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CN101877304A - 等离子处理装置和等离子处理方法 - Google Patents

等离子处理装置和等离子处理方法 Download PDF

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CN101877304A CN2010101608660A CN201010160866A CN101877304A CN 101877304 A CN101877304 A CN 101877304A CN 2010101608660 A CN2010101608660 A CN 2010101608660A CN 201010160866 A CN201010160866 A CN 201010160866A CN 101877304 A CN101877304 A CN 101877304A
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plasma
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Abstract

本发明提供一种等离子处理装置和等离子处理方法，该等离子处理装置包括：筒体状的处理容器，其能够被抽真空；保持部件，其用于保持多个被处理体并插入到上述处理容器内或从上述处理容器内取出；气体供给部件，其用于向上述处理容器内供给气体；活化部件，其沿着上述处理容器的长度方向设置，利用由高频电力产生的等离子体对上述气体进行活化，该等离子处理装置用于对上述被处理体实施等离子处理，其中，该等离子处理装置包括：筒体状的屏蔽壳体，其为了遮断高频而以包围上述处理容器的周围的方式设置且接地；冷却机构，其在上述等离子处理过程中用于使冷却气体沿着上述屏蔽壳体与上述处理容器之间的空间部流动。

Description

等离子处理装置和等离子处理方法
技术领域
本发明涉及使用等离子体在室温程度的温度范围内用于在半导体晶圆等被处理体上实施成膜处理的等离子处理装置和等离子处理方法。
背景技术
一般而言，为了制造半导体集成电路，对由硅基板等构成的半导体晶圆进行成膜处理、蚀刻处理、氧化处理、扩散处理、重整处理、自然氧化膜的去除处理等各种处理。而且，最近，考虑到成膜材料的耐热性等，要求工艺处理时的低温化，与此相对应地提出了一种等离子处理装置(专利文献1～4)，该等离子处理装置使用了即使在处理时晶圆温度较低也能够促进反应的等离子体。
说明上述等离子处理装置的一个例子，图14是表示上述以往的立式等离子处理装置的一个例子的概略示意图。在图14中，在内部气氛气体能够被抽真空的石英制的圆筒体状的处理容器2内，半导体晶圆W被支承在能够旋转的多层的晶圆舟皿4上。该晶圆舟皿4能够自处理容器2的下方上升而插入到该处理容器2内，或自处理容器2的下方下降而从该处理容器2内取出。此外，该处理容器2的下端被盖部6气密地封闭。在该处理容器2的侧壁上设有沿着该处理容器2的高度方向而截面呈长方形状的等离子体形成箱8。而且，在该等离子体形成箱8内设有用于流出被等离子体活化的气体的气体喷嘴10。
而且，在该等离子体形成箱8的分隔壁的外侧两侧，沿着等离子体形成箱8的高度方向以彼此相对的方式设置一对分别独立的等离子体电极12，对该两等离子体电极12之间的区域施加来自等离子体产生用的高频电源14的、例如13.56MHz的高频电力。此外，在该处理容器2的外侧也包括顶部的外侧地设有绝热材料16。而且，在该绝热材料16的内侧的侧面设有用于对上述半导体晶圆W进行加热的加热器18。而且，在该绝热材料16的外侧面包括顶部地设有屏蔽壳体20，并且，该屏蔽壳体20接地，防止高频向外部泄漏。
在这样的构成中，对上述等离子体电极12之间的区域施加高频电力时，产生等离子体。供给到等离子体形成箱8内的气体被该等离子体活化而产生活性种。由此，即使晶圆W的加热温度较低，也能够利用上述产生的活性种来促进反应等。
专利文献1：日本特开2006-049809号公报
专利文献2：日本特开2006-270016号公报
专利文献3：日本特开2007-42823号公报
专利文献4：国际公开2006/093136号公报
不过，最近，作为新技术，提出了一种利用由MEMS(MicroElectro Mechanical Systems)的微细加工技术进行组装的技术。在该MEMS技术中，存在利用微细加工技术将压力传感器、扩音器(microphone)等1个三维装置组装到小的芯片内的技术。其中，也存在组装具有转子的微细电动机那样的MEMS技术的例子。例如，在形成上述微细电动机的情况下，需要形成能够旋转的微细转子。因此，预先用氧化膜包围相当于该转子的微细的零件的整个周围地形成，并且用薄膜在该氧化膜的周边部形成用于收容上述转子的壳体。之后，通过蚀刻去除整个上述氧化膜，使壳体内空洞化。这样，完成使上述微细的转子在壳体内能自转这样的构造。
这样，将最终不残留于装置本身、在制造工序的过程中因必要而形成、之后被去除那样的薄膜称为牺牲层，在该牺牲层是氧化膜的情况下被称为牺牲氧化膜。这样的牺牲层或牺牲氧化膜在之后被去除，所以膜质特性等没有特别的问题。因此，在形成通常的栅极氧化膜、层间绝缘膜等要求高膜质特性的氧化膜等时，为了得到高的膜质特性，需要在温度比较高的高温下进行成膜处理。另一方面，为了形成这样的牺牲氧化膜，一直在开发一种在室温等低温范围内能够成膜的技术。
为了形成上述牺牲氧化膜，例如作为成膜装置，使用如在图14中说明那样的等离子处理装置，作为原料气体，使用DIPAS(二异丙基氨基硅烷)等的氨基硅烷系气体和由等离子体产生的臭氧等活性种，从而在室温程度的较低的温度下形成上述牺牲氧化膜。
可是，为了形成上述牺牲氧化膜，若使用如图14说明那样的等离子处理装置，则在每次进行批量处理时，由等离子体产生的热被蓄积在处理容器2和绝热材料16之间的空间部分，从而该空间部分充满热，结果，若连续地进行批量处理，则每次批量处理时，处理温度逐渐上升，从而产生成膜的再现性降低这样的问题。
发明内容
因此，本发明的实施例是鉴于上述情况，为了解决上述问题而形成的，提供一种新的且有用的等离子处理装置和等离子处理方法。更加详细地说，本发明的实施例提供一种等离子处理装置，在处理温度为室温程度的较低的温度范围内进行等离子处理时，能够较低地维持该处理温度而提高等离子成膜处理等等离子处理的再现性。
此外，本发明的实施例提供能够降低清洁频率而提高生产率(throughput)的等离子处理装置和等离子处理方法。
本发明的一技术方案是一种等离子处理装置，该等离子处理装置包括：筒体状的处理容器，其能够被抽真空；保持部件，其用于保持多个被处理体并插入到上述处理容器内或从上述处理容器内取出；气体供给部件，其用于向上述处理容器内供给气体；活化部件，其沿着上述处理容器的长度方向设置，利用由高频电力产生的等离子体对上述气体进行活化，该等离子处理装置用于对上述被处理体实施等离子处理，其特征在于，该等离子处理装置包括：筒体状的屏蔽壳体，其为了遮断高频而以围着上述处理容器的周围的方式设置且接地；冷却机构，其在上述等离子处理过程中用于使冷却气体沿着上述屏蔽壳体与上述处理容器之间的空间部流动。
