(57)【要約】      （修正有）【課題】単位供給電力あたりのプラズマ密度の向上を提供する。【解決手段】被処理体Ｗを搬入出するための開口６８が形成された側壁１０ｓを有する該チャンバ本体１０と、チャンバ内に設けられたステージと、ステージに対面する天井部と、チャンバに処理ガスを供給するガス供給系５５と、処理ガスのプラズマを生成するための電力を供給する電源ＨＦＧと、チャンバ内に該チャンバの容積よりも小さな容積の処理空間ＰＳを形成する壁部８０と、を備える。該壁部は、処理空間がステージと天井部との間の空間を含む。壁部の少なくとも一部分は、処理空間と開口との間で延在する搬送経路に重なる位置と、搬送経路に重ならない位置との間で移動可能である。壁部は、少なくとも一部分が搬送経路に重なる位置に配置されているときに処理空間を形成する。【選択図】図１
2019009185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバを提供するチャンバ本体であり、被処理体を搬入出するための開口が形成された側壁を有する該チャンバ本体と、
前記チャンバ内に設けられたステージと、
前記ステージに対面する天井部と、
前記チャンバに処理ガスを供給するガス供給系と、
前記処理ガスのプラズマを生成するための電力を供給する電源と、
前記チャンバ内に該チャンバの容積よりも小さな容積の処理空間を形成する壁部であり、前記処理空間が前記ステージと前記天井部との間の空間を含む、該壁部と、
を備え、
前記壁部の少なくとも一部分は、前記処理空間と前記開口との間で延在する搬送経路に重なる位置と、前記搬送経路に重ならない位置との間で移動可能であり、前記壁部は、前記少なくとも一部分が前記搬送経路に重なる位置に配置されているときに前記処理空間を形成する、
プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記チャンバに接続された排気装置を更に備え、
前記壁部には、前記処理空間内のガスを通過させるための複数の貫通孔が形成されている、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記壁部は、前記搬送経路に重ならない位置に固定された固定プレート、及び、可動プレートを含み、
前記搬送経路に重なる位置と前記搬送経路に重ならない位置との間で前記可動プレートを移動させる移動機構を更に備え、
前記可動プレートが前記搬送経路に重なる位置に配置されている場合には、前記固定プレート及び前記可動プレートが協働して前記処理空間を画成する筒状体を形成する、
請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記移動機構は、
前記ステージの周囲を囲むように設けられたベースプレートと、
前記ベースプレート上に設けられた環状のガイドレールと、
前記ガイドレールに沿って移動可能なように該ガイドレール上に設けられたスライダと、
前記可動プレートを駆動させるモータと、
を含み、
前記固定プレートは、前記ガイドレールに沿うように前記ベースプレート上に固定されており、
前記可動プレートは、前記ガイドレールに沿うように前記スライダに連結されている、
請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記ステージの周囲を囲むように設けられたベースプレートと、
前記ベースプレート上に設けられた複数のガイドレールであり、各々が、一端部及び他端部を有し、且つ、前記一端部から前記他端部に向かうにつれて前記ステージの中心軸線からの距離が大きくなるように該一端部と該他端部との間で円弧状に延在し、前記複数のガイドレールの各々の前記一端部は、該複数のガイドレールのうち隣り合うガイドレールの前記他端部と前記中心軸線の径方向において重なっており、該一端部が該他端部よりも前記径方向の内側に位置している、該複数のガイドレールと、
前記複数のガイドレール上にそれぞれ設けられた複数のスライダであり、各々が前記複数のガイドレールのうち対応するガイドレールに沿ってスライド可能な該複数のスライダと、
を更に備え、
前記壁部は、前記複数のガイドレール上に設けられた複数の湾曲プレートを含み、該複数の湾曲プレートの各々は第１の端部及び第２の端部を有し、前記複数の湾曲プレートの各々の前記第１の端部は、前記中心軸線に平行な方向に延びる回転軸を中心に回動可能なように前記複数のスライダのうち対応のスライダに連結されており、前記複数の湾曲プレートの各々の前記第２の端部は自由端となっている、
請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記第１の端部には第１のマグネットが設けられ、前記第２の端部には前記第１のマグネットの極性とは異なる極性を有する第２のマグネットが設けられている、請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記複数の湾曲プレートの各々の前記第１の端部及び前記第２の端部のうち一方の端部に固定され、前記複数の湾曲プレートのうち隣り合う湾曲プレートの前記第１の端部及び前記第２の端部のうち他方の端部に接するボール部材を更に備える、請求項５又は６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記搬送経路と重なる位置と前記搬送経路とは重ならない位置との間で、前記壁部の少なくとも一部分を上下方向に沿って移動させる昇降機構を更に備える、請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記壁部は、第１の内径を有する第１の環状プレートと、前記第１の内径よりも大きな第２の内径を有する第２の環状プレートを含み、
前記昇降機構は、前記第１の環状プレート及び前記第２の環状プレートを個別に前記上下方向に沿って移動させる、
