TWI552190B - Plasma processing apparatus and method - Google Patents

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TWI552190B
TWI552190B TW103138356A TW103138356A TWI552190B TW I552190 B TWI552190 B TW I552190B TW 103138356 A TW103138356 A TW 103138356A TW 103138356 A TW103138356 A TW 103138356A TW I552190 B TWI552190 B TW I552190B
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Tomohiro Okumura
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Description

電漿處理裝置及方法
本發明係關於將熱電漿照射在基材來處理基材的熱電漿處理、及將藉由反應氣體所致之電漿或電漿與反應氣體流同時照射至基材來處理基材的低溫電漿處理等之電漿處理裝置及方法。
以往，多晶矽(poly-Si)等半導體薄膜係被廣泛利用在薄膜電晶體(TFT：Thin Film Transistor)或太陽電池。以廉價形成其之方法而言，係有一種對非晶質矽膜照射雷射光而結晶化者。雷射製程亦可適用於藉由離子注入或電漿摻雜而導入至半導體基板的雜質原子的活性化等。但是，在該雷射結晶化技術會有發生接口等課題，而且需要非常昂貴的設備。
因此，檢討一種使長形的熱電漿發生，且僅以單一方向進行掃描，藉此不會有接口而廉價進行熱處理的技術(參照例如專利文獻1~3、及非專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2013-120633號公報
[專利文獻2]日本特開2013-120684號公報
[專利文獻3]日本特開2013-120685號公報
[非專利文獻]
[非專利文獻1] T. Okumura and H. Kawaura, Jpn. J. Appl. Phys. 52 (2013) 05EE01
但是，在對於半導體的結晶化等以極短時間將基材的表面近傍進行高溫處理的用途，習知例所示之專利文獻1~3及非專利文獻1所記載之使熱電漿以長形狀發生的技術中，由於供予電漿炬之構成構件的耐熱界限的高頻電力相較小，因此會有處理速度(平均單位時間可處理的基板數)小的問題。
本發明係鑑於如上所示之課題所研創者，目的在提供在將基材的表面近傍以極短時間均一進行高溫熱處理時，或者在將藉由反應氣體所致之電漿或電漿與反應氣體流同時照射至基材而將基材進行低溫電漿處理時，可高速處理的電漿處理裝置及方法。
本案之第1發明的電漿處理裝置係具備有：被介電質構件包圍的長形且環狀的腔室；與前述腔室相連通的開口部；用以對前述腔室內導入氣體的氣體供給配管；與前述腔室所成之面呈平行地設置的線圈；與前述線圈相連接的高頻電源；及基材載置台，該電漿處理裝置具有以下特徵。
沿著與基材載置台所成之面呈垂直的面設有前述腔室，且在前述腔室的內側的前述介電質構件的內部設有冷媒流路。
藉由如上所示之構成，可高速處理。
