TWI415185B - Etching method and device - Google Patents

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TWI415185B
TWI415185B TW100106269A TW100106269A TWI415185B TW I415185 B TWI415185 B TW I415185B TW 100106269 A TW100106269 A TW 100106269A TW 100106269 A TW100106269 A TW 100106269A TW I415185 B TWI415185 B TW I415185B
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Eiji Miyamoto
Masao Inoue
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Description

蝕刻方法及裝置
本發明係關於一種蝕刻含有含矽物之被處理基板的方法及裝置，尤其是關於一種適於將玻璃基板之背面蝕刻成輕度粗面化之程度的方法及裝置。
例如，於專利文獻1、2等中，記載有使包含氟化氫(HF)之處理氣體接觸玻璃基板而蝕刻玻璃基板表面之含矽物的技術。上述處理氣體係藉由向包含例如CF4 等氟系化合物之原料氣體中添加水(H2 O)後，利用大氣壓放電使上述原料氣體電漿化而形成。藉由電漿化，可生成氟化氫(式1)。
CF4 +2H2 O→4HF+CO2 　(式1)
當處理氣體接觸玻璃基板時，氟化氫及水凝結，從而於玻璃基板表面形成氫氟酸之凝結層。繼而，產生例如下式2所示之蝕刻反應，從而將玻璃基板表面之含矽物蝕刻。
SiO2 +4HF+H2 O→SiF4 +3H2 O　(式2)
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第WO2008/102807號
[專利文獻2]日本專利特開2007-294642號公報
上述專利文獻1、2等所揭示之蝕刻處理技術可應用於例如將玻璃基板之背面輕度粗化之處理等中。藉由將背面輕度粗化，則將該玻璃基板載置於工作台上對主面(表面)進行表面處理後，從工作台搬出之時，可容易地將玻璃基板自工作台上分離。
上述蝕刻處理對玻璃基板背面之粗化度較佳為於可容易地將玻璃基板自工作台上分離之範圍內儘可能地小。若粗化度過大，則有其後對主面進行表面處理時玻璃基板難以與工作台密接，或者玻璃基板之光學特性受到破壞之虞。
然而，認為蝕刻用之處理氣體會因擴散而亦接觸玻璃基板之主面。若如此，則導致主面亦粗面化。
本發明係鑒於如上所述之情況而成者，其目的在於一面抑制或防止玻璃基板等含有含矽物之被處理基板的第1面(例如主面)受到蝕刻，一面蝕刻背面側之第2面。
為解決上述問題點，本發明方法係一種蝕刻方法，其特徵在於：其係於接近大氣壓之壓力下，對含有含矽物且具有第1面與該第1面之背面側之第2面的被處理基板進行蝕刻者，其將上述被處理基板配置於含有氟化氫蒸氣及水蒸氣之處理環境中，並且以上述第1面之溫度高於上述處理環境之氟化氫及水之凝結點，且上述第2面之溫度在上述凝結點以下之方式進行調節。
於被處理基板之第2面，藉由上述凝結點與第2面之溫度之關係，氟化氫及水於第2面上凝結而形成氫氟酸之凝結層。藉此，構成第2面之含矽物產生蝕刻反應，從而可將第2面蝕刻(包含粗化)。另一方面，於第1面，藉由上述凝結點與第1面之溫度之關係，可避免形成凝結層。因此，可抑制或防止第1面受到蝕刻。
較佳為上述第1面之溫度較上述凝結點高0℃以上~40℃。更佳為上述第1面之溫度較上述凝結點高5℃~30℃。
藉由將第1面之加熱度、進而應賦予第1面之熱量設為較小，可避免或抑制熱傳遞至第2面，從而可防止或抑制第2面之溫度上升。因此，可確實地使第2面之溫度在上述凝結點以下。藉此，可一面確實地防止或抑制第1面受到蝕刻，一面確實地蝕刻第2面。
較佳為上述第2面之溫度較上述凝結點低0℃~10℃。
藉由將凝結點與第2面之溫度之差設為較小，可使得只要稍加熱第1面，即可使第1面之溫度超過上述凝結點。藉由將第1面之加熱度、進而應賦予第1面之熱量設為較小，可避免或抑制熱傳遞至第2面，從而可防止或抑制第2面之溫度上升。因此，可確實地使第2面之溫度在上述凝結點以下。藉此，可一面確實地防止或抑制第1面之蝕刻，一面確實地蝕刻第2面。
本發明之蝕刻方法可自與具有上述處理環境之處理空間相連之搬入口將上述被處理基板搬入至上述處理空間，自與上述處理空間相連之搬出口將上述被處理基板搬出，且於上述搬入口附近及上述搬出口附近抽吸氣體。
藉此，可於外部氣體通過搬入口或搬出口而到達至處理空間之前，於搬入口或搬出口附近抽吸外部氣體而將其排出，從而可防止外部氣體流入至處理空間內。上述流入外部氣體之流量或流速係隨著被處理基板之搬入及搬出而產生變動。即便產生此種變動，因藉由上述之抽吸可防止外部氣體混入至處理環境中，故而亦可將處理環境之氣體組成、進而氟化氫蒸氣分壓及水蒸氣分壓分別維持為與處理氣體本身大致相同。其結果，可防止第2面之蝕刻處理變得不均勻。又，即便外部氣體之濕度高於處理環境之濕度，亦可防止第1面側之處理環境之濕度上升，從而可防止於第1面形成凝結層。因此，可避免第1面亦受到蝕刻。
本發明裝置之特徵在於：其係於接近大氣壓之壓力且濕度大於0%之處理空間內，對含有含矽物且具有第1面與該第1面之背面側之第2面的被處理基板進行蝕刻者，其包含：噴出噴嘴，其係將含有氟化氫及水中之至少氟化氫的處理氣體供給至上述處理空間內，使上述處理氣體接觸上述被處理基板之至少上述第2面；及調節機構，其係以上述第1面之溫度高於上述處理空間中的氟化氫及水之凝結點，且上述第2面之溫度在上述凝結點以下之方式進行調節。
本發明裝置將來自於噴出噴嘴之處理氣體混合於處理空間內之處理環境中。由於處理氣體含有氟化氫及水中之至少氟化氫，且處理空間之濕度超過0%，故而處理環境含有氟化氫蒸氣及水蒸氣。該處理環境接觸被處理物。此時，於被處理物之第2面，藉由上述調節機構對上述凝結點與第2面之溫度之關係的調節，處理環境中之氟化氫及水於被處理物之第2面上凝結而形成氫氟酸之凝結層。因此，引起構成第2面之含矽物的蝕刻反應，從而可將第2面蝕刻(包含粗化)。另一方面，於被處理物之第1面，藉由上述調節機構對上述凝結點與第1面之溫度之關係的調節，可避免處理環境中之氟化氫及水於第1面上凝結，從而可避免形成氫氟酸之凝結層。因此，可抑制或防止構成第1面之含矽物的蝕刻反應。
