KR101276482B1 - Etching method and etching apparatus - Google Patents

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마사오 이노우에
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세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
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Abstract

유리 기판 등의 실리콘 함유물을 포함하는 피처리 기판의 제1면(예를 들면 주면)의 에칭을 억제 또는 방지하면서, 이면인 제2면을 에칭한다. 불화수소 및 물을 함유하는 처리 분위기 중에 피처리 기판 (9)를 배치한다. 히터 (21)을 포함하는 조절 수단에 의해서, 피처리 기판 (9)의 제1면 (9a)의 온도가 처리 분위기의 불화수소 및 물의 응축점보다 고온이 되도록, 또한 제2면 (9b)의 온도가 상기 응축점 이하가 되도록 조절한다.The 2nd surface which is a back surface is etched, suppressing or preventing the etching of the 1st surface (for example, main surface) of the to-be-processed substrate containing silicon-containing materials, such as a glass substrate. The substrate 9 to be processed is placed in a processing atmosphere containing hydrogen fluoride and water. By the adjusting means including the heater 21, the temperature of the first surface 9a of the substrate 9 to be higher than the condensation point of hydrogen fluoride and water in the processing atmosphere, and the second surface 9b of the second surface 9b. Adjust the temperature to be below the condensation point.

Figure R1020127024873
Figure R1020127024873

Description

에칭 방법 및 장치{ETCHING METHOD AND ETCHING APPARATUS}Etching Method and Apparatus {ETCHING METHOD AND ETCHING APPARATUS}

본 발명은 실리콘 함유물을 포함하는 피처리 기판을 에칭하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 유리 기판의 이면을 가볍게 조면화하는 정도로 에칭하는 데에 적합한 방법 및 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and apparatus for etching a substrate to be processed containing a silicon content, and more particularly to a method and apparatus suitable for etching to the extent that the back surface of a glass substrate is lightly roughened.

예를 들면, 특허문헌 1, 2 등에는 불화수소(HF)를 포함하는 처리 가스를 유리 기판에 접촉시켜, 유리 기판의 표면의 실리콘 함유물을 에칭하는 것이 기재되어 있다. 상기 처리 가스는 예를 들면 CF4 등의 불소계 화합물을 포함하는 원료 가스에 물(H2O)을 첨가한 후, 상기 원료 가스를 대기압 방전에 의해서 플라즈마화함으로써 형성한다. 플라즈마화에 의해서 불화수소가 생성된다(반응식 1).For example, Patent Documents 1 and 2 describe etching a silicon-containing substance on the surface of a glass substrate by bringing a processing gas containing hydrogen fluoride (HF) into contact with the glass substrate. The process gas is formed by adding water (H 2 O) to a source gas containing a fluorine compound such as CF 4 , for example, and then plasmaping the source gas by atmospheric pressure discharge. Hydrogen fluoride is produced by plasma (Scheme 1).

<반응식 1><Reaction Scheme 1>

Figure 112012077126752-pct00001
Figure 112012077126752-pct00001

처리 가스가 유리 기판에 접촉하면, 불화수소 및 물이 응축하여, 유리 기판의 표면에 불화수소산의 응축층이 형성된다. 또한, 예를 들면 하기 반응식 2에 나타내는 에칭 반응이 일어나, 유리 기판의 표면의 실리콘 함유물이 에칭된다.When the processing gas contacts the glass substrate, hydrogen fluoride and water condense, and a condensation layer of hydrofluoric acid is formed on the surface of the glass substrate. Moreover, the etching reaction shown, for example in following Reaction Formula 2 arises, and the silicon-containing material of the surface of a glass substrate is etched.

<반응식 2><Reaction Scheme 2>

Figure 112012077126752-pct00002
Figure 112012077126752-pct00002

국제 공개 제WO2008/102807호International publication WO2008 / 102807 일본 특허 공개 제2007-294642호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2007-294642

상기 특허문헌 1, 2 등에 개시된 에칭 처리 기술은 예를 들면 유리 기판의 이면을 가볍게 조화(粗化)하는 처리 등에 적용할 수 있다. 이면을 가볍게 조화하여 둠으로써, 그 유리 기판을 스테이지에 장치하고 주면(표면측의 면)을 표면 처리한 후, 스테이지로부터 반출할 때, 유리 기판을 스테이지로부터 용이하게 분리할 수 있다.The etching process technique disclosed in the said patent documents 1, 2 etc. can be applied, for example to the process of lightly roughening the back surface of a glass substrate. By lightly roughening the back surface, the glass substrate is placed on the stage, the main surface (surface on the surface side) is surface treated, and then the glass substrate can be easily separated from the stage when taken out from the stage.

상기 에칭 처리에 의한 유리 기판의 이면의 조화도는 유리 기판을 스테이지로부터 용이하게 분리할 수 있는 범위 내에서, 되도록이면 작은 것이 바람직하다. 조화도가 너무 크면, 그 후의 주면의 표면 처리시, 유리 기판을 스테이지에 밀착시키기 어렵게 되거나 유리 기판의 광학 특성이 손상될 우려가 있다.It is preferable that the roughness of the back surface of the glass substrate by the said etching process is as small as possible in the range which can remove easily a glass substrate from a stage. If the degree of roughness is too large, it is difficult to adhere the glass substrate to the stage during the surface treatment of the subsequent main surface, or there is a fear that the optical characteristics of the glass substrate are impaired.

그러나, 에칭용의 처리 가스가 확산에 의해서 유리 기판의 주면에도 접촉하는 것이 생각된다. 그렇게 되면, 주면까지도 조면화되게 된다.However, it is thought that the processing gas for etching also contacts the main surface of the glass substrate by diffusion. If so, even the principal surface is roughened.

본 발명은 상기한 바와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 것은 유리 기판 등의 실리콘 함유물을 포함하는 피처리 기판의 제1면(예를 들면 주면)의 에칭을 억제 또는 방지하면서, 이면인 제2면을 에칭하는 데에 있다.This invention is made | formed in view of the above-mentioned circumstances, and the objective is to suppress or prevent the etching of the 1st surface (for example, main surface) of the to-be-processed substrate containing silicon-containing materials, such as a glass substrate, It is for etching the 2nd surface which is a back surface.

상기 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명 방법은 실리콘 함유물을 포함하며, 제1면과 상기 제1면의 이면인 제2면을 갖는 피처리 기판을 대기압 근방 하에서 에칭하는 방법으로서,In order to solve the above problems, the method of the present invention includes a silicon-containing material, and a method of etching a substrate under treatment at atmospheric pressure having a first surface and a second surface which is the back surface of the first surface,

불화수소 증기 및 수증기를 함유하는 처리 분위기 중에 상기 피처리 기판을 배치하고,Placing the substrate to be treated in a processing atmosphere containing hydrogen fluoride vapor and water vapor;

상기 제1면의 온도를 상기 처리 분위기의 불화수소 및 물의 응축점보다 고온이 되도록, 또한 상기 제2면의 온도를 상기 응축점 이하가 되도록 조절하는 것을 특징으로 한다.The temperature of the first surface is adjusted to be higher than the condensation point of hydrogen fluoride and water in the treatment atmosphere, and the temperature of the second surface is adjusted to be below the condensation point.

피처리 기판의 제2면에서는 상기 응축점과 제2면의 온도와의 관계에 의해, 제2면 상에서 불화수소 및 물이 응축하여 불화수소산의 응축층이 형성된다. 이에 의해, 제2면을 구성하는 실리콘 함유물의 에칭 반응이 일어나, 제2면을 에칭(조화를 포함함)할 수 있다. 한편, 제1면에서는 상기 응축점과 제1면의 온도와의 관계에 의해, 응축층이 형성되는 것을 회피할 수 있다. 따라서, 제1면의 에칭을 억제 또는 방지할 수 있다.In the second surface of the substrate to be treated, hydrogen fluoride and water condense on the second surface to form a condensation layer of hydrofluoric acid on the second surface by the relationship between the condensation point and the temperature of the second surface. Thereby, the etching reaction of the silicon-containing thing which comprises a 2nd surface arises, and a 2nd surface can be etched (including a roughening). On the other hand, in the first surface, the formation of the condensation layer can be avoided by the relationship between the condensation point and the temperature of the first surface. Therefore, etching of a 1st surface can be suppressed or prevented.

상기 제1면의 온도를 상기 응축점보다 0 ℃ 초과 내지 40 ℃ 고온으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 상기 제1면의 온도를 상기 응축점보다 5 ℃ 내지 30 ℃ 고온으로 한다.It is preferable to make the temperature of the said 1st surface into 0 degreeC-40 degreeC high temperature above the said condensation point. More preferably, the temperature of the first surface is 5 ° C to 30 ° C higher than the condensation point.

제1면의 가온도 나아가서는 제1면에 부여해야 할 열량을 작게 함으로써, 열이 제2면까지 전달되는 것을 회피 또는 억제할 수 있어, 제2면의 온도 상승을 방지 또는 억제할 수 있다. 따라서, 제2면의 온도를 확실하게 상기 응축점 이하로 할 수 있다. 따라서, 제1면의 에칭을 확실하게 방지 또는 억제하면서, 제2면을 확실하게 에칭할 수 있다.By lowering the temporary temperature of the first surface and further reducing the amount of heat to be applied to the first surface, it is possible to avoid or suppress the transfer of heat to the second surface, thereby preventing or suppressing the temperature rise of the second surface. Therefore, the temperature of a 2nd surface can be reliably made below the said condensation point. Therefore, the second surface can be reliably etched while reliably preventing or suppressing etching of the first surface.

상기 제2면의 온도를 상기 응축점보다 0 ℃ 내지 10 ℃ 저온으로 하는 것이 바람직하다.It is preferable to make the temperature of the said 2nd surface into 0 degreeC-10 degreeC low temperature from the said condensation point.

응축점과 제2면의 온도의 차를 작게 함으로써, 제1면을 조금 가온하면, 제1면의 온도가 상기 응축점을 상회하도록 할 수 있다. 제1면의 가온도 나아가서는 제1면에 부여해야 할 열량을 작게 함으로써, 열이 제2면까지 전달되는 것을 회피 또는 억제할 수 있어, 제2면의 온도 상승을 방지 또는 억제할 수 있다. 따라서, 상기 제2면의 온도를 확실하게 상기 응축점 이하로 할 수 있다. 따라서, 제1면의 에칭을 확실하게 방지 또는 억제하면서, 제2면을 확실하게 에칭할 수 있다.By lowering the difference between the temperature of the condensation point and the second surface, if the first surface is slightly heated, the temperature of the first surface can be higher than the condensation point. By lowering the temporary temperature of the first surface and further reducing the amount of heat to be applied to the first surface, it is possible to avoid or suppress the transfer of heat to the second surface, thereby preventing or suppressing the temperature rise of the second surface. Therefore, the temperature of the said 2nd surface can be reliably made below the said condensation point. Therefore, the second surface can be reliably etched while reliably preventing or suppressing etching of the first surface.

상기 처리 분위기가 존재하는 처리 공간에 연속해 있는 반입구로부터 상기 피처리 기판을 상기 처리 공간에 반입하고, 상기 처리 공간에 연속해 있는 반출구로부터 상기 피처리 기판을 반출하고, 상기 반입구의 근방 및 상기 반출구의 근방에서 가스를 흡인하도록 할 수도 있다.The substrate to be processed is brought into the processing space from an inlet continuous to the processing space in which the processing atmosphere exists, and the substrate to be processed is taken out from the outlet opening continuous to the processing space, and the vicinity of the inlet is near. And gas may be sucked in the vicinity of the outlet port.

이에 의해, 외기가 반입구 또는 반출구를 통해 처리 공간에 도달하기 전에, 반입구 또는 반출구의 근방에서 흡인하여 배기할 수 있어, 외기가 처리 공간으로 유입하는 것을 방지할 수 있다. 상기한 유입 외기의 유량이나 유속은 피처리 기판의 반입 및 반출에 따라 변동된다. 이러한 변동이 있더라도, 상기한 흡인에 의해서 처리 분위기로의 외기 혼입을 방지할 수 있으므로, 처리 분위기의 가스 조성 나아가서는 불화수소 증기 분압 및 수증기 분압을 각각 처리 가스 자체의 것과 대략 동일하게 유지할 수 있다. 그 결과, 제2면의 에칭 처리가 불균일해지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 처리 분위기의 습도에 대하여 외기의 습도가 높더라도 제1면측의 처리 분위기의 습도가 상승하는 것을 방지할 수 있어, 제1면에 응축층이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 제1면까지도 에칭되는 것을 회피할 수 있다.Thereby, before outside air reaches a process space through an inlet or an outlet, it can suck and exhaust in the vicinity of an inlet or an outlet, and can prevent an outside air from entering into a process space. The flow rate and flow rate of the inflowing outside air are varied depending on the loading and unloading of the substrate to be processed. Even if there is such a fluctuation, it is possible to prevent the mixing of outside air into the processing atmosphere by the above suction, so that the gas composition in the processing atmosphere and the hydrogen partial pressure of the hydrogen fluoride and the partial pressure of water vapor can be maintained to be substantially the same as those of the processing gas itself. As a result, the etching process of a 2nd surface can be prevented from becoming nonuniform. Moreover, even if the humidity of the outside air is high relative to the humidity of the processing atmosphere, the humidity of the processing atmosphere on the first surface side can be prevented from rising, and thus the condensation layer can be prevented from being formed on the first surface. Therefore, etching to even a 1st surface can be avoided.

본 발명 장치는 실리콘 함유물을 포함하며, 제1면과 상기 제1면의 이면인 제2면을 갖는 피처리 기판을 대기압 근방 및 습도 0 % 초과의 처리 공간 내에서 에칭하는 장치로서,An apparatus of the present invention includes a silicon-containing material, and is an apparatus for etching a substrate to be processed having a first surface and a second surface that is a rear surface of the first surface in the processing space near atmospheric pressure and humidity greater than 0%,

불화수소 및 물 중 적어도 불화수소를 함유하는 처리 가스를 상기 처리 공간 내에 공급하여 상기 피처리 기판 중 적어도 상기 제2면에 접촉시키는 취출 노즐과,A extraction nozzle for supplying a processing gas containing at least hydrogen fluoride of hydrogen fluoride and water into the processing space to contact at least the second surface of the substrate to be processed;

상기 제1면의 온도가 상기 처리 공간에서의 불화수소 및 물의 응축점보다 고온이 되도록, 또한 상기 제2면의 온도가 상기 응축점 이하가 되도록 조절하는 조절 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.And adjusting means for adjusting the temperature of the first surface to be higher than the condensation point of hydrogen fluoride and water in the processing space, and the temperature of the second surface to be below the condensation point.

취출 노즐로부터의 처리 가스가 처리 공간 내의 처리 분위기에 혼합된다. 처리 가스는 불화수소 및 물 중 적어도 불화수소를 함유하며 처리 공간의 습도는 0 % 초과이므로, 처리 분위기는 불화수소 증기 및 수증기를 함유하게 된다. 이 처리 분위기가 피처리물에 접촉한다. 이 때, 피처리물의 제2면에서는, 상기 조절 수단에 의한 상기 응축점과 제2면의 온도와의 관계 조절에 의해서, 처리 분위기 중의 불화수소 및 물이 피처리물의 제2면 상에 응축하여 불화수소산의 응축층이 형성된다. 따라서, 제2면을 구성하는 실리콘 함유물의 에칭 반응이 일어나, 제2면을 에칭(조화를 포함함)할 수 있다. 한편, 피처리물의 제1면에서는, 상기 조절 수단에 의한 상기 응축점과 제1면의 온도와의 관계 조절에 의해서, 처리 분위기 중의 불화수소 및 물이 제1면 상에 응축하는 것을 회피할 수 있어, 불화수소산의 응축층이 형성되는 것을 회피할 수 있다. 따라서, 제1면을 구성하는 실리콘 함유물의 에칭 반응을 억제 또는 방지할 수 있다.The processing gas from the extraction nozzle is mixed with the processing atmosphere in the processing space. The treatment gas contains at least hydrogen fluoride in hydrogen fluoride and water and the humidity of the treatment space is greater than 0%, so that the treatment atmosphere contains hydrogen fluoride vapor and water vapor. This processing atmosphere contacts the to-be-processed object. At this time, on the second surface of the workpiece, hydrogen fluoride and water in the processing atmosphere are condensed on the second surface of the workpiece by adjusting the relationship between the condensation point and the temperature of the second surface by the adjusting means. A condensation layer of hydrofluoric acid is formed. Therefore, the etching reaction of the silicon-containing thing which comprises a 2nd surface arises, and a 2nd surface can be etched (including a roughening). On the other hand, in the first surface of the workpiece, by controlling the relationship between the condensation point and the temperature of the first surface by the adjusting means, it is possible to avoid condensation of hydrogen fluoride and water in the processing atmosphere on the first surface. Therefore, formation of a condensation layer of hydrofluoric acid can be avoided. Therefore, the etching reaction of the silicon-containing thing which comprises a 1st surface can be suppressed or prevented.

상기 처리 공간의 습도는 0 %를 초과할 수도 있고, 100 %RH 이하일 수도 있다.Humidity of the said processing space may exceed 0% and may be 100% RH or less.

상기 조절 수단은 피처리 기판의 제1면의 온도를 제어하는 것일 수도 있고, 제2면의 온도를 제어하는 것일 수도 있고, 처리 가스의 불화수소 분압이나 수증기 분압을 제어하는 것일 수도 있고, 처리 공간 내의 처리 분위기의 수증기 분압을 제어하는 것일 수도 있고, 또는 처리 공간 내로 유입하는 외기의 수증기 분압을 제어하는 것일 수도 있다.The adjusting means may be to control the temperature of the first surface of the substrate to be treated, to control the temperature of the second surface, to control the hydrogen fluoride partial pressure or the steam partial pressure of the processing gas, or to process the processing space. It may be to control the partial pressure of steam in the processing atmosphere in the interior, or may be to control the partial pressure of steam in the outside air flowing into the processing space.