本案之第1發明的電漿處理裝置中，較適為以具備有移動機構，其係可以相對於前述腔室的長邊方向呈垂直的方向，將前述腔室與前述基材載置台相對移動為宜。
藉由如上所示之構成，可高速處理大面積基板。
此外，較適為以對前述冷媒流路的冷媒入口及冷媒出口被設在前述線圈的內側為宜。
藉由如上所示之構成，可兼顧高電漿發生效率及高冷卻效率。
此外，較適為以前述冷媒流路藉由設在前述介電質構件的溝、及覆蓋前述溝的介電質蓋所包圍，前述介電質蓋覆蓋前述介電質構件的面積大於前述線圈覆蓋前述介電質構件的面積為宜。
藉由如上所示之構成，可抑制異常放電發生。
此外，較適為以前述冷媒流路藉由設在前述介電質構件的溝、及覆蓋前述溝的介電質蓋所包圍，前述介電質蓋具備有L形部，前述介電質蓋的一部分位於前述線圈與前述基材載置台之間為宜。
藉由如上所示之構成，可更有效抑制異常放電發生。
此外，較適為亦可形成為以下構成：前述線圈內部形成為冷媒流路，被設在前述線圈內部的冷媒流路分歧，與設在前述介電質構件的內部的冷媒流路相連通。
藉由如上所示之構成，可構成簡單的冷媒配管系。
此外，此時，較適為以前述冷媒流路藉由設在前述介電質構件的溝、及覆蓋前述溝的介電質蓋所包圍，被設在前述線圈內部的冷媒流路、及被設在前述介電質構件的內部的冷媒流路係透過設在前述介電質蓋的貫穿孔而相連通為宜。
藉由如上所示之構成，可構成簡單的冷媒配管系。
本案之第2發明的電漿處理方法係一面在沿著與基材載置台所成之面呈垂直的面而設且以介電質構件所包圍之長形且環狀的腔室內供給氣體，一面由與腔室相連通的開口部朝向基材噴出氣體，並且藉由對與腔室所成 之面呈平行而設的線圈供給高頻電力，使腔室內發生高頻電磁場而使電漿發生，且將基材的表面進行處理，該電漿處理方法具有以下特徵。
一面在設在腔室的內側的前述介電質構件的內部的冷媒流路流通冷媒，一面處理基板。
藉由如上所示之構成，可高速處理。
藉由本發明，在將基材的表面近傍以極短時間均一地進行高溫熱處理時，或者，將藉由反應氣體所致之電漿或電漿與反應氣體流同時照射至基材而將基材進行電漿處理時，可高速處理。
1‧‧‧基材載置台
2‧‧‧基材
3‧‧‧線圈
4‧‧‧第一陶瓷塊
5‧‧‧第二陶瓷塊
7‧‧‧腔室
8‧‧‧開口部
9‧‧‧電漿氣體歧管
10‧‧‧電漿氣體供給配管
11‧‧‧電漿氣體供給孔
12‧‧‧蓋
13‧‧‧冷媒流路
14‧‧‧冷媒入口
15‧‧‧冷媒出口
16‧‧‧O型環
17‧‧‧連通孔
18‧‧‧貫穿孔
19‧‧‧突出部
20‧‧‧面
21‧‧‧貫穿孔
22‧‧‧薄膜
31‧‧‧空間
P‧‧‧電漿
T‧‧‧感應耦合型電漿炬單元
圖1係顯示本發明之實施形態1中的電漿處理裝置的構成的剖面圖。
圖2係顯示本發明之實施形態1中的電漿處理裝置的構成的斜視圖。
圖3係顯示本發明之實施形態1中的電漿處理裝置的構成的平面圖。
圖4係顯示本發明之實施形態2中的電漿處理裝置的構成的斜視圖。
圖5係顯示本發明之實施形態2中的電漿處理裝置的 構成的平面圖。
圖6係顯示本發明之實施形態3中的電漿處理裝置的構成的斜視圖。
圖7係顯示本發明之實施形態4中的電漿處理裝置的構成的斜視圖。
圖8係顯示本發明之實施形態4中的電漿處理裝置的構成的平面圖。
圖9係顯示本發明之實施形態5中的電漿處理裝置的構成的剖面圖。
圖10係顯示本發明之實施形態6中的電漿處理裝置的構成的斜視圖。
圖11係顯示本發明之實施形態7中的電漿處理裝置的構成的剖面圖。