請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態はプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスといった電子デバイスの製造においては、エッチング、成膜といった処理のために、プラズマ処理装置が用いられている。例えば、特許文献１には、チャンバ本体、下部電極、及び、上部電極を備えるプラズマエッチング装置が記載されている。上部電極及び下部電極は互いに対向するように配置される。このプラズマ処理装置では、チャンバにガスが供給され、上部電極と下部電極との間に高周波電界が形成される。この高周波電界によってガスが励起されて、プラズマが生成される。このプラズマからのイオン及び／又はラジカルによって、被処理体のエッチングが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１０９４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなプラズマ処理装置を用いて被処理体を処理する場合には、被処理体の処理効率を向上させるために上部電極と下部電極と間の空間に高い密度のプラズマを生成することが求められることがある。プラズマ処理装置に供給される電力を大きくすればプラズマ密度を向上させることができるが、供給される電力を大きくすることは電子デバイスの製造コストを増加させる原因となる。
【０００５】
したがって、本技術分野では、単位供給電力あたりのプラズマ密度を向上させることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様のプラズマ処理装置は、チャンバを提供するチャンバ本体であり、被処理体を搬入出するための開口が形成された側壁を有する該チャンバ本体と、チャンバ内に設けられたステージと、ステージに対面する天井部と、チャンバに処理ガスを供給するガス供給系と、処理ガスのプラズマを生成するための電力を供給する電源と、チャンバ内に該チャンバの容積よりも小さな容積の処理空間を形成する壁部であり、処理空間がステージと天井部との間の空間を含む、該壁部と、を備え、壁部の少なくとも一部分は、処理空間と開口との間で延在する搬送経路に重なる位置と、搬送経路に重ならない位置との間で移動可能であり、壁部は、少なくとも一部分が搬送経路に重なる位置に配置されているときに処理空間を形成する。
【０００７】
上記プラズマ処理装置では、壁部の少なくとも一部分が搬送経路と重なる位置に配置されているときに処理空間を形成するので、処理ガスのプラズマが生成される領域を当該処理空間に限定することができる。この処理空間は、チャンバの容積よりも小さな容積を有しているので、チャンバ内において生成されるプラズマは局所性が高められる。したがって、上記プラズマ処理装置によれば、供給される単位電力あたりのプラズマ密度を向上させることができる。また、上記プラズマ処理装置では、壁部の少なくとも一部分を搬送経路とは重ならない位置に配置することができるので、被処理体の搬入出を行うことができる。
【０００８】
一実施形態のプラズマ処理装置は、チャンバに接続された排気装置を更に備え、壁部には、処理空間内のガスを通過させるための複数の貫通孔が形成されていてもよい。この実施形態では、処理空間内のガスを複数の貫通孔を介して排気することができる。
【０００９】
一実施形態では、壁部は、搬送経路に重ならない位置に固定された固定プレート、及び、可動プレートを含み、搬送経路に重なる位置と搬送経路に重ならない位置との間で可動プレートを移動させる移動機構を更に備え、可動プレートが搬送経路に重なる位置に配置されている場合には、固定プレート及び可動プレートが協働して処理空間を画成する筒状体を形成してもよい。この実施形態では、可動プレートが搬送経路に重なる位置に配置されている場合に固定プレート及び可動プレートが協働して処理空間を画成する筒状体を形成するので、処理ガスのプラズマが生成される領域を処理空間に限定することができる。したがって、単位電力あたりのプラズマ密度を向上させることができる。
【００１０】
一実施形態では、移動機構は、ステージの周囲を囲むように設けられたベースプレートと、ベースプレート上に設けられた環状のガイドレールと、ガイドレールに沿って移動可能なように該ガイドレール上に設けられたスライダと、可動プレートを駆動させるモータと、を含み、固定プレートは、ガイドレールに沿うようにベースプレート上に固定されており、可動プレートは、ガイドレールに沿うようにスライダに連結されていてもよい。この実施形態では、搬送経路と重なる位置と搬送経路とは重ならない位置との間で可動プレートをガイドレールに沿って移動させることができる。
【００１１】
一実施形態では、ステージの周囲を囲むように設けられたベースプレートと、ベースプレート上に設けられた複数のガイドレールであり、各々が、一端部及び他端部を有し、且つ、一端部から他端部に向かうにつれてステージの中心軸線からの距離が大きくなるように該一端部と該他端部との間で円弧状に延在し、複数のガイドレールの各々の一端部は、該複数のガイドレールのうち隣り合うガイドレールの他端部と中心軸線の径方向において重なっており、該一端部が該他端部よりも径方向の内側に位置している、該複数のガイドレールと、複数のガイドレール上にそれぞれ設けられた複数のスライダであり、各々が複数のガイドレールのうち対応するガイドレールに沿ってスライド可能な該複数のスライダと、を更に備え、壁部は、複数のガイドレール上に設けられた複数の湾曲プレートを含み、該複数の湾曲プレートの各々は第１の端部及び第２の端部を有し、複数の湾曲プレートの各々の第１の端部は、中心軸線に平行な方向に延びる回転軸を中心に回動可能なように複数のスライダのうち対応のスライダに連結されており、複数の湾曲プレートの各々の第２の端部は自由端となっていてもよい。
【００１２】
