專(zhuān)利名稱(chēng)：等離子體處理裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進(jìn)行將熱等離子體向基材照射來(lái)處理基材的熱等離子體處理、或者將反應(yīng)氣體所產(chǎn)生的等離子體或等離子體和反應(yīng)氣體流同時(shí)向基材照射來(lái)處理基材的低溫等離子體處理等等離子體處理的等離子體處理裝置及方法。
背景技術(shù)：
目前，多晶硅(poly-Si)等半導(dǎo)體薄膜廣泛利用在薄膜晶體管(TFT=Thin FilmTransistor)或太陽(yáng)能電池中。尤其是poly-SiTFT具有載體移動(dòng)度高且能夠在玻璃基板這樣的透明的絕緣基板上制作的特征。有效地利用該特征，而將Poly-SiTFT廣泛用于例如構(gòu)成液晶顯示裝置、液晶投影儀或有機(jī)EL顯示裝置等的像素電路的開(kāi)關(guān)元件、或者液晶驅(qū)動(dòng)用驅(qū)動(dòng)器的電路元件。
作為在玻璃基板上制作高性能的TFT的方法，已知有通常稱(chēng)作“高溫工藝”的制造方法。在TFT的制造工藝中，將工序中使用最高溫度為1000°C左右的高溫的工藝通常稱(chēng)作“高溫工藝”。高溫工藝的特征除了能夠利用硅的固相生長(zhǎng)來(lái)形成比較優(yōu)質(zhì)的多晶硅膜之夕卜，還具有能夠利用硅的熱氧化來(lái)獲得優(yōu)質(zhì)的柵極絕緣層、及能夠形成清潔的多晶硅與柵極絕緣層的界面這些優(yōu)點(diǎn)。在高溫工藝中，通過(guò)上述特征，能夠穩(wěn)定地制造出高移動(dòng)度且可靠性高的高性能TFT。另一方面，由于高溫工藝是利用固相生長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行硅膜的結(jié)晶化的工藝，因此需要在600°C左右的溫度下進(jìn)行48小時(shí)左右的長(zhǎng)時(shí)間的熱處理。這是時(shí)間非常長(zhǎng)的工序，為了提高工序的生產(chǎn)率而必然需要多個(gè)熱處理爐，因此存在難以低成本化這樣的課題。此外，由于作為耐熱性高的絕緣性基板來(lái)說(shuō)不得不使用石英玻璃，因此基板的成本高，無(wú)法面向大面積化。另一方面，將工序中的最高溫度降低且用于在廉價(jià)的大面積的玻璃基板上制造poly-SiTFT的技術(shù)是被稱(chēng)作“低溫工藝”的技術(shù)。在TFT的制造工藝中，在最高溫度為大約600°C以下的溫度環(huán)境下在比較廉價(jià)的耐熱性的玻璃基板上制造poly-SiTFT的工藝通常被稱(chēng)作“低溫工藝”。在低溫工藝中，廣泛使用由振蕩時(shí)間極短的脈沖激光來(lái)進(jìn)行硅膜的結(jié)晶化的激光結(jié)晶化技術(shù)。激光結(jié)晶化是指如下技術(shù)通過(guò)向基板上的硅薄膜照射高輸出的脈沖激光而使硅薄膜瞬間熔融，利用該熔融了的硅薄膜在凝固的過(guò)程中結(jié)晶化的性質(zhì)。然而，該激光結(jié)晶化技術(shù)中存在幾個(gè)大的課題。一個(gè)是在通過(guò)激光結(jié)晶化技術(shù)形成的多晶硅膜的內(nèi)部局部存在的大量的俘獲能級(jí)。由于這些俘獲能級(jí)的存在，本來(lái)應(yīng)該因電壓的施加而在能動(dòng)層移動(dòng)的載體被俘獲，無(wú)法有助于電傳導(dǎo)，帶來(lái)TFT的移動(dòng)度降低、閾值電壓的增大這樣的惡劣影響。進(jìn)而，由于激光輸出的限制，還存在玻璃基板的尺寸受到限制這樣的課題。為了提高激光結(jié)晶化工序的生產(chǎn)率，需要增加能夠一次結(jié)晶化的面積。然而，由于目前的激光輸出存在限制，因此在第七代(1800_X2100mm)這樣的大型基板上采用該結(jié)晶化技術(shù)時(shí)，為了對(duì)一片基板進(jìn)行結(jié)晶化而需要長(zhǎng)時(shí)間。另外，激光結(jié)晶化技術(shù)通常使用成形為線狀的激光，通過(guò)掃描該激光來(lái)進(jìn)行結(jié)晶化。由于激光輸出存在限制，因此該線束比基板的寬度短，為了對(duì)基板整面進(jìn)行結(jié)晶化，需要將激光多次分別掃描。由此，在基板內(nèi)產(chǎn)生線束的接縫的區(qū)域，形成被二次掃描的區(qū)域。該區(qū)域與在一次掃描下結(jié)晶化的區(qū)域相比，結(jié)晶性大不相同。因此兩者的元件特性大不相同，這成為導(dǎo)致設(shè)備的偏差的要因。最后，由于激光結(jié)晶化裝置的裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜且消耗部件的成本高，因此存在裝置成本及運(yùn)行成本高這樣的課題。由此，使用由激光結(jié)晶化裝置結(jié)晶化了的多晶硅膜的TFT會(huì)成為制造成本高的元件。為了克服這樣的基板尺寸的限制及裝置成本高這些課題，研究了稱(chēng)作“熱等離子體流結(jié)晶化法”的結(jié)晶化技術(shù)(例如參照非專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。以下，對(duì)本技術(shù)簡(jiǎn)單地進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)使鎢(W)陰極與水冷了的銅(Cu)陽(yáng)極對(duì)置并施加DC電壓時(shí)，在兩極間產(chǎn)生電弧放電。通過(guò)在該電極間在大氣壓下使氬氣體流動(dòng)，由此從銅陽(yáng)極上開(kāi)設(shè)的噴出孔噴出熱等離子體。熱等離子體是指熱平衡等離子體，是指離子、電子及中性原子等的溫度大致相等且它們的溫度具有10000K左右的超高溫的熱源。因此，熱等離子體能夠?qū)⒈粺嵛矬w容易地加熱至高溫，通過(guò)將超高溫的熱等離子體前面相對(duì)于堆積有a-Si膜的基板高速掃描，由此使a-Si膜結(jié)晶化。 這樣，由于裝置結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單且在大氣壓下進(jìn)行結(jié)晶化工藝，因此無(wú)需用腔室等高價(jià)的構(gòu)件來(lái)覆蓋裝置，可以期待裝置成本極其低廉。另外，由于結(jié)晶化需要的是氬氣體、電力和冷卻水，因此是運(yùn)行成本也低廉的結(jié)晶化技術(shù)。圖16是用于說(shuō)明使用了該熱等離子體的半導(dǎo)體膜的結(jié)晶化方法的示意圖。在圖16中，熱等離子體發(fā)生裝置31構(gòu)成為具備陰極32和與該陰極32離開(kāi)規(guī)定距離而對(duì)置配置的陽(yáng)極33。陰極32例如由鎢等導(dǎo)電體構(gòu)成。陽(yáng)極33例如由銅等導(dǎo)電體構(gòu)成。另外，陽(yáng)極33中空地形成，通過(guò)使水通過(guò)該中空部分而能夠冷卻該陽(yáng)極33。另外，在陽(yáng)極33上設(shè)置有噴出孔(噴嘴)34。當(dāng)在陰極32與陽(yáng)極33之間施加直流(DC)電壓時(shí)，在兩極間產(chǎn)生電弧放電。在該狀態(tài)下，通過(guò)在大氣壓下使氬氣體等氣體在陰極32與陽(yáng)極33之間流動(dòng)，由此能夠從上述的噴出孔34噴出熱等離子體35。這里，“熱等離子體”是指熱平衡等離子體，是指離子、電子及中性原子等的溫度大致相等且它們的溫度具有10000K左右的超聞溫的熱源?？梢詫⑦@樣的熱等離子體利用在用于半導(dǎo)體膜的結(jié)晶化的熱處理中。具體而言，預(yù)先在基板36上形成半導(dǎo)體膜37 (例如無(wú)定形硅膜)，使熱等離子體(熱等離子體流)35與該半導(dǎo)體膜37接觸。此時(shí)，熱等離子體35沿著與半導(dǎo)體膜37的表面平行的第一軸(在圖示的例中為左右方向)相對(duì)地移動(dòng)并同時(shí)與半導(dǎo)體膜37接觸。即，熱等離子體35沿著第一軸向掃描并同時(shí)與半導(dǎo)體膜37接觸。這里，“相對(duì)地移動(dòng)”是指使半導(dǎo)體膜37(及支承該半導(dǎo)體膜37的基板23)和熱等離子體35相對(duì)地移動(dòng)，僅使一方移動(dòng)的情況和使兩者一起移動(dòng)的情況均包含在內(nèi)。通過(guò)這樣的熱等離子體35的掃描，半導(dǎo)體膜37被熱等離子體35所具有的高溫加熱，從而獲得結(jié)晶化了的半導(dǎo)體膜38(在本例中為多晶硅膜)(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。圖17是表示距最表面的深度和溫度的關(guān)系的概念圖。如圖17所示，通過(guò)使熱等離子體35在基板36上高速地移動(dòng)，由此能夠僅對(duì)基板36的表面附近在高溫下進(jìn)行處理。熱等離子體35通過(guò)后，被加熱了的區(qū)域迅速地冷卻，因此表面附近在極短時(shí)間內(nèi)變成高溫。這樣的熱等離子體通常在點(diǎn)狀區(qū)域產(chǎn)生。熱等離子體通過(guò)來(lái)自陰極32的熱電子放出來(lái)維持，在等離子體密度高的位置處熱電子放出更為頻繁，因此正的反饋?zhàn)饔?，而使等離子體密度越來(lái)越高。即，電弧放電會(huì)集中在陰極的一點(diǎn)處產(chǎn)生，熱等離子體在點(diǎn)狀區(qū)域產(chǎn)生。在半導(dǎo)體膜的結(jié)晶化等想要對(duì)平板狀的基材均勻地進(jìn)行處理的情況下，需要使點(diǎn)狀的熱等離子體遍及基材整體地掃描，但對(duì)于構(gòu)筑減少掃描次數(shù)而能夠在更短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理的工藝來(lái)說(shuō)，增大熱等離子體的照射區(qū)域是有效的。因此，目前，研究了使熱等離子體大面積地產(chǎn)生的技術(shù)。對(duì)例如通過(guò)等離子體噴槍的外噴嘴噴射的等離子體流而言，開(kāi)發(fā)出在與外噴嘴的中心軸線交叉的方向上將用于使等離子體流寬幅化的寬幅化氣體從兩處同時(shí)噴出，而使等離子體流寬幅化的方法(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2)?；蛘撸_(kāi)了如下的方法，即，設(shè)置以噴嘴通路的口部相對(duì)于該噴嘴通路的軸芯以規(guī)定角度傾斜為特征的等離子體噴嘴，使構(gòu)成噴嘴 通路的殼體或該殼體的一部分繞該長(zhǎng)軸芯高速地旋轉(zhuǎn)，使等離子體噴嘴沿著工件通過(guò)移動(dòng)(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。另外，還公開(kāi)了設(shè)置有具有至少一個(gè)偏芯配置的等離子體噴嘴的旋轉(zhuǎn)頭的機(jī)構(gòu)(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)4)。此外，雖然不是出于對(duì)大面積在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理這樣的目的，但作為使用了熱等離子體的焊接方法，公開(kāi)了以使用帶狀電極并以其寬度方向成為焊接線方向的方式配置而進(jìn)行焊接為特征的高速氣體屏蔽電弧焊接方法(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)5)。另外，公開(kāi)了使用扁平的長(zhǎng)方體狀的絕緣體材料且呈線狀的細(xì)長(zhǎng)形狀的感應(yīng)耦合型等離子體噴槍(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)6)。