(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、
処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、前記被処理体が載置される載置台と、
円筒形状であって、側壁に複数の貫通孔が形成され、前記載置台上の処理空間と、前記載置台の周囲の排気空間とを仕切るバッフル板と、
円筒形状であって、内周面の直径が前記バッフル板の外周面の直径よりも長く、前記バッフル板の軸方向にバッフル板の側壁に沿って移動可能に前記バッフル板の周囲に設けられたシャッタと、
前記シャッタを前記バッフル板の側壁に沿って移動させることにより、前記シャッタに覆われていない前記複数の貫通孔によって構成される合成コンダクタンスを変更する駆動装置と
を備え、
前記複数の貫通孔は、
前記シャッタが下方へ移動するほど、前記シャッタの移動量に対する、前記シャッタに覆われていない貫通孔の合成コンダクタンスの変化量が増加するように、前記バッフル板の側壁に配置されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記シャッタの位置が所定距離変化した場合に前記シャッタの上端が通過する前記バッフル板の側壁の領域毎に、前記シャッタが下方に移動する場合に前記シャッタの上端が通過する順にそれぞれの前記領域に昇順に割り当てられた番号をｓ、それぞれの前記貫通孔のコンダクタンスをＣｈ、目標となる前記シャッタの移動量に対する前記処理容器内の圧力の変化を示す直線の傾きを−α、該直線の切片をβ、前記処理空間に供給されるガスの質量流量をＱとした場合、番号ｓで示される前記領域に配置されている前記貫通孔の個数ｎ（ｓ）は、以下の関係式を満たすことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【数１】
0006570993.tif 000010
【請求項３】
それぞれの前記領域に配置されているそれぞれの前記貫通孔は、
該領域内で隣接する貫通孔同士の間隔が均等になるように該領域内の配置されていることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
大きい値の前記番号ｓが割り当てられた前記領域内に配置されているそれぞれ前記貫通孔の開口面積は、小さい値の前記番号ｓが割り当てられた前記領域内に配置されているそれぞれ前記貫通孔の開口面積よりも大きいことを特徴とする請求項２または３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
それぞれの前記貫通孔は、
前記バッフル板の軸方向において、他の貫通孔との重なりが少なくなるように前記バッフル板の側壁に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項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】
本発明の種々の側面及び実施形態は、プラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスまたはＦＰＤ（Flat  Panel  Display）といった電子デバイスの製造においては、被処理体の加工のために、被処理体に対してプラズマ処理が行われる。プラズマ処理に用いられるプラズマ処理装置は、例えば、処理容器、載置台、ガス供給部、および排気装置を有している。載置台は、処理容器内に設けられており、ガス供給部および排気装置は、処理容器内の空間に接続されている。
【０００３】
近年、異なる圧力条件の二以上のプラズマ処理を一つのプラズマ処理装置において連続的に行うことが要請されている。このような圧力変化を伴うプラズマ処理では、圧力を変化させる期間、即ち遷移時間を短くすることが好ましい。圧力の遷移時間を短くするためには、被処理体を配置する空間の体積を小さくすることが好ましい。
【０００４】
このような要請に応えるプラズマ処理装置として、例えば特許文献１に記載されたプラズマ処理装置が提案されている。特許文献１に記載されたプラズマ処理装置は、載置台と処理容器との間に介在する二つのバッフル板を有している。二つのバッフル板の上方の第１空間は被処理体が配置される領域を含んでおり、当該第１空間にはガス供給部が接続されている。また、二つのバッフル部材の下方の第２空間には排気装置が接続されている。
【０００５】
二つのバッフル板は、水平方向に延在する円状の板であり、これら二つのバッフル板には、複数の開口が形成されており、これら開口は周方向に配列されている。特許文献１に記載されたプラズマ処理装置では、二つのバッフル板のうち一方を周方向に回転させることにより、二つのバッフル板の開口の鉛直方向における重なりの程度が調整される。これにより、特許文献１に記載されたプラズマ処理装置では、第１空間と第２空間との間のコンダクタンスが調整されて、第１空間の圧力が調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１９６３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に記載されたプラズマ処理装置では、二つのバッフル板の間隔を極端に小さくしなければ、第１空間の圧力を高い圧力に設定することは難しい。即ち、二つのバッフル板の間隔を極端に小さくしなければ、第１空間と第２空間との間のコンダクタンスを小さくすることが困難である。しかしながら、二つのバッフル板の間隔が狭くなると、これらバッフル板同士が接触し、パーティクルが発生する場合がある。
【０００８】
また、二つのバッフル板同士の接触を許容するために、或いは、二つのバッフル板を両者の間の間隙が小さくなるように精度よく作成するためには、これら二つのバッフル板の厚さを大きくする必要がある。しかしながら、二つのバッフル板の厚さが大きい場合には、両者の開口が完全に重なるように二つのバッフル板を配置しても、第１空間と第２空間との間のコンダクタンスがあまり大きくならない。そのため、第１空間の圧力を低くすることが難しくなる。従って、特許文献１に記載されたプラズマ処理装置では、被処理体が配置される処理空間内の圧力の制御性を向上させることが困難である。なお、第１空間の圧力を低くするためには、二つのバッフル板の開口のサイズを大きくすることが考えられるが、開口のサイズが大きくなると第２空間にプラズマが侵入することとなる。
【０００９】