上記実施形態では、複数の湾曲プレートが協働して処理空間を形成する。複数の湾曲プレートによって構成される処理空間の径は、複数の湾曲プレートの第１の端部の位置に応じて変化する。例えば、複数の湾曲プレートの第１の端部が複数のレールの一端部上にそれぞれ配置されている場合には複数の湾曲プレートによって構成される筒状体の内径は小さくなる。一方、複数の湾曲プレートの第１の端部が複数のレールの他端部上にそれぞれ配置されている場合には複数の湾曲プレートによって構成される筒状体の内径は大きくなる。したがって、上記実施形態によれば、複数の湾曲プレートの第１の端部の位置を調整することによって、処理空間の容積を調整することができる。その結果、処理空間内のプラズマ密度を調整することができる。
【００１３】
一実施形態では、第１の端部には第１のマグネットが設けられ、第２の端部には第１のマグネットの極性とは異なる極性を有する第２のマグネットが設けられていてもよい。この実施形態では、第１のマグネットと第２のマグネットとが引き合うことによって互いに隣接する２つの湾曲プレートの第１の端部と第２の端部とを接続することができる。
【００１４】
一実施形態のプラズマ処理装置は、複数の湾曲プレートの各々の第１の端部及び第２の端部のうち一方の端部に固定され、複数の湾曲プレートのうち隣り合う湾曲プレートの第１の端部及び第２の端部のうち他方の端部に接するボール部材を更に備えていてもよい。この実施形態では、ボール部材が上記他方の端部に対して点接触するので、第１の端部と第２の端部との間に生じる摩擦力を軽減することができる。
【００１５】
一実施形態では、前記搬送経路と重なる位置と前記搬送経路とは重ならない位置との間で、前記壁部の少なくとも一部分を上下方向に沿って移動させる昇降機構を更に備えてもよい。この実施形態では、壁部の少なくとも一部分を搬送経路と重なる位置に配置することで処理空間が形成されるので、供給される単位電力あたりのプラズマ密度を向上させることができる。また、壁部の少なくとも一部分を搬送経路とは重ならない位置に配置することによって、被処理体の搬入出を行うことができる。
【００１６】
一実施形態では、壁部は、第１の内径を有する第１の環状プレートと、第１の内径よりも大きな第２の内径を有する第２の環状プレートを含み、昇降機構は、第１の環状プレート及び第２の環状プレートを個別に上下方向に沿って移動させてもよい。上記実施形態によれば、処理空間の径を変えることができるので、処理空間内のプラズマ密度を調整することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一態様及び種々の実施形態によれば、単位供給電力あたりのプラズマ密度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施形態に係るプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】第１実施形態に係るプラズマ処理装置の一部を破断して示す斜視図である。
【図３】図２に示すプラズマ処理装置のステージ及び壁部を上方から見た平面図である。
【図４】第１実施形態に係るプラズマ処理装置の一部を破断して示す斜視図である。
【図５】図４に示すプラズマ処理装置のステージ及び壁部を上方から見た平面図である。
【図６】第２実施形態に係るプラズマ処理装置のステージ及び壁部を上方から見た平面図である。
【図７】湾曲プレートの第１の端部とスライダとの接続部を示す斜視図である。
【図８】複数の湾曲プレートの第１の端部及び第２の端部を示す平面図である。
【図９】移動機構を概略的に示す斜視図である。
【図１０】第２実施形態に係るプラズマ処理装置のステージ及び壁部を上方から見た平面図である。
【図１１】第２実施形態に係るプラズマ処理装置のステージ及び壁部を上方から見た平面図である。
【図１２】第３実施形態に係るプラズマ処理装置の一部を破断して示す斜視図である。
【図１３】第３実施形態に係るプラズマ処理装置の一部を破断して示す斜視図である。
【図１４】図１３に示すプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図１５】変形例に係るプラズマ処理装置の一部を破断して示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととし、同一又は相当の部分に対する重複した説明は省略する。また、各図面の寸法比率は、必ずしも実際の寸法比率とは一致していない。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置の構成を概略的に示す図である。図１に示すプラズマ処理装置１は、容量結合型のプラズマ処理装置である。プラズマ処理装置１は、チャンバ本体１０を備えている。チャンバ本体１０は、略円筒形状を有しており、その内部空間としてチャンバ１０ｃを提供している。チャンバ本体１０は、アルミニウムといった材料から形成されており、側壁１０ｓ及び底壁１０ｂを含んでいる。側壁１０ｓは、軸線Ｚを中心とする略円筒形状を有している。この側壁１０ｓの内壁面には、陽極酸化処理が施されている。また、チャンバ本体１０は、接地されている。底壁１０ｂは、側壁１０ｓの下端に接続されている。
【００２１】
チャンバ本体１０の底壁１０ｂ上には、ステージＳＴが設けられている。ステージＳＴは、絶縁板１２、支持台１４、サセプタ１６及び静電チャック１８を含んでおり、その中心軸線が軸線Ｚに一致するように設けられている。絶縁板１２は、底壁１０ｂ上に設けられている。絶縁板１２は、例えば、セラミックから形成されている。この絶縁板１２上には、支持台１４が設けられている。支持台１４は、略円柱形状を有している。この支持台１４上にはサセプタ１６が設けられている。サセプタ１６は、アルミニウムといった導電性の材料から形成されており、下部電極を構成している。
【００２２】
サセプタ１６上には、静電チャック１８が設けられている。静電チャック１８は、絶縁層又は絶縁シートの間に、導電膜から構成された電極２０が挟まれた構造を有している。静電チャック１８の電極２０には、スイッチ２２を介して直流電源２４が電気的に接続されている。この静電チャック１８は、直流電源２４からの直流電圧により静電吸着力を発生し、当該静電チャック１８上に載置された被処理体Ｗを静電吸着力により保持する。なお、被処理体Ｗは、例えば、ウエハのような円盤状の物体である。この静電チャック１８の周囲、且つ、サセプタ１６上には、フォーカスリング２６が配置されている。また、サセプタ１６及び支持台１４の外周面には、円筒状の内壁部材２８が取り付けられている。この内壁部材２８は、例えば、石英から形成されている。
