(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダクトから処理空間を分離するバッフル板であって、
供給されたガスにより該処理空間内で化学処理が行われ、
該ダクトは該化学処理の結果として生成される排ガスを吐出するために該処理空間に近接しており、
該バッフル板は、前記処理空間内に載置された処理対象物の周囲に配列する所定の位置に形成された、等しい孔径と等しい孔間隔を有する複数の貫通孔を含み、
該バッフル板は、ハーゲン・ポアズイユの式により計算された前記貫通孔を流れる前記排ガスの流量が一定となるように、該所定の位置のうち２つ以上の位置において厚みが変化しており、
前記孔径は、前記バッフル板の厚みが最小となる位置における前記バッフル板の厚みを１ｍｍとするときに、前記バッフル板の厚みが最大となる位置における前記バッフル板の厚みが８．６７ｍｍより小さくなるような、値である
ことを特徴とするバッフル板。
【請求項２】
請求項１記載のバッフル板であって、
前記孔径は、前記バッフル板の厚みが最大となる位置における前記貫通孔内の圧力が最低吸引圧力より大きくなるような値である
ことを特徴とするバッフル板。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のバッフル板と、前記処理空間と、前記ダクトと、処理対象物を載置する台と、前記ダクトに接続され前記排ガスを排気する排気手段とを有することを特徴とするガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学的処理の結果生じた排ガスを排気するガス処理装置と、該ガス処理装置に組み込まれたバッフル板と、該バッフル板の製造方法及び製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、半導体製造のウェーハ前処理工程で使用される装置のうち、大気と遮断した機密室中で枚葉式にウェーハを処理する装置の構成を示す図である。図１に示されるように、この処理装置は、ウェーハ１やガラス基板、その他の電子材料基板を載置するウェーハ載置台３と、ウェーハ載置台３に対し周設された排気ダクト５と、バッフル孔７が設けられ排気ダクト５の上に具設されたバッフル板９と、排気ダクト５に接続された排気管１１を備える。なお図１においては、矢印で処理ガスの排気流１３が示される。
【０００３】
図１に示されるような大気と遮断した機密室中で枚葉式にウェーハを処理する装置、例えばＣＶＤ装置やエッチング装置やアニ−ル装置やドライ洗浄装置などにおいては、ウェーハ１の表面を均一に処理するために、シャワヘッドなどを用いてウェーハ１の面上に均一に処理ガスを供給すると共に、ウェーハ１と接触させた後の排ガスをウェーハ１の全円周角にわたり偏りがない均等な流量で半径方向に流出（以下において、「均等排気」ともいう。）させる必要がある。
【０００４】
そして、この均等排気の要求は、特にウェーハ１の表面における反応速度が原料ガスの輸送速度に依存する、いわゆる供給律速の処理を行う枚葉式のウェーハプロセス装置（例えばメタルＣＶＤ装置）において均一な成膜を行うために重要であり、またウェーハ上のガスの滞留時間分布が反応活性種の濃度分布に影響を与えるプラズマ処理装置（例えばプラズマＣＶＤ装置やプラズマエッチング装置）においても面内で均一な成膜速度やエッチング速度を得るために重要である。
【０００５】
また、ウェーハ処理ガスを排気するポンプに接続された排気管１１の接続口がウェーハ１の中心軸から偏ってガス処理室に開口している通常の場合には、ウェーハ面上のガス流を中心から円周の全方位へ向かう均等な流れとして排気することが困難である。これを改善するために従来においては均等排気に近づける目的で、排気管１１の接続口からウェーハ１の周辺を取り巻くように排気ダクト５を延長し、この排気ダクト５とチャンバ（処理室）の空間との境界に隔壁としてのバッフル板９を設け、バッフル板９上には多数のバッフル孔７を均等に穿孔したものを使用することが多かった。
【０００６】
ここで、上記バッフル板９の目的はウェーハ１の面上における排気の偏流を軽減することであるが、その原理は排気ダクト５内の流動抵抗よりも大きい流動抵抗を生じるバッフル孔７をバッフル板９に設けることによって、円周角度に依存する排気コンダクタンスの差異を軽減し、ウェーハ１の周辺の排気ガスの流量分布を円周方向に均一化しようとするものである。
【０００７】
また、バッフル孔７の各孔の排気流量を均等にするためには、各孔におけるバッフル板９の両側の差圧を均等にする必要があるが、均等孔径のバッフル孔７をバッフル板９上に等間隔に設ける従来の方法では、ウェーハ１の全円周角にわたって均等な排気流１３を得ることは実質的に困難である。その主な理由は、通常の成膜プロセスではチャンバ内の圧力が比較的低いために排気ダクト５の内圧との差圧が小さく、排気ダクト５内の流動圧力損失に基づくダクト内圧の変化が孔の差圧の変化に及ぼす影響を無視できないためである。
【０００８】