상기 조절 수단이 상기 처리 공간에서의 상기 피처리 기판이 배치되는 위치를 사이에 두고 상기 취출 노즐과는 반대측에서 상기 위치에 근접하여 배치된 히터를 포함하며, 상기 히터의 설정 온도가 상기 응축점보다 0 ℃ 초과 내지 60 ℃ 고온인 것이 바람직하다.The adjusting means includes a heater disposed close to the position on the side opposite to the ejection nozzle with the position where the substrate to be processed is disposed in the processing space interposed therebetween, wherein a set temperature of the heater is greater than the condensation point; It is preferable that it is more than 0 degreeC-60 degreeC high temperature.

이에 의해, 피처리 기판의 제1면의 온도를 처리 분위기의 불화수소 및 물의 응축점보다 확실하게 고온으로 할 수 있다. 제1면의 가온도 나아가서는 제1면에 부여해야 할 열량을 작게 함으로써, 열이 제2면까지 전달되는 것을 회피 또는 억제할 수 있어, 제2면의 온도 상승을 방지 또는 억제할 수 있다. 따라서, 상기 제2면의 온도를 확실하게 상기 응축점 이하로 할 수 있다. 이에 의해, 제1면의 에칭을 확실하게 억제 또는 방지하면서, 제2면을 확실하게 에칭할 수 있다.Thereby, the temperature of the 1st surface of a to-be-processed substrate can be made high temperature more reliably than the condensation point of hydrogen fluoride and water of a process atmosphere. By lowering the temporary temperature of the first surface and further reducing the amount of heat to be applied to the first surface, it is possible to avoid or suppress the transfer of heat to the second surface, thereby preventing or suppressing the temperature rise of the second surface. Therefore, the temperature of the said 2nd surface can be reliably made below the said condensation point. Thereby, a 2nd surface can be reliably etched, reliably suppressing or preventing the etching of a 1st surface.

피처리 기판을 상기 취출 노즐에 대하여 상대 이동시키는 경우, 그 이동 속도를 고려하여 상기 히터의 설정 온도를 설정하는 것이 바람직하다.When the substrate to be processed is moved relative to the ejection nozzle, it is preferable to set the set temperature of the heater in consideration of the moving speed.

예를 들면, 상기 이동 속도가 비교적 클 때는 상기 설정 온도를 상기 제1면의 소망 온도보다 비교적 크게 한다. 이에 의해, 상기 제1면이 상기 소망 온도에 도달하기까지의 소요 시간을 단축할 수 있다. 한편, 이동 속도가 비교적 크므로, 제2면까지도가 상기 응축점보다 고온이 되기 전에 처리를 종료할 수 있다.For example, when the moving speed is relatively large, the set temperature is made relatively larger than the desired temperature of the first surface. As a result, the time required for the first surface to reach the desired temperature can be shortened. On the other hand, since the moving speed is relatively large, the processing can be finished before the second surface is even higher than the condensation point.

상기 이동 속도가 비교적 작을 때는 상기 설정 온도를 상기 소망 온도와 거의 동일하게 할 수도 있다. 이에 의해, 피처리 기판의 온도가 상기 소망 온도를 크게 초과하는 것을 회피할 수 있다. 한편, 이동 속도가 작으면 가열 시간이 길어지지만, 상기 설정 온도 및 상기 소망 온도를 상기 응축점보다 조금만 고온으로 설정함으로써, 제2면의 온도를 상기 응축점 이하로 유지할 수 있다.When the moving speed is relatively small, the set temperature may be made almost equal to the desired temperature. Thereby, it can avoid that the temperature of a to-be-processed substrate greatly exceeds the said desired temperature. On the other hand, when the moving speed is small, the heating time becomes long, but the temperature of the second surface can be kept below the condensation point by setting the set temperature and the desired temperature to a temperature slightly higher than the condensation point.

상기 조절 수단이 상기 제2면의 온도를 상기 응축점보다 0 ℃ 내지 10 ℃ 저온으로 하는 것이 바람직하다.Preferably, the adjusting means sets the temperature of the second surface to 0 ° C to 10 ° C lower than the condensation point.

처리 분위기의 불화수소 및 물의 응축점과 제2면의 온도와의 차를 작게 함으로써, 제1면을 조금 가온하면, 제1면의 온도가 상기 응축점을 상회하도록 할 수 있다. 제1면의 가온도 나아가서는 제1면에 부여해야 할 열량을 작게 함으로써, 열이 제2면까지 전달되는 것을 회피 또는 억제할 수 있어, 제2면의 온도 상승을 방지 또는 억제할 수 있다. 따라서, 상기 제2면의 온도를 확실하게 상기 응축점 이하로 할 수 있다. 따라서, 제1면의 에칭을 확실하게 억제 또는 방지하면서, 제2면을 확실하게 에칭할 수 있다.By reducing the difference between the condensation point of hydrogen fluoride and water in the processing atmosphere and the temperature of the second surface, if the first surface is slightly heated, the temperature of the first surface can be higher than the condensation point. By lowering the temporary temperature of the first surface and further reducing the amount of heat to be applied to the first surface, it is possible to avoid or suppress the transfer of heat to the second surface, thereby preventing or suppressing the temperature rise of the second surface. Therefore, the temperature of the said 2nd surface can be reliably made below the said condensation point. Therefore, the second surface can be reliably etched while reliably suppressing or preventing the etching of the first surface.

여기서, 대기압 근방이란, 1.013×104 내지 50.663×104 Pa의 범위를 말하며, 압력 조정의 용이화나 장치 구성의 간편화를 고려하면 1.333×104 내지 10.664×104 Pa가 바람직하고, 9.331×104 내지 10.397×104 Pa가 보다 바람직하다.Here, the vicinity of atmospheric pressure refers to the range of 1.013 × 10 4 to 50.663 × 10 4 Pa, and considering the ease of pressure adjustment and the simplified device configuration, 1.333 × 10 4 to 10.664 × 10 4 Pa is preferable, and 9.331 × 10 4 to 10.397 × 10 4 Pa is more preferable.

본 발명에 따르면, 피처리 기판의 제1면의 에칭을 억제 또는 방지하면서, 이면인 제2면을 에칭할 수 있다.According to this invention, the 2nd surface which is a back surface can be etched, suppressing or preventing the etching of the 1st surface of a to-be-processed substrate.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 대기압 에칭 장치를 나타내는 측면 단면도이다.
도 2는 도 1의 II-II선을 따르는 상기 대기압 에칭 장치의 처리부의 정면 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 대기압 에칭 장치를 나타내는 측면 단면도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV선을 따르는 상기 제2 실시 형태에 따른 대기압 에칭 장치의 정면 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 대기압 에칭 장치를 나타내는 측면 단면도이다.
도 6은 도 5의 VI-VI선을 따르는 상기 제3 실시 형태에 따른 대기압 에칭 장치의 처리부의 평면 단면도이다.
도 7은 상기 제3 실시 형태에서 피처리 기판을 반송할 때의 가스류 변동을 나타내는 측면도이며, (a)는 피처리 기판이 미반입의 상태이고, (b)는 피처리 기판의 단부가 반입구에 위치하는 상태이고, (c)는 피처리 기판이 처리 공간의 내부까지 반입된 상태이다.
도 8은 실시예 1에서 히터 설정 온도마다의 제1면 및 제2면의 에칭 레이트를 나타내는 그래프이다.
도 9a는 실시예 1에서 히터 설정 온도가 25 ℃일 때의 제1면 및 제2면의 에칭 레이트의 기판폭 방향의 분포를 나타내는 그래프이다.
도 9b는 실시예 1에서 히터 설정 온도가 30 ℃일 때의 제1면 및 제2면의 에칭 레이트의 기판폭 방향의 분포를 나타내는 그래프이다.
도 10a는 실시예 1에서 히터 설정 온도가 35 ℃일 때의 제1면 및 제2면의 에칭 레이트의 기판폭 방향의 분포를 나타내는 그래프이다.
도 10b는 실시예 1에서 히터 설정 온도가 45 ℃일 때의 제1면 및 제2면의 에칭 레이트의 기판폭 방향의 분포를 나타내는 그래프이다.
도 11은 HF 및 H2O의 온도마다의 응축 조건을 나타낸 그래프이다.
도 12는 제3 실시 형태의 에칭 장치를 예로 한 HF 및 H2O의 온도마다의 응축 조건을 나타낸 그래프이다.
1 is a side sectional view showing an atmospheric pressure etching apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front sectional view of a processing part of the atmospheric etching apparatus along the line II-II of FIG. 1. FIG.
3 is a side sectional view showing an atmospheric pressure etching apparatus according to a second embodiment of the present invention.
4 is a front cross-sectional view of the atmospheric pressure etching apparatus according to the second embodiment along the IV-IV line in FIG. 3.
5 is a side sectional view showing an atmospheric pressure etching apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan sectional view of a processing unit of the atmospheric pressure etching apparatus according to the third embodiment along the line VI-VI of FIG. 5.
FIG. 7 is a side view showing gas flow fluctuation when the substrate to be processed is conveyed in the third embodiment, (a) is a state in which a substrate is not loaded, and (b) is an end portion of the substrate to be processed. (C) is a state where the to-be-processed board | substrate was carried to the inside of a process space.
FIG. 8 is a graph showing the etching rates of the first and second surfaces for each heater set temperature in Example 1. FIG.
FIG. 9A is a graph showing the distribution in the substrate width direction of the etching rates of the first and second surfaces when the heater set temperature is 25 ° C. in Example 1. FIG.
FIG. 9B is a graph showing the distribution in the substrate width direction of the etching rates of the first and second surfaces when the heater set temperature is 30 ° C. in Example 1. FIG.
FIG. 10A is a graph showing the distribution in the substrate width direction of the etching rates of the first and second surfaces when the heater set temperature is 35 ° C. in Example 1. FIG.
FIG. 10B is a graph showing the distribution in the substrate width direction of the etching rates of the first and second surfaces when the heater set temperature is 45 ° C. in Example 1. FIG.
11 is a graph showing condensation conditions for each temperature of HF and H 2 O. FIG.
12 is a graph showing the condensation temperature of each one of the HF and H 2 O the etching apparatus of the third embodiment as an example.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 따라서 설명한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시 형태를 나타낸 것이다. 피처리 기판 (9)는 예를 들면 평판 디스플레이 등의 반도체 장치가 되어야 하는 유리 기판이다. 유리 기판 (9)는 SiO2 등의 실리콘 함유물을 주성분으로서 포함하고 있다. 유리 기판 (9)의 두께는 예를 들면 0.5 mm 내지 0.7 mm 정도이다. 유리 기판 (9)는 사각형의 평판형을 하고, 표면측의 제1면 (9a)(주면)와, 그의 이면인 제2면 (9b)(이면)를 갖고 있다. 제1면 (9a)는 절연층, 도전층, 반도체층 등의 각종 전자 소자층이 형성되어야 하는 주면이다. 제2면 (9b)는 대기압 에칭 장치 (1)에 의한 조화(에칭) 처리의 대상이 되는 이면이다. 제2면 (9b)를 조화 처리한 후에, 제1면 (9a)에 대하여 상기 각종 전자 소자층을 형성하기 위한 표면 처리를 행한다.1 and 2 show a first embodiment of the present invention. The substrate 9 to be processed is a glass substrate that should be a semiconductor device such as a flat panel display. A glass substrate (9) contains as a main component a silicon-containing material, such as SiO 2. The thickness of the glass substrate 9 is about 0.5 mm-about 0.7 mm, for example. The glass substrate 9 has a rectangular flat plate shape, and has the 1st surface 9a (main surface) of the surface side, and the 2nd surface 9b (back surface) which is its back surface. The first surface 9a is a main surface on which various electronic element layers such as an insulating layer, a conductive layer, and a semiconductor layer should be formed. The second surface 9b is the back surface to be subjected to the roughening (etching) process by the atmospheric pressure etching apparatus 1. After roughening the 2nd surface 9b, the surface treatment for forming the said various electronic element layers is performed with respect to the 1st surface 9a.

도 1에 나타낸 바와 같이, 대기압 에칭 장치 (1)은 원료 가스 공급 수단 (10)과, 처리부 (20)과, 반송 수단 (30)을 구비하고 있다. 원료 가스 공급 수단 (10)은 불소계 원료 공급부 (11)과, 물 첨가부 (12)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the atmospheric pressure etching apparatus 1 is equipped with the source gas supply means 10, the process part 20, and the conveyance means 30. As shown in FIG. The raw material gas supply means 10 includes the fluorine-based raw material supply part 11 and the water addition part 12.

불소계 원료 공급부 (11)은 에칭용의 처리 가스(에칭제)가 되는 원료 가스를 공급한다. 원료 가스는 불소 함유 가스와 캐리어 가스를 포함한다. 불소 함유 가스로서, CF4가 이용되고 있다. 불소 함유 가스로서 CF4 대신에, C2F6, C3F6, C3F8 등의 다른 PFC(퍼플루오로카본)을 이용할 수도 있고, CHF3, CH2F2, CH3F 등의 HFC(히드로플루오로카본)을 이용할 수도 있고, SF6, NF3, XeF2 등의 PFC 및 HFC 이외의 불소 함유 화합물을 이용할 수도 있다.The fluorine-type raw material supply part 11 supplies the raw material gas used as the process gas (etching agent) for etching. The source gas includes a fluorine-containing gas and a carrier gas. CF 4 is used as the fluorine-containing gas. Instead of CF 4 as the fluorine-containing gas, other PFCs (perfluorocarbons) such as C 2 F 6 , C 3 F 6 , and C 3 F 8 may be used, and CHF 3 , CH 2 F 2 , CH 3 F and the like. HFC (hydrofluorocarbon) may be used, or fluorine-containing compounds other than PFC and HFC such as SF 6 , NF 3 and XeF 2 may be used.

캐리어 가스는 불소 함유 가스를 반송하는 기능 외에, 불소 함유 가스를 희석하는 희석 가스로서의 기능, 후술하는 플라즈마 방전을 생성하는 방전 가스로서의 기능 등을 갖고 있다. 캐리어 가스로는 바람직하게는 불활성 가스를 이용한다. 캐리어 가스가 되는 불활성 가스로서, 헬륨, 아르곤, 네온, 크세논 등의 희가스나 질소를 들 수 있다. 여기서는 캐리어 가스로서, 아르곤(Ar)이 이용되고 있다. 불소 함유 가스와 캐리어 가스의 유량비(CF4:Ar)는 1:1000 내지 1:10이 바람직하다. 캐리어 가스를 생략할 수도 있다.In addition to the function of conveying the fluorine-containing gas, the carrier gas has a function as a diluent gas for diluting the fluorine-containing gas, a function as a discharge gas for generating a plasma discharge described later. As the carrier gas, an inert gas is preferably used. As inert gas used as a carrier gas, rare gases, such as helium, argon, neon, and xenon, and nitrogen are mentioned. Argon (Ar) is used here as a carrier gas. The flow rate ratio (CF 4 : Ar) of the fluorine-containing gas and the carrier gas is preferably 1: 1000 to 1:10. The carrier gas may be omitted.

물 첨가부 (12)는 상기 원료 가스(CF4+Ar)에 물(H2O)을 첨가하여, 원료 가스를 가습한다. 이 수소 첨가량을 조절함으로써, 원료 가스의 수증기 분압 나아가서는 처리 가스의 불화수소 분압 및 수증기 분압을 조절한다. 물 첨가부 (12)는 예를 들면 항온조 등의 탱크를 구비한 가습기로 구성되어 있다. 이 탱크 내에 액체의 물이 저장되어 있다. 공급부 (11)로부터의 원료 가스가 상기 탱크의 수면보다 상측 부분에 공급되어, 상기 상측 부분의 포화 수증기와 혼합된다. 또는 공급부 (11)로부터의 원료 가스를 상기 탱크 내의 수중에 버블링함으로써, 원료 가스에 수증기를 첨가할 수도 있다. 상기 탱크를 온도 조절함으로써 증기압을 조절하고, 이에 의해 물 첨가량을 조절할 수도 있다. 물 첨가부 (12)의 수분 첨가량 나아가서는 처리 가스의 노점(露点)은 제2면 (9b)의 에칭 처리 성능을 만족하도록 조정하는 것이 바람직하다.The water addition unit 12 adds water (H 2 O) to the source gas (CF 4 + Ar) to humidify the source gas. By adjusting the amount of hydrogenation, the partial pressure of water vapor of the raw material gas and the partial pressure of hydrogen fluoride and the partial pressure of steam of the processing gas are adjusted. The water addition part 12 is comprised with the humidifier provided with tanks, such as a thermostat, for example. Liquid water is stored in this tank. The raw material gas from the supply part 11 is supplied to the upper part than the water surface of the said tank, and is mixed with the saturated water vapor of the said upper part. Alternatively, water vapor may be added to the source gas by bubbling the source gas from the supply section 11 in the water in the tank. The temperature of the tank can be adjusted to adjust the vapor pressure, thereby adjusting the amount of water added. It is preferable to adjust the water addition amount of the water addition part 12 and also the dew point of a process gas so that the etching process performance of the 2nd surface 9b may be satisfied.

물 첨가 전의 원료 가스의 노점은 바람직하게는 -40 ℃ 이하이다. 노점 -40 ℃를 수증기 분압으로 환산하면 0.03 Torr 정도이고, 부피 농도로 환산하면 0.004 % 정도이며, 원료 가스 중의 수증기량은 거의 제로와 같다.The dew point of the raw material gas before water addition is preferably -40 ° C or lower. The dew point of −40 ° C. is about 0.03 Torr in terms of the partial pressure of water vapor, about 0.004% in terms of volume concentration, and the amount of water vapor in the source gas is almost equal to zero.

