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      等離子體處理裝置、等離子體處理方法和制造電子器件的方法

      文檔序號:9689086閱讀:504來源:國知局
      等離子體處理裝置、等離子體處理方法和制造電子器件的方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及一種等離子體處理裝置、等離子體處理方法和制造電子器件的方法,其中向襯底發(fā)射熱等離子體來對襯底執(zhí)行熱等離子體處理,或其中通過發(fā)射使用反應氣體的等離子體或同時發(fā)射等離子體和反應氣體流來對襯底執(zhí)行低溫等離子體處理。
      【背景技術(shù)】
      [0002]在現(xiàn)有技術(shù)中,諸如多晶硅(poly-Si)的半導體薄膜廣泛利用于薄膜晶體管(TFT)或太陽能電池中。作為以低成本形成半導體薄膜的方法,通過向非晶硅膜發(fā)射激光束而使半導體薄膜結(jié)晶。激光加工還能夠適用于通過離子注入或等離子體摻雜而被導入到半導體襯底的雜質(zhì)原子的活化等。然而,該激光退火技術(shù)存在所達到的溫度取決于被加熱物的光吸收的大小而極大變化或者產(chǎn)生接縫等缺點,并且需要非常昂貴的設(shè)備。
      [0003]因此,已經(jīng)研究了一種如下技術(shù):其中通過產(chǎn)生長形的熱等離子體并只沿一個方向執(zhí)行掃描來執(zhí)行加熱,而不依賴于被加熱物的光吸收,并且以低成本且無接縫地執(zhí)行熱處理(例如,參考 JP-A-2013-120633、JP-A-2013-120684、JP-A-2013-120685 和 T.0kumuraand H.Kawaura, Jpn.J.Appl.Phys.52 (2013) 05EE01)。
      [0004]然而,用于諸如半導體的結(jié)晶化的在極短的時間內(nèi)在襯底表面附近執(zhí)行高溫處理的用途的、在現(xiàn)有技術(shù)中的 JP-A-2013-120633、JP-A-2013-120684、JP-A-2013-120685 所公開的產(chǎn)生長形熱等離子體的技術(shù)中,如果為了提高等離子體的發(fā)射強度而過度增大高頻功率,則等離子體源會因熱而受損。因此,不得不抑制高頻功率。結(jié)果,存在延遲處理速度(能夠在每單位時間內(nèi)處理的襯底數(shù)量)的問題。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0005]本發(fā)明是鑒于這種問題而完成的,其目的在于提供一種等離子體處理裝置、等離子體處理方法和制造電子器件的方法。根據(jù)本發(fā)明,當在極短的時間內(nèi)在襯底表面附近均勻地執(zhí)行高溫熱處理時,或者當通過發(fā)射使用反應氣體的等離子體或通過同時發(fā)射等離子體和反應氣體流來執(zhí)行對襯底的低溫等離子體處理時,能夠執(zhí)行快速處理,并且能夠穩(wěn)定地利用等離子體。
      [0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面,提供一種等離子體處理裝置。在包圍長形且環(huán)狀的腔室的電介質(zhì)部件中,構(gòu)成與用于載置襯底的襯底載置臺相對的表面的部分被配置成包括與所述腔室的縱向方向平行布置的圓筒,所述腔室除開口部以外被電介質(zhì)部件包圍,并且與所述開口部連通。
      [0007]根據(jù)這種構(gòu)造,因為電介質(zhì)部件即使接收高功率也不易受損,所以能夠執(zhí)行快速處理,并且能夠穩(wěn)定地利用等離子體。
      [0008]根據(jù)本發(fā)明的第二方面,提供一種等離子體處理方法。在包圍長形且環(huán)狀的腔室的電介質(zhì)部件中,構(gòu)成與用于載置襯底的襯底載置臺相對的表面的部分被配置成包括與所述腔室的縱向方向平行布置的圓筒,所述腔室被所述電介質(zhì)部件包圍。
      [0009]根據(jù)這種構(gòu)造,因為電介質(zhì)部件即使接收高功率也不易受損,所以能夠執(zhí)行快速處理,并且能夠穩(wěn)定地利用等離子體。
      [0010]根據(jù)本發(fā)明的第三方面,提供一種通過利用本發(fā)明的第二方面的等離子體處理方法來制造電子器件的方法。
      [0011]根據(jù)這種構(gòu)造,因為電介質(zhì)部件即使接收高功率也不易受損,所以能夠執(zhí)行快速處理,并且能夠穩(wěn)定地利用等離子體。
      [0012]根據(jù)本發(fā)明,當在極短的時間內(nèi)在襯底表面附近均勻地執(zhí)行高溫熱處理時,或者當通過發(fā)射使用反應氣體的等離子體或通過同時發(fā)射等離子體和反應氣體流來執(zhí)行對襯底的等離子體處理時,能夠執(zhí)行快速處理,并且能夠穩(wěn)定地利用等離子體。
      【附圖說明】
      [0013]圖1A至1F是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例1的等離子體處理裝置的構(gòu)造的截面圖;
      [0014]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例1的等離子體處理裝置的構(gòu)造的平面圖;