【００２３】
支持台１４の内部には、冷媒流路３０が形成されている。冷媒流路３０は、例えば、軸線Ｚに対して螺旋状に延在している。この冷媒流路３０には、チャンバ本体１０の外部に設けられたチラーユニットから配管３２ａを介して冷媒ｃｗ（例えば、冷却水）が供給される。冷媒流路３０に供給された冷媒は、配管３２ｂを介してチラーユニットに回収される。この冷媒の温度がチラーユニットによって調整されることにより、被処理体Ｗの温度が調整されるようになっている。さらに、プラズマ処理装置１では、ガス供給ライン３４を介して供給される伝熱ガス（例えば、Ｈｅガス）が、静電チャック１８の上面と被処理体Ｗの裏面との間に供給されるようになっている。
【００２４】
チャンバ本体１０の天部には、上部電極４６が設けられている。この上部電極４６は、一実施形態の天井部を構成している。上部電極４６は、天板４８及び支持体５０を有している。天板４８には、多数のガス噴出孔４８ａが形成されている。天板４８は、例えば、Ｓｉ、ＳｉＣといったシリコン系の材料から形成されている。支持体５０は、天板４８を着脱可能に支持する部材であり、アルミニウムから形成されている。天板４８の表面には陽極酸化処理が施されている。
【００２５】
支持体５０の内部には、ガスバッファ室５２が形成されている。また、支持体５０には、多数のガス通気孔５０ａが形成されている。ガス通気孔５０ａは、ガスバッファ室５２から延びて、ガス噴出孔４８ａに連通している。ガスバッファ室５２には、ガス供給管５４を介してガス供給系５５が接続されている。ガス供給系５５は、ガスソース群５６、流量制御器群５８、及び、バルブ群６０を含んでいる。ガスソース群５６は、複数のガスソースを含んでいる。流量制御器群５８は、複数の流量制御器を含んでいる。複数の流量制御器は、例えば、マスフローコントローラであり得る。また、バルブ群６０は複数のバルブを含んでいる。ガスソース群５６の複数のガスソースは、流量制御器群５８の対応の流量制御器及びバルブ群６０の対応のバルブを介して、ガス供給管５４に接続されている。ガス供給系５５は、複数のガスソースのうち選択されたガスソースからの処理ガスを、調整された流量でガスバッファ室５２に供給するように構成されている。ガスバッファ室５２に導入されたガスは、ガス噴出孔４８ａからチャンバ１０ｃに噴出される。
【００２６】
内壁部材２８とチャンバ本体１０の側壁１０ｓとの間には、平面視において環状の空間が形成されており、当該空間の底部はチャンバ本体１０の排気口６２に繋がっている。チャンバ本体１０の底部には、排気口６２に連通する排気管６４が接続されている。この排気管６４は、排気装置６６に接続されている。排気装置６６は、ターボ分子ポンプといった真空ポンプを有している。排気装置６６は、チャンバ本体１０の内部空間を所望の圧力に減圧する。また、チャンバ本体１０の側壁には被処理体Ｗを搬入及び搬出するための開口６８が形成されている。被処理体Ｗが処理される際には、被処理体Ｗは、当該開口６８を介してチャンバ１０ｃ内に搬入され、静電チャック１８の上面に載置される。また、被処理体Ｗの処理が完了した後には、被処理体Ｗは開口６８を介してチャンバ１０ｃから搬出される。チャンバ本体１０の側壁には、開口６８を開閉するためのゲートバルブＧＶが取り付けられている。
【００２７】
一実施形態のプラズマ処理装置１は、ベースプレート４０を更に備え得る。ベースプレート４０は、略円筒形を有しており、ステージＳＴの周囲を囲むように設けられている。ベースプレート４０の中心軸線は軸線Ｚと一致している。ベースプレート４０は、支持部４２及び環状プレート４４を含んでいる。支持部４２は、軸線Ｚを中心軸線とする円筒形を有しており、内壁部材２８の外周面に固定されている。環状プレートは４４は、内壁部材２８の外周面に沿って延在する板体であり、平面視において軸線Ｚを中心とする環状を有する上面４４ａを提供している。環状プレート４４は、支持部４２を介してステージＳＴに固定されている。環状プレート４４の上面４４ａ上には、移動機構７０及び壁部８０が設けられている。移動機構７０及び壁部８０の詳細については、後述する。
【００２８】
一実施形態においては、プラズマ処理装置１は、高周波電源ＨＦＧ、高周波電源ＬＦＧ、整合器ＭＵ１、及び、整合器ＭＵ２を更に備えている。高周波電源ＨＦＧは、プラズマ生成用の高周波電力を発生するものであり、２７ＭＨｚ以上の周波数、例えば、４０ＭＨｚの高周波電力を整合器ＭＵ１を介して、上部電極４６に供給する。整合器ＭＵ１は、高周波電源ＨＦＧの内部（又は出力）インピーダンスを負荷インピーダンスに整合させる回路を有している。また、高周波電源ＬＦＧは、イオン引き込み用の高周波バイアス電力を発生するものであり、１３．５６ＭＨｚ以下の周波数、例えば、３ＭＨｚの高周波バイアス電力を、整合器ＭＵ２を介してサセプタ１６に供給する。整合器ＭＵ２は、高周波電源ＬＦＧの内部（又は出力）インピーダンスを負荷インピーダンスに整合させる回路を有している。
【００２９】
さらに、一実施形態においては、プラズマ処理装置１は、制御部Ｃｎｔを更に備えている。制御部Ｃｎｔは、例えば、プログラム可能なコンピュータから構成され得る。制御部Ｃｎｔは、スイッチ２２、高周波電源ＨＦＧ、整合器ＭＵ１、高周波電源ＬＦＧ、整合器ＭＵ２、ガス供給系５５、チラーユニット、直流電源２４、排気装置６６、及び、移動機構７０に接続されている。
【００３０】
制御部Ｃｎｔは、入力されたレシピに基づくプログラムに従って動作し、制御信号を送出する。制御部Ｃｎｔからの制御信号により、スイッチ２２の開閉、高周波電源ＨＦＧからの電力供給、整合器ＭＵ１のインピーダンス、高周波電源ＬＦＧからの電力供給、整合器ＭＵ２のインピーダンス、ガス供給系５５から供給するガスの選択及び流量、チラーユニットの冷媒流量及び冷媒温度、直流電源２４の電力供給、排気装置６６の排気、及び、移動機構７０の動作を制御することが可能である。