물 첨가 후의 원료 가스 중의 수분량은 물 첨가 전의 원료 가스의 노점과 물 첨가부 (12)에서의 물의 기화량으로부터 산출할 수 있다. 푸리에 변환형 적외 분광기(FTIR)를 이용하여 물 첨가 후의 원료 가스 중의 수분량을 측정할 수도 있다.The amount of water in the source gas after the water addition can be calculated from the dew point of the source gas before the water addition and the amount of vaporization of water in the water addition unit 12. The amount of water in the source gas after water addition can also be measured using a Fourier Transform infrared spectrometer (FTIR).

도 1에 나타낸 바와 같이, 처리부 (20)은 상부판 (21)과, 바닥판 (22)와, 취출 노즐 (40)과, 흡인 노즐 (50)을 포함한다. 상부판 (21)은 수평인 판형으로 되어 있다. 상부판 (21)에서의 도 1의 지면과 직교하는 방향(이하 「y방향」이라 칭함)을 따르는 폭 치수는 피처리 기판 (9)의 y방향의 폭 치수보다 약간 크다. 상부판 (21)은 플레이트 히터로 구성되고, 후술하는 온도 조절 수단을 겸하고 있다. 상부판 (21), 즉 플레이트 히터 (21)의 하우징은 알루미늄 등의 금속으로 구성되어 있다. 상부판 (21)의 표면 중 적어도 하면에는 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 내불소성, 내플라즈마성이 높은 수지 피막을 형성하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 1, the processing unit 20 includes a top plate 21, a bottom plate 22, a blowout nozzle 40, and a suction nozzle 50. The upper plate 21 has a horizontal plate shape. The width dimension along the direction orthogonal to the surface of FIG. 1 in the upper plate 21 (hereinafter referred to as the "y direction") is slightly larger than the width dimension in the y direction of the substrate 9 to be processed. The upper plate 21 is composed of a plate heater, and also serves as a temperature adjusting means described later. The housing of the upper plate 21, that is, the plate heater 21, is made of metal such as aluminum. It is preferable to form a resin film having high fluorine resistance and plasma resistance, such as polytetrafluoroethylene, on at least the lower surface of the upper plate 21.

바닥판 (22)는 수평인 판형을 하고 상부판 (21)의 아래쪽으로 평행하게 배치되어 있다. 바닥판 (22)의 y방향(도 2의 좌우 방향)의 폭 치수는 피처리 기판 (9)의 y방향의 폭 치수보다 약간 크다. 바닥판 (22)는 알루미늄 등의 금속으로 구성되어 있을 수도 있고, 수지로 구성되어 있을 수도 있고, 유리판으로 구성되어 있을 수도 있다. 바닥판 (22)가 금속으로 구성되어 있는 경우, 그 표면 중 적어도 상면에는 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 내불소성, 내플라즈마성이 높은 수지 피막을 형성하는 것이 바람직하다.The bottom plate 22 has a horizontal plate shape and is arranged in parallel under the top plate 21. The width dimension of the bottom plate 22 in the y direction (left and right direction in FIG. 2) is slightly larger than the width dimension of the substrate 9 in the y direction. The bottom plate 22 may be comprised with metals, such as aluminum, may be comprised with resin, and may be comprised with the glass plate. In the case where the bottom plate 22 is made of a metal, it is preferable to form a resin film having high fluorine resistance and plasma resistance such as polytetrafluoroethylene on at least an upper surface thereof.

취출 노즐 (40)은 처리부 (20)에서의 도 1의 좌우 방향(이하 「x방향」이라 칭함)의 일단부(도 1에서 우측)에 배치되어 있다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 취출 노즐 (40)은 y방향으로 길게 연장되는 용기형으로 되어 있다. 취출 노즐 (40)의 상단부면에 취출구 (41)이 형성되어 있다. 취출구 (41)은 y방향으로 연장되는 슬릿형으로 되어 있다. 취출구 (41)의 y방향을 따르는 길이는 피처리 기판 (9)의 y방향을 따르는 폭 치수보다 약간 크다.The extraction nozzle 40 is arrange | positioned at the one end part (right side in FIG. 1) of the left-right direction (henceforth "x direction") of FIG. 1 in the process part 20. FIG. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the ejection nozzle 40 has a container shape extending in the y direction. The ejection opening 41 is formed in the upper end surface of the ejection nozzle 40. The ejection opening 41 has a slit shape extending in the y direction. The length along the y direction of the ejection opening 41 is slightly larger than the width dimension along the y direction of the substrate 9 to be processed.

바닥판 (22)의 x방향의 일단부(도 1에서 우측)에 취출 노즐 (40)이 접하고 있다. 취출 노즐 (40)의 상단부면이 바닥판 (22)의 상면과 동일면으로 되어 있다. 상부판 (21)의 일단부(도 1에서 우측)가 바닥판 (22)보다도 일단부측(도 1에서 우측)으로 연장되어, 취출 노즐 (40)의 상측을 덮고 있다. 상부판 (21)의 일단부와 취출 노즐 (40) 사이에 반입구 (26)이 형성되어 있다.The extraction nozzle 40 is in contact with one end (right side in FIG. 1) of the bottom plate 22 in the x direction. An upper end face of the ejection nozzle 40 is flush with the upper face of the bottom plate 22. One end (right side in FIG. 1) of the upper plate 21 extends to one end side (right side in FIG. 1) than the bottom plate 22 and covers the upper side of the ejection nozzle 40. An inlet 26 is formed between one end of the upper plate 21 and the ejection nozzle 40.

흡인 노즐 (50)은 처리부 (20)에서의 x방향의 타단부(도 1에서 좌측)에 배치되어 있다. 흡인 노즐 (50)은 y방향으로 길게 연장되는 용기형으로 되어 있다. 흡인 노즐 (50)의 상단부면에 흡입구 (51)이 개구되어 있다. 흡입구 (51)은 y방향으로 연장되는 슬릿형으로 되어 있다. 흡입구 (51)의 y방향을 따르는 길이는 피처리 기판 (9)의 y방향을 따르는 폭 치수보다 약간 크다.The suction nozzle 50 is arrange | positioned at the other end part (left side in FIG. 1) of the x direction in the process part 20. As shown in FIG. The suction nozzle 50 has a container shape extending in the y direction. The suction port 51 is opened in the upper end surface of the suction nozzle 50. The suction port 51 has a slit shape extending in the y direction. The length along the y direction of the suction port 51 is slightly larger than the width dimension along the y direction of the substrate 9 to be processed.

바닥판 (22)의 x방향의 타단부(도 1에서 좌측)에 흡인 노즐 (50)이 접하고 있다. 흡인 노즐 (50)의 상단부면은 바닥판 (22)의 상면과 동일면으로 되어 있다. 상부판 (21)의 타단부(도 1에서 좌측)가 바닥판 (22)보다도 타단부측으로 연장되어, 흡인 노즐 (50)의 상측을 덮고 있다. 상부판 (21)의 타단부와 흡인 노즐 (51) 사이에 반출구 (27)이 형성되어 있다.The suction nozzle 50 is in contact with the other end portion (left side in FIG. 1) of the bottom plate 22 in the x direction. The upper end face of the suction nozzle 50 is made flush with the upper face of the bottom plate 22. The other end (left side in FIG. 1) of the upper plate 21 extends to the other end side than the bottom plate 22, and covers the upper side of the suction nozzle 50. An outlet 27 is formed between the other end of the upper plate 21 and the suction nozzle 51.

처리부 (20)에서의 상측의 상부판 (21)과 하측의 구성부 (22, 40, 50) 사이에 처리부 내 공간 (29)가 형성되어 있다. 처리부 내 공간 (29)의 x방향의 일단부(도 1에서 우측)에 반입구 (26)이 이어져 있다. 처리부 내 공간 (29)의 x방향의 타단부(도 1에서 좌측)에 반출구 (26)이 이어져 있다. 처리부 내 공간 (29)의 x방향의 양단부가 반입출구 (26, 27)을 통해 처리부 (20)의 외부의 공간으로 이어져 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 처리부 내 공간 (29)의 y방향의 양단부는 각각 측벽 (24)에 의해 막혀 있다.The processing unit internal space 29 is formed between the upper top plate 21 of the processing unit 20 and the lower configuration portions 22, 40, 50. A carry-in port 26 is connected to one end (right side in FIG. 1) of the space 29 in the processing section. The delivery port 26 is connected to the other end part (left side in FIG. 1) of the space 29 in a process part. Both ends of the processing unit inner space 29 in the x direction are connected to the space outside the processing unit 20 via the inlet and outlet ports 26 and 27. As shown in FIG. 2, both ends of the y direction of the space 29 in a process part are respectively blocked by the side wall 24. As shown in FIG.

도 1에 나타낸 바와 같이, 처리부 내 공간 (29)에서의, 취출구 (41)의 x방향의 위치로부터 흡입구 (51)의 x방향의 위치까지의 부분이 처리 공간 (23)을 구성하고 있다. 처리부 (20)에서의 상측의 상부판 (21)과 하측의 구성부 (22, 40, 50)과 양측벽 (24)는 처리 공간 구획부를 구성하고 있다. 처리 공간 (23)은 취출구 (41)로부터 x방향의 일단부측의 처리부 내 공간 (29)를 통해 반입구 (26)으로 이어져 있다. 또한, 처리 공간 (23)은 흡입구 (51)로부터 x방향의 타단부측의 처리부 내 공간 (29)를 통해 반출구 (27)로 이어져 있다. 처리 공간 (23)의 두께 d0은 상부판 (21)의 하면과 바닥판 (22)의 상면 사이의 간격과 같고, 예를 들면 d0=5 mm 내지 10 mm 정도이다.As shown in FIG. 1, the portion from the position in the x direction of the ejection opening 41 to the position in the x direction of the suction port 51 in the processing unit internal space 29 constitutes the processing space 23. The upper top plate 21, the lower components 22, 40, 50 and the both side walls 24 of the processing unit 20 constitute a processing space partition. The processing space 23 extends from the blowout port 41 to the delivery opening 26 through the space 29 in the processing section on one end side in the x direction. In addition, the processing space 23 extends from the suction port 51 to the discharge port 27 via the processing unit internal space 29 on the other end side in the x direction. The thickness d 0 of the processing space 23 is equal to the distance between the lower surface of the upper plate 21 and the upper surface of the bottom plate 22, for example, d 0 = 5 mm to about 10 mm.

취출 노즐 (40)의 하부에는 정류부 (42)가 형성되어 있다. 상세한 도시는 생략하지만, 정류부 (42)는 y방향으로 연장되는 챔버 또는 슬릿이나 y방향으로 배열된 다수의 작은 구멍의 열 등을 포함한다. 물 첨가 후의 상기 원료 가스(CF4+Ar+H2O)가 정류부 (42)에 도입되어 y방향으로 균일화된다.The rectifying part 42 is formed in the lower part of the extraction nozzle 40. Although not shown in detail, the rectifying part 42 includes a chamber extending in the y direction or a slit or a row of a plurality of small holes arranged in the y direction. The source gas (CF 4 + Ar + H 2 O) after the addition of water is introduced into the rectifying section 42 and uniformized in the y direction.

취출 노즐 (40)의 내부에는 플라즈마 생성부 (60)이 격납되어 있다. 플라즈마 생성부 (60)은 적어도 한 쌍의 전극 (61, 61)을 포함한다. 이들 전극 (61, 61)은 각각 y방향으로 연장되어 있다. 적어도 1개의 전극 (61)의 대향면에 고체 유전체층(도시 생략)이 형성되어 있다. 한쪽의 전극 (61)에 전원(도시 생략)이 접속되어 있다. 다른 쪽의 전극 (61)이 전기적으로 접지되어 있다. 한 쌍의 전극 (61) 사이에 대략 대기압의 플라즈마 방전 공간 (62)가 생성된다. 방전 공간 (62)는 전극 (61)과 같이 y방향으로 연장되는 슬릿형으로 되어 있다. 방전 공간 (62)에서 상기 원료 가스(CF4+Ar+H2O)가 플라즈마화(분해, 여기, 활성화, 래디컬화, 이온화 등을 포함함)된다. 이에 의해, 원료 가스 성분이 분해되어, 불화수소(HF), COF2 등의 불소계 반응 성분을 포함하는 처리 가스가 생성된다(반응식 1 등). 상기 불소계 반응 성분 중 COF2는 물과 더 반응하여 불화수소로 변환된다(반응식 3).The plasma generating unit 60 is stored inside the ejection nozzle 40. The plasma generating unit 60 includes at least a pair of electrodes 61 and 61. These electrodes 61 and 61 extend in the y direction, respectively. A solid dielectric layer (not shown) is formed on the opposite surface of at least one electrode 61. A power supply (not shown) is connected to one electrode 61. The other electrode 61 is electrically grounded. An approximately atmospheric plasma discharge space 62 is created between the pair of electrodes 61. The discharge space 62 has a slit shape extending in the y direction like the electrode 61. In the discharge space 62, the source gas CF 4 + Ar + H 2 O is plasmalized (including decomposition, excitation, activation, radicalization, ionization, and the like). As a result, the source gas component is decomposed to generate a processing gas containing fluorine-based reaction components such as hydrogen fluoride (HF) and COF 2 (Scheme 1). In the fluorine-based reaction component, COF 2 is further reacted with water and converted to hydrogen fluoride (Scheme 3).

<반응식 3><Reaction Scheme 3>

Figure 112012077126752-pct00003
Figure 112012077126752-pct00003

이 실시 형태에서는 원료 가스 중의 H2O의 거의 전량이 불화수소의 생성 반응(반응식 1, 반응식 3)에 기여하도록, 물 첨가부 (12)의 첨가량 등이 설정되어 있다. 따라서, 처리 가스 중의 H2O 함유량은 실질적으로 무시할 수 있는 정도로 작거나, 또는 0 %이다.In this embodiment to contribute to the substantially whole amount of H 2 O in the raw material gas generation reaction of hydrogen fluoride (Scheme 1, Scheme 3), the amount of such water addition unit 12 is set. Accordingly, the H 2 O content in the process gas is small enough to be substantially negligible in, or 0%.

처리 가스는 상기 불소계 반응 성분 외에, 미분해된 원료 가스 성분(CF4, Ar, H2O)도 포함한다. 이 처리 가스가 취출구 (41)로부터 상측으로 취출된다. 처리 가스의 취출류는 y방향으로 균일하다.In addition to the fluorine-based reaction component, the processing gas also includes undecomposed raw material gas components (CF 4 , Ar, H 2 O). This processing gas is taken out from the blowout port 41 upwards. The blowout flow of the processing gas is uniform in the y direction.

도시는 생략하지만, 흡인 노즐 (50)에 흡인 펌프 등의 배기 수단이 접속되어 있다. 상기 배기 수단의 구동에 의해서, 처리 공간 (23) 내의 가스가 흡인 노즐 (50)의 흡입구 (51)에 흡입되어 배기된다. 흡인 노즐 (50)으로부터의 배기 유량은 취출 노즐 (40)으로부터의 처리 가스의 공급 유량보다 크다. 상기 배기 유량과 공급 유량의 차에 상당하는 양의 외기(공기 등)가 반입구 (26) 및 반출구 (27)로부터 처리부 내 공간 (29)로 유입한다. 반입구 (26)으로부터의 외기는 취출구 (41)을 지나 처리 공간 (23) 내로 유입한다. 한편, 반출구 (27)로부터의 외기는 흡입구 (51)에 흡입되어, 처리 공간 (23)에는 거의 도달하지 않는다. 따라서, 처리 공간 (23) 내의 처리 분위기는 상기 반입구 (26)으로부터의 유입 외기와 처리 가스의 혼합 가스가 된다. 이하, 「유입 외기」는 특별한 언급이 없는 한, 상기 반입구 (26)으로부터 처리 공간 (23) 내로 유입하는 외기를 말하는 것으로 한다.Although not shown, exhaust means such as a suction pump is connected to the suction nozzle 50. By driving the exhaust means, the gas in the processing space 23 is sucked into the suction port 51 of the suction nozzle 50 and exhausted. The exhaust flow rate from the suction nozzle 50 is larger than the supply flow rate of the processing gas from the ejection nozzle 40. Outside air (air and the like) corresponding to the difference between the exhaust flow rate and the supply flow rate flows into the processing unit internal space 29 from the inlet port 26 and the outlet port 27. Outside air from the inlet port 26 flows in through the outlet port 41 into the processing space 23. On the other hand, the outside air from the discharge port 27 is sucked into the suction port 51 and hardly reaches the processing space 23. Therefore, the processing atmosphere in the processing space 23 becomes a mixed gas of the inflow air from the inlet 26 and the processing gas. Hereinafter, "inflow outdoor air" shall refer to the outdoor air which flows into the processing space 23 from the said delivery opening 26 unless there is particular notice.

통상, 유입 외기는 수분을 포함하고, 습도는 적어도 0 % 초과이다. 이 실시 형태에서는 흡인 노즐 (50)으로부터의 배기 유량이 처리 가스의 공급 유량보다 충분히 크고, 상기 유입 외기의 유량이 처리 가스의 공급 유량보다 충분히 커지도록(예를 들면 10배 정도로) 설정되어 있다. 따라서, 처리 가스의 물 함유량이 매우 작은 것과 함께, 처리 공간 (23) 내의 처리 분위기의 수증기 분압은 외기의 수증기 분압과 거의 같다.Normally, the incoming outside air contains moisture and the humidity is at least 0%. In this embodiment, the exhaust flow rate from the suction nozzle 50 is set to be sufficiently larger than the supply flow rate of the processing gas, and the flow rate of the inflow external air is set to be sufficiently larger than the supply flow rate of the processing gas (for example, about 10 times). Therefore, while the water content of the processing gas is very small, the steam partial pressure of the processing atmosphere in the processing space 23 is almost equal to the steam partial pressure of the outside air.