圖12係顯示本發明之實施形態7中的電漿處理裝置的構成的剖面圖。
圖13係顯示本發明之實施形態7中的電漿處理裝置的構成的剖面圖。
圖14係顯示本發明之實施形態7中的電漿處理裝置的構成的斜視圖。
以下使用圖示，說明本發明之實施形態中的電漿處理裝置。
(實施形態1)
以下參照圖1~圖3，說明本發明之實施形態1。
圖1(a)及(b)係顯示本發明之實施形態1中的電漿處理裝置的構成者，在與長形的感應耦合型電漿炬單元的長邊方向呈垂直的面切割的剖面圖。圖1(c)係在與感應耦合型電漿炬單元的長邊方向呈平行，而且與基材呈垂直的面切割的剖面圖。圖1(a)係以圖1(c)的虛線A-A‘切割的剖面圖，圖1(b)係以圖1(c)的虛線B-B‘切割的剖面圖，圖1(c)係以圖1(a)及(b)的虛線C-C’切割的剖面圖。
在圖1中，在基材載置台1上載置有基材2。在感應耦合型電漿炬單元T中，導體製的線圈3被配置在第一陶瓷塊4及第二陶瓷塊5的近傍。線圈3係藉由未圖示的接著劑，被接著在第一陶瓷塊4及第二陶瓷塊5，各自所接著的線圈3係彼此以平行相向作配置且作串聯連接。長形的腔室7係藉由被第一陶瓷塊4、第二陶瓷塊5及基材2所包圍的空間進行劃界。
沿著與基材載置台1所形成的面呈垂直的面配置有線圈3及腔室7。此外，腔室7之接近線圈3之側的內壁面係與線圈3呈平行的面。在如上所示之構成中，係在線圈3的任意部位中，由線圈3至腔室7的距離為相等，因此可以較小的高頻電力發生感應耦合性電漿，可實現效率佳的電漿生成。
感應耦合型電漿炬單元T係以全體被接地之 導體製的屏蔽構件(未圖示)所包圍，可有效防止高頻漏洩(雜訊)，並且可有效防止不理想的異常放電等。
腔室7係被設在第一陶瓷塊4的溝成為連續的環狀溝所包圍。亦即，腔室7全體以介電質包圍的構成。此外，腔室7為環狀。在此所謂的環狀意指形成連續之封閉繩帶狀的形狀，並非被限定於圖1(c)所示之長方形。在本實施形態中係例示賽馬場形(將形成2個長邊的直線部、及在其兩端形成2個短邊的直線加以連結而成之連續封閉繩帶狀的形狀)的腔室7。在腔室7所發生的電漿P係由腔室7中作為開口部8的電漿噴出口朝向基材2噴出。此外，腔室7的長邊方向與作為電漿噴出口的開口部8的長邊方向係作平行配置。
設在第一陶瓷塊4的長方形的溝係電漿氣體歧管9。亦可在其內部嵌入多孔質陶瓷材。由電漿氣體供給配管10被供給至電漿氣體歧管9的氣體係透過被設在第一陶瓷塊4之作為氣體導入部的電漿氣體供給孔11(貫穿孔)而被導入至腔室7。藉由如上所示之構成，可簡單實現朝長邊方向呈均一的氣體流。導入至電漿氣體供給配管10的氣體流量係藉由在其上游具備質流控制器等流量控制裝置來進行控制。此外，若以多孔質陶瓷材構成電漿氣體歧管9內時，可實現氣體流的均一化，並且可防止在電漿氣體歧管9近傍的異常放電。
電漿氣體供給孔11係在長邊方向設有複數個圓孔狀者所成者，亦可為在長邊方向設有長形縫隙狀孔 者。
其中，雖未圖示，亦可在接近基材載置台1的部分配置作為遮蔽氣體供給口的遮蔽氣體噴嘴。亦可供給有別於適於電漿生成的電漿氣體的其他遮蔽氣體，減低大氣中的氧、二氧化碳等在處理上為不需要、或造成不良影響的氣體對電漿照射面的混入。其中，遮蔽氣體供給口係可為具有在與開口部8的長邊方向呈平行的方向呈長形的形狀的縫隙，或者亦可為朝與開口部8的長邊方向呈平行的方向排列的多數孔。