【００３１】
次に、図２〜図５を参照して、プラズマ処理装置１の移動機構７０及び壁部８０について説明する。壁部８０は、開状態及び閉状態の２つの状態を取り得るように構成されている。壁部８０が開状態であるときには、被処理体Ｗの搬入及び搬出が可能となる。図２は、壁部８０が開状態であるときのプラズマ処理装置１の一部を破断して示す斜視図である。図３は、壁部８０が開状態であるときのステージＳＴ及び壁部８０を上方から見た平面図である。一方、壁部８０は閉状態であるときに、チャンバ１０ｃ内にチャンバ１０ｃ容積よりも小さな容積の処理空間ＰＳを形成する。この処理空間ＰＳは、ステージＳＴと上部電極４６との間の空間を含んでいる。図４は、壁部８０が閉状態であるときのプラズマ処理装置１の一部を破断して示す斜視図である。図５は、壁部８０が閉状態であるときのステージＳＴ及び壁部８０を上方から見た平面図である。
【００３２】
図３及び図５に示すように、移動機構７０は、ガイドレール７４、スライダ７６及びモータ７８を有している。ガイドレール７４は、環状プレート４４の上面４４ａ上に設けられ、平面視において軸線Ｚを中心とする環状を有している。ガイドレール７４には、複数のスライダ７６が取り付けられている。これら複数のスライダ７６は、回転用の軸受を含んでおり、当該軸受の転動体が転がることによってガイドレール７４に沿ってスライド可能である。モータ７８は、後述する可動プレート８４ａ、８４ｂを駆動させるための駆動力を発生する。
【００３３】
一実施形態では、壁部８０は、１つの固定プレート８２及び２つの可動プレート８４ａ、８４ｂを含んでいる。固定プレート８２及び可動プレート８４ａ、８４ｂは、環状プレート４４の上面４４ａ上に立設された板体であり、軸線Ｚの周方向に沿って湾曲している。これら固定プレート８２及び可動プレート８４ａ、８４ｂの各々は、それらの上端面が上部電極４６と僅かな隙間を介して対面する上端面を有している。固定プレート８２は、平面視において半円環状を有しており、ガイドレール７４の内側に沿って延在している。この固定プレート８２は、軸線Ｚの周方向において開口６８の反対側に設けられている。言い換えれば、固定プレート８２は、処理空間ＰＳと開口６８との間で延在する搬送経路ＰＡに重ならない位置で環状プレート４４の上面４４ａに固定されている。なお、この搬送経路ＰＡは、被処理体Ｗをチャンバ１０ｃ内に搬入するとき、及び、被処理体Ｗをチャンバ１０ｃから搬出するときに被処理体Ｗが通過する経路を表している。
【００３４】
可動プレート８４ａ及び８４ｂの各々は、半円環状の平面形状を有しており、ガイドレール７４に沿って延在している。これら可動プレート８４ａ及び８４ｂは、複数のスライダ７６上にそれぞれ設けられている。したがって、可動プレート８４ａ及び８４ｂは、複数のスライダ７６と共にガイドレール７４に沿って移動できるように構成されている。
【００３５】
可動プレート８４ａは、板状部８４ａ１及びギヤ部８４ａ２を含んでいる。板状部８４ａ１は、ガイドレール７４上に立設された板体であり、ガイドレール７４に沿って湾曲している。板状部８４ａ１の上端面は、上部電極４６と僅かな隙間を介して対面している。ギヤ部８４ａ２は、板状部８４ａ１の周方向の端部に接続されている。ギヤ部８４ａ２の内周面には、歯ＴＥが形成されている。
【００３６】
可動プレート８４ｂは、板状部８４ｂ１及びギヤ部８４ｂ２を含んでいる。板状部８４ｂ１は、ガイドレール７４上に立設された板体であり、ガイドレール７４に沿って湾曲している。板状部８４ｂ１の上端面は、上部電極４６と僅かな隙間を介して対面している。ギヤ部８４ｂ２は、板状部８４ｂ１の周方向の端部にそれぞれ接続されている。ギヤ部８４ｂ２の外周面には、歯ＴＥが形成されている。
【００３７】
ギヤ部８４ａ２及びギヤ部８４ｂ２は、軸線Ｚの径方向から見て重なる部分を有している。この重なる部分では、ギヤ部８４ａ２が、ギヤ部８４ｂ２よりも軸線Ｚの径方向外側に位置している。これらギヤ部８４ａ２とギヤ部８４ｂ２との間には、モータ７８の出力軸が配置されている。この出力軸は、ギヤ部８４ａ２及びギヤ部８４ｂ２の歯ＴＥと係合している。このモータ７８は、制御部Ｃｎｔに接続されており、制御部Ｃｎｔからの制御信号に応じた駆動力を発生させる。制御部Ｃｎｔからの制御信号によってモータ７８が作動されると、可動プレート８４ａ及び可動プレート８４ｂに駆動力が作用し、可動プレート８４ａと可動プレート８４ｂとが軸線Ｚの周方向の反対方向に移動する。
【００３８】
壁部８０は、当該壁部８０の一部分である可動プレート８４ａ及び可動プレート８４ｂがガイドレール７４に沿って移動することで閉状態と開状態との間で切り替えられる。例えば、図３に示すように、可動プレート８４ａ及び可動プレート８４ｂが搬送経路ＰＡと重ならない位置に配置されている場合には、壁部８０は開状態となる。壁部８０が開状態にある場合には、被処理体Ｗを開口６８及び搬送経路ＰＡを介してチャンバ１０ｃ内に搬入して静電チャック１８上に配置すること、及び、静電チャック１８上の被処理体Ｗを搬送経路ＰＡ及び開口６８を介してチャンバ１０ｃの外部に搬出することが可能となる。一方、図５に示すように、可動プレート８４ａ及び可動プレート８４ｂが搬送経路ＰＡと重なる位置に配置されている場合には、壁部８０は閉状態となる。壁部８０が閉状態にある場合には、固定プレート８２及び可動プレート８４ａ、８４ｂが協働して処理空間ＰＳを画成する筒状体を形成する。これにより、プラズマ処理装置１においてプラズマが生成される領域が処理空間ＰＳ内に限定される。処理空間ＰＳの容積はチャンバ１０ｃの容積よりも小さいので、処理空間ＰＳ内では高い密度のプラズマが生成される。
【００３９】