上述處理空間之濕度只要超過0%即可，且只要在100%RH以下即可。
上述調節機構可為控制被處理基板之第1面之溫度者，亦可為控制第2面之溫度者，亦可為控制處理氣體之氟化氫分壓或水蒸氣分壓者，亦可為控制處理空間內之處理環境之水蒸氣分壓者，或者亦可為控制流入至處理空間內之外部氣體之水蒸氣分壓者。
較佳為上述調節機構包含加熱器，該加熱器係隔著上述處理空間中之配置上述被處理基板之位置而於上述噴出噴嘴的相反側接近上述位置而配置，且上述加熱器之設定溫度較上述凝結點高0℃以上~60℃。
藉此，可確實地使被處理基板之第1面之溫度高於處理環境之氟化氫及水之凝結點。藉由將第1面之加熱度、進而將應賦予第1面之熱量設為較小，可避免或抑制熱傳遞至第2面，從而可防止或抑制第2面之溫度上升。因此，可確實地使上述第2面之溫度在上述凝結點以下。藉此，可一面確實地抑制或防止第1面受到蝕刻，一面確實地蝕刻第2面。
於使被處理基板相對於上述噴出噴嘴而相對移動之情形時，較佳為考慮該移動速度而設定上述加熱器之設定溫度。
例如，當上述移動速度相對較大時，使上述設定溫度相對高於上述第1面之所期望溫度。藉此，可縮短至上述第1面達到上述所期望溫度所需之時間。另一方面，因移動速度相對較大，故而可於第2面之溫度高於上述凝結點之前結束處理。
當上述移動速度相對較小時，亦可使上述設定溫度與上述所期望溫度大致相同。藉此，可避免被處理基板之溫度大幅超過上述所期望溫度。另一方面，若移動速度較小則加熱時間延長，但藉由將上述設定溫度及上述所期望溫度設定為稍高於上述凝結點，可將第2面之溫度維持在上述凝結點以下。
較佳為上述調節機構將上述第2面之溫度調節為較上述凝結點低0℃~10℃。
藉由將處理環境之氟化氫及水之凝結點與第2面之溫度之差設為較小，則只要稍加熱第1面，即可使第1面之溫度大於上述凝結點。藉由將第1面之加熱度、進而將應賦予第1面之熱量設為較小，可避免或抑制熱傳遞至第2面，從而可防止或抑制第2面之溫度上升。因此，可確實地使上述第2面之溫度在上述凝結點以下。藉此，可一面確實地抑制或防止第1面受到蝕刻，一面確實地蝕刻第2面。
此處，所謂接近大氣壓之壓力，係指1.013×104 ~50.663×104 Pa之範圍，若考慮壓力調整之容易化或裝置構成之簡便化，則較佳為1.333×104 ~10.664×104 Pa，更佳為9.331×104 ~10.397×104 Pa。
利用本發明，可一面抑制或防止被處理基板之第1面受到蝕刻，一面蝕刻背面側之第2面。
以下，根據圖式對本發明之實施形態進行說明。
圖1及圖2係表示本發明之第1實施形態者。被處理基板9係例如應成為平板顯示器等半導體裝置之玻璃基板。玻璃基板9包含SiO2 等含矽物作為主成分。玻璃基板9之厚度例如為0.5 mm~0.7 mm左右。玻璃基板9形成四角形之平板狀，具有表側之第1面9a(主面)、與其背面側之第2面9b(背面)。第1面9a係應設置絕緣層、導電層、半導體層等各種電子元件層之主面。第2面9b係成為藉由大氣壓蝕刻裝置1進行之粗化(蝕刻)處理之對象的背面。對第2面9b進行粗化處理後，對第1面9a進行用於形成上述各種電子元件層之表面處理。
如圖1所示，大氣壓蝕刻裝置1包括原料氣體供給機構10、處理部20、及搬送機構30。原料氣體供給機構10包含氟系原料供給部11、及水添加部12。
氟系原料供給部11供給成為蝕刻用之處理氣體(蝕刻劑)之原料氣體。原料氣體含有含氟氣體與載體氣體。含氟氣體係使用CF4 。作為含氟氣體，亦可使用C2 F6 、C3 F6 、C3 F8 等其他PFC(全氟碳)，CHF3 、CH2 F2 、CH3 F等HFC(氫氟碳)，SF6 、NF3 、XeF2 等PFC及HFC以外之含氟化合物來代替CF4 。
載體氣體除具有搬送含氟氣體之功能以外，亦具有作為稀釋含氟氣體之稀釋氣體之功能，作為後述之產生電漿放電之放電氣體之功能等。載體氣體較佳為使用惰性氣體。成為載體氣體之惰性氣體可舉出：氦氣、氬氣、氖氣、氙氣等稀有氣體或氮氣。此處，作為載體氣體係使用氬氣(Ar)。含氟氣體與載體氣體之流量比(CF4 ：Ar)較佳為1：1000~1：10。亦可省略載體氣體。
水添加部12向上述原料氣體(CF4 +Ar)中添加水(H2 O)而對原料氣體加濕。藉由調節該水添加量，可調節原料氣體之水蒸氣分壓、進而調節處理氣體之氟化氫分壓及水蒸氣分壓。水添加部12係由例如包含恆溫槽等槽之加濕器所構成。該槽內積蓄有液態之水。將來自於供給部11之原料氣體供給至較上述槽之水面之上側部分，與上述上側部分之飽和水蒸氣混合。或者，亦可藉由使來自於供給部11之原料氣體在上述槽內之水中起泡，而向原料氣體中添加水蒸氣。藉由調節上述槽之溫度而調節蒸氣圧，藉此亦可調節水添加量。較佳為以滿足第2面9b之蝕刻處理性能之方式而調整水添加部12之水分添加量、進而處理氣體之露點。
添加水之前之原料氣體的露點較佳為-40℃以下。將露點-40℃換算為水蒸氣分壓為0.03 Torr左右，換算為體積濃度為0.004%左右，原料氣體中之水蒸氣量幾乎為零。
添加水之後之原料氣體中的水分量可根據添加水之前之原料氣體之露點、及水添加部12中之水之氣化量而計算出。亦可使用傅裏葉轉換型紅外光譜儀(FTIR)測定添加水之後之原料氣體中的水分量。
如圖1所示，處理部20包含頂板21、底板22、噴出噴嘴40及抽吸嘴50。頂板21形成為水平之板狀。頂板21之沿與圖1之紙面正交之方向(以下稱為「y方向」)之寬度尺寸係稍許大於被處理基板9之y方向之寬度尺寸。頂板21係由板式加熱器所構成，兼作為後述之溫度調節機構。頂板21即板式加熱器21之外殼係由鋁等金屬所構成。較佳為於頂板21之表面中之至少下表面設置聚四氟乙烯等的高耐氟性、耐電漿性之樹脂覆膜。
底板22係形成為水平之板狀，與頂板21平行地配置於頂板21之下方。底板22之y方向(圖2之左右方向)之寬度尺寸係稍許大於被處理基板9之y方向之寬度尺寸。底板22可由鋁等金屬、或樹脂、或者玻璃板構成。於底板22由金屬所構成之情形時，較佳為於其表面中之至少上表面設置聚四氟乙烯等的高耐氟性、耐電漿性之樹脂覆膜。