線圈3係將剖面為圓形的銅管接著在剖面為直方體的銅塊者。此外，線圈3係中空的管，內部形成為冷媒流路。亦即，藉由流通水等冷媒，可進行冷卻。此外，在第一陶瓷塊4係形成有藉由介電質製的蓋12所被封閉的U字形冷媒流路13。圖2係本發明之實施形態1中的感應耦合型電漿炬單元T的組裝構成圖，且將各零件(一部分)的斜視圖排列者。如圖1(b)及圖2所示，對冷媒流路13的冷媒入口14及冷媒出口15被配置在線圈3所形成的環的內側。當將蓋12接著在第一陶瓷塊4時，形成為以在將線圈3接著的面未形成段差的方式，被嵌入在被設於第一陶瓷塊4的柱坑部的構成。圖3係顯示本發明之實施形態1中的電漿處理裝置的構成的平面圖，由圖2的左側觀看線圈3及第一陶瓷塊4者。在圖3中係以虛線表示蓋12的外周。如圖3所示，冷媒入口14及冷媒出口15係與U字形的蓋12的兩端相連接，以貫穿線圈 3所成環狀區域的內側的方式作配置。
在此係使用氮化矽作為第一陶瓷塊4。在與電漿P相接的部分係被要求優異的耐熱性，因此以氮化矽為主成分的陶瓷、或以矽、鋁、氧、氮為主成分的陶瓷(矽鋁氮氧化物(Sialon)等)較為適合。為了有效率地處理基材2而減小感應耦合型電漿炬單元T與基材2的距離時，受到最大熱量的是基材載置台1的近傍的腔室7之與基材載置台1為相反側的部分的內壁面。因此，必須更有效地冷卻該部分。若欲將經水冷的線圈3作為唯一的冷卻手段來將腔室的內壁面進行冷卻時，考慮以使第一陶瓷塊4儘可能變薄，將線圈3儘可能接近配置在上述內壁面較為適合，惟在如上所示之配置中，會有第一陶瓷塊4呈絕緣破壞，在線圈3與電漿之間發生異常放電(電弧)的情形。因此，在本實施形態中，形成為有別於線圈3而另外設置作為冷卻手段的冷媒流路13，使其擔負作為冷卻手段的功能，並且作為絕緣體的功能(確保線圈3與腔室7的距離)之雙方的構成。
另一方面，為提高放電效率，線圈3係必須儘可能配置在接近基材載置台1之側，亦即，圖1(a)及(b)中的下方。亦即，為了兼顧高電漿發生效率與高冷卻效率，必須將線圈3及冷媒流路13配置在近接的位置。因此，需要在用以進行對冷媒流路13供給、排出冷媒的配管配置上下工夫。在本實施形態中，將冷媒流路13形成為U字形，將冷媒入口14及冷媒出口15連接在 U字形的蓋12的兩端，且以貫穿線圈3所成環狀區域的內側的方式進行配置，藉此解決該課題。亦即，藉由形成為如上所示之配置，一面確保與習知例之非專利文獻1所揭示者為同等的電漿發生效率，一面藉由簡單的配管系統實現更高的冷卻效率。因此，可加大供予電漿炬的構成構件的耐熱界限的高頻電力，因此處理速度(平均單位時間可處理的基板數)會變快。
設有長方形的開口部8，基材載置台1(或基材載置台1上的基材2)係與開口部8相對向配置。在該狀態下，一面對腔室7內供給電漿氣體，一面由開口部8朝向基材2使氣體噴出，同時由未圖示之高頻電源對線圈3供給高頻電力，藉此使腔室7發生電漿P，且由開口部8將電漿照射至基材2，藉此可將基材2上的薄膜22進行電漿處理。以相對於開口部8的長邊方向呈垂直的方向，使腔室7與基材載置台1相對移動，藉此處理基材2。亦即，朝向圖1的左右方向移動感應耦合型電漿炬單元T或基材載置台1。
以供給至腔室7內的電漿氣體而言，可使用各種，惟若考慮到電漿的安定性、著火性、被暴露在電漿的構件的壽命等時，以惰性氣體，尤其稀有氣體主體為宜。其中亦典型使用Ar氣體。若僅以Ar使電漿生成時，電漿係成為相當高溫(10,000K以上)。
其中，在本構成中，開口部8的長邊方向的長度成為基材2的寬幅以上。因此，可以一次掃描(將感 應耦合型電漿炬單元T與基材載置台1相對移動)，處理基材2的表面近傍的薄膜22的全體。
