JP2004031621A - プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法及びプラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】複雑な構成にすることなく、しかも、基板１１の大きさに拘らず表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜装置とする。
【解決手段】コイル状の高周波アンテナ５に給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマ８を発生させるプラズマ発生部３を成膜室２の上部に備え、プラズマ発生部３の下方でプラズマが均一となる方向に交差する方向で基板１１をコンベア１２により移動させ、プラズマ８が基板１１上で全面にわたり均一な状態とし、複雑な構成にすることなく、しかも、基板１１の大きさに拘らず表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜装置とする。
【選択図】 図１
【解決手段】コイル状の高周波アンテナ５に給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマ８を発生させるプラズマ発生部３を成膜室２の上部に備え、プラズマ発生部３の下方でプラズマが均一となる方向に交差する方向で基板１１をコンベア１２により移動させ、プラズマ８が基板１１上で全面にわたり均一な状態とし、複雑な構成にすることなく、しかも、基板１１の大きさに拘らず表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜装置とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマを発生させて基板に処理を施すプラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法に関する。
【０００２】
本発明は、プラズマを発生させて気相成長法により基板の表面に成膜を行うプラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
現在、半導体の製造では、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ） 装置を用いた成膜が知られている。プラズマＣＶＤ装置は、膜の材料となる材料ガスを処理室内の成膜室の中に導入し、高周波アンテナから高周波を入射してプラズマ状態にし、プラズマ中の活性な励起原子によって基板表面の化学的な反応を促進して成膜を行う装置である。プラズマＣＶＤ装置においては、基板の上方における成膜室にプラズマを均一に発生させ、膜質を良好に保持することが考慮されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
成膜室の天井部に平面コイル状の高周波アンテナを備えた場合、給電部位や接地部位等により電流が円周方向に均一とならず、基板の上面のプラズマが不均一になる虞があった。このため、膜質を均一に保持するためには、複数重ねの平面コイル状の高周波アンテナを構成して給電部位や接地部位等を分散する等が必要となっていた。
【０００５】
また、筒状の成膜室を有する場合、筒部の外周にコイル状の高周波アンテナが備えられている。この場合、給電力の制御等により比較的均一なプラズマを発生しやすいが、基板が大型化により成膜室が大きくなると、均一なプラズマの発生が困難となっているのが現状であった。このため、基板が大型化すると膜質を均一に保持するのが困難になる虞があった。
【０００６】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の処理性質を均一に保持することができるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のプラズマ処理装置は、処理室にプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に処理を施すプラズマ処理装置において、処理室内に一方向で均一となるプラズマを発生させる高周波アンテナ部材を処理室の外部に備える一方、プラズマが均一となる方向に交差する方向に基板を相対的に移動させる移動手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
そして、基板の表面にプラズマによる処理が施された後に基板の表面を多結晶化させる多結晶化処理手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、多結晶化処理手段は、レーザにより基板表面の熱処理を行うアニーリングを実施する手段であることを特徴とする。
【００１１】
また、基板は帯状シート状をなし、帯状シート状の基板を送り出しロールと巻き取りロールに巻回して連続的に巻き取り動作を実施することで移動手段が構成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、基板は盤状のウエハであり、移動手段はウエハを移動自在に支持する移動支持部材であることを特徴とする。
【００１３】
また、基板の表面に対する処理は、励起・活性化された原子・分子により基板の表面に膜を作製する成膜処理であることを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するための本発明のプラズマ処理方法は、処理室にプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に処理を施すプラズマ処理方法において、処理室内に誘導結合方式により一方向に均一なプラズマを発生させる一方、プラズマが均一となる方向に交差する方向に基板を相対的に移動させて基板の表面に処理を施すことを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するための本発明のプラズマ成膜装置は、筒部をなし筒部の外周にコイル状の高周波アンテナが配設され高周波アンテナに給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマを発生させるプラズマ発生部を処理室の上部に備え、プラズマ発生部に原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備え、プラズマ発生部の下方における処理室の内部でプラズマが均一となる方向に交差する方向で帯状シート状の基板を送り出しロールと巻き取りロールに巻回し、プラズマ発生部でプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原料ガスの原子・分子により送り出しロールから送り出されて巻き取りロールに巻き取られる基板の表面に膜を作製することを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成するための本発明のプラズマ成膜装置は、処理室の天井部に平面コイル状の高周波アンテナが配設され高周波アンテナに給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマを発生させるプラズマ発生手段を備え、プラズマが発生する部位に原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備え、プラズマが発生する部位の下方における処理室の内部で帯状シート状の基板がプラズマが均一となる方向に交差する方向に送り出しロールと巻き取りロールに巻回され、プラズマ発生部でプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原料ガスの原子・分子により送り出しロールから送り出されて巻き取りロールに巻き取られる基板の表面に膜を作製することを特徴とする。
【００１７】
そして、プラズマ発生部よりも巻き取りロール側の帯状シート状の基板の表面を多結晶化させる多結晶化処理手段を備え、成膜後の基板の表面を多結晶化処理手段で多結晶化させることを特徴とする。
【００１８】
上記目的を達成するための本発明のプラズマ成膜装置は、筒部をなし筒部の外周にコイル状の高周波アンテナが配設され高周波アンテナに給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマを発生させるプラズマ発生部を処理室の上部に備え、プラズマ発生部に原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備え、プラズマ発生部の下方における処理室の内部で盤状の基板をプラズマが均一となる方向に交差する方向に移動自在に保持し、プラズマ発生部でプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原料ガスの原子・分子により移動される基板の表面に膜を作製することを特徴とする。
【００１９】
上記目的を達成するための本発明のプラズマ成膜装置は、処理室の天井部に平面コイル状の高周波アンテナが配設され高周波アンテナに給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマを発生させるプラズマ発生手段を備え、プラズマが発生する部位に原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備え、プラズマが発生する部位の下方における処理室の内部で盤状の基板をプラズマが均一となる方向に交差する方向に移動自在に保持し、プラズマ発生部でプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原料ガスの原子・分子により移動される基板の表面に膜を作製することを特徴とする。
【００２０】
そして、プラズマ発生部よりも移動方向後側で基板の表面を多結晶化させる多結晶化処理手段を備え、成膜後の基板の表面を多結晶化処理手段で多結晶化させることを特徴とする。
【００２１】
また、基板の温度を成膜温度状況に制御する温度制御手段を備えたことを特徴とする。
【００２２】
上記目的を達成するための本発明のプラズマ成膜方法は、成膜室にプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に膜を作製するプラズマ成膜方法において、処理室内に誘導結合方式により一方向に均一なプラズマを発生させる一方、プラズマが均一となる方向に交差する方向に基板を相対的に移動させて基板の表面に膜を作製することを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明は、成膜室に原料ガス（材料ガス：例えば、ＳｉＨ４）を供給し、プラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に酸化シリコンや窒化シリコンの膜を作製するプラズマ成膜装置であり、処理室内に誘導結合方式により一方向に均一なプラズマを発生させる一方、プラズマが均一となる方向に交差する方向に基板を移動させて基板の表面に酸化シリコンや窒化シリコンを成膜するものである。一方向に均一なプラズマに対して交差する方向に基板を移動させることで、基板の全面に対して均一なプラズマとなる状態にされ、基板の大きさに拘らず表面の膜質を均一に保持することができる。
【００２４】
そして、本発明は、プラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面にエッチング等の処理を施すプラズマ処理装置が適用されるようになっている。
【００２５】
以下、本発明をプラズマ成膜装置（プラズマＣＶＤ装置）に適用した実施例を図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１、図２に基づいて第１実施例を説明する。
【００２７】
図１には本発明の第１実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面、図２には図１中のＩＩ−ＩＩ 線矢視を示してある。
【００２８】
図１に示すように、プラズマＣＶＤ装置１の成膜室２の上部にはプラズマ発生部３が備えられている。プラズマ発生部３は絶縁体材料製の筒状の容器としての天井筒部材４が設けられ、天井筒部材４の筒部の外周にはコイル状の高周波アンテナ５が配置されている。高周波アンテナ５には整合器６を介して高周波電源７が接続されている。高周波アンテナ５に電力を供給することにより電磁波が天井筒部材４に入射する。天井筒部材４に入射された電磁波は、内部のガスをイオン化してプラズマ８を発生させる。
【００２９】
図２に示すように、天井筒部材４は断面が矩形状の矩形筒型に構成され、コイル状の高周波アンテナ５も天井筒部材４の形状に応じた矩形コイル状に形成されている。このため、天井筒部材４の内部には一方向に長い状態（図２中上下方向）でプラズマ８が発生し、プラズマ８は一方向に均一とされた状態（一次元方向に均一）になっている。
【００３０】
天井筒部材４の上部には、例えば、シラン（例えば ＳｉＨ４）等の材料ガス（原料ガス）を供給するガス供給ノズル９が設けられ、ガス供給ノズル９から天井筒部材４内に成膜材料（例えばＳｉ）となる材料ガスが供給される。また、天井筒部材４にはアルゴンやヘリウム等の不活性ガス（希ガス）や酸素、水素等の補助ガスを供給する補助ガス供給ノズル（図示省略）が設けられ、成膜室２の下部には成膜室２の内部を排気するための真空排気系（図示省略）に接続される排気口１０が設けられている。
【００３１】
成膜室２にはプラズマ８の均一とされた一方向に交差する方向（図１、図２中左右方向）に円盤状のウエハ（基板）１１を移動させるコンベア１２が設けられている。プラズマ８の均一な方向の長さは、基板１１の径に略等しいもしくは多少大きめに設定されている。
【００３２】
プラズマ発生部３の直下におけるコンベア１２の下部には、基板１１の温度を所定の成膜温度に制御する赤外線ヒータ１３が設けられている。また、赤外線ヒータ１３を挟んでコンベア１２の上流側の下部には予熱ヒータ１４が設けられ、赤外線ヒータ１３を挟んでコンベア１２の下流側の下部には徐熱ヒータ１５が設けられている。成膜室２には基板の搬入・搬出口が設けられ、図示しない搬送室との間で基板が搬入・搬出され、コンベア１２により基板１１が図中右側から左側に所定の速度で移動される。
【００３３】
上述したプラズマＣＶＤ装置では、コンベア１２に基板１１が載せられ、コンベア１２により図中右側から左側に所定の速度で移動される。ガス供給ノズル９から所定流量の材料ガスを天井筒部材４の内部に供給すると共に図示しない補助ガス供給ノズルから所定流量の補助ガスを天井筒部材４の内部に供給し、天井筒部材４及び成膜室２内を成膜条件に応じた所定圧力に設定する。その後、高周波電源７から高周波アンテナ５に電力を供給して高周波を発生させる。
【００３４】
これにより、天井筒部材４内の材料ガスが放電して一部がプラズマ状態となってプラズマ８が発生する。このプラズマ８は、材料ガス中の他の中性分子に衝突して更に中性分子を電離、あるいは励起し、活性な粒子は、基板１１の表面に吸着して効率良く化学反応を起こし、堆積してＣＶＤ膜となる。
【００３５】
天井筒部材４の内部で発生するプラズマ８は、一次元方向（図２中上下方向）に均一とされた状態となり、基板１１はコンベア１２により図中右側から左側（二次元方向）に所定の速度で移動される。
【００３６】
このため、給電のパワーを高めることなく基板１１の上面には全面にわたり均一な状態のプラズマ８が発生している状態にされ、均一の膜質のＣＶＤ膜が得られる。そして、プラズマ８は一次元方向（図２中上下方向）に均一にされているため、基板１１が大型化しても装置を大型化することなく、特に、図１、図２中の左右方向の幅を大きくすることなく、容易に均一の膜質のＣＶＤ膜を得ることができる。
【００３７】
尚、一次元方向に均一な状態のプラズマ８に対して基板１１を移動させる手段は、ロボットのアームの伸縮機構等を用いて搬入・搬出の動作を共用させることも可能である。また、一次元方向に均一な状態のプラズマ８に対して基板１１を相対的に移動させることができればよく、場合によってはプラズマ８側を移動させる構成とすることも可能である。
【００３８】
図３に基づいて第２実施例を説明する。
【００３９】
