスの差分出力が得られる。

差動増幅器１５６で得られた差分信号は、流量調節手段６０に入力される。流量調節手段６０は、差動増幅器１５６からの入力に基づいて、吸引手段４の出力や流量制御弁４ｂの開度を操作し、吸い込み口１３からの吸引流量をフィードバック制御する。
例えば、差動増幅器１５６の出力がプラス（処理外領域８３内のガス流れがｘ軸のマイナス方向）の場合、吸引手段４の出力を増大させ、吸い込み口１３からの吸い込み流量を大きくする。逆に、差動増幅器１５６の出力がマイナス（処理外領域８３内のガス流れがｘ軸のプラス方向）の場合、吸引手段４の出力を低下させ、吸い込み口１３からの吸い込み流量を小さくする。
これにより、対向空間８０の後端部を介して内外の流体が出入りするのを確実に防止することができる。
添加部１５１のノズル口から右側の濃度センサ１５４までの距離と左側の濃度センサ１５５までの距離とが互いに等しいため、制御の正確性を確保することができる。
しかも、検出手段１５０は、流れ検知用媒体として硫化水素などからなる被検物質を添加し、これを検知するものであるので、処理外領域８３内の流れが極めて小さくても確実に検知でき、差圧検出器９０より感度が良好である。したがって、制御の正確度を一層高めることができ、処理外領域８３内にガス流が形成されるのを確実に防止することができる。

図５は、流れ関連量検出手段の他の変形例を示したものである。この流れ関連量検出手段２５０は、加熱部２５１と、温度差検出部２５２とを有している。加熱部２５１は、処理ヘッド１０の底部１９の処理外領域８３を画成する部分のほぼ中間に配置されている。加熱部２５１は、当該加熱部２５１の配置箇所の近傍の処理流体を局所的に加熱するようになっている。この熱は、流れ関連物理量検出用媒体を構成する。加熱部２５１は、媒体の添加部を構成する。加熱部２５１の出力は、その近傍のガスを１℃程度上昇させる程度で十分である。

温度差検出部２５２は、一対の温度センサ部２５４，２５５を有する熱電対にて構成されている。
処理ヘッド１０の底部１９の処理外領域８３を画成する部分には、加熱部２５１を挟んで処理領域８１の側（１の検出箇所）に１つのセンサ部２５４が配置され、処理領域８１側とは反対側（他の検出箇所）にもう１つのセンサ部２５５が配置されている。２つのセンサ部２５４，２５５のちょうど中間に加熱部２５１が位置されている。

これらセンサ部２５４，２５５を含む熱電対式温度差検出部２５２にて処理外領域８３におけるセンサ部２５４，２５５の近傍の流体の温度差（媒体量の差）が検出される。ここでは、処理領域８１に近い側のセンサ部２５４に対する遠い側のセンサ部２５５の温度差（＝センサ部２５５での温度−センサ部２５４での温度）が検出されるようになっている。

この温度差は、処理外領域８３の流体の流れと相関性を有する物理量となる。すなわち、処理外領域８３内にガス流れが形成されている場合、このガス流は、加熱スポットを通過することにより加熱されるため、加熱部２５１より下流側の温度が上流側の温度より高くなる。この温度差が熱電対式検出部２５２にて検出され、流量調節手段６０に入力される。流量調節手段６０は、この温度差信号に基づき、熱電対式検出部２５２による検出温度差がゼロになるように、吸引手段４の出力又は流量制御弁４ｂの開度を調節し、吸い込み口１３からの吸い込み流量をフィードバック制御する。

具体的には、処理外領域８３内において後方（ｘ軸のマイナス方向、図５において左方向）へのガス流れが形成されている場合、センサ部２５５での温度がセンサ部２５４での温度より高くなる。したがって、熱電対検出部２５２の検出温度差（＝センサ部２５５での温度−センサ部２５４での温度）はプラスになる。このプラスの温度差信号を受けた流量調節手段６０は、吸引手段４の出力又は流量制御弁４ｂの開度を大きくし、吸い込み口１３からの吸い込み流量を増大させる。これにより、上記後方（ｘ軸のマイナス方向）への流れを弱め、ないしは流れを無くすことができる。

反対に、処理外領域８１内において前方（ｘ軸のプラス方向、図５において右方向）へのガス流れが形成されている場合、センサ部２５５での温度がセンサ部２５４での温度がより低くなる。したがって、熱電対式検出部２５２の検出温度差（＝センサ部２５５での温度−センサ部２５４での温度）はマイナスになる。このマイナスの温度差信号を受けた流量調節手段６０は、吸引手段４の出力を低下させ、又は流量制御弁４ｂの開度を絞り、吸い込み口１３からの吸い込み流量を低下させる。これにより、上記前方（ｘ軸のプラス方向）への流れを弱め、ないしは流れを無くすことができる。

この結果、対向空間８０の後端部を介して内外の流体が出入りするのを確実に防止することができる。
加熱部２５１から片側のセンサ部２５４までの距離と反対側のセンサ２５５までの距離とが互いに等しいため、制御の正確性を確保することができる。
しかも、検出手段２５０は、流れ検知用媒体として熱を添加し、それによる温度差を検知するものであるので、処理外領域８３内の流れが極めて小さくても確実に検知でき、差圧検出器より感度が良好である。したがって、制御の正確度を一層高めることができ、処理外領域８３内にガス流が形成されるのを確実に防止することができる。

