TW201126603A - Plasma process apparatus and plasma process method - Google Patents

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201126603 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種針對半導體晶圓等之被處理體 使用電漿而於室溫程度之溫度帶區域内實施成膜處理 用的電漿處理裝置及電漿處理方法。 ' L先刖技術】 般來說，為了製造出半導體積體電路，係針對 石夕基板等組成之半導體晶圓進行成膜處理、#刻處理、 氧化處理、擴散處理、改質處理、自然氧倾去理 等各種處理。然後，於最近，因考制成騎料 性等而於製域_要求低溫化，對應 數 ，使用了即使製程時晶圓溫度較低 漿的電漿處理裝置(專散獻丨〜十 秋應之電 說明前述電漿處理裝置之一 知縱型電聚處理裝置之-範例的：略二14:前述習 中，於可將内部氣氛抽成真空之 模式圖。圖14 器2内，將半導體晶圓w支撐於可^筒體狀處理容 ：^(waferboat)4 4 行昇降而插入/脫離該處理容器2 各器2下方進 之下端處職由蓋部6而氣密地_ X處理容器2 壁處則設置有沿其高度方向錢理容器2側 _8。接著’於該電漿形成ϋ體c形成 而活性化之氣體流動的氣體噴嘴忉。叹置有讓因電漿 5 201126603 然後，該電漿形成匣體8分隔壁外側之兩側處沿著 電榮形成匿體8之而度方向相互對向設置有一對各自 獨立的電漿電極12，前述兩個電漿電極12之間的區域 處會施加有來自電漿產生用高頻電源14之高頻電功率 (例如13.56MHz)。又，該處理容器2外侧（亦包含頂部 外側）設置有隔熱材16。再者，該隔熱材16内側之側面 設置有加熱該半導體晶圓W用的加熱器18。然後，該 隔熱材16之外侧面則設置有包含頂部的遮蔽框體2〇， 且該遮蔽框體20形成接地，而可防止高頻洩露至外部。 别述結構中，於該電漿電極12之間區域處施加高 頻電功率便會產生電漿。藉由該電漿來讓供給至電漿形 成ϋ體8内的氣體活性化而產生活性種（active species)。藉此，即使晶圓w之加熱溫度較低亦可藉由 前述產生之活性種來促進反應等。 專利文獻1 :曰本專利特開2006-049809號公報 專利文獻2 :日本專利特開2006-270016號公報 專利文獻3 :日本專利特開2007-42823號公報 專利文獻4 :國際公開W02006/093136號公報 然而’在最近提出有一種，藉由新技術之 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)的微細加工 技術來進行組裝的技術。該MEMS技術係藉由微細加 工技術來將壓力感測器或麥克等1個三 維裝置組裝於小晶片内的技術。其中，亦有能組裴具有 轉子之微馬達的MEMS技術範例。例如形成前述微馬 6 201126603 達=清况便需要形成能迴轉之微細轉子。於是，便在 相^於°亥轉子之微細部件整體周圍預先以氧化膜包覆 而，成’然後’沿其周邊部以薄膜來形成收納該轉子用 的设體1然後’以蝕刻去除該氧化膜整體，藉以於殼體 内形成工/同化。如此一來，便可製作出能讓該微細之轉 子於殼，自行迴轉般的構造。 (J如則迷般’將於裝置本體處最終不會留下來，但因 製程途中需要所形成’而於之後會被去除之薄膜稱作為 犧牲層’其為氧化狀情況賴作為犧牲氧化膜。前述 犧牲層（或牲氧傾)狀後會被去除，故*會特別將 膜質特性等视作問題。因此，通常在形成閘極氧化膜或 層，、、’邑緣膜等要求高膜質特性的氧化膜等時，為了獲得 較高膜質特性而需於溫度相對較高之高溫下進行成膜 處理另方面，為了形成前述犧牲氧化膜，則不斷地 開發出能於室溫等低溫區域内成膜的技術。 形成6亥犧牲氧化膜時，例如作為成膜裝置而使用圖 14所述之電漿處理裝置，作為原料氣體則使用 DIPAS(一乙胺基矽烧；仙邮㈣加沿咖)等的胺基矽烷 (amin0Silane)系氣體與因電漿所產生之臭氧等活性種， 於室溫程度之相對低溫下形成該犧牲氧化膜。 但是，如為了形成前述犧牲氧化膜而使用圖14所 述之電祕理裝置，在每次進行批次(batch)處理時，於 處理I器2與隔熱材16之間的空間部份會累積因電衆 所產生的熱量’且熱1會屯積於此，其結果，連續地進 201126603 行批次處理時，每進行一次批次處理則製程溫度便會逐 漸上昇’導致成膜之再現性降低等問題。 【發明内容】 於是，本發明之實施例係有鑑於前述情事，提供一 種能解決該等問題、新穎且實用之電漿處理裴置及電漿 處理方法。更詳細說明，本發明之實施例係提供一種當 製程溫度為室溫程度之較低溫度帶區域而實施成膜處 理時，能將該製程溫度維持於低溫而能提高電毁成膜處 理等之電漿處理的再現性之電漿處理裝置。 又，本發明之實施例可提供一種能減少進行清潔之 頻率以提高產能的電漿處理裝置及電漿處理方法。 依本發明之一觀點，係為一種電漿處理裝置，其具 有可抽真空之靖體狀處理容器、保持複數個被處理體且 插入/脫離該處理容器内的保持機構、將氣體供給至該 處理容器内的氣體供給機構、以及沿著該處理容器之長 度方向設置以藉由高頻電功率所產生之電漿來讓該氣 體活性化的活性化機構，而能針對該被處理體實施電衆 處理，其中具備有：筒體狀遮蔽框體，係為了遮斷高頻 而包圍該處理容器周圍般地設置，且形成接地；以及冷 卻機構，係在該電漿處理中沿著該遮蔽框體與該處理容 器之間的空間部流通冷卻氣體。 如此一來，將保持機構所保持之複數個被處理體收 納於筒體狀處理容器内並導入必要氣體，對該等被處理

S 201126603 體藉由活性化機構所產生之電漿來形成氣體之活性 種，而藉由此活性種來對被處理體實施電漿處理的電漿 處理裝置中，具體有.為了遮斷南頻而包圍處理容器周 圍般地設置且形成接地的筒體狀遮蔽框體、以及在電漿 處理中沿著遮蔽框體與處理容器之間的空間部流通冷 卻氣體的冷卻機構。由於能在電漿處理中藉由冷卻機構 沿著處理容器外侧流通冷卻氣體以進行冷;，=此電漿 所產生的熱量便不會屯積在遮蔽框體與處理容器之間 的空間部處’其結果，製程溫度為室溫程度之較低溫度 帶區域而貫施成膜處理時，便能將該製程溫度維持於低 溫而能提高電漿成膜處理等之電漿處理的再現性。 ^依本發明之其他觀點，更具備有：溫度量測機構， 係量測該空間勒環境氣體之溫度；排氣通路 ，係設置 於邊排氣纽部與該排氣源之間處；以及闕機構，係設 置於该排氣通路中途處，在將該電漿處理裝置維持於待 命狀態之狀態下，針對該空間部之環境氣體以預先設定 好之排氣風量進行排氣時，當該溫度量測機構之量測溫 度較預先設定好之閾值溫度更低之情況，於該電漿處理 時便形成關閉狀態。 