図３には本発明の第２実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面を示してある。尚、図１、図２に示した第１実施例と同一部材には同一符号を付してある。
【００４０】
図に示すように、プラズマＣＶＤ装置３２の成膜室２１の上部にはプラズマ発生部３が備えられている。プラズマ発生部３は絶縁体材料製の筒状の容器としての天井筒部材４が設けられ、天井筒部材４の筒部の外周にはコイル状の高周波アンテナ５が配置されている。高周波アンテナ５には整合器６を介して高周波電源７が接続されている。高周波アンテナ５に電力を供給することにより電磁波が天井筒部材４に入射する。天井筒部材４に入射された電磁波は、内部のガスをイオン化してプラズマ８を発生させる。
【００４１】
天井筒部材４は断面が矩形状の矩形筒型に構成され（図２参照）、コイル状の高周波アンテナ５も天井筒部材４の形状に応じた矩形コイル状に形成されている。このため、天井筒部材４の内部には一方向に長い状態（図２中上下方向）でプラズマ８が発生し、プラズマ８は一方向に均一とされた状態（一次元方向に均一）になっている。
【００４２】
天井筒部材４の上部には、例えば、シラン（例えば ＳｉＨ４）等の材料ガス（原料ガス）を供給するガス供給ノズル９が設けられ、ガス供給ノズル９から天井筒部材４内に成膜材料（例えばＳｉ）となる材料ガスが供給される。また、天井筒部材４にはアルゴンやヘリウム等の不活性ガス（希ガス）や酸素、水素等の補助ガスを供給する補助ガス供給ノズル（図示省略）が設けられ、成膜室２１の下部には成膜室２１の内部を排気するための真空排気系（図示省略）に接続される排気口１０が設けられている。
【００４３】
成膜室２１はプラズマ８の均一とされた一方向に交差する方向（図３中左右方向）に円盤状のウエハ（基板）１１を移動させるコンベア２２が設けられている。成膜室２１は第１実施例に比べてコンベア２２の後流側に広く形成され、コンベア２２も第１実施例に比べて搬送距離が長くされている。プラズマ８の均一な方向の長さは、基板１１の径に略等しいもしくは多少大きめに設定されている。
【００４４】
プラズマ発生部３の直下におけるコンベア２２の下部には、基板１１の温度を所定の成膜温度に制御する赤外線ヒータ１３が設けられている。また、赤外線ヒータ１３を挟んでコンベア２２の上流側の下部には予熱ヒータ１４が設けられ、赤外線ヒータ１３を挟んでコンベア２２の下流側の下部には徐熱ヒータ１５が設けられている。
【００４５】
徐熱ヒータ１５の後流側におけるコンベア２２の上部の成膜室２１にはレーザ照射窓２３が設けられ、レーザ照射窓２３からはレーザ発振装置２４からのレーザ光２５がコンベア２２上の基板１１に照射される。レーザ光２５によりコンベア２２上の基板１１の膜表面が熱処理されてアニーリング（多結晶化処理）が実施される（多結晶化処理手段）。
【００４６】
成膜室２１には基板の搬入・搬出口が設けられ、図示しない搬送室との間で基板が搬入・搬出され、コンベア２２により基板１１が図中右側から左側に所定の速度で移動される。
【００４７】
上述したプラズマＣＶＤ装置３２では、コンベア２２に基板１１が載せられ、コンベア２２により図中右側から左側に所定の速度で移動される。ガス供給ノズル９から所定流量の材料ガスを天井筒部材４の内部に供給すると共に図示しない補助ガス供給ノズルから所定流量の補助ガスを天井筒部材４の内部に供給し、天井筒部材４及び成膜室２１内を成膜条件に応じた所定圧力に設定する。その後、高周波電源７から高周波アンテナ５に電力を供給して高周波を発生させる。
【００４８】
これにより、天井筒部材４内の材料ガスが放電して一部がプラズマ状態となってプラズマ８が発生する。このプラズマ８は、材料ガス中の他の中性分子に衝突して更に中性分子を電離、あるいは励起し、活性な粒子は、基板１１の表面に吸着して効率良く化学反応を起こし、堆積してＣＶＤ膜となる。
【００４９】
天井筒部材４の内部で発生するプラズマ８は、一次元方向（図２中上下方向）に均一とされた状態となり、基板１１はコンベア２２により図中右側から左側（二次元方向）に所定の速度で移動される。ＣＶＤ膜が作製された基板１１にはレーザ照射窓２３からレーザ発振装置２４からのレーザ光２５が照射される。レーザ光２５によりコンベア２２上の基板１１の膜表面が熱処理（例えば、表面部のみが１４００℃に加熱されてアモルファスＳｉが多結晶化される）されてアニーリングが実施され、膜の表層が多結晶化される。レーザ光２５によるアニーリングのため基板１１の下地には熱の影響はない。
【００５０】
このため、給電のパワーを高めることなく基板１１の上面には全面にわたり均一な状態のプラズマ８が発生している状態にされ、均一の膜質のＣＶＤ膜が得られると共に、膜の表層が多結晶化されて安定化される。そして、プラズマ８は一次元方向に均一にされているため、基板１１が大型化しても装置を大型化することなく、特に、図３中の左右方向の幅を大きくすることなく、容易に均一の安定した膜質のＣＶＤ膜を得ることができる。
【００５１】
尚、一次元方向に均一な状態のプラズマ８に対して基板１１を移動させる手段は、ロボットのアームの伸縮機構等を用いて搬入・搬出の動作を共用させることも可能である。また、一次元方向に均一な状態のプラズマ８に対して基板１１を相対的に移動させることができればよく、場合によってはプラズマ８側を移動させる構成とすることも可能である。また、多結晶化処理手段としては、基板１１の耐熱温度特性等によりランプアニール手段等を適用することも可能である。
【００５２】
図４、図５に基づいて第３実施例を説明する。
【００５３】
図４には本発明の第３実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面、図５には図４中のＶ−Ｖ 線矢視を示してある。尚、図１に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【００５４】
図４に示すように、プラズマＣＶＤ装置３３の成膜室２の上部には矩形状の開口部１７が形成され、開口部１７は絶縁体材料製の天井板１８により塞がれている。天井板１８の上面には平面コイル状の高周波アンテナ１９が配置されている。高周波アンテナ１９には整合器６を介して高周波電源７が接続されている。高周波アンテナ５に電力を供給することにより電磁波が天井板１８から成膜室２内に入射する。成膜室２内に入射された電磁波は、内部のガスをイオン化してプラズマ８を発生させる。
【００５５】
図５に示すように、矩形状の開口部１７を塞ぐ天井板１８は矩形状の矩形状に構成され、平面コイル状の高周波アンテナ１９も天井板１８の形状に応じた矩形コイル状に形成されている。このため、天井板１８の下部の成膜室２内には一方向に長い状態（図５中上下方向）でプラズマ８が発生し、プラズマ８は一方向に均一とされた状態（一次元方向に均一）になっている。
【００５６】
天井板１８の下部の成膜室２内には、例えば、シラン（例えば ＳｉＨ４）等の材料ガス（原料ガス）を供給するガス供給ノズル２０が設けられ、ガス供給ノズル２０から天井板１８の下部の成膜室２内に成膜材料（例えばＳｉ）となる材料ガスが供給される。また、天井板１８の下部の成膜室２内には、アルゴンやヘリウム等の不活性ガス（希ガス）や酸素、水素等の補助ガスを供給する補助ガス供給ノズル（図示省略）が設けられ、成膜室２の下部には成膜室２の内部を排気するための真空排気系（図示省略）に接続される排気口１０が設けられている。
【００５７】
成膜室２にはプラズマ８の均一とされた一方向に交差する方向（図４、図５中左右方向）に円盤状のウエハ（基板）１１を移動させるコンベア１２が設けられている。プラズマ８の均一な方向の長さは、基板１１の径に略等しいもしくは多少大きめに設定されている。
【００５８】
天井板１８の直下におけるコンベア１２の下部には、基板１１の温度を所定の成膜温度に制御する赤外線ヒータ１３が設けられている。また、赤外線ヒータ１３を挟んでコンベア１２の上流側の下部には予熱ヒータ１４が設けられ、赤外線ヒータ１３を挟んでコンベア１２の下流側の下部には徐熱ヒータ１５が設けられている。成膜室２には基板の搬入・搬出口が設けられ、図示しない搬送室との間で基板が搬入・搬出され、コンベア１２により基板１１が図中右側から左側に所定の速度で移動される。
【００５９】
上述したプラズマＣＶＤ装置３３では、コンベア１２に基板１１が載せられ、コンベア１２により図中右側から左側に所定の速度で移動される。ガス供給ノズル２０から所定流量の材料ガスを天井板１８の直下の成膜室２内に供給すると共に図示しない補助ガス供給ノズルから所定流量の補助ガスを天井板１８の直下の成膜室２内に供給し、成膜室２内を成膜条件に応じた所定圧力に設定する。その後、高周波電源７から高周波アンテナ１９に電力を供給して高周波を発生させる。
【００６０】
これにより、成膜室２内の材料ガスが放電して一部がプラズマ状態となってプラズマ８が発生する。このプラズマ８は、材料ガス中の他の中性分子に衝突して更に中性分子を電離、あるいは励起し、活性な粒子は、基板１１の表面に吸着して効率良く化学反応を起こし、堆積してＣＶＤ膜となる。
【００６１】
成膜室２内で発生するプラズマ８は、一次元方向（図５中上下方向）に均一とされた状態となり、基板１１はコンベア１２により図中右側から左側（二次元方向）に所定の速度で移動される。
【００６２】
このため、給電のパワーを高めることなく基板１１の上面には全面にわたり均一な状態のプラズマ８が発生している状態にされ、均一の膜質のＣＶＤ膜が得られる。そして、プラズマ８は一次元方向（図５中上下方向）に均一にされているため、基板１１が大型化しても装置を大型化することなく、特に、高さ方向に大型化することなく、容易に均一の膜質のＣＶＤ膜を得ることができる。
【００６３】
尚、一次元方向に均一な状態のプラズマ８に対して基板１１を移動させる手段は、ロボットのアームの伸縮機構等を用いて搬入・搬出の動作を共用させることも可能である。また、一次元方向に均一な状態のプラズマ８に対して基板１１を相対的に移動させることができればよく、場合によってはプラズマ８側を移動させる構成とすることも可能である。
【００６４】
図６に基づいて第４実施例を説明する。
【００６５】
図６には本発明の第４実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面を示してある。尚、図３及び図４に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【００６６】
図に示すように、プラズマＣＶＤ装置３４の成膜室３１の上部には矩形状の開口部１７が形成され、開口部１７は絶縁体材料製の天井板１８により塞がれている。天井板１８の上面には平面コイル状の高周波アンテナ１９が配置されている。高周波アンテナ１９には整合器６を介して高周波電源７が接続されている。高周波アンテナ５に電力を供給することにより電磁波が天井板１８から成膜室３１内に入射する。成膜室３１内に入射された電磁波は、内部のガスをイオン化してプラズマ８を発生させる。
【００６７】
矩形状の開口部１７を塞ぐ天井板１８は矩形状の矩形状に構成され、平面コイル状の高周波アンテナ１９も天井板１８の形状に応じた矩形コイル状に形成されている（図５参照）。このため、天井板１８の下部の成膜室３１内には一方向に長い状態（図５中上下方向）でプラズマ８が発生し、プラズマ８は一方向に均一とされた状態（一次元方向に均一）になっている。
【００６８】
天井板１８の下部の成膜室３１内には、例えば、シラン（例えば ＳｉＨ４）等の材料ガス（原料ガス）を供給するガス供給ノズル２０が設けられ、ガス供給ノズル２０から天井板１８の下部の成膜室３１内に成膜材料（例えばＳｉ）となる材料ガスが供給される。また、天井板１８の下部の成膜室３１内には、アルゴンやヘリウム等の不活性ガス（希ガス）や酸素、水素等の補助ガスを供給する補助ガス供給ノズル（図示省略）が設けられ、成膜室３１の下部には成膜室３１の内部を排気するための真空排気系（図示省略）に接続される排気口１０が設けられている。
【００６９】
成膜室３１にはプラズマ８の均一とされた一方向に交差する方向（図６中左右方向）に円盤状のウエハ（基板）１１を移動させるコンベア２２が設けられている。成膜室３１は第３実施例に比べてコンベア２２の後流側に広く形成され、コンベア２２も第３実施例に比べて搬送距離が長くされている。プラズマ８の均一な方向の長さは、基板１１の径に略等しいもしくは多少大きめに設定されている。
【００７０】
天井板１８の直下におけるコンベア２２の下部には、基板１１の温度を所定の成膜温度に制御する赤外線ヒータ１３が設けられている。また、赤外線ヒータ１３を挟んでコンベア２２の上流側の下部には予熱ヒータ１４が設けられ、赤外線ヒータ１３を挟んでコンベア２２の下流側の下部には徐熱ヒータ１５が設けられている。
【００７１】
徐熱ヒータ１５の後流側におけるコンベア２２の上部の成膜室３１にはレーザ照射窓２３が設けられ、レーザ照射窓２３からはレーザ発振装置２４からのレーザ光２５がコンベア２２上の基板１１に照射される。レーザ光２５によりコンベア２２上の基板１１の膜表面が熱処理されてアニーリング（多結晶化処理）が実施される（多結晶化処理手段）。
【００７２】
成膜室３１には基板の搬入・搬出口が設けられ、図示しない搬送室との間で基板が搬入・搬出され、コンベア２２により基板１１が図中右側から左側に所定の速度で移動される。
【００７３】
上述したプラズマＣＶＤ装置３４では、コンベア２２に基板１１が載せられ、コンベア２２により図中右側から左側に所定の速度で移動される。ガス供給ノズル２０から所定流量の材料ガスを天井板１８の直下の成膜室３１内に供給すると共に図示しない補助ガス供給ノズルから所定流量の補助ガスを天井板１８の直下の成膜室３１内に供給し、成膜室３１内を成膜条件に応じた所定圧力に設定する。その後、高周波電源７から高周波アンテナ１９に電力を供給して高周波を発生させる。
【００７４】
これにより、成膜室３１内の材料ガスが放電して一部がプラズマ状態となってプラズマ８が発生する。このプラズマ８は、材料ガス中の他の中性分子に衝突して更に中性分子を電離、あるいは励起し、活性な粒子は、基板１１の表面に吸着して効率良く化学反応を起こし、堆積してＣＶＤ膜となる。
【００７５】
成膜室３１内で発生するプラズマ８は、一次元方向に均一とされた状態となり、基板１１はコンベア２２により図中右側から左側（二次元方向）に所定の速度で移動される。ＣＶＤ膜が作製された基板１１にはレーザ照射窓２３からレーザ発振装置２４からのレーザ光２５が照射される。レーザ光２５によりコンベア２２上の基板１１の膜表面が熱処理（例えば、表面部のみが１４００℃に加熱されてアモルファスＳｉが多結晶化される）されてアニーリングが実施され、膜の表層が多結晶化される。レーザ光２５によるアニーリングのため基板１１の下地には熱の影響はない。
【００７６】
このため、給電のパワーを高めることなく基板１１の上面には全面にわたり均一な状態のプラズマ８が発生している状態にされ、均一の膜質のＣＶＤ膜が得られる。そして、プラズマ８は一次元方向に均一にされているため、基板１１が大型化しても装置を大型化することなく、特に、高さ方向に大型化することなく、容易に均一の安定した膜質のＣＶＤ膜を得ることができる。
【００７７】
尚、一次元方向に均一な状態のプラズマ８に対して基板１１を移動させる手段は、ロボットのアームの伸縮機構等を用いて搬入・搬出の動作を共用させることも可能である。また、一次元方向に均一な状態のプラズマ８に対して基板１１を相対的に移動させることができればよく、場合によってはプラズマ８側を移動させる構成とすることも可能である。また、多結晶化処理手段としては、基板１１の耐熱温度特性等によりランプアニール手段等を適用することも可能である。
【００７８】
図７、図８に基づいて第５実施例を説明する。
【００７９】
図７には本発明の第５実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面、図８には図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ 線矢視を示してある。尚、図１に示した第１実施例と同一部材には同一符号を付してある。
【００８０】