また、二つのバッフル板の厚さを大きくすると、バッフル板の重量が増大する。これにより、バッフル板の駆動装置が大型化する。従って、バッフル板の厚さを大きくすること、あるいは、バッフル板に形成される開口のサイズを大きくすることは、現実的ではない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面は、被処理体に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、処理容器と、載置台と、バッフル板と、シャッタと、駆動装置とを備える。載置台は、処理容器内に設けられ、被処理体が載置される。バッフル板は、円筒形状であって、側壁に複数の貫通孔が形成され、載置台上の処理空間と、載置台の周囲の排気空間とを仕切る。シャッタは、円筒形状であって、内周面の直径がバッフル板の外周面の直径よりも長く、バッフル板の軸方向にバッフル板の側壁に沿って移動可能にバッフル板の周囲に設けられる。駆動装置は、シャッタをバッフル板の側壁に沿って移動させることにより、シャッタに覆われていない複数の貫通孔によって構成される合成コンダクタンスを変更する。また、複数の貫通孔は、シャッタが下方へ移動するほど、シャッタの移動量に対する、シャッタに覆われていない貫通孔の合成コンダクタンスの変化量が増加するように、バッフル板の側面に配置されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の種々の側面および実施形態によれば、被処理体が配置される処理空間内の圧力の制御性を向上させることが可能なプラズマ処理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、プラズマ処理装置の一例を概略的に示す図である。
【図２】図２は、バッフル板の第１円筒部およびシャッタの第２円筒部の一例を概略的に示す斜視図である。
【図３】図３は、バッフル板の第１円筒部およびシャッタの第２円筒部の一例を概略的に示す斜視図である。
【図４】図４は、バッフル板およびシャッタの一例を示す破断斜視図である。
【図５】図５は、実施例１におけるバッフル板の第１円筒部に形成された貫通孔の配置の一例を示す模式図である。
【図６】図６は、シャッタの制御に関連する制御系の一例を示すブロック図である。
【図７】図７は、比較例におけるバッフル板の第１円筒部を示す図である。
【図８】図８は、比較例における圧力制御の実験結果を示す図である。
【図９】図９は、目標となる圧力変化の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、目標となるコンダクタンスの変化の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、各ストロークに対応する領域内の貫通孔の合成コンダクタンスの一例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施例１における貫通孔の配置の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施例１における圧力制御のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、バッフル板の第１円筒部に形成された貫通孔の配置の他の例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施例２におけるバッフル板の第１円筒部に形成された貫通孔の配置の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、実施例２における圧力制御の評価結果の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、各ストロークに対応する領域に配置される貫通孔の半径および個数の一例を示す図である。
【図１８】図１８は、圧力制御の他の例を示す図である。
【図１９】図１９は、バッフル板の第１円筒部に形成された貫通孔の配置の他の例を示す図である。
【図２０】図２０は、圧力制御の他の例を示す図である。
【図２１】図２１は、圧力のパルス制御の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、開示するプラズマ処理装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態により、開示される発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１４】
［プラズマ処理装置１０の構成］
図１は、プラズマ処理装置１０の一例を概略的に示す図である。図１には、プラズマ処理装置１０の縦断面構造が概略的に示されている。図１に示すプラズマ処理装置１０は、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置である。プラズマ処理装置１０は、処理容器１２を備える。処理容器１２は、例えば、表面に陽極酸化処理が施されたアルミニウム等により構成されている。処理容器１２は、側壁１２ｓを有する。側壁１２ｓは略円筒形状を有している。軸線Ｚは、側壁１２ｓの中心軸線を示す。側壁１２ｓには、被処理体の一例であるウエハＷの搬入または搬出のための開口１２ｇが設けられている。開口１２ｇは、ゲートバルブ５２により開閉可能となっている。
【００１５】
処理容器１２内には、載置台１４が設けられている。載置台１４は、支持部１６によって支持されている。支持部１６は、略円筒形状の絶縁性の部材であり、処理容器１２の底部から上方に延在している。本実例において、支持部１６は、載置台１４の下側周縁部分に接して当該載置台１４を支持している。
【００１６】
載置台１４は、下部電極１８および静電チャック２０を含む。下部電極１８は、略円盤形状を有しており、導体で構成されている。下部電極１８には、整合器ＭＵ１を介して第１の高周波電源ＨＦＳが接続されている。第１の高周波電源ＨＦＳは、主としてプラズマ生成用の高周波電力を発生する電源であり、例えば２７〜１００ＭＨｚの高周波電力を発生する。本実施例において、第１の高周波電源ＨＦＳは、例えば４０ＭＨｚの高周波電力を発生する。整合器ＭＵ１は、第１の高周波電源ＨＦＳの出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）の入力インピーダンスを整合させる。
【００１７】
また、下部電極１８には、整合器ＭＵ２を介して第２の高周波電源ＬＦＳが接続されている。第２の高周波電源ＬＦＳは、主としてウエハＷへのイオン引き込み用の高周波電力（高周波バイアス電力）を発生して、当該高周波バイアス電力を下部電極１８に供給する。高周波バイアス電力の周波数は、例えば４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数である。本実施例において、第２の高周波電源ＬＦＳは、例えば３ＭＨｚの高周波バイアス電力を下部電極１８に供給する。整合器ＭＵ２は、第２の高周波電源ＬＦＳの出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）の入力インピーダンスを整合させる。
【００１８】
下部電極１８上には、静電チャック２０が設けられている。静電チャック２０は、導電膜である電極２０ａを一対の絶縁層または絶縁シート間に配置した構造を有している。電極２０ａには、直流電源２２がスイッチＳＷを介して電気的に接続されている。静電チャック２０の上面は、ウエハＷが載置される載置領域２０ｒを構成している。静電チャック２０の電極２０ａに直流電源２２から直流電圧が印加されると、静電チャック２０はクーロン力等の静電力によって、載置領域２０ｒ上に載置されたウエハＷを吸着保持する。
【００１９】
また、プラズマ処理装置１０には、ウエハＷのエッジを囲むようにフォーカスリングＦＲが設けられる。フォーカスリングＦＲは、例えば、シリコンや石英等から構成される。
【００２０】