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。
遮蔽液７４の成分は、処理流体の反応性成分に応じて適宜選択するとよい。
ＨＦを反応性成分とする処理流体用の遮蔽液７４として、ＫＯＨに代えてＮａＯＨを用いてもよい。
遮蔽液７４として、水を用いてもよい。
受け部７２が、処理ヘッド１０に設けられ、挿入部７２が、配置部２０に設けられていてもよい。処理ヘッド１０が移動機構による移動方向に長く延びていてもよく、受け部７２が、この処理ヘッド１０の長手方向に延びる溝状をなして処理ヘッド１０に設けられていてもよい。
配置部２０は、被処理物９０を配置できるものであればよく、ステージに限られず、フレーム状になっていてもよく、移動機構と一体のコンベアであってもよい。
遮蔽部７１が処理ヘッド１０に設けられ、この遮蔽部７１の先端部に受け部７２が設けられ、この受け部７２に、配置部２０から突出した挿入部７２が挿入されていてもよい。
遮蔽部７１が配置部２０に設けられ、この遮蔽部７１の先端部に受け部７２が設けられ、この受け部７２に、処理ヘッド１０から突出した挿入部７２が挿入されていてもよい。
処理ヘッド１０が下側に位置し、配置部２０が上側に位置していてもよい。この場合、配置部２０に被処理物の吸着手段を設けるのが好ましい。

流量調節手段６０が、流れ関連量検出手段５０の検出結果に基づいて、吸引口１３からの吸い込み流量に代えて、噴出し口１２からの処理流体の供給流量を調節するようになっていてもよい。
流れ関連量検出手段は、処理外領域の流体の流れに関連する物理量を検出するものであればよく、流速計、流向計、流量計を用いてもよい。流速計としては、音波式流速計やレーザ式流速計を用いてもよい。
前側の処理外領域８２内の流体の流れに関連する物理量を検出する流れ関連量検出手段を更に付加してもよい。
流量調節手段６０及び流量制御弁４ｂとしてマスフローコントローラを用いてもよい。
処理ヘッド１０の底面の処理外領域８２，８３を画成する部分を、処理領域８１を画成する部分より下方の配置部２０へ向けて突出させ、処理外領域８２，８３の厚さを処理領域８１の厚さより小さくしてもよい。これにより、対向空間８０内のｘ方向の流れの制御をより容易化することができる。

図１〜図５の実施形態及び変形例を互いに組み合わせてもよい。例えば、図３の遮蔽機構１７０と図４又は図５の流れ関連量検出手段１５０，２５０とを互いに組み合わせてもよい。

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。
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。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。処理ヘッドは、プラズマヘッドに限られず、フッ酸ベーパーヘッドでもよく、熱ＣＶＤヘッドでもよく、オゾナイザーでもよい。
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、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示す解説正面図である。 上記表面処理装置の概略構成を示す解説側面図である。 上記表面処理装置の遮蔽機構の変形例を示す解説正面図である。 上記表面処理装置の流れ関連量検出手段の変形例を示す解説側面図である。 上記表面処理装置の流れ関連量検出手段の変形例を示す解説側面図である。

符号の説明

１ 表面処理装置
２ｂ 流量制御弁
４ 吸引手段
４ｂ 流量制御弁
１０ 処理ヘッド
１２ 噴出口
１３ 吸い込み口
１９ 処理ヘッドの底部（対向側部）
２０ ステージ（被処理物配置部）
３０ 移動機構
５０ 差圧検出器（流れ関連量検出手段）
６０ 流量調節手段
７０ 遮蔽機構
７１ 遮蔽部
７２ 受け部
７３ 挿入部
７４ 遮蔽液
７５ 波消し材
７６ 遮蔽通路
８０ 対向空間
８１ 処理領域
８２ 処理外領域
８３ 処理外領域
９０ 被処理物
１５０ 流れ関連量検出手段
１７０ 遮蔽機構
２５０ 流れ関連量検出手段

Claims (5)

1. 被処理物に反応性成分を含む処理流体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、
   （ａ）被処理物が配置される配置部と、
   （ｂ）前記配置部と対向して対向空間を形成する対向側部と、前記対向空間に前記処理流体を供給する噴出し口とを含む処理ヘッドと、
   （ｃ）前記配置部と処理ヘッドとを平行に相対移動させる移動機構と、
   （ｄ）前記対向空間における前記移動方向と直交する方向の端部を遮蔽する遮蔽機構と、を備え、
   前記遮蔽機構が、前記移動方向に延びる溝状をなして前記配置部と処理ヘッドのうち一方に設けられた受け部と、他方から突出されて前記受け部の内部に非接触かつ前記移動方向に相対移動可能に差し入れられた挿入部と、を有し、前記受け部の内部には遮蔽液が溜められ、前記挿入部が前記遮蔽液に漬けられていることを特徴とする表面処理装置。
2. 前記受け部が、前記配置部に設けられ、前記挿入部が、前記処理ヘッドに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の表面処理装置。
3. 前記遮蔽機構が、前記処理ヘッドから配置部へ向けて突出して前記対向空間の前記端部に被さる遮蔽部を有し、この遮蔽部の先端部が、前記受け部の内部に非接触かつ前記移動方向に相対移動可能に差し入れられ、前記挿入部となっていることを特徴とする請求項２に記載の表面処理装置。
4. 前記遮蔽液が、前記反応性成分と反応して無毒物質を生成する無毒化成分を含む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. 前記受け部の延び方向の端部に波消し材が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の表面処理装置。

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