在如上所示之電漿處理裝置中，一面在腔室7內供給Ar或Ar+H2氣體作為電漿氣體，一面由開口部8朝向基材2使氣體噴出，同時由未圖示之高頻電源，將13.56MHz的高頻電力供給至線圈3，藉此在腔室7發生高頻電磁場，由此使電漿P發生，且由開口部8將電漿照射至基材2，並且進行掃描，藉此可進行半導體膜之結晶化等熱處理。
以電漿發生的條件而言，係以開口部8與基材2間的距離=0.1~5mm、掃描速度=20~3000mm/s、電漿氣體總流量=1~100SLM、Ar+H2氣體中的H2濃度=0~10%、高頻電力=0.5~50kW程度的值為適合。但是，在該等諸量之中，氣體流量及電力係每開口部8的長度100mm的值。氣體流量或電力等參數係被認為以投入與開口部8的長度成正比的量為適當之故。
如上所示，在保持開口部8的長邊方向、與基材載置台1被平行配置的狀況下，在與開口部8的長邊方向呈垂直的方向，將長形的腔室7與基材載置台1作相對移動，因此可構成為應生成的電漿的長度、與基材2的處理長度為大致相等。
如上所示，藉由本實施形態，可更有效地將與高溫電漿相接的第一陶瓷塊4的壁面冷卻。因此，可投入更大的高頻電力，在獲得所希望的峰值溫度時，可更為 高速地相對移動。亦即，在將基材的表面近傍以極短時間均一地進行高溫熱處理時，或者，將藉由反應氣體所致之電漿或電漿與反應氣體流同時照射至基材而將基材進行低溫電漿處理時，可高速處理。
(實施形態2)
以下參照圖4及圖5，說明本發明之實施形態2。
圖4係本發明之實施形態2中的感應耦合型電漿炬單元T的組裝構成圖，將各零件(一部分)的斜視圖排列者(相當於圖2)。
如圖4所示，在實施形態2中，介電質製的蓋12具備有L形部(在與感應耦合型電漿炬單元的長邊方向呈垂直的面切割的剖面中形成L字形)。亦即，蓋12的一部分位於線圈3與基材載置台1之間的構成。圖5係顯示本發明之實施形態2中的電漿處理裝置的構成的平面圖，由圖4的左側觀看線圈3及第一陶瓷塊4者。在圖5係以虛線表示蓋12的外周。如圖5所示，冷媒入口14及冷媒出口15係與U字形的蓋12的兩側相連接，以貫穿線圈3所成環狀區域的內側的方式作配置。此外，形成為蓋12比線圈3的長邊方向的長度為更長的構成。
在實施形態1中，會有在第一陶瓷塊4與蓋12的貼合部發生絕緣破壞而侵入放電之虞。但是，在實施形態2中，藉由將蓋12形成為L形，形成為在腔室7與線圈3的下部(接近開口部8的長邊部)之間沒有接口 的構造，此外，將蓋12延長至比線圈3的短邊部更為外側，因此形成為在腔室7與線圈3的短邊部之間亦沒有接口的構造，放電侵入至貼合部之虞較低，可抑制異常放電發生。
(實施形態3)
以下參照圖6，說明本發明之實施形態3。
圖6係本發明之實施形態3中的感應耦合型電漿炬單元T的組裝構成圖，將各零件(一部分)的斜視圖排列者(相當於圖2)。
在圖6中，冷媒流路13係與實施形態1及2同樣地為U字形，惟蓋12並未形成為U字形，閉塞冷媒流路13的部分的接著面為長方形。亦可為如上所示之構成。
(實施形態4)
以下參照圖7及圖8，說明本發明之實施形態4。
圖7係本發明之實施形態4中的感應耦合型電漿炬單元T的組裝構成圖，將各零件(一部分)的斜視圖排列者(相當於圖2)。此外，圖8係顯示本發明之實施形態4中的電漿處理裝置的構成的平面圖，由圖7的左側觀看線圈3及第一陶瓷塊4者。在圖8中係以虛線表示蓋12的外周。