ここで、ダクト内圧の変化を無視できるほど孔の両側の差圧を大きくするためにバッフル孔７の孔径を小さくすることも考えられるが、チャンバ圧力の上昇を招くという問題がある。また反対に排気ダクト５内の流動抵抗を減少させるため、排気ダクト５の直径を大きくすると装置の大型化をもたらすので好ましくない。このため、従来のバッフル板９を用いた装置においては、真空ポンプの排気管１１の接続口に近い位置側のウェーハ面上に比較的大量の排気ガスが流れ、真空ポンプの排気管１１の接続口と反対側のバッフル孔７における排気ガスの流量は少ないという欠点は依然として残っていた。
【０００９】
そこで、このような欠点に対処するため、従来においては特開昭６３−１４１３１８号公報に示されるように排気口からの距離に比例した穴径をそれぞれ有する複数の穴が設けられたコンダクタンス板が考えられているが、試料の処理の均一性を図る上で十分なものではなかった。
また、従来における排気装置は、ガス処理室の側壁に排気管１１を接続する単純な構造（以下において、このような形式を横引き排気構造と称する。）であって一般に側壁の一箇所に排気口を設けるため、排気の偏流が特に甚だしいという問題があった。そこで、従来においてはこのような問題を改善するため、特開平８−４５９１７号公報に示されるように、ガス処理室の側壁への排気管の接続口を２箇所以上に増やした構造のものも考えられた。しかしながらこのような装置によれば、排気流の分布が平均化される方向に近づくために偏流はある程度是正されるものの、装置の構造が複雑化し製作コストが増加するという新たな問題を生じさせていた。
【００１０】
さらには、特開昭６３−１１１６２１号公報に示されるように、従来においてはウェーハの中心軸と同軸方向でかつウェーハ載置台の下方から排気する形式の排気装置も考えられている。しかしながら、このような排気装置においては、均等な排気を行う上では良いものの、排気装置の形状がウェーハの中心軸方向に長大化するという問題や、ウェーハ載置台の下部空間に通常は配置される種々の構造物（例えば、ウェーハを上下させるプッシャーピンやサセプタ・ヒータや温度センサの配線等）の配置が困難になるという問題を生じさせる。
【００１１】
また、横引き排気構造のガス処理室に多孔バッフル板を用いる従来の排気装置においては、ウェーハ面上の排出ガスの流量分布が円周方向で均一になるような均等排気バッフル板を設計・製作することは困難であった。その最大の原因は流体力学的な理論に基づく定量的な設計方法が未知であったことによる。すなわち、バッフル孔径を小さくすれば排気流量は均等に近づくが、上記のようにこの方法ではチャンバの内圧が上昇するので、チャンバ内圧を低く保たねばならない一般のプロセスには適用不可能であった。
【００１２】
一方、従来においては特開平８−６４４８９号公報に示されるように、バッフル孔の間隔を変化させたバッフル部分や、第２９２７２１１号特許公報に示されるように偏心した排気コンダクタンス調整孔を設けたバッフルプレートも考えられているが、該バッフル部分やバッフルプレートが、化学処理したガスの流量や種類、温度や圧力などの異なる任意のプロセス条件に対しても均等排気性能を常に発揮できるような排気装置を得ることはさらに困難なこととされていた。これは、折角バッフル孔の直径や間隔を変化させても、それを設計した特定のプロセス条件以外においては一度設定した排気の均一性を維持することは難しく、該排気装置の汎用性を担保することが困難だからである。
【００１３】
なお、特開昭６２−９８７２７号公報には「第２図に例示するように、ガス導入路（４）から導かれるエッチングガスが流動しながら均等にウエハ（６）面に接触して下方へ流れる方向等を勘案して算定される流体のコンダクタンスに基づいて定められた複数の排気孔（１０）が設けられている。」との記載がなされているが、主排気孔よりの距離の遠い程、排気孔群の孔径を大きくする例が示されているに過ぎず、上記「算定」の方法は具体的に示されていない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の問題点を解消するためになされたもので、プロセス条件に依存することなく均等排気を実現するガス処理装置と、該ガス処理装置に組み込まれたバッフル板と、該バッフル板の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【発明を解決するための手段】
上記の目的は、ダクトから処理空間を分離するバッフル板であって、供給されたガスにより該処理空間内で化学処理が行われ、該ダクトは該化学処理の結果として生成される排ガスを吐出するために該処理空間に近接しており、該バッフル板は、前記処理空間内に載置された処理対象物の周囲に配列する所定の位置に形成された、等しい孔径と等しい孔間隔を有する複数の貫通孔を含み、該バッフル板は、ハーゲン・ポアズイユの式により計算された前記貫通孔を流れる前記排ガスの流量が一定となるように、該所定の位置のうち２つ以上の位置において厚みが変化しており、前記孔径は、前記バッフル板の厚みが最小となる位置における前記バッフル板の厚みを１ｍｍとするときに、前記バッフル板の厚みが最大となる位置における前記バッフル板の厚みが８．６７ｍｍより小さくなるような、値であることを特徴とするバッフル板を提供することにより達成される。さらに、前記バッフル板と、前記処理空間と、前記ダクトと、処理対象物を載置する台と、前記ダクトに接続され前記排ガスを排気する排気手段とを有することを特徴とするガス処理装置を提供することによっても達成される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