      [0015]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例1的等離子體產(chǎn)生區(qū)域的透視圖;
      [0016]圖4A和4B是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例2的等離子體處理裝置的構(gòu)造的截面圖;
      [0017]圖5A至5E是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例3的等離子體處理裝置的構(gòu)造的截面圖;
      [0018]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例3的等離子體處理裝置的構(gòu)造的透視圖;
      [0019]圖7A至7E是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例4的等離子體處理裝置的構(gòu)造的截面圖;以及
      [0020]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例5的等離子體處理裝置的構(gòu)造的截面圖。
      【具體實施方式】
      [0021 ] 以下,利用附圖對根據(jù)本發(fā)明的實施例的等離子體處理裝置進行說明。
      [0022](實施例1)
      [0023]以下,參考圖1A至圖3對根據(jù)本發(fā)明的實施例1進行說明。
      [0024]圖1A示出根據(jù)本發(fā)明的實施例1的等離子體處理裝置的構(gòu)造,并且是以與長形的電感耦合等離子炬單元的縱向方向垂直且通過圖1B至F的虛線A-A’的平面截取的截面圖。
      [0025]圖1B至1F是以與長形的電感耦合等離子炬單元的縱向方向平行且通過圖1A的虛線的平面截取的截面圖。圖1B是以圖1A的虛線B-B’截取的截面圖,圖1C是以圖1A的虛線C-C’截取的截面圖,圖1D是以圖1A的虛線D-D’截取的截面圖,圖1E是以圖1A的虛線E-E’截取的截面圖,并且圖1F是以圖1A的虛線F-F’截取的截面圖。
      [0026]圖2是從圖1A至1F中的下方向上方觀察圖1A至1F所示的電感耦合等離子炬單元的平面圖。圖3是表示等離子體的產(chǎn)生區(qū)域的透視圖,并且是從圖1A的右前側(cè)在斜下方方向上觀察電感耦合等離子炬單元時的圖。
      [0027]參考圖1A至1F,在用作襯底載置臺12的托盤上布置有襯底1,并且在襯底1上布置有薄膜2。在電感耦合等離子炬單元T中,由導體制成的線圈3布置于第一陶瓷塊4及第二陶瓷塊5的附近。長形的腔室7通過被第一陶瓷塊4、第二陶瓷塊5及襯底載置臺12 (或其上的襯底1)包圍的空間限定。
      [0028]襯底1布置于用作襯底載置臺12的托盤上。沿著與由襯底載置臺12形成的平面大致垂直的平面布置有線圈3及腔室7。腔室7的靠近線圈3的內(nèi)壁表面為與線圈3大致平行的平面。根據(jù)這種構(gòu)造,從線圈3至腔室7的距離在布置有線圈3的任意位置均相等。因此較小的高頻功率能夠產(chǎn)生電感耦合等離子體,從而能夠有效產(chǎn)生等離子體。
      [0029]電感耦合等離子炬單元T整體地被由接地的導體制成的屏蔽部件(未圖示)包圍。以此方式,能夠有效地防止高頻泄漏(噪聲),并且能夠有效地防止不理想的異常放電等。
      [0030]腔室7被環(huán)狀的槽包圍,其中設(shè)置于第一陶瓷塊4及第二陶瓷塊5中的槽連續(xù)。SP,采用腔室7整體地被電介質(zhì)包圍的構(gòu)造。腔室7具有環(huán)狀。
      [0031]在此所說的環(huán)狀是指連續(xù)的封閉帶狀的形狀。本實施例中,腔室7具有通過將設(shè)置于第一陶瓷塊4中的形成長邊的線狀部、設(shè)置于第一陶瓷塊4中的形成布置于上述線狀部的兩端中的兩個短邊的線狀部、以及設(shè)置于第二陶瓷塊5的底部的形成長邊的線狀部連接而成的、連續(xù)的封閉帶狀的形狀。
      [0032]腔室7中產(chǎn)生的等離子體P從形成腔室7的底部的等離子體噴出口(具有設(shè)置于第二陶瓷塊5的底部的形成長邊的線狀的開口部)朝向襯底1噴出。腔室7的縱向方向和等離子體噴出口的縱向方向彼此平行布置。
      [0033]設(shè)置于第一陶瓷塊4的長方形的槽為氣體歧管9,并且在其內(nèi)部配備有多孔質(zhì)陶瓷材料。從氣體供應管10供應至氣體歧管9的氣體經(jīng)由設(shè)置于第一陶瓷塊4的作為氣體導入部的氣體供應孔11 (通孔)導入到腔室7。根據(jù)這種構(gòu)造,氣體能夠均勻且簡單地在縱向方向上流動。導入到氣體供應管10的氣體的流量通過在其上游側(cè)提供諸如質(zhì)量流量控制器的流量控制裝置而受到控制。
      [0034]氣體歧管9被配置成內(nèi)部包括多孔質(zhì)陶瓷材料。以此方式,能夠?qū)崿F(xiàn)均勻的氣體流,并且能夠防止氣體歧管9附近處的異常放電。
      [0035]氣體供應孔11被配置成使得沿縱向方向設(shè)置有多個圓孔。但也可以沿縱向方向設(shè)置有狹縫狀長形孔。
      [0036]在第一陶瓷塊4與第二陶瓷塊5之間設(shè)置有圓筒狀的陶瓷管13。腔室7的底部的上表面被配置成包括陶瓷管13。S卩,在包圍腔室7的電介質(zhì)部件內(nèi)構(gòu)成與襯底載置臺12相對的表面的部分被配
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