此外，公開(kāi)了使用長(zhǎng)條的電極來(lái)生成細(xì)長(zhǎng)線狀的等離子體的方法(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)7)。雖然記載有產(chǎn)生熱等離子體的內(nèi)容，但涉及的是產(chǎn)生低溫等離子體的結(jié)構(gòu)，而并非適合于熱處理的結(jié)構(gòu)。在假設(shè)產(chǎn)生了熱等離子體時(shí)，由于為使用了電極的電容耦合型，因此推斷電弧放電集中在一個(gè)部位，難以沿長(zhǎng)度方向產(chǎn)生均勻的熱等離子體。另一方面，作為低溫等離子體處理裝置，是指通過(guò)將蝕刻氣體或CVD (Chemical Vapor Deposition)用的氣體等離子體化而能夠進(jìn)行蝕刻或成膜等的等離子體處理的裝置。在先技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I日本特開(kāi)2008-53634號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2日本特開(kāi)平08-118027號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3日本特開(kāi)2001-68298號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4日本特表2002-500818號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)5日本特開(kāi)平04-284974號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)6日本特表2009-545165號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)7日本特開(kāi)2007-287454號(hào)公報(bào)非專(zhuān)利文獻(xiàn)非專(zhuān)利文獻(xiàn)I"Crystallization of Si in Millisecond Time DomaionInduced by Thermal Jet Irradiation" S. Higashi, H. Kahu, T.Okada, H. Murakami, andS. Miyazaki,Japanese Journal of Applied Physics,Vol. 45,No. 5B,(2006)pp. 4313-4320

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題然而，就半導(dǎo)體的結(jié)晶化等在極短時(shí)間內(nèi)對(duì)基材的表面附近進(jìn)行高溫處理的用途來(lái)說(shuō)，目前的使熱等離子體大面積地產(chǎn)生的技術(shù)是沒(méi)有效的。在現(xiàn)有例所示的專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載的使熱等離子體大面積地產(chǎn)生的技術(shù)中，雖然能夠?qū)挿?，但寬幅化了的區(qū)域中的溫度分布變成100°c以上，不可能實(shí)現(xiàn)均勻的熱處理。另外，在現(xiàn)有例所示的專(zhuān)利文獻(xiàn)3、4中記載的使熱等離子體大面積地產(chǎn)生的技術(shù)中，本質(zhì)上是使熱等離子體搖動(dòng)，因此實(shí)際上進(jìn)行熱處理的時(shí)間與不旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行掃描的情況相比變短，因此對(duì)大面積進(jìn)行處理的時(shí)間沒(méi)有變得特別短。另外，為了進(jìn)行均勻處理而需要使旋轉(zhuǎn)速度比掃描速度足夠大，不可避免地導(dǎo)致噴嘴的結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化。另外，現(xiàn)有例所示的專(zhuān)利文獻(xiàn)5中記載的技術(shù)為焊接技術(shù)，而不是用于對(duì)大面積 均勻地進(jìn)行處理的結(jié)構(gòu)。即使假設(shè)將該焊接技術(shù)適用于大面積處理用途，由于在該結(jié)構(gòu)中點(diǎn)狀的電弧沿著帶狀電極振動(dòng)，因此雖然在時(shí)間平均的情況下會(huì)均勻地產(chǎn)生等離子體，但瞬間產(chǎn)生了不均勻的等離子體。從而，無(wú)法適用于大面積的均勻處理。另外，現(xiàn)有例所示的專(zhuān)利文獻(xiàn)6中記載的技術(shù)與非專(zhuān)利文獻(xiàn)I或?qū)＠墨I(xiàn)I所公開(kāi)的使用了 DC電弧放電的技術(shù)不同，其特征在于是感應(yīng)耦合型的高頻等離子體噴槍。由于是無(wú)電極放電，因此具有熱等離子體的穩(wěn)定性?xún)?yōu)越(時(shí)間變化小)且向電極材料的基材的混入(污染)少這樣的優(yōu)點(diǎn)。這樣，在感應(yīng)耦合型等離子體噴槍中，為了保護(hù)絕緣體材料以防高溫等離子體的侵害，通常采用將絕緣體材料形成為雙重管結(jié)構(gòu)并在其間使制冷劑流動(dòng)的方法。然而，在現(xiàn)有例所示的專(zhuān)利文獻(xiàn)6中記載的技術(shù)中，由于絕緣體材料形成為扁平的長(zhǎng)方體狀，因此僅通過(guò)將絕緣體材料單純形成為雙重管結(jié)構(gòu)，是無(wú)法使充分的流量的制冷劑流動(dòng)的。其原因在于，絕緣體材料與金屬相比通常機(jī)械強(qiáng)度差，因此若將絕緣體材料在長(zhǎng)度方向上形成得過(guò)長(zhǎng)，則無(wú)法提高雙重管的內(nèi)壓。因此，在對(duì)大面積均勻地進(jìn)行處理方面存在限制。另外，即使假設(shè)不存在絕緣體材料的冷卻的問(wèn)題，在現(xiàn)有例所示的專(zhuān)利文獻(xiàn)6中記載的技術(shù)中，由于是在絕緣體材料的內(nèi)部空間形成的高溫等離子體中，僅從內(nèi)部空間的最下部噴出的極少一部分直接作用于基材的結(jié)構(gòu)，因此存在電力效率差這樣的問(wèn)題。另外，在絕緣體材料的內(nèi)部空間中，中心附近的等離子體密度變高，因此存在等離子體在長(zhǎng)度方向上變得不均勻而無(wú)法對(duì)基材均勻地進(jìn)行處理這樣的問(wèn)題。需要說(shuō)明的是，即使是點(diǎn)狀的熱等離子體，由于其直徑大的話則能夠減少大面積處理時(shí)的掃描次數(shù)，因此根據(jù)用途不同而能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理。然而，若熱等離子體的直徑大，則掃描時(shí)熱等離子體在基材上通過(guò)的時(shí)間實(shí)際上變長(zhǎng)，因此無(wú)法在極短時(shí)間內(nèi)僅對(duì)基材的表面附近進(jìn)行高溫處理，直至基材的相當(dāng)深的區(qū)域都變成高溫，例如會(huì)產(chǎn)生玻璃基板的破損或膜剝離等不良情況。本發(fā)明鑒于這樣的課題而提出，其目的在于提供一種等離子體處理裝置及方法，從而在對(duì)基材的表面附近在極短時(shí)間內(nèi)均勻地進(jìn)行高溫?zé)崽幚頃r(shí)，或者在將反應(yīng)氣體所產(chǎn)生的等離子體或等離子體和反應(yīng)氣體流同時(shí)向基材照射來(lái)對(duì)基材進(jìn)行低溫等離子體處理時(shí)，能夠?qū)牡钠谕谋惶幚韰^(qū)域整體在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理。用于解決問(wèn)題的手段
本發(fā)明為了達(dá)成上述目的而如下構(gòu)成。本發(fā)明的等離子體處理裝置，具備具備狹縫狀的開(kāi)口部的筒狀腔室；經(jīng)由氣體導(dǎo)入口向所述腔室內(nèi)供給氣體的氣體供給裝置；具有與所述開(kāi)口部的長(zhǎng)度方向平行的線圈延伸方向且使所述腔室內(nèi)產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng)的螺線管；向所述線圈供給高頻電力的高頻電源；
與所述開(kāi)口部對(duì)置配置，且在基材載置面上載置基材的基材載置臺(tái)；維持所述開(kāi)口部的長(zhǎng)度方向與所述基材載置臺(tái)的所述基材載置面平行的狀態(tài)，并同時(shí)使所述腔室與所述基材載置臺(tái)相對(duì)地移動(dòng)的移動(dòng)裝置。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，對(duì)基材的表面附近在極短時(shí)間內(nèi)均勻地進(jìn)行高溫?zé)崽幚頃r(shí)，或者將反應(yīng)氣體所產(chǎn)生的等離子體或等離子體和反應(yīng)氣體流同時(shí)向基材照射來(lái)對(duì)基材進(jìn)行低溫等離子體處理時(shí)，能夠?qū)牡钠谕谋惶幚韰^(qū)域整體在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理。在本發(fā)明的等離子體處理裝置中，可以構(gòu)成為，所述移動(dòng)裝置使所述腔室和所述基材載置臺(tái)沿著與所述開(kāi)口部的長(zhǎng)度方向正交的方向相對(duì)地移動(dòng)。這樣，能夠?qū)牡钠谕谋惶幚韰^(qū)域整體在更短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理。另外，在本發(fā)明的等離子體處理裝置中，可以構(gòu)成為，所述筒狀腔室由電介質(zhì)的圓筒構(gòu)成，且在所述腔室的外側(cè)設(shè)置有所述線圈。另外，在本發(fā)明的等離子體處理裝置中，也可以構(gòu)成為，所述筒狀腔室由金屬的圓筒構(gòu)成，且在所述腔室的內(nèi)側(cè)設(shè)置有所述線圈。尤其在后者的情況下，由于構(gòu)成為螺線管不位于等離子體噴射口與基材載置臺(tái)之間的結(jié)構(gòu)，因此具有長(zhǎng)度方向上的處理的均勻性變高這樣的優(yōu)點(diǎn)。另外，在本發(fā)明的等離子體處理裝置中，優(yōu)選從所述氣體供給裝置向所述腔室供給氣體的多個(gè)氣體導(dǎo)入口與所述開(kāi)口部的長(zhǎng)度方向平行地設(shè)置，且設(shè)置在與所述開(kāi)口部對(duì) 置的面上。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，具有從氣體噴出口朝向基材載置臺(tái)的氣體的流動(dòng)變得順暢而易于層流化，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的等離子體處理這樣的優(yōu)點(diǎn)。另外，在本發(fā)明的等離子體處理裝置中，也可以構(gòu)成為，所述線圈的兩端部的線狀部向與所述線圈的延伸方向垂直的方向彎曲，并向與所述筒狀腔室的開(kāi)口部相反的方向且所述腔室的外側(cè)引出。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)容易組裝的裝置。另外，在本發(fā)明的等離子體處理裝置中，也可以構(gòu)成為，將所述腔室用與所述線圈的延伸方向垂直的面剖開(kāi)而得到的剖面形狀中的所述腔室內(nèi)部的空間為環(huán)狀。另外，在本發(fā)明的等離子體處理裝置中，還可以構(gòu)成為，將所述腔室用與所述線圈的延伸方向垂直的面剖開(kāi)而得到的剖面形狀中的所述腔室內(nèi)部的空間為U字狀。尤其是在后者的情況下，具有從氣體噴出口朝向基材載置臺(tái)的氣體的流動(dòng)變得順暢而易于層流化，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的等離子體處理這樣的優(yōu)點(diǎn)。另外，在本發(fā)明的等離子體處理裝置中，也可以構(gòu)成為，所述線圈收納在絕緣構(gòu)件的線圈外殼的空間內(nèi)，所述線圈浸在所述空間內(nèi)的絕緣性流體中，且所述絕緣性流體在所述空間內(nèi)流動(dòng)來(lái)冷卻所述線圈。