図７に示すように、プラズマＣＶＤ装置３５の成膜室２の上部にはプラズマ発生部３が備えられている。プラズマ発生部３は絶縁体材料製の筒状の容器としての天井筒部材４が設けられ、天井筒部材４の筒部の外周にはコイル状の高周波アンテナ５が配置されている。高周波アンテナ５には整合器６を介して高周波電源７が接続されている。高周波アンテナ５に電力を供給することにより電磁波が天井筒部材４に入射する。天井筒部材４に入射された電磁波は、内部のガスをイオン化してプラズマ８を発生させる。
【００８１】
図８に示すように、天井筒部材４は断面が矩形状の矩形筒型に構成され、コイル状の高周波アンテナ５も天井筒部材４の形状に応じた矩形コイル状に形成されている。このため、天井筒部材４の内部には一方向に長い状態（図８中上下方向）でプラズマ８が発生し、プラズマ８は一方向に均一とされた状態（一次元方向に均一）になっている。
【００８２】
天井筒部材４の上部には、例えば、シラン（例えば ＳｉＨ４）等の材料ガス（原料ガス）を供給するガス供給ノズル９が設けられ、ガス供給ノズル９から天井筒部材４内に成膜材料（例えばＳｉ）となる材料ガスが供給される。また、天井筒部材４にはアルゴンやヘリウム等の不活性ガス（希ガス）や酸素、水素等の補助ガスを供給する補助ガス供給ノズル（図示省略）が設けられ、成膜室２の下部には成膜室２の内部を排気するための真空排気系（図示省略）に接続される排気口１０が設けられている。
【００８３】
成膜室２にはプラズマ８の均一とされた一方向に交差する方向（図７、図８中左右方向）で帯状シート状の基板４１を巻回する送り出しロール４２及び巻き取りロール４３が設けられている。プラズマ８の均一な方向の長さは、基板４１の幅に略等しいもしくは多少大きめに設定されている。
【００８４】
プラズマ発生部３の直下における帯状シート状の基板４１の下部には、基板４１の温度を所定の成膜温度に制御する赤外線ヒータ１３が設けられている。また、赤外線ヒータ１３を挟んで帯状シート状の基板４１の上流側の下部には予熱ヒータ１４が設けられ、赤外線ヒータ１３を挟んで帯状シート状の基板４１の下流側の下部には徐熱ヒータ１５が設けられている。成膜室２では帯状シート状の基板４１が送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により図中右側から左側に所定の速度で移動される。
【００８５】
上述したプラズマＣＶＤ装置３５では、送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により帯状シート状の基板４１が図中右側から左側に所定の速度で移動される。ガス供給ノズル９から所定流量の材料ガスを天井筒部材４の内部に供給すると共に図示しない補助ガス供給ノズルから所定流量の補助ガスを天井筒部材４の内部に供給し、天井筒部材４及び成膜室２内を成膜条件に応じた所定圧力に設定する。その後、高周波電源７から高周波アンテナ５に電力を供給して高周波を発生させる。
【００８６】
これにより、天井筒部材４内の材料ガスが放電して一部がプラズマ状態となってプラズマ８が発生する。このプラズマ８は、材料ガス中の他の中性分子に衝突して更に中性分子を電離、あるいは励起し、活性な粒子は、基板４１の表面に吸着して効率良く化学反応を起こし、堆積してＣＶＤ膜となる。
【００８７】
天井筒部材４の内部で発生するプラズマ８は、一次元方向（図８中上下方向）に均一とされた状態となり、基板４１は送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により図中右側から左側（二次元方向）に所定の速度で移動される。
【００８８】
このため、給電のパワーを高めることなく帯状シート状の基板４１の上面には全面にわたり均一な状態のプラズマ８が発生している状態にされ、均一の膜質のＣＶＤ膜が帯状シート状の基板４１に作製される。そして、プラズマ８は一次元方向（図２中上下方向）に均一にされているため、基板４１が帯状シート状であっても装置を大型化することなく、特に、図７、図８中の左右方向の幅を大きくすることなく、容易に均一の膜質のＣＶＤ膜を得ることができる。
【００８９】
図９に基づいて第６実施例を説明する。
【００９０】
図９には本発明の第６実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面を示してある。尚、図７及び図８に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【００９１】
図に示すように、プラズマＣＶＤ装置３６の成膜室２１の上部にはプラズマ発生部３が備えられている。プラズマ発生部３は絶縁体材料製の筒状の容器としての天井筒部材４が設けられ、天井筒部材４の筒部の外周にはコイル状の高周波アンテナ５が配置されている。高周波アンテナ５には整合器６を介して高周波電源７が接続されている。高周波アンテナ５に電力を供給することにより電磁波が天井筒部材４に入射する。天井筒部材４に入射された電磁波は、内部のガスをイオン化してプラズマ８を発生させる。
【００９２】
天井筒部材４は断面が矩形状の矩形筒型に構成され（図８参照）、コイル状の高周波アンテナ５も天井筒部材４の形状に応じた矩形コイル状に形成されている。このため、天井筒部材４の内部には一方向に長い状態（図８中上下方向）でプラズマ８が発生し、プラズマ８は一方向に均一とされた状態（一次元方向に均一）になっている。
【００９３】
天井筒部材４の上部には、例えば、シラン（例えば ＳｉＨ４）等の材料ガス（原料ガス）を供給するガス供給ノズル９が設けられ、ガス供給ノズル９から天井筒部材４内に成膜材料（例えばＳｉ）となる材料ガスが供給される。また、天井筒部材４にはアルゴンやヘリウム等の不活性ガス（希ガス）や酸素、水素等の補助ガスを供給する補助ガス供給ノズル（図示省略）が設けられ、成膜室２１の下部には成膜室２１の内部を排気するための真空排気系（図示省略）に接続される排気口１０が設けられている。
【００９４】
成膜室２１にはプラズマ８の均一とされた一方向に交差する方向（図９中左右方向）で帯状シート状の基板４１を巻回する送り出しロール４２及び巻き取りロール４３が設けられている。プラズマ８の均一な方向の長さは、基板４１の幅に略等しいもしくは多少大きめに設定されている。
【００９５】
プラズマ発生部３の直下における帯状シート状の基板４１の下部には、基板４１の温度を所定の成膜温度に制御する赤外線ヒータ１３が設けられている。また、赤外線ヒータ１３を挟んで帯状シート状の基板４１の上流側の下部には予熱ヒータ１４が設けられ、赤外線ヒータ１３を挟んで帯状シート状の基板４１の下流側の下部には徐熱ヒータ１５が設けられている。成膜室２１では帯状シート状の基板４１が送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により図中右側から左側に所定の速度で移動される。
【００９６】
徐熱ヒータ１５の後流側における帯状シート状の基板４１の上部の成膜室２１にはレーザ照射窓２３が設けられ、レーザ照射窓２３からはレーザ発振装置２４からのレーザ光２５が帯状シート状の基板４１に照射される。レーザ光２５により帯状シート状の基板４１の膜表面が熱処理されてアニーリング（多結晶化処理）が実施される（多結晶化処理手段）。
【００９７】
上述したプラズマＣＶＤ装置３６では、送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により帯状シート状の基板４１が図中右側から左側に所定の速度で移動される。ガス供給ノズル９から所定流量の材料ガスを天井筒部材４の内部に供給すると共に図示しない補助ガス供給ノズルから所定流量の補助ガスを天井筒部材４の内部に供給し、天井筒部材４及び成膜室２１内を成膜条件に応じた所定圧力に設定する。その後、高周波電源７から高周波アンテナ５に電力を供給して高周波を発生させる。
【００９８】
これにより、天井筒部材４内の材料ガスが放電して一部がプラズマ状態となってプラズマ８が発生する。このプラズマ８は、材料ガス中の他の中性分子に衝突して更に中性分子を電離、あるいは励起し、活性な粒子は、基板４１の表面に吸着して効率良く化学反応を起こし、堆積してＣＶＤ膜となる。
【００９９】
天井筒部材４の内部で発生するプラズマ８は、一次元方向に均一とされた状態となり、基板４１は送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により図中右側から左側（二次元方向）に所定の速度で移動される。ＣＶＤ膜が作製された基板４１にはレーザ照射窓２３からレーザ発振装置２４からのレーザ光２５が照射される。レーザ光２５により帯状シート状の基板４１の膜表面が熱処理（例えば、表面部のみが１４００℃に加熱されてアモルファスＳｉが多結晶化される）されてアニーリングが実施され、膜の表層が多結晶化される。レーザ光２５によるアニーリングのため基板４１の下地には熱の影響はない。
【０１００】
このため、給電のパワーを高めることなく帯状シート状の基板４１の上面には全面にわたり均一な状態のプラズマ８が発生している状態にされ、均一の膜質のＣＶＤ膜が帯状シート状の基板４１に作製されると共に、膜の表層が多結晶化されて安定化される。そして、プラズマ８は一次元方向に均一にされているため、基板４１が帯状シート状であっても装置を大型化することなく、特に、図９中の左右方向の幅を大きくすることなく、容易に均一の安定した膜質のＣＶＤ膜を得ることができる。
【０１０１】
尚、多結晶化処理手段としては、基板４１の耐熱温度特性等によりランプアニール手段等を適用することも可能である。
【０１０２】
図１０、図１１に基づいて第７実施例を説明する。
【０１０３】
図１０には本発明の第７実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面、図１１には図１０中のＸＩ−ＸＩ 線矢視を示してある。尚、図４、図５に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【０１０４】
図１０に示すように、プラズマＣＶＤ装置３７の成膜室２の上部には矩形状の開口部１７が形成され、開口部１７は絶縁体材料製の天井板１８により塞がれている。天井板１８の上面には平面コイル状の高周波アンテナ１９が配置されている。高周波アンテナ１９には整合器６を介して高周波電源７が接続されている。高周波アンテナ５に電力を供給することにより電磁波が天井板１８から成膜室２内に入射する。成膜室２内に入射された電磁波は、内部のガスをイオン化してプラズマ８を発生させる。
【０１０５】
図１１に示すように、矩形状の開口部１７を塞ぐ天井板１８は矩形状の矩形状に構成され、平面コイル状の高周波アンテナ１９も天井板１８の形状に応じた矩形コイル状に形成されている。このため、天井板１８の下部の成膜室２内には一方向に長い状態（図１１中上下方向）でプラズマ８が発生し、プラズマ８は一方向に均一とされた状態（一次元方向に均一）になっている。
【０１０６】
天井板１８の下部の成膜室２内には、例えば、シラン（例えば ＳｉＨ４）等の材料ガス（原料ガス）を供給するガス供給ノズル２０が設けられ、ガス供給ノズル２０から天井板１８の下部の成膜室２内に成膜材料（例えばＳｉ）となる材料ガスが供給される。また、天井板１８の下部の成膜室２内には、アルゴンやヘリウム等の不活性ガス（希ガス）や酸素、水素等の補助ガスを供給する補助ガス供給ノズル（図示省略）が設けられ、成膜室２の下部には成膜室２の内部を排気するための真空排気系（図示省略）に接続される排気口１０が設けられている。
【０１０７】
成膜室２にはプラズマ８の均一とされた一方向に交差する方向（図１０、図１１中左右方向）で帯状シート状の基板４１を巻回する送り出しロール４２及び巻き取りロール４３が設けられている。プラズマ８の均一な方向の長さは、基板４１の幅に略等しいもしくは多少大きめに設定されている。
【０１０８】
天井板１８の直下における帯状シート状の基板４１の下部には、基板４１の温度を所定の成膜温度に制御する赤外線ヒータ１３が設けられている。また、赤外線ヒータ１３を挟んで帯状シート状の基板４１の上流側の下部には予熱ヒータ１４が設けられ、赤外線ヒータ１３を挟んで帯状シート状の基板４１の下流側の下部には徐熱ヒータ１５が設けられている。成膜室２では帯状シート状の基板４１が送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により図中右側から左側に所定の速度で移動される。
【０１０９】
上述したプラズマＣＶＤ装置３７では、送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により帯状シート状の基板４１が図中右側から左側に所定の速度で移動される。ガス供給ノズル９から所定流量の材料ガスを天井板１８の直下の成膜室２内に供給すると共に図示しない補助ガス供給ノズルから所定流量の補助ガスを天井板１８の直下の成膜室２内に供給し、成膜室２内を成膜条件に応じた所定圧力に設定する。その後、高周波電源７から高周波アンテナ５に電力を供給して高周波を発生させる。
【０１１０】
これにより、成膜室２内の材料ガスが放電して一部がプラズマ状態となってプラズマ８が発生する。このプラズマ８は、材料ガス中の他の中性分子に衝突して更に中性分子を電離、あるいは励起し、活性な粒子は、基板４１の表面に吸着して効率良く化学反応を起こし、堆積してＣＶＤ膜となる。
【０１１１】
成膜室２内で発生するプラズマ８は、一次元方向（図１１中上下方向）に均一とされた状態となり、基板４１は送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により図中右側から左側（二次元方向）に所定の速度で移動される。
【０１１２】
このため、給電のパワーを高めることなく帯状シート状の基板４１の上面には全面にわたり均一な状態のプラズマ８が発生している状態にされ、均一の膜質のＣＶＤ膜が帯状シート状の基板４１に作製される。そして、プラズマ８は一次元方向（図１１中上下方向）に均一にされているため、基板４１が帯状シート状であっても装置を大型化することなく、特に、高さ方向に大型化することなく、容易に均一の膜質のＣＶＤ膜を得ることができる。
【０１１３】
図１２に基づいて第８実施例を説明する。
【０１１４】
図１２には本発明の第８実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面を示してある。尚、図１０及び図１１に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【０１１５】
図に示すように、プラズマＣＶＤ装置３８の成膜室３１の上部には矩形状の開口部１７が形成され、開口部１７は絶縁体材料製の天井板１８により塞がれている。天井板１８の上面には平面コイル状の高周波アンテナ１９が配置されている。高周波アンテナ１９には整合器６を介して高周波電源７が接続されている。高周波アンテナ５に電力を供給することにより電磁波が天井板１８から成膜室３１内に入射する。成膜室３１内に入射された電磁波は、内部のガスをイオン化してプラズマ８を発生させる。
【０１１６】
矩形状の開口部１７を塞ぐ天井板１８は矩形状の矩形状に構成され、平面コイル状の高周波アンテナ１９も天井板１８の形状に応じた矩形コイル状に形成されている（図１１参照）。このため、天井板１８の下部の成膜室３１内には一方向に長い状態（図１１中上下方向）でプラズマ８が発生し、プラズマ８は一方向に均一とされた状態（一次元方向に均一）になっている。
【０１１７】
天井板１８の下部の成膜室３１内には、例えば、シラン（例えば ＳｉＨ４）等の材料ガス（原料ガス）を供給するガス供給ノズル２０が設けられ、ガス供給ノズル２０から天井板１８の下部の成膜室３１内に成膜材料（例えばＳｉ）となる材料ガスが供給される。また、天井板１８の下部の成膜室３１内には、アルゴンやヘリウム等の不活性ガス（希ガス）や酸素、水素等の補助ガスを供給する補助ガス供給ノズル（図示省略）が設けられ、成膜室３１の下部には成膜室３１の内部を排気するための真空排気系（図示省略）に接続される排気口１０が設けられている。
【０１１８】
成膜室３１にはプラズマ８の均一とされた一方向に交差する方向（図１２中左右方向）で帯状シート状の基板４１を巻回する送り出しロール４２及び巻き取りロール４３が設けられている。プラズマ８の均一な方向の長さは、基板４１の幅に略等しいもしくは多少大きめに設定されている。
【０１１９】