如此一來，更具備有：溫度量測機構，係量測空間 部内環境氣體之溫度；排氣通路，係設置於排氣集流部 與排氣源之間處；以及閥機構，係設置於排氣通路中途 處，在將電漿處理裝置維持於待命狀態之狀態下，針對 空間部之環境氣體以·設定好之排氣風量進行排氣 201126603 二量測機構之量测溫度較預先設定好之間值溫 :可言一兄丨於電漿處理時便形成關閉狀態。藉此’ 六层：二歹堆積於處理容器内壁之不需要的膜不 潔之頻率條件。其結果，可達到減少進行清 了將:點，係為-種電漿處理方法，為 部之環境氣體排出而供給及排出 3下並對處理對象物進行電聚處理， 理裝置之二内邱…產生電漿之狀態下’量測該電漿處 體以預先二:ί· 5亥？境f體之溫度’以及針對環境氣 溫产較預：二i排氣風量進行排氣時，當該量測出的 ΐΐ理中二=之第1閾值溫度更低之情況’於該電 ^處理中便不將該氣體供給至該電裝處理裝置之該内 藉此’便可設定在勤_於處理容 要的膜不容易會剝落轉下之條Κ = 少進行清潔之頻率以提高產能。八σ °至〜咸 再者，本發日月之目的與優點，部份如說明 =部份則可由朗書而思及。本發明之 ^ ^ 所特別指出的要素= 二來貫現且達成1述之-般性記載與後述詳細說 =用之範例，並非用以限定中請專利範_所述之本 201126603 【實施方式】 以卜 m \m •个〒請案之實施例。 圖1係本發明電毀處理敦置之一範例的縱剖面結 構圖，圖2係電漿處理裝置的横剖面圖，圖3係遮蔽框 體與冷卻機構的部份概略立體圖，圖4軸示吸氣集流 (header)部之狀態的分解立體圖，圖5係排氣集流部的 橫剖面圖。 如圖1及圖2所示，本發明之電漿處理裝置22直 有沿船直方向所設置且下端形成開σ之具_部的縱 長圓筒體狀處理容器24。該處理容器24整體係由例如 石英所形成，該處理容器24内的頂部處則密封地設置 有石英製頂板26。又，為了提高排氣特性而將該處理 容器24下部的内控設定為稿大’且該下端形成有開 口。亦可使用能讓該下端部連結至例如不鏽鋼製圓筒體 狀歧管(manifold)的結構。 於該處理容器24之下端開口部處，可讓多段式地 載置有多數片半導體晶圓W(作為被處理體）之石英製 晶舟28(作為保持機構)進行昇降般地從其下方插入/脫 離。本實施例之情況，於該蟲舟28之支柱28A處可例 如多段式地且約略等間距地支撐有50〜150片左右之 直控3〇〇mm的晶圓w。 該晶舟28係藉由石英製保溫筒3〇而載置在於台座 32上，該台座32則被支撐於迴轉軸36上，該迴轉軸 36係貫穿用以開啟/關閉處理容器24下端開口部的例如 201126603 製蓋部34 1後，面向該迴轉轴％蓋部乂之 36氣密流體密封材38而將該迴轉軸 部％之周邊部與處理可容\?=^^^ 内部的密封性。 *、、且件4G，以保持處理容器24 構(圖轉^所1被安裝在例如晶舟昇降機等昇降機 28及蓋=二支T臂42之前端處，以使得晶舟 24内 成體進订昇降而插入/脫離處理容器 側，而不讓曰將該台座32固定地設置於該蓋部34 該處理容般⑽騎晶81 w處理。然後， 基座板:處:二部r細㈣残鋼所組成的 =理容器24下部設置有：朝處理容器24内部供 之第1氣體的第1氣體供給機構46、以及供 '1 2氣體的第2氣體供給機構48。具體而言，兮笛 軋體供給機構46具有往内側貫穿該處理容器24下部之 側壁且朝上方彎曲而延伸之由石英管所組成的第1氣 體=嘴50。該第1氣體喷嘴50係沿其長度方向以特定 間隔形成有複數（多數)個氣體喷射孔50A以形成分散形 的氣體噴嘴，而能從各氣體噴射孔50A朝水平方向以約 略均勻地嘴出第1氣體。 、 又’同樣地’該第2氣體供給機構48亦具有往内 側貫穿該處理容器24下部之側壁且朝上方彎曲而延伸 12 201126603 ί = 的第2氣體噴嘴52。該第2氣體喷 隔形成有複數（多數)個 二、’孔52Α以域分散形的氣时嘴，而能從各氣 體喷射孔52Α朝水平方向以約略均勻地喷出第2氣體。 又’連接至該第1及第2氣體噴嘴50、52的氣體通路 46Α、48Α中途各自介設有流量控制器、(如控 制氣體流量之質量流量控制器)以及開關閥 46C、48C。 另外’此處僅提及供給第1氣體與第2氣體的第 氣體供給機構46與第2氣體供給機構48，但是，在使 用了更多氣體種類之情況，當然會對應地設置更多其它 的氣體供給㈣，例如村設置供給&料洗氣體用 的氣體供給機構。又，雖然圖中並未顯示，亦可設置清 潔氣體供給祕，以供給將Μ要之财除㈣清潔氣 體(例如HF系氣體）。

然理容器24之下部側壁處形成有排氣口 5[然後氣口 54連接至介設有壓力調整間56A 與真^泵fB等的真空排氣系％，以將處理容器24内 部氣氛抽真空而維持於特定壓力。 然^該=容器24係形成有沿著其長度方向而 功率所產生之電聚來讓該第1氣體 活性化的活性化機構58。該科㈣構％如示， 主要結構有·錢理容器24 分隔壁了=分形成的電_雜體62、於該電聚分 隔壁60處沿其紐方向所設£的錢電極64、以及連 13 201126603 接至該電漿電極64的高頻電源66。 具體而言，係沿上下方向以特定寬度將該處理容器 24之側壁肖彳除來形成上下方向之細長型開 口 68，由其 外側覆蓋該開口 68般地設置有剖面呈匚字型結構的上 下^向細長之該電漿分隔壁60(例如石英製），且將該電 衆77隔壁60氣密地焊接至該處理容器24外壁的方式來 形成该電漿形成匣體62。 藉此，朝向該處理容器24側壁之外側突出般地， 讓剖面呈c字型凹陷且—側朝向處理容器24内形成開 通，便可一體地形成電漿形成匣體62。即，電 5壁60之内部空間為電聚形成區域’且一體地連 該處理容器24内部的狀態。該開口 68係在該處理 了态24之高度方向上形成有能沿上下方向充分地覆蓋 所保持之所有晶圓W的長度。然後，於該電聚 ，隔壁60之兩側壁的外侧面處設置有相互對向的一對 该電聚電才亟64。該電装電極64係沿著電聚形成匠體幻 之長邊方向而形成於其整體處。 然後’該各電漿電極64各自連接至供電線路 該供電線路70則連接至該電漿產生用高頻電源66，且 於中途介設有用以達成阻抗匹配的匹配電路，、* 由該高頻電功率來於錢形成匣體62内形成電^藉 處’作為該高頻電源66之頻率可使用例如13 561^^^此 但並非限定於此，亦可使用4MHz〜27 12Mii 的頻率。 视園内 201126603 然後，於該處理容器24内朝上方延伸之第 喷嘴50係於中途往處理容器24之半徑方向外侧彎曲 而位於該電漿職_ 62内最深處，且最遠離處理容 器24中心部份處。#，係沿著該最深處部份而朝 ，站立般地設置。因此，當開啟高頻電源66時 第1氣體噴嘴50之各氣體喷射孔5〇A所噴 : 體會受到該電漿形成㈣62處之電漿而活性化，= =處理容器24中心擴散並流動。另外，該第 嘴5〇亦可不貫穿處理容器24之側壁，而 3 之下端部直接貫？