噴出噴嘴40係配置於處理部20的圖1之左右方向(以下稱為「x方向」)之一端部(圖1中為右方)。如圖1及圖2所示，噴出噴嘴40形成為沿y方向較長延伸之容器狀。於噴出噴嘴40之上端面設置有噴出口41。噴出口41形成為沿y方向延伸之狹縫狀。噴出口41之沿y方向之長度係稍許大於被處理基板9之沿y方向之寬度尺寸。
噴出噴嘴40連接於底板22之x方向之一端部(圖1中為右端部)。噴出噴嘴40之上端面與底板22之上表面成為同一面。頂板21之一端部(圖1中為右端部)相比底板22向一端側(圖1中為右端側)伸出，覆蓋於噴出噴嘴40之上側。在頂板21之一端部與噴出噴嘴40之間形成有搬入口26。
抽吸嘴50係配置於處理部20之x方向之另一端部(圖1中為左端部)。抽吸嘴50形成為沿y方向較長延伸之容器狀。於抽吸嘴50之上端面開出有吸入口51。吸入口51形成為沿y方向延伸之狹縫狀。吸入口51之沿y方向之長度係稍許大於被處理基板9之沿y方向之寬度尺寸。
抽吸嘴50連接於底板22之x方向之另一端部(圖1中為左端部)。抽吸嘴50之上端面與底板22之上表面成為同一面。頂板21之另一端部(圖1中為左端部)相比底板22向另一端側伸出，覆蓋在抽吸嘴50之上側。在頂板21之另一端部與抽吸嘴50之間形成有搬出口27。
在處理部20之上側之頂板21與下側之構成部22、40、50之間，形成有處理部內空間29。於處理部內空間29之x方向之一端部(圖1中為右端部)連接有搬入口26。於處理部內空間29之x方向之另一端部(圖1中為左端部)連接有搬出口27。處理部內空間29之x方向之兩端部經由搬入出口26、27而與處理部20外部之空間相連。如圖2所示，處理部內空間29之y方向之兩端部分別藉由側壁24而封閉。
如圖1所示，處理部內空間29的自噴出口41之x方向之位置起至吸入口51之x方向之位置為止的部分構成處理空間23。處理部20的上側頂板21、下側構成部22、40、50與兩側壁24構成處理空間形成部。處理空間23經由較噴出口41位於x方向之一端側的處理部內空間29與搬入口26相連。並且，處理空間23經由較吸入口51位於x方向之另一端側的處理部內空間29與搬出口27相連。處理空間23之厚度d0 等於頂板21之下表面與底板22之上表面之間的間隔，例如d0 =5 mm~10 mm左右。
於噴出噴嘴40之下部設置有整流部42。詳細之圖示省略，整流部42包含沿y方向延伸之腔室或狹縫、或沿y方向排列之多個小孔之列等。添加水之後之上述原料氣體(CF4 +Ar+H2 O)係導入至整流部42而使其於y方向上均勻化。
於噴出噴嘴40之內部收納有電漿生成部60。電漿生成部60包含至少一對電極61、61。該等電極61、61分別沿y方向延伸。於至少一個電極61之對向面設置有固體介電質層(圖示省略)。一個電極61連接於電源(圖示省略)。另一個電極61電性接地。於一對電極61間形成大致大氣壓之電漿放電空間62。放電空間62係形成為與電極61同樣地沿y方向延伸之狹縫狀。於放電空間62內，使上述原料氣體(CF4 +Ar+H2 O)電漿化(包含分解、激發、活化、自由基化、離子化等)。藉此，原料氣體成分分解而生成包含氟化氫(HF)、COF2 等氟系反應成分之處理氣體(式1等)。上述氟系反應成分中之COF2 可進一步與水反應而轉化為氟化氫(式3)。
COF2 +H2 O→2HF+CO2 　(式3)
於本實施形態中，係以原料氣體中之H2 O幾乎全部參與氟化氫之生成反應(式1、式3)的方式設定水添加部12之添加量。因此，處理氣體中之H2 O含量為較小之實質上可忽視之程度或者為0%。
處理氣體除上述氟系反應成分以外，亦包含未分解之原料氣體成分(CF4 、Ar、H2 O)。該處理氣體自噴出口41向上方噴出。處理氣體之噴出流於y方向上均勻。
圖示省略，於抽吸嘴50上連接有抽吸泵等排氣機構。藉由驅動上述排氣機構，可將處理空間23內之氣體吸入至抽吸嘴50之吸入口51且排出。自抽吸嘴50之排氣流量大於自噴出噴嘴40之處理氣體之供給流量。相當於上述排氣流量與供給流量之差之量的外部氣體(空氣等)自搬入口26及搬出口27流入至處理部內空間29。來自於搬入口26之外部氣體經過噴出口41而流入至處理空間23內。另一方面，來自於搬出口27之外部氣體由吸入口51吸入而幾乎不會到達處理空間23中。因此，處理空間23內之處理環境成為來自於上述搬入口26之流入外部氣體與處理氣體之混合氣體。以下，只要無特別說明，則「流入外部氣體」係指自上述搬入口26流入至處理空間23內之外部氣體。
流入外部氣體通常含有水分且濕度至少超過0%。於本實施形態中，設定為自抽吸嘴50之排氣流量充分大於處理氣體之供給流量，且上述流入外部氣體之流量充分大於處理氣體之供給流量(例如10倍左右)。因此，與處理氣體之含水量極小共同作用，處理空間23內之處理環境之水蒸氣分壓與外部氣體之水蒸氣分壓大致相等。
搬送機構30係包含設置於處理部20之下部之輥軸31及搬送輥32。複數個輥軸31分別使軸線朝向寬度方向y而於x方向上隔開間隔平行排列。於各輥軸31之軸方向y上，隔開間隔而設置有複數個搬送輥32。搬送輥32之上端部通過底板22之輥孔25而較底板22之上表面向上突出，面向處理空間23內。搬送輥32自底板22上表面之突出量與被處理基板9之第2面9b與噴出口41之間的距離對應(工作距離(working distance)WD)。工作距離WD例如為WD=2 mm~10 mm左右。
搬送機構30一面水平地支持被處理基板9一面沿x方向朝向箭頭a之指向(圖1中為左方)搬送。藉此，將被處理基板9自搬入口26插入至處理空間23內，通過處理空間23內後，自搬出口27搬出。搬送機構30的被處理基板9之搬送速度較佳為0.1 m/min~20 m/min左右。搬送機構30兼作支持被處理基板9而將其配置於處理空間23內之支持機構。被處理基板9之第1面9a朝上，第2面9b朝下。