如圖7及圖8所示，在實施形態4中，形成 為蓋12比線圈3的長邊方向的長度為更長，此外，蓋12比與線圈3的長邊方向呈垂直的方向的長度為更長的構成。亦即，形成為蓋12覆蓋第一陶瓷塊4的面積比線圈3覆蓋第一陶瓷塊4的面積為更大的構成。
藉由如上所示之構成，形成為在腔室7與線圈3的所有部分之間沒有接口的構造，放電侵入至貼合部之虞較低，可抑制異常放電發生。
(實施形態5)
以下參照圖9，說明本發明之實施形態5。
圖9(a)及(b)係顯示本發明之實施形態5中的電漿處理裝置的構成者，以與長形的感應耦合型電漿炬單元的長邊方向呈垂直的面切割的剖面圖，分別對應圖1(a)及(b)。
在圖9中，具備有L形部的蓋12係形成為由線圈3的下部(接近開口部8的長邊部)延長至基材2的正上方，在蓋12與基材載置台1之間未配置有第一陶瓷塊4的一部分(在實施形態1~4中係有配置)的構成。亦可為如上所示之構成。
(實施形態6)
以下參照圖10，說明本發明之實施形態6。
圖10係本發明之實施形態6中的感應耦合型電漿炬單元T的組裝構成圖，將各零件(一部分)的斜視 圖排列者(相當於圖2)。
在圖10中，冷媒流路13係形成為C字形，而非為U字形(圖的上方一部分中斷的環狀)。
藉由如上所示之構成，可遍及腔室7的全周來提高冷卻效率。
(實施形態7)
以下參照圖11至圖14，說明本發明之實施形態7。
圖11(a)及(b)係顯示本發明之實施形態7中的電漿處理裝置的構成者，以與長形的感應耦合型電漿炬單元的長邊方向呈垂直的面進行切割的剖面圖，分別對應圖1(a)及(b)。圖12及圖13係圖11(a)的蓋12近傍的放大圖。圖14係感應耦合型電漿炬單元T的組裝構成圖，將各零件(一部分)的斜視圖進行排列者(相當於圖2)。
在圖11、圖12、圖14中，冷媒流路13係直線狀。在線圈3係設有成為在該內部空間31流通的冷媒出入口的連通孔17，與設在蓋12的貫穿孔18及21相對位，線圈3被接著在蓋12。O型環16被設在連通孔17的周圍，俾以保持線圈3與蓋12之間的氣密。若可以接著劑充分保有氣密時，並不需要O型環16。
如圖13所示，亦可形成為將線圈3的連通孔17的周圍形成為凸形的突出部19，且插入在設於蓋12的柱坑部的構成。此時，在線圈3的接著面之中，若在未突 出的面20或其之對向面塗佈接著劑來進行接著時，可減少接著劑繞入至突出部19的前端部，因此可抑制連通孔17或貫穿孔18被接著劑堵塞的不良情形。
在本實施形態中，形成為設在線圈3內部的冷媒流路分歧，且與設在第一陶瓷塊4內部的冷媒流路13相連通的構成。藉由如上所示之構成，可構成簡單的冷媒配管系。
以上所述之電漿處理裝置及方法僅例示本發明之適用範圍之中的典型例。
例如，可對被固定的基材載置台1掃描感應耦合型電漿炬單元T，亦可對所被固定的感應耦合型電漿炬單元T掃描基材載置台1。
此外，藉由本發明之各種構成，可將基材2的表面近傍進行高溫處理。藉此，當然可適用於習知例中所述之TFT用半導體膜的結晶化或太陽電池用半導體膜的改質，且可適用於電漿顯示面板的保護層的清淨化或除氣減低、由矽石微粒子的集合體所成之介電質層的表面平坦化或除氣減低、各種電子元件的迴焊、使用固體雜質源的電漿摻雜等各種表面處理。此外，以太陽電池之製造方法而言，亦可適用於在基材上塗佈將矽錠粉碎所得之粉末，在此照射電漿而使其熔融而獲得多晶矽膜的方法。