这样，一种等离子处理装置，其用于将被保持部件保持的多个被处理体收容在筒体状的处理容器内并将所需的气体导入到筒体状的处理容器内，利用由活化部件产生的等离子体在这些被处理体上形成气体的活性种，利用该活性种对被处理体实施等离子处理，其包括：筒体状的屏蔽壳体，其为了遮断高频而以围着处理容器的周围的方式设置且接地；冷却机构，其在上述等离子处理过程中用于使冷却气体沿着屏蔽壳体与处理容器之间的空间部流动，在等离子处理过程中利用冷却机构使冷却气体沿着处理容器的外侧流动来进行冷却，因此从等离子体产生的热不会充满屏蔽壳体与处理容器之间的空间部，结果，在处理温度为室温程度的低温度范围内进行等离子处理时，能低较地维持该处理温度而提高等离子成膜处理等等离子处理的再现性。
本发明的另一技术方案的等离子处理装置，其特征在于，该等离子处理装置包括：温度测量部件，其用于对上述空间部内的气氛气体的温度进行测量；排气路径，其设于排气集管部与上述排气源之间；阀机构，其设于上述排气路径的中途，在将上述等离子处理装置维持在待命状态的状态下，以预先设定的排气流量排出上述空间部的气氛气体时的上述温度测量部件的测量温度低于预先设定的阈值温度的情况下，该阀机构在上述等离子处理时处于关闭状态。
这样，等离子处理装置还包括：温度测量部件，其用于对空间部内的气氛气体的温度进行测量；排气路径，其设于排气集管部与排气源之间；阀机构，其设于排气路径的中途，在将等离子处理装置维持在待命状态下，以预先设定的排气流量排出空间部的气氛气体时的温度测量部件的测量温度低于预先设定的阈值温度的情况下，该阀机构在等离子处理时处于关闭状态，从而能够设定例如堆积在处理容器的内壁上的不需要的膜难以剥落这样的条件。结果，能降低清洁频率，谋求生产率的提高。
本发明的再一技术方案是一种等离子处理方法，其是排出等离子处理装置的内部的气氛气体、通过供给和排出气体、能够冷却该内部地对处理对象物进行等离子处理的等离子处理方法，其包括以下步骤：在未生成等离子体的状态下，对上述等离子处理装置的上述内部的上述气氛气体的温度进行测量的步骤；在以预先设定的排气流量排出上述气氛气体时的上述测量的温度低于预先设定的第1阈值温度时，在上述等离子处理过程中，不向上述等离子处理装置的上述内部供给上述气体的步骤。
由此，能够设定例如堆积在处理容器的内壁上的不需要的膜难以剥落这样的条件。结果，能降低清洁频率，谋求生产率的提高。
而且，本发明的目的和优点的一部分记载于说明书中，一部分是从说明书的内容显而易见的。本发明的目的和优点是通过在附加的权利要求中特别指出的要素和说明书的组合来实现并达成的。上述的一般记载和下述的详细说明作为例示而进行说明，并不限定所要保护的本发明。
附图说明
图1是表示本发明的等离子处理装置的一个例子的纵剖构成图。
图2是表示等离子处理装置的横剖视图。
图3是表示屏蔽壳体和冷却机构的局部概略立体图。
图4A和图4B是表示吸气集管部的状态的分解立体图。
图5是表示排气集管部的横剖视图。
图6A和图6B是表示连续进行批量处理时的处理中的空间部的温度变化的曲线图。
图7A、7B、7C、7D是表示从图6所示的曲线图的结果求出的空间部的温度差的图。
图8是表示本发明的变形实施例1的等离子处理装置的一个例子的概略构成图。
图9是表示本发明的变形实施例1的屏蔽壳体内气氛气体与大气之间的压力差同屏蔽壳体的内部的温度之间的关系的曲线图。
图10是表示压力差是0Pa时的运行次数与微粒数以及累积膜厚之间的关系的曲线图。
图11是表示压力差是60Pa时的运行次数与微粒数以及累积膜厚之间的关系的曲线图。
图12是表示压力差是130Pa时的运行次数与微粒数以及累积膜厚之间的关系的曲线图。
图13是表示等离子处理(运行)结束后的屏蔽壳体内的温度变化的曲线图。
图14是表示以往的立式等离子处理装置的一个例子的概略示意图。
具体实施方式
以下，使用图1～图14来说明本发明的实施例。
另外，在以下的实施例中，下述附图标记典型地表示以下构成要素。22表示等离子处理装置，24表示处理容器，28表示晶圆舟皿(保持部件)，46表示第1气体供给部件，48表示第2气体供给部件，58表示活化部件，62表示等离子体形成箱，64表示等离子体电极，66表示高频电源，72表示屏蔽壳体，74表示冷却机构，76表示吸气集管部，78表示排气集管部，80表示排气源，82表示空间部，83表示工厂管道，86表示气体流通管道，88表示气体流通孔，90表示气体导入口，92表示冷却气体引导管道，98表示端板，100表示气体流通孔，102表示排气箱，104表示气体排出口，106表示排气路径，103表示阀机构，132表示流量控制阀(压力调整阀)，134表示第1开闭阀，136表示供气路径，138表示第2开闭阀，140表示温度测量部件，140A～140D表示热电偶，W表示半导体晶圆(被处理体)。
图1表示本发明的等离子处理装置的一个例子的纵剖构成图，图2表示等离子处理装置的横剖视图，图3表示屏蔽壳体和冷却机构的局部概略立体图，图4表示吸气集管部的状态的分解立体图，图5是表示排气集管部的横剖视图。
如图1和图2所示，本发明的等离子处理装置22具有沿铅垂方向设置、下端开口且具有顶部的纵长圆筒体状的处理容器24。该处理容器24整体例如由石英形成，在该处理容器24内的顶部设有石英制的顶板26，从而该处理容器24内的顶部被封闭。此外，为了提高排气特性，该处理容器24的下端部的内径设定的稍大，其下端开口。也可以使用该下端部连结有例如不锈钢制的圆筒体状的岐管的构成。
能够自上述处理容器24的下端开口部的下方使石英制的晶圆舟皿28上升而将该晶圆舟皿28插入上述处理容器24的下端开口部，或自上述处理容器24的下端开口部的下方使该晶圆舟皿28下降而取出晶圆舟皿28，该晶圆舟皿28是将多张作为被处理体的半导体晶圆W呈多层地载置的保持部件。在本实施例的情况下，在该晶圆舟皿28的支柱28A上能够以大致相等的间距多层地支承有例如50～150张左右的直径是300mm的晶圆W。
该晶圆舟皿28隔着石英制的保温筒30而载置在工作台32上，该工作台32被支承在旋转轴36上，该旋转轴36贯穿对处理容器24的下端开口进行开闭的例如不锈钢制的盖部34。而且，在该旋转轴36的贯穿盖部34的贯穿部设有例如磁性流体密封构件38，该磁性流体密封构件38能够气密地密封该旋转轴36且能够旋转地支承该旋转轴36。此外，例如由O型密封圈等构成的密封构件40介于盖部34的周边部和处理容器24的下端部之间，用于保持处理容器24内的密封性。
上述旋转轴36被安装在例如支承于舟皿升降机等升降机构(未图示)上的臂42的顶端，将晶圆舟皿28和盖部34等一体上升而插入到处理容器24内，或将晶圆舟皿28和盖部34等一体下降而从处理容器24内取出。另外，也可以将上述工作台32固定地设置在上述盖部34侧，使晶圆舟皿28不旋转地进行晶圆W的处理。而且，该处理容器24的下端部安装在例如由不锈钢形成的基板44上而被支承。