進而，大氣壓蝕刻裝置1包括調節機構。上述調節機構利用被處理基板9之第1面9a及第2面9b之溫度與處理空間23內之氟化氫與水之混合體系之凝結點的關係來調節被處理基板9之第1面9a及第2面9b之溫度。於本實施形態中，頂板21如上所述由板式加熱器所構成，其係提供為調節機構之主要要素。頂板即板式加熱器21係隔著處理空間23內之配置被處理基板9之位置而配置於噴出噴嘴40之相反側，且係接近於上述位置而配置。頂板即加熱器21之下表面與配置於上述位置之被處理基板9之第1面9a之間的距離d1 較佳為例如d1 =2 mm~10 mm左右。加熱器21之溫度可於室溫至例如50℃左右之範圍內設定。加熱器21之設定溫度係根據外部氣體之濕度、進而處理空間23內之處理環境之水蒸氣分壓、處理氣體進而處理空間23內之處理環境之氟化氫分壓等而設定。
對利用如上述般所構成之大氣壓蝕刻裝置1對被處理基板9進行淺度蝕刻之方法進行說明。
利用水添加部12向來自於氟系原料供給部之原料氣體(CF4 +Ar)中添加特定量之水蒸氣(H2 O)，而獲得加濕原料氣體。利用整流部42使該加濕原料氣體(CF4 +Ar+H2 O)於寬度方向y上均勻化後，利用電漿生成部60使之電漿化。藉此，生成含有氟化氫及水中之至少氟化氫的處理氣體。藉由調節水添加部12之水蒸氣添加量等，可調節處理氣體之氟化氫分壓及水蒸氣分壓。此處，原料氣體中之水分幾乎全部消耗於生成氟化氫，處理氣體之水蒸氣分壓實質上為0。處理氣體之溫度在室溫附近。
將該處理氣體自噴出口41噴出而供給至處理空間23內。同時，將處理空間23內之氣體抽吸至抽吸嘴50中而排出。將該排氣流量設為充分大於處理氣體供給流量。因此，充分多於處理氣體之外部氣體捲入至處理空間23內與處理氣體混合。並且，處理空間23內之處理環境(處理氣體與上述流入外部氣體之混合氣體)之水蒸氣分壓與外部氣體之水蒸氣分壓大致相等。處理環境之氟化氫分壓與處理氣體之氟化氫分壓相等。根據處理環境之氟化氫分壓及水蒸氣分壓而確定該處理環境中之氟化氫及水之凝結點。即，確定生成氫氟酸之凝結層之臨界溫度(圖11)。
被處理基板9之初期溫度通常為室溫或15℃~35℃左右。此處，所謂被處理基板9之初期溫度，係指在即將向處理部23內搬入被處理基板9之前被處理基板9之溫度。通常，在即將進行上述搬入之前，被處理基板9整體為上述初期溫度。因此，第1面9a及第2面9b為上述初期溫度。將該被處理基板9自搬入口26插入至處理空間23內，沿圖1之箭頭a之方向自處理空間23之一端側(圖1中為右端側)向另一端側(圖1中為左端側)搬送。如此，則被處理基板9覆蓋於噴出噴嘴40之上方，自噴出口41噴出之處理氣體與被處理基板9之至少第2面9b接觸。另外，擴散至處理空間23內之處理氣體之一部分與被處理基板9之第1面9a接觸。
如上所述，處理氣體之噴出溫度與被處理基板9之初期溫度均在室溫附近，兩者間之溫差較小。因此，被處理基板9之溫度幾乎不會因處理氣體之吹附而發生變化。
於搬入上述被處理基板9之前，預先將頂板即加熱器21加熱至設定溫度，並保持於該設定溫度。上述加熱器21之設定溫度係設定為高於處理環境中之氟化氫及水之凝結點，較佳為稍超出上述凝結點。例如，將上述加熱器21之設定溫度調節為較上述凝結點高0℃以上~60℃左右。該加熱器21之熱係以非接觸之方式傳遞至導入於處理空間23內之被處理基板9之第1面9a。藉此，可將第1面9a加熱至所期望溫度。上述所期望溫度係高於上述凝結點，且大致等於上述設定溫度或低於設定溫度，例如較凝結點高0℃以上~40℃。藉由減小加熱器21與被處理基板9之間之距離d1 ，可確實地對第1面9a進行加熱(溫度調節)。
加熱上述被處理基板9之第1面9a時，儘量將第2面9b之溫度維持在上述凝結點以下(例如較凝結點低0℃~10℃)，較佳為大致維持為上述初期溫度。即，儘量使來自於加熱器21之熱幾乎不傳遞至被處理基板9之第2面9b。如上所述，藉由減小上述凝結點與被處理基板9之初期溫度之差，使得只要稍加熱被處理基板9之第1面9a即可達到高於上述凝結點之設定溫度，可減少加熱器21對被處理基板9之第1面9a賦予之熱量。藉此，可抑制或阻止熱傳遞至被處理基板9之第2面9b。
亦可調節搬送機構30之搬送速度，以在熱到達至第2面9b之前將被處理基板9自處理空間23、進而搬出口27搬出。於該情形時，搬送機構30成為申請專利範圍之「調節機構」之要素。上述加熱器21之設定溫度係考慮搬送速度而設定。於搬送速度相對較快時，使加熱器21之設定溫度充分高於第1面9a之所期望溫度。藉此，可縮短第1面9a達到所期望溫度所需之時間。另一方面，藉由高速搬送，可於第2面9b之溫度高於凝結點之前將被處理基板9自搬出口27搬出。相對於此，於搬送速度相對較小時，可將加熱器21之設定溫度設為與第1面9a之所期望溫度大致相同。藉此，可避免被處理基板9之溫度高於上述所期望溫度。另一方面，於低速搬送之情形時加熱時間延長，但藉由將設定溫度設定為稍高於上述凝結點，可使第2面9b之溫度維持在上述凝結點以下。例如，於處理氣體之溫度為室溫，且第1面9a之所期望溫度為40℃~50℃之情形時，當進行搬送速度為5 mm/sec~10 mm/sec左右之高速搬送時，使加熱器21之設定溫度較第1面9a之所期望溫度高10℃~20℃左右。相對於此，進行搬送速度為1 mm/sec左右以下之低速搬送時，使加熱器21之設定溫度與第1面9a之所期望溫度大致相同。
因第2面9b之溫度在上述凝結點以下，故而當處理環境中之氟化氫蒸氣及水蒸氣接觸第2面9b時凝結而形成氫氟酸之凝結層。其結果，構成第2面9b之SiO2 等含矽物產生蝕刻反應，從而可將第2面9b輕度粗化。
另一方面，被處理基板9之第1面9a由於溫度高於上述凝結點，故而即便處理環境中之氟化氫蒸氣及水蒸氣接觸第1面9a亦不會凝結。因此，可防止於第1面9a形成凝結層。其結果，可防止第1面9a受到蝕刻，從而可將第1面9a之表面狀態保持為良好。
藉由上述大氣壓蝕刻裝置1進行粗化處理後，將被處理基板9搬送至另一表面處理裝置(未圖示)。將被處理基板9載置於該表面處理裝置之工作台上，使第2面9b接觸並吸附於工作台。由於第2面9b之粗化度較小，故而可將被處理基板9確實地吸附保持於工作台。接著，對第1面9a實施洗淨、表面改質、蝕刻、灰化、成膜等表面處理。第1面9a因於上述粗面化處理中避免了粗面化，故而可進行良好之表面處理。進而，可使藉由上述表面處理所形成之絕緣層、導電層、半導體層等各種電子元件層具有優良品質。於第1面9a之表面處理後，將被處理基板9自工作台搬出。由於第2面9b上藉由上述粗面化處理而形成有微小凹凸，故而可容易地將被處理基板9自工作台分離。其結果，可防止被處理基板9彎曲或破裂。