下部電極１８の内部には、流路１８ａが形成されている。流路１８ａには、プラズマ処理装置１０の外部に設けられたチラーユニットから配管２６ａを介して、冷却水等の冷媒が供給される。流路１８ａに供給された冷媒は、配管２６ｂを介してチラーユニットに戻される。チラーユニットによって、流路１８ａ内を循環する冷媒の温度を制御することにより、静電チャック２０上に載置されたウエハＷの温度が制御される。
【００２１】
また、載置台１４には、配管２８が設けられている。配管２８は、伝熱ガス供給機構から供給されたＨｅガス等の伝熱ガスを、静電チャック２０の上面とウエハＷの裏面との間に供給する。
【００２２】
また、プラズマ処理装置１０は、上部電極３０を備える。上部電極３０は、下部電極１８の上方において、当該下部電極１８と対向するように配置されている。下部電極１８と上部電極３０とは、互いに略平行となるように処理容器１２内に設けられている。
【００２３】
上部電極３０は、絶縁性遮蔽部材３２を介して、処理容器１２の天井部に支持されている。上部電極３０は、電極板３４および電極支持体３６を含む。電極板３４は、処理容器１２内の空間に面しており、複数のガス吐出孔３４ａを有する。電極板３４は、ジュール熱の少ない低抵抗の導電体または半導体から構成される。
【００２４】
電極支持体３６は、アルミニウム等の導電性材料で構成され、電極板３４を着脱自在に支持する。電極支持体３６は、水冷構造を有する。電極支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。ガス拡散室３６ａからは、ガス吐出孔３４ａに連通する複数のガス流通孔３６ｂが下方に延びている。また、電極支持体３６にはガス拡散室３６ａに処理ガスを導くガス導入口３６ｃが形成されている。ガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。
【００２５】
ガス供給管３８には、バルブ群４２および流量制御器群４４を介してガスソース群４０が接続されている。ガスソース群４０は、複数のガスソースを有する。複数のガスソースは、異なるガス種の複数のガスのソースである。バルブ群４２は、複数のバルブを有する。流量制御器群４４は、複数の流量制御器を有する。それぞれの流量制御器は、例えばマスフローコントローラ等である。ガスソース群４０が有するそれぞれのガスソースは、バルブ群４２が有する１つのバルブ、および、流量制御器群４４が有する１つの流量制御器を介して、ガス供給管３８に接続されている。
【００２６】
プラズマ処理装置１０では、ガスソース群４０が有する複数のガスソースのうち、選択された一以上のガスソースからのガスが、対応する流量制御器およびバルブを介して、流量制御された状態で、ガス供給管３８に供給される。ガス供給管３８に供給されたガスは、ガス拡散室３６ａ内で拡散し、ガス流通孔３６ｂおよびガス吐出孔３４ａを介して処理容器１２内の空間に供給される。なお、本実施例において、ガスソース群４０、流量制御器群４４、バルブ群４２、ガス供給管３８、および上部電極３０は、ガス供給部ＧＳを構成している。該ガス供給部ＧＳは、後述する第１空間Ｓ１に接続されている。
【００２７】
また、図１に示すように、処理容器１２の底部には排気管４８が接続されており、当該排気管４８には排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、排気管４８を介して、後述する第２空間Ｓ２に接続される。排気装置５０は、ターボ分子ポンプ等の真空ポンプを有する。
【００２８】
また、プラズマ処理装置１０は、制御部Ｃｎｔを有する。制御部Ｃｎｔは、例えば、プロセッサ、記憶部、入力装置、および表示装置等を備えるコンピュータであり、プラズマ処理装置１０の各部を制御する。制御部Ｃｎｔは、入力装置を介して、オペレータがプラズマ処理装置１０を管理するためにコマンドの入力操作等を受け付ける。また、制御部Ｃｎｔは、表示装置により、プラズマ処理装置１０の稼働状況等を可視化して表示する。また、制御部Ｃｎｔの記憶部には、プラズマ処理装置１０で実行される各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラムや、処理条件に応じてプラズマ処理装置１０の各構成部に処理を実行させるためのプログラム、即ち、処理レシピ等が格納される。
【００２９】
このように構成されたプラズマ処理装置１０では、ウエハＷを処理するために、ガスソース群４０が有する複数のガスソースのうち選択された一以上のガスソースから処理容器１２内にガスが供給される。そして、下部電極１８にプラズマ生成用の高周波電力が印加されることにより、下部電極１８と上部電極３０との間に高周波電界が発生する。この高周波電界により、処理容器１２内に供給されたガスのプラズマが生成される。そして、生成されたプラズマにより、静電チャック２０上に吸着保持されたウエハＷの処理、例えば、エッチングが行われる。なお、下部電極１８に高周波バイアス電力を印加することにより、イオンをウエハＷに対して引き込んでもよい。
【００３０】
［バッフル構造６０］
また、プラズマ処理装置１０は、例えば図１に示すように、バッフル構造６０をさらに有する。バッフル構造６０は、載置領域２０ｒよりも下方において載置台１４と処理容器１２の側壁１２ｓとの間に配置されている。バッフル構造６０は、処理容器１２内において第１空間Ｓ１および第２空間Ｓ２を規定している。第１空間Ｓ１は、載置台１４の上方の空間を含む空間である。第２空間Ｓ２は、載置台１４の周囲の空間である。第１空間Ｓ１には、上述したガス供給部ＧＳが接続されており、第２空間Ｓ２には、上述した排気装置５０が接続されている。第１空間Ｓ１は、処理空間の一例であり、第２空間Ｓ２は、排気空間の一例である。
【００３１】
次に、図１と共に、図２〜図４をさらに参照して説明を続ける。図２および図３は、バッフル板６１の第１円筒部６１ａおよびシャッタ６２の第２円筒部６２ａの一例を概略的に示す斜視図である。図４は、バッフル板６１およびシャッタ６２の一例を示す破断斜視図である。なお、図２〜図４は、説明の理解のために示された図である。そのため、図２〜図４に示された第１円筒部６１ａおよび第２円筒部６２ａの縦横比、ならびに、第１円筒部６１ａに形成された貫通孔６１ｈのサイズおよび個数は、実際の第１円筒部６１ａおよび第２円筒部６２ａの縦横比、ならびに、第１円筒部６１ａに形成された貫通孔６１ｈのサイズおよび個数とは異なっている。バッフル構造６０は、例えば図１および図４に示すように、バッフル板６１およびシャッタ６２を含む。
【００３２】
［バッフル板６１の構造］
バッフル板６１は、例えば、アルミニウムまたはステンレス等の金属の表面にＹ２Ｏ３といった被覆を施すことによって構成されている。バッフル板６１は、第１円筒部６１ａ、下側環状部６１ｂ、および上側環状部６１ｃを有する。第１円筒部６１ａは、バッフル板６１の側壁の一例である。
【００３３】
第１円筒部６１ａは、例えば図１および図２〜図４に示すように、略円筒形状を有しており、その中心軸線が軸線Ｚに略一致するように処理容器１２内に設けられている。本実施例において、第１円筒部６１ａの板厚は、例えば５ｍｍである。また、本実施例において、第１円筒部６１ａの外周面の直径は、例えば５５０ｍｍである。第１円筒部６１ａは、例えば図１に示すように、載置台１４と処理容器１２の側壁１２ｓとの間に設けられている。
