(57)【要約】【課題】短時間の加熱及び高速な処理が可能で、かつ、プラズマを安定的に利用することができる上に、誘電体部材の損傷を効果的に抑制できるプラズマ処理装置及び方法、並びに、電子デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】誘導結合型プラズマトーチユニットＴにおいて、コイル３ａ及び３ｂ、第１セラミックスブロック４が配置され、チャンバ７は環状である。プラズマＰは、チャンバ７における開口部８において基材２に照射される。開口部８の長手方向に対して交差する方向に、チャンバ７と基材２とを相対的に移動させる。開口部の長手方向の両端近傍に対向する位置に、相対的な移動方向と平行な方向沿いに溝２１を設ける。【選択図】図１Ａ
2018107113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状の開口部と、前記開口部に連通し前記開口部を除いて周囲が囲まれた環状のチャンバとを有する誘電体部材と、
前記チャンバ内にプラズマ生成用ガスを導入する第１ガス供給配管と、
前記チャンバ近傍に設けられたコイルとを備える誘導結合型プラズマトーチユニットを用いるプラズマ処理装置であって、
前記コイルに接続されて高周波電力を前記コイルに印加する高周波電源と、
前記開口部に対向可能に基材が載置される基材載置台と、
前記開口部の長手方向と交差する方向に、前記誘導結合型プラズマトーチユニットと前記基材とを相対的に移動可能とする移動機構とを備え、
前記誘電体部材のうち、前記基材載置台に相対する面を構成する部位が、前記開口部の前記長手方向と平行な軸方向を有するように配置された円筒部材で構成され、
前記基材載置台の前記開口部に対向する面において、前記開口部の前記長手方向の両端近傍に対向する位置に、相対的な移動方向と平行な方向沿いに溝を設ける、プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記円筒部材の内部の空洞に、前記コイルを構成する導体の一部である線状の導体が配置されている、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記溝の内側の内壁を、前記溝から、前記基材載置台の前記開口部に対向する面における前記溝でない部分に向かって、前記溝が徐々に浅くなるように構成する、
請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記溝に放電抑制ガスを供給する第２ガス供給配管を前記誘導結合型プラズマトーチユニットに備える、
請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記第２ガス供給配管と連通するガス噴出口が、前記誘導結合型プラズマトーチユニットの前記開口部近傍を除く前記溝に相対する位置に設けられている、
請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記第２ガス供給配管と連通するガス噴出口と、前記開口部の間の前記誘導結合型プラズマトーチユニットに、前記ガス噴出口からの前記放電抑制ガスを排気するガス排気口が設けられている、
請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
誘電体部材で囲まれた環状のチャンバ内にプラズマ生成用ガスを供給しつつ、前記チャンバに連通する線状の開口部から基材に向けて前記ガスを噴出すると共に、コイルに高周波電力を供給することで、前記チャンバ内に高周波電磁界を発生させてプラズマを発生させ、前記開口部の長手方向に対して交差する方向に、前記チャンバと前記基材とを相対的に移動させつつ前記基材の表面を処理する、誘導結合型プラズマトーチユニットを用いるプラズマ処理方法であって、
前記誘電体部材のうち、前記基材を載置する基材載置台に相対する面を構成する部位が、前記開口部の前記長手方向と平行な軸方向を有するように配置された円筒部材で構成された状態で、
前記基材載置台の前記開口部に対向する面において、前記開口部の前記長手方向の両端近傍に対向する位置に、相対的な移動方向と平行な方向沿いに設けられた溝により、前記溝の内部に形成された屈曲部プラズマと前記開口部付近に形成された下部直線部プラズマとの間をつなぐ溝内壁部プラズマから、前記下部直線部プラズマに向かって徐々に細くなるようなプラズマが形成されつつ、前記下部直線部プラズマで前記基材を処理する、プラズマ処理方法。
【請求項８】
請求項７の前記プラズマ処理方法をエッチング又は成膜又はドーピング又は表面改質又は加熱の処理に用いて電子デバイスを製造する、電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱プラズマを基材に照射して基材を処理する熱プラズマ処理などの、プラズマ処理装置及び方法、並びに、電子デバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）等の半導体薄膜は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）又は太陽電池に広く利用されている。これを安価に形成する方法として、非晶質シリコン膜にレーザー光を照射して結晶化するものがある。レーザープロセスは、イオン注入又はプラズマドーピングによって半導体基板に導入した不純物原子の活性化などにも適用しうる。
【０００３】
しかしながら、このレーザーアニール技術には、被加熱物の光吸収の大小によって到達温度がばらついたり、継ぎ目が発生するなどの課題があり、また非常に高価な設備を要する。
【０００４】
そこで、基材の近傍に線状の熱プラズマを発生させ、熱プラズマを一方向にのみ走査することで、被加熱物の光吸収に依存しない加熱が可能で、また、継ぎ目なく、安価に熱処理を行う技術が検討されている（例えば、特許文献１〜５、及び、非特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１２０６３３号公報
【特許文献２】特開２０１３−１２０６８４号公報
【特許文献３】特開２０１３−１２０６８５号公報
【特許文献４】国際公開第２０１４／０４５５４７号公報