其次，對本發明之其他實施形態進行說明。於以下之實施形態中，對於與上述之形態重複之部分，於圖式上標註相同符號且適當省略說明。
如圖3及圖4所示，於第2實施形態之大氣壓蝕刻裝置1A中，被處理基板9之搬送機構30包含搬入用輥式輸送機33、處理用輥式輸送機34、及搬出用輥式輸送機35。各輥式輸送機33、34、35具有沿x方向(圖3之左右方向)排列之複數個輥軸31，及設置於各輥軸31之搬送輥32。搬入用輥式輸送機33係配置於較處理部20偏x方向之一端側(圖3中為右端側)，將被處理基板9搬入至處理空間23。處理用輥式輸送機34係設置於底板22之下部，搬送處理空間23內之被處理基板9。搬出用輥式輸送機35係配置於較處理部20偏x方向之另一端側(圖3中為左端側)，將被處理基板9自處理空間23搬出。
於底板22之下部，設置有用於處理用輥式輸送機34之複數個防護罩70。防護罩70與處理用輥式輸送機34之輥軸31一一對應。防護罩70形成為沿輥軸31之軸線方向y較長延伸之容器狀。各防護罩70內收容有對應之輥軸31及搬送輥32。防護罩70之上表面開口，且觸抵底板22之下表面。
防護罩70可由鋁等金屬構成，亦可由氯乙烯等樹脂構成。亦可於防護罩70之內面設置聚四氟乙烯等高耐氟性、耐電漿性之樹脂覆膜。
如圖4所示，處理用輥式輸送機34之輥軸31貫通防護罩70之長度方向兩側的端壁74。於端壁74設置有氣密軸承75。氣密軸承75以可旋轉之方式支持輥軸31。並且，氣密軸承75將輥軸31與端壁74之間氣密地密封。氣密軸承75之構成構件較佳為由聚四氟乙烯等高耐氟性、耐電漿性之樹脂所構成。
防護罩70之內部經由輥孔25僅與處理空間23連通。
根據第2實施形態，可防止大氣壓蝕刻裝置1A下方之外部氣體(空氣等)通過輥孔25而導入至處理空間23內。又，當處理空間23之處理氣體通過輥孔25向底板22之下側洩漏時，可將該處理氣體密閉於防護罩70之內部。因此，可防止處理氣體向外部洩漏。
第2實施形態之抽吸嘴50係配置於底板22之x方向之中間部。頂板21及底板22較抽吸嘴50向x方向之另一端側(圖3中為左端側)即基板9之搬送方向之下游側伸出。可僅將頂板21中的對應噴出噴嘴40與抽吸嘴50之間的部分作為調節機構而保持為設定溫度，亦可將整個頂板21作為調節機構而保持為設定溫度。
圖5及圖6係表示本發明之第3實施形態者。本實施形態之大氣壓蝕刻裝置1B不具有底板22。藉由噴出噴嘴40之整個上表面與頂板21之下表面而形成處理空間23。於處理空間23內存在包含HF蒸氣及水蒸氣之處理環境。藉由調節噴出噴嘴40之x方向之長度，可調節處理空間23之長度，進而可增加或減少被處理基板9與處理環境接觸之處理時間。其結果，可將第2面9b之蝕刻量調節為所期望之量。
如圖5所示，大氣壓蝕刻裝置1B包括氣體抽吸系統80。氣體抽吸系統80包含抽吸泵81及一對輔助板82、84。一對輔助板82、84係夾持噴出噴嘴40而垂直地配置於x方向之兩側。輔助板82、84之上端部以與噴出噴嘴40之上表面位於同一面之方式對齊。輔助板82、84之厚度例如為幾mm~十幾mm左右，此處為5 mm左右。
如圖6所示，搬入側(圖中為右側)之輔助板82沿噴出噴嘴40之搬入側之外面於與x方向正交之y方向上延伸。如圖5及圖6所示，於輔助板82與噴出噴嘴40之搬入側之外面之間形成有抽吸路徑83。抽吸路徑83之下端部連接於抽吸泵81。抽吸路徑83之上端部(吸入口)與處理空間23之搬入側之端部相連。抽吸路徑83之吸入口於x方向之開口寬度例如為幾mm~幾十mm左右，此處為10 mm左右。
於抽吸路徑83之吸入口附近配置有搬入口26。搬入口26係藉由輔助板82之上端部與頂板21之搬入側之端部所形成。搬入口26與處理空間23之搬入側之端部相連，並且與抽吸路徑83相連。
如圖6所示，搬出側(圖中為左側)之輔助板84沿噴出噴嘴40之搬出側之外面於y方向上延伸。如圖5及圖6所示，於輔助板84與噴出噴嘴40之搬出側之外面之間形成有抽吸路徑85。抽吸路徑85之下端部連接於抽吸泵81。抽吸路徑85之上端部(吸入口)與處理空間23之搬出側之端部相連。抽吸路徑85之吸入口於x方向之開口寬度例如為幾mm~幾十mm左右，此處為10 mm左右。
於抽吸路徑85之吸入口附近配置有搬出口27。搬出口27係藉由輔助板84之上端部與頂板21之搬出側之端部所形成。搬出口27與處理空間23之搬出側之端部相連，並且與抽吸路徑85相連。
如圖6所示，於處理部20之寬度方向y之兩端部分別設置有端壁86。端壁86將抽吸路徑83、85之寬度方向y之兩端部封閉。
於第3實施形態之大氣壓蝕刻裝置1B中，對被處理基板9之第2面9b進行淺度蝕刻時，將電漿化之處理氣體g1自噴出口41噴出至處理空間23內。同時，驅動氣體抽吸系統80之抽吸泵81，自抽吸路徑83、85抽吸氣體。如圖7(a)所示，於處理空間23內未導入有被處理基板9之狀態下，處理氣體g1於處理空間23內的噴出口41之正上方部分分流為流向搬入側(圖中為右側)之氣流與流向搬出側(圖中為左側)之氣流。流向搬入側之處理氣體自處理空間23之搬入側之端部被吸入至抽吸路徑83中。流向搬出側之處理氣體自處理空間23之搬出側之端部被吸入至抽吸路徑85中。
進而，藉由氣體抽吸系統80之氣體抽吸，外部氣體進入至搬入口26中。該外部氣體自搬入口26被吸入至抽吸路徑83中。同樣地，外部氣體亦進入至搬出口27中。該外部氣體自搬出口27被吸入至抽吸路徑85中。因此，外部氣體幾乎不會流入至噴出噴嘴40之上表面與頂板21之間的處理空間23中。因此，處理空間23內之處理環境之氣體組成與電漿化後之處理氣體本身之組成大致相同。即，處理空間23內之HF分壓及水蒸氣分壓與處理氣體本身之HF分壓及水蒸氣分壓大致相等。因此，即便外部氣體之濕度或溫度等產生變動，處理空間23內之HF分壓及水蒸氣分壓亦幾乎不變動。
如圖7(b)所示，當將被處理基板9之端部搬入至搬入口26時，搬入口26之開口面積變狹小，流通阻力增大，因此自搬入口26流入之外部氣體g2之流量降低或流速增大。該流入外部氣體g2包含通過較被處理基板9之上側之外部氣體g2a、與通過較第2面9b之下側之外部氣體g2b。其中，下側之流入外部氣體g2b自搬入口26立即被吸入至抽吸路徑83中。因此，下側之流入外部氣體g2b幾乎不會進入至處理空間23中。