【００３４】
また、第１円筒部６１ａには、例えば図１および図２〜図４に示すように、複数の貫通孔６１ｈが形成されている。それぞれの貫通孔６１ｈは、第１円筒部６１ａを、軸線Ｚに対して放射方向（即ち、径方向）に貫通している。本実施例において、それぞれの貫通孔６１ｈの開口は略円状であり、その半径は例えば１ｍｍである。本実施例において、それぞれの貫通孔６１ｈの開口の形状および面積は略同一である。なお、他の例として、それぞれの貫通孔６１ｈの開口の形状は、楕円、長丸、または多角形等であってもよい。
【００３５】
下側環状部６１ｂは、例えば図１および図４に示すように、環形状である。下側環状部６１ｂは、第１円筒部６１ａの下端に連続しており、当該第１円筒部６１ａの下端から径方向内側に延在している。また、上側環状部６１ｃは、環形状である。上側環状部６１ｃは、第１円筒部６１ａの上端に連続しており、当該第１円筒部６１ａの上端から径方向外側に延在している。本実施例において、バッフル板６１は、第１円筒部６１ａ、下側環状部６１ｂ、および上側環状部６１ｃが例えば一体に形成される。なお、他の例として、第１円筒部６１ａ、下側環状部６１ｂ、および上側環状部６１ｃが別々の部材で構成され、互いに組み付けられることによってバッフル板６１が構成されてもよい。
【００３６】
また、処理容器１２の底部は、例えば図１に示すように、略円筒形状の支持部１２ｍを含む。支持部１２ｍの上方には、筒状部材６４が設けられている。筒状部材６４は、例えばセラミック等の絶縁体で構成される。筒状部材６４は、支持部１６の外周面に沿って延在している。また、筒状部材６４および支持部１６上には、環状部材６６が設けられている。環状部材６６は、例えばセラミック等の絶縁体で構成される。環状部材６６は、下部電極１８の上面に沿って静電チャック２０のエッジの近傍まで延びている。環状部材６６上には、上述したフォーカスリングＦＲが設けられている。
【００３７】
バッフル板６１の下側環状部６１ｂの内縁部は、支持部１２ｍと筒状部材６４との間に配置されている。支持部１２ｍおよび筒状部材６４は、例えばねじ等によって互いに固定される。これにより、支持部１２ｍと筒状部材６４との間に、バッフル板６１の下側環状部６１ｂの内縁部が挟持される。
【００３８】
また、処理容器１２の側壁１２ｓは、例えば図１に示すように、上側部分１２ｓ１および下側部分１２ｓ２を含む。また、プラズマ処理装置１０は、支持部材６８を備える。支持部材６８は、略環形状の上側部分６８ａおよび略環形状の下側部分６８ｃを有する。上側部分６８ａおよび下側部分６８ｃは、略円筒形状の中間部分を介して接続されている。支持部材６８の上側部分６８ａは、側壁１２ｓの上側部分１２ｓ１と下側部分１２ｓ２との間に挟持されている。また、支持部材６８の下側部分６８ｃは、処理容器１２内において径方向内側に延在している。支持部材６８の下側部分６８ｃには、バッフル板６１の上側環状部６１ｃが、例えばねじ等により固定されている。本実施例において、支持部材６８は、上側部分６８ａ、中間部分、および下側部分６８ｃが例えば一体に形成される。なお、他の例として、上側部分６８ａ、中間部分、および下側部分６８ｃが別々の部材で構成され、互いに組み付けられることによって支持部材６８が構成されてもよい。
【００３９】
［シャッタ６２の構造］
シャッタ６２は、例えば、アルミニウムまたはステンレス等の金属の表面にＹ２Ｏ３といった被覆を施すことによって構成され得る。シャッタ６２は、例えば図１および図４に示すように、第２円筒部６２ａおよび環状部６２ｂを有する。第２円筒部６２ａは、例えば図１および図２〜図４に示すように、略円筒形状を有しており、その中心軸線が軸線Ｚに略一致するように処理容器１２内に配置されている。また、第２円筒部６２ａの内周面の直径は、バッフル板６１の第１円筒部６１ａの外周面の直径よりも長い。本実施例において、第２円筒部６２ａの内周面の直径は、例えば５５０．１ｍｍであり、当該第２円筒部６２ａの板厚は、例えば５ｍｍである。なお、本実施例において、第１円筒部６１ａの外周面の直径は、例えば５５０ｍｍであり、第１円筒部６１ａの中心軸と第２円筒部６２ａの中心軸は、軸線Ｚに略一致する。従って、第１円筒部６１ａの外周と、第２円筒部６２ａの内周との間には、例えば図３に示すように、例えば０．１ｍｍの間隙ＧＰが存在する。これにより、第２円筒部６２ａは、第１円筒部６１ａに接触することなく、第１円筒部６１ａに沿って軸線Ｚの方向に移動することができる。そのため、バッフル板６１の第１円筒部６１ａに沿ってシャッタ６２が移動する際のパーティクルの発生を抑制することができる。
【００４０】
また、シャッタ６２の環状部６２ｂは、例えば図１および図４に示すように、略環形状を有する。本実施例において、環状部６２ｂは、第２円筒部６２ａの下端に連続して径方向外側に延在している。本実施例において、シャッタ６２は、第２円筒部６２ａおよび環状部６２ｂが例えば一体に形成される。なお、他の例として、第２円筒部６２ａおよび環状部６２ｂが別々の部材で構成され、互いに組み付けられることによってシャッタ６２が構成されてもよい。
【００４１】
シャッタ６２の環状部６２ｂは、例えば図１に示すように、軸体６９に連結されている。本実施例において、軸体６９は例えば送りねじであり、環状部６２ｂはナットを介して軸体６９に連結されている。また、軸体６９は、駆動装置７０に接続されている。駆動装置７０は、例えばモータである。駆動装置７０は、軸体６９に沿ってシャッタ６２を上下に移動させる。これにより、シャッタ６２の第２円筒部６２ａは、バッフル板６１の第１円筒部６１ａと処理容器１２の側壁１２ｓとの間で、上下に移動する。なお、図１では一本の軸体６９のみが図示されているが、周方向に配列された複数の軸体６９がシャッタ６２の環状部６２ｂに連結されていてもよい。
【００４２】
シャッタ６２の第２円筒部６２ａは、駆動装置７０により、例えば図２および図３に示すように、第１円筒部６１ａの外周面に沿って軸線Ｚの方向に上下に移動することができる。第２円筒部６２ａが下方に移動すると、第２円筒部６２ａによって覆われる貫通孔６１ｈの数が減少する。これにより、第２円筒部６２ａに覆われていない複数の貫通孔６１ｈによって構成されるバッフル構造６０の合成コンダクタンスが増加する。
【００４３】
そして、シャッタ６２がシャッタ６２の移動範囲内で最も下方に位置した場合、例えば図２に示すように、第１円筒部６１ａに形成された全ての貫通孔６１ｈが第２円筒部６２ａによって覆われていない状態となる。即ち、第１円筒部６１ａに形成された全ての貫通孔６１ｈが、第２空間Ｓ２に直接的に連通した状態となる。これにより、第２円筒部６２ａに覆われていない複数の貫通孔６１ｈによって構成されるバッフル構造６０の合成コンダクタンスが最大になる。従って、第１空間Ｓ１の圧力が第２空間Ｓ２の圧力に近くなり、第１空間Ｓ１の圧力を低圧に設定することができる。
【００４４】
また、第２円筒部６２ａが上方に移動すると、第２円筒部６２ａによって覆われる貫通孔６１ｈの数が増加する。これにより、第２円筒部６２ａに覆われていない複数の貫通孔６１ｈによって構成されるバッフル構造６０の合成コンダクタンスが減少する。そして、シャッタ６２がシャッタ６２の移動範囲内で最も上方に位置した場合、例えば図３に示すように、第１円筒部６１ａの最上段に形成された貫通孔６１ｈ以外の貫通孔６１ｈが第２円筒部６２ａで覆われる。これにより、第２円筒部６２ａに覆われていない複数の貫通孔６１ｈによって構成されるバッフル構造６０の合成コンダクタンスが最小になる。従って、第１空間Ｓ１の圧力が第２空間Ｓ２の圧力よりも高くなり、第１空間Ｓ１の圧力を高圧に設定することができる。