【特許文献５】特開２０１６−６２８０３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｔ．Ｏｋｕｍｕｒａ  ａｎｄ  Ｈ．Ｋａｗａｕｒａ、「Ｅｌｏｎｇａｔｅｄ  Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｌａｓｍａ  Ｔｏｒｃｈ  Ｏｐｅｒａｂｌｅ  ａｔ  Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ」、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．５２（２０１３）０５ＥＥ０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、半導体の結晶化など、ごく短時間だけ基材の表面近傍を高温処理する用途に対して、従来例に示した特許文献１〜４及び非特許文献１に記載の線状の熱プラズマを発生させる技術では、プラズマの照射強度を上げるために高周波電力を増大しすぎると、プラズマ源が熱により損傷してしまう。このため、高周波電力を抑制せざるを得ず、結果として処理時間を十分に短くできないという問題点があり、また、処理速度（単位時間当たりに処理できる基板数）が小さくなる問題点があった。
【０００８】
これらの問題を解決すべく、特許文献５に記載の、基材載置台に相対する面を構成する部位が、チャンバの長尺方向と平行に配置された円筒からなる構成、さらに円筒を回転させる構成が考案された。
【０００９】
しかしながら、誘導結合型プラズマトーチの回転する円筒以外の誘電体部材が、熱によって損傷する場合があるという問題点があった。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑みなされたもので、基材の表面近傍をごく短時間だけ均一に高温熱処理するに際して、短時間の加熱及び高速な処理が可能で、かつ、プラズマを安定的に利用することができる上に、誘電体部材の損傷を効果的に抑制できるプラズマ処理装置及び方法、並びに、電子デバイスの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様のプラズマ処理装置は、
線状の開口部と、前記開口部に連通し前記開口部を除いて周囲が囲まれた環状のチャンバとを有する誘電体部材と、
前記チャンバ内にプラズマ生成用ガスを導入する第１ガス供給配管と、
前記チャンバ近傍に設けられたコイルとを備える誘導結合型プラズマトーチユニットを用いるプラズマ処理装置であって、
前記コイルに接続されて高周波電力を前記コイルに印加する高周波電源と、
前記開口部に対向可能に基材が載置される基材載置台と、
前記開口部の長手方向と交差する方向に、前記誘導結合型プラズマトーチユニットと前記基材とを相対的に移動可能とする移動機構とを備え、
前記誘電体部材のうち、前記基材載置台に相対する面を構成する部位が、前記開口部の前記長手方向と平行な軸方向を有するように配置された円筒部材で構成され、
前記基材載置台の前記開口部に対向する面において、前記開口部の前記長手方向の両端近傍に対向する位置に、相対的な移動方向と平行な方向沿いに溝を設ける。
【００１２】
このような構成により、高パワーでも誘電体部材が損傷しにくくなり、高速で安定な処理が可能なプラズマ処理装置を実現できる。
【００１３】
本発明の第２の態様のプラズマ処理装置において、前記態様において、前記円筒部材の内部の空洞に、前記コイルを構成する導体の一部である線状の導体が配置されていることもできる。
【００１４】
このような構成により、プラズマ発生効率に優れたプラズマ処理を実現できる。
【００１５】
また、本発明の第３の態様のプラズマ処理装置において、前記態様において、前記溝の内側の内壁を、前記溝から、前記基材載置台の前記開口部に対向する面における前記溝でない部分に向かって、前記溝が徐々に浅くなるように構成することもできる。
【００１６】
このような構成により、より効果的に誘電体部材の損傷を抑制できる。
【００１７】
また、本発明の第４の態様のプラズマ処理装置において、前記態様において、前記溝に放電抑制ガスを供給する第２ガス供給配管を前記誘導結合型プラズマトーチユニットに備えることもできる。
【００１８】
このような構成により、好ましくない放電の発生を抑制できる。
【００１９】
また、本発明の第５の態様のプラズマ処理装置において、前記態様において、前記第２ガス供給配管と連通するガス噴出口が、前記誘導結合型プラズマトーチユニットの前記開口部近傍を除く前記溝に相対する位置に設けられてもよい。
【００２０】
このような構成により、より効果的に、好ましくない放電の発生を抑制できる。
【００２１】
また、本発明の第６の態様のプラズマ処理装置において、前記態様において、前記第２ガス供給配管と連通するガス噴出口と、前記開口部の間の前記誘導結合型プラズマトーチユニットに、前記ガス噴出口からの前記放電抑制ガスを排気するガス排気口が設けられてもよい。
【００２２】
このような構成により、より効果的に、好ましくない放電の発生を抑制できる。
【００２３】
本発明の第７の態様のプラズマ処理方法は、
誘電体部材で囲まれた環状のチャンバ内にプラズマ生成用ガスを供給しつつ、前記チャンバに連通する線状の開口部から基材に向けて前記ガスを噴出すると共に、コイルに高周波電力を供給することで、前記チャンバ内に高周波電磁界を発生させてプラズマを発生させ、前記開口部の長手方向に対して交差する方向に、前記チャンバと前記基材とを相対的に移動させつつ前記基材の表面を処理する、誘導結合型プラズマトーチユニットを用いるプラズマ処理方法であって、
前記誘電体部材のうち、前記基材を載置する基材載置台に相対する面を構成する部位が、前記開口部の前記長手方向と平行な軸方向を有するように配置された円筒部材で構成された状態で、
前記基材載置台の前記開口部に対向する面において、前記開口部の前記長手方向の両端近傍に対向する位置に、相対的な移動方向と平行な方向沿いに設けられた溝により、前記溝の内部に形成された屈曲部プラズマと前記開口部付近に形成された下部直線部プラズマとの間をつなぐ溝内壁部プラズマから、前記下部直線部プラズマに向かって徐々に細くなるようなプラズマが形成されつつ、前記下部直線部プラズマで前記基材を処理する。
【００２４】
このような構成により、高パワーでも誘電体部材が損傷しにくくなり、高速で安定な処理が可能なプラズマ処理方法を実現できる。
【００２５】
本発明の第８の態様の電子デバイスの製造方法は、第７の態様の前記プラズマ処理方法をエッチング又は成膜又はドーピング又は表面改質又は加熱の処理に用いて電子デバイスを製造する。
【００２６】