天井板１８の直下における帯状シート状の基板４１の下部には、基板４１の温度を所定の成膜温度に制御する赤外線ヒータ１３が設けられている。また、赤外線ヒータ１３を挟んで帯状シート状の基板４１の上流側の下部には予熱ヒータ１４が設けられ、赤外線ヒータ１３を挟んで帯状シート状の基板４１の下流側の下部には徐熱ヒータ１５が設けられている。成膜室２では帯状シート状の基板４１が送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により図中右側から左側に所定の速度で移動される。
【０１２０】
徐熱ヒータ１５の後流側における帯状シート４１の上部の成膜室３１にはレーザ照射窓２３が設けられ、レーザ照射窓２３からはレーザ発振装置２４からのレーザ光２５が帯状シート状の基板４１に照射される。レーザ光２５により帯状シート状の基板４１の膜表面が熱処理されてアニーリング（多結晶化処理）が実施される（多結晶化処理手段）。
【０１２１】
上述したプラズマＣＶＤ装置３８では、送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により帯状シート状の基板４１が図中右側から左側に所定の速度で移動される。ガス供給ノズル９から所定流量の材料ガスを天井板１８の直下の成膜室３１内に供給すると共に図示しない補助ガス供給ノズルから所定流量の補助ガスを天井板１８の直下の成膜室３１内に供給し、成膜室３１内を成膜条件に応じた所定圧力に設定する。その後、高周波電源７から高周波アンテナ５に電力を供給して高周波を発生させる。
【０１２２】
これにより、成膜室３１内の材料ガスが放電して一部がプラズマ状態となってプラズマ８が発生する。このプラズマ８は、材料ガス中の他の中性分子に衝突して更に中性分子を電離、あるいは励起し、活性な粒子は、基板４１の表面に吸着して効率良く化学反応を起こし、堆積してＣＶＤ膜となる。
【０１２３】
成膜室３１内で発生するプラズマ８は、一次元方向に均一とされた状態となり、基板４１は送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により図中右側から左側（二次元方向）に所定の速度で移動される。ＣＶＤ膜が作製された基板４１にはレーザ照射窓２３からレーザ発振装置２４からのレーザ光２５が照射される。レーザ光２５により帯状シート状の基板４１の膜表面が熱処理（例えば、表面部のみが１４００℃に加熱されてアモルファスＳｉが多結晶化される）されてアニーリングが実施され、膜の表層が多結晶化される。レーザ光２５によるアニーリングのため基板４１の下地には熱の影響はない。
【０１２４】
このため、給電のパワーを高めることなく帯状シート状の基板４１の上面には全面にわたり均一な状態のプラズマ８が発生している状態にされ、均一の膜質のＣＶＤ膜が帯状シート状の基板４１に作製されると共に、膜の表層が多結晶化されて安定化される。そして、プラズマ８は一次元方向に均一にされているため、基板４１が帯状シート状であっても装置を大型化することなく、特に、高さ方向に大型化することなく、容易に均一の安定した膜質のＣＶＤ膜を得ることができる。
【０１２５】
尚、多結晶化処理手段としては、基板４１の耐熱温度特性等によりランプアニール手段等を適用することも可能である。
【０１２６】
【発明の効果】
本発明のプラズマ処理装置は、処理室にプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に処理を施すプラズマ処理装置において、処理室内に一方向で均一となるプラズマを発生させる高周波アンテナ部材を処理室の外部に備える一方、プラズマが均一となる方向に交差する方向に基板を相対的に移動させる移動手段を備えたので、複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の処理性質を均一に保持することができるプラズマ処理装置とすることができる。
【０１２７】
そして、基板の表面にプラズマによる処理が施された後に基板の表面を多結晶化させる多結晶化処理手段を備えたので、安定した表面性状となる。
【０１２８】
また、多結晶化処理手段は、レーザにより基板表面の熱処理を行うアニーリングを実施する手段であるので、表層だけを安定した表面性状とすることができる。
【０１２９】
また、基板は帯状シート状をなし、帯状シート状の基板を送り出しロールと巻き取りロールに巻回して連続的に巻き取り動作を実施することで移動手段が構成されているので、帯状シート状の基板であっても複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の処理性質を均一に保持することができるプラズマ処理装置とすることができる。
【０１３０】
また、基板は盤状のウエハであり、移動手段はウエハを移動自在に支持する移動支持部材であるので、大径の基板のであっても複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の処理性質を均一に保持することができるプラズマ処理装置とすることができる。
【０１３１】
また、基板の表面に対する処理は、励起・活性化された原子・分子により基板の表面に膜を作製する成膜処理であるので、複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の膜性質を均一に保持することができるプラズマ処理装置とすることができる。
【０１３２】
本発明のプラズマ処理方法は、処理室にプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に処理を施すプラズマ処理方法において、処理室内に誘導結合方式により一方向に均一なプラズマを発生させる一方、プラズマが均一となる方向に交差する方向に基板を相対的に移動させて基板の表面に処理を施すようにしたので、複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の処理性質を均一に保持することができるプラズマ処理方法とすることができる。
【０１３３】
本発明のプラズマ成膜装置は、筒部をなし筒部の外周にコイル状の高周波アンテナが配設され高周波アンテナに給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマを発生させるプラズマ発生部を処理室の上部に備え、プラズマ発生部に原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備え、プラズマ発生部の下方における処理室の内部でプラズマが均一となる方向に交差する方向で帯状シート状の基板を送り出しロールと巻き取りロールに巻回し、プラズマ発生部でプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原料ガスの原子・分子により送り出しロールから送り出されて巻き取りロールに巻き取られる基板の表面に膜を作製するようにしたので、複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜装置とすることができる。しかも、帯状シート状の基板であっても装置を大型化せずに表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜装置とすることができる。
【０１３４】
本発明のプラズマ成膜装置は、処理室の天井部に平面コイル状の高周波アンテナが配設され高周波アンテナに給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマを発生させるプラズマ発生手段を備え、プラズマが発生する部位に原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備え、プラズマが発生する部位の下方における処理室の内部で帯状シート状の基板がプラズマが均一となる方向に交差する方向に送り出しロールと巻き取りロールに巻回され、プラズマ発生部でプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原料ガスの原子・分子により送り出しロールから送り出されて巻き取りロールに巻き取られる基板の表面に膜を作製するようにしたので、複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜装置とすることができる。しかも、帯状シート状の基板であっても装置を高さ方向に大型化せずに表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜装置とすることができる。
【０１３５】
そして、プラズマ発生部よりも巻き取りロール側の帯状シート状の基板の表面を多結晶化させる多結晶化処理手段を備え、成膜後の基板の表面を多結晶化処理手段で多結晶化させるようにしたので、表層の膜を安定させることができる。
【０１３６】
本発明のプラズマ成膜装置は、筒部をなし筒部の外周にコイル状の高周波アンテナが配設され高周波アンテナに給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマを発生させるプラズマ発生部を処理室の上部に備え、プラズマ発生部に原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備え、プラズマ発生部の下方における処理室の内部で盤状の基板をプラズマが均一となる方向に交差する方向に移動自在に保持し、プラズマ発生部でプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原料ガスの原子・分子により移動される基板の表面に膜を作製するようにしたので、複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜装置とすることができる。しかも、大径の基板であっても装置を大型化せずに表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜装置とすることができる。
【０１３７】
本発明のプラズマ成膜装置は、処理室の天井部に平面コイル状の高周波アンテナが配設され高周波アンテナに給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマを発生させるプラズマ発生手段を備え、プラズマが発生する部位に原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備え、プラズマが発生する部位の下方における処理室の内部で盤状の基板をプラズマが均一となる方向に交差する方向に移動自在に保持し、プラズマ発生部でプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原料ガスの原子・分子により移動される基板の表面に膜を作製するようにしたので、複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜装置とすることができる。しかも、大径の基板であっても装置を高さ方向に大型化せずに表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜装置とすることができる。
【０１３８】
そして、プラズマ発生部よりも移動方向後側で基板の表面を多結晶化させる多結晶化処理手段を備え、成膜後の基板の表面を多結晶化処理手段で多結晶化させるようにしたので、表層の膜を安定させることができる。
【０１３９】
また、基板の温度を成膜温度状況に制御する温度制御手段を備えたので、より安定した成膜が行える。
【０１４０】
本発明のプラズマ成膜方法は、成膜室にプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に膜を作製するプラズマ成膜方法において、処理室内に誘導結合方式により一方向に均一なプラズマを発生させる一方、プラズマが均一となる方向に交差する方向に基板を相対的に移動させて基板の表面に膜を作製するようにしたので、複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜方法とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ 線矢視図。
【図３】本発明の第２実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【図４】本発明の第３実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【図５】図４中のＶ−Ｖ 線矢視図。
【図６】本発明の第４実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【図７】本発明の第５実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【図８】図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ 線矢視図。
【図９】本発明の第６実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【図１０】本発明の第７実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【図１１】図１０中のＸＩ−ＸＩ 線矢視図。
【図１２】本発明の第８実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【符号の説明】
１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８ プラズマＣＶＤ装置
２，２１、３１ 成膜室
３ プラズマ発生部
４ 天井筒部材
５，１９ 高周波アンテナ
６ 整合器
７ 高周波電源
８ プラズマ
９，２０ ガス供給ノズル
１０ 排気口
１１、４１ 基板
１２，２２ コンベア
１３ 赤外線ヒータ
１４ 予熱ヒータ
１５ 徐熱ヒータ
１７ 開口部
１８ 天井板
２３ レーザ照射窓
２４ レーザ発振器
２５ レーザ光
４２ 送り出しロール
４３ 巻き取りロール
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマを発生させて基板に処理を施すプラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法に関する。
【０００２】
本発明は、プラズマを発生させて気相成長法により基板の表面に成膜を行うプラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
現在、半導体の製造では、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ） 装置を用いた成膜が知られている。プラズマＣＶＤ装置は、膜の材料となる材料ガスを処理室内の成膜室の中に導入し、高周波アンテナから高周波を入射してプラズマ状態にし、プラズマ中の活性な励起原子によって基板表面の化学的な反応を促進して成膜を行う装置である。プラズマＣＶＤ装置においては、基板の上方における成膜室にプラズマを均一に発生させ、膜質を良好に保持することが考慮されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
成膜室の天井部に平面コイル状の高周波アンテナを備えた場合、給電部位や接地部位等により電流が円周方向に均一とならず、基板の上面のプラズマが不均一になる虞があった。このため、膜質を均一に保持するためには、複数重ねの平面コイル状の高周波アンテナを構成して給電部位や接地部位等を分散する等が必要となっていた。
【０００５】
また、筒状の成膜室を有する場合、筒部の外周にコイル状の高周波アンテナが備えられている。この場合、給電力の制御等により比較的均一なプラズマを発生しやすいが、基板が大型化により成膜室が大きくなると、均一なプラズマの発生が困難となっているのが現状であった。このため、基板が大型化すると膜質を均一に保持するのが困難になる虞があった。