本発明の実施の形態においては、まず流体工学に基づく理論解析により、仮想的なバッフル隘路の形状や寸法すなわちバッフル孔の直径や間隔の分布および孔数、またはスリットの幅およびバッフル板の肉厚の分布等に関する最適値を計算する数式を導出した。そして、この数式による計算値に基づいてウェーハ面上を半径方向に流れるガスの流量分布が円周方向で均一となるように、最適な形状を有するバッフル板を具体的に特定した。
【００２８】
そして、特に上記の流体工学的に最適化した形状を有するバッフル板は、処理ガスの流量や種類、温度や圧力等の異なる任意のプロセスの条件に対しても均等排気の性能を常に発揮し得ることが理論的に裏付けられる。
また、本発明の実施の形態で共通に用いる基本概念は、ウェーハ１の周辺における任意の位置からチャンバの排気管の接続口に至る区間の排気コンダクタンスが、相互にすべて等しくなるように排気の流れを整流するためのバッフル用の隘路を設計することである。これを実現するためには、排気管接続口の方へ流れるガスの流動摩擦による圧力損失をガスの経路ごとに評価する必要があるが、このうち最も重要な圧力損失はバッフル用の隘路の流動抵抗と、隘路よりも下流の排気ダクト内を流れるガスの流動抵抗である。これらの流動圧力損失を求めるに当たって理論的な根拠となる式は、流体工学におけるファニング（Fanning ）の式と、ハーゲン・ポアズイユ（Hagen-Poiseuille）の式であり、バッフル孔またはスリット及び排気ダクトの形状・寸法と流量・差圧との理論的な関係に基づいてバッフル用の隘路の構造を設計する。
【００２９】
そして、これらの差圧・流量・孔径等の関係式は、均等排気バッフル板の最適形状を設計するために基本的に重要な理論式である。例えば、バッフル孔またはスリットの流量は孔径の４乗に比例し、スリット幅の３乗に比例し、板厚に反比例し、隘路上下の各圧力の２乗差に比例する。ここで、円周方向に均等排気するための隘路の形状は、ダクト内のガス流量が下流側で増量する影響で著しく変化するダクト内圧の分布に基づいて計算されるのであるが、分布している隘路群の形状・流量・圧力の三つの要素について同時に解くためには高度に解析的な工夫が必要だった。
【００３０】
このような状況において、以下に記す新たに導出された理論式に基いて五種類の最適形状のバッフル板を設計・製作し、枚葉式ウェーハ処理装置に装着して均等排気が実現されたことを確認した。ここで、上記五種類とは第一にバッフル孔の間隔（ピッチ）を変化させて均等排気を行う等孔径・等板厚形式の多孔バッフル板、第二にバッフル孔径を変化させて均等排気を行う等孔間隔・等板厚形式の多孔バッフル板、第三にバッフル板の肉厚を変化させて均等排気を行う等孔径・等孔間隔形式の多孔バッフル板、第四にスリット幅を変化させて均等排気を行う等板厚のスリット形式のバッフル板、第五にバッフル板の肉厚を変化させて均等排気を行う一定幅スリット形式のバッフル板をいう。
【００３１】
ここで、上記各種のバッフル板のうちで、加工法が最も簡単なものは、上記第一の孔間隔を変化させる構造のものである。これは同一径のキリ刃を用いて円周方向の穿孔角度位置だけを与えて穿孔加工すれば容易に得られるので、低コストで均等排気が可能となる。これに対して、上記第二の各孔径が異なるバッフル板の場合には、異なる直径のキリ刃を多数揃える必要がある。また、上記第三及び第五の円周方向に沿って板の肉厚を変化させたバッフル板を加工することも比較的単純である。また、第四のスリット幅を連続的に変化させたバッフル板は加工が簡単ではない。しかし、これらは加工の難易度に差があるものの、最適化されたバッフル板の均等排気性能は同等であり、いずれも枚葉式チャンバの内部に組み込んで有効に使用することができる。
【００３２】
さらにまた、上記第四のバッフル板は、排気バッフルとして溝（スリット）を用い、該スリットの幅を流体工学的に最適な値に連続的に変化させることにより、ウェーハ面上の均等排気を必要最小限度の圧力損失により実現することができる。これに対して多孔板からなるバッフル板では、局在する各孔の開口比率が小さいために比較的大きな差圧を必要とし、ガス処理室内の圧力が不必要に上昇する欠点があった。
【００３３】
そこで、本実施の形態においては、新たな設計方法により枚葉式ウェーハ処理室の均等排気を実現することが可能な多孔板（バッフル板）、及びスリット形式のバッフル板が得られることが示される。また、本実施の形態においては、上記バッフル板を含むガス処理装置についても説明されるが、該ガス処理装置は枚葉処理方式を採用した装置、例えばエッチング装置やアッシング装置、プラズマ及び熱ＣＶＤ装置等に適用できる。
【００３４】
以下においては、まず本実施の形態の理論的根拠となる基礎理論式について説明する。横引き排気構造を有する枚葉式ウェーハ処理のプロセス装置において、チャンバ内部のガスの流れは図１に示されるように、ウェーハ１の面上から周辺のバッフル孔７を経て排気ダクト５に入り、排気ダクト５をなかば周回してガス処理室の側壁に設けられた排気管１１の接続口に至る。この際の各バッフル孔７の流量はダクトの内圧とチャンバ圧との圧力差で決まるが、これらは流路を粘性流が流れる場合の流量と圧力差の間に成り立つ次のハーゲン・ポアズイユの一般式から関係づけられる。