なお、一実施形態では、壁部８０の固定プレート８２及び可動プレート８４ａ、８４ｂの各々には、処理空間ＰＳのガスを通過させるための複数の貫通孔が形成されていてもよい。これらの貫通孔は、例えば、固定プレート８２及び可動プレート８４ａ、８４ｂの板厚方向に延在し得る。これら複数の貫通孔の各々は、円形形状、長穴形状、スリット形状等、任意の平面形状を有し得る。このように固定プレート８２及び可動プレート８４ａ、８４ｂに複数の貫通孔を形成することで、処理空間ＰＳ内の処理ガスを排気することができる。さらに、別の一実施形態では、固定プレート８２及び可動プレート８４ａ、８４ｂに加えて、環状プレート４４の上面４４ａに複数の貫通孔が形成されていてもよい。上面４４ａに複数の貫通孔が形成されることによって、環状プレート４４からも処理空間ＰＳ内のガスが排出されることとなるので、処理空間ＰＳ内の処理ガスをより効率良く排気することが可能となる。
【００４０】
（第２実施形態）
次に、図６〜図１１を参照して、第２実施形態に係るプラズマ処理装置について説明する。以下では、第２実施形態に関し、上記第１実施形態との相違点について主に説明する。第２実施形態に係るプラズマ処理装置は、移動機構７０及び壁部８０に代えて移動機構１００及び壁部１１０を備えている。図６は、第２実施形態に係るプラズマ処理装置のステージＳＴ及び壁部８０を上方から見た平面図である。
【００４１】
移動機構１００は、複数のガイドレール１０２及び複数のスライダ７６（図７参照）を有している。図６に示す実施形態では、移動機構１００は、４つのガイドレール１０２を含んでいる。複数のガイドレール１０２は、軸線Ｚの周方向に沿って配列されており、環状プレート４４の上面４４ａ上に固定されている。複数のガイドレール１０２の各々は、一端部１０２ａ及び他端部１０２ｂを有しており、平面視において当該一端部１０２ａと他端部１０２ｂとの間で円弧状に湾曲している。複数のガイドレール１０２の各々は、軸線Ｚまでの距離（軸線Ｚの径方向に沿った距離）が一端部１０２ａから他端部１０２ｂに向かうにつれて大きくなるように配置されている。複数のガイドレール１０２の各々の一端部１０２ａは、隣り合うガイドレール１０２の他端部１０２ｂに対して軸線Ｚの径方向において重なり合っている。また、一端部１０２ａは、他端部１０２ｂよりも軸線Ｚの径方向の内側に配置されている。
【００４２】
図７に示すように、複数のスライダ７６は、複数のガイドレール１０２上にそれぞれ設けられている。複数のスライダ７６は、複数のガイドレール１０２のうち対応するガイドレール１０２に沿ってスライドできるように構成されている。
【００４３】
壁部１１０は、複数の湾曲プレート１１２を有している。これら複数の湾曲プレート１１２は、複数のガイドレール１０２上にそれぞれ設けられている。図６に示す実施形態では、軸線Ｚの周方向に沿って湾曲する４つの湾曲プレート１１２が設けられている。複数の湾曲プレート１１２の各々は、上部電極４６と僅かな隙間を介して対面する上端面を有している。一実施形態では、複数の湾曲プレート１１２の各々には、これら複数の湾曲プレート１１２によって画成される処理空間ＰＳのガスを通過させるための複数の貫通孔が形成されていてもよい。これらの貫通孔は、例えば、複数の湾曲プレート１１２の板厚方向に延在し得る。これら複数の貫通孔の各々は、円形形状、長穴形状、スリット形状等、任意の平面形状を有し得る。さらに、別の一実施形態では、複数の湾曲プレート１１２に加えて、環状プレート４４の上面４４ａにも複数の貫通孔が形成されていてもよい。
【００４４】
また、複数の湾曲プレート１１２の各々は、第１の端部１１２ａ及び第２の端部１１２ｂを有している。図７に示すように、これら第１の端部１１２ａは、軸線Ｚに平行な方向に延びる回転軸ＡＸを中心に回動できるようにスライダ１０４に連結されている。一方、複数の湾曲プレート１１２の第２の端部１１２ｂは、スライダ１０４及びガイドレール１０２に対して遊離している。すなわち、第２の端部１１２ｂは、自由端となっている。
【００４５】
一実施形態では、図８の（ａ）及び（ｂ）に示すように、湾曲プレート１１２の第１の端部１１２ａには第１のマグネット１３２が設けられ、湾曲プレート１１２の第２の端部１１２ｂには第２のマグネット１３４が設けられていてもよい。これらの第１のマグネット１３２及び第２のマグネット１３４は、第１の端部１１２ａ及び第２の端部１１２ｂの内部に埋め込まれている。第１のマグネット１３２と第２のマグネット１３４とは互いに異なる極性を有している。したがって、複数の湾曲プレート１１２の各々の第１の端部１１２ａには、隣り合う湾曲プレートの第２の端部１１２ｂと引き合うような磁力が作用する。これにより、第１の端部１１２ａと第２の端部１１２ｂとが接続される。
【００４６】
さらに、一実施形態では、第２の端部１１２ｂにボール部材１３０が固定されていてもよい。ボール部材１３０は、例えば第２の端部１１２ｂ内に埋め込まれた第２のマグネット１３４によって保持される。このボール部材１３０は、第１の端部１１２ａと第２の端部１１２ｂとの間に介在し、第１の端部１１２ａに接触する。この接触は点接触であるので、例えば、隣り合う湾曲プレート１１２の一方の第２の端部１１２ｂが図８の（ａ）に示す位置から図８の（ｂ）に示す位置に移動したときに、第１の端部１１２ａと第２の端部１１２ｂとの間に生じる摩擦力を軽減することができる。なお、ボール部材１３０は、第１の端部１１２ａに固定されており、第２の端部１１２ｂに接触していてもよい。また、ボール部材１３０は、軸線Ｚに平行な方向に延びる回転軸線を中心に回動できるように、第１の端部１１２ａ及び第２の端部１１２ｂの一方に固定されていてもよい。
【００４７】