通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠有效地冷卻螺線管、收納有螺線管的絕緣構(gòu)件的雙方。另外，在本發(fā)明的等離子體處理裝置中，也可以構(gòu)成為，從所述氣體供給裝置經(jīng)由所述氣體導(dǎo)入口向所述腔室內(nèi)供給的所述氣體的供給系統(tǒng)由保護(hù)氣體用和等離子體氣體用的兩個(gè)系統(tǒng)以上構(gòu)成。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，分成適于等離子體生成的等離子體氣體和對(duì)筒狀腔室的內(nèi)壁或收納有螺線管的絕緣構(gòu)件的壁面進(jìn)行保護(hù)的保護(hù)氣體，來(lái)適當(dāng)調(diào)整氣體種類(lèi)或氣體流量等，由此具有能夠進(jìn)行穩(wěn)定的等離子體處理的優(yōu)點(diǎn)。另外，也可以構(gòu)成為，所述線圈的每單位長(zhǎng)度的匝數(shù)在所述線圈的延伸方向上不均勻?；蛘?，還可以構(gòu)成為，所述螺線管在所述線圈的延伸方向上分割成多個(gè)。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠提高長(zhǎng)度方向上的處理的均勻性。第二發(fā)明的等離子體處理方法，向筒狀腔室內(nèi)供給氣體，且從形成在所述腔室上 的狹縫狀的開(kāi)口部朝向載置在基材載置臺(tái)的基材載置面上的基材噴出氣體，并且向具有與所述開(kāi)口部的長(zhǎng)度方向平行的線圈延伸方向的螺線管供給高頻電力，由此使所述腔室內(nèi)產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng)，維持所述開(kāi)口部的長(zhǎng)度方向與所述基材載置臺(tái)的所述基材載置面平行的狀態(tài)，并同時(shí)使所述腔室和所述基材載置臺(tái)相對(duì)地移動(dòng)，來(lái)對(duì)所述基材的表面進(jìn)行熱處理。在本發(fā)明的等離子體處理方法中，可以在構(gòu)成筒狀腔室的長(zhǎng)度方向的壁由電介質(zhì)構(gòu)成且螺線管設(shè)置在筒狀腔室的外側(cè)的狀態(tài)下對(duì)基材進(jìn)行處理，或者，也可以在構(gòu)成筒狀腔室的長(zhǎng)度方向的壁由金屬構(gòu)成且螺線管設(shè)置在筒狀腔室的內(nèi)側(cè)的狀態(tài)下對(duì)基材進(jìn)行處理。尤其在后者的情況下，由于構(gòu)成為螺線管不位于等離子體噴射口與基材載置臺(tái)之間的結(jié)構(gòu)，因此具有長(zhǎng)度方向上的處理的均勻性變高這樣的優(yōu)點(diǎn)。另外，在本發(fā)明的等離子體處理方法中，優(yōu)選在從所述氣體供給裝置向所述腔室供給氣體的多個(gè)氣體導(dǎo)入口與所述開(kāi)口部的長(zhǎng)度方向平行地設(shè)置且設(shè)置在與所述開(kāi)口部對(duì)置的面上的狀態(tài)下對(duì)基材進(jìn)行處理。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，具有從氣體噴出口朝向基材載置臺(tái)的氣體的流動(dòng)變得順暢而易于層流化，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的等離子體處理這樣的優(yōu)點(diǎn)。另外，在本發(fā)明的等離子體處理方法中，優(yōu)選在如下?tīng)顟B(tài)下對(duì)基材進(jìn)行處理，所述狀態(tài)是指所述線圈的兩端部的線狀部向與所述線圈的延伸方向垂直的方向彎曲，并向與所述筒狀腔室的開(kāi)口部相反的方向且所述腔室的外側(cè)引出。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)容易組裝的裝置中的處理。另外，在本發(fā)明的等離子體處理方法中，可以在將所述腔室用與所述線圈的延伸方向垂直的面剖開(kāi)而得到的剖面形狀中的所述腔室內(nèi)部的空間為環(huán)狀的狀態(tài)下對(duì)基材進(jìn)行處理，或者，也可以在將所述腔室用與所述線圈的延伸方向垂直的面剖開(kāi)而得到的剖面形狀中的所述腔室內(nèi)部的空間為U字狀的狀態(tài)下對(duì)基材進(jìn)行處理。尤其在后者的情況下，具有從氣體噴出口朝向基材載置臺(tái)的氣體的流動(dòng)變得順暢而易于層流化，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的等離子體處理這樣的優(yōu)點(diǎn)。另外，在本發(fā)明的等離子體處理方法中，也可以在如下?tīng)顟B(tài)下對(duì)基材進(jìn)行處理，所述狀態(tài)是指所述線圈收納在絕緣構(gòu)件的線圈外殼的空間內(nèi)，所述線圈浸在所述空間內(nèi)的絕緣性流體中，且所述絕緣性流體在所述空間內(nèi)流動(dòng)來(lái)冷卻所述線圈。
通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠有效地冷卻螺線管和收納有螺線管的絕緣構(gòu)件這兩方。另外，在本發(fā)明的等離子體處理方法中，優(yōu)選在從所述氣體供給裝置經(jīng)由所述氣體導(dǎo)入口向所述腔室內(nèi)供給的所述氣體的供給系統(tǒng)由保護(hù)氣體用和等離子體氣體用的兩個(gè)系統(tǒng)以上構(gòu)成的狀態(tài)下對(duì)基材進(jìn)行處理。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，分成適于等離子體生成的氣體和對(duì)筒狀腔室的內(nèi)壁或收納有螺線管的絕緣構(gòu)件的壁面進(jìn)行保護(hù)的氣體，來(lái)適當(dāng)調(diào)整氣體種類(lèi)或氣體流量等，由此具有能夠進(jìn)行穩(wěn)定的等離子體處理的優(yōu)點(diǎn)。另外，在本發(fā)明的等離子體處理方法中，也可以在所述線圈的每單位長(zhǎng)度的匝數(shù)在所述線圈的延伸方向上不均勻的狀態(tài)下對(duì)基材進(jìn)行處理，或者，還可以在所述螺線管在所述線圈的延伸方向上分割成多個(gè)的狀態(tài)下對(duì)基材進(jìn)行處理。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠提高長(zhǎng)度方向上的處理的均勻性。
·
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，對(duì)基材的表面附近在極短時(shí)間內(nèi)均勻地進(jìn)行高溫?zé)崽幚頃r(shí)，能夠?qū)牡钠谕谋惶幚韰^(qū)域整體在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理。


本發(fā)明的上述及其它目的和特征通過(guò)基于附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施方式如下記述而得以明確。在這些附圖中，圖IA是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖IB是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的等離子體處理裝置和四方形的基材及基材載置臺(tái)的關(guān)系的等離子體處理裝置的仰視圖。圖IC是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的等離子體處理裝置和圓形的基材及基材載置臺(tái)的關(guān)系的等離子體處理裝置的仰視圖。圖2A是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖IA的A-A線的剖開(kāi)部端面圖。圖2B是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的等離子體處理裝置的移動(dòng)裝置的立體圖。圖3是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖4是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖3的B-B線的剖開(kāi)部端面圖。圖5A是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖5B是表示圖5A的本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的等離子體處理裝置和基材及基材載置臺(tái)的關(guān)系的等離子體處理裝置的仰視圖。圖6是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖5A的C-C線的剖開(kāi)部端面圖。圖7是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖8是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖7的D-D線的剖開(kāi)部端面圖。圖9A是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖9B是表示圖9A的本發(fā)明的第四實(shí)施方式中的等離子體處理裝置和基材及基材載置臺(tái)的關(guān)系的等離子體處理裝置的仰視圖。圖IOA是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖9A的E-E線的剖開(kāi)部端面圖。圖IOB是表示圖9A的本發(fā)明的第四實(shí)施方式中的等離子體處理裝置和基材及基材載置臺(tái)的關(guān)系的等離子體處理裝置的仰視圖。圖11是表示本發(fā)明的第五實(shí)施方式中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖12是表示本發(fā)明的第五實(shí)施方式中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖13是表示本發(fā)明的第六實(shí)施方式中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖14是表示本發(fā)明的第七實(shí)施方式中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖15A是表示本發(fā)明的第八實(shí)施方式中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖15B是表示在本發(fā)明的所述各種實(shí)施方式中，能夠取代螺旋形的螺線管使用的多重的螺旋形的線圈的圖。圖16是用于說(shuō)明現(xiàn)有例的使用了熱等離子體的半導(dǎo)體膜的結(jié)晶化方法的示意圖。