般地設置。 机置%之開口 68内侧的—侧係站立般地 if 喷嘴52(參考圖2)，而能藉由設置於 札體嘴嘴52之各氣體噴射孔ΜΑ來朝向處理容器 理容器：卜:出後，如前述所形成之處 則°又置有本發明特徵之遮蔽框體72、 冷卻機椹ti處理中於該遮蔽框體72内流通冷卻氣體的 二1 。具體而言，於該處理容器24外側處，包 猶例如成形為圓筒 览尽播 y °亥遮蔽框體72係經由鋁或不鏽鋼 邛的古：：成接地，以遮斷從活性化機構64洩露至外 ㈣7頻讀止料露至外侧。 p方框體72之下端部則連接至該基座板44，以 率X比呵戈下方洩出。該遮蔽框體72之遮蔽值（比導電 半匕透磁率X板厚)越高越好，例如㈣SUS304(不鏽 15 201126603 鋼種類）之情況，將板厚設定為1.5mm以上較佳。又， 關於其尺寸，例如收納有直徑3〇〇mm晶圓w的該處理 容器24之直徑為450mm左右之情況，該遮蔽框辦 之直徑則為__左右。 蚊體72 然後’安裝於該遮蔽框體72的該冷卻機構74係由 設置在遮蔽框體72之一端（下端部）以吸入冷卻氣體用 的吸氣集流部76、以及設置在該遮蔽框體72之另一端 (上端部）以將遮蔽框體72内之環境氣體排出用的排氣 集流部78所構成，以使得冷卻氣體會如箭頭84所示沿 著該遮蔽框體72與處理容器24之間的空間部82而流 動。然後’該排氣集流部78連接至排氣源80。於此處， s玄排氣源80係由針對無塵室内所設置之包含該電毁處 理裝置22的各裝置内部進行排氣用的工場導管(duct)83 所構成’該工場導管83下游側則設置有大型排氣風扇 (圖中未顯示），以對工場内整體進行排氣。 該排氣集流部78如圖3及圖4所示，係具有：於 該遮蔽框體72侧壁處沿其圓周方向所設置的氣體流通 導管86 ;於該遮蔽框體72側壁處沿其圓周方向以特定 間隔而均等形成的氣體流通孔88;設置於該氣體流通 導官86處以將冷卻氣體吸入該遮蔽框體72用的氣體導 入口 90。於此處’該氣體流通導管86之剖面形成約略 矩形’且係環狀地包圍遮蔽框體72下端部周圍般地加 ι'ΐ m 从叹1。 然後’該氣體流通導管86之頂部86A處沿該遮蔽 201126603 框體72之直徑方向對向配置形成有一對(2個）之該氣體 導入口 90。於此處，該氣體流通孔88係沿著遮蔽框體 72之圓周方向而形成為長方形，且於整體處等間隔地 设置有4個氣體流通孔88。因此，從該2個氣體導入 口 90而吸入氣體流通導管86内的冷卻氣體會沿著該氣 體流通導管86内流動且從該長方形氣體流通孔88流入 遮蔽框體72内。 此時，為了讓冷卻氣體均等地流動，較佳地，讓該 氣體導入口 90設置於鄰近之氣體流通孔88之間中央部 處。該氣體流通孔88個數不限定為4個，亦可設置為 2個或更多個’亦可環狀地形成於沖孔金屬板上。又， 為了提升高頻之遮蔽效果’亦可於該氣體流通孔88處 安裝有沖孔金屬板。 然後，於此處，設置有半圓弧狀冷卻氣體導引導管 92以連接至該2個氣體導入口 90。於該冷卻氣體導引 導管92的中央部設置有氣體入口 94,同時於其兩端側 各自形成有連通至該各氣體導入口 90的開口 96。於此 處，將無塵室内經常維持在23〜2rt左右的清淨空氣作 為冷卻氣體，因此，由從該氣體導入口 9〇導入之清淨 二氣所構成的冷卻氣體會流通於該冷卻氣體導引導管 =内部且經由開口 96及氣體導入口 90而朝2方向分 於環狀氣體流通導管86内，再經由該氣體流通孔88 遮蔽框體72内。實際上，該氣體入口 94連接有圖 顯不之供氣通路，可從供氣通路導入與無塵室内同 17 201126603 樣溫度的清淨空氣。 垃Μ另外，亦可不設置該冷卻氣體導引導管92，而直 、、主、:2個氣體導入口 9〇來吸入冷卻氣體(無塵室内的 '月净空氣），抑或設置更多數個該氣體導入口 90。 72上t方面’如圖3及圖5所示，設置於該遮蔽框體 的排氣集流部78係具有：於阻塞遮蔽框體72 甚端板98處所形成的氣體流通孔100 ;包圍且覆 通孔1G()般而設置的箱型排氣’ 102 ;於 氣1G2處所設置的氣體排氣口 1G4 ;連接至該 者 氣口 104且連接至該排氣源80(工場導管83 ;參 可圖丨）的排氣通路106。 板9 5亥端β板98具有作為遮蔽框體72頂板的機能，該端 鋼戶亦是由對於高頻具有遮蔽機能的金屬板(例如不鏽 1〇〇斤形成。於此處’形成於該端板98處之氣體流通孔 讓太！由複數個直杈較小的沖孔100Α所排列形成，可 時Γ卻氣體從下方上昇通過沖孔1GGA而流向上方，同 卯^提向對於馬頻的遮蔽性。即’於此處’作為端板 此日可使用於中央部側形成有複數個孔 的沖孔金屬板。 1〇〇，亦忐形成為1個大口徑的孔來作為該氣體流通孔 。亦可於該大口徑之氣體流通孔1〇〇處安裝有沖孔 金屬板。 龙於此處，該排氣匣體102係形成約略正四角形，於 侧更包圍該氣體流通孔1〇〇般地設置有一邊連通 °亥排氣匣體102側壁的倒，，c，，字型分隔壁1〇8。然 201126603 後’該分隔壁108之對向面形成有一對之流通孔no， 且該流通孔110會經由形成於該排氣匣體102壁面與該 分隔壁108之間的流路112而連通至該氣體排氣口 1〇4。 因此’藉由該複數個沖孔100A而如前述流出的冷 卻氣體會經由分隔壁108所設置的一對流通孔no流入 流路112内’再藉由氣體排氣口 1〇4流向工場導管83 側。另外，該排氣匣體1〇2之形狀並不限定為矩形，亦 可形成例如圓形，再者亦可將分隔壁1〇8形狀作成圓 形。再者，氣體排氣口 104亦可無需設置於排氣匣體 102側壁’可將該氣體排氣口 1〇4設置於排氣匿體撕 頂部以使得冷卻氣體朝上方流出。又，該減通路106 處介設有流㈣_ 113，如控制排氣風量。 心回到圖1，關於該電毁處理裝置22整體動 6:二二1如氣體供給開始及供給停止、高頻電源 66電功率的設定或其⑽〇f 由電腦等所組成的裳❻―从£力⑶疋4係例如 置控制部來進行的。又，該裝 DVD ' 該各種氣體供給或、體116 ’ 5己憶用以控制 制裝置整編的控制及控 其次’作為使用如前 工 行的電聚處理，以在述所構成之電漿處理裝置來進 情況作為範贿㈣說㈣實施賴方法之 膜處理係以第1氣體使具體而言，於此處，作為成 氣’第2氣體使用胺基矽烷系 201126603 氣體而於室溫附近形成犧牲氧化膜之情況作為範例來 加以說明。另外，作為胺基矽烷系氣體如先前所述可使 用 DIPAS。 首先，如圖1及圖2所示，讓載置有常溫之多數片 (例如50〜150片）尺寸300mm晶圓W狀態的晶舟28， 從下方上昇而裝載至呈室溫（例如23〜27°C左右）狀態 的處理容器24内，並藉由蓋部34來封閉處理容器24 之下端開口部以將容器内部密閉。 