【００４５】
ここで、バッフル板６１およびシャッタ６２の形状は、略円筒形状であり、その構造上、円板状に形成された場合に比べて、第１空間Ｓ１の圧力の影響によるたわみが発生しにくい。そのため、バッフル板６１およびシャッタ６２の厚さをそれほど大きくしなくても機械的強度を確保することができる。これにより、シャッタ６２が最も上方の位置に移動した場合には、バッフル構造６０の合成コンダクタンスを十分に低くすることができ、シャッタ６２が最も下方の位置に移動した場合には、バッフル構造６０の合成コンダクタンスを十分高くすることができる。従って、本実施例のプラズマ処理装置１０は、第１空間Ｓ１内の圧力の制御性を向上させることができる。
【００４６】
なお、第１円筒部６１ａと第２円筒部６２ａとの間には、例えば図３に示したように、間隙ＧＰが存在する。そのため、シャッタ６２がシャッタ６２の移動範囲内で最も上方に位置した場合のバッフル構造６０の合成コンダクタンスは、第１円筒部６１ａの最上段に形成された各貫通孔６１ｈのコンダクタンスと、該貫通孔６１ｈ以外の貫通孔６１ｈと間隙ＧＰとによって構成される流路のコンダクタンスとの合成コンダクタンスとなる。従って、シャッタ６２がシャッタ６２の移動範囲内で最も上方に位置した場合のバッフル構造６０の合成コンダクタンスは、第１円筒部６１ａの最上段に形成された各貫通孔６１ｈの合成コンダクタンスよりも大きな値となる。
【００４７】
［貫通孔６１ｈの配置］
ここで、第１円筒部６１ａに形成されている複数の貫通孔６１ｈの配置について図５を参照しながら説明する。図５は、実施例１におけるバッフル板６１の第１円筒部６１ａに形成された貫通孔６１ｈの配置の一例を示す模式図である。例えば図５に示すように、第１円筒部６１ａには、軸線Ｚの方向における所定の長さ毎の領域６１ｒに１つ以上の貫通孔６１ｈが配置されている。それぞれの領域６１ｒは、例えば図５に示すように、第１円筒部６１ａにおいて、軸線Ｚの方向に交差する方向、例えば軸線Ｚの方向に対して直交する方向に延在している。本実施例において、軸線Ｚの方向におけるそれぞれの領域６１ｒの幅は、例えば図５に示すように、該領域６１ｒに配置されている貫通孔６１ｈの直径と略同一である。これにより、シャッタ６２の移動により第１空間Ｓ１内の圧力を制御する際のシャッタ６２の移動範囲を短くすることができる。
【００４８】
領域６１ｒは、軸線Ｚの方向に複数配置され、それぞれの領域６１ｒには、１つ以上の貫通孔６１ｈが配置されている。そのため、シャッタ６２が下方へ移動するほど、シャッタ６２の第２円筒部６２ａに覆われていない貫通孔６１ｈの数が多くなる。そのため、シャッタ６２が下方へ移動するほど、第２円筒部６２ａに覆われていない貫通孔６１ｈの合成コンダクタンスは大きくなる。本実施例において、それぞれの貫通孔６１ｈの開口の形状および面積は略同一であるため、それぞれの貫通孔６１ｈのコンダクタンスは略同一である。そのため、仮に、それぞれの領域６１ｒに含まれる貫通孔６１ｈが同数であるとすれば、シャッタ６２の移動量に対する、第２円筒部６２ａに覆われていない貫通孔６１ｈの合成コンダクタンスの変化量は一定となる。
【００４９】
これに対し、本実施例では、シャッタ６２が下方へ移動するほど、シャッタ６２の移動量に対する、第２円筒部６２ａに覆われていない貫通孔６１ｈの合成コンダクタンスの変化量が増加するように、貫通孔６１ｈがバッフル板６１の第１円筒部６１ａに配置されている。例えば、第２円筒部６２ａに覆われている貫通孔６１ｈの数が第１の数より多くなるシャッタ６２の位置の範囲において、シャッタ６２の移動量に対する、第２円筒部６２ａに覆われていない貫通孔６１ｈによる合成コンダクタンスの変化量をΔＣ1と定義する。また、第２円筒部６２ａに覆われている貫通孔６１ｈの数が上記第１の数より少ないシャッタ６２の位置の範囲において、シャッタ６２の移動量に対する、第２円筒部６２ａに覆われていない貫通孔６１ｈの合成コンダクタンスの変化量をΔＣ2と定義する。このようにΔＣ1およびΔＣ2を定義した場合、貫通孔６１ｈは、ΔＣ1＜ΔＣ2となるように、バッフル板６１の第１円筒部６１ａに配置される。
【００５０】
本実施例では、それぞれの貫通孔６１ｈのコンダクタンスが略同一であるため、貫通孔６１ｈは、例えば図５に示すように、上から２つ目以下の領域６１ｒにおいて、下方の領域６１ｒほど、領域６１ｒに含まれる貫通孔６１ｈの数が多くなるように、バッフル板６１の第１円筒部６１ａに配置されている。
【００５１】
なお、本実施例では、最上段の領域６１ｒに含まれる貫通孔６１ｈの数は、初期値として予め決められた圧力を達成するためのコンダクタンスが実現される数に設定される。従って、本実施例では、最上段の領域６１ｒに含まれる貫通孔６１ｈの数は、上から２つ目の領域６１ｒに含まれる貫通孔６１ｈの数よりも多くなっている。
【００５２】
また、第１円筒部６１ａ上の各領域６１ｒにおいて、該領域６１ｒ内に配置されている貫通孔６１ｈは、領域６１ｒ内で隣接する貫通孔６１ｈ同士の間隔が略均等になるように、領域６１ｒ内に配置されている。また、それぞれの貫通孔６１ｈは、軸線Ｚの方向において、他の貫通孔６１ｈとの重なりが少なくなるように第１円筒部６１ａに配置されている。これにより、周方向において、複数の貫通孔６１ｈを通過するガスの流れの偏りを抑制することができる。
【００５３】
それぞれの領域６１ｒは、シャッタ６２の移動によりストロークが１段階変化した場合に、第２円筒部６２ａの上端が通過する第１円筒部６１ａ上の領域である。本実施例において、ストロークとは、軸線Ｚの方向におけるシャッタ６２の位置である。
【００５４】
また、シャッタ６２は、軸線Ｚの方向に所定距離ずつ移動し、シャッタ６２の各ストロークには、上方から下方へ１から昇順に整数の番号ｓが割り当てられる。例えば、シャッタ６２が、図３に示すように最も上方の位置にある場合、その位置におけるシャッタ６２のストロークの番号は１となる。そして、シャッタ６２が所定距離下方に移動すると、移動後の位置におけるシャッタ６２のストロークの番号は２となる。以下では、値がｓの番号が割り当てられたストロークを、ストロークｓと記載する。
【００５５】
また、それぞれの領域６１ｒには、上方から下方へ１から昇順に整数の番号が割り当てられる。それぞれの領域６１ｒに割り当てられる番号は、シャッタ６２のストロークの番号と対応している。例えば、シャッタ６２が、ストロークｓ−１から、ストロークｓへ移動する場合、第２円筒部６２ａの上端は、番号がｓの領域６１ｒを通過する。
【００５６】