このような構成により、高パワーでも誘電体部材が損傷しにくくなり、高速で安定な処理が可能な電子デバイスの製造方法を実現できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の前記態様によれば、前記溝により、前記溝の内部に形成された屈曲部プラズマと前記開口部付近に形成された下部直線部プラズマとの間をつなぐ溝内壁部プラズマから、前記下部直線部プラズマに向かって徐々に細くなるようなプラズマが形成されつつ、前記下部直線部プラズマで前記基材を処理することができる。その結果、基材の表面近傍をごく短時間だけ均一に高温熱処理するに際して、短時間の加熱及び高速な処理が可能で、かつ、プラズマを安定的に利用することができる上に、誘電体部材の損傷を効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１Ａ】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の構成を示す断面図
【図１Ｂ】図１Ａの点線Ｂ−Ｂ’で切った断面図
【図１Ｃ】図１Ａの点線Ｃ−Ｃ’で切った断面図
【図１Ｄ】図１Ａの点線Ｄ−Ｄ’で切った断面図
【図１Ｅ】図１Ａの点線Ｅ−Ｅ’で切った断面図
【図１Ｆ】本発明の実施の形態１の変形例におけるプラズマ処理装置の構成を示しかつ図１Ａに相当する断面図
【図１Ｇ】図１Ｆの点線Ｇ−Ｇ’で切った断面図
【図１Ｈ】図１Ｆの点線Ｈ−Ｈ’で切った断面図
【図２】図１Ａの本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の誘導結合型プラズマトーチユニットを図１Ａの下方から上方を見た底面図
【図３】本発明の実施の形態１におけるプラズマ発生領域を示す斜視図
【図４】特許文献５に開示されている従来例におけるプラズマ発生領域を示す斜視図
【図５】本発明の実施の形態１におけるコイルの構成を示す斜視図
【図６】本発明の実施の形態２における基材ステージの構成を示す断面図
【図７】本発明の実施の形態３における基材ステージの構成を示す断面図
【図８】本発明の実施の形態４における基材ステージの構成を示す断面図
【図９】本発明の実施の形態５におけるプラズマ処理装置の誘導結合型プラズマトーチユニットにおいて、図１Ａの下方から上方を見た底面図に相当する底面図
【図１０】本発明の実施の形態６におけるプラズマ処理装置の誘導結合型プラズマトーチユニットにおいて、図１Ｇ及び図１Ｈの点線Ｆ−Ｆ’で切った断面図に相当する断面図
【図１１】本発明の実施の形態７におけるプラズマ処理装置の誘導結合型プラズマトーチユニットにおいて、図１Ｇ及び図１Ｈの点線Ｆ−Ｆ’で切った断面図に相当する断面図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態におけるプラズマ処理装置について図面を用いて説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図１〜図５を参照して説明する。
【００３１】
図１Ａは、本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の構成を示すもので、プラズマ処理装置の誘導結合型プラズマトーチユニットＴを、１本の直線状の開口部８がなす線方向（長手方向）に垂直で、かつ、図１Ｂ〜図１Ｅ及び図２の点線Ａ−Ａ’を通る面で切った断面図である。図１Ｂ〜図１Ｅは、誘導結合型プラズマトーチユニットＴを、開口部８がなす線方向に平行で、かつ、図１Ａの点線を通る面で切った断面図である。図１Ｂは、図１Ａの点線Ｂ−Ｂ’で切った断面図である。図１Ｃは、図１Ａの点線Ｃ−Ｃ’で切った断面図である。図１Ｄは、図１Ａの点線Ｄ−Ｄ’で切った断面図である。図１Ｅは、図１Ａの点線Ｅ−Ｅ’で切った断面図である。図１Ｆは、実施の形態１の変形例において、開口部８がなす線方向（長手方向）に垂直で、かつ、図１Ａに相当する断面図である。図１Ｇは、図１Ｆの点線Ｇ−Ｇ’で切った断面図である。図１Ｈは、図１Ｆの点線Ｈ−Ｈ’で切った断面図である。図２は、図１Ａなどに示した誘導結合型プラズマトーチユニットＴを図１Ａの下方から上方を見た底面図である。図３は、プラズマＰの発生領域を示す斜視図であり、図１Ａの右手前から斜め下方向を見た図である。図４は、比較のための特許文献５に開示されている従来例であり、従来例の誘導結合型プラズマトーチユニットのプラズマの発生領域を示す斜視図であり、図１Ａの右手前から斜め下方向を見たときに相当する図である。図５は、実施の形態１におけるプラズマ処理装置のコイルの構成を示す斜視図であり、図３及び図４と同様、図１Ａの右手前から斜め下方向を見た図である。
【００３２】
プラズマ処理装置は、１本の直線状の開口部８と開口部８に連通するチャンバ７とを有する誘電体部材４、５と、第１ガス供給配管１０と、コイル３とを備える誘導結合型プラズマトーチユニットＴを用いる。第１ガス供給配管１０は、プラズマトーチユニットＴ外からチャンバ７内にガスを導入する。
【００３３】
図１Ａなどにおいて、基材載置台の一例としての基材ステージ１上に基材２が配置されている。
【００３４】
誘導結合型プラズマトーチユニットＴにおいて、コイル３は、一例として、導体製の第１コイル３ａ及び第２コイル３ｂで構成され、これらの第１コイル３ａ及び第２コイル３ｂが、誘電体部材４、５の一例である第１セラミックスブロック４と第２セラミックスブロック５と、基材２の表面（装置構成的には基材ステージ１の表面）とによって囲まれた空間により画定される長尺でかつ基材２の表面又は基材ステージ１の表面に対して垂直な面内に配置された環状のチャンバ７の近傍に配置される。第２セラミックスブロック５の開口部８には円筒状のセラミックス管１３が配置される。
【００３５】
より具体的には、コイル３（すなわち、第１コイル３ａ及び第２コイル３ｂ）は共に１本の直線状に配置されている。基材ステージ１から遠い側（すなわち、図１Ａでは上側）の第１コイル３ａは、第２セラミックスブロック５に、線状の開口部８の長手方向沿いに延びるように設けられた真っ直ぐな溝５ａ内に配置される。基材ステージ１に近い側（すなわち、図１Ａでは下側）の第２コイル３ｂは、セラミックス管１３の軸方向沿いの真っ直ぐな内部空洞１３ａ内に配置される。この結果、基材ステージ１がなす表面（例えば、図１Ａの上面）に概ね垂直な面（例えば、図１Ａの上下方向沿いの面）に沿ってコイル３及びチャンバ７が配置されている。
【００３６】
誘導結合型プラズマトーチユニットＴは、全体が接地された導体製のシールド部材（図示しない）で囲われ、高周波の漏洩（ノイズ）が効果的に防止できるとともに、好ましくない異常放電などを効果的に防止できる。
【００３７】
チャンバ７は、第１セラミックスブロック４及び第２セラミックスブロック５に設けた溝４ｃ、４ｄ、５ｃが一続きとなった環状の溝が誘電体のセラミックに大部分が囲まれて形成されている。つまり、チャンバ７全体が誘電体部材４、５で囲まれている構成である。また、チャンバ７は環状である。ここでいう環状とは、一続きの閉じたヒモ状をなす形状を意味している。