在该处理容器24的下部设有：将被等离子化的第1气体向处理容器24内供给的第1气体供给部件46；供给第2气体的第2气体供给部件48。具体而言，上述第1气体供给部件46具有向内侧贯穿上述处理容器24的下部的侧壁且向上方弯曲而延伸的、由石英管构成的第1气体喷嘴50。在该第1气体喷嘴50上，沿着其长度方向隔开规定的间隔地形成有多个(许多)气体喷射孔50A，从而形成分散形的气体喷嘴，能够从各气体喷射孔50A朝向水平方向大致均匀地喷射第1气体。
此外，同样，上述第2气体供给部件48也具有向内侧贯穿上述处理容器24的下部的侧壁且向上方弯曲而延伸的、由石英管构成的第2气体喷嘴52。在上述第2气体喷嘴52上，沿着其长度方向隔开规定的间隔地形成有多个(许多)气体喷射孔52A，从而形成分散形的气体喷嘴，能够从各气体喷射孔52A朝向水平方向大致均匀地喷射第2气体。此外，在与上述第1和第2气体喷嘴50、52连接的气体通路46A、48A的中途，分别设有控制气体流量的质量流量控制器那样的流量控制器46B、48B和开闭阀46C、48C。
另外，在此，只表示了供给第1气体和第2气体的第1气体供给部件46和第2气体供给部件48，但是在使用更多种气体的情况下，当然与之相对应地设有更多的另外的气体供给部件，例如还设有用于供给N2等吹扫气体的气体供给部件。此外，虽未图示，但是还设有供给用于去除不需要的膜的清洁气体、例如HF系气体的清洁气体供给系统。
而且，在该处理容器24的下部的侧壁形成有排气口54。而且，在该排气口54上连接有设置了压力调整阀56A、真空泵56B等的真空排气系统56，对处理容器24内的气氛气体进行抽真空，从而能维持成规定的压力。
而且，在上述处理容器24上形成有活化部件58，该活化部件58沿着该处理容器24的长度方向设置，利用由高频电力产生的等离子体使上述第1气体活化。该活化部件58主要包括：等离子体形成箱62，其是由也如图2所示那样沿着处理容器24的长度方向设置的等离子体分隔壁60划分形成的；等离子体电极64，沿着该等离子体分隔壁60的长度方向设置在该等离子体分隔壁60上；高频电源66，其与等离子体电极64相连接。
具体而言，沿着上下方向以规定的宽度切开上述处理容器24的侧壁，从而在上下方向上形成细长的开口68，从该开口68的外侧覆盖该开口68地配置截面呈コ字状的上下细长的例如石英制的上述等离子体分隔壁60，将上述等离子体分隔壁60与上述处理容器24的外壁气密地焊接接合而形成上述等离子体形成箱62。
由此，一体形成等离子体形成箱62，该等离子体形成箱62突出到该处理容器24的侧壁的外侧，截面呈コ字状凹陷，一侧朝向处理容器24内开口而与处理容器24内相连通。即，等离子体分隔壁60的内部空间成为等离子体形成区域，上述处理容器24内处于一体连通的状态。上述开口68在上下方向上形成得足够长，从而在上述处理容器24的高度方向上能够覆盖被保持在晶圆舟皿28上的所有晶圆W。而且，在上述等离子体分隔壁60的两侧壁的外侧面以彼此相对的方式设有一对上述等离子体电极64。该等离子体电极64沿着等离子体形成箱62的长度方向形成在整个等离子体形成箱62上。
而且，上述各等离子体电极64分别与供电线70相连接，该供电线70在中途设有用于谋求阻抗匹配的匹配电路71而与上述等离子体产生用的高频电源66相连接，利用该高频电力在等离子体形成箱62内形成等离子体。在此，作为上述高频电源66的频率，例如使用13.56MHz，但是不限于此，能使用4MHz～27.12MHz的范围内的频率。
而且，在上述处理容器24内向上方延伸的第1气体喷嘴50在中途向处理容器24的径向外方弯曲。位于上述等离子体形成箱62内的最内侧且最远离处理容器24的中心的部分。也就是说，沿着该最内侧的部分朝向上方立起地设置。因此，在连通高频电源66时，从上述第1气体喷嘴50的各气体喷射孔50A所喷射的第1气体在该等离子体形成箱62中被等离子体活化，朝向处理容器24的中心一边扩散一边流动。另外，上述第1气体喷嘴50也可以不贯穿处理容器24的侧壁而从等离子体分隔壁的下端部直接贯穿地设置。
此外，在处理容器24的开口68的内侧的一侧，立起地设有上述第2气体喷嘴52(参照图2)，能够从设于第2气体喷嘴52的各气体喷射孔52A朝向处理容器24的中心方向喷射第2气体。而且，在这样形成的处理容器24的外侧设有作为本发明的特征的屏蔽壳体72和在等离子处理中使冷却气体流入到屏蔽壳体72内的冷却机构74。具体而言，在上述处理容器24的外侧也包括顶部地包围周围整体地设有例如成形为圆筒状的上述屏蔽壳体72。该屏蔽壳体72由铝、不锈钢等金属构成并接地，遮断从活化部件64向外泄漏的高频而防止高频向外侧泄漏。
该屏蔽壳体72的下端部与上述基板44连接，也防止高频从该下方泄漏。该屏蔽壳体72的屏蔽值(相对导电率×相对磁导率×板厚)越高越好，例如使用SUS304(不锈钢的种类)情况下的板厚可以设定为1.5mm以上。此外，在该尺寸例如用于收容直径为300mm的晶圆W的上述处理容器24的直径为450mm左右的情况下，上述屏蔽壳体72的直径是600mm左右。
而且，安装在该屏蔽壳体72上的上述冷却机构74由吸气集管部76和排气集管部78构成，该吸气集管部76设于作为该屏蔽壳体72的一端的下端部，用于吸入冷却气体；该排气集管部78设于作为屏蔽壳体72的另一端的上端部，用于排出屏蔽壳体72内的气氛气体，如箭头84所示，冷却气体沿着上述屏蔽壳体72和处理容器24之间的空间部82流动。而且，该排气集管部78与排气源80相连接。该排气源80在此由对包括设置在清洁室内的该等离子处理装置22的各装置内进行排气的工厂管道83构成，在该工厂管道83下游侧设有大型的排气叶片(未图示)，从而对整个工厂内进行排气。
也如图3和图4所示，上述排气集管部78包括：气体流通管道86，其沿着上述屏蔽壳体72的侧壁的周向设于该屏蔽壳体72的侧壁上；气体流通孔88，其沿着上述屏蔽壳体72的侧壁的周向以规定的间隔均匀地形成在该屏蔽壳体72的侧壁上；气体导入口90，其设于上述气体流通管道86，用于将冷却气体吸入上述屏蔽壳体72中。上述气体流通管道86在此被成形为截面呈大致长方形状，以呈环状围绕屏蔽壳体72的下端部的周围的方式设置。
而且，在该气体流通管道86的顶部86A上，沿上述屏蔽壳体72的径向相对配置地形成有一对(两个)上述气体导入口90。上述气体流通孔88在此沿着屏蔽壳体72的周向被成形为长方形状，作为整体等间隔地配置有4个气体流通孔88。所以，从上述两个气体导入口90吸入到气体流通管道86内的冷却气体一边沿着该气体流通管道86内流动，一边从上述长方形状的气体流通孔88向屏蔽壳体72内流入。
在该情况下，为了使冷却气体均匀流动，优选在相邻的气体流通孔88之间的中央部设置上述气体导入口90。该气体流通孔88的数量不限于4个，既可以是两个，或也可以设置更多，还可以呈冲孔金属(punching metal)状地形成为环状。此外，为了提高高频的屏蔽效果，也可以在上述气体流通孔88上安装冲孔金属件。