반송 수단 (30)은 처리부 (20)의 하부에 형성된 롤러 샤프트 (31) 및 반송 롤러 (32)를 포함한다. 복수의 롤러 샤프트 (31)이 각각 축선을 폭 방향 y를 향하여 x방향으로 간격을 두고 평행하게 늘어서 있다. 각 롤러 샤프트 (31)의 축 방향 y로 간격을 두고 복수의 반송 롤러 (32)가 형성되어 있다. 반송 롤러 (32)의 상단부가 바닥판 (22)의 롤러 구멍 (25)을 통하여, 바닥판 (22)의 상면보다 상측으로 돌출하여, 처리 공간 (23) 내로 임하고 있다. 반송 롤러 (32)의 바닥판 (22) 상면으로부터의 돌출량이 피처리 기판 (9)의 제2면 (9b)와 취출구 (41) 사이의 거리(워킹 거리 WD)에 대응한다. 워킹 거리 WD는 예를 들면 WD=2 mm 내지 10 mm 정도이다.The conveying means 30 includes the roller shaft 31 and the conveying roller 32 formed in the lower part of the processing part 20. The plurality of roller shafts 31 are arranged in parallel at intervals in the x direction toward the width direction y, respectively. A plurality of conveying rollers 32 are formed at intervals in the axial direction y of each roller shaft 31. The upper end part of the conveyance roller 32 protrudes upward rather than the upper surface of the bottom plate 22 through the roller hole 25 of the bottom plate 22, and faces in the process space 23. As shown in FIG. The amount of projection from the upper surface of the bottom plate 22 of the conveying roller 32 corresponds to the distance (working distance WD) between the second surface 9b of the substrate 9 to be processed and the ejection opening 41. The working distance WD is, for example, about WD = 2 mm to 10 mm.

반송 수단 (30)은 피처리 기판 (9)를 수평으로 지지하면서 x방향을 따라서 화살표 a의 방향(도 1에서 좌측)으로 반송한다. 이에 의해, 피처리 기판 (9)가 반입구 (26)으로부터 처리 공간 (23) 내로 들여보내지고, 처리 공간 (23) 내를 통과하여, 반출구 (27)로부터 반출된다. 반송 수단 (30)에 의한 피처리 기판 (9)의 반송 속도는 0.1 m/min 내지 20 m/min 정도가 바람직하다. 반송 수단 (30)은 피처리 기판 (9)를 지지하여 처리 공간 (23) 내에 배치하는 지지 수단을 겸한다. 피처리 기판 (9)의 제1면 (9a)는 상측을 향하고, 제2면 (9b)는 하측을 향하고 있다.The conveying means 30 conveys in the direction of arrow a (left side in FIG. 1) along the x direction, supporting the to-be-processed substrate 9 horizontally. Thereby, the to-be-processed board | substrate 9 is let in in the process space 23 from the delivery opening 26, passes through the process space 23, and is carried out from the carrying out opening 27. As shown in FIG. As for the conveyance speed of the to-be-processed substrate 9 by the conveyance means 30, about 0.1 m / min-about 20 m / min are preferable. The conveying means 30 also serves as supporting means for supporting the substrate 9 to be processed and arranged in the processing space 23. The first surface 9a of the substrate 9 to be processed faces upward, and the second surface 9b faces downward.

대기압 에칭 장치 (1)은 조절 수단을 더 구비하고 있다. 상기 조절 수단은 피처리 기판 (9)의 제1면 (9a) 및 제2면 (9b)의 온도를 처리 공간 (23) 내의 불화수소 및 물의 혼합계의 응축점과의 관계로 조절한다. 이 실시 형태에서는 상부판 (21)이 상술한 바와 같이 플레이트 히터를 포함하며, 조절 수단의 주요소로서 제공되어 있다. 상부판, 즉 플레이트 히터 (21)은 처리 공간 (23) 내에서의 피처리 기판 (9)가 배치되는 위치를 사이에 두고 취출 노즐 (40)과는 반대측에 배치되고, 더구나 상기 위치에 근접하여 배치되어 있다. 상부판, 즉 히터 (21)의 하면과 상기 위치에 배치된 피처리 기판 (9)의 제1면 (9a)의 거리 d1은 예를 들면 d1=2 mm 내지 10 mm 정도가 바람직하다. 히터 (21)은 실온에서부터 예를 들면 50 ℃ 정도까지의 범위에서 온도 설정할 수 있다. 히터 (21)의 설정 온도는 외기의 습도 나아가서는 처리 공간 (23) 내의 처리 분위기의 수증기 분압, 처리 가스 나아가서는 처리 공간 (23) 내의 처리 분위기의 불화수소 분압 등에 따라서 설정된다.The atmospheric pressure etching apparatus 1 is further equipped with the adjustment means. The adjusting means adjusts the temperature of the first surface 9a and the second surface 9b of the substrate 9 in relation to the condensation point of the mixed system of hydrogen fluoride and water in the processing space 23. In this embodiment, the upper plate 21 includes a plate heater as described above, and is provided as a main element of the adjusting means. The upper plate, i.e., the plate heater 21, is disposed on the side opposite to the ejection nozzle 40 with the position where the substrate 9 to be processed in the processing space 23 is arranged interposed therebetween. It is arranged. A top plate, that is, when the example the distance d 1 of the first surface (9a) of the target substrate 9 is placed in the position for example, d 1 = about 2 mm to 10 mm of the heater 21 is preferable. The heater 21 can be temperature-set in the range from room temperature to about 50 degreeC, for example. The set temperature of the heater 21 is set according to the humidity of the outside air and the partial pressure of steam in the processing atmosphere in the processing space 23, the process gas and the partial pressure of hydrogen fluoride in the processing atmosphere in the processing space 23.

상기한 바와 같이 구성된 대기압 에칭 장치 (1)로 피처리 기판 (9)를 라이트 에칭하는 방법을 설명한다.The method of light-etching the to-be-processed substrate 9 by the atmospheric pressure etching apparatus 1 comprised as mentioned above is demonstrated.

불소계 원료 공급부 (11)로부터의 원료 가스(CF4+Ar)에 물 첨가부 (12)에 의해 소정량의 수증기(H2O)를 첨가하여, 가습 원료 가스를 얻는다. 이 가습 원료 가스(CF4+Ar+H2O)를 정류부 (42)에 의해 폭 방향 y로 균일화한 후에, 플라즈마 생성부 (60)에 의해 플라즈마화한다. 이에 의해, 불화수소 및 물 중 적어도 불화수소를 포함하는 처리 가스를 생성한다. 물 첨가부 (12)에서의 수증기 첨가량 등을 조절함으로써, 처리 가스의 불화수소 분압 및 수증기 분압을 조절할 수 있다. 여기서는 원료 가스 중의 수분의 거의 전량이 불화수소의 생성에 소비되어, 처리 가스의 수증기 분압은 실질 0이다. 처리 가스의 온도는 실온 부근이다.A predetermined amount of water vapor (H 2 O) is added to the raw material gas (CF 4 + Ar) from the fluorine-based raw material supply unit 11 by the water addition unit 12 to obtain a humidified raw material gas. The humidifying raw material gas (CF 4 + Ar + H 2 O) is homogenized in the width direction y by the rectifying section 42 and then plasma-formed by the plasma generating section 60. This produces a processing gas containing at least hydrogen fluoride among hydrogen fluoride and water. By adjusting the amount of steam addition in the water addition unit 12, the hydrogen fluoride partial pressure and the steam partial pressure of the processing gas can be adjusted. Here, almost all of the moisture in the source gas is consumed for the production of hydrogen fluoride, and the partial pressure of steam of the processing gas is substantially zero. The temperature of the processing gas is around room temperature.

이 처리 가스를 취출구 (41)로부터 취출하여 처리 공간 (23) 내에 공급한다. 병행하여, 처리 공간 (23) 내의 가스를 흡인 노즐 (50)에 흡인하여 배기한다. 이 배기 유량을 처리 가스 공급 유량보다 충분히 크게 한다. 따라서, 처리 가스보다도 충분히 다량의 외기가 처리 공간 (23) 내에 권입되어 처리 가스와 혼합된다. 또한, 처리 공간 (23) 내의 처리 분위기(처리 가스와 상기 유입 외기의 혼합 가스)의 수증기 분압이 외기의 수증기 분압과 거의 같아진다. 처리 분위기의 불화수소 분압은 처리 가스의 불화수소 분압과 같다. 처리 분위기의 불화수소 분압 및 수증기 분압에 따라서, 해당 처리 분위기 중의 불화수소 및 물의 응축점이 결정된다. 즉, 불화수소산의 응축층이 생성되는 임계 온도가 결정된다(도 11).This processing gas is taken out from the outlet 41 and supplied into the processing space 23. In parallel, the gas in the processing space 23 is sucked by the suction nozzle 50 and exhausted. This exhaust flow rate is made larger than the processing gas supply flow rate. Therefore, much larger amount of outside air is wound into the processing space 23 than the processing gas and mixed with the processing gas. In addition, the partial pressure of steam in the processing atmosphere (the mixed gas of the processing gas and the inflowing outside air) in the processing space 23 is approximately equal to the partial pressure of steam in the outside air. The hydrogen fluoride partial pressure in the processing atmosphere is equal to the hydrogen fluoride partial pressure in the processing gas. The condensation point of hydrogen fluoride and water in the treatment atmosphere is determined in accordance with the hydrogen fluoride partial pressure and the steam partial pressure in the treatment atmosphere. That is, the critical temperature at which the condensation layer of hydrofluoric acid is produced is determined (FIG. 11).

피처리 기판 (9)의 초기 온도는 통상 실온이거나, 내지는 15 ℃ 내지 35 ℃ 정도이다. 여기서, 피처리 기판 (9)의 초기 온도란, 피처리 기판 (9)를 처리부 (20) 내에 반입하기 직전의 피처리 기판 (9)의 온도를 말한다. 통상, 상기 반입 직전에는 피처리 기판 (9)의 전체가 상기 초기 온도로 되어 있다. 따라서, 제1면 (9a) 및 제2면 (9b)가 상기 초기 온도로 되어 있다. 이 피처리 기판 (9)를 반입구 (26)으로부터 처리 공간 (23) 내로 들여보내고, 도 1의 화살표 a의 방향을 따라서 처리 공간 (23)의 일단부측(도 1에서 우측)으로부터 타단부측(도 1에서 좌측)으로 반송한다. 그렇게 하면, 피처리 기판 (9)가 취출 노즐 (40)의 상측을 덮어, 취출구 (41)로부터 취출된 처리 가스가 피처리 기판 (9)의 적어도 제2면 (9b)에 접촉한다. 또한, 처리 공간 (23) 내에 확산된 처리 가스의 일부가 피처리 기판 (9)의 제1면 (9a)에 접촉한다.The initial temperature of the to-be-processed substrate 9 is normally room temperature, or is about 15 to 35 degreeC. Here, the initial temperature of the to-be-processed substrate 9 means the temperature of the to-be-processed substrate 9 immediately before carrying in the to-be-processed substrate 9 in the process part 20. FIG. Usually, just before the said carry-in, the whole to-be-processed substrate 9 becomes the said initial temperature. Therefore, the 1st surface 9a and the 2nd surface 9b are said initial temperature. The substrate 9 is sent from the inlet 26 into the processing space 23, and the other end side from the one end side (right side in FIG. 1) of the processing space 23 along the direction of arrow a in FIG. 1. It conveys to (left side in FIG. 1). Then, the to-be-processed substrate 9 covers the upper side of the extraction nozzle 40, and the process gas taken out from the ejection opening 41 contacts the at least 2nd surface 9b of the to-be-processed substrate 9. FIG. In addition, a part of the processing gas diffused in the processing space 23 contacts the first surface 9a of the substrate 9 to be processed.

상술한 바와 같이, 처리 가스의 취출 온도와 피처리 기판 (9)의 초기 온도는 모두 실온 부근이고, 양자간의 온도차는 작다. 따라서, 피처리 기판 (9)의 온도는 처리 가스의 분무에 의해서는 거의 변화하지 않는다.As described above, both the extraction temperature of the processing gas and the initial temperature of the substrate 9 are near room temperature, and the temperature difference between them is small. Therefore, the temperature of the to-be-processed substrate 9 hardly changes by spraying of process gas.

상기 피처리 기판 (9)의 반입에 앞서서, 상부판, 즉 히터 (21)을 설정 온도까지 가온하여, 상기 설정 온도로 보온해둔다. 상기 히터 (21)의 설정 온도는 처리 분위기 중의 불화수소 및 물의 응축점보다 고온으로 설정하고, 바람직하게는 상기 응축점을 조금만 상회하도록 한다. 예를 들면, 상기 히터 (21)의 설정 온도는 상기 응축점보다 0 ℃ 초과 내지 60 ℃ 정도 고온이 되도록 조절한다. 이 히터 (21)의 열이 처리 공간 (23) 내에 도입된 피처리 기판 (9)의 제1면 (9a)에 비접촉으로 전달된다. 이에 의해, 제1면 (9a)를 소망 온도까지 가온할 수 있다. 상기 소망 온도는 상기 응축점보다 고온이며, 상기 설정 온도와 거의 같거나 설정 온도보다 낮고, 예를 들면 응축점보다 0 ℃ 초과 내지 40 ℃이다. 히터 (21)과 피처리 기판 (9) 사이의 거리 d1을 작게 함으로써, 제1면 (9a)를 확실하게 가온(온도 조절)할 수 있다.Prior to the carrying-in of the to-be-processed substrate 9, the upper plate, ie, the heater 21, is heated to a set temperature and kept at the set temperature. The set temperature of the heater 21 is set at a higher temperature than the condensation point of hydrogen fluoride and water in the processing atmosphere, and is preferably slightly above the condensation point. For example, the set temperature of the heater 21 is adjusted to be higher than 0 ° C. to 60 ° C. above the condensation point. The heat of this heater 21 is transmitted in a non-contact manner to the first surface 9a of the substrate 9 to be introduced into the processing space 23. Thereby, the 1st surface 9a can be heated to desired temperature. The desired temperature is higher than the condensation point, is approximately equal to or lower than the set temperature, for example, greater than 0 ° C. to 40 ° C. above the condensation point. By making the distance d 1 between the heater 21 and the to-be-processed substrate 9 small, it is possible to reliably warm up (temperature control) the first surface 9a.

상기 피처리 기판 (9)의 제1면 (9a)를 가온할 때, 제2면 (9b)의 온도는 상기 응축점 이하(예를 들면 응축점보다 0 ℃ 내지 10 ℃ 저온)로 유지되도록 하고, 바람직하게는 상기 초기 온도로 거의 유지되도록 한다. 즉, 히터 (21)로부터의 열이 피처리 기판 (9)의 제2면 (9b)에는 거의 전달되지 않도록 한다. 상술한 바와 같이, 상기 응축점과 피처리 기판 (9)의 초기 온도 차를 작게 하여, 피처리 기판 (9)의 제1면 (9a)를 조금만 가열하면 상기 응축점보다 고온의 설정 온도에 도달하도록 해둠으로써, 히터 (21)로부터 피처리 기판 (9)의 제1면 (9a)에 부여하는 열량을 작게 억제할 수 있다. 이에 의해, 열이 피처리 기판 (9)의 제2면 (9b)까지 도달하는 것을 억제 또는 저지할 수 있다.When the first surface 9a of the substrate 9 is warmed, the temperature of the second surface 9b is kept below the condensation point (for example, 0 ° C to 10 ° C lower than the condensation point) and Preferably, it is kept almost at said initial temperature. That is, the heat from the heater 21 is hardly transmitted to the second surface 9b of the substrate 9 to be processed. As described above, when the initial temperature difference between the condensation point and the processing target substrate 9 is made small and the first surface 9a of the processing target substrate 9 is heated a little, the set temperature higher than the condensation point is reached. By doing so, the amount of heat applied to the first surface 9a of the substrate 9 from the heater 21 can be reduced. As a result, the heat can be prevented or prevented from reaching the second surface 9b of the substrate 9.

열이 제2면 (9b)에 도달하기 전에 피처리 기판 (9)가 처리 공간 (23) 나아가서는 반출구 (27)로부터 반출되도록, 반송 수단 (30)에 의한 반송 속도를 조절할 수도 있다. 이 경우, 반송 수단 (30)은 특허청구범위의 「조절 수단」의 요소가 된다. 상기 히터 (21)의 설정 온도는 반송 속도를 고려하여 설정한다. 반송 속도가 비교적 클 때는 히터 (21)의 설정 온도를 제1면 (9a)의 소망 온도보다 충분히 높게 한다. 이에 의해, 제1면 (9a)가 소망 온도에 도달하기까지의 소요 시간을 단축할 수 있다. 한편, 고속 반송으로 함으로써, 제2면 (9b)까지도 응축점보다 고온이 되지 않는 동안에, 피처리 기판 (9)를 반출구 (27)로부터 반출할 수 있다. 이에 반하여, 반송 속도가 비교적 작을 때는 히터 (21)의 설정 온도를 제1면 (9a)의 소망 온도와 거의 같게 할 수도 있다. 이에 의해, 피처리 기판 (9)가 상기 소망 온도보다 고온이 되는 것을 회피할 수 있다. 한편, 저속 반송의 경우에는 가열 시간이 길어지지만, 설정 온도를 상기 응축점보다 조금만 고온으로 설정함으로써, 제2면 (9b)의 온도를 상기 응축점 이하로 유지할 수 있다. 예를 들면, 처리 가스의 온도가 실온이며 제1면 (9a)의 소망 온도가 40 ℃ 내지 50 ℃인 경우, 반송 속도가 5 mm/sec 내지 10 mm/sec 정도인 고속 반송시에는 히터 (21)의 설정 온도를 제1면 (9a)의 소망 온도보다 10 ℃ 내지 20 ℃ 정도 높게 한다. 이에 반하여, 반송 속도가 1 mm/sec 정도 이하인 저속 반송시에는 히터 (21)의 설정 온도를 제1면 (9a)의 소망 온도와 거의 같게 한다.The conveyance speed by the conveyance means 30 can also be adjusted so that the to-be-processed substrate 9 may be carried out from the process space 23 and the carrying out opening 27 before heat reaches the 2nd surface 9b. In this case, the conveying means 30 becomes an element of the "adjusting means" of a claim. The set temperature of the heater 21 is set in consideration of the conveyance speed. When the conveyance speed is relatively large, the set temperature of the heater 21 is sufficiently higher than the desired temperature of the first surface 9a. Thereby, the time required before the first surface 9a reaches the desired temperature can be shortened. On the other hand, by carrying out high speed conveyance, the to-be-processed substrate 9 can be carried out from the carrying out opening 27, even if the 2nd surface 9b does not become high temperature than a condensation point. On the other hand, when the conveyance speed is relatively small, the set temperature of the heater 21 can be made approximately equal to the desired temperature of the first surface 9a. Thereby, it can avoid that the to-be-processed board | substrate 9 becomes higher than said desired temperature. On the other hand, in the case of low-speed conveyance, although heating time becomes long, the temperature of the 2nd surface 9b can be kept below the said condensation point by setting a set temperature to just a high temperature rather than the said condensation point. For example, when the temperature of the processing gas is room temperature and the desired temperature of the first surface 9a is 40 ° C. to 50 ° C., the heater 21 at the time of high speed conveyance having a conveyance speed of about 5 mm / sec to 10 mm / sec. ) Is set to 10 to 20 degreeC higher than the desired temperature of the 1st surface 9a. On the other hand, at the time of low speed conveyance whose conveyance speed is about 1 mm / sec or less, the set temperature of the heater 21 is made to be substantially equal to the desired temperature of the 1st surface 9a.