【００３８】
本実施の形態１において、チャンバ７は、１つの上側直線部４ｃと、２つの短辺をなす直線部４ｄと、１つの下側直線部５ｃとが連結されて環状を構成してなる、一続きの閉じたヒモ状の形状である。上側直線部４ｃは、第１セラミックスブロック４に設けかつ線状開口部８の長手方向と平行な長辺をなして図１Ｃの横方向沿いに位置する。２つの短辺をなす直線部４ｄは、第１セラミックスブロック４に設けた、前記上側直線部４ｃの両端に配されて図１Ｃの上下方向沿いに位置する。下側直線部５ｃは、セラミックスブロック５の最下部に設けかつ線状開口部８の長手方向と平行な長辺をなして図１Ｄの横方向沿いに位置する。言い換えると、チャンバ７は、線状の開口部８に隣接した線状の領域（すなわち、第２セラミックスブロック５の最下部に設けた長辺をなす下側直線部５ｃ）と、この下側直線部５ｃと平行に配置された線状の領域（すなわち、第１セラミックスブロック４に設けた長辺をなす上側直線部４ｃ）とを備える２つの線状の領域を含んでいる。また、開口部８を構成する環状のチャンバ７の下側直線部５ｃの内壁面５ｄは、セラミックス管１３の図１Ａの下面が開口部８の方向に露出している部分であり、直線状をなしている。従って、基材２にプラズマＰが照射される領域（すなわち開口部８付近）においては、基材ステージ１又は基材２とチャンバ７の内壁面５ｄとの距離が一定であるため、プラズマＰにより基材２に対して均一な処理を行うことができる。また、チャンバ７は扁平な環状形状であり、開口部８は、チャンバ７を囲う誘電体部材４、５の一部を直線状に切除する（云い換えると、平面で分割する）ことによって開口されている。
【００３９】
また、コイル３は、環状のチャンバ７の２つの線状の領域（すなわち、下側と上側の直線部）５ｃ、４ｃのみに沿って配置された２本の線状の導体３ｂ、３ａで構成される。つまり、コイル３は、環状のチャンバ７の２つの短辺をなす直線部４ｄに沿っては設けられていない。従来の誘導結合型プラズマトーチにおいては、円筒形のチャンバ７を取り巻くように螺旋状のコイルが設けられるのが通常であった。つまり、チャンバ７の全体に沿ってコイルが配置されていた。また、非特許文献１に開示されている新しい細長いタイプ（ライン状のプラズマ処理を実現するもの）の誘導結合型プラズマトーチにおいても、コイルはチャンバの全体に沿って配置されていた。
【００４０】
これに対して、本実施の形態１では、２つの長辺に相当する下側と上側の直線部５ｃ、４ｃと２つの短辺に相当する直線部４ｄとで構成されるチャンバ７において、より長い領域となる長辺に相当する下側と上側の直線部５ｃ、４ｃに沿ってのみ第１及び第２コイル３ｂ、３ａを配置するだけで、所望のプラズマＰを得ることができる。言い換えれば、従来のような螺旋形又はスパイラル形のコイルでは、円筒内にコイルを配置することができなかった。しかしながら、本実施の形態１では、前記したように、コイル３が直線状のコイル３ａ、３ｂで構成されるため、少なくとも一方のコイル３ｂを、例えば回転する円筒状のセラミックス管１３内に配置できるという大きな利点がある。
【００４１】
なお、図５に示すように、第１コイル３ａの一端と第２コイル３ｂの一端とが高周波電源２４に接続され、第１コイル３ａの他端と第２コイル３ｂの他端とがそれぞれ接地されている。よって、第１コイル３ａと第２コイル３ｂとには、開口部８の長手方向に沿って逆向き（逆位相）の高周波電力を高周波電源２４から印加する。ここでは、１つの高周波電源２４を分岐する場合を例示しているが、２台の高周波電源を２つの第１コイル３ａと第２コイル３ｂとにそれぞれ別々に接続し、２台の高周波電源を、フェーズシフターなどを適宜用いて同期運転させてもよい。本実施の形態１では、第１コイル３ａ及び第２コイル３ｂが並列回路を構成しているため、合成インダクタンスが小さくなり、駆動電圧が小さくて済むという利点もある。
【００４２】
第１コイル３ａの両端には、第１コイル３ａの長手方向とは垂直方向に屈曲して連続した接続部の例としての銅棒１７がそれぞれ設けられ、各銅棒１７が冷媒流路１６と第２セラミックスブロック５とを貫通して外部との電気的接続がなされる。
【００４３】
一方、第２コイル３ｂは、セラミックス管１３を貫通して、ブラシ又はロータリーコネクタなどで構成された回転導通機構を介して、誘導結合型プラズマトーチユニットＴの外部との電気的接続がなされる。
【００４４】
チャンバ７に発生したプラズマＰは、チャンバ７の最下部をなすプラズマ噴出口（第２セラミックスブロック５の最下部に設けた長辺をなす直線状の開口部８）より基材２に向けて噴出する。また、チャンバ７の長手方向と開口部８の長手方向とは、平行に配置されている。
【００４５】
第１セラミックスブロック４の第２セラミックスブロック対向面の上部に設けた長方形の溝は、ガスマニホールド９である。第１ガス供給配管１０よりガスマニホールド９に供給されたガスは、ガスマニホールド９から、第１セラミックスブロック４の第２セラミックスブロック対向面の中間部に設けられた溝と第２セラミックスブロック５の図１Ａの縦方向沿いの平面部との間に縦方向沿いに位置するガス導入部の例としてのガス供給穴１１を介してチャンバ７に、導入される。第１ガス供給配管１０へ導入するガスの流量は、その上流にマスフローコントローラなどの流量制御装置を備えることにより制御される。
【００４６】
ガス供給穴１１は、上側の直線部４ｃの長手方向と平行な長尺のスリットであるが、丸い穴状のものを長手方向に複数設けたものであってもよい。また、ガスマニホールド９の内部に多孔質セラミックスなどを配置して、ガスマニホールド９内での放電を防止することができる。
【００４７】
第２セラミックスブロック５の最下部の第１セラミックスブロック４と第２セラミックスブロック５との間の湾曲した凹部内に、円筒状のセラミックス管１３が回転可能に設けられ、チャンバ７の最下部の上面が、セラミックス管１３の湾曲した側面により構成される配置となっている。つまり、チャンバ７を囲む誘電体部材４、５のうち、基材ステージ１に相対する面を構成する部位が、線状の開口部８の長手方向と平行に軸方向が配置された円筒のセラミックス管１３で構成されている。また、セラミックス管１３を、その軸を中心に回転させるモータなどの回転機構１３０が備えられている。さらに、セラミックス管１３は、内部に空洞１３ａを持つ管であり、その内部の空洞１３ａに冷媒を流す機構が備えられている。
【００４８】