而且，在此，以与上述两个气体导入口90连接的方式设有半圆弧形的冷却气体引导管道92。在该冷却气体引导管道92的中央部设有气体入口94，并且，在其两端侧分别形成有与上述各气体导入口90连通的开口96。在此，在清洁室内始终被维持在23～27℃左右的清洁空气用作冷却气体，所以，由从上述气体导入口90导入的清洁空气构成的冷却气体在上述冷却气体引导管道92内流动，经由开口96和气体导入口90，在环状的气体流通管道86内分成两个方向流动，自上述气体流通孔88流入屏蔽壳体72内。实际上，在上述气体入口94上连接有未图示的供气路径，从该供气路径导入与清洁室内相同的温度的清洁空气。
另外，也可以不设置上述冷却气体引导管道92，自两个气体导入口90直接吸入作为冷却气体的清洁室内的清洁空气，该气体导入口90的数量也可以设置得更多。
另一方面，也如图3和图5所示，设在上述屏蔽壳体72的上端部的排气集管部78包括：气体流通孔100，其形成在堵住屏蔽壳体72的端面的端板98上；箱状的排气箱102，其以围绕并覆盖该气体流通孔100的方式设置；气体排气口104，其设于该排气箱102上；排气路径106，其与该气体排气口104连接并与作为上述排气源80的工厂管道83(参照图1)相连接。
上述端板98作为屏蔽壳体72的顶板而发挥作用，该端板98也由对高频具有屏蔽机能的金属板例如不锈钢形成。形成在该端板98的气体流通孔100在此是将多个直径小的冲孔100A排列而形成的，使从下方上升来的冷却气体通过冲孔100A向上方流动，并且提高对高频的屏蔽性。即，在此作为端板98，能使用中央部侧形成有多个孔的冲孔金属件。在该情况下，也可以将该气体流通孔100形成为大孔径的1个孔。也可以在该大孔径的气体流通孔100上安装冲孔金属件。
上述排气箱102在此被成形为大致正四边形状，还在其内侧以围绕上述气体流通孔100的方式设有一边与上述排气箱102的侧壁共用的呈倒“コ”字状的分隔壁108。而且，在该分隔壁108的相对面上形成有一对流通孔110，并且该流通孔110经由形成在上述排气箱102的壁面和上述分隔壁108之间的流路112与上述气体排气口104相连通。
因此，上述的经由上述多个冲孔100A流出的冷却气体经由设于分隔壁108上的一对流通孔110在流路112内流动，进而从气体排气口104朝向工厂管道83侧流动。另外，上述排气箱102的形状不限于长方形状，例如也可以成形为圆形，还可以使分隔壁108的形状成形为圆形。另外，也可以不将气体排气口104设于排气箱102的侧壁，而将该气体排气口104设于排气箱102的顶部，使冷却气体向上方排出。此外，在上述排气路径106上设有流量控制阀113，能控制排气流量。
然后，返回到图1，利用例如由计算机等构成的装置控制部114，进行该等离子处理装置22的动作整体的控制，例如开始供给气体和停止供给气体、设定高频电源66的电力、设定该等离子处理装置22的连通-断开状态、处理压力等。此外，该装置控制部114具有例如软盘、CD(Compact  Disc)、硬盘、闪存或DVD等存储介质116，该存储介质116存储有用于控制上述各种气体的供给和停止供给、控制高频的连通-断开和控制装置整体的动作的、能读取到计算机中的程序。
接着，作为使用以上那样构成的等离子处理装置来进行的等离子处理，以在室温附近进行等离子体的成膜方法的情况为例来进行说明。具体而言，在此，作为成膜处理，以将氧用作第1气体、将氨基硅烷系气体用作第2气体而在室温附近形成牺牲氧化膜的情况为例来进行说明。另外，作为氨基硅烷系气体能使用先前说明的DIPAS。
首先，如图1和图2所示，使载置有常温的多张例如50～150张300mm尺寸的晶圆W的状态的晶圆舟皿28自室温例如23～27℃左右的处理容器24的下方上升到该处理容器24内来进行装载，通过用盖部34封闭处理容器24的下端开口部而对容器内进行封闭。
而且，对处理容器24内抽真空而维持在规定的处理压力，分别从第1气体供给部件46和第2气体供给部件48一边对上述第1气体和第2气体进行流量控制一边供给上述第1气体和第2气体。与此同时连通高频电源(RF电源)66，在活化部件58的等离子体形成箱62内产生等离子体。
具体而言，作为第1气体的氧气从第1气体喷嘴50的各气体喷射孔50A向水平方向喷射，此外，作为第2气体的氨基硅烷系气体从第2气体喷嘴52的各气体喷射孔52A向水平方向喷射。而且，氧气被形成在等离子体形成箱62内的等离子体活化而制成臭氧等活性种，该活性种与上述氨基硅烷系气体反应，在晶圆W的表面上形成牺牲氧化膜。
另一方面，在进行这样的等离子成膜处理期间，由上述等离子体产生的热有逐渐充满覆盖在上述处理容器24的外侧的高频遮断用的屏蔽壳体72内的倾向。但是，在本发明中，该屏蔽壳体72内被在冷却机构74的作用下而流动的冷却气体冷却，所以能够抑制处理容器24、晶圆W的温度上升而将处理容器24、晶圆W的温度维持在室温程度。
即，该屏蔽壳体72内的气氛气体与作为排气源80的工厂管道83连通从而被排气，所以始终为减压气氛气体。因此，被维持在设有该等离子处理装置22的清洁室内的23～27℃左右的清洁空气从设于屏蔽壳体72的下部的气体导入口94，如箭头120(参照图1和图3)所示那样作为冷却气体被吸入到冷却气体引导管道92内，并在其中流动，该冷却气体经由设于圆弧形状的冷却气体引导管道92的两端的各开口96和气体导入口90而如箭头122(参照图3)所示那样被吸入到排气集管部78的气体流通管道86内。该冷却气体在环状的气体流通管道86内分成两个方向流动，自所设有的4个上述气体流通孔88流入到屏蔽壳体72内。
如箭头84(参照图1)所示那样，流入到该屏蔽壳体72内的冷却气体在该屏蔽壳体72和处理容器24之间的空间部82内上升地流动，此时，对由于等离子体产生的热而处于升温倾向的处理容器24的侧壁进行冷却，并且，输送充满该空间部82内的由等离子体产生的热并排出。该冷却气体的上升流产生在处理容器24的大致整个圆周。
在该屏蔽壳体72内上升地流动的冷却气体经由排气集管部78的气体流通孔100的各冲孔100A而以汇合的方式流入到排气箱102内，进而如箭头124(参照图5)所示，该冷却气体经由设于分隔壁108的一对各流通孔110而在排气箱102和分隔壁108之间的流路112内流动，进而自气体排气口104经由排气路径106流向工厂管道83侧。
这样，因为屏蔽壳体72内被冷却，所以能够抑制处理容器24、晶圆W的温度上升从而将处理容器24、晶圆W的温度维持在室温程度。此外，在本实施例中，1次批量处理结束而进行下一次批量处理时，屏蔽壳体72内也不会处于充满热的状态，所以能抑制处理容器24、晶圆W的温度上升从而将处理容器24、晶圆W的温度维持在室温程度，能较高地维持等离子处理的再现性。换句话说，即使一次连续对多张晶圆W进行等离子处理的批量处理，也能够像上述那样使流冷却气体流入到屏蔽壳体72内而排出充满空间部82的热，并且，对处理容器24和晶圆W进行冷却从而将处理容器24、晶圆W的温度维持在室温程度，所以能较高地维持等离子处理(成膜处理)的再现性。