例えば、シャッタ６２のストロークの値が１である場合、第２円筒部６２ａの上端は、最も上方に位置する領域６１ｒと、その下方に隣接する領域６１ｒとの間に位置する。最も上方に位置する領域６１ｒに割り当てられる番号は１であるので、シャッタ６２のストロークの値が１である場合、番号が１の領域６１ｒのみがシャッタ６２の第２円筒部６２ａに覆われていない状態となる。また、シャッタ６２のストロークの値がｎである場合、第２円筒部６２ａの上端は、番号がｎの領域６１ｒと、その下方に隣接する番号がｎ＋１の領域６１ｒとの間に位置する。そのため、シャッタ６２のストロークの値がｎである場合、番号が１の領域６１ｒから番号がｎの領域６１ｒまでがシャッタ６２の第２円筒部６２ａに覆われていない状態となる。また、シャッタ６２のストロークの値が最大値であるｓmaxである場合、第２円筒部６２ａの上端は、番号がｓmaxの領域６１ｒの下端に位置する。そのため、シャッタ６２のストロークの値がｓmaxである場合、全ての領域６１ｒがシャッタ６２の第２円筒部６２ａに覆われていない状態となる。なお、以下では、ストロークの番号ｓと同一の番号ｓが割り当てられた領域６１ｒを、ストロークｓに対応する領域６１ｒと記載する。
【００５７】
本実施例では、ストロークの値が小さいシャッタ６２の位置では、シャッタ６２によって覆われている貫通孔６１ｈの数が多く、ストロークの値が大きいシャッタ６２の位置では、シャッタ６２によって覆われている貫通孔６１ｈの数が少ない。
【００５８】
図６は、シャッタ６２の制御に関連する制御系の一例を示すブロック図である。駆動装置７０は、例えば図６に示すように、制御部Ｃｎｔによって制御される。制御部Ｃｎｔは、変移計９０、圧力計９２、および圧力計９４から信号を受ける。変移計９０は、軸線Ｚの方向におけるシャッタ６２の位置または基準位置からの距離を計測し、計測結果を示す信号を制御部Ｃｎｔへ送出する。圧力計９２は、第１空間Ｓ１内の圧力を計測し、計測結果を示す信号を制御部Ｃｎｔへ送出する。圧力計９４は、第２空間Ｓ２内の圧力を計測し、計測結果を示す信号を制御部Ｃｎｔへ送出する。
【００５９】
制御部Ｃｎｔは、圧力計９２および圧力計９４からの計測結果を示す信号に基づいて、第１空間Ｓ１内の圧力がレシピによって指定された圧力となるためのシャッタ６２の軸線Ｚの方向における位置を算出する。そして、制御部Ｃｎｔは、算出したシャッタ６２の位置と、変移計９０からの計測結果を示す信号とに基づいて、シャッタ６２の移動量を算出する。そして、制御部Ｃｎｔは、算出したシャッタ６２の移動量を示す信号を駆動装置７０へ送出する。駆動装置７０は、制御部Ｃｎｔからの信号に応じてシャッタ６２を軸線Ｚの方向に移動させる。
【００６０】
このような構成のプラズマ処理装置１０によれば、バッフル板６１の第１円筒部６１ａとシャッタ６２の第２円筒部６２ａとの鉛直方向における位置関係を調整することにより、複数の貫通孔６１ｈが第２円筒部６２ａによって第２空間Ｓ２に対して覆われる割合を調整することができる。これにより、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２との間のコンダクタンスを調整することができる。従って、第１空間Ｓ１内の圧力を任意の圧力に設定することができる。
【００６１】
［比較例］
ここで、比較例におけるバッフル板６１を用いた場合の処理容器１２内の圧力の制御性について説明する。図７は、比較例におけるバッフル板６１の第１円筒部６１ａ’を示す図である。比較例におけるバッフル板６１の第１円筒部６１ａ’には、例えば図７に示すように、複数の貫通孔６１ｈ’が形成されている。それぞれの貫通孔６１ｈ’は、鉛直方向において長尺のスリット形状を有している。これらの貫通孔６１ｈ’は、第１円筒部６１ａ’の全周にわたって分布するように、略均等なピッチで軸線Ｚに対して周方向に配列されている。
【００６２】
［比較例における第１空間Ｓ１内の圧力変化］
図８は、比較例における圧力制御の実験結果を示す図である。図８において、縦軸は、第１空間Ｓ１内の圧力を示し、横軸は、シャッタ６２のストロークを示す。シャッタ６２を下方に移動させることにより、第１円筒部６１ａ’に形成された各貫通孔６１ｈ’がシャッタ６２の第２円筒部６２ａによって覆われる割合が減少する。そのため、シャッタ６２を下方に移動させることにより、比較例のバッフル構造６０における合成コンダクタンスは増加する。これにより、シャッタ６２を下方に移動させることにより、第１空間Ｓ１内の圧力が下がる。
【００６３】
しかし、図８から明らかなように、各貫通孔６１ｈ’がシャッタ６２によって覆われる割合が多い範囲（ストロークの値が小さい範囲）では、シャッタ６２の移動に伴って第１空間Ｓ１内の圧力が急激に低下する。一方、各貫通孔６１ｈ’がシャッタ６２によって覆われる割合が少ない範囲（ストロークの値が大きい範囲）では、シャッタ６２が移動しても、第１空間Ｓ１内の圧力の低下量が少ない。そのため、シャッタ６２のストロークの制御により、第１空間Ｓ１内の圧力を所望の圧力に設定することは難しい。即ち、比較例におけるプラズマ処理装置１０では、シャッタ６２により第１空間Ｓ１内の圧力を制御する際の圧力の制御性が低い。
【００６４】
［貫通孔６１ｈの配置の決定方法］
ここで、本実施例におけるバッフル板６１の第１円筒部６１ａに形成される貫通孔６１ｈの配置について説明する。シャッタ６２の移動により第１空間Ｓ１内の圧力を制御する際の圧力の制御性を高めるには、シャッタ６２の移動量に対して、第１空間Ｓ１内の圧力の変化が線形に変化することが望ましい。シャッタ６２のストロークに対する第１空間Ｓ１内の圧力の理想的な変化を図示すると、例えば図９のようになる。図９は、目標となる圧力変化の一例を示す図である。図９の例では、１から５０までのストロークにおいて、第１空間Ｓ１内の圧力が線形に変化している。
【００６５】
ストロークに対する第１空間Ｓ１内の圧力が直線状に変化する場合、ストロークｓを変数として、シャッタ６２がストロークｓの位置にある場合の第１空間Ｓ１内の圧力Ｐ（ｓ）は、例えば下記のように表される。
【数１】
0006570993.tif 000002
ここで、Ｐmaxは、ストロークｓの値が１となるシャッタ６２の位置における第１空間Ｓ１内の圧力を示す。本実施例では、シャッタ６２が最も上方に位置した場合であっても、第１円筒部６１ａの最上段の貫通孔６１ｈは、第２円筒部６２ａによって覆われない。また、Ｐminは、ストロークｓの値が最大値Ｓmaxとなるシャッタ６２の位置における第１空間Ｓ１内の圧力を示す。
【００６６】
上記（１）式に示したＰ（ｓ）を、変数ｓについての１次関数とみなし、以下に示すように、傾きをα、切片をβと置く。
【数２】
0006570993.tif 000003
これにより、前述の（１）式で表される直線は、下記の（３）式のように表わされる。
【数３】
0006570993.tif 000004
【００６７】
図９に示された直線の傾きを−αと置くと、上記（３）式で表された直線が、図９に示された直線となるためには、以下の関係を満たすことになる。
【数４】
0006570993.tif 000005
【００６８】
ここで、第１空間Ｓ１内の圧力がＰ（ｓ）のときのバッフル構造６０の合成コンダクタンスＣは、処理容器１２内に供給されているガスの質量流量をＱとした場合、一般的に以下の公式で求められることが知られている。
【数５】
0006570993.tif 000006
【００６９】
シャッタ６２のストローク毎に、上記（５）式に示される合成コンダクタンスＣをプロットすると、例えば図１０のようになる。図１０は、目標となるコンダクタンスの変化の一例を示す図である。図１０から明らかなように、ストロークｓの値が小さい範囲では、ストロークｓに対する合成コンダクタンスＣの変化量が小さく、ストロークｓの値が大きい範囲では、ストロークｓに対する合成コンダクタンスＣの変化量が大きい。シャッタ６２のストロークｓを制御することにより、バッフル構造６０の合成コンダクタンスが図１０のように変化すれば、第１空間Ｓ１内の圧力を図９のように変化させることができる。