然後，將處理容器24内抽真空而維持於特定製程 壓力，從第1氣體供給機構46及第2氣體供給機構48 各自控制流量般地供給該第1氣體與第2氣體。於此同 時，開啟高頻電源(RF電源)66而於活性化機構58之電 漿形成匣體62内生成電漿。 具體而言，將作為第1氣體之氧氣體從第1氣體喷 嘴50之各氣體喷射孔50A朝水平方向喷出，又，將作 為第2氣體之胺基矽烷系氣體從第2氣體喷嘴52之各 氣體喷射孔52A朝水平方向喷出。然後，氧氣體會因電 漿形成匣體62内所形成之電漿而受到活性化以產生臭 氧等活性種，該活性種便會與該胺基矽烷系氣體相互反 應而於晶圓W表面形成犧牲氧化膜。 另一方面，在進行前述電漿成膜處理之期間，由該 電漿所產生的熱量，會有傳至覆蓋該處理容器24外側 之高頻遮斷用遮蔽框體72内而屯積的傾向。但是，於 本發明中，該遮蔽框體72内部會因冷卻機構74所流通 201126603 之冷卻氣體而受到冷卻，故可抑制處理容^ 24盘 w之溫度上昇，讓其維持於室溫程度。 /、曰曰 _二72内的環境氣體會連通至排氣源 (场導e 83)而排出’故形成經常減 因此，該《處題置22所設置之無塵室^^ 〜π左右之清淨空氣會從遮蔽框體72下邹== 軋體導入口 94如箭頭12〇(參考圖1及圖3)所示： ^部氣體而被吸入冷卻氣體導引導管92内且於流通於 、中’該冷卻氣體便會經由圓_狀冷卻氣體導^導管 =兩端所設置之各開口 96及氣體導入口 9〇而如箭頭 /(參考圖3)所錢吸人排氣集流部78之氣體流通導 二士内。該冷卻氣體會朝2方向分流而流通於環狀氣 通導管86内，再經㈣設置之4個該氣體流通孔 抑而流入遮蔽框體72内。 流入至該遮蔽框體72内的冷卻氣體則會如箭頭 84(參考圖1)所示上昇並流經遮蔽框體72與處理容器24 之間的空間部82内部，此時，能針對受到電漿所產生 之熱量而有昇溫傾向的處理容器24側壁進行冷卻，同 時將屯積於該空間部82處之因電漿所產生的熱量搬運 且排出。該冷卻氣體之上昇氣流會於處理容器24之約 略全周處產生。 於遮蔽框體72内上昇而流通之冷卻氣體會經由排 氣集流部78之氣體流通孔1〇〇之各沖孔100Α而流入至 排氣匣體102内部且匯聚，再者，該冷卻氣體會如箭頭

C 21 201126603 124(參考圖5)所示經由分隔壁1()8所設置的—對各流通 排^體102與分隔壁1〇8之間的流路 工場導體排氣口104經由排氣通路106流向 如此-來’便能冷卻遮蔽框體72内部 24, W之溫度上昇，讓其維持於= 中，即使於1次之批次處理完成而欲 積：轨晉：㈣人處理時’遮蔽框體72内亦未形成屯 積有:量狀^，故可抑制處理容器24與晶圓W之溫 度上昇，而讓其維持於室溫程度，並可維持電漿處理: 高再現性。換言之，即使連續地進行—口氣對複數片晶 ，W貫施㈣處理的批次處理’由於如前述般讓冷卻 氣體机入遮蔽框體72内而將屯積於空間部㈡處的熱量 排出’並冷卻處理容II 24及晶圓w而讓其維持於室溫 程度’故可維持處理(成膜處理)之高再現性。 如此一來，依本發明之本實施例，將保持機構28 ，保持之複數個被處理體（例如半導體晶圓w)收納至 筒體狀處理容器24内，導人必要氣體，對該等被處理 體藉由活性化機構58所產生之電漿來形成氣體活性 種，並藉由該活性種來對被處理體實施電漿處理的電漿 ，理裝置22中’係具備有為了遮斷高頻而包圍處理容 器24周圍般而設置且形成接地的筒體狀遮蔽框體72、 以及於電漿處理中沿著遮蔽框體7 2與處理容器2 4之間 的工間。卩82流通冷卻氣體的冷卻機構％，由於能於電 22 201126603 漿處理中藉由冷卻機構74讓冷卻氣體沿處理容器24外 側流動而加以冷卻，故於遮蔽框體72與處理容器24之 間的空間部82處不會屯積因電漿所產生的熱量，其結 果，讓製程溫度於室溫程度之較低溫度帶區域内實施電 漿處理時，可維持低製程溫度而提高電漿成膜處理等之 電漿處理的再現性。 <本發明實施例之冷卻機構的評價> 其次，在使用設置有如前述般冷卻機構74之本發 明本實施例的電漿處理裝置來連續進行複數次之電漿 批次處理時，量測處理容器24與遮蔽框體72之間所形 成之空間部82的溫度變化，說明其評價結果。於此處， 為了進行比較，藉由如圖14所示具有附加圓筒體狀隔 熱材的加熱器（不驅動加熱器本體)之習知電漿處理裝置 來進行電漿批次處理，亦說明其結果。 此處的處理係在1次之批次處理中針對117片晶圓 進行60分鐘的電漿成膜處理，並連續進行該批次處理 7次(RUN1至RUN7)。圖6A與6B係連續進行批次處 理時，於處理中空間部的溫度變化圖表，圖6A為習知 電漿處理裝置之情況，圖6B則為本發明本實施例之電 漿處理裝置之情況。於此處，圖6B所示本發明本實施 例之電漿處理裝置係將遮蔽框體内的排氣風量設定為 0.55m3/min。 圖7A、7B、7C、7D係顯示由圖6A與6B所示圖 表結果所求得之空間部的溫度差的圖。另外，於此處， 23 201126603 一併記栽有改變排氣風量(3種類)後進行實驗的結果。 又，於此處，將多段式地支撐於晶舟的晶圓沿高度方向 分割呈4個區域，對應於最上段位置之區域的空間部溫 度表示為’’TOP”，對應於其下方之區域的空間部溫度表 示為”T-C”(top center)，對應於其更下方之區域的空間部 溫度表示為”C-B”(center bottom)，對應於最下段位置之 區域的空間部溫度則表示為”BTM”(bottom)。該各溫度 係由設置於空間部82之熱電偶所測得。又，於全部製 程中，開始處理時之空間部82溫度為27。〇。 如圖6A所示，習知電漿處理裝置之情況，已知 於’’TOP”、”T-C”、”C_B”、及”BTM，’處，全部區域之空 間部溫度從1RUN至7RUN，皆會隨著反覆進行批次處 理而累次地讓空間部溫度從27〜28°C緩慢上昇，最終上 昇至40〜46°C左右’而造成再現性惡化。具體而言，如 圖7A所示，空間部之最大值(Max)與最小值(Min)之間 的溫度差（△)，於”TOP”處為l8.5t、於”T_c”處為 16.5〇C、於”C-B”處為 13.6°C、於”BTM”處為 10.7。(：， 於批次處理之期間内空間部之温度會有大幅變動，故非 較佳結構。 相對於此’如圖6B所示’本發明之情況，已知 於’’TOP”、，，T-C”、，，C-B”、及，，BTM”處，全部區域之空 間部溫度從1RUN至7RUN，皆會控制在約略27〜3(rc 範圍内’即使連續進行批次處理，空間部之溫度亦不會 上幵而可穩疋地維持s玄溫度，故可提高電聚處理之再現 24 201126603 性。 圖7C係標示圖6B所示實驗中空間部溫度之最大 值（Max)與最小值（Min)之間的溫度差（△)， 於’’TOP”、，，T-C，，、，，C-B，’、及”BTM”處各為 3.6。(：、1.9。