这样，根据本发明的本实施例，一种等离子处理装置22用于将由保持部件28保持的多个被处理体例如半导体晶圆W收容在筒体状处理容器24内，导入所需的气体，利用由活化部件58产生的等离子体在上述被处理体上形成气体的活性种，利用该活性种对被处理体实施等离子处理，其中，包括：筒体状的屏蔽壳体72，其为了遮断高频而以包围处理容器24的周围的方式设置且接地；冷却机构74，其在等离子处理过程中用于使冷却气体沿着屏蔽壳体72和处理容器24之间的空间部82流动，在等离子处理过程中利用冷却机构74使冷却气体沿着处理容器24的外侧流动来进行冷却，所以防止从等离子体产生的热充满屏蔽壳体72与处理容器24之间的空间部82，结果，在处理温度为室温程度的低温度范围内进行等离子处理时，能较低地维持该处理温度而提高等离子成膜处理等等离子处理的再现性。
本发明的实施例的冷却机构的评价
接着，对使用设有上述这样的冷却机构74的本发明的本实施例的等离子处理装置来连续地进行多次等离子体的批量处理时的形成在处理容器24和屏蔽壳体72之间的空间部82的温度变化进行测量，所以对其的评价结果进行说明。在此，为了比较，在具有图14所示这样的圆筒体状的带绝热材料的加热器(加热器本身不能驱动)的以往的等离子处理装置中也进行等离子体的批量处理，也对其结果进行说明。
在此的处理，在1次的批量处理中对117张晶圆进行了60分钟的等离子成膜处理，连续地进行7次(从第1次到第7次)该批量处理。图6A和6B表示连续地进行批量处理时的处理中的空间部的温度变化的曲线图，图6A表示以往的等离子处理装置的情况，图6B表示本发明的本实施例的等离子处理装置的情况。在此，在图6B所示的本发明的本实施例的等离子处理装置中，将屏蔽壳体内的排气流量设定为0.55m3/min。
图7A、7B、7C、7D是表示从图6A和6B所示的曲线图的结果求出的空间部的温度差的图。另外，在此，将改变3种排气流量时的实验结果一并进行记载。此外，在此，将多层地支承在晶圆舟皿上的晶圆沿高度方向分成4个区域，与位于最上层的区域相对应的空间部的温度表示为“TOP”(最高)，与“TOP”之下的区域相对应的空间部的温度表示为“T-C”(中高)，与“T-C”之下的区域相对应的空间部的温度表示为“C-B”(中低)，与位于最下层的区域相对应的空间部的温度表示为“BTM”(最低)。上述各温度由配置在空间部82中的热电偶测量。此外，在所有的处理中，开始处理时的空间部82的温度是27℃。
如图6A所示可知，在以往的等离子处理装置的情况下，“TOP”、“T-C”、“C-B”和“BTM”的所有区域的空间部的温度在第1次～第7次每次反复进行批量处理时的空间部的温度从27～28℃逐渐上升，最终上升到40～46℃左右，再现性差。具体而言，如图7A所示，空间部的最大值(Max)和最小值(Min)之间的温度差(Δ)如下所述：“TOP”是18.5℃，“T-C”是16.5℃，“C-B”是13.6℃，“BTM”是10.7℃，在批量处理之间空间部的温度变动较大，所以不好。
相对于此，如图6B所示可知，在本发明的情况下，“TOP”、“T-C”、“C-B”和“BTM”的所有区域的空间部的温度在第1次～第7次大致处在27～30℃的范围内，即使连续地进行批量处理，空间部的温度也不会上升，能稳定地维持该空间部的温度，所以能提高等离子处理的再现性。
图7C是表示该图6B所示的实验的空间部的温度的最大值(Max)与最小值(Min)之间的温度差(Δ)的图，“TOP”、“T-C”、“C-B”和“BTM”分别是3.6℃、1.9℃、1.4℃、1.2℃，所有区域的温度差非常小，与以往的装置例比较，本发明的本实施例能够得到非常良好的结果。此外，使用本发明的本实施例的等离子处理装置，仅将排气流量分别改变为0.35m3/min和0.72m3/min，图7B和图7D分别表示进行了与在图6B中说明的实验同样的实验时的结果。
由此，“TOP”、“T-C”、“C-B”和“BTM”的空间部的各温度在图7B和图7D所示的情况下，也没有自作为设定温度的27℃产生多大程度的变化，充分地显示了良好的结果，此外，温度差(Δ)在图7B的情况下也是5.2℃、3.9℃、2.2℃、1.4℃，此外，温度差(Δ)在图7D的情况是3.0℃、1.7℃、1.5℃、1.2℃，均表示良好的结果，由此可知，能提高等离子处理的再现性。
在该情况下，如图7B所示，将排气流量减小为0.35m3/min的情况下，“TOP”、“T-C”的空间部的各温度上升到32.5℃、31.1℃，因为处在设定温度的27℃的±6℃的范围内，所以得到充分耐实用的结果。
变形实施例1
接着，说明本发明的变形实施例1。在上述实施例中，在成膜处理过程中，必须使用冷却机构74来使冷却气体向屏蔽壳体72内的空间部82流动，但是有时也可以根据设置该等离子处理装置22的环境、例如清洁室内的温度环境等不同，从提高生产率的观点出发，不使冷却气体流动。具体而言，在反复进行成膜处理时，因剥落而成为微粒的原因的不需要的膜累积而堆积在处理容器24的内壁上，一般来说，在该不需要的膜剥落之前，用清洁气体定期或不定期地进行去除上述不需要的膜的清洁操作。
在去除该不需要的膜的清洁操作中，对例如堆积在处理容器24的侧壁上的上述不需要的膜的累积膜厚进行管理，在每次该膜厚达到预定的基准的厚度例如1～20μm左右的范围内的预定的基准值时进行清洁操作。在该情况下，由本发明的发明人确认到，取决于成膜时的处理容器24的温度，堆积在处理容器24的内壁上的不需要的膜的膜质微妙地变化，例如有时在累积膜厚达到基准值之前不需要的膜容易剥落。该基准值由成膜的膜种、处理条件等预先确定。
具体而言，可知，使冷却机构74动作而使处理容器24的侧壁的温度降低过多时，随着温度下降，不需要的膜容易剥落，即使累积膜厚在预定的基准值以下，不需要的膜也开始剥落，形成微粒产生的现象。因此，在该本发明的变形实施例1中，取决于等离子处理装置22的设置环境，决定是否使冷却机构74动作。
图8是表示本发明的变形实施例1的等离子处理装置的一个例子的概略构成图。在图8中，基本的构成除了以下说明点之外和先前参照图1～图5说明的等离子处理装置相同。对与在图1～图5中说明的构成相同的构成部分标注相同的附图标记，省略其说明。
在此，在将上述冷却机构74的排气集管部78的气体排气口104和排气源80连通的排气路径106的中途设有阀机构130。该阀机构130由蝶形阀那样的流量控制阀132和第1开闭阀134串联设置而构成。此外，在设于冷却机构74的吸气集管部76上的冷却气体引导管道92的气体入口94连接有供气路径136，在该供气路径136的中途设有第2开闭阀138。在该供气路径136中，与清洁室内大致相同的温度的清洁空气作为冷却气体像箭头120那样被吸入。另外，也可以不设置该供气路径136，使气体入口94朝向清洁室内开放。