於被處理基板9之端部位於搬入口26之狀態下，上側之流入外部氣體g2a沿被處理基板9之端面繞至下方後被吸入至抽吸路徑83中。因此，上側之流入外部氣體g2a亦幾乎不會進入至處理空間23中。因此，將被處理基板9之端部自搬入口26搬入時，即便流入外部氣體g2之流量及流速產生變動，亦可抑制或防止處理空間23內之氣體組成變動。
如圖7(c)所示，被處理基板9稍後覆蓋於抽吸路徑83上。若形成為該狀態，則對於處理空間23內之較被處理基板9位於上側的部分(以下稱為「第1處理空間部23a」)，氣體抽吸系統80之抽吸力發揮之作用微弱，外部氣體g2a之吸入流量減少。上側之外部氣體g2a可利用與被處理基板9之上表面之黏性而流入至搬入口26內，但其流入量與由抽吸系統80抽吸時(圖7(a)~(b))相比非常小。因此，頂板21與被處理基板9之間之處理環境係維持為與處理氣體本身大致相同之氣體組成。
來自於被處理基板9之下側之外部氣體g2b之流入量增大與上側之外部氣體g2a減少之流入量相應的量。但即便流量增大，流入外部氣體g2b亦幾乎全部立即被吸入至抽吸路徑83中。因此，外部氣體g2b幾乎不會進入至處理空間23內，被處理基板9與噴出噴嘴40之間的處理空間(以下稱為「第2處理空間部23b」)之處理環境係維持為與處理氣體本身大致相同之氣體組成。
如上所述之外部氣體流入之變動亦同樣地產生於將被處理基板9自處理空間23中搬出之時。於該情形時，自搬出口25流入之外部氣體之流量及流速產生變動。來自於該搬出口25之流入外部氣體幾乎全部被吸入至抽吸路徑85中。因此，於搬出之時，儘管流入外部氣體之流量或流速產生變動，處理空間23內之氣體組成亦維持為大致固定之組成。
如此，於蝕刻裝置1B中，即便通過搬入口26及搬出口27而流入至處理空間23之外部氣體g2之流量或流速隨著被處理基板9之搬入及搬出而產生變動，亦可將處理空間23內之處理環境之氣體組成、進而HF分壓及水蒸氣分壓分別維持為與處理氣體本身大致相同。其結果，可防止第2面9b之蝕刻處理變得不均勻。又，可防止頂板21與被處理基板9之間的處理環境之濕度上升，從而可防止於第1面9a形成凝結層。因此，可避免第1面9a亦受到蝕刻。即便相對於處理氣體、進而處理空間23內之處理環境之濕度而言，外部氣體之濕度非常高時，亦可確實地防止於第1面9a形成凝結層，從而可確實地避免第1面9a受到蝕刻。
再者，如後所述，於圖7(c)之狀態下，即便有外部氣體g2a捲入至第1處理空間部23a之情形時，亦可藉由控制該捲入量等而僅將第2面9b粗化。
本發明不限定於上述實施形態，可於不脫離其主旨之範圍內進行各種改變。
例如，於上述實施形態中，第1面9a係應設置電子元件之主面，應進行粗化(蝕刻)之第2面9b為背面，但亦可第1面9a為背面，應進行粗化(蝕刻)之第2面9b為應設置電子元件之主面。第1面與第2面兩者均可為設置電子元件之面。被處理基板不限於玻璃，亦可為半導體晶圓等。進而，被處理基板不限於形成電子元件之基板或半導體裝置用之基板。
蝕刻對象之含矽物不限於SiO2 ，亦可為SiN、Si、SiC、SiOC等。
亦可於被處理基板9上形成含有含矽物之膜，本發明裝置1亦可為蝕刻上述膜者。
被處理基板9之第1面9a及第2面9b之溫度調節機構亦可為板式加熱器以外之電熱加熱器、熱媒加熱器、或輻射加熱器。作為熱媒加熱器，例如頂板21亦可具有流通溫度經調整之水等熱媒之熱媒流路、或積蓄上述熱媒之蓄積室。亦可對蓄積室中所積蓄之熱媒進行加熱等而進行溫度調節。於第1實施形態中，可對整個頂板21進行溫度調節，亦可對頂板21之一部分(例如中央部或一端部等)局部地進行溫度調節。溫度調節機構(加熱器)可與頂板21分開而單獨設置，由溫度調節機構(加熱器)對頂板21進行加熱後，經由頂板21對被處理基板9之第1面9a進行加熱。
可冷卻被處理基板之第2面9b，藉此將第2面9b之溫度調節為低於上述凝結點之所期望溫度。例如，可於底板22設置流通冷水等冷卻介質之介質流路，冷卻底板22，藉此冷卻被處理基板之第2面9b。於該情形時，第2面9b之上述冷卻機構成為申請專利範圍之「調節機構」之要素。較佳為利用冷卻機構將第2面9b之溫度調節為較上述凝結點低0℃~10℃。
亦可調節裝置1周圍之濕度，進而調節處理環境中之水蒸氣分壓。於該情形時，裝置1周圍之濕度調節機構成為申請專利範圍之「調節機構」之要素。
可使處理氣體含有一定程度之水分。亦可使處理環境中之水蒸氣分壓較大程度地依存於水添加部12之水添加量。於該情形時，水添加部12成為申請專利範圍之「調節機構」之要素。
電漿生成部60可設置於噴出噴嘴40之外部，亦可設置為離開噴出噴嘴40。可利用電漿生成部60將原料氣體電漿化而生成處理氣體後，將該處理氣體輸送至噴出噴嘴40。
處理氣體並不限於藉由電漿化而形成者。例如，亦可準備儲存有作為處理氣體源之氟化氫水溶液之槽，使上述氟化氫水溶液氣化後輸送至噴出噴嘴40。
處理氣體亦可包含臭氧等氧化成分。臭氧可利用臭氧發生器或氧電漿生成裝置而生成。
被處理基板9之狀態並不限於水平，亦可為鉛垂，亦可相對於水平或鉛垂傾斜。
亦可使被處理基板9之第2面朝上，第1面朝下。可將溫度調節機構(加熱器)配置於被處理基板9之下側，將噴出噴嘴40配置於被處理基板9之上側，將處理氣體自被處理基板9之上方吹附至被處理基板9。
被處理基板9不限於沿x方向之箭頭a之指向單程移動，亦可於處理空間23內往返移動。
亦可將支持被處理基板9之支持機構與搬送機構30分開設置。亦可利用支持機構固定被處理基板9之位置，利用搬送機構移動處理部20。並不限於一面使被處理基板9與處理部20彼此相對移動一面進行蝕刻處理，亦可於被處理基板9與處理部20之相對位置固定之狀態下進行蝕刻處理。
[實施例1]
對實施例進行說明。本發明當然不限定於以下之實施例。
於實施例1中，使用與圖1及圖2實質上相同之大氣壓蝕刻裝置1。
使用玻璃基板作為被處理基板9，分別於第1面9a及第2面9b被覆SiN(含矽物)之膜。
被處理基板9之尺寸如下所示。
沿x方向之長度：670 mm
y方向之寬度：550 mm
厚度：0.7 mm
大氣壓蝕刻裝置1之尺寸構成如下所示。