(：、 1.4°C、1.2°C，而於全部區域處之溫度差皆非常小，故 相較於習知裝置例，本發明之本實施例可獲得非常良好 之結果。又’使用本發明之本實施例的電漿處理裝置， 僅將排氣風量改成0.35m3/min及0.72m3/min，並進行與 圖6B所述同樣實驗時，結果各自顯示於圖7B及圖7D。 依此’於，，TOP，，、，，T-C”、，’C-B”，及，，BTM”之空間 部的各溫度於圖7B及圖7D所示情況下，相較於設定 溫度(27。〇亦不會有太大之變化，而顯示出十分良好的 結果’又’已知溫度差（△)於圖7B之情況為5.2。(：、 3.9〇2.2〇1.4°(：、又’於圖713之情況為；3.0。(：、1.7。(：、 1.5C、1.2C，皆顯示出良好之結果，故可提高電漿處 理之再現性。 此時’如圖7B所示，排氣風量少於0.35m3/min之 情況’於’’TOP”鱼’’T-Γ1，，夕办日日卢人 θ 。 一 1I之空間部的各溫度會上昇至 32.5 31.1 C > ^^^t5:^>w^^27〇c±6〇c|£g)^ , 故為充分實用的結果。 <變形實施例1> 其-人’說明本發明之變形實施例卜前述實施例中， 理中使用了冷卻機構74來讓冷卻氣體強 制一遮蔽㈣72内的空間部82，但就設置該電聚處 25 201126603 理，置22之環境(例如無塵室内）的溫度環境等，於提高 產，之觀點來看，有時不流通有冷卻氣體者較佳。具體 而:’反覆進行成膜處理時，處理容器24内壁剝離而 掉落時’便會累積而堆積出微粒成因之不需要的膜，一 ，來說’在該不需要之膜剝離而掉落之前，會定期或不 定期地以清潔氣體來進行將該不需要之驗除的清潔 操作。 、 〜。將該不而要之膜去除的清潔操作中，例如監控處理 容器24㈣處堆積之該*需要之膜的累積膜厚，每者 該膜厚達預先設置之基準厚度(例如丨〜2一左右範^ 内之預先設置的基準值）時便進行清潔操作。此時，對 應於成膜時之處理容器24溫度，堆積於處理容器24内 壁處之不需要之膜的膜質會有微妙變化，有時例如在累 積膜厚達到基準值之前便會輕易賴離掉落，此問題亦 、’及本^明之發明人確認。該基準值會依成膜之膜種類與 製程條件等而預先進行設定。 具體而言，已知讓冷卻機構74作動而使得處理容 器24側壁之溫度過度下降時，隨著低溫而不需要之膜 越容易剝離掉落，故會發生在累積膜厚為預先設定之基 準值以下之情況，不需要之膜亦會有開始剝離掉落而產 生微粒的現象。於是，本發明之變形實施例1中，便對 應於電漿處縣置22之設置，來蚊是 卻機構74進行作動。 1 圖8係本發明變形實施例1之電聚處理裝置之一範 26 201126603 例的概略結構圖。圖8中，基本結構除下述各點外，皆 與參考圖1至圖5所述電漿處理裝置相同。與圖1至圖 5中所述結構之相同的結構部份係賦予相同之參考符 號，並省略說明。 於此處，在連結該冷卻機構74之排氣集流部78之 氣體排氣口 104與排氣源88的排氣通路中途設置 有閥機構130。該闊機構130係將蝶閥般之流量控制閥 132與第1開關閥134串聯設置的結構。 又，冷卻機構74之吸氣集流部76所設置的冷卻氣 體導引導管92之氣體入口 94連接有供氣通路136，該 供氣通路136中途則介設有第2開關閥138。該供氣通 路136會如箭頭120般吸入與無塵室内約略相同溫度的 清淨空氣以作為冷卻氣體。另外’亦可不設置該供氣通 路136而讓氣體入口 94開放至無塵室内。 又’處理容器24與遮蔽框體72之間所形成的空間 部82處設置有量測該空間部82内環境氣體之溫度的溫 度量測機構140。具體而言，該溫度量測機構14〇係由 較遮敝框體72側壁更朝向内側而稱微延伸設置的複數 個（例如4個）熱電偶i4〇A、140B、140C、140D所構成。 該4個熱電偶140A〜140D係對應於處理容器24内之 晶圓W收納區域，而沿其高度方向呈約略等間隔般地 設置。 即’熱電偶140A係設置於最上段’其次之熱電偶 140B係設置於熱電偶i4〇A下方，再其次之熱電偶14〇c 27 201126603 係設置於熱電偶140B下方，最下段之熱電偶140D則 係設置於熱電偶140C下方。因此，該等熱電偶140A 〜140D係從該上方朝向下方對應於’’TOP”、”T-C”(top center)、”C-B”(center bottom)及”BTM”(bottom)。然後， 該等各熱電偶140A〜MOD之各自的輸出會輸入至例如 裝置控制部114。又，該空間部82處設置有量測該空間 部28内壓力與無塵室内之間的壓力差之壓力差計 150，並將其輸出訊號輸入至例如該裝置控制部114。 接著，前述結構之本變形實施例1中，該電漿處理 裝置在維持於待命狀態之狀態下，以預先設定好的排氣 風量對該空間部82之環境氣體進行排氣時，當該溫度 量測機構140之量測溫度較預先設定之閾值溫度更低 之情況，於電漿處理時，該閥機構130會呈關閉狀態。 該間機構130之作動可由裝置控制部114來進行控制， 亦可由操作員以手動進行。 具體而言，如前述，由於對應於成膜電漿處理時之 處理容器24溫度，附著於容器内壁的不需要之膜的附 著強度會有微妙變化，故讓冷卻機構74作動而流通有 冷卻氣體時，對應於電漿處理裝置22之設置環境會有 附著容易_掉落之不需要之膜的情況。例如作為冷卻 氣體所使用之無塵室内部環境氣體的溫度較高之情 況所及入之冷卻氣體的溫度亦較高，故即使於電聚處 理時讓冷卻麟74作動㈣通冷卻氣糾，亦不會將 處理合$ 24過度冷卻，因此，不需要之膜會在較難剝 28 201126603 離之狀態進行附著。 相對於此，作為冷卻氣體所使用之 氣體之溫度較低之情況，由於所吸入之=塵室内部環境 亦較低，故於電漿處理時讓冷卻機構卸氣體的溫度 卻氣體時，則處理容器24會被過度冷,、作動而流通冷 要之膜會在容易剝離之狀態進行附部，因此，不需 此時，於處理容器24内壁處特別 部份係制電漿激烈撞擊的_形 產生微粒之 是如設置有檢測該部份溫度用的熱：2内部，但 形錢體62附近處設置有高㈣極偶^況、，於電聚 放電的原因，故非為現實情況。 、'成導致異常 於是，於本變形實施例丨係求 冷卻處理容器％之侧壁而使得冷氣氣卻;體來 82内時會使得處理容器24之側 該工間部 溫度，而在當處理容器24側壁過度3=氣; 不讓冷卻赌74作動以停止冷魏體’便 然後，為了實現前述操作，於此声 置22於待命時讓冷卻氣體流通於空^部=聚處理裝 内部環境氣體溫度為基準來進行成二此: 决疋於電㈣理時是否要流通冷卻氣體。且體而士，合 ，理裝置22維持於待命狀態之狀態；，“先： 疋好之排氣風量(例如與大氣之壓力差為-腑a 的排氣風量)對空間部82内部進行排氣時 量測機構H0之熱電偶刚A〜i伽的量測二度較= 29 201126603 設定好之間值溫度⑽如33。