円筒状のセラミックス管１３の内部に、円筒の軸方向に沿って線状の第２コイル３ｂが設けられている。このような配置は、第２コイル３ｂと、開口部８と連通しこれに隣接するチャンバ７の下側直線部５ｃとの距離を小さくできる。つまり、コイル３とチャンバ７との距離を近づけた配置が可能となる。このことは、プラズマ生成効率の向上に大きく寄与する。つまり、高速で効率的なプラズマ処理が実現できる。
【００４９】
第１セラミックスブロック４と第３セラミックスブロック１４とに囲まれた冷媒流路１６が設けられ、第１セラミックスブロック４の冷却がなされる。
【００５０】
また、第１コイル３ａは、断面が円形の銅棒を、第２セラミックスブロック５と第４セラミックスブロック１５とに囲まれた冷媒流路１６の内部に配置したものである。各コイル３を中空の管とし、冷媒流路１６とは別系統で冷媒を給排してもよい。このように、冷媒流路１６に水などの冷媒を流すことで、コイル３及び各セラミックス部品の冷却が可能である。
【００５１】
第１セラミックスブロック４及び第２セラミックスブロック５には、それぞれ、優れた耐熱性が求められるので、窒化シリコンを主成分とするセラミックス、又は、シリコン、アルミニウム、酸素、若しくは窒素を主成分とするセラミックスが適している。第３セラミックスブロック１４及び第４セラミックスブロック１５には、さほどの耐熱性は必要ないので、酸化アルミニウム（アルミナ）などの比較的安価なセラミックスを用いることができる。銅棒１７は、図示しない継ぎ手によって第４セラミックスブロック１５に固定され、冷媒が漏れないように構成することが可能である。第１セラミックスブロック４と第３セラミックスブロック１４との間、及び、第２セラミックスブロック５と第４セラミックスブロック１５との間には、外側オーリング１９及び内側オーリング２０がそれぞれ配置され、冷媒が漏れないように構成されている。
【００５２】
冷媒流路１６は、図１Ｂに示すように、仕切りＳにより内部で仕切られており、一続きの流路をなす。コイル３に流れる高周波電流の向きと冷媒流路１６に流れる冷媒の流れの向きとが平行している構成である。また、図２〜図３からわかるように、発生するプラズマＰは、開口部８の線方向の長さと同じ長さの２つの長方形がＬ字状に接合された立体の外縁と同じような形状となる。このように、特許文献４又は非特許文献１に開示されている従来例では、プラズマが単純なレーストラック形状となっているのに対して、本実施の形態１では、プラズマＰが、レーストラック形状に対して若干いびつな形状となっている。これは、チャンバ７をセラミックス管１３と干渉しないように配置する必要があるためである。
【００５３】
チャンバ７内にアルゴンなどのプラズマ生成用ガスを供給しつつ、開口部８から基材２に向けてガスを噴出させながら、高周波電源２４よりコイル３に高周波電力を供給することにより、チャンバ７にプラズマＰを発生させ、開口部８からプラズマＰを基材２に照射することにより、基材２をプラズマ処理することができる。開口部８の線方向（すなわち長手方向）と交差する方向に、例えば、開口部８の線方向に対して垂直な向きに、直交ロボットのような移動機構１３１によりチャンバ７と基材ステージ１とを相対的に移動させることで、基材２を処理する。つまり、移動機構１３１により、図１Ａの左右方向へ誘導結合型プラズマトーチユニットＴまたは基材ステージ１を動かす。
【００５４】
基材ステージ１の開口部８に対向する面には、基材ステージ１を動かす向きと平行な向きに溝２１が設けられている。溝２１は、開口部８の両端近傍に対向する位置に、例えば互いに平行に２本設けられる。また、溝２１の内側の内壁２２がＲ形状となっており、断面が上向きの円弧の一部で構成されている。つまり、溝２１の内側の内壁２２は、溝２１から、基材ステージ１の開口部８に対向する面における溝でない部分に向かって、溝２１の深さが徐々に浅くなるように構成されている。
【００５５】
基材２を効率的に処理するために誘導結合型プラズマトーチユニットＴと基材２との距離を小さくしていったとき、最も大きな熱量を受けるのは、基材ステージ１近傍のチャンバ７の下側の直線部５ｃの底面、すなわち、基材ステージ１とは反対側の部分（基材ステージ１に相対する部分）の内壁面５ｄである。したがって、この内壁面の損傷を抑制するためには、この内壁面をより効果的に冷却する必要がある。そこで、本実施の形態１においては、冷媒流路１６を内部に備えたセラミックス管１３を用いて、セラミックス管１３の湾曲した側面で内壁面を構成するようにしている。セラミックス管１３を円筒状とすることで、高い強度が確保でき、内部の水圧を高められるので、より多くの冷却水をセラミックス管１３内の空洞１３ａに流すことが可能となる。
【００５６】
また、セラミックス管１３を回転させることで、プラズマＰから熱を受ける面が常に入れ替わる構成としている。つまり、プラズマＰから熱を受けて高温になった部分は、回転によって速やかにプラズマＰから熱を受けない位置に移動し、急速に冷却される。したがって、従来例と比べて飛躍的に高い高周波電力を第２コイル３ｂに印加できるようになり、高速のプラズマ処理が可能となる。
【００５７】
このように、本実施の形態１によれば、従来よりも高い高周波電力を第２コイル３ｂに投入することができる。つまり、基材２の表面近傍を、ごく短時間だけ均一に高温熱処理するに際して、短時間の加熱及び高速な処理が可能で、かつ、プラズマＰを安定的に利用することができる。つまり、大きな電力で運転できるため、プラズマＰの照射強度が上げられ、結果として処理速度（単位時間当たりに処理できる基板数）が大きくなる。
【００５８】
ここで、基材ステージ１の開口部８に対向する面に、基材ステージ１を動かす向きと平行な向きに溝２１を設けたことによる作用及び効果について、以下に説明する。
【００５９】