제2면 (9b)의 온도가 상기 응축점 이하이기 때문에, 처리 분위기 중의 불화수소 증기 및 수증기가 제2면 (9b)에 접촉하면 응축하여 불화수소산의 응축층이 형성된다. 그 결과, 제2면 (9b)를 구성하는 SiO2 등의 실리콘 함유물의 에칭 반응이 일어나, 제2면 (9b)를 가볍게 조화할 수 있다.Since the temperature of the 2nd surface 9b is below the said condensation point, when the hydrogen fluoride vapor and water vapor in a process atmosphere come into contact with the 2nd surface 9b, it will condense and the condensation layer of hydrofluoric acid will be formed. As a result, the silicon-containing water, the etching reaction of SiO 2 etc. that make up the second side (9b) up, it is possible to blend the light second side (9b).

한편, 피처리 기판 (9)의 제1면 (9a)에 대해서는 상기 응축점보다 고온으로 되어 있기 때문에, 처리 분위기 중의 불화수소 증기 및 수증기가 제1면 (9a)에 접촉하더라도 응축이 일어나지 않는다. 따라서, 제1면 (9a)에 응축층이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 제1면 (9a)가 에칭되는 것을 방지할 수 있어, 제1면 (9a)의 표면 상태를 양호하게 유지할 수 있다.On the other hand, since the temperature of the first surface 9a of the substrate 9 to be processed is higher than the condensation point, no condensation occurs even if the hydrogen fluoride vapor and water vapor in the processing atmosphere come into contact with the first surface 9a. Therefore, the formation of the condensation layer on the first surface 9a can be prevented. As a result, etching of the 1st surface 9a can be prevented and the surface state of the 1st surface 9a can be kept favorable.

상기 대기압 에칭 장치 (1)에 의한 조화 처리 후, 피처리 기판 (9)를 별도의 표면 처리 장치(도시하지 않음)로 반송한다. 이 표면 처리 장치의 스테이지에 피처리 기판 (9)를 장치하고, 제2면 (9b)를 스테이지에 접촉시켜 흡착한다. 제2면 (9b)의 조화도가 작기 때문에, 피처리 기판 (9)를 스테이지에 확실하게 흡착하여 유지할 수 있다. 또한, 제1면 (9a)에 세정, 표면 개질, 에칭, 애싱, 성막 등의 표면 처리를 실시한다. 제1면 (9a)는 상술한 조면화 처리에서 조면화를 회피하고 있으므로, 양호한 표면 처리를 행할 수 있다. 나아가서는 상기 표면 처리에 의해서 형성되는 절연층, 도전층, 반도체층 등의 각종 전자 소자층의 품질을 양호하게 할 수 있다. 제1면 (9a)의 표면 처리 후, 피처리 기판 (9)를 스테이지로부터 반출한다. 제2면 (9b)에는 상기 조면화 처리에 의해서 미소 요철이 형성되어 있기 때문에, 스테이지로부터 피처리 기판 (9)를 용이하게 분리할 수 있다. 그 결과, 피처리 기판 (9)가 휘거나 깨지거나 하는 것을 방지할 수 있다.After the roughening process by the said atmospheric pressure etching apparatus 1, the to-be-processed substrate 9 is conveyed to another surface processing apparatus (not shown). The substrate 9 to be processed is placed on the stage of the surface treatment apparatus, and the second surface 9b is brought into contact with the stage and adsorbed. Since the roughness of the 2nd surface 9b is small, the to-be-processed substrate 9 can be reliably attracted to a stage, and can be maintained. Moreover, surface treatment, such as washing | cleaning, surface modification, etching, ashing, and film-forming, is performed to the 1st surface 9a. Since the 1st surface 9a avoids roughening by the above-mentioned roughening process, favorable surface treatment can be performed. Furthermore, the quality of various electronic element layers, such as an insulating layer, a conductive layer, and a semiconductor layer formed by the said surface treatment, can be made favorable. After the surface treatment of the first surface 9a, the substrate 9 to be processed is taken out from the stage. Since the minute unevenness | corrugation is formed in the 2nd surface 9b by the said roughening process, the to-be-processed substrate 9 can be easily isolate | separated from a stage. As a result, it is possible to prevent the substrate 9 to be bent or broken.

다음으로 본 발명의 다른 실시 형태를 설명한다. 이하의 실시 형태에서 이미 상술한 형태와 중복하는 부분에 대해서는 도면에 동일한 부호를 붙여 설명을 적절하게 생략한다.Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following embodiment, about the part which overlaps with the form mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected to drawing, and description is abbreviate | omitted suitably.

도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 제2 실시 형태의 대기압 에칭 장치 (1A)는 피처리 기판 (9)의 반송 수단 (30)으로서, 반입용 롤러 컨베어 (33)과, 처리용 롤러 컨베어 (34)와, 반출용 롤러 컨베어 (35)를 구비하고 있다. 각 롤러 컨베어 (33, 34, 35)가 x방향(도 3의 좌우 방향)으로 나열된 복수의 롤러 샤프트 (31)과 각 롤러 샤프트 (31)에 형성된 반송 롤러 (32)를 갖고 있다. 반입용 롤러 컨베어 (33)은 처리부 (20)보다 x방향의 일단부측(도 3에서 우측)에 배치되고, 피처리 기판 (9)를 처리 공간 (23)으로 반입한다. 처리용 롤러 컨베어 (34)는 바닥판 (22)의 하부에 형성되고, 처리 공간 (23) 내의 피처리 기판 (9)를 반송한다. 반출용 롤러 컨베어 (35)는 처리부 (20)보다 x방향의 타단부측(도 3에서 좌측)에 배치되고, 피처리 기판 (9)를 처리 공간 (23)으로부터 반출한다.As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the atmospheric pressure etching apparatus 1A of 2nd Embodiment is a conveyance means 30 of the to-be-processed substrate 9, the roller conveyor 33 for carrying in, and the roller conveyor for processing ( 34) and a roller conveyor 35 for carrying out are provided. Each roller conveyor 33, 34, 35 has the several roller shaft 31 arranged in the x direction (left-right direction of FIG. 3), and the conveyance roller 32 formed in each roller shaft 31. As shown in FIG. The roller conveyor 33 for carrying in is arrange | positioned at the one end side (right side in FIG. 3) of an x direction rather than the process part 20, and carries in the to-be-processed board | substrate 9 to the process space 23. FIG. The roller conveyor 34 for a process is formed in the lower part of the bottom plate 22, and conveys the to-be-processed substrate 9 in the process space 23. As shown in FIG. The roller conveyor 35 for carrying out is arrange | positioned rather than the process part 20 at the other end side (left side in FIG. 3) of an x direction, and carries out the to-be-processed substrate 9 from the process space 23. As shown in FIG.

바닥판 (22)의 하부에는 처리용 롤러 컨베어 (34)를 위한 복수의 커버 (70)이 형성되어 있다. 커버 (70)은 처리용 롤러 컨베어 (34)의 롤러 샤프트 (31)과 일대일로 대응하고 있다. 커버 (70)은 롤러 샤프트 (31)의 축선 방향 y로 길게 연장되는 용기형으로 되어 있다. 각 커버 (70)에, 대응하는 롤러 샤프트 (31) 및 반송 롤러 (32)가 수용되어 있다. 커버 (70)의 상면은 개구되며, 바닥판 (22)의 하면에 맞닿아 있다.In the lower part of the bottom plate 22, a plurality of covers 70 for the processing roller conveyor 34 are formed. The cover 70 corresponds one-to-one with the roller shaft 31 of the processing roller conveyor 34. The cover 70 has a container shape that extends in the axial direction y of the roller shaft 31. The corresponding roller shaft 31 and the conveyance roller 32 are accommodated in each cover 70. The upper surface of the cover 70 is opened and abuts against the lower surface of the bottom plate 22.

커버 (70)은 알루미늄 등의 금속으로 구성되어 있을 수도 있고, 염화비닐 등의 수지로 구성되어 있을 수도 있다. 커버 (70)의 내면에, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 내불소성, 내플라즈마성이 높은 수지 피막을 형성할 수도 있다.The cover 70 may be comprised with metals, such as aluminum, and may be comprised with resins, such as vinyl chloride. On the inner surface of the cover 70, a resin film having high fluorine resistance and plasma resistance such as polytetrafluoroethylene may be formed.

도 4에 나타낸 바와 같이, 처리용 롤러 컨베어 (34)의 롤러 샤프트 (31)이 커버 (70)의 길이 방향의 양측의 단부벽 (74)를 관통하고 있다. 단부벽 (74)에는 기밀 베어링 (75)가 형성되어 있다. 기밀 베어링 (75)에 의해서, 롤러 샤프트 (31)이 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 기밀 베어링 (75)에 의해서, 롤러 샤프트 (31)과 단부벽 (74) 사이가 기밀하게 밀봉되어 있다. 기밀 베어링 (75)의 구성 부재는 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 내불소성, 내플라즈마성이 높은 수지로 구성되어 있는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 4, the roller shaft 31 of the processing roller conveyor 34 penetrates the end wall 74 of the both sides of the cover 70 in the longitudinal direction. The end wall 74 is formed with the airtight bearing 75. The roller shaft 31 is rotatably supported by the hermetic bearing 75. In addition, between the roller shaft 31 and the end wall 74 is hermetically sealed by the hermetic bearing 75. It is preferable that the structural member of the hermetic bearing 75 is made of resin having high fluorine resistance and plasma resistance, such as polytetrafluoroethylene.

커버 (70)의 내부는 롤러 구멍 (25)를 통해 처리 공간 (23)과만 연통하고 있다.The inside of the cover 70 communicates only with the processing space 23 through the roller hole 25.

제2 실시 형태에 따르면, 대기압 에칭 장치 (1A)의 하측의 외기(공기 등)가 롤러 구멍 (25)를 통해 처리 공간 (23) 내로 인입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 처리 공간 (23)의 처리 가스가 롤러 구멍 (25)를 통해 바닥판 (22)의 하측으로 누설되었을 때에는 이 처리 가스를 커버 (70)의 내부에 가둘 수 있다. 따라서, 처리 가스가 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.According to the second embodiment, it is possible to prevent the outside air (air or the like) under the atmospheric pressure etching apparatus 1A from being drawn into the processing space 23 through the roller hole 25. In addition, when the processing gas of the processing space 23 leaks to the lower side of the bottom plate 22 through the roller hole 25, the processing gas can be trapped inside the cover 70. Thus, leakage of the processing gas to the outside can be prevented.

제2 실시 형태의 흡인 노즐 (50)은 바닥판 (22)의 x방향의 중간부에 배치되어 있다. 상부판 (21) 및 바닥판 (22)가 흡인 노즐 (50)보다도 x방향의 타단부측(도 3에서 좌측), 즉 기판 (9)의 반송 방향의 하류측으로 연장되어 있다. 상부판 (21)에서의 취출 노즐 (40)과 흡인 노즐 (50) 사이에 대응하는 부분만이 조절 수단으로 하여 설정 온도로 보온되도록 되어 있을 수도 있고, 상부판 (21)의 전역이 조절 수단으로 하여 설정 온도로 보온되도록 되어 있을 수도 있다.The suction nozzle 50 of 2nd Embodiment is arrange | positioned at the intermediate part of the bottom plate 22 in the x direction. The upper plate 21 and the bottom plate 22 extend from the suction nozzle 50 to the other end side in the x direction (left side in FIG. 3), that is, the downstream side in the conveying direction of the substrate 9. Only a portion corresponding to the ejection nozzle 40 and the suction nozzle 50 in the upper plate 21 may be kept warm at a set temperature as an adjusting means, and the entire area of the upper plate 21 is used as an adjusting means. It may be kept to a set temperature.

도 5 및 도 6은 본 발명의 제3 실시 형태를 나타낸 것이다. 이 실시 형태의 대기압 에칭 장치 (1B)는 바닥판 (22)를 갖고 있지 않다. 취출 노즐 (40)의 상면의 전체와 상부판 (21)의 하면에 의해서 처리 공간 (23)이 구획되어 있다. 처리 공간 (23) 내에 HF 증기 및 수증기를 포함하는 처리 분위기가 존재한다. 취출 노즐 (40)의 x방향의 길이를 조절함으로써 처리 공간 (23)의 길이를 조절할 수 있고, 나아가서는 피처리 기판 (9)가 처리 분위기와 접촉하는 처리 시간을 증감할 수 있다. 그 결과, 제2면 (9b)의 에칭량이 원하는 양이 되도록 조절할 수 있다.5 and 6 show a third embodiment of the present invention. The atmospheric pressure etching apparatus 1B of this embodiment does not have the bottom plate 22. The processing space 23 is partitioned by the entire upper surface of the ejection nozzle 40 and the lower surface of the upper plate 21. Within the treatment space 23 is a treatment atmosphere comprising HF steam and water vapor. By adjusting the length of the ejection nozzle 40 in the x direction, the length of the processing space 23 can be adjusted, and further, the processing time for the substrate 9 to be in contact with the processing atmosphere can be increased or decreased. As a result, it can adjust so that the etching amount of the 2nd surface 9b may become a desired amount.

도 5에 나타낸 바와 같이, 대기압 에칭 장치 (1B)는 가스 흡인계 (80)을 구비하고 있다. 가스 흡인계 (80)은 흡인 펌프 (81)과, 한 쌍의 첨판 (82, 84)를 포함한다. 한 쌍의 첨판 (82, 84)는 취출 노즐 (40)을 사이에 두고 x방향의 양측에 수직으로 배치되어 있다. 첨판 (82, 84)의 상단부가 취출 노즐 (40)의 상면과 동일면이 되도록 정렬되어 있다. 첨판 (82, 84)의 두께는 예를 들면 수 mm 내지 수십 mm 정도이고, 여기서는 5 mm 정도이다.As shown in FIG. 5, the atmospheric pressure etching apparatus 1B is provided with a gas suction system 80. The gas suction system 80 includes a suction pump 81 and a pair of leaflets 82 and 84. The pair of leaflets 82 and 84 are disposed vertically on both sides in the x direction with the extraction nozzle 40 interposed therebetween. The upper ends of the leaflets 82 and 84 are aligned so as to be flush with the upper surface of the ejection nozzle 40. The thickness of the leaflets 82, 84 is, for example, about several mm to several tens of mm, and here about 5 mm.

도 6에 나타낸 바와 같이, 반입측(도면에서 우측)의 첨판 (82)는 취출 노즐 (40)의 반입측의 외면을 따라서 x방향과 직교하는 y방향으로 연장되어 있다. 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 첨판 (82)와 취출 노즐 (40)의 반입측의 외면 사이에 흡인로 (83)이 구획되어 있다. 흡인로 (83)의 하단부가 흡인 펌프 (81)에 접속되어 있다. 흡인로 (83)의 상단부(흡입구)는 처리 공간 (23)의 반입측의 단부에 이어져 있다. 흡인로 (83)의 흡입구의 x방향의 개구 폭은 예를 들면 수 mm 내지 수십 mm 정도이고, 여기서는 10 mm 정도이다.As shown in FIG. 6, the leaflet 82 on the carry-in side (right side in the drawing) extends in the y-direction orthogonal to the x-direction along the outer surface of the carry-in nozzle 40 on the carry-in side. As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the suction path 83 is partitioned between the leaflet 82 and the outer surface of the taking-out nozzle 40 at the carrying-in side. The lower end part of the suction path 83 is connected to the suction pump 81. The upper end part (suction port) of the suction path 83 is connected to the edge part at the carrying in side of the processing space 23. The opening width in the x direction of the suction port 83 of the suction passage 83 is, for example, about several mm to several tens of mm, and here about 10 mm.

흡인로 (83)의 흡입구의 근방에 반입구 (26)이 배치되어 있다. 반입구 (26)은 첨판 (82)의 상단부와 상부판 (21)의 반입측의 단부에 의해서 구획되어 있다. 반입구 (26)은 처리 공간 (23)의 반입측의 단부에 이어져 있음과 동시에, 흡인로 (83)에 이어져 있다.The carry-in port 26 is arrange | positioned in the vicinity of the suction port of the suction path 83. As shown in FIG. The carry-in port 26 is partitioned by the upper end part of the leaflet 82 and the edge part at the carrying-in side of the upper plate 21. The delivery port 26 is connected to the end of the carry-in side of the processing space 23, and is connected to the suction path 83.