底板22之沿x方向之長度：0.3 m
處理空間23之上下方向之厚度：d0 =8 mm
處理空間23之y方向之寬度：600 mm
工作距離：WD=4 mm
頂板即板式加熱器21之下表面與被處理基板9之上表面的距離：d1 =4 mm
原料氣體之組成如下所示。
Ar：8.7 slm
CF4 ：0.3 slm
H2 O：0.19 sccm
利用整流部42將上述原料氣體電漿化而生成處理氣體。因此，處理氣體之流量稍多於9 sccm。
電漿生成條件如下所示。
電極間間隔：1 mm
電極間電壓：Vpp=12.8 kV
電極間電壓之頻率：25 kHz(脈衝波)
供給電力：脈衝轉換前之直流電壓=370 V、電流=9.4 A
自吸入口51之排氣量係設為500 slm。藉此，自搬入口26導入至處理空間23中之外部氣體約為120 slm。
處理氣體、進而處理空間23內之處理環境之氟化氫分壓為6.2 Torr。
裝置周圍為大氣壓，裝置周圍之溫度(室溫)為25℃，相對濕度約為30%。如圖11所示，與該相對濕度對應之水蒸氣分壓為7.1 Torr。又，該處理環境中之氟化氫及水之凝結點約為27℃。
被處理基板9搬入至處理空間23前之初期溫度為25℃。
沿x方向之箭頭a之指向搬送被處理基板9使其通過處理空間23。被處理基板9通過處理空間23之次數(掃描次數)為1次。
被處理基板9之搬送速度係設為4 m/min。
自噴出噴嘴40噴出處理氣體係自將被處理基板9搬入至處理空間23之前開始，且持續進行至將被處理基板9搬出處理空間23為止。
將頂板即板式加熱器21保持為設定溫度，進而調節第1面9a之溫度。加熱器21之設定溫度係25℃、30℃、35℃、45℃四個溫度。
於25℃下，於頂板21之下表面形成結露。於30℃、35℃、45℃下，於頂板21之下表面未形成結露。再者，若自25℃開始加熱頂板21，則加熱至27℃~28℃時結露消失。
對處理後之被處理基板9，測定第1面9a上之SiN膜及第2面9b上之SiN膜之蝕刻速率。測定位置係設為被處理基板9之各面9a、9b之x方向之中央部的在寬度方向y上隔開1 mm間隔之部位。對於每個測定位置，用蝕刻深度除以掃描次數，從而求出每一次掃描(單程搬送1次)之蝕刻量(nm/scan)。進而，求出各面9a、9b之上述各測定位置之蝕刻速率的平均值。
圖8係表示上述平均蝕刻速率者。如圖8所示，於加熱器設定溫度為25℃時，不僅第2面9b之SiN膜受到蝕刻，第1面9a 之SiN膜亦受到與第2面9b側相同程度之蝕刻。
於加熱器設定溫度為30℃時，可確認：第2面9b之SiN膜獲得充分之蝕刻量，相對於此，第1面9a之SiN膜之蝕刻量變得極小，SiN膜幾乎未受到蝕刻。
加熱器設定溫度為35℃及45℃之時亦與30℃之時相同，第2面9b之SiN膜獲得充分之蝕刻量，相對於此，第1面9a之SiN膜幾乎未受到蝕刻。
由以上之結果可確認：藉由使第1面9a之溫度高於處理環境中之氟化氫及水之凝結點，且使第2面9b之溫度低於上述凝結點，可一面抑制或防止第1面9a受到蝕刻，一面蝕刻第2面9b。
圖9及圖10係各面9a、9b之上述各測定位置之蝕刻速率，表示寬度方向y上之蝕刻速率之分佈。如圖9(a)所示，當加熱器設定溫度為25℃時，第1面9a、第2面9b之蝕刻速率均根據寬度方向y之位置而產生較大之不均勻。造成不均勻之因素亦可考慮搬送輥33之影響。搬送輥33之配置位置為圖9及圖10之橫軸上之-35 mm、0 mm、35 mm之各位置。
相對於此，如圖9(b)所示，當加熱器設定溫度為30℃時，第1面9a、第2面9b之蝕刻速率均大致均勻。
如圖10(a)及圖10(b)所示，加熱器設定溫度為35℃及45℃之時亦與30℃之時相同，第1面9a、第2面9b之蝕刻速率均大致均勻。
由以上之結果可明白：藉由使第1面9a之溫度高於處理環境中之氟化氫及水之凝結點，不僅可抑制第1面9a之蝕刻，亦可提高第1面9a及第2面9b之蝕刻均勻性。
進而，如圖11所示，基於HF水溶液之氣液平衡曲線，計算出HF-H2 O體系根據溫度而改變之凝結條件並製成圖。於該圖中，水平之虛線係表示相對濕度(% RH)，對應處理環境之H2 O分壓。於該圖中，與實施例1之處理環境之H2 O分壓(7.1 Torr(相對濕度30%))及HF分壓(6.2 Torr)對應之點A相對於25℃之氣液平衡曲線而言位於氣相側，相對於30℃以上之氣液平衡曲線而言位於液相側。因此，可確認實施例1之結果與理論上之計算資料相符合。因此，設定處理條件時，使用圖11所例示之圖，以處理環境之HF分壓及H2 O分壓所對應的上述圖上之點相較於室溫或被處理基板9之初期溫度所對應之氣液平衡曲線而言位於氣相側，且相較於加熱器設定溫度所對應之氣液平衡曲線而言位於液相側的方式，來設定上述加熱器設定溫度或處理氣體參數(原料氣體成分之流量、水蒸氣之添加量等)即可。
圖12係第3實施形態(圖5~圖7)之蝕刻裝置1B中之HF-H2 O體系之凝結條件的圖。於蝕刻裝置1B中，因外部氣體幾乎未進入至處理空間23內，故而處理環境之氣體組成與電漿化後之處理氣體之氣體組成大致相同。加濕後之氟系原料氣體即電漿化前之處理氣體(CF4 +Ar+H2 O)之H2 O分壓例如為10.8 Torr(圖12之一點鏈線L1)。該處理氣體中之水藉由電漿化而分解。因此，電漿化後之處理氣體之H2 O分壓與電漿化前相比下降，例如變成8.1 Torr(圖12之虛線L2)。進而，電漿化後之處理氣體之HF分壓例如為4.2 Torr(圖12之虛線L3)。虛線L2與虛線L3之交點B表示電漿化後之處理氣體之HF及H2 O分壓，進而表示處理空間23內之處理環境之HF及H2 O分壓。因此，被處理基板9之第2面9b之溫度只要為點B之溫度以下例如25℃左右，即於第2面9b上形成氫氟酸之凝結層，藉此可確實地蝕刻第2面9b。並且，只要藉由加熱器21將被處理基板9之第1面9a之溫度加熱為高於點B之溫度例如30℃左右，即可避免於第1面9a形成凝結層，從而可確實地防止第1面9a受到蝕刻。
再者，即便不藉由加熱器21將被處理基板9之第1面9a之溫度加熱為高於點B之溫度，亦可防止第1面9a受到蝕刻。以處理環境之氣體組成如上述圖12之點B所示，且處理環境之溫度為25℃之情形為例進行說明。