【００７０】
本実施例において、シャッタ６２がストロークｓの位置にある場合、値が１のストロークに対応する領域６１ｒから、値がｓのストロークに対応する領域６１ｒまでの間に配置されている貫通孔６１ｈが、シャッタ６２によって覆われていない状態となっている。シャッタ６２のストロークｓに対応する１つの領域６１ｒに配置されている貫通孔６１ｈの合成コンダクタンスをＣ（ｓ）と置くと、上記（５）式は、例えば以下のように表すことができる。
【数６】
0006570993.tif 000007
【００７１】
なお、本実施例では、シャッタ６２のストロークｓの値が１の場合に、シャッタ６２が最も上方に位置し、第１円筒部６１ａの最上段の貫通孔６１ｈのみが、シャッタ６２の第２円筒部６２ａによって覆われていない状態となる。そして、ストロークｓの値が１の場合におけるバッフル構造６０の合成コンダクタンスは、初期値として予め決められた圧力を達成するためのコンダクタンスとして設定される。そして、初期値として設定されたコンダクタンスを実現するように、第１円筒部６１ａの最上段の貫通孔６１ｈの数や開口の大きさが決定される。
【００７２】
上記（６）式に基づいて、ストロークｓ毎に、第１円筒部６１ａの各領域６１ｒに配置されている貫通孔６１ｈの合成コンダクタンスＣ（ｓ）をプロットすると、例えば図１１のようになる。図１１は、各ストロークｓに対応する領域６１ｒ内の貫通孔６１ｈの合成コンダクタンスＣ（ｓ）の一例を示す図である。図１１から明らかなように、ストロークｓの値が小さい範囲では、ストロークｓに対応する領域６１ｒ内の貫通孔６１ｈの合成コンダクタンスＣ（ｓ）の変化量が小さく、ストロークｓの値が大きい範囲では、ストロークｓに対応する領域６１ｒ内の貫通孔６１ｈの合成コンダクタンスＣ（ｓ）の変化量が大きい。
【００７３】
値が２以上の各ストロークｓにおいて、各貫通孔６１ｈのコンダクタンスをＣh、該ストロークｓに対応する領域６１ｒ内の貫通孔６１ｈの個数をｎ（ｓ）とすると、ストロークｓに対応する領域６１ｒ内の貫通孔６１ｈの合成コンダクタンスＣ（ｓ）は、以下のように表される。
【数７】
0006570993.tif 000008
【００７４】
ここで、本実施例における各貫通孔６１ｈは、略円筒形状である。そのため、各貫通孔６１ｈのコンダクタンスＣhは、オリフィスのコンダクタンスＣoと、円形導管のコンダクタンスＣLの合成コンダクタンスとなる。
【００７５】
ここで、各貫通孔６１ｈのコンダクタンスＣhと、ガスの質量流量Ｑとの比をＣQ（＝Ｃh／Ｑ）とおくと、ストロークｓ毎に、ストロークｓに対する領域６１ｒ内の貫通孔６１ｈの個数ｎ（ｓ）は、以下のように決定することができる。
【数８】
0006570993.tif 000009
【００７６】
なお、上記（８）式により算出されたｎ（ｓ）の値が整数ではない場合、小数点以下の値の四捨五入、切り上げ、または切り捨て等により、ｎ（ｓ）の値は、整数の値に丸め込まれる。
【００７７】
（８）式により算出された個数ｎ（ｓ）の貫通孔６１ｈが、バッフル板６１の第１円筒部６１ａに配置されることにより、シャッタ６２のストロークの変化に対するバッフル構造６０の合成コンダクタンスの変化は、例えば図１０に示したように変化することになる。即ち、各ストロークｓに対応する領域６１ｒ内の貫通孔６１ｈが（８）式により算出された個数ｎ（ｓ）となるように、貫通孔６１ｈをバッフル板６１の第１円筒部６１ａに配置することにより、複数の貫通孔６１ｈは、シャッタ６２が下方へ移動するほど、シャッタ６２の移動量に対する、第２円筒部６２ａに覆われていない貫通孔６１ｈの合成コンダクタンスの変化量が増加するように、バッフル板６１の第１円筒部６１ａに配置されることになる。
【００７８】
［シミュレーション結果］
図１２は、実施例１における貫通孔６１ｈの配置の一例を示す図である。図１２は、上記（８）式と、各パラメータについての下記の値とを用いて、各ストロークｓに対応する領域６１ｒ内の貫通孔６１ｈの個数ｎ（ｓ）を算出したものである。なお、処理容器１２内に供給されるガスとしては、一例としてＮ２ガスを想定した。
質量流量Ｑ＝０．８４５Ｐａｍ3／ｓ
貫通孔６１ｈの開口の半径ａ＝１ｍｍ
平均速度ｖ＝４７０．４ｍ／ｓ
第１円筒部６１ａの厚さＬ＝５ｍｍ
ストロークの最大値Ｓmax＝２５
圧力の最大値Ｐmax＝６６．６７Ｐａ（５００ｍＴ）
圧力の最小値Ｐmin＝４Ｐａ（３０ｍＴ）
【００７９】
各ストロークｓに対応する領域６１ｒ内に、図１２に示した個数ｎ（ｓ）の貫通孔６１ｈが配置されたバッフル板６１を用いて、第１空間Ｓ１内の圧力変化のシミュレーションを行った。図１３は、実施例１における圧力制御のシミュレーション結果の一例を示す図である。図１３において、縦軸は第１空間Ｓ１内の圧力を示し、横軸はシャッタ６２のストロークｓを示す。図１３から明らかなように、シャッタ６２のストロークｓの変化量に対して、第１空間Ｓ１内の圧力が線形に変化している。これにより、本実施例のプラズマ処理装置１０は、圧力の最大値Ｐmaxから最小値Ｐminまでの圧力の制御範囲において、シャッタ６２のストロークｓを制御することにより、第１空間Ｓ１内の圧力を任意の圧力に精度よく設定することができる。従って、本実施例のプラズマ処理装置１０は、シャッタ６２の移動により第１空間Ｓ１内の圧力を制御する際の圧力の制御性を高めることができる。
【００８０】
なお、本実施例では、バッフル板６１の第１円筒部６１ａに形成される各貫通孔６１ｈの開口面積が略同一である。そのため、ストロークｓの値が大きいシャッタ６２の位置に対応するバッフル板６１の領域６１ｒには、多数の貫通孔６１ｈが配置される。バッフル板６１に形成される貫通孔６１ｈの個数が多いと、バッフル板６１の製造コストが増加したり、各領域６１ｒに形成される貫通孔６１ｈの直径の合計の長さが第１円筒部６１aの周方向の長さを超える場合がある。そのため、貫通孔６１ｈの個数が多い領域６１ｒでは、例えば図１４に示すように、いくつかの貫通孔６１ｈをまとめて１つの貫通孔６１ｈ２として第１円筒部６１ａに形成してもよい。ただし、この場合、貫通孔６１ｈ２のコンダクタンスの値は、該貫通孔６１ｈ２にまとめられる各貫通孔６１ｈのコンダクタンスを合成した値と略等しいことが好ましい。図１４は、バッフル板６１の第１円筒部６１ａに形成された貫通孔６１ｈの配置の他の例を示す図である。
【００８１】
以上、実施例１について説明した。上記説明から明らかなように、本実施例のプラズマ処理装置１０によれば、第１空間Ｓ１内の圧力の制御性を向上させることができる。
【実施例２】
【００８２】
次に、実施例２について説明する。実施例２におけるプラズマ処理装置１０では、ストロークｓの値が大きくなるに従い、該ストロークｓに対応する領域６１ｒ内の貫通孔６１ｈの開口面積が大きくなるように、各貫通孔６１ｈがバッフル板６１の第１円筒部６１ａに形成される。なお、第１円筒部６１ａ以外のプラズマ処理装置１０の構成については、以下に説明する点を除き、図１から図４を用いて説明した実施例１におけるプラズマ処理装置１０と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８３】