【０００６】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の処理性質を均一に保持することができるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のプラズマ処理装置は、処理室にプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に処理を施すプラズマ処理装置において、処理室内に一方向で均一となるプラズマを発生させる高周波アンテナ部材を処理室の外部に備える一方、プラズマが均一となる方向に交差する方向に基板を相対的に移動させる移動手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
そして、基板の表面にプラズマによる処理が施された後に基板の表面を多結晶化させる多結晶化処理手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、多結晶化処理手段は、レーザにより基板表面の熱処理を行うアニーリングを実施する手段であることを特徴とする。
【００１１】
また、基板は帯状シート状をなし、帯状シート状の基板を送り出しロールと巻き取りロールに巻回して連続的に巻き取り動作を実施することで移動手段が構成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、基板は盤状のウエハであり、移動手段はウエハを移動自在に支持する移動支持部材であることを特徴とする。
【００１３】
また、基板の表面に対する処理は、励起・活性化された原子・分子により基板の表面に膜を作製する成膜処理であることを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するための本発明のプラズマ処理方法は、処理室にプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に処理を施すプラズマ処理方法において、処理室内に誘導結合方式により一方向に均一なプラズマを発生させる一方、プラズマが均一となる方向に交差する方向に基板を相対的に移動させて基板の表面に処理を施すことを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するための本発明のプラズマ成膜装置は、筒部をなし筒部の外周にコイル状の高周波アンテナが配設され高周波アンテナに給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマを発生させるプラズマ発生部を処理室の上部に備え、プラズマ発生部に原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備え、プラズマ発生部の下方における処理室の内部でプラズマが均一となる方向に交差する方向で帯状シート状の基板を送り出しロールと巻き取りロールに巻回し、プラズマ発生部でプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原料ガスの原子・分子により送り出しロールから送り出されて巻き取りロールに巻き取られる基板の表面に膜を作製することを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成するための本発明のプラズマ成膜装置は、処理室の天井部に平面コイル状の高周波アンテナが配設され高周波アンテナに給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマを発生させるプラズマ発生手段を備え、プラズマが発生する部位に原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備え、プラズマが発生する部位の下方における処理室の内部で帯状シート状の基板がプラズマが均一となる方向に交差する方向に送り出しロールと巻き取りロールに巻回され、プラズマ発生部でプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原料ガスの原子・分子により送り出しロールから送り出されて巻き取りロールに巻き取られる基板の表面に膜を作製することを特徴とする。
【００１７】
そして、プラズマ発生部よりも巻き取りロール側の帯状シート状の基板の表面を多結晶化させる多結晶化処理手段を備え、成膜後の基板の表面を多結晶化処理手段で多結晶化させることを特徴とする。
【００１８】
上記目的を達成するための本発明のプラズマ成膜装置は、筒部をなし筒部の外周にコイル状の高周波アンテナが配設され高周波アンテナに給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマを発生させるプラズマ発生部を処理室の上部に備え、プラズマ発生部に原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備え、プラズマ発生部の下方における処理室の内部で盤状の基板をプラズマが均一となる方向に交差する方向に移動自在に保持し、プラズマ発生部でプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原料ガスの原子・分子により移動される基板の表面に膜を作製することを特徴とする。
【００１９】
上記目的を達成するための本発明のプラズマ成膜装置は、処理室の天井部に平面コイル状の高周波アンテナが配設され高周波アンテナに給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマを発生させるプラズマ発生手段を備え、プラズマが発生する部位に原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備え、プラズマが発生する部位の下方における処理室の内部で盤状の基板をプラズマが均一となる方向に交差する方向に移動自在に保持し、プラズマ発生部でプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原料ガスの原子・分子により移動される基板の表面に膜を作製することを特徴とする。
【００２０】
そして、プラズマ発生部よりも移動方向後側で基板の表面を多結晶化させる多結晶化処理手段を備え、成膜後の基板の表面を多結晶化処理手段で多結晶化させることを特徴とする。
【００２１】
また、基板の温度を成膜温度状況に制御する温度制御手段を備えたことを特徴とする。
【００２２】
上記目的を達成するための本発明のプラズマ成膜方法は、成膜室にプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に膜を作製するプラズマ成膜方法において、処理室内に誘導結合方式により一方向に均一なプラズマを発生させる一方、プラズマが均一となる方向に交差する方向に基板を相対的に移動させて基板の表面に膜を作製することを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明は、成膜室に原料ガス（材料ガス：例えば、ＳｉＨ４）を供給し、プラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に酸化シリコンや窒化シリコンの膜を作製するプラズマ成膜装置であり、処理室内に誘導結合方式により一方向に均一なプラズマを発生させる一方、プラズマが均一となる方向に交差する方向に基板を移動させて基板の表面に酸化シリコンや窒化シリコンを成膜するものである。一方向に均一なプラズマに対して交差する方向に基板を移動させることで、基板の全面に対して均一なプラズマとなる状態にされ、基板の大きさに拘らず表面の膜質を均一に保持することができる。
【００２４】
そして、本発明は、プラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面にエッチング等の処理を施すプラズマ処理装置が適用されるようになっている。
【００２５】
以下、本発明をプラズマ成膜装置（プラズマＣＶＤ装置）に適用した実施例を図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１、図２に基づいて第１実施例を説明する。
【００２７】
図１には本発明の第１実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面、図２には図１中のＩＩ−ＩＩ 線矢視を示してある。
【００２８】
図１に示すように、プラズマＣＶＤ装置１の成膜室２の上部にはプラズマ発生部３が備えられている。プラズマ発生部３は絶縁体材料製の筒状の容器としての天井筒部材４が設けられ、天井筒部材４の筒部の外周にはコイル状の高周波アンテナ５が配置されている。高周波アンテナ５には整合器６を介して高周波電源７が接続されている。高周波アンテナ５に電力を供給することにより電磁波が天井筒部材４に入射する。天井筒部材４に入射された電磁波は、内部のガスをイオン化してプラズマ８を発生させる。
【００２９】
図２に示すように、天井筒部材４は断面が矩形状の矩形筒型に構成され、コイル状の高周波アンテナ５も天井筒部材４の形状に応じた矩形コイル状に形成されている。このため、天井筒部材４の内部には一方向に長い状態（図２中上下方向）でプラズマ８が発生し、プラズマ８は一方向に均一とされた状態（一次元方向に均一）になっている。
【００３０】
天井筒部材４の上部には、例えば、シラン（例えば ＳｉＨ４）等の材料ガス（原料ガス）を供給するガス供給ノズル９が設けられ、ガス供給ノズル９から天井筒部材４内に成膜材料（例えばＳｉ）となる材料ガスが供給される。また、天井筒部材４にはアルゴンやヘリウム等の不活性ガス（希ガス）や酸素、水素等の補助ガスを供給する補助ガス供給ノズル（図示省略）が設けられ、成膜室２の下部には成膜室２の内部を排気するための真空排気系（図示省略）に接続される排気口１０が設けられている。
【００３１】
成膜室２にはプラズマ８の均一とされた一方向に交差する方向（図１、図２中左右方向）に円盤状のウエハ（基板）１１を移動させるコンベア１２が設けられている。プラズマ８の均一な方向の長さは、基板１１の径に略等しいもしくは多少大きめに設定されている。
【００３２】
プラズマ発生部３の直下におけるコンベア１２の下部には、基板１１の温度を所定の成膜温度に制御する赤外線ヒータ１３が設けられている。また、赤外線ヒータ１３を挟んでコンベア１２の上流側の下部には予熱ヒータ１４が設けられ、赤外線ヒータ１３を挟んでコンベア１２の下流側の下部には徐熱ヒータ１５が設けられている。成膜室２には基板の搬入・搬出口が設けられ、図示しない搬送室との間で基板が搬入・搬出され、コンベア１２により基板１１が図中右側から左側に所定の速度で移動される。
【００３３】
上述したプラズマＣＶＤ装置では、コンベア１２に基板１１が載せられ、コンベア１２により図中右側から左側に所定の速度で移動される。ガス供給ノズル９から所定流量の材料ガスを天井筒部材４の内部に供給すると共に図示しない補助ガス供給ノズルから所定流量の補助ガスを天井筒部材４の内部に供給し、天井筒部材４及び成膜室２内を成膜条件に応じた所定圧力に設定する。その後、高周波電源７から高周波アンテナ５に電力を供給して高周波を発生させる。
【００３４】
これにより、天井筒部材４内の材料ガスが放電して一部がプラズマ状態となってプラズマ８が発生する。このプラズマ８は、材料ガス中の他の中性分子に衝突して更に中性分子を電離、あるいは励起し、活性な粒子は、基板１１の表面に吸着して効率良く化学反応を起こし、堆積してＣＶＤ膜となる。
【００３５】
天井筒部材４の内部で発生するプラズマ８は、一次元方向（図２中上下方向）に均一とされた状態となり、基板１１はコンベア１２により図中右側から左側（二次元方向）に所定の速度で移動される。
【００３６】
このため、給電のパワーを高めることなく基板１１の上面には全面にわたり均一な状態のプラズマ８が発生している状態にされ、均一の膜質のＣＶＤ膜が得られる。そして、プラズマ８は一次元方向（図２中上下方向）に均一にされているため、基板１１が大型化しても装置を大型化することなく、特に、図１、図２中の左右方向の幅を大きくすることなく、容易に均一の膜質のＣＶＤ膜を得ることができる。
【００３７】
尚、一次元方向に均一な状態のプラズマ８に対して基板１１を移動させる手段は、ロボットのアームの伸縮機構等を用いて搬入・搬出の動作を共用させることも可能である。また、一次元方向に均一な状態のプラズマ８に対して基板１１を相対的に移動させることができればよく、場合によってはプラズマ８側を移動させる構成とすることも可能である。
【００３８】
図３に基づいて第２実施例を説明する。
【００３９】
図３には本発明の第２実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面を示してある。尚、図１、図２に示した第１実施例と同一部材には同一符号を付してある。
【００４０】
図に示すように、プラズマＣＶＤ装置３２の成膜室２１の上部にはプラズマ発生部３が備えられている。プラズマ発生部３は絶縁体材料製の筒状の容器としての天井筒部材４が設けられ、天井筒部材４の筒部の外周にはコイル状の高周波アンテナ５が配置されている。高周波アンテナ５には整合器６を介して高周波電源７が接続されている。高周波アンテナ５に電力を供給することにより電磁波が天井筒部材４に入射する。天井筒部材４に入射された電磁波は、内部のガスをイオン化してプラズマ８を発生させる。
【００４１】
天井筒部材４は断面が矩形状の矩形筒型に構成され（図２参照）、コイル状の高周波アンテナ５も天井筒部材４の形状に応じた矩形コイル状に形成されている。このため、天井筒部材４の内部には一方向に長い状態（図２中上下方向）でプラズマ８が発生し、プラズマ８は一方向に均一とされた状態（一次元方向に均一）になっている。
【００４２】
天井筒部材４の上部には、例えば、シラン（例えば ＳｉＨ４）等の材料ガス（原料ガス）を供給するガス供給ノズル９が設けられ、ガス供給ノズル９から天井筒部材４内に成膜材料（例えばＳｉ）となる材料ガスが供給される。また、天井筒部材４にはアルゴンやヘリウム等の不活性ガス（希ガス）や酸素、水素等の補助ガスを供給する補助ガス供給ノズル（図示省略）が設けられ、成膜室２１の下部には成膜室２１の内部を排気するための真空排気系（図示省略）に接続される排気口１０が設けられている。
【００４３】
成膜室２１はプラズマ８の均一とされた一方向に交差する方向（図３中左右方向）に円盤状のウエハ（基板）１１を移動させるコンベア２２が設けられている。成膜室２１は第１実施例に比べてコンベア２２の後流側に広く形成され、コンベア２２も第１実施例に比べて搬送距離が長くされている。プラズマ８の均一な方向の長さは、基板１１の径に略等しいもしくは多少大きめに設定されている。
【００４４】
プラズマ発生部３の直下におけるコンベア２２の下部には、基板１１の温度を所定の成膜温度に制御する赤外線ヒータ１３が設けられている。また、赤外線ヒータ１３を挟んでコンベア２２の上流側の下部には予熱ヒータ１４が設けられ、赤外線ヒータ１３を挟んでコンベア２２の下流側の下部には徐熱ヒータ１５が設けられている。
【００４５】
徐熱ヒータ１５の後流側におけるコンベア２２の上部の成膜室２１にはレーザ照射窓２３が設けられ、レーザ照射窓２３からはレーザ発振装置２４からのレーザ光２５がコンベア２２上の基板１１に照射される。レーザ光２５によりコンベア２２上の基板１１の膜表面が熱処理されてアニーリング（多結晶化処理）が実施される（多結晶化処理手段）。
【００４６】
成膜室２１には基板の搬入・搬出口が設けられ、図示しない搬送室との間で基板が搬入・搬出され、コンベア２２により基板１１が図中右側から左側に所定の速度で移動される。
【００４７】
上述したプラズマＣＶＤ装置３２では、コンベア２２に基板１１が載せられ、コンベア２２により図中右側から左側に所定の速度で移動される。ガス供給ノズル９から所定流量の材料ガスを天井筒部材４の内部に供給すると共に図示しない補助ガス供給ノズルから所定流量の補助ガスを天井筒部材４の内部に供給し、天井筒部材４及び成膜室２１内を成膜条件に応じた所定圧力に設定する。その後、高周波電源７から高周波アンテナ５に電力を供給して高周波を発生させる。
【００４８】
これにより、天井筒部材４内の材料ガスが放電して一部がプラズマ状態となってプラズマ８が発生する。このプラズマ８は、材料ガス中の他の中性分子に衝突して更に中性分子を電離、あるいは励起し、活性な粒子は、基板１１の表面に吸着して効率良く化学反応を起こし、堆積してＣＶＤ膜となる。
【００４９】