於圖5所示之第3實施形態中，擴大加熱器21之下表面與被處理基板9之第1面9a之距離。處理空間23之環境為點B所示之條件，藉由被處理基板9自搬入口26進入至處理空間23，外部氣體捲入。然而，藉由噴出之處理氣體、以及由搬入側之抽吸路徑83之於處理空間前進行之排氣，外部氣體未進入至第2面9b與噴出噴嘴40之上表面之間的第2處理空間部23b。另一方面，外部氣體進入至第1面9a與加熱器21之間的第1處理空間部23a。如此，則第1處理空間部23a之HF分壓下降，處理環境之分壓組成自點B變化為跨過25℃之氣液平衡曲線的氣相側。因此，不會於第1面9a形成凝結層，第1面9a不會受到蝕刻。
如此，藉由適當地調整加熱器21之下表面與被處理基板9之第1面9a之距離，控制由被處理基板9引起的外部氣體向第1處理空間部23a中之捲入量，可使得即便不利用加熱器21進行加熱亦可僅對第2面9b進行粗化。此時，外部氣體較佳為濕度低於處理氣體。
[產業上之可利用性]
本發明例如可應用於平板顯示器等半導體裝置之製造。
1、1A、1B．．．大氣壓蝕刻裝置
9．．．被處理基板
9a．．．第1面
9b．．．第2面
10．．．原料氣體供給機構
11．．．氟系原料供給部
12．．．水添加部
20．．．處理部
21．．．頂板
22．．．底板
23．．．處理空間
23a．．．第1處理空間部
23b．．．第2處理空間部
24．．．側壁
25．．．輥孔
26．．．搬入口
27．．．搬出口
29．．．處理部內空間
30．．．搬送機構
31．．．輥軸
32．．．搬送輥
33．．．搬入用輥式輸送機
34．．．處理用輥式輸送機
35．．．搬出用輥式輸送機
40．．．噴出噴嘴
41．．．噴出口
42．．．整流部
50．．．抽吸嘴
51．．．吸入口
60．．．電漿生成部
61．．．電極
62．．．放電空間
70．．．防護罩
74、86．．．端壁
75．．．氣密軸承
80．．．氣體抽吸系統
81．．．抽吸泵
82、84．．．輔助板
83、85．．．抽吸路徑
a．．．箭頭
d0 ．．．處理空間23之厚度
d1 ．．．頂板即板式加熱器21之下表面與被處理基板9之上表面的距離
g1．．．處理氣體
g2、g2a、g2b．．．外部氣體
WD．．．工作距離
圖1係表示本發明之第1實施形態之大氣壓蝕刻裝置之側視剖面圖。
圖2係上述大氣壓蝕刻裝置之處理部沿圖1之II-II線之前視剖面圖。
圖3係表示本發明之第2實施形態之大氣壓蝕刻裝置之側視剖面圖。
圖4係上述第2實施形態之大氣壓蝕刻裝置沿圖3之IV-IV線之前視剖面圖。
圖5係表示本發明之第3實施形態之大氣壓蝕刻裝置之側視剖面圖。
圖6係上述第3實施形態之大氣壓蝕刻裝置之處理部沿圖5之VI-VI線之俯視剖面圖。
圖7係表示上述第3實施形態中搬送被處理基板時之氣流變動之側視圖，(a)係未搬入被處理基板之狀態，(b)係被處理基板之端部位於搬入口之狀態，(c)係被處理基板已搬入至處理空間之內部之狀態。
圖8係表示實施例1中各加熱器設定溫度下之第1面及第2面之蝕刻速率之圖。
圖9(a)係表示實施例1中當加熱器設定溫度為25℃時第1面及第2面之蝕刻速率於基板寬度方向上之分佈之圖。
圖9(b)係表示實施例1中當加熱器設定溫度為30℃時第1面及第2面之蝕刻速率於基板寬度方向上之分佈之圖。
圖10(a)係表示實施例1中當加熱器設定溫度為35℃時第1面及第2面之蝕刻速率於基板寬度方向上之分佈之圖。
圖10(b)係表示實施例1中當加熱器設定溫度為45℃時第1面及第2面之蝕刻速率於基板寬度方向上之分佈之圖。
圖11係表示HF及H2 O於各溫度下之凝結條件之圖。
圖12係表示以第3實施形態之蝕刻裝置為例的HF及H2 O於各溫度下之凝結條件之圖。
1．．．大氣壓蝕刻裝置
9．．．被處理基板
9a．．．第1面
9b．．．第2面
10．．．原料氣體供給機構
11．．．氟系原料供給部
12．．．水添加部
20．．．處理部
21．．．頂板
22．．．底板
23．．．處理空間
25．．．輥孔
26．．．搬入口
27．．．搬出口
29．．．處理部內空間
30．．．搬送機構
31．．．輥軸
32．．．搬送輥
40．．．噴出噴嘴
41．．．噴出口
42．．．整流部
50．．．抽吸嘴
51．．．吸入口
60．．．電漿生成部
61．．．電極
62．．．放電空間
a．．．箭頭
d0 ．．．處理空間23之厚度
d1 ．．．頂板即板式加熱器21之下表面與被處理基板9之上表面的距離
WD．．．工作距離

Claims (7)

  1. 一種蝕刻方法，其特徵在於：其係於接近大氣壓之壓力下，對含有含矽物且具有第1面與該第1面之背面側之第2面的被處理基板進行蝕刻者，該方法係將上述被處理基板配置於含有氟化氫蒸氣及水蒸氣之處理環境中，並且以上述第1面之溫度高於上述處理環境之氟化氫及水之凝結點，且上述第2面之溫度在上述凝結點以下之方式進行調節。
  2. 如請求項1之蝕刻方法，其中上述第1面之溫度較上述凝結點高0℃以上~40℃。
  3. 如請求項1之蝕刻方法，其中上述第2面之溫度較上述凝結點低0℃~10℃。
  4. 如請求項1至3中之任一項之蝕刻方法，其中自與存在上述處理環境之處理空間相連之搬入口將上述被處理基板搬入至上述處理空間中，自與上述處理空間相連之搬出口將上述被處理基板搬出，且於上述搬入口附近及上述搬出口附近抽吸氣體。
  5. 一種蝕刻裝置，其特徵在於：其係在接近大氣壓之壓力且濕度超過0%之處理空間內，對含有含矽物且具有第1面及該第1面之背面側之第2面的被處理基板進行蝕刻者，其包括：噴出噴嘴，其係將含有氟化氫及水中之至少氟化氫的處理氣體供給至上述處理空間內，使其接觸上述被處理基板之至少上述第2面；及調節機構，其係以上述第1面之溫度高於上述處理空間中的氟化氫及水之凝結點，且上述第2面之溫度在上述凝結點以下之方式進行調節。
  6. 如請求項5之蝕刻裝置，其中上述調節機構包含加熱器，該加熱器係隔著上述處理空間中之配置上述被處理基板之位置而於上述噴出噴嘴之相反側接近上述位置而配置，且上述加熱器之設定溫度較上述凝結點高0℃以上~60℃。
  7. 如請求項5或6之蝕刻裝置，其中上述調節機構將上述第2面之溫度調節為較上述凝結點低0℃~10℃。
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