〇更低讀況，則在進行該 成膜用之電I處理時將閥機構13()之第i開關閥134調 至關閉狀態’讓冷卻氣體不會流通於空間部82内。即， 不讓冷卻機構74作動。 相反地’該量測溫度為33°C以上之情況，則將該閥 機構130之第1開關閥134調至開啟狀態而讓冷卻氣體 流通。即，讓冷卻機構74作動。又，較佳地，與該第 1開關閥134之開/關連動般地來進行第2開關閥138之 開/關。於此處’該閾值溫度33。〇係使用胺基矽烷系氣 體(例如DIPAS)來作為成膜氣體之情況。 如刚述般之第1及第2開關閥134、138的開關， 基^上係在將電漿處理裝置22設置於無塵室内時實現 待命狀態後而如前述般加以決定的。此後，該第1及第 2，關閱134、138基本上會在固定為開啟狀態或關閉 狀態之情況下’反覆地進行成膜用之電漿處理與清潔處 理。又’有時會依清潔時之條件而於清潔處理時流通有 冷卻氣體。再者，因維修等改變設定環境之情況，則再 一欠如别述般地來進行冷卻機構74作動之決定。 又’該待命狀態係指，開啟裝置本體之電源，將各 種配線類之加熱器等為ON狀態但活性化機構58為 0FF狀態而未形成有電漿，且處理容器24溫度無變動 而呈穩定的狀態，例如在開啟裝置電源後經過一天以上 的狀態’抑或於成膜製程(操作）完成後例如經過約7小 時以上的狀態。 30 201126603 <驗證實驗> 其次，進行該變形實施例丨之驗證實驗，並說明其 内容。圖9係本發明之變形實施例丨之遮蔽框體内環境 氣體與大氣之間的壓力差、與遮蔽框體之内部溫度之間 的關係圖表；圖10係壓力差為〇Pa時，操作次數、與 微粒數及累積膜厚之間的關係圖表；圖= 罐a時，操作次數、與微粒數及累積膜厚之間的關係 圖表；圖㈣壓力差為13GPa時’操作次數、盘微粒 數及累積膜厚之__圖表；_ 13係在_處 作)完成後於遮蔽框體内的溫度變化圖表。於此處，讓 =力差，為0〜-清a，於其中數個數值處實施 電榮·成膜處理以進行微粒之評價。 此時，屋力差為0Pa之情況，第1及第2開關閥 134、138皆為關閉狀態而空間部82内不流通有冷卻氣 體，於壓力差GPa以外之情況，第丨及第2開_134、、 138皆為開啟狀㊆’且藉由適當地調整閥機構13〇之流 量控制閥132的閥門開關程度％變壓力差。因此，圖 9之橫軸的壓力差會聽於排氣風量。即，壓力差 之情況财卻氣體之減流料少，隨著壓力差增大則 依序增加冷卻氣體之排氣流量。 圖9所不圖表中，曲線Α顯示圖8中TOP處執電 ^ 04A的溫度，曲線B顯示圖δ中CTp處熱電偶聰

=度，曲線C顯示圖δ中啦處熱電偶me的溫度， 曲線D顯示圖8中BTM處熱⑼1G 31 201126603 曲線XI顯示圖8中處理容器24之點χι位置處的溫 度，曲線X2顯示處理容器24之點χ2位置處的溫度。 又，此時，設置有電漿處理裝置22之無塵室内的^度 為23〜24。(：左右。 '皿又 如圖9所示圖表可知，未流通有冷卻氣體之壓力差 為OPa時，全部之溫度量測位置處的溫度皆為最高。例 如曲線X卜X2所示各點X卜X2的溫度為44〜45亡左 右，曲線A〜D所示各熱電偶140A〜14〇D的溫度為乃 〜39°C左右。然後，隨著壓力差增大，即，隨著^氣風 量增大則各溫度便會依序下降。 於此處，在壓力差為〇Pa、_ 2Pa、- 50Pa、_ 60Pa、 -lOOPa、- 130Pa、- 250Pa各點之情況下，各自實施 複數輪的成膜處理以進行微粒之評價。其結果，當壓力 差為OPa時，即使累積膜厚達基準值以上，微粒數仍於 上限值之50個以下，故為合格，但是於此以外的壓力 差-2Pa〜-250Pa中全部條例下，累積膜厚較基準值 更小時，微粒數便達到上限值之50個，故為不合格。 即，即使在壓力差僅有-2Pa左右而讓些許量之冷卻氣 體流通於空間部，於此時所產生之些許的溫度降低亦會 造成不良影響，導致累積膜厚在達到基準值之前，微粒 數便達到50個。 其結果’於此處之設置環境中，已知必須不讓冷卻 機構74作動，即，在不流通冷卻氣體之情況下進行成 膜電漿處理。圖10至圖12之圖表顯示了此時之一部份 32 201126603 的結果，圖ίο係顯示壓力差為0Pa時之情況，圖u係 顯不壓力差為60Pa時之情況，圖12則係顯示壓力差為 130Pa時之情況。於各圖中，左侧縱軸係顯示微粒數（長 條圖），右側縱軸則係顯示累積膜厚(折線圖）。 又，於1輪操作係表示1次之批次處理，各輪操作 中，針對 TOP(top)，CTR(center)，BTM(bottom)之各晶 圓位置處進行微粒量測，並依該順序將微粒的累計個數 記載為長條圖。又，於此處，將微粒數之上限值設置為 50個，累積膜厚之基準值則如前述般預先設定於 20μιη左右的範圍内之特定數值。其結果，如圖1〇所示 當壓力差為OPa之情況，進行i〜22輪操作，已知即使 如前述般累積膜厚達到基準值，微粒數仍未達上限值之 50個，故可獲得較佳結果。 相對於使，如圖11所示當壓力差為6〇以之情況， 在累積膜厚較基準值更低之點P1處(22輪），微粒數5〇 個便已達上限值，故非較佳結果。又，如圖12所示當 壓力差為130Pa之情況’在累積膜厚較基準值更薄且二 該點Ρ1更薄之點Ρ2處(22輪），微粒數50個便已達上 限值，故非較佳結果。如前述，可理解到藉由縮小該麗 力差，微粒之增加量會依序減少。又，如前述般，於此 處之δ又置環境中，已知必須不讓冷卻機構％作動，即， 在不流通冷卻氣體之情況下進行成膜電漿處理。 於此處，說_壓力差與排氣風量之_關係。1 空間部82之容量(遮蔽框體72容量—處理容器24外二 33 201126603 的體積）為250公升左右，於該空間部82内流通有冷卻 氣體時，預先藉由調整流量控制閥132之閥門開啟程度 來將壓力差設定於-40〜-i〇〇pa範圍内。此時，壓力 差為-4〇pa之情況，排氣風量為〇45m3/min左右，壓 力差為~ 100Pa之情況’排氣風量為0.70m3/min左右。 該排氣風量可依設置電漿處理裝置之無塵室而任意設 定。然後，實際上，將電漿處理裝置設置於無塵室時， 使用流量控制閥132來將該壓力差預先設定為_ 4〇〜 1〇〇Pa3範圍内，換言之，將排氣風量設定為0.45〜 0.70m3/min左右範圍内的任意風量。 於此處’以該驗證實驗針對微粒為合格之壓力差 〇Pa時的待命時條件進行檢討。圖13係進行了 1輪成 膜用電漿處理（操作）後於待命狀態時的各部份溫度圖 表。圖13中，關於曲線A〜D、χι、χ2，與圖9所述 情況相同，曲線Α係顯示圖8中TOP處熱電偶l〇4A 的溫度，曲線B係顯示圖8中CTp處熱電偶圓的溫 度，曲線C係顯示圖8中CBT處熱電偶跳的溫度， 曲線D則係顯示圖8中BTM處熱電偶1〇4β的溫度。 又，曲線XI係顯示圖8中處理容器24之點χι位置處 的溫度，曲線X2係顯示處理容器24中點又2位置處的 μ度。