도 6에 나타낸 바와 같이, 반출측(도면에서 좌측)의 첨판 (84)는 취출 노즐 (40)의 반출측의 외면을 따라서 y방향으로 연장되어 있다. 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 첨판 (84)와 취출 노즐 (40)의 반출측의 외면 사이에 흡인로 (85)가 구획되어 있다. 흡인로 (85)의 하단부가 흡인 펌프 (81)에 접속되어 있다. 흡인로 (85)의 상단부(흡입구)는 처리 공간 (23)의 반출측의 단부에 이어져 있다. 흡인로 (85)의 흡입구의 x방향의 개구 폭은 예를 들면 수 mm 내지 수십 mm 정도이고, 여기서는 10 mm 정도이다.As shown in FIG. 6, the leaflet 84 on the carrying out side (left side in the drawing) extends in the y direction along the outer surface of the carrying out nozzle 40 on the carrying out side. As shown in FIG. 5 and FIG. 6, a suction path 85 is partitioned between the leaflet 84 and the outer surface of the ejection side of the ejection nozzle 40. The lower end part of the suction path 85 is connected to the suction pump 81. The upper end part (suction port) of the suction path 85 is connected to the edge part at the carrying out side of the process space 23. The opening width in the x direction of the suction port of the suction passage 85 is, for example, about several mm to several tens of mm, and here about 10 mm.

흡인로 (85)의 흡입구의 근방에 반출구 (27)이 배치되어 있다. 반출구 (27)은 첨판 (84)의 상단부와 상부판 (21)의 반출측의 단부에 의해서 구획되어 있다. 반출구 (27)은 처리 공간 (23)의 반출측의 단부에 이어져 있음과 동시에, 흡인로 (85)에 이어져 있다.The discharge port 27 is arranged in the vicinity of the suction port of the suction path 85. The carry-out port 27 is partitioned by the upper end part of the leaflet 84 and the edge part at the carrying-out side of the upper plate 21. The discharge port 27 is connected to the end of the carry-out side of the processing space 23 and is connected to the suction path 85.

도 6에 나타낸 바와 같이, 처리부 (20)의 폭 방향 y의 양단부에는 단부벽 (86)이 각각 형성되어 있다. 단부벽 (86)에 의해서 흡인로 (83, 85)의 폭 방향 y의 양단부가 막혀 있다.As shown in FIG. 6, the end wall 86 is formed in the both ends of the width direction y of the process part 20, respectively. Both end portions in the width direction y of the suction passages 83 and 85 are blocked by the end walls 86.

제3 실시 형태의 대기압 에칭 장치 (1B)에서 피처리 기판 (9)의 제2면 (9b)를 라이트 에칭할 때는, 플라즈마화한 처리 가스 (g1)을 취출구 (41)로부터 처리 공간 (23) 내로 취출한다. 이것과 병행하여, 가스 흡인계 (80)의 흡인 펌프 (81)을 구동하여, 흡인로 (83, 85)로부터 가스 흡인을 행한다. 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, 피처리 기판 (9)가 처리 공간 (23) 내에 도입되어 있지 않은 상태에서, 처리 가스 (g1)은 처리 공간 (23) 내에서의 취출구 (41)의 바로 윗 부분에서 반입측(도면에서 우측)으로 향하는 흐름과 반출측(도면에서 좌측)으로 향하는 흐름으로 분리된다. 반입측으로 향한 처리 가스는 처리 공간 (23)의 반입측의 단부로부터 흡인로 (83)으로 흡입된다. 반출측으로 향한 처리 가스는 처리 공간 (23)의 반출측의 단부로부터 흡인로 (85)로 흡입된다.In the atmospheric pressure etching apparatus 1B of the third embodiment, when light etching the second surface 9b of the substrate 9 to be processed, the processing gas g1 that has been converted into plasma is removed from the outlet 41 by the processing space 23. Take out. In parallel with this, the suction pump 81 of the gas suction system 80 is driven to perform gas suction from the suction paths 83 and 85. As shown in FIG. 7A, in the state where the substrate 9 to be processed is not introduced into the processing space 23, the processing gas g1 is formed at the outlet 41 in the processing space 23. In the upper part, there is separated into a flow toward the import side (right side in the drawing) and a flow toward the export side (left side in the drawing). The processing gas directed to the carry-in side is sucked into the suction path 83 from the end of the carry-in side of the process space 23. The processing gas directed to the carry-out side is sucked into the suction path 85 from the end of the carry-out side of the process space 23.

또한, 가스 흡인계 (80)의 가스 흡인에 의해서, 외기가 반입구 (26)으로 들어간다. 이 외기는 반입구 (26)으로부터 흡인로 (83)으로 흡입된다. 마찬가지로, 반출구 (27)에도 외기가 들어간다. 이 외기는 반출구 (27)로부터 흡인로 (85)로 흡입된다. 따라서, 외기가 취출 노즐 (40)의 상면과 상부판 (21) 사이의 처리 공간 (23)까지 유입하는 경우는 거의 없다. 따라서, 처리 공간 (23) 내의 처리 분위기의 가스 조성은 플라즈마화 후의 처리 가스 자체의 조성과 대략 같다. 즉, 처리 공간 (23) 내의 HF 분압 및 수증기 분압은 처리 가스 자체의 HF 분압 및 수증기 분압과 대략 같다. 따라서, 외기의 습도나 온도 등이 변동하더라도 처리 공간 (23) 내의 HF 분압 및 수증기 분압은 거의 변동하지 않는다.In addition, the outside air enters the inlet port 26 by the gas suction of the gas suction system 80. This outside air is sucked into the suction path 83 from the delivery opening 26. Similarly, outside air also enters the discharge opening 27. This outside air is sucked into the suction path 85 from the discharge port 27. Therefore, the outside air hardly flows into the processing space 23 between the upper surface of the blowout nozzle 40 and the upper plate 21. Therefore, the gas composition of the processing atmosphere in the processing space 23 is approximately equal to the composition of the processing gas itself after the plasma formation. That is, the HF partial pressure and the steam partial pressure in the processing space 23 are approximately equal to the HF partial pressure and the steam partial pressure of the processing gas itself. Therefore, even if the humidity, temperature and the like of the outside air change, the HF partial pressure and the steam partial pressure in the processing space 23 hardly change.

도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, 피처리 기판 (9)의 단부가 반입구 (26)으로 반입되면, 반입구 (26)의 개구 면적이 좁아져 유통 저항이 증대함으로써, 반입구 (26)으로부터 유입하는 외기 (g2)의 유량이 저하되거나 또는 유속이 증대한다. 이 유입 외기 (g2)에는 피처리 기판 (9)보다 상측을 통과하는 외기 (g2a)와 제2면 (9b)보다 하측을 통과하는 외기 (g2b)가 있다. 그 중, 하측의 유입 외기 (g2b)는 반입구 (26)으로부터 즉시 흡인로 (83)으로 흡입된다. 따라서, 하측의 유입 외기 (g2b)가 처리 공간 (23)까지 들어가는 경우는 거의 없다.As shown in FIG. 7B, when the end portion of the processing target substrate 9 is carried into the carry-in port 26, the opening area of the carry-in port 26 is narrowed to increase the flow resistance, thereby bringing in the carry-in port 26. Flow rate of the outside air (g2) flowing from the () decreases or the flow rate increases. The inflowing outside air g2 includes the outside air g2a passing above the substrate 9 and the outside air g2b passing below the second surface 9b. Among them, the lower inflow external air g2b is sucked into the suction path 83 immediately from the delivery port 26. Therefore, the inflow external air g2b of the lower side hardly enters the process space 23.

상측의 유입 외기 (g2a)는 피처리 기판 (9)의 단부가 반입구 (26)에 위치하고 있는 상태에서는 피처리 기판 (9)의 단부면을 따라서 하측으로 돌아 들어가, 흡인로 (83)으로 흡입된다. 따라서, 상측의 유입 외기 (g2a)에 대해서도 처리 공간 (23)까지 들어가는 경우는 거의 없다. 따라서, 피처리 기판 (9)의 단부가 반입구 (26)으로부터 반입될 때에 유입 외기 (g2)의 유량 및 유속이 변동하더라도, 처리 공간 (23) 내의 가스 조성이 변동하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.The upper inflow outside air g2a returns to the lower side along the end face of the substrate 9 to be sucked into the suction path 83 in a state where the end portion of the substrate 9 is located at the carrying inlet 26. do. Therefore, even in the upper inflow external air g2a, it hardly enters into the process space 23. FIG. Therefore, even if the flow rate and the flow rate of the inflow external air g2 change when the end of the substrate 9 to be carried in from the inlet port 26, the gas composition in the processing space 23 can be suppressed or prevented from changing. have.

도 7의 (c)에 나타낸 바와 같이, 이윽고 피처리 기판 (9)가 흡인로 (83)을 덮는다. 이 상태가 되면, 처리 공간 (23) 중 피처리 기판 (9)보다 상측의 부분(이하 「제1 처리 공간부 (23a)」라 칭함)에는 가스 흡인계 (80)의 흡인력이 그다지 작용하지 않게 되어, 외기 (g2a)의 흡입 유량이 감소한다. 상측의 외기 (g2a)는 피처리 기판 (9)의 상면과의 점성으로 반입구 (26) 내로 유입할 수 있지만, 그 유입량은 흡인계 (80)으로 흡인할 수 있었던 때(도 7의 (a) 내지 (b))와 비교하면 충분히 작다. 따라서, 상부판 (21)과 피처리 기판 (9) 사이의 처리 분위기는 처리 가스 자체와 거의 동일한 가스 조성으로 유지된다.As shown in FIG. 7C, the substrate 9 to be treated covers the suction path 83. In this state, the suction force of the gas suction system 80 does not act so much on the portion of the processing space 23 above the substrate 9 (hereinafter referred to as the "first processing space portion 23a"). Thus, the suction flow rate of the outside air g2a is reduced. The upper outside air g2a can flow into the inlet 26 by being viscous with the upper surface of the substrate 9 to be processed, but the inflow amount thereof can be sucked into the suction system 80 (Fig. 7 (a) It is small enough compared with) to (b)). Therefore, the processing atmosphere between the upper plate 21 and the substrate 9 to be processed is maintained at a gas composition almost identical to that of the processing gas itself.

피처리 기판 (9)의 하측으로부터의 외기 (g2b)의 유입량은 상측의 외기 (g2a)의 유입량이 저하된만큼 커진다. 유량이 커지더라도 유입 외기 (g2b)의 거의 전부가 즉시 흡인로 (83)으로 흡입된다. 따라서, 외기 (g2b)가 처리 공간 (23)까지 들어가는 경우는 거의 없고, 피처리 기판 (9)와 취출 노즐 (40) 사이의 처리 공간(이하 「제2 처리 공간부 (23b)」라 칭함)의 처리 분위기는 처리 가스 자체와 거의 동일한 가스 조성으로 유지된다.The inflow amount of outside air g2b from the lower side of the to-be-processed substrate 9 becomes large so that the inflow amount of the outside air g2a of the upper side may fall. Even if the flow rate increases, almost all of the inlet outdoor air g2b is immediately sucked into the suction path 83. Therefore, the outside air g2b rarely enters the processing space 23, and the processing space between the processing target substrate 9 and the extraction nozzle 40 (hereinafter referred to as "second processing space portion 23b") The processing atmosphere of is maintained at almost the same gas composition as the processing gas itself.

상기한 바와 같은 외기 유입의 변동은 피처리 기판 (9)가 처리 공간 (23)으로부터 반출될 때에도 마찬가지로 일어난다. 이 경우, 반출구 (25)로부터 유입하는 외기의 유량 및 유속이 변동한다. 이 반출구 (25)로부터의 유입 외기는 그의 거의 전부가 흡인로 (85)로 흡입된다. 따라서, 반출시에도, 유입 외기의 유량이나 유속의 변동에 상관없이, 처리 공간 (23) 내의 가스 조성이 거의 일정하게 유지된다.The fluctuation of the inflow of outside air as described above occurs similarly when the substrate 9 to be processed is taken out of the processing space 23. In this case, the flow rate and flow rate of the outside air flowing in from the discharge port 25 fluctuate. Almost all of the inflowing outdoor air from this discharge port 25 is sucked into the suction path 85. Therefore, even at the time of carrying out, the gas composition in the processing space 23 is kept substantially constant irrespective of fluctuations in the flow rate and the flow rate of the inflowing outside air.

이와 같이, 에칭 장치 (1B)에서는 반입구 (26) 및 반출구 (27)을 통해서 처리 공간 (23)에 유입하는 외기 (g2)의 유량이나 유속이 피처리 기판 (9)의 반입 및 반출에 따라 변동했다고 하더라도, 처리 공간 (23) 내의 처리 분위기의 가스 조성 나아가서는 HF 분압 및 수증기 분압을 각각 처리 가스 자체의 것과 대략 동일하게 유지할 수 있다. 그 결과, 제2면 (9b)의 에칭 처리가 불균일해지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상부판 (21)과 피처리 기판 (9) 사이의 처리 분위기의 습도가 상승하는 것을 방지할 수 있고, 제1면 (9a)에 응축층이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 제1면 (9a)까지도 에칭되는 것을 회피할 수 있다. 처리 가스 나아가서는 처리 공간 (23) 내의 처리 분위기의 습도에 대하여 외기의 습도가 꽤 높을 때에도, 제1면 (9a)에 응축층이 형성되는 것을 확실하게 방지할 수 있어, 제1면 (9a)가 에칭되는 것을 확실하게 회피할 수 있다.In this manner, in the etching apparatus 1B, the flow rate and flow rate of the outdoor air g2 flowing into the processing space 23 through the inlet 26 and the outlet port 27 are applied to the carrying in and the carrying out of the substrate 9 to be processed. Even if it fluctuates accordingly, the gas composition of the process atmosphere in the process space 23, and HF partial pressure and water vapor partial pressure can be kept substantially the same as that of the process gas itself, respectively. As a result, the etching process of the 2nd surface 9b can be prevented from becoming nonuniform. In addition, it is possible to prevent the humidity in the processing atmosphere between the upper plate 21 and the substrate to be processed 9 from rising, and to prevent the formation of a condensation layer on the first surface 9a. Therefore, etching to even the 1st surface 9a can be avoided. Even when the humidity of the outside air is quite high with respect to the humidity of the processing atmosphere in the processing gas 23 and the processing space 23, it is possible to reliably prevent the formation of a condensation layer on the first surface 9a, and thus, the first surface 9a. Can be reliably avoided to be etched.

또한, 후술하는 바와 같이, 도 7의 (c)의 상태에서, 제1 처리 공간부 (23a) 로의 외기 (g2a)의 권입이 있는 경우에도, 이 권입량 등을 제어함으로써 제2면 (9b)만을 조화 가능하다.In addition, as will be described later, in the state of FIG. 7C, even when the external air g2a is wound into the first processing space part 23a, the second surface 9b is controlled by controlling the amount of this winding. Only harmony is possible.

본 발명은 상기 실시 형태로 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않은 범위에서 여러 가지 개변을 할 수 있다.This invention is not limited to the said embodiment, A various change can be made in the range which does not deviate from the meaning.

예를 들면, 상기 실시 형태에서는 제1면 (9a)가 전자 소자를 형성해야 하는 주면이고 조화(에칭)해야 하는 제2면 (9b)가 이면이었지만, 제1면 (9a)가 이면이고 조화(에칭)해야 하는 제2면 (9a)가 전자 소자를 형성해야 하는 주면일 수도 있다. 제1면과 제2면의 양쪽이 전자 소자가 형성되는 면일 수도 있다. 피처리 기판은 유리로 한정되지 않고, 반도체 웨이퍼 등일 수도 있다. 또한, 피처리 기판은 전자 소자가 형성되는 기판 내지는 반도체 장치용의 기판으로 한정되지 않는다.For example, in the said embodiment, although the 1st surface 9a was a main surface which should form an electronic element, and the 2nd surface 9b which should be roughened (etched) was a back surface, the 1st surface 9a was a back surface and roughening ( The second surface 9a to be etched may be the main surface to form the electronic element. Both of the first and second surfaces may be surfaces on which electronic elements are formed. The substrate to be processed is not limited to glass, and may be a semiconductor wafer or the like. In addition, the to-be-processed substrate is not limited to the board | substrate with which an electronic element is formed, or the board | substrate for semiconductor devices.

에칭 대상의 실리콘 함유물은 SiO2로 한정되지 않고, SiN, Si, SiC, SiOC 등일 수도 있다.The silicon-containing object to be etched is not limited to SiO 2 , and may be SiN, Si, SiC, SiOC, or the like.

피처리 기판 (9)에 실리콘 함유물을 포함하는 막이 형성되어 있을 수도 있고, 본 발명 장치 (1)이 상기 막을 에칭하는 것일 수도 있다.The film | membrane containing a silicon-containing substance may be formed in the to-be-processed substrate 9, and the apparatus of this invention 1 may etch the said film | membrane.

피처리 기판 (9)의 제1면 (9a) 및 제2면 (9b)의 온도 조절 수단은 플레이트 히터 이외의 전열 히터나 가열 매체 히터나 복사 히터일 수도 있다. 가열 매체 히터로서, 예를 들면 상부판 (21)이 온도 조절된 물 등의 가열 매체를 통과시키는 가열 매체 유로나, 상기 가열 매체를 저장하는 저류실을 가질 수도 있다. 저류실에 저장한 가열 매체를 가열하는 등 하여 온도 조절할 수도 있다. 제1 실시 형태에서도, 상부판 (21)의 전역이 온도 조절되도록 되어 있을 수도 있고, 상부판 (21)의 일부(예를 들면 중앙부나 일단부 등)가 부분적으로 온도 조절되도록 되어 있을 수도 있다. 온도 조절 수단(히터)이 상부판 (21)과는 별개로 형성되어 있을 수도 있고, 온도 조절 수단(히터)이 상부판 (21)을 가온하여 상부판 (21)을 통해 피처리 기판 (9)의 제1면 (9a)를 가온하도록 할 수도 있다.The temperature control means of the 1st surface 9a and the 2nd surface 9b of the to-be-processed substrate 9 may be electrothermal heaters other than a plate heater, a heating medium heater, or a radiant heater. As the heating medium heater, for example, the upper plate 21 may have a heating medium flow path through which a heating medium such as temperature-controlled water passes, or a storage chamber for storing the heating medium. The temperature may be adjusted by heating the heating medium stored in the storage chamber. Also in 1st Embodiment, the whole area | region of the upper plate 21 may be made to adjust temperature, and a part (for example, center part, one end part, etc.) of the upper plate 21 may be made to partially adjust temperature. The temperature regulating means (heater) may be formed separately from the upper plate 21, and the temperature regulating means (heater) heats the upper plate 21 and the substrate to be processed 9 through the upper plate 21. It is also possible to warm the first surface 9a of the.