圖17是表示現(xiàn)有例中的距最表面的深度和溫度的關(guān)系的概念圖。圖18是表示本發(fā)明的第九實(shí)施方式中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖19A是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的第一變形例中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的首1J視圖。圖19B是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的第一變形例中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的首1J視圖。圖20是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的第一變形例中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖21是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的第二變形例中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖22是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的第三變形例中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖23是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的第四變形例中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖24是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的第五變形例中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖25是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的第六變形例中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖26是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的第七變形例中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。以下，使用附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式中的熱等離子體處理裝置進(jìn)行說(shuō)明。
(第一實(shí)施方式)以下，參照?qǐng)DIA 圖4對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖IA是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的熱等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖IB是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的等離子體處理裝置和四方形的基材2及基材載置臺(tái)I的關(guān)系的等離子體處理裝置的仰視圖。圖IA及圖IB是用與感應(yīng)耦合型等離子體噴槍單元3的長(zhǎng)度方向平行且包括螺線管9的中心軸10在內(nèi)的與基材2的表面垂直的面剖開(kāi)而得到的剖視圖。另外，圖2A是沿圖IA所示的虛線A-A剖開(kāi)而得到的剖開(kāi)部端面圖。需要說(shuō)明的是，在以下的說(shuō)明中，對(duì)基材2為四方形的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明，但如圖IC所示，本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的等離子體處理裝置也可以適用于圓形的基材2A(省略了基材載置臺(tái)I的圖示)。作為基材2的一例，例舉有半導(dǎo)體基板等。

在圖IA及圖2A中，在基材載置臺(tái)I的矩形或圓形的基材載置面Ia上載置有基材2。感應(yīng)耦合型等離子體噴槍單元3包括筒狀腔室7、作為氣體導(dǎo)入口的一例的氣體噴出口8和螺線管9。筒狀腔室7包括在下端面設(shè)有長(zhǎng)方形的狹縫狀的等離子體噴出口 4(有時(shí)也稱(chēng)作“開(kāi)口部”)且由絕緣體材料構(gòu)成的圓筒5及分別閉塞圓筒5的兩端的蓋6。氣體噴出口 8由從各蓋6的中央部插入到筒狀腔室7內(nèi)的氣體噴出管構(gòu)成，將氣體從氣體供給裝置40向筒狀腔室7內(nèi)以一定流速供給。螺線管9在圓筒5的外側(cè)與圓筒5的中心軸10同心地配置，從高頻電源41供給高頻電力而使筒狀腔室7內(nèi)產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng)?；妮d置臺(tái)I (或者，載置在基材載置臺(tái)I的基材載置面Ia上的基材2)與等離子體噴出口 4對(duì)置配置。在該狀態(tài)下，利用氣體噴出口 8向筒狀腔室7內(nèi)供給氣體，且從等離子體噴出口 4朝向基材2噴出氣體，并同時(shí)利用高頻電源41向螺線管9供給高頻電力，由此使筒狀腔室7內(nèi)產(chǎn)生等離子體P，且將等離子體P從等離子體噴出口 4向基材2照射。螺線管9的中心軸10的方向、等離子體噴出口 4(開(kāi)口部)的長(zhǎng)度方向和基材載置臺(tái)I的基材載置面Ia(基材2的表面)平行地配置。螺線管9的中心軸10的方向意味著螺線管9延伸的方向(線圈延伸方向)。另外，能夠利用移動(dòng)裝置42使包括筒狀腔室7在內(nèi)的等離子體噴槍單元3和基材載置臺(tái)I沿與等離子體噴出口 4(開(kāi)口部)的長(zhǎng)度方向交叉的方向、例如從提高生產(chǎn)效率的觀點(diǎn)出發(fā)與等離子體噴出口 4(開(kāi)口部)的長(zhǎng)度方向垂直的(正交的)方向(與圖IA的紙面垂直的方向、圖2A中的箭頭的方向)以均勻速度相對(duì)地移動(dòng)并同時(shí)對(duì)基材表面進(jìn)行熱處理。這樣，能夠?qū)?的表面附近11均勻地進(jìn)行熱處理。相對(duì)于固定了的基材載置臺(tái)I上的基材2而使等離子體噴槍單元3以均勻速度移動(dòng)的移動(dòng)裝置42的一例如圖2B所示。在圖2B中，移動(dòng)裝置42包括托架42b，其供在兩端支承等離子體噴槍單元3的等離子體噴槍單元支承臂42a固定；軌道42c，其沿著移動(dòng)裝置42的移動(dòng)方向(線圈延伸方向)延伸出；移動(dòng)臺(tái)42e，其供托架42b固定，且使作為移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的一例而設(shè)置的移動(dòng)驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)42d正反旋轉(zhuǎn)，從而使托架42b沿著固定有與電動(dòng)機(jī)42d卡合的螺紋軸的軌道42c以均勻速度移動(dòng)。由此，在控制裝置43的控制下，移動(dòng)驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)42d正轉(zhuǎn)而使移動(dòng)臺(tái)42e沿著軌道42c以均勻速度前進(jìn)或后退，從而能夠經(jīng)由托架42b及一對(duì)支承臂42a使等離子體噴槍單元3相對(duì)于基材2移動(dòng)。這樣，在控制裝置43的控制下，能夠通過(guò)移動(dòng)裝置42使等離子體噴槍單元33在基材2上以均勻速度移動(dòng)并同時(shí)進(jìn)行等離子體處理。當(dāng)通過(guò)移動(dòng)裝置42使等離子體噴槍單元33在基材2上移動(dòng)時(shí)，移動(dòng)方向可以為一方向，也可以往復(fù)移動(dòng)。該移動(dòng)裝置42也可以適用于后述的其它實(shí)施方式或變形例。控制裝置43分別對(duì)氣體供給裝置40、高頻電源41和移動(dòng)裝置42等的動(dòng)作進(jìn)行控制，從而控制成進(jìn)行期望的等離子體處理。螺線管9是與圓筒5同軸且配置在圓筒5的外側(cè)的螺旋形的銅管，使冷卻水在內(nèi)部流動(dòng)來(lái)進(jìn)行冷卻。為了防止銅向等離子體的混入并抑制電弧放電，用絕緣膜覆蓋螺線管 9的表面。另外，在構(gòu)成圓筒5的構(gòu)件的內(nèi)部及蓋6的內(nèi)部也分別設(shè)置水冷配管，使冷卻水在水冷配管內(nèi)流動(dòng)，由此進(jìn)行圓筒5及蓋6的冷卻，減少來(lái)自等離子體P的熱破壞。也可以將圓筒5由直徑不同的兩個(gè)絕緣材料的圓筒構(gòu)件構(gòu)成，由此利用這兩個(gè)圓筒構(gòu)件間的間隙構(gòu)成水冷配管。在該結(jié)構(gòu)中，構(gòu)成筒狀腔室7的長(zhǎng)度方向的壁由電介質(zhì)(圓筒5)構(gòu)成，螺線管9設(shè)置在筒狀腔室7的外側(cè)，螺線管9的一部分位于等離子體噴射口 4與基材載置臺(tái)I之間。另外，由于等離子體噴射口 4的長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度比基材2的寬度大，因此通過(guò)一次掃描(使等離子體噴槍單元3和基材載置臺(tái)I相對(duì)地移動(dòng))就能夠?qū)?的表面附近11的整體進(jìn)行熱處理。另外，向筒狀腔室7內(nèi)供給氣體的氣體噴出口 8設(shè)置在兩個(gè)蓋6兩方上，且設(shè)置在與螺線管9的中心軸向(延伸方向)垂直的面上。在這樣的熱等離子體處理裝置中，通過(guò)使冷卻水在螺線管9的內(nèi)部流動(dòng)且使冷卻水也在圓筒5及蓋6的內(nèi)部的水冷配管內(nèi)流動(dòng)，從而分別進(jìn)行冷卻，并同時(shí)利用氣體噴出口8向筒狀腔室7內(nèi)供給Ar或Ar+H2氣體，且從等離子體噴出口 4朝向基材2噴出氣體，利用高頻電源41向螺線管9供給13. 56MHz的高頻電力，由此使筒狀腔室7內(nèi)產(chǎn)生等離子體P，從等離子體噴出口 4向基材2照射等離子體P且進(jìn)行掃描，從而能夠進(jìn)行半導(dǎo)體膜的結(jié)晶化等熱處理。這樣，由于在螺線管9的中心軸10的方向、等離子體噴出口 4的長(zhǎng)度方向和基材載置臺(tái)I的基材載置面Ia (基材2的表面)平行配置的狀態(tài)下使筒狀腔室7和基材載置臺(tái)I沿與等離子體噴出口 4的長(zhǎng)度方向垂直的方向相對(duì)地移動(dòng)，因此能夠使需要生成的等離子體P的長(zhǎng)度與基材2的處理長(zhǎng)度大致相等。若這樣構(gòu)成，則只要使筒狀腔室7和基材載置臺(tái)I相對(duì)地移動(dòng)一次就能夠完成基材2的熱處理，因此生產(chǎn)效率變高。其中，即使在需要生成的等離子體P的長(zhǎng)度比基材2的處理長(zhǎng)度短，使筒狀腔室7和基材載置臺(tái)I相對(duì)地移動(dòng)兩次、三次即可的情況下，與現(xiàn)有的往復(fù)移動(dòng)數(shù)百次的情況相比，也能夠提高生產(chǎn)效率。另外，將筒狀腔室7用與其中心軸垂直的面剖開(kāi)而得到的剖面的寬度(圖2A及圖4中的筒狀腔室7的內(nèi)部空間的寬度)比等離子體噴出口 4的寬度(圖2A及圖4中的間隙的長(zhǎng)度)稍大即可。