【００３５】
【数１】
0004592856.tif 000002
【００３６】
ここで、Ｄは流路の内径［ｍ］、Ｌは内径Ｄの流路の長さ［ｍ］、ΔＰは距離Ｌ下流の圧力との差圧［Ｐａ］、μはガスの粘度［Ｐａ・ｓｅｃ］、ｕはガスの流速［ｍ／ｓｅｃ］をそれぞれ表す。
そして、圧力によるガスの体積変化を考慮すると、質量速度Ｇ［ｋｇ／ｍ2 ／ｓｅｃ］を用いて次式が得られる。
【００３７】
ハーゲン・ポアズイユの式はもともと円管内の流路を粘性流体が層流で流れる時の流動圧力損失に関する関係式であるが、流路の形状が円形以外の場合にも、円の直径の代わりに相当直径と呼ぶ代表寸法を用いることによって、同様の関係式が成り立つことが、広く認められている。この相当直径としては、例えば化学工学便覧改訂五版（化学工学協会編、丸善）の２６４ページによれば、管路の断面積を、管路断面の流体に接する周長（浸辺長）で割って得られる動水半径を、４倍した値が使われる。以下では、特別な場合以外は、簡単のために流路断面が円形の場合で説明するが、円形以外の場合には相当直径を用いれば同様の取り扱いが可能である。
【００３８】
また、ハーゲン・ポアズイユの式の適用範囲が層流領域であることに関しては、本発明が適用される対象装置の内部のガス流のレイノルズ数が１００程度以下であることが確認されており、一般にレイノルズ数が２０００程度以下では層流であるので適用できる。また、適用圧力範囲としては、数十パスカル以上であれば、実質的に粘性流の対象となるので問題なく適用できる。さらに低圧でも１０パスカル程度までは、流路の直径がガス分子の平均自由行程の数十倍以上の場合には実用上支障なく適用できる。
【００３９】
因みに、２０Ｐａ、２００℃における窒素分子の平均自由行程は、約５００μｍであり、これは後述する実施の形態におけるダクトの相当直径２７ｍｍと比較すれば十分小さい。バッフル孔の隘路の直径はダクトよりも小さいが、この部分では圧力がもっと高いので、平均自由行程はもっと小さく、例えば９３．３Ｐａでは約１００μｍである。従って、この式は実用上適用可能であると考えられる。
【００４０】
【数２】
0004592856.tif 000003
【００４１】
ここで、 0Ｐは基準点の圧力［Ｐａ］、Ｒはガス定数（8.3143［ｍ2 ｋｇ／ｍｏｌ／ｓｅｃ2 ］）、Ｔは温度［Ｋ］、Ｍは分子量［ｋｇ／ｍｏｌ］をそれぞれ表す。
図２は、排気ダクト内のガスの流れと差圧を示す図である。図２に示されるように、排気ダクトの最下流の側からバッフル孔の番号をｉ＝１，２，３…と付け、孔径Ｄi 、孔長Ｌi 、ダクト内圧Ｐi 、孔のガス流量Ｆi 、チャンバ（処理室）の圧力 0Ｐとダクト内圧Ｐi の差圧Δ 0Ｐi 、排ガスの流出経路に沿って隣接する孔下のダクト内圧Ｐi+1 とＰi との差圧（圧力変動）ΔＰi+1,i 、ダクトの相当直径ＤH 、第ｉ孔から第i+1 孔までのダクトの流路の長さＬi+1,i の間の関係は、第ｉ孔に関する次の式で示される。ここで、ダクトの流路断面が円形でない、例えば長辺ａ、短辺ｂの長方形の場合にはダクトの相当直径として２ａｂ／（ａ＋ｂ）を用いる。
【００４２】
【数３】
0004592856.tif 000004
【００４３】
【数４】
0004592856.tif 000005
【００４４】
【数５】
0004592856.tif 000006
【００４５】
Ｐi を表す式（５）は、孔のガス流量Ｆi と質量速度Ｇi を示す以下の式（６）、
【００４６】
【数６】
0004592856.tif 000007
【００４７】
により以下の式（７）に書き替えられ、さらにδ（＝64μRT(1E-6/60)(1/0.0224) ）を代入して式（８）に書き改められる。
【００４８】
【数７】
0004592856.tif 000008
【００４９】
【数８】
0004592856.tif 000009
【００５０】
上記式（８）から、各孔の流量Ｆi がダクト内圧Ｐi 、内径Ｄi 、孔長Ｌi の関数として式（９）で表される。
【００５１】
【数９】
0004592856.tif 000010
【００５２】
一方、ダクト内圧Ｐi を下流の圧力と差圧の積算で表す式（１０）、
【００５３】
【数１０】
0004592856.tif 000011
【００５４】
と、ダクト内の隣接する孔下の内圧差ΔＰi,i-1 を表す以下の式（１１）、
【００５５】
【数１１】
0004592856.tif 000012
【００５６】
に式（８）を代入して得られる式（１２）、
【００５７】
【数１２】
0004592856.tif 000013
【００５８】
と式（１１）とから式（１３）を経て式（１４）が得られる。
【００５９】
【数１３】
0004592856.tif 000014
【００６０】
【数１４】
0004592856.tif 000015
【００６１】
ここで、式（１４）中のＦi,i-1 は、第ｉ孔に隣接するダクト内区間のガス流量であり、以下の式（１５）で表される。
【００６２】
【数１５】
0004592856.tif 000016
【００６３】
この式（１５）を式（１４）に代入して得られる以下の式（１６）は、第ｉ孔下のダクト内圧Ｐi をすべて第ｉ孔よりも下流の孔の流量によって関係付けるものである。