天井筒部材４の内部で発生するプラズマ８は、一次元方向（図２中上下方向）に均一とされた状態となり、基板１１はコンベア２２により図中右側から左側（二次元方向）に所定の速度で移動される。ＣＶＤ膜が作製された基板１１にはレーザ照射窓２３からレーザ発振装置２４からのレーザ光２５が照射される。レーザ光２５によりコンベア２２上の基板１１の膜表面が熱処理（例えば、表面部のみが１４００℃に加熱されてアモルファスＳｉが多結晶化される）されてアニーリングが実施され、膜の表層が多結晶化される。レーザ光２５によるアニーリングのため基板１１の下地には熱の影響はない。
【００５０】
このため、給電のパワーを高めることなく基板１１の上面には全面にわたり均一な状態のプラズマ８が発生している状態にされ、均一の膜質のＣＶＤ膜が得られると共に、膜の表層が多結晶化されて安定化される。そして、プラズマ８は一次元方向に均一にされているため、基板１１が大型化しても装置を大型化することなく、特に、図３中の左右方向の幅を大きくすることなく、容易に均一の安定した膜質のＣＶＤ膜を得ることができる。
【００５１】
尚、一次元方向に均一な状態のプラズマ８に対して基板１１を移動させる手段は、ロボットのアームの伸縮機構等を用いて搬入・搬出の動作を共用させることも可能である。また、一次元方向に均一な状態のプラズマ８に対して基板１１を相対的に移動させることができればよく、場合によってはプラズマ８側を移動させる構成とすることも可能である。また、多結晶化処理手段としては、基板１１の耐熱温度特性等によりランプアニール手段等を適用することも可能である。
【００５２】
図４、図５に基づいて第３実施例を説明する。
【００５３】
図４には本発明の第３実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面、図５には図４中のＶ−Ｖ 線矢視を示してある。尚、図１に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【００５４】
図４に示すように、プラズマＣＶＤ装置３３の成膜室２の上部には矩形状の開口部１７が形成され、開口部１７は絶縁体材料製の天井板１８により塞がれている。天井板１８の上面には平面コイル状の高周波アンテナ１９が配置されている。高周波アンテナ１９には整合器６を介して高周波電源７が接続されている。高周波アンテナ５に電力を供給することにより電磁波が天井板１８から成膜室２内に入射する。成膜室２内に入射された電磁波は、内部のガスをイオン化してプラズマ８を発生させる。
【００５５】
図５に示すように、矩形状の開口部１７を塞ぐ天井板１８は矩形状の矩形状に構成され、平面コイル状の高周波アンテナ１９も天井板１８の形状に応じた矩形コイル状に形成されている。このため、天井板１８の下部の成膜室２内には一方向に長い状態（図５中上下方向）でプラズマ８が発生し、プラズマ８は一方向に均一とされた状態（一次元方向に均一）になっている。
【００５６】
天井板１８の下部の成膜室２内には、例えば、シラン（例えば ＳｉＨ４）等の材料ガス（原料ガス）を供給するガス供給ノズル２０が設けられ、ガス供給ノズル２０から天井板１８の下部の成膜室２内に成膜材料（例えばＳｉ）となる材料ガスが供給される。また、天井板１８の下部の成膜室２内には、アルゴンやヘリウム等の不活性ガス（希ガス）や酸素、水素等の補助ガスを供給する補助ガス供給ノズル（図示省略）が設けられ、成膜室２の下部には成膜室２の内部を排気するための真空排気系（図示省略）に接続される排気口１０が設けられている。
【００５７】
成膜室２にはプラズマ８の均一とされた一方向に交差する方向（図４、図５中左右方向）に円盤状のウエハ（基板）１１を移動させるコンベア１２が設けられている。プラズマ８の均一な方向の長さは、基板１１の径に略等しいもしくは多少大きめに設定されている。
【００５８】
天井板１８の直下におけるコンベア１２の下部には、基板１１の温度を所定の成膜温度に制御する赤外線ヒータ１３が設けられている。また、赤外線ヒータ１３を挟んでコンベア１２の上流側の下部には予熱ヒータ１４が設けられ、赤外線ヒータ１３を挟んでコンベア１２の下流側の下部には徐熱ヒータ１５が設けられている。成膜室２には基板の搬入・搬出口が設けられ、図示しない搬送室との間で基板が搬入・搬出され、コンベア１２により基板１１が図中右側から左側に所定の速度で移動される。
【００５９】
上述したプラズマＣＶＤ装置３３では、コンベア１２に基板１１が載せられ、コンベア１２により図中右側から左側に所定の速度で移動される。ガス供給ノズル２０から所定流量の材料ガスを天井板１８の直下の成膜室２内に供給すると共に図示しない補助ガス供給ノズルから所定流量の補助ガスを天井板１８の直下の成膜室２内に供給し、成膜室２内を成膜条件に応じた所定圧力に設定する。その後、高周波電源７から高周波アンテナ１９に電力を供給して高周波を発生させる。
【００６０】
これにより、成膜室２内の材料ガスが放電して一部がプラズマ状態となってプラズマ８が発生する。このプラズマ８は、材料ガス中の他の中性分子に衝突して更に中性分子を電離、あるいは励起し、活性な粒子は、基板１１の表面に吸着して効率良く化学反応を起こし、堆積してＣＶＤ膜となる。
【００６１】
成膜室２内で発生するプラズマ８は、一次元方向（図５中上下方向）に均一とされた状態となり、基板１１はコンベア１２により図中右側から左側（二次元方向）に所定の速度で移動される。
【００６２】
このため、給電のパワーを高めることなく基板１１の上面には全面にわたり均一な状態のプラズマ８が発生している状態にされ、均一の膜質のＣＶＤ膜が得られる。そして、プラズマ８は一次元方向（図５中上下方向）に均一にされているため、基板１１が大型化しても装置を大型化することなく、特に、高さ方向に大型化することなく、容易に均一の膜質のＣＶＤ膜を得ることができる。
【００６３】
尚、一次元方向に均一な状態のプラズマ８に対して基板１１を移動させる手段は、ロボットのアームの伸縮機構等を用いて搬入・搬出の動作を共用させることも可能である。また、一次元方向に均一な状態のプラズマ８に対して基板１１を相対的に移動させることができればよく、場合によってはプラズマ８側を移動させる構成とすることも可能である。
【００６４】
図６に基づいて第４実施例を説明する。
【００６５】
図６には本発明の第４実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面を示してある。尚、図３及び図４に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【００６６】
図に示すように、プラズマＣＶＤ装置３４の成膜室３１の上部には矩形状の開口部１７が形成され、開口部１７は絶縁体材料製の天井板１８により塞がれている。天井板１８の上面には平面コイル状の高周波アンテナ１９が配置されている。高周波アンテナ１９には整合器６を介して高周波電源７が接続されている。高周波アンテナ５に電力を供給することにより電磁波が天井板１８から成膜室３１内に入射する。成膜室３１内に入射された電磁波は、内部のガスをイオン化してプラズマ８を発生させる。
【００６７】
矩形状の開口部１７を塞ぐ天井板１８は矩形状の矩形状に構成され、平面コイル状の高周波アンテナ１９も天井板１８の形状に応じた矩形コイル状に形成されている（図５参照）。このため、天井板１８の下部の成膜室３１内には一方向に長い状態（図５中上下方向）でプラズマ８が発生し、プラズマ８は一方向に均一とされた状態（一次元方向に均一）になっている。
【００６８】
天井板１８の下部の成膜室３１内には、例えば、シラン（例えば ＳｉＨ４）等の材料ガス（原料ガス）を供給するガス供給ノズル２０が設けられ、ガス供給ノズル２０から天井板１８の下部の成膜室３１内に成膜材料（例えばＳｉ）となる材料ガスが供給される。また、天井板１８の下部の成膜室３１内には、アルゴンやヘリウム等の不活性ガス（希ガス）や酸素、水素等の補助ガスを供給する補助ガス供給ノズル（図示省略）が設けられ、成膜室３１の下部には成膜室３１の内部を排気するための真空排気系（図示省略）に接続される排気口１０が設けられている。
【００６９】
成膜室３１にはプラズマ８の均一とされた一方向に交差する方向（図６中左右方向）に円盤状のウエハ（基板）１１を移動させるコンベア２２が設けられている。成膜室３１は第３実施例に比べてコンベア２２の後流側に広く形成され、コンベア２２も第３実施例に比べて搬送距離が長くされている。プラズマ８の均一な方向の長さは、基板１１の径に略等しいもしくは多少大きめに設定されている。
【００７０】
天井板１８の直下におけるコンベア２２の下部には、基板１１の温度を所定の成膜温度に制御する赤外線ヒータ１３が設けられている。また、赤外線ヒータ１３を挟んでコンベア２２の上流側の下部には予熱ヒータ１４が設けられ、赤外線ヒータ１３を挟んでコンベア２２の下流側の下部には徐熱ヒータ１５が設けられている。
【００７１】
徐熱ヒータ１５の後流側におけるコンベア２２の上部の成膜室３１にはレーザ照射窓２３が設けられ、レーザ照射窓２３からはレーザ発振装置２４からのレーザ光２５がコンベア２２上の基板１１に照射される。レーザ光２５によりコンベア２２上の基板１１の膜表面が熱処理されてアニーリング（多結晶化処理）が実施される（多結晶化処理手段）。
【００７２】
成膜室３１には基板の搬入・搬出口が設けられ、図示しない搬送室との間で基板が搬入・搬出され、コンベア２２により基板１１が図中右側から左側に所定の速度で移動される。
【００７３】
上述したプラズマＣＶＤ装置３４では、コンベア２２に基板１１が載せられ、コンベア２２により図中右側から左側に所定の速度で移動される。ガス供給ノズル２０から所定流量の材料ガスを天井板１８の直下の成膜室３１内に供給すると共に図示しない補助ガス供給ノズルから所定流量の補助ガスを天井板１８の直下の成膜室３１内に供給し、成膜室３１内を成膜条件に応じた所定圧力に設定する。その後、高周波電源７から高周波アンテナ１９に電力を供給して高周波を発生させる。
【００７４】
これにより、成膜室３１内の材料ガスが放電して一部がプラズマ状態となってプラズマ８が発生する。このプラズマ８は、材料ガス中の他の中性分子に衝突して更に中性分子を電離、あるいは励起し、活性な粒子は、基板１１の表面に吸着して効率良く化学反応を起こし、堆積してＣＶＤ膜となる。
【００７５】
成膜室３１内で発生するプラズマ８は、一次元方向に均一とされた状態となり、基板１１はコンベア２２により図中右側から左側（二次元方向）に所定の速度で移動される。ＣＶＤ膜が作製された基板１１にはレーザ照射窓２３からレーザ発振装置２４からのレーザ光２５が照射される。レーザ光２５によりコンベア２２上の基板１１の膜表面が熱処理（例えば、表面部のみが１４００℃に加熱されてアモルファスＳｉが多結晶化される）されてアニーリングが実施され、膜の表層が多結晶化される。レーザ光２５によるアニーリングのため基板１１の下地には熱の影響はない。
【００７６】
このため、給電のパワーを高めることなく基板１１の上面には全面にわたり均一な状態のプラズマ８が発生している状態にされ、均一の膜質のＣＶＤ膜が得られる。そして、プラズマ８は一次元方向に均一にされているため、基板１１が大型化しても装置を大型化することなく、特に、高さ方向に大型化することなく、容易に均一の安定した膜質のＣＶＤ膜を得ることができる。
【００７７】
尚、一次元方向に均一な状態のプラズマ８に対して基板１１を移動させる手段は、ロボットのアームの伸縮機構等を用いて搬入・搬出の動作を共用させることも可能である。また、一次元方向に均一な状態のプラズマ８に対して基板１１を相対的に移動させることができればよく、場合によってはプラズマ８側を移動させる構成とすることも可能である。また、多結晶化処理手段としては、基板１１の耐熱温度特性等によりランプアニール手段等を適用することも可能である。
【００７８】
図７、図８に基づいて第５実施例を説明する。
【００７９】
図７には本発明の第５実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面、図８には図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ 線矢視を示してある。尚、図１に示した第１実施例と同一部材には同一符号を付してある。
【００８０】
図７に示すように、プラズマＣＶＤ装置３５の成膜室２の上部にはプラズマ発生部３が備えられている。プラズマ発生部３は絶縁体材料製の筒状の容器としての天井筒部材４が設けられ、天井筒部材４の筒部の外周にはコイル状の高周波アンテナ５が配置されている。高周波アンテナ５には整合器６を介して高周波電源７が接続されている。高周波アンテナ５に電力を供給することにより電磁波が天井筒部材４に入射する。天井筒部材４に入射された電磁波は、内部のガスをイオン化してプラズマ８を発生させる。
【００８１】
図８に示すように、天井筒部材４は断面が矩形状の矩形筒型に構成され、コイル状の高周波アンテナ５も天井筒部材４の形状に応じた矩形コイル状に形成されている。このため、天井筒部材４の内部には一方向に長い状態（図８中上下方向）でプラズマ８が発生し、プラズマ８は一方向に均一とされた状態（一次元方向に均一）になっている。
【００８２】
天井筒部材４の上部には、例えば、シラン（例えば ＳｉＨ４）等の材料ガス（原料ガス）を供給するガス供給ノズル９が設けられ、ガス供給ノズル９から天井筒部材４内に成膜材料（例えばＳｉ）となる材料ガスが供給される。また、天井筒部材４にはアルゴンやヘリウム等の不活性ガス（希ガス）や酸素、水素等の補助ガスを供給する補助ガス供給ノズル（図示省略）が設けられ、成膜室２の下部には成膜室２の内部を排気するための真空排気系（図示省略）に接続される排気口１０が設けられている。
【００８３】
成膜室２にはプラズマ８の均一とされた一方向に交差する方向（図７、図８中左右方向）で帯状シート状の基板４１を巻回する送り出しロール４２及び巻き取りロール４３が設けられている。プラズマ８の均一な方向の長さは、基板４１の幅に略等しいもしくは多少大きめに設定されている。
【００８４】
プラズマ発生部３の直下における帯状シート状の基板４１の下部には、基板４１の温度を所定の成膜温度に制御する赤外線ヒータ１３が設けられている。また、赤外線ヒータ１３を挟んで帯状シート状の基板４１の上流側の下部には予熱ヒータ１４が設けられ、赤外線ヒータ１３を挟んで帯状シート状の基板４１の下流側の下部には徐熱ヒータ１５が設けられている。成膜室２では帯状シート状の基板４１が送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により図中右側から左側に所定の速度で移動される。
【００８５】
上述したプラズマＣＶＤ装置３５では、送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により帯状シート状の基板４１が図中右側から左側に所定の速度で移動される。ガス供給ノズル９から所定流量の材料ガスを天井筒部材４の内部に供給すると共に図示しない補助ガス供給ノズルから所定流量の補助ガスを天井筒部材４の内部に供給し、天井筒部材４及び成膜室２内を成膜条件に応じた所定圧力に設定する。その後、高周波電源７から高周波アンテナ５に電力を供給して高周波を発生させる。
【００８６】
これにより、天井筒部材４内の材料ガスが放電して一部がプラズマ状態となってプラズマ８が発生する。このプラズマ８は、材料ガス中の他の中性分子に衝突して更に中性分子を電離、あるいは励起し、活性な粒子は、基板４１の表面に吸着して効率良く化学反応を起こし、堆積してＣＶＤ膜となる。
【００８７】
天井筒部材４の内部で発生するプラズマ８は、一次元方向（図８中上下方向）に均一とされた状態となり、基板４１は送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により図中右側から左側（二次元方向）に所定の速度で移動される。
【００８８】
このため、給電のパワーを高めることなく帯状シート状の基板４１の上面には全面にわたり均一な状態のプラズマ８が発生している状態にされ、均一の膜質のＣＶＤ膜が帯状シート状の基板４１に作製される。そして、プラズマ８は一次元方向（図２中上下方向）に均一にされているため、基板４１が帯状シート状であっても装置を大型化することなく、特に、図７、図８中の左右方向の幅を大きくすることなく、容易に均一の膜質のＣＶＤ膜を得ることができる。
【００８９】
図９に基づいて第６実施例を説明する。
【００９０】