即，能夠使需要生成的等離子體P的體積與現(xiàn)有技術(shù)相比極小。其結(jié)果是，電力效率顯著地提高。另外，維持螺線管9的中心軸10的方向和等離子體噴出口 4的長(zhǎng)度方向平行配置的狀態(tài)是為了確保熱等離子體的長(zhǎng)度方向的均勻性，因此能夠在筒狀腔室7的內(nèi)部空間沿著中心軸10的方向生成比較均勻的等離子體，由此等離子體在長(zhǎng)度方向上變得均勻，能夠?qū)?均勻地進(jìn)行處理。即，維持螺線管9的中心軸10的方向和等離子體噴出口 4的長(zhǎng)度方向平行配置的狀態(tài)是為了確保熱等離子體的長(zhǎng)度方向的均勻性。若該平行關(guān)系大幅走樣，則熱等離子體在長(zhǎng)度方向上會(huì)變得不均勻，因此不優(yōu)選。另外，維持螺線管9的中心軸10的方向、等離子體噴出口 4的長(zhǎng)度方向和基材載置臺(tái)I的基材載置面Ia (基材2的表面)平行配置的狀態(tài)是為了提高生產(chǎn)效率。由此螺線管9的中心軸10的方向、等離子體噴出口4的長(zhǎng)度方向和基材載置臺(tái)I的基材載置面Ia(基材2的 表面)的平行關(guān)系并不僅局限于本實(shí)施方式，在其它實(shí)施方式中也優(yōu)選維持該平行關(guān)系。需要說(shuō)明的是，如圖3及圖4所示，也可以構(gòu)成為向筒狀腔室7內(nèi)供給氣體的氣體噴出口 8的排列方向與螺線管9的中心軸10的方向平行(換言之，來(lái)自氣體噴出口 8的氣體的噴出方向?yàn)榕c螺線管9的中心軸10的方向正交的方向)，且氣體噴出口 8設(shè)置在與等離子體噴出口 4(開(kāi)口部)對(duì)置的面上這樣的結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，筒狀腔室7內(nèi)的氣體流動(dòng)的方向成為與螺線管9的中心軸10垂直的方向。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，具有從氣體噴出口 8朝向基材載置臺(tái)I側(cè)的氣體的流動(dòng)變得順暢而易于層流化，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的等離子體處理這樣的優(yōu)點(diǎn)。需要說(shuō)明的是，圖4是沿圖3所示的虛線B-B剖開(kāi)的剖開(kāi)部端面圖。需要說(shuō)明的是，以上例示了圓筒5的全部由絕緣體材料構(gòu)成的情況。然而，由于只要能夠使通過(guò)向螺線管9供給高頻電力而產(chǎn)生的高頻電磁場(chǎng)向筒狀腔室7內(nèi)放射即可，因此也可以在由金屬材料構(gòu)成的筒上設(shè)置由絕緣體材料構(gòu)成的窗來(lái)構(gòu)成圓筒5。例如若形成為與螺線管9的中心軸10平行的多個(gè)短條狀的窗，則能夠使高頻電磁場(chǎng)的透過(guò)效率不那么降低，能夠產(chǎn)生等離子體。另外，從盡可能縮短熱處理的觀點(diǎn)出發(fā)，作為一例，優(yōu)選將等離子體噴出口 4的寬度設(shè)為Imm且將移動(dòng)速度設(shè)為I 幾mm/sec。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式，在對(duì)基材2的表面附近極短時(shí)間內(nèi)均勻地進(jìn)行高溫?zé)崽幚頃r(shí)，能夠?qū)?上的期望的被處理區(qū)域整體在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理。(第二實(shí)施方式)以下，參照?qǐng)D5A 圖6對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖5A是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的熱等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖，是用與感應(yīng)耦合型等離子體噴槍單元3A的長(zhǎng)度方向平行且包括螺線管9A的中心軸IOA在內(nèi)的與基材2的表面垂直的面剖開(kāi)而得到的剖視圖。另外，圖5B是表示圖5A的本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的等離子體處理裝置和基材及基材載置臺(tái)的關(guān)系的等離子體處理裝置的仰視圖。圖6是沿著圖5A所示的虛線C-C剖開(kāi)而得到的剖開(kāi)部端面圖。在圖5A及圖6中，在基材載置臺(tái)I的基材載置面Ia上載置有基材2。感應(yīng)耦合型等離子體噴槍單元3A包括筒狀腔室7A、作為氣體導(dǎo)入口的一例的氣體噴出口 8A、螺線管9A。筒狀腔室7A包括在下端面的中央部設(shè)有長(zhǎng)方形的狹縫狀的等離子體噴出口4A(開(kāi)口部)，由金屬材料構(gòu)成，外形為四棱柱狀且在內(nèi)部形成有圓形空間的圓筒12 ;及由金屬材料構(gòu)成且閉塞圓筒12的兩端的蓋6A。氣體噴出口 8A由從各蓋6A的上部插入到筒狀腔室7A內(nèi)的氣體噴出管構(gòu)成，向筒狀腔室7A內(nèi)供給氣體。螺線管9A在圓筒12的內(nèi)側(cè)的圓形空間內(nèi)與圓筒12的中心軸IOA同心地配置，通過(guò)從高頻電源41供給高頻電力而使筒狀腔室7A內(nèi)產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng)。由絕緣材料構(gòu)成的襯套13沿軸向插入兩個(gè)蓋6A的中央部，為了向螺線管9A供電，螺線管9A的兩端部的由銅等導(dǎo)電材料構(gòu)成的線狀部14向筒狀腔室7A的外部引出。利用氣體噴出口 8A向筒狀腔室7A內(nèi)供給氣體，且從等離子體噴出口 4A朝向基材2噴出氣體，并同時(shí)利用高頻電源41向螺線管9A供給高頻電力，由此使筒狀腔室7內(nèi)產(chǎn)生等離子體P，從等離子體噴出口 4A向基材2照射等離子體P。螺線管9A的中心軸IOA的方向、等離子體噴出口 4A(開(kāi)口部)的長(zhǎng)度方向和基材載置臺(tái)I的基材載置面Ia(基材2的表面)平行地配置。螺線管9A的中心軸10的方向意味著螺線管9A延伸的方向(線圈延伸方向)。另外，能夠利用移動(dòng)裝置42使包括筒狀腔室7A在內(nèi)的等離子體噴槍單元3A和基材載置臺(tái)I沿與等離子體噴出口 4A(開(kāi)口部)的長(zhǎng)度方向交叉的方向、例如從提高生產(chǎn)效率的觀點(diǎn)出發(fā)與等離子體噴出口 4(開(kāi)口部)的長(zhǎng)度方·向垂直的(正交的)方向(與圖5A的紙面垂直的方向、圖6中的箭頭的方向)相對(duì)地移動(dòng)并同時(shí)對(duì)基材表面進(jìn)行熱處理。這樣，能夠?qū)?的表面附近11均勻地進(jìn)行熱處理。螺線管9A是與圓筒12同軸且配置在圓筒12的內(nèi)側(cè)的圓形空間內(nèi)的螺旋形的銅管，使冷卻水在內(nèi)部流動(dòng)來(lái)進(jìn)行冷卻。為了防止銅向等離子體的混入且抑制電弧放電，用絕緣膜覆蓋螺線管9A的表面。另外，在構(gòu)成圓筒12的構(gòu)件的內(nèi)部及蓋6A的內(nèi)部也分別設(shè)置水冷配管，使冷卻水在水冷配管內(nèi)流動(dòng)，由此進(jìn)行圓筒12及蓋6A的冷卻，減少來(lái)自等離子體P的熱破壞。在該結(jié)構(gòu)中，構(gòu)成筒狀腔室7A的長(zhǎng)度方向的壁由金屬(圓筒12)構(gòu)成，螺線管9A設(shè)置在筒狀腔室7A的內(nèi)側(cè)，螺線管9A的一部分不位于等離子體噴射口 4A與基材載置臺(tái)I之間，因此具有長(zhǎng)度方向上的處理的均勻性比第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)高這樣的優(yōu)點(diǎn)。另外，由于等離子體噴射口 4A的長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度比基材2的寬度大，因此通過(guò)一次掃描(使等離子體噴槍單元3A和基材載置臺(tái)I相對(duì)地移動(dòng))就能夠?qū)?的表面附近11的整體進(jìn)行熱處理。另外，向筒狀腔室7A內(nèi)供給氣體的氣體噴出口 8A設(shè)置在兩個(gè)蓋6A兩方上，且設(shè)置在與螺線管9A的中心軸向(延伸方向)垂直的面上。在這樣的熱等離子體處理裝置中，利用氣體噴出口 8A向筒狀腔室7A內(nèi)供給Ar或Ar+H2氣體，且從等離子體噴出口 4A朝向基材2噴出氣體，并同時(shí)利用高頻電源41向螺線管9A供給13. 56MHz的高頻電力，由此使筒狀腔室7A內(nèi)產(chǎn)生等離子體P，從等離子體噴出口4A向基材2照射等離子體P且進(jìn)行掃描，從而能夠進(jìn)行半導(dǎo)體膜的結(jié)晶化等熱處理。在之前的第一實(shí)施方式中，螺線管9經(jīng)由在內(nèi)部設(shè)有冷卻水的流路且由絕緣材料構(gòu)成的圓筒5而與等離子體結(jié)合。相對(duì)于此，在第二實(shí)施方式中，螺線管9A通過(guò)直接與等離子體接觸這種程度的接近配置而與等離子體結(jié)合，因此具有電力效率比第一實(shí)施方式的電力效率優(yōu)越的優(yōu)點(diǎn)。(第三實(shí)施方式)以下，參照?qǐng)D7 圖8對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖7是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式中的熱等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖，是用與感應(yīng)耦合型等離子體噴槍單元3B的長(zhǎng)度方向平行且包括螺線管9B的中心軸IOB在內(nèi)的與基材2的表面垂直的面剖開(kāi)而得到的剖視圖。另外，圖8是沿圖7所示的虛線D-D剖開(kāi)而得到的剖開(kāi)部端面圖。在圖7及圖8中，在基材載置臺(tái)I的基材載置面Ia上載置有基材2。感應(yīng)耦合型等離子體噴槍單元3B大致包括筒狀腔室7B ;呈下凸形狀且前端為半圓形狀的絕緣構(gòu)件的線圈外殼16。筒狀腔室7B包括基體塊15和細(xì)長(zhǎng)環(huán)17?；w塊15由在下端面設(shè)有長(zhǎng)方形的狹縫狀的等離子體噴出口 4B(開(kāi)口部)，上面開(kāi)口且具有大幅向下彎曲的凹部15a的四棱柱狀的金屬材料(例如黃銅)構(gòu)成。在凹部15a的下端面形成有等離子體噴出口 4B(開(kāi)口部)。細(xì)長(zhǎng)環(huán)17是配置在基體塊15與線圈外殼16之間的四方框形狀的構(gòu)件，向筒狀腔 室7B內(nèi)分別供給氣體的多個(gè)保護(hù)氣體噴出口 18和多個(gè)等離子體氣體噴出口 19以朝下、SP朝向基材載置臺(tái)I噴出的方式形成。保護(hù)氣體噴出口 18及等離子體氣體噴出口 19分別由插入到細(xì)長(zhǎng)環(huán)17中的氣體噴出管構(gòu)成，將來(lái)自氣體供給裝置40的氣體分別獨(dú)立且以一定流速向筒狀腔室7B內(nèi)供給。優(yōu)選保護(hù)氣體噴出口 18及等離子體氣體噴出口 19例如分別將多個(gè)開(kāi)口與線圈延伸方向平行地配置，或者分別將一個(gè)或多個(gè)狹縫形狀的開(kāi)口與線圈延伸方向平行地配置。從氣體供給裝置40經(jīng)由保護(hù)氣體噴出口 18以一定流速供給的保護(hù)氣體為了保護(hù)收納有螺線管9B的絕緣構(gòu)件(線圈外殼16)的壁面而供給，使用Ar+仏氣體等。