此外，在形成于处理容器24和屏蔽壳体72之间的空间部82中设有用于测量该空间部82内的气氛气体的温度的温度测量部件140。具体而言，该温度测量部件140由从屏蔽壳体72的侧壁朝向内侧稍微延伸的多个例如4个热电偶140A、140B、140C、140D构成。该4个热电偶140A～140D与处理容器24内的晶圆W的收容区域相对应而沿该收容区域的高度方向大致等间隔地配置。
即，热电偶140A被配置在最上层，下一个热电偶140B被配置在热电偶140A的下方，下一个热电偶140C被配置在热电偶140B的下方，最下层的热电偶140D被配置在热电偶140C的下方。所以，这些热电偶140A～140D从其上方朝向下方与“TOP”(最高)、“T-C”(中高)、“C-B”(中低)和“BTM”(最低)相对应。而且，这些各热电偶140A～140D的各输出例如输入装置控制部114。此外，在上述空间部82中设有求出该空间部28内的压力与清洁室内的压力之差的压差计150，压差的输出例如输入上述装置控制部114。
因此，在这样构成的本变形实施例1中，将该等离子处理装置维持在待命状态的状态下以预定的排气流量对上述空间部82的气氛气体进行排气时的上述温度测量部件140的测量温度低于预定的阈值温度的情况下，在等离子处理时以关闭上述阀机构130的状态进行。该阀机构130的动作，既可以由装置控制部114控制，也可以操作者用手动进行操作。
具体而言，如上所述那样取决于成膜的等离子处理时的处理容器24的温度，附着在容器内壁上的不需要的膜的附着强度微妙地变化，所以使冷却机构74动作而使冷却气体流动时，取决于等离子处理装置22的设置环境，有时容易剥落的不需要的膜产生附着。例如在作为冷却气体而使用的清洁室内的气氛气体的温度较高的情况下，被吸入的冷却气体的温度也高，所以即使等离子处理时使冷却机构74动作而使冷却气体流动，处理容器24也不会被过度地冷却，所以，不需要的膜在难以剥落的状态下附着。
相对于此，在作为冷却气体而使用的清洁室内的气氛气体的温度较低的情况下，因为被吸入的冷却气体的温度也较低，所以在等离子处理时，使冷却机构74动作而使冷却气体流动时，处理容器24被过度地冷却，所以，不需要的膜以容易剥落的状态附着。
在该情况下，在处理容器24的内壁上特别容易产生微粒的部分是被等离子体激烈地冲击的等离子体形成箱62内，但是为了检测该部分的温度而配置热电偶时，因为在等离子体形成箱62的附近配置有高频电极，所以成为产生异常放电的原因，所以不现实。
因此，在本变形实施例1中，处理容器24的侧壁被冷却气体冷却，在冷却气体通过该空间部82内时，求出对处理容器24的侧壁进行过度地冷却这样的气氛气体温度，在处理容器24的侧壁处于被过度地冷却这样的状态时，使动作冷却机构74不动作，使冷却气体的流动停止。
而且，为了实现上述操作，在此，在等离子处理装置22处于待命时，使冷却气体流动到空间部82内，以此时的空间部82内的气氛气体温度为基准来决定在用于成膜的等离子处理时是否使冷却气体流动。具体而言，在将等离子处理装置22维持在待命状态的状态下，以预定的排气流量例如与大气的压力差为-100Pa左右的排气流量对空间部82内进行排气时的温度测量部件140即热电偶140A～140D的测量温度低于预定的阈值温度例如低于33℃的情况下，在上述成膜用的等离子处理时，阀机构130的第1开闭阀134处于关闭状态，冷却气体不在空间部82内流动。即，冷却机构74不动作。
相反，在上述测量温度为33℃以上的情况下，上述阀机构130的第1开闭阀134处于打开状态，使冷却气体流动。即，使冷却机构74动作。此外，优选使上述第1开闭阀134的开闭和第2开闭阀138的开闭联动地进行。在此，上述阈值温度为33℃，作为成膜气体的氨基硅烷系气体例如使用DIPAS。
基本上在清洁室内设置等离子处理装置22时实现待命状态而如上所述那样决定这样的第1和第2开闭阀134、138的开闭。之后，上述第1和第2开闭阀134、138基本上被固定在打开状态或关闭状态的状态下，反复进行成膜用的等离子处理、清洁处理。根据清洁时的条件不同，也时也在清洁处理时使冷却气体流动。另外，由于维护等而设定环境改变的情况下，再一次如上所述那样决定冷却机构74的动作。
此外，所谓上述待命状态是指如下状态：接通装置本身的电源，各种布线类的加热器等处于连通状态，但活化部件58处于断开状态而未形成等离子体，处理容器24的温度不变动的稳定的状态，例如是指接通装置电源后经过一日以上的状态、成膜的处理(运行)结束后例如经过大约7小时以上的状态。
验证实验
接着，对上述变形实施例1进行了验证实验，说明其内容。图9是表示本发明的变形实施例1的屏蔽壳体内气氛气体与大气的压力差和屏蔽壳体的内部的温度之间的关系的曲线图，图10是表示压力差为0Pa时的运行次数与微粒数以及累积膜厚之间的关系的曲线图，图11是表示压力差为60Pa时的运行次数与微粒数以及累积膜厚之间的关系的曲线图，图12是表示压力差为130Pa时的运行次数与微粒数以及累积膜厚之间的关系的曲线图，图13是表示等离子处理(运行)结束后的屏蔽壳体内的温度变化的曲线图。在此，上述压力差在0～-250Pa变化，在其中的多个部位进行等离子成膜处理并进行微粒的评价。
此时，在压力差为0Pa的情况下，使第1和第2开闭阀134、138均处于关闭状态，使冷却气体在空间部82内不流动，在压力差为0Pa以外，使第1和第2开闭阀134、138均处于打开状态，而且通过适宜调整阀机构130的流量控制阀132的阀开度而使压力差变化。因此，图9的横轴的压力差与排气流量相对应。即，压力差小时冷却气体的排气流量少，随着压力差增大，冷却气体的排气流量逐步变大。
在图9所示的曲线图中，曲线A表示图8中的TOP的热电偶104A的温度，曲线B表示图8中的CTP的热电偶104B的温度，曲线C表示图8中的CBT的热电偶104C的温度，曲线D表示图8中的BTM的热电偶104D的温度。此外，曲线X1表示图8中的处理容器24的点X1的位置的温度，曲线X2表示处理容器24的点X2的位置的温度。此外，此时设置有等离子处理装置22的清洁室内的温度是23～24℃左右。
从图9所示的曲线图明确可知，冷却气体不流动的压力差为0Pa时，在所有的温度测量部位中温度最高。例如以曲线X1、X2所示的各点X1、X2的温度是44～45℃左右，以曲线A～D所示的各热电偶140A～140D的温度是35～39℃左右。而且，随着压力差逐渐变大，即，随着排气流量增加，各温度逐渐降低。
在此，在压力差为0Pa、-2Pa、-50Pa、-60Pa、-100Pa、-130Pa、-250Pa的各点，分别进行多次成膜处理并进行微粒的评价。结果，压力差为0Pa时，即使累积膜厚为基准值以上，微粒数也为上限值50个以下，是合格的，但是除此以外的压力差为-2Pa～-250Pa的所有情况下，累积膜厚小于基准值的值时，微粒数就达到上限值50个，是不合格的。即，即使是压力差仅仅为-2Pa程度那样微小的量的冷却气体在空间部流动，此时产生的微小的温度降低也能够产生不良影响，在累积膜厚达到基准值之前微粒数就成为50个。
结果可知，利用在此的设置环境，使冷却机构74不动作，即，需要不使冷却气体流动来进行成膜的等离子处理。图10～图12的曲线图表示此时的一部分结果，图10表示压力差为0Pa时，图11表示压力差为60Pa时，图12表示压力差为130Pa时。在各图中，左侧纵轴表示微粒数(柱状图)，右侧纵轴表示累积膜厚(折线图)。