移動機構１００は、複数の湾曲プレート１１２の第１の端部１１２ａが複数のスライダ７６と共に複数のガイドレール１０２に沿って移動するように複数の湾曲プレート１１２を駆動させる。以下、図９を参照して移動機構１００についてより詳細に説明する。図９は、移動機構１００を概略的に示す斜視図である。なお、図９では、説明の便宜上、構成を一部省略して示している。図９に示すように、移動機構１００は、回転ベルト１２０、ガイド軸１２２及びモータ１２４を更に含んでいる。本実施形態のベースプレート４０には、複数のガイドレール１０２の外側に沿ってそれぞれ延在する複数のスロットが形成されている。これらのスロットは、環状プレート４４を板厚方向に貫通する長孔である。複数のスロットの各々には、ガイド軸１２２が挿入されている。ガイド軸１２２の端部は、スライダ７６に連結されている。ガイド軸１２２とモータ１２４の出力軸との間には回転ベルト１２０が架け渡されている。したがって、このモータ１２４が作動すると、回転ベルト１２０が駆動され、ガイド軸１２２が各ガイドレール１０２の外側に沿って移動する。これにより、ガイド軸１２２に連結されるスライダ７６と共に、複数の湾曲プレート１１２の第１の端部１１２ａが複数のガイドレール１０２に沿って移動する。
【００４８】
図６に示すように、本実施形態の壁部１１０は、複数の湾曲プレート１１２の第１の端部１１２ａが隣接する湾曲プレート１１２の第２の端部１１２ｂと接続することで筒状体を形成する。これにより、壁部１１０の内側には、略円柱形の処理空間ＰＳが画成される。この処理空間ＰＳが形成されることにより、プラズマ処理装置１においてプラズマが生成される領域が処理空間ＰＳに限定されるので、処理空間ＰＳにおいて生成されるプラズマの密度を向上させることができる。
【００４９】
また、本実施形態の壁部１１０では、複数の湾曲プレート１１２の第１の端部１１２ａを変更することで、処理空間ＰＳの容積を変更することが可能である。例えば、図１０に示すように、複数の湾曲プレート１１２の第１の端部１１２ａをガイドレール１０２の他端部１０２ｂに近づくように移動させた場合には、他端部１０２ｂが一端部１０２ａよりも外側に位置しているので、複数の湾曲プレート１１２の第１の端部１１２ａは軸線Ｚの径方向外側に移動する。これに伴い、自由端である第２の端部１１２ｂも軸線Ｚの径方向外側に移動する。したがって、複数の湾曲プレート１１２によって形成される筒状体の内径が大きくなり、処理空間ＰＳの容積が増加する。反対に、複数の湾曲プレート１１２の第１の端部１１２ａがガイドレール１０２の一端部１０２ａに近づくように移動された場合には、複数の湾曲プレート１１２によって形成される筒状体の内径は小さくなる。その結果、処理空間ＰＳの容積は減少する。したがって、プラズマ処理装置１では、複数の湾曲プレート１１２の第１の端部１１２ａの位置を変更することによって、処理空間ＰＳ内のプラズマ密度を調整することができる。
【００５０】
さらに、図１１に示すように、複数の湾曲プレート１１２を開口６８から離れるように複数のガイドレール１０２に沿って移動させることで、複数の湾曲プレート１１２を搬送経路ＰＡに重ならない位置に退避させることができる。これにより、壁部１１０は開状態になる。このように壁部１１０を開状態にすることで、被処理体Ｗを開口６８及び搬送経路ＰＡを介してチャンバ１０ｃ内に搬入して静電チャック１８上に配置すること、及び、静電チャック１８上の被処理体Ｗを搬送経路ＰＡ及び開口６８を介してチャンバ１０ｃの外部に搬出することが可能となる。
【００５１】
（第３実施形態）
次に、図１２〜図１４を参照して、第３実施形態に係るプラズマ処理装置について説明する。以下では、第３実施形態に関し、上記第１実施形態との相違点について主に説明する。第３実施形態に係るプラズマ処理装置１Ａは、移動機構７０及び壁部８０に代えて移動機構１４０及び壁部１５０を備えている。図１２及び図１３は、第３実施形態に係るプラズマ処理装置１Ａの一部を破断して示す斜視図である。図１４は、プラズマ処理装置１Ａの構成を概略的に示す断面図である。
【００５２】
壁部１５０は、固定プレート１５２及び可動プレート１５４を含んでいる。固定プレート１５２は、内壁部材２８に固定されており、搬送経路ＰＡに重ならない位置においてステージＳＴを部分的に囲むように軸線Ｚの周方向に沿って延在している。固定プレート１５２の上端面は上部電極４６と僅かな隙間を介して対面している。可動プレート１５４は、軸線Ｚの径方向において開口６８と重なる位置においてステージＳＴを部分的に囲むように軸線Ｚの周方向に沿って延在している。可動プレート１５４は、内壁部材２８に対して固定されておらず、軸線Ｚに平行な方向、即ちプラズマ処理装置１Ａの上下方向に沿って移動できるように構成されている。したがって、可動プレート１５４は、搬送経路ＰＡに重なる位置と搬送経路ＰＡに重ならない位置との間で移動可能である。図１２は可動プレート１５４が搬送経路ＰＡに重ならない位置に配置されている場合の壁部１５０の状態を表しており、図１３は可動プレート１５４が搬送経路ＰＡに重なる位置に配置されている場合の壁部１５０の状態を表している。可動プレート１５４が搬送経路ＰＡに重なる位置に配置されている場合には、固定プレート１５２及び可動プレート１５４は協働して処理空間ＰＳを画成する筒状体を形成する。
【００５３】
また、図１３に示すように、固定プレート１５２及び可動プレート１５４の内周面は、軸線Ｚの周方向に沿って凹部及び凸部が交互に形成された凹凸面となっている。一方、固定プレート１５２及び可動プレート１５４の外周面は平坦面となっている。処理空間ＰＳに面する固定プレート１５２及び可動プレート１５４の内周面を凹凸面とすることによって、アノードとカソードとの比を調整することができ、その結果、処理空間ＰＳ内のプラズマ強度を調整することができる。なお、一実施形態では、固定プレート１５２及び可動プレート１５４の内周面は、外周面と同様に平坦面であってもよい。また、別の一実施形態では、固定プレート１５２及び可動プレート１５４には、処理空間ＰＳのガスを通過させるための複数の貫通孔が形成されていてもよい。これらの貫通孔は、例えば、固定プレート１５２及び可動プレート１５４の板厚方向に延在し得る。これら複数の貫通孔の各々は、円形形状、長穴形状、スリット形状等、任意の平面形状を有し得る。
【００５４】