從氣體供給裝置40經(jīng)由等離子體氣體噴出口 19以一定流速供給的等離子體氣體為了生成等離子體而供給，使用Ar氣體等。線圈外殼16內(nèi)置有螺線管9B且由絕緣材料(例如電介質(zhì)(陶瓷、石英等))構(gòu)成。線圈外殼16從上部插入到基體塊15的凹部15a，而在凹部15a的底面與線圈外殼16之間構(gòu)成剖面U字形狀的空間45。螺線管9是使筒狀腔室7內(nèi)產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng)的構(gòu)件。線圈外殼16例如由電介質(zhì)構(gòu)成。為了向螺線管9B供電，螺線管9B的兩端部的線狀部14B向與螺線管9B的中心軸IOB的方向垂直的方向彎曲，并向與等離子體噴出口 4B相反的方向且線圈外殼16的外部引出。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，由于能夠在預(yù)先將螺線管9B裝入線圈外殼16的狀態(tài)下組裝線圈外殼16、基體塊15和環(huán)17，因此能夠?qū)崿F(xiàn)易于組裝的裝置。利用氣體噴出口 18及19從氣體供給裝置40將氣體分別以一定流速向筒狀腔室7B內(nèi)供給，且從等離子體噴出口 4B朝向基材2噴出氣體，并同時(shí)利用高頻電源41向螺線管9B供給高頻電力，由此使筒狀腔室7B的空間45內(nèi)產(chǎn)生等離子體P，從等離子體噴出口 4B向基材2照射等離子體P。螺線管9B的中心軸IOB的方向、等離子體噴出口 4B (開(kāi)口部)的長(zhǎng)度方向和基材載置臺(tái)I的基材載置面Ia平行地配置。能夠利用移動(dòng)裝置42使包括筒狀腔室7B在內(nèi)的等離子體噴槍單元3B和基材載置臺(tái)I沿與等離子體噴出口 4B (開(kāi)口部)的長(zhǎng)度方向垂直的方向(貫通圖7的紙面的垂直的方向、圖8中的箭頭的方向)相對(duì)地移動(dòng)并同時(shí)對(duì)基材表面進(jìn)行熱處理。這樣，能夠?qū)?的表面附近11均勻地進(jìn)行熱處理。螺線管9B為螺旋形的銅管，使冷卻水在內(nèi)部流動(dòng)來(lái)進(jìn)行冷卻。由此，也能實(shí)現(xiàn)線圈外殼16的冷卻。另外，在基體塊15和環(huán)17的內(nèi)部也分別設(shè)有水冷配管，使冷卻水在水冷配管內(nèi)流動(dòng)，由此進(jìn)行基體塊15和環(huán)17的冷卻，減少來(lái)自等離子體P的熱破壞。在該結(jié)構(gòu)中，構(gòu)成筒狀腔室7B的長(zhǎng)度方向的壁由金屬(基體塊15及環(huán)17)構(gòu)成，螺線管9B設(shè)置在筒狀腔室7B的內(nèi)側(cè)，在等離子體噴射口 4B與基材載置臺(tái)I之間沒(méi)有障礙物，長(zhǎng)度方向上的處理的均勻性變高。另外，由于等離子體噴射口 4B的長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度比基材2的寬度大，因此通過(guò)一次掃描(使等離子體噴槍單元3B和基材載置臺(tái)I相對(duì)地移動(dòng))就能夠?qū)?的表面附近11的整體進(jìn)行熱處理。另外，將氣體向筒狀腔室7B內(nèi)以一定流速供給的氣體噴出口 18、 19與螺線管9B的中心軸IOB的方向平行且設(shè)置在與等離子體噴出口 4B對(duì)置的面上。在該結(jié)構(gòu)中，筒狀腔室7B內(nèi)的氣體流動(dòng)的方向成為與螺線管9B的中心軸IOB垂直的方向。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，從氣體噴出口 18、19朝向基材載置臺(tái)I側(cè)的氣體的流動(dòng)變得順暢而易于層流化，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的等離子體處理。另外，如圖8所示，在基體塊15的與基材載置臺(tái)I的基材載置面Ia對(duì)置的面上以?shī)A持等離子體噴出口 4B的方式設(shè)置有多個(gè)保護(hù)氣體噴射口 20。優(yōu)選多個(gè)保護(hù)氣體噴射口20沿著與等離子體噴出口 4B(開(kāi)口部)的長(zhǎng)度方向垂直的方向(貫通圖7的紙面的垂直的方向、圖8中的箭頭的方向)相對(duì)于等離子體噴出口 4B等間隔地離開(kāi)(換言之，相對(duì)于等離子體噴出口 4B的長(zhǎng)度方向中心軸對(duì)稱(chēng)地)配置。從由控制裝置43控制的氣體供給裝置40B經(jīng)由多個(gè)保護(hù)氣體噴射口 20以一定流速供給的保護(hù)氣體為了減少大氣中的氧或二氧化碳等處理中不需要或者帶來(lái)惡劣影響的氣體向等離子體照射面的混入而供給，使用N2氣體等。優(yōu)選保護(hù)氣體噴射口 20例如分別將多個(gè)開(kāi)口與線圈延伸方向平行地配置(參照?qǐng)D9B)，或者分別將一個(gè)或多個(gè)狹縫形狀的開(kāi)口與線圈延伸方向平行地配置。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，分成適于等離子體生成的等離子體氣體和對(duì)筒狀腔室7B的內(nèi)壁或收納有螺線管9B的絕緣構(gòu)件(線圈外殼16)的壁面進(jìn)行保護(hù)的保護(hù)氣體，來(lái)適當(dāng)調(diào)整氣體種類(lèi)或氣體流量等，由此能夠進(jìn)行穩(wěn)定的等離子體處理，此外從多個(gè)保護(hù)氣體噴射口20另行供給保護(hù)氣體，從而能夠減少大氣中的氧、二氧化碳等處理中不需要或帶來(lái)惡劣影響的氣體向等離子體照射面的混入。在這樣的熱等離子體處理裝置中，利用保護(hù)氣體噴出口 18向筒狀腔室7B內(nèi)供給Ar+H2氣體，利用等離子體氣體噴出口 19向筒狀腔室7B內(nèi)供給Ar氣體，從保護(hù)氣體噴出口20向筒狀腔室7B內(nèi)供給N2氣體，這些氣體分別以一定流速供給，且從等離子體噴出口 4朝向基材2噴出氣體，并同時(shí)利用高頻電源41向螺線管9B供給13. 56MHz的高頻電力。通過(guò)這樣動(dòng)作，由此使筒狀腔室7內(nèi)產(chǎn)生等離子體P，從等離子體噴出口 4向基材2照射等離子體P且使感應(yīng)耦合型等離子體噴槍單元3B對(duì)基材2相對(duì)地進(jìn)行掃描，從而能夠進(jìn)行半導(dǎo)體膜的結(jié)晶化等的熱處理。在第三實(shí)施方式中，由于螺線管9B通過(guò)與等離子體接近的配置而與等離子體結(jié)合，因此具有電力效率優(yōu)越這樣的優(yōu)點(diǎn)。另外，由于螺線管9B收納在線圈外殼16中，因此等離子體P與螺線管9B不接觸，非常不易引起銅向等離子體P的混入或電弧放電。另外，將筒狀腔室7B用與螺線管9B的中心軸IOB垂直的面剖開(kāi)而得到的剖面(圖8)中的筒狀腔室7B的內(nèi)部的空間45的縱剖面形成為U字狀形狀，從氣體噴出口 18、19朝向基材載置臺(tái)I側(cè)的氣體的流動(dòng)變得極其順暢而易于層流化，能夠進(jìn)行非常穩(wěn)定的等離子體處理。(第四實(shí)施方式)以下，參照?qǐng)D9A 圖IOB對(duì)本發(fā)明的第四實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖9A是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式中的熱等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖，是用與感應(yīng)耦合型等離子體噴槍單元3C的長(zhǎng)度方向平行且包括螺線管9C的中心軸IOC在內(nèi)的與基材垂直的面剖開(kāi)而得到的剖視圖。圖9B是表示圖9A的本發(fā)明的第四實(shí)施方式中的等離子體處理裝置和基材及基材載置臺(tái)的關(guān)系的等離子體處理裝置的仰視圖，是表示保護(hù)氣體噴射口的配置的圖。另外，圖IOA是沿圖9A所示的虛線E-E剖開(kāi)而得到的剖開(kāi)部端面圖。圖IOB是表示圖9A的本發(fā)明的第四實(shí)施方式中的等離子體處理裝置和基材及基材載置臺(tái)的關(guān)系的等離子體處理裝置的仰視圖，是省略保護(hù)氣體噴射口 20的圖示，取而代之表示保護(hù)氣體噴出口 18和等離子體氣體噴出口 19的配置關(guān)系的圖。 在圖9A及圖10中，線圈外殼16在內(nèi)部具有收納螺線管9C的空間16Ca，在該空間16Ca內(nèi)填滿(mǎn)絕緣性流體21。由此，螺線管9C浸在絕緣性流體21中，且絕緣性流體21在冷機(jī)的作用下循環(huán)，在線圈外殼16C內(nèi)流動(dòng)，由此冷卻螺線管9C及線圈外殼16C。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠有效地冷卻螺線管9C和收納有螺線管9C的作為絕緣構(gòu)件的線圈外殼16C這兩方。另外，由于作為螺線管9C而言，不需要使用管形的管，因此具有容易成形這樣的優(yōu)點(diǎn)。作為絕緣性流體21，可以使用自來(lái)水、純水、還原水或絕緣油等。需要說(shuō)明的是，這以外的結(jié)構(gòu)與第三實(shí)施方式相同，因此標(biāo)注同一符號(hào)，并在此省略說(shuō)明。(第五實(shí)施方式)以下，參照?qǐng)D11 圖12對(duì)本發(fā)明的第五實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖11、圖12是表示本發(fā)明的第五實(shí)施方式中的熱等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖。上述圖是用與螺線管9D的中心軸垂直的面剖開(kāi)而得到的剖開(kāi)部端面圖。用與感應(yīng)耦合型等離子體噴槍單元3D的長(zhǎng)度方向平行且包括螺線管9D的中心軸在內(nèi)的與基材2垂直的面剖開(kāi)而得到的剖開(kāi)部端面圖與第三實(shí)施方式中的圖7相同，圖11及圖12是沿圖7所示的虛線D-D剖開(kāi)而得到的剖開(kāi)部端面圖。在圖11中，基體塊15D由上面開(kāi)口且具有大幅向下凹陷的凹部15Da的四棱柱狀的金屬材料(例如黃銅)構(gòu)成。基體塊15D的凹部15Da的內(nèi)部形狀在縱剖視形狀下由從上部至中央部為止向下筆直的一對(duì)側(cè)壁lOTb、從中央部朝向下端越接近配置在下端面的中央的狹縫狀的等離子體噴出口 4B越窄的一對(duì)傾斜面15Dc構(gòu)成。在第三實(shí)施方式中，將基體塊15的內(nèi)部剖面形成為圓弧狀，但第五實(shí)施方式的基體塊15如圖11及圖12所示由從上部至中央部為止向下筆直的一對(duì)側(cè)壁15Db構(gòu)成，且由從中央部朝向下端越接近配置在下端面的中央的狹縫狀的等離子體噴出口 4B越窄的一對(duì)傾斜面15Dc呈三角形狀地構(gòu)成。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，從氣體噴出口 18、19朝向基材載置臺(tái)I側(cè)的氣體的流動(dòng)變得更加順暢而易于層流化，能夠進(jìn)行非常穩(wěn)定的等離子體處理。需要說(shuō)明的是，這以外的結(jié)構(gòu)與第三實(shí)施方式相同，因此標(biāo)注同一符號(hào)，并在此省略說(shuō)明。另外，控制裝置43等裝置也與第三實(shí)施方式相同，因此在此省略圖示及說(shuō)明。另外，在圖12中，由金屬材料構(gòu)成的基體塊15的內(nèi)部形狀如上所述那樣構(gòu)成為越接近狹縫狀的等離子體噴出口 4越窄，此外線圈外殼16D的外形也以越接近等離子體噴出口 4越窄的方式呈下凸形狀且前端構(gòu)成為三角形狀。