【００６４】
【数１６】
0004592856.tif 000017
【００６５】
以上の関係式により、任意の多孔板バッフルの排気流量を漸次下流側から各孔ごとに求めることができる。この方法により、各孔のガス流量を検討することができるので、多孔板バッフルの均一性が理論的に検討できる。
この方法を用いて、本発明と比較する目的で従来のバッフル板を用いた場合の排気流量の均一性を計算する。孔数、孔径、孔間隔、板厚が既知の場合に、多孔板バッフルの排気流量の均一性は、まず第１孔下のダクト内圧Ｐ1 を仮定し、第１孔の孔径Ｄ1 とダクト内圧Ｐ1 から流量Ｆ1 を求め、次いで第２孔の内圧Ｐ2 、流量Ｆ2 と逐次全孔の流量を計算し、全孔の排気流量の総和がプロセスの流量Ｆ0 ［sccm］に等しくなるように第１孔のダクト内圧Ｐ1 を求めればよい。なお、この解を求めるにはパソコンの表計算ソフトを利用すれば簡単である。また、上記の単位［sccm］は、標準状態において一分間当りに流れる気体の量（ｃｍ3 ）を示す。
【００６６】
このような本発明に係る関係式に基づくバッフル板の形状決定の方法によらずに、例えば試行錯誤的にある形状のバッフル板を試作してはその流量分布を測定することを反復して、均等排気を満足する形状を知ることは実際上困難である。また、コンピュータによる流体シミュレーションの方法を用いて形状を決定することも容易ではない。その理由は形状決定のためのパラメータが無限にある状況で、解析的な指標なしにパラメータを入力して試行錯誤的にシミュレーションを反復するのは効率的ではないからである。
【００６７】
従って、均等排気バッフルの設計の原理を明らかにした本発明の方法により、初めて均等排気のために必要なバッフルの形状寸法を解析的に求めることができ、効率的にこれを製作することが可能になったということができる。
図３は従来のバッフル板の構造を示す図であり、図４は図３に示されたバッフル板９が具設されたガス処理室１５の構成を示す図である。なおここで、ガス処理室１５には排気ポンプＰが接続され、ガス処理装置が形成される。
【００６８】
図３に示されるように、バッフル板９は同一孔径のバッフル孔７が円周上に等間隔に穿孔されたものである。このような構造を有するバッフル板９を用いた場合には、バッフル孔７の間隔が均等であるため、ガス導入管１７よりシャワーヘッド１４を介してウェーハ１に供給されたガスは、排気ポンプＰに接続された排気管１１の接続口に近いバッフル孔７から、より大量のガスが流出する。従って、通常ウェーハ１の円周方向に関する排気の均等性は悪いものとなっている。一方、バッフル孔７の孔径を全体的に小さくすると、均一性は若干改善されるが、プロセス圧力の上限以下に抑える必要があるために孔径をあまり小さくすることはできない。
【００６９】
ここで、従来の均等孔径・均等孔間隔・均等板厚のバッフル板を用いた場合のウェーハ周りの円周方向における排気流量の均一性を、参考のため以下の表１に示す。なお、表１において「均一性」とは各孔における流量の最大値と最小値とから（最大流量−最小流量）／（最大流量＋最小流量）を計算することにより求め、その結果を百分率で表したものである。従って、この値が大きいほど不均一であることを表し、値が小さいほど均一性が高いことになる。
【００７０】
【表１】
0004592856.tif 000018
【００７１】
上記表１においては、枚葉式タングステンCVD 装置の排気ダクトの寸法が幅２５ｍｍ、深さ３０ｍｍ、ピッチ円半径１２０ｍｍである場合に、排気ダクトの上に多孔板状の厚さ１ｍｍのバッフル板を載せ、同一孔径のバッフル孔７２個を五度刻みにピッチ円上に等間隔で配置し、これを用いて排気総流量Ｆ0 が１２０３sccmのＣＶＤのプロセスガスを処理した場合のデータが示される。また、バッフル孔径については５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２．５ｍｍ、２．４４４ｍｍ、２ｍｍ、及び１ｍｍの７種類について、各計算値が示される。なお、処理プロセスの条件は、バッフル孔７に関して上流側のチャンバ内の圧力 0Ｐが９３．３Ｐａ、温度Ｔが５２０℃、ガスの平均分子量Ｍが0.0596 kg/mol 、粘度μが3.625E-5Pa・sec 、排気口の吸引圧力の限界が６．６７Ｐａとされている。
【００７２】
表１に示されるように、例えば孔径３ｍｍという比較的小径のバッフル孔の場合でも一つの孔当りの排気流量は最小12.2 sccm 、最大26.1 sccm であり、上記のように（最大−最小）／（最小＋最大）を計算することにより求められる排気の均一性は３６．１％という均一性の悪い値となる。そして、最大流量はバッフル孔７の最も排気口に近い位置の孔で得られるが、これはそのバッフル孔７直下のダクト内圧が最小値63.6Ｐａとなり、チャンバ圧93.3Ｐａとの差圧29.7Ｐａが最大となるからである。また、ダクトの内圧は排気口から遠ざかるに従って上昇するために、チャンバ内圧との差圧も減少する。その結果、バッフル孔７の排気流量は排気管１１の接続口から最遠の位置で最小になる。
【００７３】