図９には本発明の第６実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面を示してある。尚、図７及び図８に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【００９１】
図に示すように、プラズマＣＶＤ装置３６の成膜室２１の上部にはプラズマ発生部３が備えられている。プラズマ発生部３は絶縁体材料製の筒状の容器としての天井筒部材４が設けられ、天井筒部材４の筒部の外周にはコイル状の高周波アンテナ５が配置されている。高周波アンテナ５には整合器６を介して高周波電源７が接続されている。高周波アンテナ５に電力を供給することにより電磁波が天井筒部材４に入射する。天井筒部材４に入射された電磁波は、内部のガスをイオン化してプラズマ８を発生させる。
【００９２】
天井筒部材４は断面が矩形状の矩形筒型に構成され（図８参照）、コイル状の高周波アンテナ５も天井筒部材４の形状に応じた矩形コイル状に形成されている。このため、天井筒部材４の内部には一方向に長い状態（図８中上下方向）でプラズマ８が発生し、プラズマ８は一方向に均一とされた状態（一次元方向に均一）になっている。
【００９３】
天井筒部材４の上部には、例えば、シラン（例えば ＳｉＨ４）等の材料ガス（原料ガス）を供給するガス供給ノズル９が設けられ、ガス供給ノズル９から天井筒部材４内に成膜材料（例えばＳｉ）となる材料ガスが供給される。また、天井筒部材４にはアルゴンやヘリウム等の不活性ガス（希ガス）や酸素、水素等の補助ガスを供給する補助ガス供給ノズル（図示省略）が設けられ、成膜室２１の下部には成膜室２１の内部を排気するための真空排気系（図示省略）に接続される排気口１０が設けられている。
【００９４】
成膜室２１にはプラズマ８の均一とされた一方向に交差する方向（図９中左右方向）で帯状シート状の基板４１を巻回する送り出しロール４２及び巻き取りロール４３が設けられている。プラズマ８の均一な方向の長さは、基板４１の幅に略等しいもしくは多少大きめに設定されている。
【００９５】
プラズマ発生部３の直下における帯状シート状の基板４１の下部には、基板４１の温度を所定の成膜温度に制御する赤外線ヒータ１３が設けられている。また、赤外線ヒータ１３を挟んで帯状シート状の基板４１の上流側の下部には予熱ヒータ１４が設けられ、赤外線ヒータ１３を挟んで帯状シート状の基板４１の下流側の下部には徐熱ヒータ１５が設けられている。成膜室２１では帯状シート状の基板４１が送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により図中右側から左側に所定の速度で移動される。
【００９６】
徐熱ヒータ１５の後流側における帯状シート状の基板４１の上部の成膜室２１にはレーザ照射窓２３が設けられ、レーザ照射窓２３からはレーザ発振装置２４からのレーザ光２５が帯状シート状の基板４１に照射される。レーザ光２５により帯状シート状の基板４１の膜表面が熱処理されてアニーリング（多結晶化処理）が実施される（多結晶化処理手段）。
【００９７】
上述したプラズマＣＶＤ装置３６では、送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により帯状シート状の基板４１が図中右側から左側に所定の速度で移動される。ガス供給ノズル９から所定流量の材料ガスを天井筒部材４の内部に供給すると共に図示しない補助ガス供給ノズルから所定流量の補助ガスを天井筒部材４の内部に供給し、天井筒部材４及び成膜室２１内を成膜条件に応じた所定圧力に設定する。その後、高周波電源７から高周波アンテナ５に電力を供給して高周波を発生させる。
【００９８】
これにより、天井筒部材４内の材料ガスが放電して一部がプラズマ状態となってプラズマ８が発生する。このプラズマ８は、材料ガス中の他の中性分子に衝突して更に中性分子を電離、あるいは励起し、活性な粒子は、基板４１の表面に吸着して効率良く化学反応を起こし、堆積してＣＶＤ膜となる。
【００９９】
天井筒部材４の内部で発生するプラズマ８は、一次元方向に均一とされた状態となり、基板４１は送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により図中右側から左側（二次元方向）に所定の速度で移動される。ＣＶＤ膜が作製された基板４１にはレーザ照射窓２３からレーザ発振装置２４からのレーザ光２５が照射される。レーザ光２５により帯状シート状の基板４１の膜表面が熱処理（例えば、表面部のみが１４００℃に加熱されてアモルファスＳｉが多結晶化される）されてアニーリングが実施され、膜の表層が多結晶化される。レーザ光２５によるアニーリングのため基板４１の下地には熱の影響はない。
【０１００】
このため、給電のパワーを高めることなく帯状シート状の基板４１の上面には全面にわたり均一な状態のプラズマ８が発生している状態にされ、均一の膜質のＣＶＤ膜が帯状シート状の基板４１に作製されると共に、膜の表層が多結晶化されて安定化される。そして、プラズマ８は一次元方向に均一にされているため、基板４１が帯状シート状であっても装置を大型化することなく、特に、図９中の左右方向の幅を大きくすることなく、容易に均一の安定した膜質のＣＶＤ膜を得ることができる。
【０１０１】
尚、多結晶化処理手段としては、基板４１の耐熱温度特性等によりランプアニール手段等を適用することも可能である。
【０１０２】
図１０、図１１に基づいて第７実施例を説明する。
【０１０３】
図１０には本発明の第７実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面、図１１には図１０中のＸＩ−ＸＩ 線矢視を示してある。尚、図４、図５に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【０１０４】
図１０に示すように、プラズマＣＶＤ装置３７の成膜室２の上部には矩形状の開口部１７が形成され、開口部１７は絶縁体材料製の天井板１８により塞がれている。天井板１８の上面には平面コイル状の高周波アンテナ１９が配置されている。高周波アンテナ１９には整合器６を介して高周波電源７が接続されている。高周波アンテナ５に電力を供給することにより電磁波が天井板１８から成膜室２内に入射する。成膜室２内に入射された電磁波は、内部のガスをイオン化してプラズマ８を発生させる。
【０１０５】
図１１に示すように、矩形状の開口部１７を塞ぐ天井板１８は矩形状の矩形状に構成され、平面コイル状の高周波アンテナ１９も天井板１８の形状に応じた矩形コイル状に形成されている。このため、天井板１８の下部の成膜室２内には一方向に長い状態（図１１中上下方向）でプラズマ８が発生し、プラズマ８は一方向に均一とされた状態（一次元方向に均一）になっている。
【０１０６】
天井板１８の下部の成膜室２内には、例えば、シラン（例えば ＳｉＨ４）等の材料ガス（原料ガス）を供給するガス供給ノズル２０が設けられ、ガス供給ノズル２０から天井板１８の下部の成膜室２内に成膜材料（例えばＳｉ）となる材料ガスが供給される。また、天井板１８の下部の成膜室２内には、アルゴンやヘリウム等の不活性ガス（希ガス）や酸素、水素等の補助ガスを供給する補助ガス供給ノズル（図示省略）が設けられ、成膜室２の下部には成膜室２の内部を排気するための真空排気系（図示省略）に接続される排気口１０が設けられている。
【０１０７】
成膜室２にはプラズマ８の均一とされた一方向に交差する方向（図１０、図１１中左右方向）で帯状シート状の基板４１を巻回する送り出しロール４２及び巻き取りロール４３が設けられている。プラズマ８の均一な方向の長さは、基板４１の幅に略等しいもしくは多少大きめに設定されている。
【０１０８】
天井板１８の直下における帯状シート状の基板４１の下部には、基板４１の温度を所定の成膜温度に制御する赤外線ヒータ１３が設けられている。また、赤外線ヒータ１３を挟んで帯状シート状の基板４１の上流側の下部には予熱ヒータ１４が設けられ、赤外線ヒータ１３を挟んで帯状シート状の基板４１の下流側の下部には徐熱ヒータ１５が設けられている。成膜室２では帯状シート状の基板４１が送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により図中右側から左側に所定の速度で移動される。
【０１０９】
上述したプラズマＣＶＤ装置３７では、送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により帯状シート状の基板４１が図中右側から左側に所定の速度で移動される。ガス供給ノズル９から所定流量の材料ガスを天井板１８の直下の成膜室２内に供給すると共に図示しない補助ガス供給ノズルから所定流量の補助ガスを天井板１８の直下の成膜室２内に供給し、成膜室２内を成膜条件に応じた所定圧力に設定する。その後、高周波電源７から高周波アンテナ５に電力を供給して高周波を発生させる。
【０１１０】
これにより、成膜室２内の材料ガスが放電して一部がプラズマ状態となってプラズマ８が発生する。このプラズマ８は、材料ガス中の他の中性分子に衝突して更に中性分子を電離、あるいは励起し、活性な粒子は、基板４１の表面に吸着して効率良く化学反応を起こし、堆積してＣＶＤ膜となる。
【０１１１】
成膜室２内で発生するプラズマ８は、一次元方向（図１１中上下方向）に均一とされた状態となり、基板４１は送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により図中右側から左側（二次元方向）に所定の速度で移動される。
【０１１２】
このため、給電のパワーを高めることなく帯状シート状の基板４１の上面には全面にわたり均一な状態のプラズマ８が発生している状態にされ、均一の膜質のＣＶＤ膜が帯状シート状の基板４１に作製される。そして、プラズマ８は一次元方向（図１１中上下方向）に均一にされているため、基板４１が帯状シート状であっても装置を大型化することなく、特に、高さ方向に大型化することなく、容易に均一の膜質のＣＶＤ膜を得ることができる。
【０１１３】
図１２に基づいて第８実施例を説明する。
【０１１４】
図１２には本発明の第８実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面を示してある。尚、図１０及び図１１に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【０１１５】
図に示すように、プラズマＣＶＤ装置３８の成膜室３１の上部には矩形状の開口部１７が形成され、開口部１７は絶縁体材料製の天井板１８により塞がれている。天井板１８の上面には平面コイル状の高周波アンテナ１９が配置されている。高周波アンテナ１９には整合器６を介して高周波電源７が接続されている。高周波アンテナ５に電力を供給することにより電磁波が天井板１８から成膜室３１内に入射する。成膜室３１内に入射された電磁波は、内部のガスをイオン化してプラズマ８を発生させる。
【０１１６】
矩形状の開口部１７を塞ぐ天井板１８は矩形状の矩形状に構成され、平面コイル状の高周波アンテナ１９も天井板１８の形状に応じた矩形コイル状に形成されている（図１１参照）。このため、天井板１８の下部の成膜室３１内には一方向に長い状態（図１１中上下方向）でプラズマ８が発生し、プラズマ８は一方向に均一とされた状態（一次元方向に均一）になっている。
【０１１７】
天井板１８の下部の成膜室３１内には、例えば、シラン（例えば ＳｉＨ４）等の材料ガス（原料ガス）を供給するガス供給ノズル２０が設けられ、ガス供給ノズル２０から天井板１８の下部の成膜室３１内に成膜材料（例えばＳｉ）となる材料ガスが供給される。また、天井板１８の下部の成膜室３１内には、アルゴンやヘリウム等の不活性ガス（希ガス）や酸素、水素等の補助ガスを供給する補助ガス供給ノズル（図示省略）が設けられ、成膜室３１の下部には成膜室３１の内部を排気するための真空排気系（図示省略）に接続される排気口１０が設けられている。
【０１１８】
成膜室３１にはプラズマ８の均一とされた一方向に交差する方向（図１２中左右方向）で帯状シート状の基板４１を巻回する送り出しロール４２及び巻き取りロール４３が設けられている。プラズマ８の均一な方向の長さは、基板４１の幅に略等しいもしくは多少大きめに設定されている。
【０１１９】
天井板１８の直下における帯状シート状の基板４１の下部には、基板４１の温度を所定の成膜温度に制御する赤外線ヒータ１３が設けられている。また、赤外線ヒータ１３を挟んで帯状シート状の基板４１の上流側の下部には予熱ヒータ１４が設けられ、赤外線ヒータ１３を挟んで帯状シート状の基板４１の下流側の下部には徐熱ヒータ１５が設けられている。成膜室２では帯状シート状の基板４１が送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により図中右側から左側に所定の速度で移動される。
【０１２０】
徐熱ヒータ１５の後流側における帯状シート４１の上部の成膜室３１にはレーザ照射窓２３が設けられ、レーザ照射窓２３からはレーザ発振装置２４からのレーザ光２５が帯状シート状の基板４１に照射される。レーザ光２５により帯状シート状の基板４１の膜表面が熱処理されてアニーリング（多結晶化処理）が実施される（多結晶化処理手段）。
【０１２１】
上述したプラズマＣＶＤ装置３８では、送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により帯状シート状の基板４１が図中右側から左側に所定の速度で移動される。ガス供給ノズル９から所定流量の材料ガスを天井板１８の直下の成膜室３１内に供給すると共に図示しない補助ガス供給ノズルから所定流量の補助ガスを天井板１８の直下の成膜室３１内に供給し、成膜室３１内を成膜条件に応じた所定圧力に設定する。その後、高周波電源７から高周波アンテナ５に電力を供給して高周波を発生させる。
【０１２２】
これにより、成膜室３１内の材料ガスが放電して一部がプラズマ状態となってプラズマ８が発生する。このプラズマ８は、材料ガス中の他の中性分子に衝突して更に中性分子を電離、あるいは励起し、活性な粒子は、基板４１の表面に吸着して効率良く化学反応を起こし、堆積してＣＶＤ膜となる。
【０１２３】
成膜室３１内で発生するプラズマ８は、一次元方向に均一とされた状態となり、基板４１は送り出しロール４２及び巻き取りロール４３の回転により図中右側から左側（二次元方向）に所定の速度で移動される。ＣＶＤ膜が作製された基板４１にはレーザ照射窓２３からレーザ発振装置２４からのレーザ光２５が照射される。レーザ光２５により帯状シート状の基板４１の膜表面が熱処理（例えば、表面部のみが１４００℃に加熱されてアモルファスＳｉが多結晶化される）されてアニーリングが実施され、膜の表層が多結晶化される。レーザ光２５によるアニーリングのため基板４１の下地には熱の影響はない。
【０１２４】
このため、給電のパワーを高めることなく帯状シート状の基板４１の上面には全面にわたり均一な状態のプラズマ８が発生している状態にされ、均一の膜質のＣＶＤ膜が帯状シート状の基板４１に作製されると共に、膜の表層が多結晶化されて安定化される。そして、プラズマ８は一次元方向に均一にされているため、基板４１が帯状シート状であっても装置を大型化することなく、特に、高さ方向に大型化することなく、容易に均一の安定した膜質のＣＶＤ膜を得ることができる。
【０１２５】
尚、多結晶化処理手段としては、基板４１の耐熱温度特性等によりランプアニール手段等を適用することも可能である。
【０１２６】
【発明の効果】
本発明のプラズマ処理装置は、処理室にプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に処理を施すプラズマ処理装置において、処理室内に一方向で均一となるプラズマを発生させる高周波アンテナ部材を処理室の外部に備える一方、プラズマが均一となる方向に交差する方向に基板を相対的に移動させる移動手段を備えたので、複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の処理性質を均一に保持することができるプラズマ処理装置とすることができる。
【０１２７】
そして、基板の表面にプラズマによる処理が施された後に基板の表面を多結晶化させる多結晶化処理手段を備えたので、安定した表面性状となる。
【０１２８】
また、多結晶化処理手段は、レーザにより基板表面の熱処理を行うアニーリングを実施する手段であるので、表層だけを安定した表面性状とすることができる。