在第三實(shí)施方式中，將線圈外殼16的外形剖面形成為圓弧狀，但在第五實(shí)施方式中，如圖12所示，將線圈外殼16的外形剖面形成為三角形狀。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，形成在基體塊15的凹部15Da的底面與線圈外殼16D之間的空間4 的下部成為剖面V字形狀，從氣體噴出口 18、19朝向基材載置臺(tái)I側(cè)的氣體的流動(dòng)變得更加順暢而易于層流化，能夠進(jìn)行非常穩(wěn)定的等離子體處理。在該結(jié)構(gòu)中，也可以不將螺線管9D形成為圓筒狀的螺旋形狀而形成為三棱柱狀的螺旋形狀。需要說(shuō)明的是，這以外的結(jié)構(gòu)與第三實(shí)施方式相同，因此在此省略說(shuō)明。(第六實(shí)施方式)以下，參照?qǐng)D13對(duì)本發(fā)明的第六實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，在該第六實(shí)施方式中，由于控制裝置43、氣體供給裝置40、高頻電源41、移動(dòng)裝置42等的關(guān)系與之前的實(shí)施方式相同，因此省略圖示。 圖13是表示本發(fā)明的第六實(shí)施方式中的熱等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖，是用與感應(yīng)耦合型等離子體噴槍單元3E的長(zhǎng)度方向平行且包括螺線管9E的中心軸10在內(nèi)的與基材2垂直的面剖開(kāi)而得到的剖視圖。在圖13中，示出了想要處理的基材2的寬度大(例如寬度或直徑為IOOmm以上)的情況下的熱等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)。與第三實(shí)施方式中的圖7的不同之處在于，感應(yīng)耦合型等離子體噴槍單元3E在長(zhǎng)度方向上變長(zhǎng)，且螺線管9E的長(zhǎng)度也變長(zhǎng)，另外，螺線管9E的匝數(shù)也變多。需要說(shuō)明的是，這以外的結(jié)構(gòu)與第三實(shí)施方式相同，因此在此省略說(shuō)明。(第七實(shí)施方式)以下，參照?qǐng)D14對(duì)本發(fā)明的第七實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，在該第七實(shí)施方式中，控制裝置43、氣體供給裝置40、高頻電源41、移動(dòng)裝置42等的關(guān)系與之前的實(shí)施方式相同，因此省略圖示。圖14是表示本發(fā)明的第七實(shí)施方式中的熱等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖，是用與感應(yīng)耦合型等離子體噴槍單元3F的長(zhǎng)度方向平行且包括螺線管9F的中心軸10在內(nèi)的與基材2垂直的面剖開(kāi)而得到的剖視圖。在圖14中，示出了想要處理的基材2的寬度大(例如寬度或直徑為IOOmm以上)的情況下的熱等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)。與第六實(shí)施方式中的圖13的不同之處在于螺線管9F的卷繞方式。在第七實(shí)施方式中，使兩端部9Fb的每單位長(zhǎng)度的匝數(shù)比螺線管9F的中央部9Fa的每單位長(zhǎng)度的匝數(shù)增多。即，有意地使螺線管9F的每單位長(zhǎng)度的匝數(shù)在螺線管9F的長(zhǎng)度方向上不均勻。進(jìn)而換言之，就螺線管9F的每單位長(zhǎng)度的匝數(shù)來(lái)說(shuō)，螺線管9F的兩端部9Fb比中央部9Fa緊密。從噴槍單元3F的結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，筒狀腔室7內(nèi)的等離子體密度容易在長(zhǎng)度方向的兩端部變低。這是因?yàn)?，在兩端部產(chǎn)生等離子體向基體塊15的內(nèi)壁面的損失。因此，在第七實(shí)施方式中，通過(guò)以螺線管9F的兩端部9Fb比中央部9Fa緊密的方式卷繞螺線管9F，由此提高兩端部的等離子體生成量，提高長(zhǎng)度方向上的處理的均勻性。螺線管9F的卷繞方式(如何使每單位長(zhǎng)度的匝數(shù)在長(zhǎng)度方向上不均勻)可以根據(jù)筒狀腔室7的大小、所使用的氣體種類(lèi)等適當(dāng)選擇。需要說(shuō)明的是，這以外的結(jié)構(gòu)與第六實(shí)施方式相同，因此在此省略說(shuō)明。
(第八實(shí)施方式)以下，參照?qǐng)D15A對(duì)本發(fā)明的第八實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖15A是表示本發(fā)明的第八實(shí)施方式中的熱等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖，是用與感應(yīng)耦合型等離子體噴槍單元3G的長(zhǎng)度方向平行且包括螺線管22、23、24的中心軸10在內(nèi)的與基材2垂直的面剖開(kāi)而得到的剖視圖。在圖15A中，示出了需要處理的基材2的寬度大(例如寬度或直徑為IOOmm以上)的情況下的熱等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)。與第六實(shí)施方式中的圖13的不同之處在于由三個(gè)螺線管22、23、24構(gòu)成噴槍單元3G這一點(diǎn)。即，使用沿長(zhǎng)度方向分割成多個(gè)的螺線管22、23、24。上述螺線管22 24由獨(dú)立的高頻電源41a、41b、41c控制，能夠在長(zhǎng)度方向上控制筒狀腔室7內(nèi)的等離子體密度分布。需要說(shuō)明的是，在該情況下，就螺線管的每單位長(zhǎng)度的匝數(shù)而言，如圖14所示，也可以構(gòu)成為兩端部的螺線管22、24比中央部的螺線管23緊密。
也可以使螺線管22 24的長(zhǎng)度不同而加以組合，或者將螺線管的個(gè)數(shù)設(shè)為3以外的任意數(shù)，或者將多個(gè)螺線管串聯(lián)或并聯(lián)連接，且由一個(gè)高頻電源41驅(qū)動(dòng)等。需要說(shuō)明的是，這以外的結(jié)構(gòu)與第六實(shí)施方式相同，因此在此省略說(shuō)明。(第九實(shí)施方式)以下，參照?qǐng)D18對(duì)本發(fā)明的第九實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖18是表示本發(fā)明的第九實(shí)施方式中的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖，是用與感應(yīng)耦合型等離子體噴槍單元T的長(zhǎng)度方向垂直的面剖開(kāi)而得到的剖視圖，與圖19A相當(dāng)。在圖18中，在石英塊64上與長(zhǎng)條腔室平行地設(shè)置由電介質(zhì)圍成的長(zhǎng)條的孔，在該孔的內(nèi)部收納有長(zhǎng)條的螺線管63。等離子體氣體從等離子體氣體歧管69經(jīng)由貫通黃銅塊65及石英塊64的等離子體氣體供給配管70、等離子體氣體供給孔71而從噴槍單元T的側(cè)方向長(zhǎng)條腔室內(nèi)部的空間67供給。另外，石英塊64收納在經(jīng)由空氣層接地的作為導(dǎo)體殼體的黃銅塊65的內(nèi)部。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠減少石英制部件的件數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的等離子體處理裝置。進(jìn)而，能夠有效地避免因Ar等非活性氣體侵入石英塊64與黃銅塊65或黃銅蓋66之間的間隙而可能產(chǎn)生的異常放電。就更為可靠地抑制Ar等非活性氣體的滯留來(lái)說(shuō)，設(shè)置使空氣層與噴槍單元外部的空間連通的孔、或者使用風(fēng)扇等來(lái)促進(jìn)空氣層的氣體與噴槍單元外部的空間中的氣體的交換也是有效的。需要說(shuō)明的是，這里，基于噴槍單元外部的空間的氛圍氣為空氣這一前提進(jìn)行了說(shuō)明，但在噴槍單元外部的空間的氛圍氣為N2等非活性且大氣壓下的放電開(kāi)始電壓高的氣體的情況下，也具有同樣的效果?；蛘撸褂昧髁靠刂茩C(jī)器向該空氣層供給空氣或N2等來(lái)避免Ar等非活性氣體的滯留也是有效的。另外，在該第九實(shí)施方式中，還具有能夠?qū)崿F(xiàn)石英塊64、甚至感應(yīng)耦合型等離子體噴槍單元T的輕量化這樣的優(yōu)點(diǎn)。需要說(shuō)明的是，等離子體氣體供給孔71可以是與等離子體噴出口 68平行的狹縫狀的氣體出口，也可以是與等離子體噴出口 68平行配置的多個(gè)孔狀的氣體出口。圖19A 圖26不出所述實(shí)施方式的各種變型例。需要說(shuō)明的是,61表不基材載置臺(tái)，62表不基材,66表不黃銅蓋,72表不石英管,73表不保護(hù)氣體噴嘴,74表不保護(hù)氣體歧管，75表不冷卻水配管，76表不黃銅塊，77表不樹(shù)脂殼體，78表不冷卻水歧管，79表不銅塊，80表示等離子體氣體供給管，81表示薄膜，82表示石英管。另外，也可以構(gòu)成為等離子體氣體供給配管70由接地的導(dǎo)體包圍的結(jié)構(gòu)。在等離子體氣體供給配管70為電介質(zhì)制時(shí)，存在向配管內(nèi)部照射高頻電磁場(chǎng)而在配管內(nèi)部產(chǎn)生不期望的放電的情況。通過(guò)構(gòu)成為等離子體氣體供給配管70由接地的導(dǎo)體包圍的結(jié)構(gòu)，能夠有效地抑制這樣的不期望的放電。以上所述的熱等離子體處理裝置只不過(guò)是例示了本發(fā)明的適用范圍中的典型例而已。通過(guò)本發(fā)明的各種結(jié)構(gòu)，能夠?qū)?的表面附近進(jìn)行高溫處理，但當(dāng)然能夠適用于現(xiàn)有例中詳述過(guò)的TFT用半導(dǎo)體膜的結(jié)晶化或太陽(yáng)能電池用半導(dǎo)體膜的改性，可以在等離子體顯示面板的保護(hù)層的清潔化或脫氣減少、由二氧化硅微粒子的集合體構(gòu)成的電介質(zhì)層的表面平坦化或脫氣減少、各種電子設(shè)備的回流、使用了固體雜質(zhì)源的等離子體摻雜等各種表面處理中適用。另外，本發(fā)明在太陽(yáng)能電池的制造方法中也可以適用于將粉碎硅鑄塊而得到的粉末涂敷在基材上并對(duì)其照射等離子體而使該粉末熔融來(lái)獲得多晶硅膜的·方法。另外，例示了將等離子體噴槍單元3、3A、3B或T等相對(duì)于固定的基材載置臺(tái)I或61進(jìn)行掃描的情況，但也可以利用移動(dòng)裝置將基材載置臺(tái)I或61相對(duì)于固定的等離子體噴槍單元3、3A、3B或T等進(jìn)行掃描。另外，如圖15B所示，螺旋形的螺線管9、9A 9F、22 24等可以是日本特開(kāi)平8-83696號(hào)公報(bào)所公開(kāi)那樣的多重的螺旋形的線圈9H。通過(guò)構(gòu)成為這樣的結(jié)構(gòu)，由此能夠降低螺線管的電感，實(shí)現(xiàn)電力效率的改善。這在需要處理的基材2的寬度大的情況、即感應(yīng)耦合型等離子體噴槍單元或螺線管在長(zhǎng)度方向上長(zhǎng)的情況下尤為有效。另外，當(dāng)從氣體供給裝置40、40B向各氣體噴出口 18、19、20供給氣體時(shí)，為了從各氣體噴出口 18、19、20的多個(gè)開(kāi)口進(jìn)行均勻的氣體供給，也可以經(jīng)由歧管來(lái)進(jìn)行供給。