図４は、特許文献５に開示されている従来例におけるプラズマＰ０の発生領域を示す斜視図である。プラズマＰ０の太さの差をわかりやすくするため、少し誇張して描いている。上部直線部プラズマＰ０１は、図１Ａの上方、図１Ｃの上方の長い直線部に現れているプラズマである。この部分では、プラズマは比較的太いチャンバの中に広がることができるので、図４では太いプラズマとして表現している。同様に、長い直線部の両端に配された２つの短辺をなす直線部における短辺部プラズマＰ０２においても、プラズマは比較的太いチャンバの中に広がることができるので、図４では太いプラズマとして表現している。屈曲部プラズマＰ０３は、短辺部プラズマＰ０２と、基材に直接プラズマが作用する開口部近傍の下部直線部プラズマＰ０５とを繋いでいる部分のプラズマであり、前述のように基材を効率的に処理するために誘導結合型プラズマトーチユニットと基材との距離が小さいので、少し扁平な断面形状のプラズマとなる。そして、下部直線部プラズマＰ０５は、狭い空間にプラズマを集中させるため、最も細いプラズマとなっている。このように、全体が一続きの環状をなすプラズマＰ０にあっては、線方向のどの断面においても流れる総電流は同じであるから、細いプラズマであるほどプラズマ密度は高くなり、単位時間当たりにプラズマを囲っている固体表面に与える熱量は多くなる。最も強いプラズマとなる下部直線部プラズマＰ０５においては、プラズマは扁平であり、最も大きな熱を受ける部分は下部直線部プラズマＰ０５の上下である。下部直線部プラズマＰ０５の下は基材であり、基材は移動しているから、その移動速度に応じた加熱処理がなされることとなる。下部直線部プラズマＰ０５の上はセラミックス管であるが、これは回転しているから、よほど大きなパワーで駆動しない限り損傷するほどの熱を受けることはない。次に単位時間当たり大きな熱量を受けるのが、屈曲部プラズマＰ３の近傍の第１セラミックスブロック４及び第２セラミックスブロック５であり、とくに第２セラミックスブロック５の内側コーナー部２３の近傍への熱集中が激しい。それは、この部分で急激にプラズマＰが細くなること、また、ローレンツ力によってプラズマＰは環の内側に寄る傾向があるためである。
【００６０】
そこで、本実施の形態１においては、溝２１を設けることによって、プラズマＰの形状を、従来とは異なる太さの分布となるようにしている。図３に示すように、上部直線部プラズマＰ１と短辺部プラズマＰ２とについては、従来例の図４のプラズマＰ０１とＰ０２と同じである。屈曲部プラズマＰ３は、ちょうど溝２１の内部に配置されるので、比較的広い空間にプラズマＰが広がりうることとなり、従来例よりも太いプラズマとなる。つまり、プラズマ周辺の部材に与える熱量はさほど大きくはならず、上部直線部プラズマＰ１と同程度に抑えることができる。溝内壁部プラズマＰ４は、屈曲部プラズマＰ３と下部直線部プラズマＰ５とを繋いでいる部分のプラズマであり、溝２１の内側の内壁２２が、溝２１から、基材ステージ１の開口部８に対向する面における溝でない部分に向かって、溝２１の深さが徐々に浅くなるように構成されていることから、下部直線部プラズマＰ５に向かってプラズマが徐々に細くなる。図１Ｄから判るように、溝２１の底の太さはチャンバ７の太さとほぼ同じになるように構成されているので、第２セラミックスブロック５の内側コーナー部２３においては、下部直線部プラズマＰ５に向かって徐々にプラズマが細くなっていく。したがって、従来例と比べて、コーナー部２３が受ける熱は格段に少なくなり、第２セラミックスブロック５である誘電体部材の損傷が効果的に抑制される。
【００６１】
なお、図１Ｃから判るように、溝２１の外側の内壁は、チャンバ７の短辺部の外側の内壁とほぼ対向する位置に配置されている。溝２１を太くすれば、屈曲部付近の熱による誘電体部材５の損傷は、より効果的に防止できる。しかしながら、溝２１が太すぎると別の問題が生じる。溝２１が太いほど、アルゴンなどのガスが溝２１の長手方向（紙面の表裏方向）に抜けていってしまうため、開口部８付近のアルゴン濃度が低下して、プラズマＰが不安定となる場合がある。また、プラズマＰはローレンツ力によって環の内側に向かって小さくなろうとする性質がある。これらを考慮すると、溝２１の外側の内壁は、チャンバ７の短辺部の外側の内壁とほぼ対向する位置か、その近傍に配置するのがよい。それよりも外側に配置しても、プラズマＰはそこまで広がらず、ガスの損失のみが増すおそれがあるためである。
【００６２】
一方、溝２１の内側の内壁２２は、コーナー部２３を効果的に守るために、コーナー部２３よりも開口部８の直線部に近い側に配置することが望ましい。言い換えると、溝２１の内端（基材ステージ１の凹部が始まる所）２５は、チャンバ７の短辺部の内端２６よりも内側であることが望ましい。
【００６３】
以上の説明から明らかなとおり、溝２１を設けることにより、より高いパワーで駆動しても誘電体部材４、５が損傷しにくくなり、高速で安定な処理が可能なプラズマ処理装置を実現できる。
【００６４】
しかしながら、好ましくない放電（ストリーマ放電）が溝２１内に発生し、これが図１Ｂ〜図１Ｅの紙面に垂直な方向に伸びてしまうことがある。ストリーマ放電がプラズマ処理装置内の導体部材に到達すると、アーク放電となり、導体部材を損傷することがあり、場合によっては、急激なインピーダンス変化によって、プラズマＰが消滅する場合もある。
【００６５】
そこで、実施の形態１の変形例として、図１Ｆ〜図１Ｈに示すように、誘導結合型プラズマトーチユニットＴにおいて溝２１に相対する部分にスリット２９を設け、スリット２９から溝２１に向けて放電抑制ガスを噴出することができるような構成とすることもできる。ここで、図１Ｇのスリット２９のガス噴出口の図１Ｂの紙面貫通方向の幅寸法の最小値は、加工の限界の観点から０．５ｍｍ以上である。ただし、幅寸法が０．５ｍｍ未満であると、ストリーマ放電を抑制するために流すガスの速度が大きくなり過ぎるため、好ましくない。前記幅寸法の最大値は、ストリーマ放電が伸びやすい狭いギャップ部をカバーすればよいので、例えば図１Ｆの幅方向におけるプラズマトーチユニットＴの端から端までである。すなわち、第３セラミックスブロック１４及び第４セラミックスブロック１５とセラミックス板２７との間にガス流路２８及びスリット２９からなる空間を設けている。一例として、図１Ｇ及び図１Ｈでは、ガス流路２８及びスリット２９は、Ｌ字状の断面形状を有している。図１Ｆに示すように、ガス流路２８にそれぞれ連通する第３セラミックスブロック１４及び第４セラミックスブロック１５に設けた貫通穴９３，９４を介して、第２ガス供給源９１に接続された第２ガス供給配管の一例としての放電抑制ガス配管３０からガス流路２８に放電抑制ガスをそれぞれ供給することで、スリット２９から溝２１に向けて放電抑制ガスを噴出させることができる構成としている。つまり、放電抑制ガス配管３０と連通するガス噴出口としてのスリット２９が、開口部８の近傍を除く溝２１に相対する位置に設けられている構成である。放電抑制ガスとしては、アルゴン又はヘリウムなどの希ガス以外のガスを用いることが好ましく、中でも、反応性の低い不活性ガスの一例としての窒素ガス又は安価なドライエアなどが適している。
【００６６】
このように構成すれば、スリット２９のガス噴出口から溝２１内に放電抑制ガスを供給することにより、好ましくない放電（ストリーマ放電）が溝２１内に発生することを抑制できる。図１０の放電抑制ガス配管３０の配置本数としては、溝２１は２本あり、１本の溝２１に対して放電抑制ガス配管３０を２本配置するので、合計４本、配置している。４本より少ない本数の場合には、ストリーマ放電が伸びてしまう。４本より多い本数の場合には、放電抑制ガス配管３０を無駄に配置することになり、好ましくない。