피처리 기판의 제2면 (9b)를 냉각하고, 이에 의해 제2면 (9b)의 온도가 상기 응축점보다 저온의 소망 온도가 되도록 조절할 수도 있다. 예를 들면, 바닥판 (22)에 냉수 등의 냉각 매체를 통과시키는 매체 유로를 형성하고 바닥판 (22)를 냉각함으로써, 피처리 기판의 제2면 (9b)를 냉각할 수도 있다. 이 경우, 제2면 (9b)의 상기 냉각 수단은 특허청구범위의 「조절 수단」의 요소가 된다. 냉각 수단으로 제2면 (9b)의 온도를 상기 응축점보다 0 ℃ 내지 10 ℃ 저온이 되도록 조절하는 것이 바람직하다.The second surface 9b of the substrate to be processed can be cooled, whereby the temperature of the second surface 9b can be adjusted so that the desired temperature is lower than the condensation point. For example, the 2nd surface 9b of the to-be-processed substrate can also be cooled by forming the media flow path which lets a cooling medium, such as cold water, pass through the bottom board 22, and cooling the bottom board 22. FIG. In this case, the said cooling means of the 2nd surface 9b becomes an element of the "adjusting means" of a claim. It is preferable to adjust the temperature of the second surface 9b to be 0 ° C to 10 ° C lower than the condensation point by the cooling means.

장치 (1)의 주변의 습도를 조절하고, 나아가서는 처리 분위기 중의 수증기 분압을 조절하도록 할 수도 있다. 이 경우, 장치 (1)의 주변의 습도 조절 수단은 특허청구범위의 「조절 수단」의 요소가 된다.It is also possible to adjust the humidity around the apparatus 1 and further to adjust the partial pressure of water vapor in the processing atmosphere. In this case, the humidity control means around the apparatus 1 becomes an element of the "regulation means" of the claims.

처리 가스가 어느 정도 수분을 함유하도록 할 수도 있다. 처리 분위기 중의 수증기 분압이 물 첨가부 (12)에 의한 물 첨가량에 크게 의존하도록 할 수도 있다. 이 경우, 물 첨가부 (12)는 특허청구범위의 「조절 수단」의 요소가 된다.The processing gas may contain some moisture. The partial pressure of water vapor in the processing atmosphere may be largely dependent on the amount of water added by the water addition unit 12. In this case, the water addition part 12 becomes an element of the "adjustment means" of a claim.

플라즈마 생성부 (60)이 취출 노즐 (40)의 외부에 형성되어 있을 수도 있고, 취출 노즐 (40)으로부터 떨어져서 형성되어 있을 수도 있다. 플라즈마 생성부 (60)에 의해 원료 가스를 플라즈마화하여 처리 가스를 생성한 후, 이 처리 가스를 취출 노즐 (40)으로 수송하도록 할 수도 있다.The plasma generating unit 60 may be formed outside the extraction nozzle 40 or may be formed away from the extraction nozzle 40. The plasma generating unit 60 may cause the raw material gas to be plasma to generate a processing gas, and then the processing gas may be transported to the ejection nozzle 40.

처리 가스는 플라즈마화에 의해 형성되는 것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 처리 가스원으로서 불화수소 수용액을 저장한 탱크를 준비하고, 상기 불화수소 수용액을 기화시켜 취출 노즐 (40)으로 수송하도록 할 수도 있다.The processing gas is not limited to being formed by plasmaation. For example, a tank containing an aqueous hydrogen fluoride solution may be prepared as a processing gas source, and the aqueous hydrogen fluoride solution may be vaporized to be transported to the ejection nozzle 40.

처리 가스가 오존 등의 산화 성분을 포함하고 있을 수도 있다. 오존은 오존 발생기나 산소 플라즈마 생성 장치에 의해 생성할 수 있다.The processing gas may contain an oxidizing component such as ozone. Ozone can be generated by an ozone generator or an oxygen plasma generating device.

피처리 기판 (9)의 자세는 수평으로 한정되지 않고 연직일 수도 있고, 수평 또는 연직에 대하여 경사일 수도 있다.The attitude | position of the to-be-processed board | substrate 9 is not limited to a horizontal but may be perpendicular, and may be inclined with respect to a horizontal or vertical.

피처리 기판 (9)의 제2면을 위로 향하게 하고, 제1면을 밑으로 향하게 할 수도 있다. 온도 조절 수단(히터)을 피처리 기판 (9)의 하측에 배치하고, 취출 노즐 (40)을 피처리 기판 (9)의 상측에 배치하여, 처리 가스를 피처리 기판 (9)의 상측으로부터 피처리 기판 (9)에 분무하도록 할 수도 있다.The second surface of the substrate 9 to be processed may face upward, and the first surface may face downward. The temperature adjusting means (heater) is disposed below the substrate 9, the extraction nozzle 40 is disposed above the substrate 9, and the processing gas is removed from the upper side of the substrate 9. It is also possible to spray the processing substrate 9.

피처리 기판 (9)가 x방향의 화살표 a의 방향으로 편도 이동하는 것으로 한정되지 않고, 처리 공간 (23) 내를 왕복 이동하도록 할 수도 있다.The to-be-processed substrate 9 is not limited to one-way movement in the direction of the arrow a of the x direction, but can also be made to reciprocate in the process space 23.

피처리 기판 (9)를 지지하는 지지 수단을 반송 수단 (30)과는 별도로 형성할 수도 있다. 지지 수단에 의해 피처리 기판 (9)의 위치를 고정하고, 반송 수단에 의해 처리부 (20)을 이동시키도록 할 수도 있다. 피처리 기판 (9) 및 처리부 (20)을 서로 상대 이동시키면서 에칭 처리를 행하는 것으로 한정되지 않고, 피처리 기판 (9) 및 처리부 (20)의 상대 위치를 고정한 상태에서 에칭 처리를 행하도록 할 수도 있다.Support means for supporting the substrate 9 to be processed may be formed separately from the conveying means 30. The position of the to-be-processed substrate 9 can be fixed by a support means, and the process part 20 can be moved by a conveyance means. It is not limited to performing an etching process, moving the to-be-processed board | substrate 9 and the process part 20 relative to each other, You may make it perform an etching process in the state which fixed the relative position of the to-be-processed substrate 9 and the process part 20. have.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

실시예를 설명한다. 본 발명이 이하의 실시예에 한정되는 것이 아닌 것은 물론이다.An Example is described. It goes without saying that the present invention is not limited to the following examples.

실시예 1에서는 도 1 및 도 2와 실질적으로 동일한 대기압 에칭 장치 (1)을 이용하였다.In Example 1, the atmospheric pressure etching apparatus 1 substantially the same as FIG. 1 and FIG. 2 was used.

피처리 기판 (9)로서 유리 기판을 이용하여, 제1면 (9a) 및 제2면 (9b)에 각각 SiN(실리콘 함유물)을 피막하였다.SiN (silicon containing material) was formed on the 1st surface 9a and the 2nd surface 9b using the glass substrate as the to-be-processed substrate 9, respectively.

피처리 기판 (9)의 치수는 이하와 같았다.The dimension of the to-be-processed substrate 9 was as follows.

x방향을 따르는 길이: 670 mmLength along the x direction: 670 mm

y방향의 폭: 550 mmWidth in the y direction: 550 mm

두께: 0.7 mmThickness: 0.7 mm

대기압 에칭 장치 (1)의 치수 구성은 이하와 같았다.The dimensional structure of the atmospheric pressure etching apparatus 1 was as follows.

바닥판 (22)의 x방향을 따르는 길이: 0.3 mLength along x direction of bottom plate 22: 0.3 m

처리 공간 (23)의 상하 방향의 두께: d0=8 mmThickness in the vertical direction of treatment space 23: d 0 = 8 mm

처리 공간 (23)의 y방향의 폭: 600 mmWidth in the y direction of the processing space 23: 600 mm

워킹 거리: WD=4 mmWorking distance: WD = 4 mm

상부판, 즉 플레이트 히터 (21)의 하면과 피처리 기판 (9)의 상면의 거리: d1=4 mmThe upper plate, that is, the distance between the lower surface of the plate heater 21 and the upper surface of the substrate 9 to be processed: d 1 = 4 mm

원료 가스의 조성은 이하와 같이 하였다.The composition of source gas was as follows.

Ar: 8.7 slmAr: 8.7 slm

CF4: 0.3 slmCF 4 : 0.3 slm

H2O: 0.19 sccmH 2 O: 0.19 sccm

상기 원료 가스를 정류부 (42)에 의해 플라즈마화하여 처리 가스를 생성하였다. 따라서, 처리 가스의 유량은 9 sccm 강(强)이었다.The source gas was converted into plasma by the rectifier 42 to generate a process gas. Therefore, the flow volume of the processing gas was 9 sccm steel.

플라즈마 생성 조건은 이하와 같이 하였다.Plasma generation conditions were as follows.

전극간 간격: 1 mmInterelectrode Spacing: 1 mm

전극간 전압: Vpp=12.8 kVInterelectrode Voltage: Vpp = 12.8 kV

전극간 전압의 주파수: 25 kHz(펄스파)Frequency of voltage between electrodes: 25 kHz (pulse wave)

공급 전력: 펄스 변환 전의 직류 전압=370 V, 전류=9.4 ASupply power: DC voltage before pulse conversion = 370 V, current = 9.4 A

흡입구 (51)로부터의 배기량은 500 slm으로 하였다. 이에 의해, 반입구 (26)으로부터 처리 공간 (23)으로 인입되는 외기는 약 120 slm이었다.The displacement from the suction port 51 was 500 slm. As a result, the outside air introduced into the processing space 23 from the delivery port 26 was about 120 slm.

처리 가스 나아가서는 처리 공간 (23) 내의 처리 분위기의 불화수소 분압은 6.2 Torr였다.Process gas Furthermore, the hydrogen fluoride partial pressure of the process atmosphere in the process space 23 was 6.2 Torr.

장치 주변은 대기압이고, 장치 주변의 온도(실온)는 25 ℃이고, 상대 습도는 약 30 %였다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 이 상대 습도에 대응하는 수증기 분압은 7.1 Torr이다. 또한, 이 처리 분위기 중의 불화수소 및 물의 응축점은 약 27 ℃이다.The atmosphere around the apparatus was atmospheric pressure, the temperature (room temperature) around the apparatus was 25 ° C, and the relative humidity was about 30%. As shown in FIG. 11, the partial pressure of steam corresponding to this relative humidity is 7.1 Torr. In addition, the condensation point of hydrogen fluoride and water in this processing atmosphere is about 27 degreeC.

피처리 기판 (9)의 처리 공간 (23)으로 반입하기 전의 초기 온도는 25 ℃였다.The initial temperature before carrying in into the process space 23 of the to-be-processed substrate 9 was 25 degreeC.

피처리 기판 (9)를 x방향의 화살표 a의 방향으로 반송하여 처리 공간 (23)으로 통과시켰다. 피처리 기판 (9)를 처리 공간 (23)으로 통과시킨 횟수(스캔 횟수)는 1회였다.The substrate 9 to be processed was conveyed in the direction of an arrow a in the x direction and passed through the processing space 23. The number of times (number of scans) that passed the substrate 9 to be processed into the processing space 23 was one time.

피처리 기판 (9)의 반송 속도는 4 m/min으로 하였다.The conveyance speed of the to-be-processed substrate 9 was 4 m / min.

취출 노즐 (40)으로부터의 처리 가스의 취출은 피처리 기판 (9)를 처리 공간 (23)으로 반입하기 전부터 개시하여, 피처리 기판 (9)가 처리 공간 (23)으로부터 반출될 때까지 계속하여 행하였다.Extraction of the processing gas from the ejection nozzle 40 starts before the substrate 9 is carried into the processing space 23, and continues until the substrate 9 is carried out from the processing space 23. It was done.

상부판, 즉 플레이트 히터 (21)을 설정 온도로 보온하고, 나아가서는 제1면 (9a)의 온도를 조절하였다. 히터 (21)의 설정 온도는 25 ℃, 30 ℃, 35 ℃, 45 ℃의 4가지로 하였다.The upper plate, that is, the plate heater 21 was kept at a set temperature, and furthermore, the temperature of the first surface 9a was adjusted. The set temperatures of the heater 21 were four types of 25 degreeC, 30 degreeC, 35 degreeC, and 45 degreeC.

25 ℃에서는 상부판 (21)의 하면에 결로가 형성되었다. 30 ℃, 35 ℃, 45 ℃에서는 상부판 (21)의 하면에 결로가 형성되지 않았다. 또한, 상부판 (21)을 25 ℃부터 가온하면, 27 ℃ 내지 28 ℃에서 결로가 소실되었다.At 25 ° C., condensation formed on the lower surface of the upper plate 21. At 30 degreeC, 35 degreeC, and 45 degreeC, condensation did not form in the lower surface of the upper plate 21. In addition, when the upper plate 21 was heated from 25 ° C, condensation was lost at 27 ° C to 28 ° C.

처리 후의 피처리 기판 (9)에 대해서, 제1면 (9a) 상의 SiN막 및 제2면 (9b) 상의 SiN막의 에칭 레이트를 측정하였다. 측정 위치는 피처리 기판 (9)의 각 면 (9a, 9b)의 x방향의 중앙부에서, 폭 방향 y로 1 mm 간격마다의 개소로 하였다. 측정 위치마다 에칭 깊이를 스캔 횟수로 나누어, 1스캔(편도 1회의 반송)당의 에칭량(nm/scan)을 구하였다. 또한, 각 면 (9a, 9b)에서의 상기 각 측정 위치의 에칭 레이트의 평균값을 구하였다.The etching rate of the SiN film on the 1st surface 9a and the SiN film on the 2nd surface 9b was measured about the to-be-processed substrate 9 after a process. The measurement position was set at every 1 mm interval in the width direction y at the center part of the x direction of each surface 9a, 9b of the to-be-processed substrate 9. The etching depth was divided by the number of scans for each measurement position, and the etching amount (nm / scan) per scan (one-way transfer) was obtained. Moreover, the average value of the etching rate of each said measurement position in each surface 9a, 9b was calculated | required.

도 8은 상기 평균 에칭 레이트를 나타낸 것이다. 동 도에 나타낸 바와 같이, 히터 설정 온도가 25 ℃일 때는 제2면 (9b)의 SiN막뿐만 아니라, 제1면 (9a)의 SiN막에 대해서도 제2면 (9b)측과 동일한 정도로 에칭되었다.8 shows the average etch rate. As shown in the figure, when the heater set temperature was 25 ° C, not only the SiN film on the second surface 9b but also the SiN film on the first surface 9a were etched to the same extent as the second surface 9b. .

히터 설정 온도가 30 ℃였을 때는 제2면 (9b)의 SiN막에 대해서는 충분한 에칭량을 얻을 수 있었던 데 반하여, 제1면 (9a)의 SiN막의 에칭량이 매우 작아져 SiN막이 거의 에칭되지 않은 것이 확인되었다.When the heater set temperature was 30 ° C., a sufficient etching amount could be obtained for the SiN film on the second surface 9b, whereas the etching amount of the SiN film on the first surface 9a was very small and the SiN film was hardly etched. Confirmed.

히터 설정 온도가 35 ℃ 및 45 ℃였을 때에 대해서도 30 ℃였을 때와 마찬가지로 제2면 (9b)의 SiN막에 대해서는 충분한 에칭량을 얻을 수 있었던 데 반하여, 제1면 (9a)의 SiN막은 거의 에칭되지 않았다.Even when the heater set temperatures were 35 ° C and 45 ° C, a sufficient etching amount was obtained for the SiN film on the second surface 9b as in the case of 30 ° C, whereas the SiN film on the first surface 9a was almost etched. It wasn't.

이상의 결과로부터, 제1면 (9a)의 온도를 처리 분위기 중의 불화수소 및 물의 응축점보다 고온으로 하며, 제2면 (9b)의 온도를 상기 응축점보다 저온으로 함으로써, 제1면 (9a)가 에칭되는 것을 억제 또는 방지하면서, 제2면 (9b)를 에칭할 수 있는 것이 확인되었다.From the above result, the temperature of the 1st surface 9a is made higher than the condensation point of hydrogen fluoride and water in a process atmosphere, and the temperature of the 2nd surface 9b is lower than the said condensation point, and it is the 1st surface 9a. It was confirmed that the 2nd surface 9b can be etched, suppressing or preventing that is etched.

도 9 및 도 10은 각 면 (9a, 9b)의 상기 각 측정 위치에서의 에칭 레이트이며, 폭 방향 y의 에칭 레이트의 분포를 나타낸 것이다. 도 9a에 나타낸 바와 같이, 히터 설정 온도가 25 ℃였을 때는 제1면 (9a), 제2면 (9b) 모두 폭 방향 y의 위치에 따라서 에칭 레이트가 크게 변동하였다. 불균일의 요인으로는 반송 롤러 (33)의 영향도 생각된다. 반송 롤러 (33)의 배치 위치는 도 9 및 도 10의 횡축에서의 -35 mm, 0 mm, 35 mm의 각 위치였다.9 and 10 are etching rates at the respective measurement positions of the respective surfaces 9a and 9b, and show distributions of the etching rates in the width direction y. As shown in FIG. 9A, when the heater set temperature was 25 ° C., the etching rate varied greatly depending on the position of the width direction y on both the first surface 9a and the second surface 9b. As a factor of nonuniformity, the influence of the conveyance roller 33 is also considered. The disposition position of the conveyance roller 33 was each position of -35 mm, 0 mm, and 35 mm in the horizontal axis of FIG. 9 and FIG.