此外，為使電漿著火較為容易，亦可使用著火源。以著火源而言，係可利用瓦斯熱水器等所使用的點火用火花裝置等。
此外，在說明中，為簡單起見而使用「熱電漿」之詞彙，惟熱電漿與低溫電漿難以嚴謹區分，此外，例如在田中康規「熱電漿中的非平衡性」電漿核熔合學會誌、Vol.82、No.8(2006)pp.479-483中所作之解說，亦難以僅利用熱平衡性來區分電漿的種類。本發明係以將基材進行熱處理為目的之一，並非受限於熱電漿、熱平衡電漿、高溫電漿等用語，可適用於關於照射高溫電漿的技術者。
此外，雖然詳加例示將基材的表面近傍以極短時間均一地進行高溫熱處理的情形，惟在將藉由反應氣體所致之電漿或電漿與反應氣體流同時照射至基材而將基材進行低溫電漿處理的情形下，亦可適用本發明。藉由在電漿氣體摻混反應氣體，對基材照射因反應氣體所致之電漿，可實現蝕刻或CVD。
或者，亦可以電漿氣體而言，一面使用稀有氣體或在稀有氣體添加少量H2氣體的氣體，一面供給含有反應氣體的氣體作為遮蔽氣體，藉此同時對基材照射電漿與反應氣體流，實現蝕刻、CVD、摻雜等電漿處理。若使用以氬為主成分的氣體作為電漿氣體時，如在實施例中詳加例示，會發生熱電漿。
另一方面，若使用以氦為主成分的氣體作為電漿氣體時，可使比較低溫的電漿發生。以如上所示之方法，無須將基材過於加熱，即可進行蝕刻或成膜等處理。以蝕刻所使用的反應氣體而言，係有含鹵素氣體，例如 CxFy(x、y為自然數)、SF6等，可將矽或矽化合物等進行蝕刻。若使用O2作為反應氣體，可進行有機物的去除、光阻灰化等。以CVD所使用的反應氣體而言，係有單矽烷、二矽烷等，可進行矽或矽化合物的成膜。
或者，若使用TEOS(Tetraethoxysilane，四乙氧矽烷)所代表之含矽的有機氣體與O2的混合氣體，即可將矽氧化膜進行成膜。可進行其他將撥水性/親水性進行改質的表面處理等各種低溫電漿處理。若與使用電容耦合型大氣壓電漿的習知技術相比較，由於為感應耦合型，因此即使投入平均單位體積為較高的功率密度，亦難以移至電弧放電，可發生更為高密度的電漿，結果，可得快速的反應速度，可以短時間效率佳地處理基材的所希望的被處理區域全體。
[產業上可利用性]
如以上所示，本發明係可適用於TFT用半導體膜的結晶化或太陽電池用半導體膜的改質。當然，在電漿顯示面板的保護層的清淨化或除氣減低、由矽石微粒子的集合體所成之介電質層的表面平坦化或除氣減低、各種電子元件的迴焊、使用固體雜質源的電漿摻雜等各種表面處理中，在將基材的表面近傍以極短時間均一地進行高溫熱處理時，可高速處理之有用的發明。
此外，在各種電子元件等之製造中之蝕刻、成膜、摻雜、表面改質等低溫電漿處理中，在短時間且效 率佳地處理基材的所希望的被處理區域全體方面為有用的發明。
1‧‧‧基材載置台
2‧‧‧基材
3‧‧‧線圈
4‧‧‧第一陶瓷塊
5‧‧‧第二陶瓷塊
7‧‧‧腔室
8‧‧‧開口部
9‧‧‧電漿氣體歧管
10‧‧‧電漿氣體供給配管
11‧‧‧電漿氣體供給孔
12‧‧‧蓋
13‧‧‧冷媒流路
14‧‧‧冷媒入口
22‧‧‧薄膜
P‧‧‧電漿
T‧‧‧感應耦合型電漿炬單元

Claims (6)

  1. 一種電漿處理裝置，其係具備有：被介電質構件包圍的長形且環狀的腔室；與前述腔室相連通的開口部；用以對前述腔室內導入氣體的氣體供給配管；與前述腔室所成之面呈平行地設置的線圈；與前述線圈相連接的高頻電源；及基材載置台，該電漿處理裝置之特徵為：沿著與前述基材載置台所成之面呈垂直的面設有前述腔室，且在前述腔室的內側的前述介電質構件的內部設有冷媒流路，前述冷媒流路藉由設在前述介電質構件的溝、及覆蓋前述溝的介電質蓋所包圍，前述介電質蓋覆蓋前述介電質構件的面積大於前述線圈覆蓋前述介電質構件的面積。