また、表１に示すように孔径が大きいほど排気の均一性が悪化する。一方で、孔径が小さい場合には排気流量の均一性がやや向上するものの、小さい孔径では所定流量の排気のために十分大きな差圧を必要とするために、ダクト内圧を低下させなければならないが、排気の吸引元圧が6.67Ｐａの下限を有するために制限される。そして、この例では孔径が2.444 ｍｍのときに均一性の値が約19.0％となるにとどまることがわかる。なお、これ以下の孔径の場合には排気能力が低下し、例えば孔径２ｍｍで前と同じチャンバ−圧力を保つためには、排気ガス流量を５１％に減少させる必要がある。
【００７４】
以下において、上記五種類の最適形状のバッフル板について個々に説明する。
［実施の形態１］
本実施の形態１においては、バッフル孔の間隔（ピッチ）を変化させて均等排気を行う等孔径・等板厚形式の多孔バッフル板について説明する。
このようなバッフル板は、多孔板形式の排気バッフル板において、孔径はすべて均一であるが、孔と孔の間隔を変化させることによって円周方向の平均的な排気流量を均一に保つようにしたものである。
【００７５】
図５は、本発明の実施の形態１に係るバッフル板２１に穿設をされるバッフル孔２３の配置を説明する図である。図５に示されるように、バッフル板２１において排気管の接続口に近い下流側では過大な吸引差圧による一孔当りの排気流量の増大を勘案してバッフル孔２３とバッフル孔２３との間隔が広げられ、反対に上流側ではバッフル孔２３の間隔が狭められる。ここで、円周角当りの平均的な排気流量を均等にするために必要な孔間隔の設計方法は次の通りである。
【００７６】
第ｉ番目の孔の円周角上における位置を、図５に示されるように、排気管の接続口を原点としてθi 度とする。以下の説明では第１孔ｈ１の位置が排気口の位置と同一円周角方向に存在するθ1 ＝０°の場合を取り上げるが、その他の場合についても類似の方法によって設計することができる。第ｉ孔を通過する排気の流量をＦi ［sccm］、孔の下のダクト内圧をＰi ［Pa］とする。排気ダクトの相当直径をＤH ［ｍ］、バッフル板の厚さをＬ0 ［ｍ］、孔のピッチ円１９の半径をｒ［ｍ］、全排気流量をＦ0 ［sccm］、チャンバ（処理室）の圧力を 0Ｐ［Pa］とする。第ｉ孔が排気する円周角度領域の角度を孔の中心から±αi ［度］とする。このとき、以下の関係式が成り立つ。
【００７７】
【数１７】
0004592856.tif 000019
【００７８】
【数１８】
0004592856.tif 000020
【００７９】
一般にｉ＞２の第ｉ孔について、次の式が成り立つ。
【００８０】
【数１９】
0004592856.tif 000021
【００８１】
第１孔ｈ１下のダクト内圧Ｐ1 に対し第１孔ｈ１の流量Ｆ1 が求められ、Ｆ1 に基づき第１孔ｈ１の排気領域における片側の角度α1 が得られる。そして第２孔ｈ２の角度位置θ2 はこのＦ1 とα1 に基づいて計算され、Ｆ2 はθ2 とα1 から計算され、このＦ2 に基づいてα2 が得られる。また、第２孔ｈ２の下のダクト内圧Ｐ2 はこれらの関数として計算される。ｉ＞２の孔に関しても同様にして逐次計算することにより、単位円周角度あたり均等な排気流量を与えるすべての排気孔について角度位置の分布を求めることができる。そして、得られた一連の流量の総和がプロセスのガス流量の条件を満たすように、初圧Ｐ1 を収斂させた際に得られる各孔の角度位置θi の分布が求める解である。
【００８２】
そして、このように求められた角度位置θi にバッフル孔２３が穿設された本実施の形態１に係るバッフル板２１が図６に示される。
なお、第１孔ｈ１または第ｎ孔ｈｎがピッチ円１９上の０°から１８０°の直線上に乗っていれば、後述する係数ｃ1 または係数ｃn は２、乗っていなければ係数ｃ1 または係数ｃn は１とされる。ここでｎは、全孔数ｍが例えば７２でありｃ1 及びｃn が２の場合には、（ｍ＋２）／２の計算により３７と求められる。そして、全排気流量Ｆ0 は次式のようになる。
【００８３】
【数２０】
0004592856.tif 000022
【００８４】
均等排気を得るために孔間隔を変化させた形式のバッフル板２１について、八つの点から以下に説明する。
（標準条件について）
図３に示された上記従来のバッフル板と同じプロセス条件で、図６のようにバッフル孔２３の位置をピッチ円１９上に最適な間隔に分布させたバッフル板２１に関して均等排気性能を検討した。孔径は２．５ｍｍや３ｍｍ、または４ｍｍ、及び５ｍｍのそれぞれについて行い、孔数は７２とした。以下の表２に、各孔の０°から１８０°の間における最適な分布と孔径の関係を示す。
【００８５】
【表２】
0004592856.tif 000023
【００８６】
上記表２に示されるように、いずれの孔径の場合も第１孔ｈ１と第２孔ｈ２の間隔が最大となり、１８０度側の第３６孔と第３７孔の間隔が最小となる。また、以下の表３は孔間隔が変化するバッフル板の均一性とプロセス条件の関係を示すものである。
【００８７】
【表３】
0004592856.tif 000024
【００８８】
なお上記表３における吸引差圧は、各バッフル孔２３の位置におけるチャンバ（処理室）の内圧と排気ダクトの内圧との圧力差を意味する。