이에 반하여, 도 9b에 나타낸 바와 같이, 히터 설정 온도가 30 ℃였을 때는 제1면 (9a), 제2면 (9b) 모두 에칭 레이트가 거의 균일하게 되었다.On the other hand, as shown in FIG. 9B, when the heater set temperature was 30 degreeC, the etching rate became almost uniform on the 1st surface 9a and the 2nd surface 9b.

도 10a 및 도 10b에 나타낸 바와 같이, 히터 설정 온도가 35 ℃ 및 45 ℃였을 때에 대해서도 30 ℃였을 때와 마찬가지로 제1면 (9a), 제2면 (9b) 모두 에칭 레이트가 거의 균일하게 되었다.As shown in FIG. 10A and FIG. 10B, when the heater set temperature was 35 degreeC and 45 degreeC, the etching rate became substantially uniform on the 1st surface 9a and the 2nd surface 9b similarly to the case where it was 30 degreeC.

이상의 결과로부터, 제1면 (9a)를 처리 분위기 중의 불화수소 및 물의 응축점보다 고온으로 함으로써, 제1면 (9a)의 에칭이 억제될 뿐만 아니라, 제1면 (9a) 및 제2면 (9b)의 에칭의 균일성이 높아지는 것이 판명되었다.From the above result, by making the 1st surface 9a higher than the condensation point of hydrogen fluoride and water in a process atmosphere, not only etching of the 1st surface 9a is suppressed but 1st surface 9a and 2nd surface ( It turned out that the uniformity of the etching of 9b) becomes high.

또한, HF 수용액의 기액 평형 곡선에 기초하여, 도 11에 나타낸 바와 같이, HF-H2O계의 온도에 따른 응축 조건을 산출하여 그래프로 하였다. 동 그래프에서 수평인 파선은 상대 습도(%RH)를 나타내며, 처리 분위기의 H2O 분압에 대응한다. 동 그래프에서 실시예 1의 처리 분위기의 H2O 분압(7.1 Torr(상대 습도 30 %)) 및 HF 분압(6.2 Torr)에 대응하는 점 A는 25 ℃의 기액 평형 곡선에 대해서는 기상측에 위치하고, 30 ℃ 이상의 기액 평형 곡선에 대해서는 액상측에 위치한다. 따라서, 실시예 1의 결과가 이론상의 계산 데이터와 부합하는 것이 확인되었다. 따라서, 처리 조건을 설정할 때는 도 11에 예시하는 그래프를 이용하여, 처리 분위기의 HF 분압 및 H2O 분압에 대응하는 상기 그래프 상의 점이 실온 내지는 피처리 기판 (9)의 초기 온도에 대응하는 기액 평형 곡선보다도 기상측에 위치하며 히터 설정 온도에 대응하는 기액 평형 곡선보다도 액상측에 위치하도록, 상기 히터 설정 온도나 처리 가스 레시피(원료 가스 성분의 유량, 수증기의 첨가량 등)를 설정할 수도 있다.Further, on the basis of vapor-liquid equilibrium curve of the HF aqueous solution, 11, it is calculated according to the condensing temperature of the HF-H 2 O system was graphed. Horizontal dashed lines in the graph indicate relative humidity (% RH) and correspond to the H 2 O partial pressure in the processing atmosphere. In the graph, point A corresponding to the H 2 O partial pressure (7.1 Torr (30% relative humidity)) and HF partial pressure (6.2 Torr) of the processing atmosphere of Example 1 is located on the gas phase side for the gas-liquid equilibrium curve of 25 ° C. The gas-liquid equilibrium curve of 30 ° C. or higher is located on the liquid phase side. Therefore, it was confirmed that the result of Example 1 is consistent with theoretical calculation data. Therefore, when setting the processing conditions, using the graph illustrated in FIG. 11, the points on the graph corresponding to the HF partial pressure and the H 2 O partial pressure in the processing atmosphere correspond to room temperature or the initial liquid temperature of the substrate 9 to be processed. The heater set temperature and the process gas recipe (flow rate of the raw material gas component, the amount of steam addition, etc.) may be set so as to be located on the gaseous side rather than the curve and on the liquid side rather than the gas-liquid equilibrium curve corresponding to the heater set temperature.

도 12는 제3 실시 형태(도 5 내지 도 7)의 에칭 장치 (1B)에서의 HF-H2O계의 응축 조건의 그래프이다. 에칭 장치 (1B)에서는 처리 공간 (23) 내로 외기가 거의 들어가지 않기 때문에, 처리 분위기의 가스 조성은 플라즈마화 후의 처리 가스의 가스 조성과 거의 동일하다. 가습 후의 불소계 원료 가스, 즉 플라즈마화 전의 처리 가스(CF4+Ar+H2O)의 H2O 분압은 예를 들면 10.8 Torr이다(도 12의 일점 쇄선 L1). 이 처리 가스 중의 물이 플라즈마화에 의해서 분해된다. 따라서, 플라즈마화 후의 처리 가스의 H2O 분압은 플라즈마화 전보다 저하되고, 예를 들면 8.1 Torr가 된다(도 12의 파선 L2). 또한 플라즈마화 후의 처리 가스의 HF 분압은 예를 들면 4.2 Torr이다(도 12의 파선 L3). 파선 L2와 파선 L3의 교점 B가 플라즈마화 후의 처리 가스의 HF 및 H2O 분압을 나타내고, 나아가서는 처리 공간 (23) 내의 처리 분위기의 HF 및 H2O 분압을 나타낸다. 따라서, 피처리 기판 (9)의 제2면 (9b)의 온도가 점 B의 온도 이하인 예를 들면 25 ℃ 정도이면, 제2면 (9b) 상에 불화수소산의 응축층이 형성되고, 이에 의해 제2면 (9b)를 확실하게 에칭할 수 있다. 또한, 히터 (21)에 의해서 피처리 기판 (9)의 제1면 (9a)의 온도를 점 B보다 고온인 예를 들면 30 ℃ 정도가 되도록 가열하면, 제1면 (9a)에 응축층이 형성되는 것을 회피할 수 있어, 제1면 (9a)가 에칭되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.12 is a graph of condensation conditions of the HF-H 2 O system in the etching apparatus 1B of the third embodiment (FIGS. 5 to 7). In the etching apparatus 1B, since almost no outside air enters into the processing space 23, the gas composition of the processing atmosphere is almost the same as the gas composition of the processing gas after plasma formation. The partial pressure of H 2 O of the fluorine-based source gas after humidification, that is, the processing gas (CF 4 + Ar + H 2 O) before plasma formation is, for example, 10.8 Torr (dotted dashed line L1 in FIG. 12). Water in this processing gas is decomposed by plasmaation. Therefore, the H 2 O partial pressure of the processing gas after plasma forming is lower than before plasma forming, for example, to 8.1 Torr (dashed line L2 in FIG. 12). In addition, HF partial pressure of the processing gas after plasma-forming is 4.2 Torr (broken line L3 of FIG. 12), for example. The intersection B of the broken line L2 and the broken line L3 represents the HF and H 2 O partial pressures of the processing gas after plasma formation, and further, the HF and H 2 O partial pressures of the processing atmosphere in the processing space 23. Therefore, if the temperature of the 2nd surface 9b of the to-be-processed board | substrate 9 is about 25 degreeC which is below the temperature of the point B, for example, the condensation layer of hydrofluoric acid will be formed on the 2nd surface 9b, thereby The second surface 9b can be etched reliably. Moreover, when the temperature of the 1st surface 9a of the to-be-processed substrate 9 of the to-be-processed board | substrate 9 is heated so that it may become about 30 degreeC higher than point B, for example by the heater 21, a condensation layer will be made to the 1st surface 9a. Formation can be avoided, and the 1st surface 9a can be reliably prevented from etching.

또한, 피처리 기판 (9)의 제1면 (9a)의 온도를 히터 (21)에 의해서 점 B보다 고온으로 하지 않더라도, 제1면 (9a)가 에칭되는 것을 방지할 수 있다. 상술한 도 12의 점 B로 표시되는 처리 분위기의 가스 조성이며 처리 분위기의 온도가 25 ℃인 경우를 예로 들어 설명한다.Further, even if the temperature of the first surface 9a of the substrate 9 to be processed is not made higher than the point B by the heater 21, the first surface 9a can be prevented from being etched. The case where the gas composition of the processing atmosphere shown by the point B of FIG. 12 mentioned above and the temperature of a processing atmosphere is 25 degreeC is demonstrated as an example.

도 5에 나타내는 제3 실시 형태에서 히터 (21)의 하면과 피처리 기판 (9)의 제1면 (9a)의 거리를 넓힌다. 처리 공간 (23)의 분위기는 점 B로 표시되는 조건이지만, 피처리 기판 (9)가 반입구 (26)으로부터 처리 공간 (23)으로 들어감으로써, 외기를 권입한다. 그런데, 취출되는 처리 가스 및 반입측의 흡인로 (83)으로부터의 처리 공간 바로 전에서의 배기에 의해서, 제2면 (9b)와 취출 노즐 (40)의 상면 사이의 제2 처리 공간부 (23b)로는 외기가 들어오지 않는다. 한편, 제1면 (9a)와 히터 (21) 사이의 제1 처리 공간부 (23a)로는 외기가 들어온다. 그렇게 되면, 제1 처리 공간부 (23a)의 HF 분압이 내려가, 점 B로부터 25 ℃의 기액 평형 곡선에 걸친 기상측으로 처리 분위기의 분압 조성이 변한다. 따라서, 제1면 (9a)에 응축층은 형성되지 않아, 제1면 (9a)는 에칭되지 않는다.In 3rd Embodiment shown in FIG. 5, the distance of the lower surface of the heater 21 and the 1st surface 9a of the to-be-processed substrate 9 is extended. The atmosphere of the processing space 23 is a condition indicated by the point B, but the outside air is wound up by the processing target substrate 9 entering the processing space 23 from the delivery port 26. By the way, the 2nd process space part 23b between the 2nd surface 9b and the upper surface of the extraction nozzle 40 by the process gas taken out and the exhaust gas just before the process space from the suction path 83 of the loading side. ) Does not enter the outside air. On the other hand, outside air enters into the first processing space portion 23a between the first surface 9a and the heater 21. Then, HF partial pressure of the 1st process space part 23a falls, and the partial pressure composition of a process atmosphere changes from the point B to the gaseous-phase side over a 25 degreeC gas-liquid equilibrium curve. Therefore, no condensation layer is formed on the first surface 9a, and the first surface 9a is not etched.

이와 같이, 히터 (21)의 하면과 피처리 기판 (9)의 제1면 (9a)의 거리를 적당히 조정하여, 피처리 기판 (9)에 의한 제1 처리 공간부 (23a)로의 외기의 권입량을 제어함으로써, 히터 (21)로 가온하지 않더라도 제2면 (9b)만 조화할 수 있다. 이 때, 외기는 처리 가스보다 저습인 것이 바람직하다.Thus, the distance of the lower surface of the heater 21 and the 1st surface 9a of the to-be-processed substrate 9 is adjusted suitably, and the winding of the outside air to the 1st process space part 23a by the to-be-processed substrate 9 is carried out. By controlling the amount of intake, only the second surface 9b can be matched without heating to the heater 21. At this time, it is preferable that the outside air is lower than the processing gas.

본 발명은 예를 들면 평판 디스플레이 등의 반도체 장치의 제조에 적용할 수 있다.The present invention can be applied, for example, to the manufacture of semiconductor devices such as flat panel displays.

1, 1A, 1B: 대기압 에칭 장치
9: 피처리 기판
9a: 제1면
9b: 제2면
10: 원료 가스 공급 수단
11: 불소계 원료 공급부
12: 물 첨가부
20: 처리부
21: 상부판, 플레이트 히터(조절 수단)
22: 바닥판
23: 처리 공간
24: 측벽
25: 롤러 구멍
26: 반입구
27: 반출구
29: 처리부 내 공간
30: 반송 수단
31: 롤러 샤프트
32: 반송 롤러
33: 반입용 롤러 컨베어
34: 처리용 롤러 컨베어
35: 반출용 롤러 컨베어
40: 취출 노즐
41: 취출구
42: 정류부
50: 흡인 노즐
51: 흡입구
60: 플라즈마 생성부
61: 전극
62: 방전 공간
70: 커버
74: 단부벽
75: 기밀 베어링
80: 가스 흡인계
81: 흡인 펌프
82: 반입측의 첨판
83: 반입측의 흡인로
84: 반출측의 첨판
85: 반출측의 흡인로
86: 단부벽
1, 1A, 1B: atmospheric pressure etching apparatus
9: substrate to be processed
9a: page 1
9b: page 2
10: raw gas supply means
11: Fluorine raw material supply part
12: water addition portion
20:
21: top plate, plate heater (adjustment means)
22: bottom plate
23: processing space
24: sidewall
25: roller hole
26: carry-on
27: exit
29: space in the processing unit
30: conveying means
31: roller shaft
32: conveying roller
33: Carrying roller conveyor
34: Roller Conveyor for Processing
35: roller conveyor for carrying out
40: ejection nozzle
41: outlet
42: rectifier
50: suction nozzle
51: inlet
60: plasma generating unit
61: electrode
62: discharge space
70: cover
74: end wall
75: hermetic bearing
80: gas aspiration system
81: suction pump
82: leaflet on the import side
83: suction path on the import side
84: leaflet on the export side
85: suction path on the discharge side
86: end wall

Claims (7)

실리콘 함유물을 포함하며, 제1면과 상기 제1면의 이면인 제2면을 갖는 피처리 기판을 1.013×104 내지 50.663×104 Pa의 압력 하에서 에칭하는 방법으로서,
불화수소 증기 및 수증기를 함유하는 처리 분위기 중에 상기 피처리 기판을 배치하고,
상기 제1면의 온도를 상기 처리 분위기의 불화수소 및 물의 응축점보다 고온이 되도록, 또한 상기 제2면의 온도를 상기 응축점 이하가 되도록 조절하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
A method of etching a substrate to be processed comprising a silicon content and having a first surface and a second surface that is a back surface of the first surface under a pressure of 1.013 × 10 4 to 50.663 × 10 4 Pa,
Placing the substrate to be treated in a processing atmosphere containing hydrogen fluoride vapor and water vapor;
And the temperature of the first surface is adjusted to be higher than the condensation point of hydrogen fluoride and water in the processing atmosphere, and the temperature of the second surface is below the condensation point.
제1항에 있어서, 상기 제1면의 온도를 상기 응축점보다 0 ℃ 초과 내지 40 ℃ 고온으로 하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.The etching method according to claim 1, wherein the temperature of the first surface is higher than 0 ° C to 40 ° C higher than the condensation point. 제1항에 있어서, 상기 제2면의 온도를 상기 응축점보다 0 ℃ 내지 10 ℃ 저온으로 하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.The etching method according to claim 1, wherein the temperature of the second surface is set to 0 ° C to 10 ° C lower than the condensation point. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 분위기가 존재하는 처리 공간에 연속해 있는 반입구로부터 상기 피처리 기판을 상기 처리 공간에 반입하고, 상기 처리 공간에 연속해 있는 반출구로부터 상기 피처리 기판을 반출하고, 상기 반입구의 근방 및 상기 반출구의 근방에서 가스를 흡인하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.The carry-out board according to any one of claims 1 to 3, wherein the substrate to be processed is loaded into the processing space from an inlet that is continuous in the processing space in which the processing atmosphere is present. And the substrate to be processed is taken out, and the gas is sucked in the vicinity of the delivery port and in the vicinity of the delivery port. 실리콘 함유물을 포함하며, 제1면과 상기 제1면의 이면인 제2면을 갖는 피처리 기판을 1.013×104 내지 50.663×104 Pa의 압력 및 습도 0 % 초과의 처리 공간 내에서 에칭하는 장치로서,
불화수소 및 물 중 적어도 불화수소를 함유하는 처리 가스를 상기 처리 공간 내에 공급하여 상기 피처리 기판 중 적어도 상기 제2면에 접촉시키는 취출 노즐과,
상기 제1면의 온도가 상기 처리 공간에서의 불화수소 및 물의 응축점보다 고온이 되도록, 또한 상기 제2면의 온도가 상기 응축점 이하가 되도록 조절하는 조절 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
Etching a substrate to be processed comprising a silicon content and having a first side and a second side being the back side of the first side in a processing space of 1.013 × 10 4 to 50.663 × 10 4 Pa at a pressure and humidity of more than 0%. As a device to
A extraction nozzle for supplying a processing gas containing at least hydrogen fluoride of hydrogen fluoride and water into the processing space to contact at least the second surface of the substrate to be processed;
And an adjusting means for adjusting the temperature of the first surface to be higher than the condensation point of hydrogen fluoride and water in the processing space and the temperature of the second surface to be below the condensation point. .
제5항에 있어서, 상기 조절 수단이 상기 처리 공간에서의 상기 피처리 기판이 배치되는 위치를 사이에 두고 상기 취출 노즐과는 반대측에서 상기 위치에 근접하여 배치된 히터를 포함하며, 상기 히터의 설정 온도가 상기 응축점보다 0 ℃ 초과 내지 60 ℃ 고온인 것을 특징으로 하는 에칭 장치.The heater according to claim 5, wherein the adjustment means includes a heater disposed close to the position on the opposite side to the ejection nozzle with the position where the substrate to be processed is disposed in the processing space interposed therebetween. Etching apparatus, characterized in that the temperature is higher than 0 ℃ to 60 ℃ higher than the condensation point. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 조절 수단이 상기 제2면의 온도를 상기 응축점보다 0 ℃ 내지 10 ℃ 저온으로 하는 것을 특징으로 하는 에칭 장치.The etching apparatus according to claim 5 or 6, wherein the adjusting means sets the temperature of the second surface to be 0 ° C to 10 ° C lower than the condensation point.
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