  2. 一種電漿處理裝置，其係具備有：被介電質構件包圍的長形且環狀的腔室；與前述腔室相連通的開口部；用以對前述腔室內導入氣體的氣體供給配管；與前述腔室所成之面呈平行地設置的線圈；與前述線圈相連接的高頻電源；及基材載置台，該電漿處理裝置之特徵為：沿著與前述基材載置台所成之面呈垂直的面設有前述腔室，且在前述腔室的內側的前述介電質構件的內部設有冷媒流路，前述冷媒流路藉由設在前述介電質構件的溝、及覆蓋前述溝的介電質蓋所包圍，前述介電質蓋具備有L形部，前述介電質蓋的一部分位於前述線圈與前述基材載置台之間。
  3. 一種電漿處理裝置，其係具備有：被介電質構件包圍的長形且環狀的腔室；與前述腔室相連通的開口部；用以對前述腔室內導入氣體的氣體供給配管；與前述腔室所成之面呈平行地設置的線圈；與前述線圈相連接的高頻電源；及基材載置台，該電漿處理裝置之特徵為：沿著與前述基材載置台所成之面呈垂直的面設有前述腔室，且在前述腔室的內側的前述介電質構件的內部設有冷媒流路，前述線圈內部形成為冷媒流路，被設在前述線圈內部的冷媒流路分歧，與設在前述介電質構件的內部的冷媒流路相連通。
  4. 一種電漿處理方法，其係一面在沿著與基材載置台所成之面呈垂直的面而設且以介電質構件所包圍之長形且環狀的腔室內供給氣體，一面由與前述腔室相連通的開口部朝向基材噴出氣體，並且藉由對與前述腔室所成之面呈平行而設的線圈供給高頻電力，使前述腔室內發生高頻電磁場而使電漿發生，且將前述基材的表面進行處理，該電漿處理方法之特徵為：一面在設在前述腔室的內側的前述介電質構件的內部的冷媒流路流通冷媒，一面處理基材，前述冷媒流路藉由設在前述介電質構件的溝、及覆蓋前述溝的介電質蓋所包圍，前述介電質蓋覆蓋前述介電質構件的面積大於前述線圈覆蓋前述介電質構件的面積。
  5. 一種電漿處理方法，其係一面在沿著與基材載置 台所成之面呈垂直的面而設且以介電質構件所包圍之長形且環狀的腔室內供給氣體，一面由與前述腔室相連通的開口部朝向基材噴出氣體，並且藉由對與前述腔室所成之面呈平行而設的線圈供給高頻電力，使前述腔室內發生高頻電磁場而使電漿發生，且將前述基材的表面進行處理，該電漿處理方法之特徵為：一面在設在前述腔室的內側的前述介電質構件的內部的冷媒流路流通冷媒，一面處理基材，前述冷媒流路藉由設在前述介電質構件的溝、及覆蓋前述溝的介電質蓋所包圍，前述介電質蓋具備有L形部，前述介電質蓋的一部分位於前述線圈與前述基材載置台之間。
  6. 一種電漿處理方法，其係一面在沿著與基材載置台所成之面呈垂直的面而設且以介電質構件所包圍之長形且環狀的腔室內供給氣體，一面由與前述腔室相連通的開口部朝向基材噴出氣體，並且藉由對與前述腔室所成之面呈平行而設的線圈供給高頻電力，使前述腔室內發生高頻電磁場而使電漿發生，且將前述基材的表面進行處理，該電漿處理方法之特徵為：一面在設在前述腔室的內側的前述介電質構件的內部的冷媒流路流通冷媒，一面處理基材，前述線圈內部形成為冷媒流路，被設在前述線圈內部的冷媒流路分歧，與設在前述介電質構件的內部的冷媒流路相連通。
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