【０１２９】
また、基板は帯状シート状をなし、帯状シート状の基板を送り出しロールと巻き取りロールに巻回して連続的に巻き取り動作を実施することで移動手段が構成されているので、帯状シート状の基板であっても複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の処理性質を均一に保持することができるプラズマ処理装置とすることができる。
【０１３０】
また、基板は盤状のウエハであり、移動手段はウエハを移動自在に支持する移動支持部材であるので、大径の基板のであっても複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の処理性質を均一に保持することができるプラズマ処理装置とすることができる。
【０１３１】
また、基板の表面に対する処理は、励起・活性化された原子・分子により基板の表面に膜を作製する成膜処理であるので、複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の膜性質を均一に保持することができるプラズマ処理装置とすることができる。
【０１３２】
本発明のプラズマ処理方法は、処理室にプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に処理を施すプラズマ処理方法において、処理室内に誘導結合方式により一方向に均一なプラズマを発生させる一方、プラズマが均一となる方向に交差する方向に基板を相対的に移動させて基板の表面に処理を施すようにしたので、複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の処理性質を均一に保持することができるプラズマ処理方法とすることができる。
【０１３３】
本発明のプラズマ成膜装置は、筒部をなし筒部の外周にコイル状の高周波アンテナが配設され高周波アンテナに給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマを発生させるプラズマ発生部を処理室の上部に備え、プラズマ発生部に原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備え、プラズマ発生部の下方における処理室の内部でプラズマが均一となる方向に交差する方向で帯状シート状の基板を送り出しロールと巻き取りロールに巻回し、プラズマ発生部でプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原料ガスの原子・分子により送り出しロールから送り出されて巻き取りロールに巻き取られる基板の表面に膜を作製するようにしたので、複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜装置とすることができる。しかも、帯状シート状の基板であっても装置を大型化せずに表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜装置とすることができる。
【０１３４】
本発明のプラズマ成膜装置は、処理室の天井部に平面コイル状の高周波アンテナが配設され高周波アンテナに給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマを発生させるプラズマ発生手段を備え、プラズマが発生する部位に原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備え、プラズマが発生する部位の下方における処理室の内部で帯状シート状の基板がプラズマが均一となる方向に交差する方向に送り出しロールと巻き取りロールに巻回され、プラズマ発生部でプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原料ガスの原子・分子により送り出しロールから送り出されて巻き取りロールに巻き取られる基板の表面に膜を作製するようにしたので、複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜装置とすることができる。しかも、帯状シート状の基板であっても装置を高さ方向に大型化せずに表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜装置とすることができる。
【０１３５】
そして、プラズマ発生部よりも巻き取りロール側の帯状シート状の基板の表面を多結晶化させる多結晶化処理手段を備え、成膜後の基板の表面を多結晶化処理手段で多結晶化させるようにしたので、表層の膜を安定させることができる。
【０１３６】
本発明のプラズマ成膜装置は、筒部をなし筒部の外周にコイル状の高周波アンテナが配設され高周波アンテナに給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマを発生させるプラズマ発生部を処理室の上部に備え、プラズマ発生部に原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備え、プラズマ発生部の下方における処理室の内部で盤状の基板をプラズマが均一となる方向に交差する方向に移動自在に保持し、プラズマ発生部でプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原料ガスの原子・分子により移動される基板の表面に膜を作製するようにしたので、複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜装置とすることができる。しかも、大径の基板であっても装置を大型化せずに表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜装置とすることができる。
【０１３７】
本発明のプラズマ成膜装置は、処理室の天井部に平面コイル状の高周波アンテナが配設され高周波アンテナに給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマを発生させるプラズマ発生手段を備え、プラズマが発生する部位に原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備え、プラズマが発生する部位の下方における処理室の内部で盤状の基板をプラズマが均一となる方向に交差する方向に移動自在に保持し、プラズマ発生部でプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原料ガスの原子・分子により移動される基板の表面に膜を作製するようにしたので、複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜装置とすることができる。しかも、大径の基板であっても装置を高さ方向に大型化せずに表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜装置とすることができる。
【０１３８】
そして、プラズマ発生部よりも移動方向後側で基板の表面を多結晶化させる多結晶化処理手段を備え、成膜後の基板の表面を多結晶化処理手段で多結晶化させるようにしたので、表層の膜を安定させることができる。
【０１３９】
また、基板の温度を成膜温度状況に制御する温度制御手段を備えたので、より安定した成膜が行える。
【０１４０】
本発明のプラズマ成膜方法は、成膜室にプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に膜を作製するプラズマ成膜方法において、処理室内に誘導結合方式により一方向に均一なプラズマを発生させる一方、プラズマが均一となる方向に交差する方向に基板を相対的に移動させて基板の表面に膜を作製するようにしたので、複雑な構成にすることなく、しかも、基板の大きさに拘らず表面の膜質を均一に保持することができるプラズマ成膜方法とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ 線矢視図。
【図３】本発明の第２実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【図４】本発明の第３実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【図５】図４中のＶ−Ｖ 線矢視図。
【図６】本発明の第４実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【図７】本発明の第５実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【図８】図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ 線矢視図。
【図９】本発明の第６実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【図１０】本発明の第７実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【図１１】図１０中のＸＩ−ＸＩ 線矢視図。
【図１２】本発明の第８実施例に係るプラズマＣＶＤ装置の概略側面図。
【符号の説明】
１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８ プラズマＣＶＤ装置
２，２１、３１ 成膜室
３ プラズマ発生部
４ 天井筒部材
５，１９ 高周波アンテナ
６ 整合器
７ 高周波電源
８ プラズマ
９，２０ ガス供給ノズル
１０ 排気口
１１、４１ 基板
１２，２２ コンベア
１３ 赤外線ヒータ
１４ 予熱ヒータ
１５ 徐熱ヒータ
１７ 開口部
１８ 天井板
２３ レーザ照射窓
２４ レーザ発振器
２５ レーザ光
４２ 送り出しロール
４３ 巻き取りロール
Claims (15)
- 処理室にプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に処理を施すプラズマ処理装置において、処理室内に一方向で均一となるプラズマを発生させる高周波アンテナ部材を処理室の外部に備える一方、プラズマが均一となる方向に交差する方向に基板を相対的に移動させる移動手段を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
- 請求項１において、
基板の表面にプラズマによる処理が施された後に基板の表面を多結晶化させる多結晶化処理手段を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項２において、
多結晶化処理手段は、レーザにより基板表面の熱処理を行うアニーリングを実施する手段であることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
基板は帯状シート状をなし、帯状シート状の基板を送り出しロールと巻き取りロールに巻回して連続的に巻き取り動作を実施することで移動手段が構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
基板は盤状のウエハであり、移動手段はウエハを移動自在に支持する移動支持部材であることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
基板の表面に対する処理は、励起・活性化された原子・分子により基板の表面に膜を作製する成膜処理であることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 処理室にプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に処理を施すプラズマ処理方法において、処理室内に誘導結合方式により一方向に均一なプラズマを発生させる一方、プラズマが均一となる方向に交差する方向に基板を相対的に移動させて基板の表面に処理を施すことを特徴とするプラズマ処理方法。
- 筒部をなし筒部の外周にコイル状の高周波アンテナが配設され高周波アンテナに給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマを発生させるプラズマ発生部を処理室の上部に備え、
プラズマ発生部に原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備え、
プラズマ発生部の下方における処理室の内部でプラズマが均一となる方向に交差する方向で帯状シート状の基板を送り出しロールと巻き取りロールに巻回し、
プラズマ発生部でプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原料ガスの原子・分子により送り出しロールから送り出されて巻き取りロールに巻き取られる基板の表面に膜を作製する
ことを特徴とするプラズマ成膜装置。 - 処理室の天井部に平面コイル状の高周波アンテナが配設され高周波アンテナに給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマを発生させるプラズマ発生手段を備え、
プラズマが発生する部位に原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備え、
プラズマが発生する部位の下方における処理室の内部で帯状シート状の基板がプラズマが均一となる方向に交差する方向に送り出しロールと巻き取りロールに巻回され、
プラズマ発生部でプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原料ガスの原子・分子により送り出しロールから送り出されて巻き取りロールに巻き取られる基板の表面に膜を作製する
ことを特徴とするプラズマ成膜装置。 - 請求項８もしくは請求項９において、
プラズマ発生部よりも巻き取りロール側の帯状シート状の基板の表面を多結晶化させる多結晶化処理手段を備え、成膜後の基板の表面を多結晶化処理手段で多結晶化させることを特徴とするプラズマ成膜装置。 - 筒部をなし筒部の外周にコイル状の高周波アンテナが配設され高周波アンテナに給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマを発生させるプラズマ発生部を処理室の上部に備え、
プラズマ発生部に原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備え、
プラズマ発生部の下方における処理室の内部で盤状の基板をプラズマが均一となる方向に交差する方向に移動自在に保持し、
プラズマ発生部でプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原料ガスの原子・分子により移動される基板の表面に膜を作製する
ことを特徴とするプラズマ成膜装置。 - 処理室の天井部に平面コイル状の高周波アンテナが配設され高周波アンテナに給電を行うことにより一方向で均一となるプラズマを発生させるプラズマ発生手段を備え、
プラズマが発生する部位に原料ガスを供給する原料ガス供給手段を備え、
プラズマが発生する部位の下方における処理室の内部で盤状の基板をプラズマが均一となる方向に交差する方向に移動自在に保持し、
プラズマ発生部でプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原料ガスの原子・分子により移動される基板の表面に膜を作製する
ことを特徴とするプラズマ成膜装置。 - 請求項１１もしくは請求項１２において、
プラズマ発生部よりも移動方向後側で基板の表面を多結晶化させる多結晶化処理手段を備え、
成膜後の基板の表面を多結晶化処理手段で多結晶化させる
ことを特徴とするプラズマ成膜装置。 - 請求項８乃至請求項１３のいずれか一項において、
基板の温度を成膜温度状況に制御する温度制御手段を備えたことを特徴とするプラズマ成膜装置。 - 成膜室にプラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に膜を作製するプラズマ成膜方法において、処理室内に誘導結合方式により一方向に均一なプラズマを発生させる一方、プラズマが均一となる方向に交差する方向に基板を相対的に移動させて基板の表面に膜を作製することを特徴とするプラズマ成膜方法。
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