ここで、上記表２に示された孔径３ｍｍの場合は、表３の番号１−１の場合に対応する。番号１−１の場合には、バッフル孔２３の最大間隔は第１孔ｈ１と第２孔ｈ２との間の約８．４度であり、最小間隔は第３６孔と第３７孔との間の約３．７度であり、最大流量は第１孔ｈ１の約２９sccm、最小流量は第３７孔の約１２．４sccmである。これらの各バッフル孔２３における流量をそれぞれの孔に関する排気領域の角度２α1 、２α37で割った値が、上記表３に示される番号１−１の１度当りの流量であり、どちらも３．３４２sccmと等しい値を示している。これ以外の位置における全てのバッフル孔２３についても、各孔から排気されるガスの流量を各孔の排気領域の角度で割った、単位円周角度当りの平均排気流量は全て等しくなり、均一性の値が０％となることが判明した。
【００８９】
また、上記表２にはそれらのバッフル孔２３の位置が、排気管１１の接続口の位置を原点とする円周角度で０度から１８０度までの範囲について示される。ピッチ円１９上における７２個の孔のうち第１孔ｈ１は０度に、第３７孔は１８０度に位置し、第２孔ｈ２から第３６孔までは表に示す角度に位置するが、第７２孔から第３８孔までは原点から反対方向の円周上に位置しており、０度と１８０度を通る線に関して第２孔ｈ２から第３６孔までの孔の位置に対して対称に配置されている。
【００９０】
また、表３に示された番号１−１の場合においては、第１孔ｈ１直下のダクト内圧は59.4Ｐａであり、これは表１に示された孔径３ｍｍの場合における最低ダクト圧力63.6Ｐａよりも若干低い。しかし、図１に示された従来のバッフル板９ではバッフル孔７の間隔が５度の等間隔であるのに対して、表３に示された番号１−１の場合においては約８．４度から約３．７度まで変化することにより、単位円周角度当りの排気流量の分布が平均化されて均一性が０％になっている。これは、表１に示された従来のバッフル板において、孔径３ｍｍの場合には排気流量の均一性が36.1％となっているのに対して著しく改善されていることになる。
（圧力の変化の影響について）
上記実施の形態１に係るバッフル板２１を用いれば、チャンバ圧力が異なる場合にも排気ガスは円周方向に均等に分配されることがわかった。チャンバ内圧が133.3 Ｐａである以外は上記表３の番号１−１の場合と同一のプロセス条件において、孔径３ｍｍで孔数７２のバッフル孔によってチャンバの排気が円周方向に均等に分配されるようバッフル孔の位置を改めて求めた結果は、表３の番号１−２に示されるように、表２における孔径３ｍｍの場合の値と全く同じであるため、均等排気のための最適な孔間隔がガス処理室の圧力の影響を受けないことが確認された。
【００９１】
ただし、第１孔ｈ１直下の最小排気圧力を112.2 Ｐａにする必要があったが、これは上記表３の番号１−１の場合に比較して増加したチャンバ圧力に対応させるためであり、これによりチャンバの内圧は133.3 Ｐａに維持されている。
（流量の変化の影響について）
上記表３の番号１−１に示されたバッフル板を用いれば、排気流量が異なる場合にも円周方向への排気流量の分配が均等化されることが分かった。ガス排気総流量が、表３に示された番号１−１の場合の0.5 倍である601.5sccm である以外は表３に示された番号１−１の場合と同一のプロセス条件において、均等排気のために必要なバッフル孔の位置を改めて求めた結果は、表３の番号１−３に示されるように、表２における孔径３ｍｍの場合の値と全く同じであるため、均等排気のための最適な孔間隔が処理ガスの流量の影響を受けないことが確認された。ただし、第１孔ｈ１直下の最小排気圧力を78.2Ｐａにする必要があったが、これは上記表３の番号１−１の場合と比較して減少した排気流量に対応させたためであり、これによりチャンバ内圧を93.3Ｐａに維持しつつ排気ガスを円周方向に平均的に分散させることができる。また、単位円周角度当りの排気流量は、処理ガス量が減少した分だけ少なくなっているが、孔の位置に無関係に常に一定値の1.671sccm であることがわかった。
（温度変化の影響について）
上記表３の番号１−１に示されたバッフル板を用いれば、処理温度が異なる場合にも円周方向への排気流量の分配が均等化されることがわかった。処理ガスの温度が600 ℃である以外は表３に示された番号１−１の場合と同一のプロセス条件において、均等排気のために必要なバッフル孔の位置を改めて求めた結果は、表３の番号１−４に示されるように、表２における孔径３ｍｍの場合の値と全く同じであるため、均等排気のための最適な孔間隔が処理ガスの温度の影響を受けないことが確認された。
【００９２】
ただし、第１孔ｈ１直下の最小排気圧力を54.8Ｐａにする必要があったが、これは上記表３の番号１−１の場合と比較して高温のために膨張した排気流量に対応させたためであり、これによりチャンバ内圧を93.3Ｐａに維持しつつ排気ガスを円周方向に平均的に分散させることができる。
（粘度の変化の影響について）
上記表３の番号１−１に示されたバッフル板を用いれば、ガスの粘度が異なる場合にも排気ガスは円周方向に均等に分配されることがわかった。ガスの粘度が上記表３の番号１−１の場合に対して1.5 倍の5.44E-5Pa ・s である以外は上記表３の番号１−１の場合と同一のプロセス条件において、孔径３ｍｍで孔数７２のバッフル孔によってチャンバの排気が円周方向に均等に分配されるようバッフル孔の位置を改めて求めた結果は、表３の番号１−５に示されるように、表２における孔径３ｍｍの場合の値と全く同じであるため、均等排気のための最適な孔間隔が処理ガスの粘度の影響を受けないことが確認された。