於此處，室溫設置為23〜24°C，又，不針對遮蔽 框體72内部空間部82進行排氣，壓力差為㈣。 如圖13所示，於2點24分完成1輪操作時，各部 伤之服度會慢慢降低。接著，於操作完成後，經過約7 34 201126603 小時之9 .點24分以後，各部份之溫度便約略穩定，而 形成待命狀態。此時，各熱電偶14〇A〜14〇D之溫度穩 疋在約略33〜34 C範圍内。即，待命時之熱電偶14〇A 〜1柳的量測溫度達饥以上，即使使贱電聚處理 裝置來進行電聚處理(排氣風量^0之狀態），便可達成 累積膜厚之基準值條件，即可達成微粒數50個之上限 值條件。 換言之，於待命狀態時，藉由該流量控制閥132以 預先5又疋好之排氣風1來於空間部82内流通有冷卻氣 體之狀態下’該各熱電偶140A〜140D之量測溫度只要 達33 C以上，則於成膜用電漿處理時，較佳地便要讓冷 卻機構74作動，即，讓第i及第2開關閥124、138 ^ 為開啟狀態而流通冷卻氣體以冷卻處理容器24。 此時，就抑制微粒產生之觀點來看，亦可不流通冷 卻氣體，但不流通冷卻氣體則處理容器溫度便會上昇二 然後，溫度過度上昇時，於偶爾進行之清潔時，便難以 將附著於容器内壁的不需要的膜去除。因此，較佳地應 如前述般地流通冷卻氣體。 ' 如此一來，依本發明變形實施例丨，更具備有：溫 度量測機構’係量測空間部内之環境氣體溫度；排氣= 路，係設置於該排氣集流部與該排氣源之間處；以及 機構，係设置於#緖氣通路中途處，在將該電製處 置維持於待命狀態之狀態下，針對該空㈣之環境氣^ 以預先設定好之排氣風量進行排氣時，#該溫度量測機 35 201126603 構之量測溫度較預先設定好之閾值溫度更低之情況，於 該電漿處理時便形成關閉狀態。藉此，便可設定在例如 堆積於處理容器内壁之不需要的膜不容易會剝落而掉 下之條件。其結果，便可達到減少進行清潔之頻率以提 南產能。 又，依本發明之電漿處理方法，便可設定在例如堆 積於處理容器内壁之不需要的膜不容易會剝落而掉下 之條件。其結果，便可達到減少進行清潔之頻率以提高 產能。 另外，前述累積膜厚之基準值與微粒數之5〇個上 限值僅為一範例’當然不限定於此。又，該實施例中， 作為溫度量測機構140而設置有4個熱電偶140A〜 140D，但並不限定於此，至少只要有1個，較佳地設置 有2個以上即可。 又，該各實施例中，遮蔽框體72内之環境氣體進 行排氣之排氣源80雖係使用了會經常進行吸氣的工場 導官83,但亦可取代該組件，抑或為了更強力地排氣 而可於排氣通路106處追加介設有作為排氣源8〇的排 氣泵’並於電漿處理中加以驅動。 又，於此處，排氣集流部78處雖使用了排氣匣體 1〇2等，但亦可取代該組件，而將與吸氣集流部76相 同構造的氣體流通導管86與氣體流通孔88與氣體導入 口 9〇(用作氣體排氣口 104)等安裝在遮蔽框體72上端部 來作為排氣匣體102。 36 201126603 又，於此處，常溫（室溫 氧化膜之成膜的範例來進之電漿處理係舉出犧牲 此，本發明可適用於所有明，但是當然並非限定於 〜27。。左右)所進行的電漿處I加熱器而於室溫左右(23 處理容器24下端部設置吸^ =二，，於此處，雖係於 有排氣集流部78的遮蔽框^二机°卩76，於上端部設置 有冷卻氣體，但並雜定 I由下方朝向上方流通 78,而於遮蔽框體72内由ρ 。卩°又置排軋集流部 又，於此處，作為月向下方流通冷卻氣體。

鹿官㈣n 側之冷卻氣體雖係使用了 I 塵至側的/爭规^體，但為了接其 Τ無 136中右铂 制性亦可於供氣通路 136中途。又置有冷凝溫度控制器 ^ 部82的冷卻氣體之温度維持於固定溫度間 雖係以處理容器24沿鉛直方向起立設置的縱式電ί虚 理裝置為㈣it彳了朗，但並非岐於此，本發 適用於將處理容器沿橫方向設置的橫型電毁處理裝置°。 又’於此處’作為被處理體雖細半導體晶圓° 例進行說明，但該半導體晶圓亦包含了矽基板^ GaAs、SiC、GaN等化合物半導體基板，再者，亦不阳: 定於該等基板，本發明亦可適用於液晶顯示裝置所使^ 之玻璃基板或陶瓷基板等。 依本發明之電漿處理裝置及電漿處理方法可發揮 後述之優良作用效果。 & 將保持機構所保持之複數個被處理體收納至筒體 37 201126603 狀處理容器内，導入必要氣體，對該等被處理體藉由活 性化機構所產生之電漿來形成氣體活性種，並藉由該活 性種來對被處理體實施電漿處理的電漿處理裝置中，係 具備有為了遮斷高頻而包圍處理容器周圍般而設置且 形成接地的筒體狀遮蔽框體、以及於電漿處理中沿著遮 蔽框體與處理容器之間的空間部流通冷卻氣體的冷卻 機構，由於能於電漿處理t藉由冷卻機構讓冷卻氣體沿 處理谷器外側流動而加以冷卻，故於遮蔽框體與處理容 器之間的空間部處不會屯積因電漿所產生的熱量，其結 果為，讓製程溫度於室溫程度之較低溫度帶區域内實施 電漿處理時，可維持低製程溫度而提高電漿成膜處理等 之電漿處理的再現性。 八有皿度篁測機構…W里况j 1¾至間部 =氣體之溫度;排氣通路’係設置於該排氣集流部 中間處;以及間機構’係設置於該排氣通路 二=:=== 度較預= 狀態°藉此’便可設便形成關閉 需要的膜不容易會剝落轉下⑽内壁之不 到減少進行清潔之頻率以提高產=。其結果，便可達 ^設定在例如堆積於處理容器㈣ 會·而掉下之條件。其結果，便可 201126603 行清潔之頻率以提高產能。 以上’根據各貝施形態所進行之本發明的說明已盡 充分說明以促進發明之理解’而為有助於技術能更加進 步之記載。因此，本發明並非限定於實施形態所示要 件。又，實施形態中的例示並非意味其優缺點。實施形 態雖已詳細s己載了本發明，但在不脫離發明主旨之範圍 内亦可進行各式各樣之變更、置換、改變。 本申請案係以2009年5月1日於日本提出申請之 日本國特願2009-112319號及2010年2月24日於日本 提出申請之曰本國特願2010-039446號來作為優先權主 張之基礎案，於此根據前述主張優先權，並參考其全部 内容寫入本申請案。 【圖式簡單說明】 圖1係本發明電漿處理裝置之一範例的縱剖面結 構圖。 j 圖2係電漿處理裝置的橫剖面圖。 圖3係遮蔽框體與冷卻機構的部份概略立體圖。 圖4A與圖4B係顯示吸氣集流部之狀態的分解立 體圖》 圖5係排氣集流部的橫剖面圖。 圖6A與圖6B係連續進行批次處理時，於處理中 之空間部的溫度變化圖表。 圖7A、7B、7C、7D係由圖6所示圖表結果所求出 39 201126603 之空間部的溫度差之圖式。 圖8係本發明變形實關1之絲處理裝置的-範 例之概略結構圖。 圖9係本發明變形實施例1之遮蔽框體内環境氣體 和大氣間的壓力ϋ、與遮蔽框體内部溫度之間的關係圖 表。 圖10係壓力差為0Pa時，操作次數、與微粒數及 累積膜厚之間的關係圖表。 