図１４を参照して、移動機構１４０について説明する。移動機構１４０は、可動プレート１５４を上下方向に沿って移動させる昇降機構として機能する。移動機構１４０は、連結部１４２及びシリンダ１４４を有している。連結部１４２は、第１のプレート１４２ａ、第２のプレート１４２ｂ及びシャフト１４２ｃを含んでいる。第１のプレート１４２ａは、その上に可動プレート１５４を支持している。第２のプレート１４２ｂは、チャンバ１０ｃの外部に設けられている。シャフト１４２ｃは、軸線Ｚに平行な方向に延在しており、第１のプレート１４２ａ及び第２のプレート１４２ｂを連結している。シリンダ１４４は、例えばエアーシリンダであり、空気圧によってロッド１４４ａを軸線Ｚ方向に沿って往復運動させる。シリンダ１４４は、チャンバ１０ｃの外部に設けられており、シリンダ１４４のロッド１４４ａは第２のプレート１４２ｂに接続されている。したがって、ロッド１４４ａが上下方向に往復運動することによって、連結部１４２を介して可動プレート１５４が上下方向に沿って駆動される。このように移動機構１４０は、ロッド１４４ａの上下方向の位置を変更することによって、搬送経路ＰＡに重なる位置と搬送経路ＰＡに重ならない位置との間で可動プレート１５４を移動させる。一実施形態では、シリンダ１４４は、制御部Ｃｎｔに接続されており、制御部Ｃｎｔからの制御信号に応じて、ロッド１４４ａの上下方向の位置を調整できるように構成されている。
【００５５】
以下、図１５を参照してプラズマ処理装置１Ａの変形例について説明する。図１５に示すように、変形例に係るプラズマ処理装置は、第１の環状プレート１６２及び第２の環状プレート１６４を備えている。第１の環状プレート１６２及び第２の環状プレート１６４は、ステージＳＴと側壁１０ｓとの間に設けられており、軸線Ｚを中心とする円筒形状を有している。第１の環状プレート１６２は第１の内径を有している。第２の環状プレート１６４は第１の内径よりも大きな第２の内径を有している。すなわち、第２の環状プレート１６４は、第１の環状プレート１６２を囲むように設けられている。
【００５６】
また、図１５に示すように、第１の環状プレート１６２及び第２の環状プレート１６４の内周面は、軸線Ｚの周方向に沿って凹部及び凸部が交互に形成された凹凸面となっている。一方、第１の環状プレート１６２及び第２の環状プレート１６４の外周面は平坦面となっている。なお、一実施形態では、第１の環状プレート１６２及び第２の環状プレート１６４の内周面は、外周面と同様に平坦面であってもよい。また、別の一実施形態では、第１の環状プレート１６２及び第２の環状プレート１６４には、処理空間ＰＳのガスを通過させるための複数の貫通孔が形成されていてもよい。これらの貫通孔は、例えば、第１の環状プレート１６２及び第２の環状プレート１６４の板厚方向に延在し得る。これら複数の貫通孔の各々は、円形形状、長穴形状、スリット形状等、任意の平面形状を有し得る。
【００５７】
第１の環状プレート１６２及び第２の環状プレート１６４には、上記の移動機構１４０がそれぞれ接続されている。これらの移動機構１４０は、搬送経路ＰＡに重なる位置と搬送経路ＰＡには重ならない位置との間で、第１の環状プレート１６２及び第２の環状プレート１６４を個別に上下方向に移動させる。したがって、例えば、移動機構１４０によって、第１の環状プレート１６２が搬送経路ＰＡに重なる位置に配置され、第２の環状プレート１６４が搬送経路ＰＡに重ならない位置に配置されている場合には、第１の内径に応じた容積の処理空間ＰＳが形成される。また、移動機構１４０によって、第１の環状プレート１６２が搬送経路ＰＡに重ならない位置に配置され、第２の環状プレート１６４が搬送経路ＰＡに重なる位置に配置されている場合には、第２の内径に応じた容積の処理空間ＰＳが形成される。したがって、変形例に係るプラズマ処理装置では、第１の環状プレート１６２及び第２の環状プレート１６４の上下方向の位置を個別に調整することによって処理空間ＰＳの容積を調整することができる。
【００５８】
以上、種々の実施形態に係るプラズマ処理装置について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形態様を構成可能である。例えば、第１及び第２実施形態では、スライダ７６を用いて可動プレート８４ａ及び湾曲プレート１１２を移動させているが、可動プレート８４ａ及び湾曲プレート１１２を移動させることができれば、必ずしもスライダ７６を備えていなくてもよい。例えば、ガイドレール７４、１０２にＮ極とＳ極とからなる一対の磁極を配列し、リニアモータを利用して可動プレート８４ａ及び湾曲プレート１１２を移動させてもよい。
【００５９】
また、上述したプラズマ処理装置１，１Ａは、容量結合型のプラズマ処理装置であるが、種々の実施形態及びその変形態様に係るプラズマ処理装置は、ＥＣＲ(Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ)型のプラズマ処理装置、誘導結合型のプラズマ処理装置、又は、プラズマの生成においてマイクロ波といった表面波を用いるプラズマ処理装置であってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１,１Ａ…プラズマ処理装置、１０…チャンバ本体、１０ｃ…チャンバ、１０ｓ…側壁、４０…ベースプレート、４６…上部電極、６６…排気装置、６８…開口、７０，１００，１４０…移動機構、７４，１０２…ガイドレール、７６，１０４…スライダ、７８…モータ、８０，１１０，１５０…壁部、８２，１５２…固定プレート、８４ａ, ８４ｂ，１５４…可動プレート、１０２ａ…一端部、１０２ｂ…他端部、１１２…湾曲プレート、１１２ａ…第１の端部、１１２ｂ…第２の端部、１３０…ボール部材、１３２…第１のマグネット、１３４…第２のマグネット、１６２…第１の環状プレート、１６４…第２の環状プレート、ＡＸ…回転軸、Ｃｎｔ…制御部、ＨＦＧ…高周波電源、ＬＦＧ…高周波電源、ＰＡ…搬送経路、ＰＳ…処理空間、ＳＴ…ステージ、Ｗ…被処理体、Ｚ…軸線。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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