此外，运行1次表示1次批量处理，在各次运行中，在TOP(最高)，CTR(中间)、BTM(最低)的各晶圆位置测量微粒，用上述顺序以柱状图表示微粒的计数。此外，在此，微粒数的上限值设定为50个，累积膜厚的基准值如上所述那样预定为在1～20μm左右范围内的规定的值。结果可知，在图10所示的压力差为0Pa的情况下，运行1～22次，即使如上所述那样累积膜厚达到基准值，微粒数也没达到上限值50个，能够得到最佳的结果。
相对于此，在图11所示的压力差为60Pa的情况下，累积膜厚低于基准值的点P 1处(运行22次)，达到微粒数50个的上限值，所以不佳。此外，在图12所示的压力差为130Pa的情况下，在累积膜厚小于基准值且比上述点P1还薄的点P2处(运行22次)，达到微粒数50个的上限值，所以不佳。可以理解为，通过这样使上述压力差变小，微粒的增加量逐渐减小。此外，如上所述可知，利用在此的设置环境使冷却机构74不工作，即，需要使冷却气体不流动来进行成膜的等离子处理。
在此，说明上述压力差和排气流量的关系。上述空间部82的容积(屏蔽壳体72的容积-处理容器24的外壳的体积)是250升左右，冷却气体在该空间部82内流动时，通过预先调整流量控制阀132的阀开度而设定为-40～-100Pa的范围内的压力差。此时，在压力差为-40Pa的情况下，排气流量是0.45m3/min左右，在压力差是-100Pa的情况下，排气流量是0.70m3/min左右。该排气流量能够根据设有等离子处理装置的清洁室任意决定。而且，实际上在清洁室中设置等离子处理装置时，使用流量控制阀132，将上述压力差预先设定在-40～100Pa范围内，换句话说，将排气流量预先设定在0.45～0.70m3/min左右的范围内的任意排气流量。
在此，对在上述验证实验中微粒合格的压力差为0Pa时的待命时的条件进行研究。图13是表示进行了1次成膜用的等离子处理(运行)后的待命状态时的各部分的温度曲线图。在图13中，曲线A～D、X1、X2与在图9说明的情况相同，曲线A表示图8中的TOP的热电偶104A的温度，曲线B表示图8中的CTP的热电偶104B的温度，曲线C表示图8中的CBT的热电偶104C的温度，曲线D表示图8中的BTM的热电偶104D的温度。此外，曲线X1表示图8中的处理容器24的点X1的位置的温度，曲线X2表示处理容器24的点X2的位置的温度。在此，室温设定为23～24℃，不进行屏蔽壳体72内的空间部82的排气，压力差为0Pa。
如图13所示，1次运行在2小时24分钟结束时，各部分的温度逐渐降低。而且，运行结束后，经过大约7小时，9小时24分钟以后，各部分的温度大致稳定，处于待命状态。在这种情况下，各热电偶140A～140D的温度稳定在大致33～34℃的范围内。即，若待命时热电偶140A～140D的测量温度是33℃以上，则即使用该等离子处理装置来进行等离子处理(排气流量＝0的状态)，也能清除(clear)用于清除微粒数的上限值为50个的累积膜厚的基准值的条件。
换句话说，在待命状态时，以用上述流量控制阀132预先设定的排气流量使冷却气体在空间部82内流动的状态下，若上述各热电偶140A～140D的测量温度是33℃以上，则在成膜用的等离子处理时，优选使冷却机构74动作，即，使第1和第2开闭阀134、138均处于打开状态而使冷却气体流动来冷却处理容器24。
在这种情况下，从抑制微粒产生的这种观点出发，也可以不使冷却气体流动，但是不使冷却气体流动时，处理容器的温度对应地上升。而且，若温度过度上升，则有时难以在经常进行的清洁时去除附着在容器内壁上的不需要的膜。所以，优选如上所述那样使冷却气体流动。
这样，根据本发明的变形实施例1，还包括：温度测量部件，其用于测量空间部内的气氛气体的温度；排气路径，其设于排气集管部和排气源之间；阀机构，其设于排气路径的中途，在将等离子处理装置维持在待命状态的状态下以预先设定的排气流量对空间部的气氛气体进行排气时(对空间部的气氛气体进行排气，以使空间部和清洁室内的大气的压力差成为预先设定的设定值时)的温度测量部件的测量温度低于预定的阈值温度的情况下，该阀机构在等离子处理时处于关闭状态，由此，能够设定例如堆积在处理容器的内壁上的不需要的膜难以剥落这样的条件。其结果，清洁频率降低，能谋求生产率的提高。
此外，根据本发明的等离子处理方法，能够设定例如堆积在处理容器的内壁上的不需要的膜难以剥落这样的条件。结果，清洁频率降低，能谋求生产率的提高。
另外，仅表示上述的累积膜厚的基准值、微粒数的上限值为50个的一个例子，当然不限于此。此外，在上述实施例中，作为温度测量部件140而设有4个热电偶140A～140D，但是不限于此，只要至少设有1个即可，优选设有两个以上。
此外，在上述各实施例中，作为对排气屏蔽壳体72内的气氛气体进行排气的排气源80，使用了始终进行吸引的工厂管道83，但是也可以取而代之，或作为为了更强力地排气而在排气路径106上付加的排气源80，通过设有排气泵而在等离子处理过程中驱动排气泵。
此外，在此，排气集管部78使用了排气箱102等，但是也可以取而代之，作为排气箱102，在屏蔽壳体72的上端部设有与吸气集管部76相同的构造的气体流通管道86、气体流通孔88、气体导入口90(用作气体排气口104)等。
此外，在此，以作为常温(室温)的等离子处理而形成牺牲氧化膜的情况为例来进行了说明，但是当然不限于此，能够将本发明应用于不需要加热器而在室温程度(23～27℃左右)的条件下进行的所有等离子处理。此外，在此，在处理容器24的下端部上设有吸气集管部76、在上端部上设有排气集管部78的屏蔽壳体72内，使冷却气体从下方朝向上方流动，但是不限于此，也可以在处理容器24的上端部上设有吸气集管部76、在下端部上设有排气集管部78而使冷却气体在屏蔽壳体72内从上方朝向下方流动。
此外，在此，作为供气侧的冷却气体，使用了清洁室侧的清洁气体，但是为了提高控制性，也可以在供气路径136的中途设有冷却装置等温度控制器，将被导入到空间部82内的冷却气体的温度维持在恒定的温度。此外，在此，以处理容器24沿铅垂方向立起设置的立式等离子处理装置为例进行了说明，但是不限于此，本发明也能够应用于将处理容器横向设置的卧式等离子处理装置。
此外，在此，作为被处理体以半导体晶圆为例进行了说明，但是该半导体晶圆还包括GaAS、SiC、GaN等的化合物半导体基板、硅基板，而且不限于这些基板，本发明也能够应用于液晶显示装置用的玻璃基板、陶瓷基板等。
根据本发明的等离子处理装置和等离子处理方法，能发挥以下那样优异的作用效果。
一种等离子处理装置，其用于将由保持部件保持的多个被处理体收容在筒体状的处理容器内，导入所需的气体，利用由活化部件产生的等离子体在这些被处理体上形成气体的活性种，利用该活性种对被处理体实施等离子处理，其中包括：筒体状的屏蔽壳体，其为了遮断高频而包围处理容器的周围地设置且接地；冷却机构，其在上述等离子处理中用于使冷却气体沿着屏蔽壳体与处理容器之间的空间部流动，在等离子处理过程中利用冷却机构使冷却气体沿着处理容器的外侧流动来进行冷却，所以防止从等离子体产生的热充满屏蔽壳体和处理容器之间的空间部，结果，在处理温度为室温程度的低温度范围内进行等离子处理时，能低较地维持其处理温度来提高等离子成膜处理等等离子处理的再现性。