【００６７】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について、図６を参照して説明する。
【００６８】
図６は、本発明の実施の形態２におけるプラズマ処理装置の構成を示すもので、基材ステージ１を、開口部８がなす線方向に平行な面で切った断面であり、図１Ｂ〜図１Ｅの下方に相当する。
【００６９】
図６において、溝２１は断面が矩形である。より単純な構成として、このような構成も可能である。
【００７０】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３について、図７を参照して説明する。
【００７１】
図７は、本発明の実施の形態３におけるプラズマ処理装置の構成を示すもので、基材ステージ１を、開口部８がなす線方向に平行な面で切った断面であり、図１Ｂ〜図１Ｅの下方に相当する。
【００７２】
図７において、溝２１の内側の内壁２２は、溝２１から、基材ステージ１の開口部８に対向する面における溝でない部分に向かって、溝２１の深さが徐々に浅くなるように構成されている点では実施の形態１と同じであるが、実施の形態１ではＲ形状であったのに対し、直線形状である。つまり、直線的に溝２１の深さが徐々に浅くなるように構成されている。このような構成も可能である。
【００７３】
（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４について、図８を参照して説明する。
【００７４】
図８は、本発明の実施の形態４におけるプラズマ処理装置の構成を示すもので、基材ステージ１を、開口部８がなす線方向に平行な面で切った断面であり、図１Ｂ〜図１Ｅの下方に相当する。
【００７５】
図８において、溝２１の内側の内壁２２は、溝２１から、基材ステージ１の開口部８に対向する面における溝でない部分に向かって、直線的に溝２１の深さが徐々に浅くなるように構成されている点で実施の形態３と同じであるが、溝２１の底が平面でなく、溝２１の断面が三角形状になっている。このような構成も可能である。
【００７６】
（実施の形態５）
以下、本発明の実施の形態５について、図９を参照して説明する。
【００７７】
図９は、本発明の実施の形態５におけるプラズマ処理装置の構成を示すもので、図１Ａなどに示した誘導結合型プラズマトーチユニットＴを図１Ａの下方から上方を見た底面図としての図２に相当する底面図である。実施の形態１においては、開口部８の線方向（長手方向）に対して垂直な向きに、チャンバ７と基材ステージ１とを移動機構１３１で相対的に移動させることで、基材２を処理する場合を例示している。一方、開口部８の長手方向と交差する方向に、例えば、開口部８の線方向（長手方向）に対して斜めに（すなわち、図９の矢印Ｍ方向に）、チャンバ７と基材ステージ１とを移動機構１３１で相対的に移動させると、同じ移動速度である場合、基材２の表面が、より長い時間、プラズマＰの照射を受ける。基材２の全体を処理するために必要となる開口部８の長さは長くなるものの、より強いプラズマ処理が実現できる。このように斜めに移動させる場合は、図９に示すように、開口部８に対応するチャンバ用下側の直線部５ｃの両端においてチャンバ用直線部４ｄとの連結部分である、チャンバ７の屈曲部７ｈを開口部８の線方向に対して斜めに設けることが好ましい。これに対して、図２では、開口部８に対応するチャンバ用下側の直線部５ｃの両端においてチャンバ用直線部４ｄとの連結部分である、チャンバ７の屈曲部７ｇを開口部８の線方向に対して直交方向に設けられている。
【００７８】
このようにすれば、屈曲部７ｈが常に溝２１に相対する位置に配されるような構成が可能となる。
【００７９】
（実施の形態６）
以下、本発明の実施の形態６について、図１０を参照して説明する。
【００８０】
図１０は、本発明の実施の形態６におけるプラズマ処理装置の構成を示すもので、誘導結合型プラズマトーチユニットＴを開口部８がなす線方向に垂直な面で切った断面であり、図１Ｆに相当する。
【００８１】
図１０においては、図１Ｆと異なり、放電抑制ガスを溝２１に供給するための第２ガス供給配管としての放電抑制ガス配管３０を、誘導結合型プラズマトーチユニットＴの最下部に、放電抑制ガス配管３０の開口であるガス噴出口からのガス噴出の向きが溝２１の長手方向の向きになるように設けている。このような配置も可能である。ただしこの場合、図１Ｇ及び図１Ｈにおけるセラミックス板２７、ガス流路２８、スリット２９は不要である。
【００８２】
（実施の形態７）
以下、本発明の実施の形態７について、図１１を参照して説明する。
【００８３】
図１１は、本発明の実施の形態７におけるプラズマ処理装置の構成を示すもので、誘導結合型プラズマトーチユニットＴを開口部８がなす線方向に垂直な面で切った断面であり、図１Ｆに相当する。
【００８４】
本実施の形態７においては、実施の形態６と同様の放電抑制ガス配管３０の配置を採用している。さらに、放電抑制ガス配管３０のガス噴出口と開口部８との間に、第３セラミックスブロック１４及び第４セラミックスブロック１５に設けた貫通穴９５，９６を介して、ガス排気口３１を設けている。言い換えれば、チャンバ７の近傍の第１セラミックスブロック４に近い第３セラミックスブロック１４の下端と、チャンバ７の近傍の第２セラミックスブロック５に近い第４セラミックスブロック１５の下端とにそれぞれガス排気口３１を設けている。これらのガス排気口３１は、貫通穴９５，９６に連通しかつ真空ポンプ１３２に接続された排気配管３２から排気できるような構成としている。つまり、放電抑制ガス配管３０と連通するガス噴出口と、開口部８との間に、放電抑制ガスを排気するガス排気口３１が設けられている構成である。ここで、図１１のガス排気口３１の図１１の紙面と平行な方向の幅寸法の最小値は、加工の限界の観点から０．５ｍｍ以上である。前記幅寸法の最大値は、溝２１の寸法と同じ程度である。もし紙面と平行な方向の幅寸法が大き過ぎると、プラズマ生成用ガスが１００％存在する領域が広くなり過ぎてしまい、ストリーマ放電が伸びてしまうことになるため、好ましくない。また、図１１のガス排気口３１の図１１の紙面貫通方向の幅寸法の最小値は、加工の限界の観点から０．５ｍｍ以上である。前記幅寸法の最大値は、溝２１の寸法と同じ程度である。もし紙面貫通方向の幅寸法が大き過ぎると、吸引口の寸法が広くなり過ぎて吸引力が低下するため、好ましくない。
【００８５】