另外，如圖9B或圖IOB所示，可以與線圈延伸方向平行地將各氣體噴出口 18、19、20的點(diǎn)狀的開(kāi)口多個(gè)排列配置，也可以與線圈延伸方向平行地配置線狀(狹縫狀)的開(kāi)口。另外，例示了使用由金屬材料構(gòu)成的部件的結(jié)構(gòu)，但通過(guò)將由金屬材料構(gòu)成的部件中的與筒狀腔室7的內(nèi)壁接觸的部分用絕緣體材料涂敷，由此能夠防止金屬材料向等離子體的混入且抑制電弧放電。另外，為了使等離子體的點(diǎn)火容易，也可以使用點(diǎn)火源。作為點(diǎn)火源，可以利用氣體供熱水器等中使用的點(diǎn)火用火花裝置等。另外，在該說(shuō)明書(shū)中，為了方便，使用了“熱等離子體”這樣的語(yǔ)言，但難以嚴(yán)格地進(jìn)行熱等離子體與低溫等離子體的區(qū)分，另外，例如像非專(zhuān)利文獻(xiàn)(田中康規(guī)等，“熱等離子體的非平衡性”等離子體核融合學(xué)會(huì)志，V01. 82,NO. 8 (2006) pp. 479-483)中解說(shuō)的那樣，僅憑熱的平衡性來(lái)區(qū)分等離子體的種類(lèi)的話也存在困難。本發(fā)明以對(duì)基材2進(jìn)行熱處理為一個(gè)目的，不局限于熱等離子體、熱平衡等離子體、高溫等離子體等用語(yǔ)，還可以適用于與照射高溫的等離子體的技術(shù)相關(guān)的內(nèi)容。另外，詳細(xì)地例示了對(duì)基材2的表面附近在極短時(shí)間內(nèi)均勻地進(jìn)行高溫?zé)崽幚淼那闆r，但在將反應(yīng)氣體所產(chǎn)生的等離子體或等離子體和反應(yīng)氣體流同時(shí)向基材照射來(lái)對(duì)基材進(jìn)行低溫等離子體處理的情況下，也可以適用本發(fā)明。通過(guò)在等離子體氣體或保護(hù)氣體中混合反應(yīng)氣體，由此將反應(yīng)氣體所產(chǎn)生的等離子體向基材照射，從而能夠?qū)崿F(xiàn)蝕刻或CVD。或者，也可以使用惰性氣體或在惰性氣體中加入少量的H2氣體而成的氣體作為等離子體氣體或保護(hù)氣體，并供給含有反應(yīng)氣體的氣體作為保護(hù)氣體，由此將等離子體和反應(yīng)氣體流同時(shí)向基材照射，從而能夠?qū)崿F(xiàn)蝕刻、CVD或摻雜等的等離子體處理。當(dāng)使用以氬為主成分的氣體作為等離子體氣體或保護(hù)氣體時(shí)，如實(shí)施例中詳細(xì)例示的那樣，產(chǎn)生熱等離子體。另一方面，當(dāng)使用以氦為主成分的氣體作為等離子體氣體或保護(hù)氣體時(shí)，能夠產(chǎn)生比較低溫的等離子體。通過(guò)這樣的方法能夠?qū)脑诓惶訜岬那闆r下進(jìn)行蝕刻或成膜
等處理。作為用于蝕刻的反應(yīng)氣體，已知有齒素含有氣體、例如CxFyOu y為自然數(shù))、SF6等，可以對(duì)硅或硅化合物等進(jìn)行蝕刻。若使用O2作為反應(yīng)氣體，則能夠進(jìn)行有機(jī)物的除去、抗蝕劑灰化等。作為用于CVD的反應(yīng)氣體，已知有甲硅烷、乙硅烷等，能夠進(jìn)行硅或硅化合物的成膜?；蛘撸羰褂靡訲EOS (Tetraethoxysilane)為代表的含有硅的有機(jī)氣體和O2的混合氣體，則能夠形成硅氧化膜。此外，能夠進(jìn)行改變防水性或親水性的表面處理等各種低溫等離子體處理。與現(xiàn)有技術(shù)(例如專(zhuān)利文獻(xiàn)7所記載的技術(shù))相比，由于是感應(yīng)耦合型，因此即使投入每單位體積高的功率密度也不易向電弧放電轉(zhuǎn)變，從而能夠產(chǎn)生更高密度的等離子體，其結(jié)果是，獲得快速的反應(yīng)速度，能夠?qū)牡钠谕谋惶幚韰^(qū)域整體在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理。需要說(shuō)明的是，通過(guò)將上述各種各樣的實(shí)施方式或變形例中的任意的實(shí)施方式或變形例適當(dāng)組合，由此能夠起到各自所具有的效果。在本發(fā)明中，參照附圖對(duì)優(yōu)選的實(shí)施方式充分地進(jìn)行了記載，但對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)當(dāng)然可以進(jìn)行各種變形或修正。應(yīng)該理解為這樣的變形或修正只要不脫離權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明的范圍，就包含在本發(fā)明的范圍中。工業(yè)實(shí)用性如上所示，本發(fā)明涉及的等離子體處理裝置及方法當(dāng)然能夠適用于TFT用半導(dǎo)體膜的結(jié)晶化或太陽(yáng)能電池用半導(dǎo)體膜的改性，在等離子體顯示面板的保護(hù)層的清潔化或脫氣減少、由二氧化硅微粒子的集合體構(gòu)成的電介質(zhì)層的表面平坦化或脫氣減少、各種電子設(shè)備的回流等各種表面處理中，對(duì)基材的表面附近在極短時(shí)間內(nèi)均勻地進(jìn)行高溫?zé)崽幚頃r(shí)，在對(duì)基材的期望的被處理區(qū)域整體短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理這方面是有用的發(fā)明。另外，本發(fā)明涉及的等離子體處理裝置及方法在各種電子設(shè)備等的制造中的蝕刻或成膜或表面改性等低溫等離子體處理中，在對(duì)基材的期望的被處理區(qū)域整體短時(shí)間內(nèi)進(jìn) 行處理這方面是有用的發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理裝置，具備 具備狹縫狀的開(kāi)口部的筒狀腔室； 經(jīng)由氣體導(dǎo)入口向所述腔室內(nèi)供給氣體的氣體供給裝置； 具有與所述開(kāi)口部的長(zhǎng)度方向平行的線圈延伸方向且使所述腔室內(nèi)產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng)的螺線管； 向所述線圈供給高頻電力的高頻電源； 與所述開(kāi)口部對(duì)置配置，且在基材載置面上載置基材的基材載置臺(tái)； 維持所述開(kāi)口部的長(zhǎng)度方向與所述基材載置臺(tái)的所述基材載置面平行的狀態(tài)，并同時(shí)使所述腔室與所述基材載置臺(tái)相對(duì)地移動(dòng)的移動(dòng)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等離子體處理裝置，其中， 所述移動(dòng)裝置使所述腔室和所述基材載置臺(tái)沿著與所述開(kāi)口部的長(zhǎng)度方向正交的方向相對(duì)地移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的等離子體處理裝置，其中， 所述筒狀腔室由電介質(zhì)的圓筒構(gòu)成，且在所述腔室的外側(cè)設(shè)置有所述線圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的等離子體處理裝置，其中， 所述筒狀腔室由金屬的圓筒構(gòu)成，且在所述腔室的內(nèi)側(cè)設(shè)置有所述線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的等離子體處理裝置，其中， 從所述氣體供給裝置向所述腔室供給氣體的多個(gè)氣體導(dǎo)入口與所述開(kāi)口部的長(zhǎng)度方向平行地設(shè)置，且設(shè)置在與所述開(kāi)口部對(duì)置的面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的等離子體處理裝置，其中， 所述線圈的兩端部的線狀部向與所述線圈的延伸方向垂直的方向彎曲，并向與所述筒狀腔室的開(kāi)口部相反的方向且所述腔室的外側(cè)引出。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的等離子體處理裝置，其中， 將所述腔室用與所述線圈的延伸方向垂直的面剖開(kāi)而得到的剖面形狀中的所述腔室內(nèi)部的空間為環(huán)狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的等離子體處理裝置，其中， 將所述腔室用與所述線圈的延伸方向垂直的面剖開(kāi)而得到的剖面形狀中的所述腔室內(nèi)部的空間為U字狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的等離子體處理裝置，其中， 所述線圈收納在絕緣構(gòu)件的線圈外殼的空間內(nèi)，所述線圈浸在所述空間內(nèi)的絕緣性流體中，且所述絕緣性流體在所述空間內(nèi)流動(dòng)來(lái)冷卻所述線圈。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的等離子體處理裝置，其中， 從所述氣體供給裝置經(jīng)由所述氣體導(dǎo)入口向所述腔室內(nèi)供給的所述氣體的供給系統(tǒng)由保護(hù)氣體用和等離子體氣體用的兩個(gè)系統(tǒng)以上構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的等離子體處理裝置，其中， 所述線圈的每單位長(zhǎng)度的匝數(shù)在所述線圈的延伸方向上不均勻。
12.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的等離子體處理裝置，其中， 所述螺線管在所述線圈的延伸方向上分割成多個(gè)。
13.一種等離子體處理方法，向筒狀腔室內(nèi)供給氣體，且從形成在所述腔室上的狹縫狀的開(kāi)口部朝向載置在基材載置臺(tái)的基材載置面上的基材噴出氣體，并且向具有與所述開(kāi)口部的長(zhǎng)度方向平行的線圈延伸方向的螺線管供給高頻電力，由此使所述腔室內(nèi)產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng)， 維持所 述開(kāi)口部的長(zhǎng)度方向與所述基材載置臺(tái)的所述基材載置面平行的狀態(tài)，并同時(shí)使所述腔室和所述基材載置臺(tái)相對(duì)地移動(dòng)，來(lái)對(duì)所述基材的表面進(jìn)行熱處理。
全文摘要
在基材載置臺(tái)(1)的基材載置面(1a)上載置有基材(2)。感應(yīng)耦合型等離子體噴槍單元(3)包括筒狀腔室(7)，其包括設(shè)有長(zhǎng)方形的狹縫狀的等離子體噴出口(4)且由絕緣體材料構(gòu)成的圓筒(5)、及閉塞圓筒(5)的兩端的蓋(6)；氣體噴出口(8)，其向筒狀腔室(7)內(nèi)供給氣體；螺線管(9)，其使筒狀腔室(7)內(nèi)產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng)。通過(guò)從高頻電源(41)向螺線管(9)供給高頻電力，由此使筒狀腔室(7)內(nèi)產(chǎn)生等離子體(P)并將其從等離子體噴出口(4)向基材(2)照射。能夠使等離子體噴槍單元(3)和基材載置臺(tái)(1)相對(duì)地移動(dòng)并同時(shí)對(duì)基材表面進(jìn)行熱處理。
文檔編號(hào)H01L21/20GK102782817SQ201180012319
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者中山一郎, 奧村智洋, 齋藤光央 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社