等离子处理装置还包括：温度测量部件，其用于测量空间部内的气氛气体的温度；排气路径，其设于排气集管部和排气源之间；阀机构，其设于排气路径的中途，在将等离子处理装置维持在待命状态的状态下以预先设定的排气流量对空间部的气氛气体进行排气时的温度测量部件的测量温度低于预定的阈值温度的情况下，该阀机构在等离子处理时处于关闭状态，由此，能够设定例如堆积在处理容器的内壁上的不需要的膜难以剥落这样的条件。结果，清洁频率降低，能谋求生产率的提高。
根据本发明的等离子处理方法，能够设定例如堆积在处理容器的内壁上的不需要的膜难以剥落这样的条件。结果，清洁频率降低，能谋求生产率的提高。
以上，基于各实施方式进行本发明的说明用于详尽地说明来促进对发明的理解，更有助于进一步推进技术。因此，在实施方式中所述的要素不限定本发明。此外，实施方式的例示不意味着本发明的优缺点。在实施方式中详细地记载了发明，但是，在不脱离发明的主旨的范围内可以进行各种的变更、置换、改变。
关联申请的互相参照
本申请以2009年5月1日提交的日本国特愿2009-112319号和2010年2月24日提交的日本国特愿2010-039446号作为主张优先权的基础申请，在此，以上述申请为基础主张优先权，并且，参照其整个内容，从而援引其整个内容。

Claims (20)

1.一种等离子处理装置，其包括：
筒体状的处理容器，其能够被抽真空；
保持部件，其用于保持多个被处理体并插入到上述处理容器内或从上述处理容器内取出；
气体供给部件，其用于向上述处理容器内供给气体；
活化部件，其沿着上述处理容器的长度方向设置，利用由高频电力产生的等离子体对上述气体进行活化，
该等离子处理装置用于对上述被处理体实施等离子处理，其特征在于，其包括：
筒体状的屏蔽壳体，其为了遮断高频而以包围上述处理容器的周围的方式设置且接地；
冷却机构，其在上述等离子处理过程中用于使冷却气体沿着上述屏蔽壳体与上述处理容器之间的空间部流动。
2.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，
上述冷却机构包括：
吸气集管部，其设于上述屏蔽壳体的一端，用于吸入上述冷却气体；
排气集管部，其设于上述屏蔽壳体的另一端，其与排气源连接，用于排出上述屏蔽壳体内的气氛气体。
3.根据权利要求2所述的等离子处理装置，其特征在于，
上述排气源是用于排出装置内的气氛气体的管道，是设置有上述等离子处理装置的工厂管道。
4.根据权利要求2所述的等离子处理装置，其特征在于，
上述排气源是排气泵。
5.根据权利要求2所述的等离子处理装置，其特征在于，
上述吸气集管部包括：
气体流通管道，其沿着上述屏蔽壳体的侧壁的周向设于该屏蔽壳体的侧壁上；
气体流通孔，其沿着上述屏蔽壳体的侧壁的周向以规定的间隔形成在该屏蔽壳体的侧壁上，用于将上述气体流通管道和上述屏蔽壳体内连通；
气体导入口，其设于上述气体流通管道，用于吸入上述冷却气体。
6.根据权利要求5所述的等离子处理装置，其特征在于，
在上述气体流通孔中安装有形成有多个孔的冲孔金属件。
7.根据权利要求2所述的等离子处理装置，其特征在于，
上述排气集管部包括：
气体流通孔，其形成在堵住上述屏蔽壳体的端面的端板上；
箱状的排气箱，其以围绕并覆盖该气体流通孔的方式设置；
气体排气口，其设于该排气箱上；
排气路径，其与该气体排气口连接而与上述排气源相连通。
8.根据权利要求7所述的等离子处理装置，其特征在于，
在上述气体流通孔中安装有形成有多个孔的冲孔金属件。
9.根据权利要求2所述的等离子处理装置，其特征在于，
上述冷却气体是作为设置有上述等离子处理装置的工厂的清洁室内的气氛气体。
10.根据权利要求2所述的等离子处理装置，其特征在于，
上述处理容器沿铅垂方向呈纵长地设置。
11.根据权利要求10所述的等离子处理装置，其特征在于，
上述吸气集管部设于上述屏蔽壳体的下端部，上述排气集管部设于上述屏蔽壳体的上端部。
12.根据权利要求10所述的等离子处理装置，其特征在于，
上述吸气集管部设于上述屏蔽壳体的上端部，上述排气集管部设于上述屏蔽壳体的下端部。
13.根据权利要求2所述的等离子处理装置，其特征在于，
该等离子处理装置包括：
温度测量部件，其用于对上述空间部内的气氛气体的温度进行测量；
排气路径，其设于上述排气集管部与上述排气源之间；
阀机构，其设在上述排气路径的中途，在将上述等离子处理装置维持在待命状态的状态下，以预先设定的排气流量排出上述空间部的气氛气体时的上述温度测量部件的测量温度低于预先设定的阈值温度的情况下，该阀机构在上述等离子处理时处于关闭状态。
14.根据权利要求13所述的等离子处理装置，其特征在于，
上述阀机构包括压力调整阀和开闭阀。
15.根据权利要求13所述的等离子处理装置，其特征在于，
在上述吸气集管部连接有供气路径，在该供气路径的中途设有开闭阀，在将上述等离子处理装置维持在待命状态的状态下，以预先设定的排气流量排出上述空间部的气氛气体时的上述温度测量部件的测量温度低于预先设定的阈值温度的情况下，该开闭阀在上述等离子处理时处于关闭状态。
16.根据权利要求13所述的等离子处理装置，其特征在于，
上述气体包括作为成膜用的气体的氨基硅烷系气体。
17.根据权利要求13所述的等离子处理装置，其特征在于，
上述阈值温度是33℃。
18.一种等离子处理方法，其排出等离子处理装置的内部的气氛气体，通过一边供给气体一边排出气体而能够冷却该内部地对处理对象物进行等离子处理，
其包括以下步骤：
在未生成等离子体的状态下，对上述等离子处理装置的上述内部的上述气氛气体的温度进行测量的步骤；
在以预先设定的排气流量排出上述气氛气体时的上述测量的温度低于预先设定的第1阈值温度时，在上述等离子处理过程中，不向上述等离子处理装置的上述内部供给上述气体的步骤。
19.根据权利要求18所述的等离子处理方法，其特征在于，
上述空间部的气氛气体的温度在上述阈值温度以上的情况下，在供给了和排出了上述气体的状态下、供给了或排出了上述气体的状态下或既不供给也不排出上述气体的状态下，进行上述等离子处理。
20.根据权利要求18所述的等离子处理方法，其特征在于，
该等离子处理方法还包括：
在未生成等离子体的状态下，对上述等离子处理装置的上述内部中存在等离子体的部分以外的一部分的气氛气体的温度进行测量的步骤；
以上述预先设定的排气流量对上述内部的上述一部分的上述气氛气体进行排气时的上述一部分的上述气氛气体的上述测量的温度低于预先设定的第2阈值温度时，在上述等离子处理过程中，不向上述等离子处理装置的上述内部的上述一部分供给上述气体的步骤。
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