圖11係壓力差為60Pa時，操作次數、與微粒數及 累積膜厚之間的關係圖表。 圖12係壓力差為130Pa時，操作次數、與微粒數 及累積膜厚之間的關係圖表。 圖13係電漿處理(操作)結束後遮蔽框體内的溫度 變化圖表。 圖14係習知縱型電聚處理裝置之_範例的概略模 式圖。 【主要元件符號說明】 22 電漿處理裝置 26 頂板 28A支柱 34 蓋部 38 密封材 42 手臂 24 處理容器 28 晶舟(保持機構) 30 保溫筒 36 迴轉軸 40 密封材組件 44 基座板 201126603 46 第1氣體供給機構 46A 氣體通路 46B 流量控制器 46C 開關閥 48 第2氣體供給機構 48A 氣體通路 48B 流量控制器 48C 開關閥 50 第1氣體噴嘴 50A 氣體喷射孔 52 第2氣體喷嘴 52A 氣體喷射孔 54 排氣口 56 真空排氣系 56A 壓力調整閥 56B 真空泵 58 活性化機構 60 分隔壁 62 電漿形成匣體 64 電漿電極 66 南頻電源 68 開口 70 供電線路 71 匹配電路 72 遮蔽框體 74 冷卻機構 76 吸氣集流部 78 排氣集流部 80 排氣源 82 空間部 83 工場導管 84、 120箭頭 86 氣體流通導管 88 氣體流通孔 90 氣體導入口 92 冷卻氣體導引導管 94 氣體入口 96 開口 98 端板 100 氣體流通孔 100A 沖孔 102 排氣匣體 104 氣體排氣口 106 排氣通路 113 流量控制閥 114 裝置控制部 116 記憶媒體 130 閥機構 201126603 132 流量控制閥(壓力調整閥） 134 第1開關閥 136 供氣通路 138 第2開關閥 140 溫度量測機構 140A〜140D熱電偶 W 半導體晶圓(被處理體） 42

Claims (1)

1. 201126603 七、申請專利範圍： 1' 一種電漿處理裝置，係具有可抽真空之筒體狀處理 谷器、保持複數個被處理體且插入/脫離該處理容 器内的保持機構、將氣體供給至該處理容器内的氣 體供給機構、以及沿著該處理容器之長度方向設置 以藉由高頻電功率所產生之電漿來讓該氣體活性 化的活性化機構，而能針對該被處理體實施電漿處 理’其中具備有： ，體狀遮蔽框體’係為了遮斷高頻而包圍該處理容 器周圍般地設置，且形成接地；以及 :卻機構’係在該電漿處理中沿著該遮蔽框體盥爷 處理容器之間的空間部流通冷卻氣體。 、" 2. 如巾請專利範圍第i項之電漿處理裝置 卻機構具有： 、Y。哀冷 吸氣集流部，係設置於該遮蔽框體一端處 入該冷卻氣體：錢 及 排氣集流部，係言免置於該遮蔽框體之另一端處並連 接至排氣源以將該遮蔽框體内之環境氣體排出。 3. =申請專利範㈣2項之處理裝置，其中該排 氣源係用以將裝置内環境氣體排出的導管，且=設 置》亥電漿處理裝置之工場所具有的設施。 4·，申請專利範圍第2項之電漿處理裝置，其中該 氣源係排氣泵。 、^ 5.如中請專利範圍第2項之絲處理裝置，其中該吸 43 氣集流部具有： 體側壁處並沿著其 氣體流通導管，係位於該遮蔽框 圓周方向設置； 氣體流逋孔 妳饥π琢遮蔽框體側壁處並沿著盆 周方向以蚊間隔卿成’叫通該氣體流通導管 與該遮蔽框體内部；以及 氣體導入π ’係設置於軌驗通導管處而用以吸 入該冷卻氣體。 如申請專利範圍第5項之㈣處理裝置，其中該氣 體流通孔钱舞成了複數個孔的沖孔金屬板。 如申請專利範圍第2項之賴處理裝置，其中該排 氣集流部具有： 氣體流通孔’係形成於阻塞該絲框體端面之端板 處， 箱狀排氣H體’係包圍而覆蓋該氣體流通孔般而設 置； 氣體排氣口，係設置於該排氣匣體處；以及 排氣通路，係連接至該氣體排氣口且連通至該排氣 源0 如申請專利範圍第7項之電漿處理裝置，其中該氣 體流通孔安裝有形成了複數個孔的沖孔金屬板。 如申請專利範圍第2項之電漿處理裝置，1中該冷 卻氣體係設置有該電漿處理裝置之工場盔塵^ 内之環境氣體。 201126603 10. 如申請專利範圍第2項之電漿處理裝置，其中該處 理容器係沿鉛直方向縱向延伸而設置。 11. 如申請專利範圍第10項之電漿處理裝置，其中該 吸氣集流部係設置於該遮蔽框體之下端部，該排氣 集流部係設置於該遮蔽框體之上端部。 12. 如申請專利範圍第10項之電漿處理裝置，其中該 吸氣集流部係設置於該遮蔽框體之上端部，該排氣 集流部係設置於該遮蔽框體之下端部。 13. 如申請專利範圍第2項之電漿處理裝置，其中具備 有： 溫度量測機構，係量測該空間部内環境氣體之溫 度； 排氣通路，係設置於該排氣集流部與該排氣源之間 處；以及 閥機構，係設置於該排氣通路中途處，在將該電漿 處理裝置維持於待命狀態之狀態下，針對該空間部 之環境氣體以預先設定好之排氣風量進行排氣 時，當該溫度量測機構之量測溫度較預先設定好之 閾值溫度更低之情況，於該電漿處理時便形成關閉 狀態。 14. 如申請專利範圍第13項之電漿處理裝置，其中該 閥機構包含有壓力調整閥與開關閥。 15. 如申請專利範圍第13項之電漿處理裝置，其中該 吸氣集流部係連接至供氣通路，且該供氣通路中途 45 201126603 介設有開關閥，在將該電漿處理裝置維持於待命狀 態之狀態下，針對該空間部之環境氣體以預先設定 好之排氣風量進行排氣時，當該溫度量測機構之量 測溫度較預先設定好之閾值溫度更低之情況，於該 電漿處理時便形成關閉狀態。 16. 如申請專利範圍第13項之電漿處理裝置，其中該 氣體係包含有作為成膜用氣體之胺基矽烷系氣體。 17. 如申請專利範圍第13項之電漿處理裝置，其中該 閾值溫度為33°C。 18. —種電漿處理方法，係為了將電漿處理裝置内部之 環境氣體排出而供給及排出氣體，藉以冷卻該内部 並對處理對象物進行電漿處理，具有下列步驟： 在未產生電漿之狀態下，量測該電漿處理裝置之該 内部的該環境氣體之溫度；以及 針對環境氣體以預先設定好之排氣風量進行排氣 時，當該量測出的溫度較預先設定好之第1閾值溫 度更低之情況，於該電漿處理中便不將該氣體供給 至該電漿處理裝置之該内部。 19. 如申請專利範圍第18項之電漿處理方法，其中當 該空間部之環境氣體溫度達該閾值溫度以上之情 況，便在供給及排出該氣體之狀態下、在供給或排 出該氣體之狀態下、抑或在不供給亦不排出該氣體 之狀態下，進行該電漿處理。 20. 如申請專利範圍第18項之電漿處理方法，其中更 46 201126603 具有下列步驟： 在未產生有電漿之狀態下，量測該電漿處理裝置之 該内部中存在有電漿之其他部份以外的一部份處 的環境氣體溫度；以及 針對該内部之該一部份處之該環境氣體以該預先 設定好之排氣風量進行排氣時，當該一部份處之該 環境氣體之該量測出的溫度較預先設定好之第2 閾值溫度更低之情況，於該電漿處理中便不將該氣 體供給至該電漿處理裝置之該内部的該一部份處。 47