溝２１におけるストリーマ放電を抑制するには、放電抑制ガスを多く流すことにより、溝２１内のアルゴン濃度を低くする必要がある。しかし、あまり放電抑制ガスの流量を多くし過ぎると、屈曲部又は開口部８近傍のアルゴン濃度が低下してしまい、安定した放電が得られなくなってしまう。そこで、前記した構成にすれば、ガス排気口３１から放電抑制ガスを排気することにより、ガス排気口３１よりも開口部８の側は高いアルゴン濃度を保ちつつ、ガス排気口３１よりも放電抑制ガス配管３０の側は放電抑制ガス濃度を高めることができる。つまり、溝２１内でのアルゴンガスと放電抑制ガスとの混合を効果的に抑制できる。したがって、ストリーマ放電をより効果的に抑制することが可能となる。
【００８６】
以上述べた前記様々な実施の形態にかかるプラズマ処理装置及び方法は、本発明の適用範囲のうちの典型例を例示したに過ぎない。
【００８７】
例えば、誘導結合型プラズマトーチユニットＴを、移動機構１３１で、固定された基材ステージ１に対して走査してもよいし、固定された誘導結合型プラズマトーチユニットＴに対して、基材ステージ１をステージ移動機構で走査してもよい。
【００８８】
また、セラミックス管を、その軸を中心に回転させる回転機構１３０を備えた場合を例示したが、回転させなくとも、円管状であればその肉厚を薄くできるので、効果的な冷却が可能となる。したがって、回転機構１３０は必須ではない。
【００８９】
また、本発明の種々の構成によって、基材２の表面近傍を高温処理することが可能となる。それにより、従来例で述べたＴＦＴ用半導体膜の結晶化又は太陽電池用半導体膜の改質に適用可能であることは勿論、シリコン半導体集積回路の酸化、活性化、シリサイド形成などのアニール、種々の電子デバイスのリフロー、又は、固体不純物源を用いたプラズマドーピングなど、様々な表面処理に適用できる。
【００９０】
また、この明細書においては、簡単に理解しやすくするため「熱プラズマ」という言葉を用いているが、熱プラズマと低温プラズマとの区分けは厳密には難しく、また、例えば、田中康規「熱プラズマにおける非平衡性」プラズマ核融合学会誌、Ｖｏｌ．８２、Ｎｏ．８（２００６）ｐｐ．４７９−４８３において解説されているように、熱的平衡性のみでプラズマの種類を区分することも困難である。本発明は、基材を熱処理することを一つの目的としており、熱プラズマ、熱平衡プラズマ、又は、高温プラズマなどの用語にとらわれず、高温のプラズマを照射する技術に関するものに適用可能である。誘導結合型プラズマトーチにおいては、弱い放電と強い放電との２つのモードが存在しうるが、本発明は、強い放電を効果的に利用するためのものであるということもできる。
【００９１】
なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
以上のように、本発明の前記態様にかかるプラズマ処理装置及び方法、並びに、電子デバイスの製造方法は、基材の表面近傍をごく短時間だけ均一に高温熱処理するに際して、短時間の加熱及び高速な処理が可能で、かつ、プラズマを安定的に利用することができる上に、誘電体部材の損傷を効果的に抑制でき、様々な電子デバイスの製造に利用可能で、例えば、ＴＦＴ用半導体膜の結晶化又は太陽電池用半導体膜の改質に適用可能である。勿論、本発明の前記態様は、半導体の活性化アニール、種々の電子デバイスのリフロー、固体不純物源を用いたプラズマドーピングなど、様々な表面処理において、基材の表面近傍をごく短時間だけ均一に高温熱処理するに際して、短時間の加熱及び高速な処理が可能で、かつ、プラズマを安定的に利用することができる上に、誘電体部材の損傷を効果的に抑制できる有用な発明である。
【００９３】
また、本発明の前記態様にかかる電子デバイスの製造方法は、種々の電子デバイスなどの製造における、エッチング又は成膜又はドーピング又は表面改質などのプラズマ処理において、基材の所望の被処理領域全体を短時間で効率良く処理する上で有用な発明である。
【符号の説明】
【００９４】
１・・・基材ステージ
２・・・基材
３・・・コイル（総称）
３ａ、３ｂ・・・第１及び第２コイル
４・・・第１セラミックスブロック
４ｃ・・・チャンバ用上側直線部
４ｄ・・・チャンバ用直線部
５・・・第２セラミックスブロック
５ａ・・・第１コイル用溝
５ｃ・・・チャンバ用下側の直線部
５ｄ・・・直線部５ｃの内壁面
７・・・チャンバ
７ｇ，７ｈ・・・屈曲部
８・・・開口部
９・・・ガスマニホールド
１０・・・ガス供給配管
１１・・・ガス供給穴
１３・・・セラミックス管
１３ａ・・・空洞
１４・・・第３セラミックスブロック
１５・・・第４セラミックスブロック
１６・・・冷媒流路
１９・・・外側オーリング
２０・・・内側オーリング
２１・・・溝
２２・・・内壁
２３・・・コーナー部
２４・・・高周波電源
２５・・・溝の内端
２６・・・チャンバの短辺部の内端
２７・・・セラミックス板
２８・・・放電抑制ガスマニホールド
２９・・・スリット（ガス噴出口）
３０・・・放電抑制ガス配管
３１・・・ガス排気口
３２・・・排気配管
９１・・・第２ガス供給源
９３，９４，９５，９６・・・貫通穴
１３０・・・回転機構
１３１・・・移動機構
１３２・・・真空ポンプ
Ｐ０・・・従来例のプラズマ
Ｐ０１・・・従来例の上部直線部プラズマ
Ｐ０２・・・従来例の短辺部プラズマ
Ｐ０３・・・従来例の屈曲部プラズマ
Ｐ０５・・・従来例の下部直線部プラズマ
Ｐ・・・プラズマＰ１・・・上部直線部プラズマ
Ｐ２・・・短辺部プラズマ
Ｐ３・・・屈曲部プラズマ
Ｐ４・・・溝内壁部プラズマ
Ｐ５・・・下部直線部プラズマ
Ｓ・・・仕切り
Ｔ・・・誘導結合型プラズマトーチユニット
【図１Ａ】
2018107113.tif 000003
【図１Ｂ】
2018107113.tif 000004
【図１Ｃ】
2018107113.tif 000005
【図１Ｄ】
2018107113.tif 000006
【図１Ｅ】
2018107113.tif 000007
【図１Ｆ】
2018107113.tif 000008
【図１Ｇ】
2018107113.tif 000009
【図１Ｈ】
2018107113.tif 000010
【図２】
2018107113.tif 000011
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018107113.tif 000016
【図８】
2018107113.tif 000017
【図９】
2018107113.tif 000018
【図１０】
2018107113.tif 000019
【図１１】
2018107113.tif 000020