［貫通孔６１ｈの配置］
図１５は、実施例２におけるバッフル板６１の第１円筒部６１ａに形成された貫通孔６１ｈの配置の一例を示す図である。本実施例におけるバッフル板６１の第１円筒部６１ａには、例えば図１５に示すように、シャッタ６２のストロークｓの値が大きくなるに従い、即ち、第１円筒部６１ａの下方ほど、各領域６１ｒに配置されている貫通孔６１ｈの開口面積が大きくなっている。本実施例において、各貫通孔６１ｈの開口の形状は略円状であるため、本実施例では、第１円筒部６１ａの下方ほど、各領域６１ｒに配置される貫通孔６１ｈの半径ａが長くなっている。例えば図１５に例示した第１円筒部６１ａでは、値が１０のストロークｓに対応する領域６１ｒに配置されている貫通孔６１ｈの直径φ2は、値が１のストロークｓに対応する領域６１ｒに配置されている貫通孔６１ｈの直径φ1よりも長くなっている。
【００８４】
本実施例においても、複数の貫通孔６１ｈは、シャッタ６２が下方へ移動するほど、シャッタ６２の移動量に対する、第２円筒部６２ａに覆われていない貫通孔６１ｈの合成コンダクタンスの変化量が増加するように、バッフル板６１の第１円筒部６１ａに配置されている。
【００８５】
ここで、各貫通孔６１ｈの開口面積が同一である場合、ストロークの値が大きいシャッタ６２の位置に対応する領域６１ｒ内の貫通孔６１ｈの個数は、ストロークの値が小さいシャッタ６２の位置に対応する領域６１ｒ内の貫通孔６１ｈの個数よりも多くなる。バッフル板６１の第１円筒部６１ａに形成される貫通孔６１ｈの数が多くなると、バッフル板６１の製造コストが増加する。そこで、本実施例では、値が大きいストロークに対応する領域６１ｒ内の貫通孔６１ｈほど、開口面積を増大させることにより、第１円筒部６１ａに形成される貫通孔６１ｈの個数を削減している。これにより、圧力の制御性を高めることができると共に、プラズマ処理装置１０のコストの増加を抑制することができる。
【００８６】
［評価結果］
図１６は、実施例２における圧力制御の評価結果の一例を示す図である。図１６に示した評価結果では、例えば図１７に示すような半径ａおよび個数ｎ（ｓ）となるように各ストロークに対応する領域６１ｒに貫通孔６１ｈが配置されたバッフル板６１が用いられた。図１６の実測値で示されるように、本実施例のプラズマ処理装置１０では、シャッタ６２のストロークの増加に従って、第１空間Ｓ１内の圧力が直線的に変化している。従って、本実施例のプラズマ処理装置１０においても、圧力の制御において高い制御性を実現することができる。なお、図１６に示したデータにおいて、実測値とシミュレーションの値との間にずれが生じているが、これは、シミュレーションで設定された間隙ＧＰの値と、実際の装置における間隙ＧＰとの値とが異なっているためである。
【００８７】
以上、実施例２について説明した。上記説明から明らかなように、本実施例のプラズマ処理装置１０によれば、第１空間Ｓ１内の圧力の制御性を向上させることができる。さらに、本実施例のプラズマ処理装置１０によれば、プラズマ処理装置１０のコストの増加を抑制することができる。
【００８８】
［その他］
なお、開示の技術は、上記した実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【００８９】
例えば、上記した各実施例では、シャッタ６２のストロークの変化に対する第１空間Ｓ１内の圧力の変化を、１本の直線状に変化するように制御したが、開示の技術はこれに限られない。例えば図１８に示すように、１から最大値までのストロークの範囲を複数の小範囲Δｓ1〜Δｓ3に分割し、小範囲毎に異なる傾きの直線状に第１空間Ｓ１内の圧力が変化するように、バッフル板６１の各領域６１ｒに貫通孔６１ｈを配置してもよい。この場合、小領域毎に、目標となる第１空間Ｓ１内の圧力変化の傾きと、前述の（８）式とを用いて、小領域内の各ストロークｓに対応する領域６１ｒに含まれる貫通孔６１ｈの個数ｎ（ｓ）が決定される。なお、図１８の例では、１から最大値までのストロークの範囲が３つの小範囲Δｓ1〜Δｓ3に分割されているが、分割数は、３つに限られず、２つでもよく、４つ以上であってもよい。
【００９０】
また、バッフル板６１の第１円筒部６１ａには、例えば図１９に示すように、値が１のストロークに対応する領域６１ｒと、値がｓ1のストロークに対応する領域６１ｒとにのみ貫通孔６１ｈが配置されてもよい。この場合、シャッタ６２が下方に移動し、ストロークがｓ1に達すると、バッフル構造６０のコンダクタンスが急激に増加する。これにより、例えば図２０に示すように、第１空間Ｓ１内の圧力を、ストロークの値がｓ1となるシャッタ６２の位置を境に、急激に変化させることができる。
【００９１】
また、図１９に示した第１円筒部６１ａを用いて、例えば、シャッタ６２のストロークを１からｓmaxの範囲内で、一定のスピードで往復移動させることにより、例えば図２１に示すように、第１空間Ｓ１内の圧力をパルス状に交互に変化させることができる。図２１に示したパルス状の圧力変化において、１周期の期間ΔＴ0に対する高圧の期間ΔＴ1の割合をデューティ比と定義すると、該デューティ比は、図１９に示した距離Ｌ0に対する距離Ｌ1の割合に相当する。図１９に示した距離Ｌ0は、値が１のストロークｓに対応する領域６１ｒの下端から、値がｓmaxのストロークｓに対応する領域６１ｒの下端までの距離である。また、図１９に示した距離Ｌ1は、値が１のストロークｓに対応する領域６１ｒの下端から、値がｓ1のストロークｓに対応する領域６１ｒの下端までの距離である。
【００９２】
また、所定のタイミングでシャッタ６２のストロークｓをｓ1−１からｓ1に変化させ、所定のタイミングでシャッタ６２のストロークｓをｓ1からｓ1−１に変化させるように、駆動装置７０を制御することでも、任意のデューティ比の圧力のパルス制御を実現することができる。
【００９３】
また、各領域６１ｒの軸線Ｚの方向における幅は、該領域６１ｒ内に配置される貫通孔６１ｈの直径と略同一である。そのため、実施例２において、半径が大きな貫通孔６１ｈを含む領域６１ｒの数が多くなりすぎると、シャッタ６２の移動範囲が長くなり、プラズマ処理装置１０の小型化が難しくなる。そこで、全ての領域６１ｒの軸線Ｚの方向における幅を合計した長さが所定長を超えている場合、貫通孔６１ｈの個数ｎ（ｓ）が少ない領域６１ｒから順に、全ての領域６１ｒの軸線Ｚの方向における幅を合計した長さが所定長未満となるまで、小さな半径の貫通孔６１ｈに置き換えることが好ましい。これにより、プラズマ処理装置１０の小型化が可能な範囲で、プラズマ処理装置１０のコストの増加を抑制することができる。
【符号の説明】
【００９４】
Ｗ  ウエハ
１０  プラズマ処理装置
１２  処理容器
１４  載置台
２０  静電チャック
３０  上部電極
３４  電極板
３６  電極支持体
４８  排気管
５０  排気装置
６０  バッフル構造
６１  バッフル板
６１ｈ  貫通孔
６２  シャッタ
７０  駆動装置
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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