【００９３】
ただし、第１孔ｈ１直下の最小排気圧力を30.5Ｐａにする必要があったが、これは上記表３の番号１−１の場合に比較して増加したガスの粘度に対応したためであり、これによりチャンバの内圧を93.3Ｐａに維持しつつ排気ガスを円周方向に平均的に分散させることができる。
（孔径の変化の影響について）
以下の表４に、孔間隔が変化するバッフル板の均一性と流路構造条件の関係が示される。
【００９４】
【表４】
0004592856.tif 000025
【００９５】
ここで、上記表３の番号１−１に示された孔径（３ｍｍ）を２．５ｍｍに変更した孔数が７２のバッフル板を用いた場合に、上記表３の番号１−１の場合と同じ流量、粘度、圧力、温度のガスを円周方向に均等に排気するために必要な孔の位置を求めた結果が、上記表４の番号１−６に示される。なお、この孔の角度位置の詳細は表２の孔径２．５ｍｍの欄に示される。
【００９６】
また孔径３ｍｍの場合と比較すると、孔径が小さい場合には孔間隔がやや均等化する方向にシフトしていることがわかる。これは、第１孔ｈ１直下のダクト内の吸引引力が上記表４の番号１−６の場合には20.4Ｐａに減少していることからも分かるように、孔径が減少して孔の流動摩擦抵抗が増大するためにチャンバ圧力とダクト内圧の差圧を大きくとる必要があり、そのために個々の孔における差圧が増大する結果、ダクト内圧の円周方向における変化の影響が相対的に小さくなって孔の位置ごとの吸引差圧に基づく排気流量の差が少なくなり、孔の間隔が均等化する方向に変化していることがわかる。
【００９７】
上記表２には、孔径が２．５ｍｍと３ｍｍの他に４ｍｍ及び５ｍｍの場合における均等排気の角度位置の分布も併記される。この表２によれば、孔径が大きくなるほど第１孔側の孔間隔が増大するとともに、１８０°側の孔間隔が減少するが、孔径が孔間隔以内でなければならないという制約が存在することは自明である。
（ダクト相当直径の変化の影響について）
上記表３の番号１−１に示された排気ダクトの相当直径27.3ｍｍを34.3ｍｍに拡大した以外は、上記表３の番号１−１の場合と同じ孔径、孔数のバッフル板で、同じ流量、圧力、温度の排気ガスを円周方向に均等に排気するために必要な孔の位置を求めた結果が、上記表４の番号１−７に示される。
【００９８】
この結果から、太いダクトではダクト内の流動摩擦抵抗が小さいために、チャンバからダクト内へガスを吸引するために要する差圧の円周方向の分布がやや平坦化する結果、単位角度当りの円周方向の排気を均一に行わせるためのバッフル孔の間隔は、上記表３の番号１−１に示される場合よりもやや等間隔に近づいていることがわかる。
（孔数の変化の影響について）
上記表３の番号１−１に示されたバッフル孔の孔数７２を４７に変更した以外は、上記表３の番号１−１の場合と同じ条件で、排気ガスを円周方向に均等に排気するために必要な孔の位置を求めた結果が、上記表４の番号１−８に示される。
なお、この孔の角度位置の詳細はこれまでと同様の方法で求めることができる。
【００９９】
上記表４の番号１−８に示されるように、孔数が減少した場合には最大孔間隔、最小孔間隔共に増加しており、一孔当りの流量も増大しているが、単位円周角度あたりの排気流量の値3.342sccm は、孔の位置によらず一定である。これより、孔間隔を変化させることにより均等排気を行う方法は、孔数を変更した場合にも適用できることがわかる。
［実施の形態２］
本実施の形態２においては、バッフル孔の孔径を変化させて均等排気を行う等孔間隔・等板厚形式の多孔バッフル板について説明する。このようなバッフル板は、ウェーハの周囲に配列した多孔板形式の排気バッフル板において、孔間隔と板厚はすべて均等であるが、孔径を変化させることによって円周方向の平均的な排気流量を均一に保つようにしたものである。
【０１００】
図７は、本発明の実施の形態２に係るバッフル板の構成を示す図である。図７に示されるように、このバッフル板２５では排気管接続口に近い下流側において、過大な吸引差圧による一孔当りの排気流量の増大を抑制するために孔径を縮小し、反対に上流側では孔径を拡大して排気流量の均一化を図ることとしている。ここで、バッフル板２５の各バッフル孔２７当りの排気流量を均等にするために必要な孔径の設計方法は次の通りである。
【０１０１】
ここでは、ピッチ円１９上に均等間隔に配置したｍ個のバッフル孔２７の最適孔径分布を求める方法を説明する。なお、一孔当りの排気流量は平均流量のＦm ＝Ｆ0 ／ｍである。最初に最下流の孔径Ｄ1 を最小設計孔径として任意に与えれば、ほかの孔径は以下の関係により求めることができる。
ダクト内圧Ｐ1 、チャンバ圧 0Ｐとの差圧Δ 0Ｐ1 （＝ 0Ｐ−Ｐ1 ）によって第１孔から排気される流量Ｆ1 がＦm に等しくなるような孔径Ｄ1 の関係は以下の式（３０）で示される。
【０１０２】
【数２１】
0004592856.tif 000026
【０１０３】
これから、ダクト内圧Ｐ1 が以下の式（３１）により求められる。
【０１０４】
【数２２】
0004592856.tif 000027
【０１０５】
第２孔直下のダクト内圧Ｐ2 はＰ1 より差圧ΔＰ2,1 だけ高く、ダクト長Ｌm （＝２πｒ／ｍ）の距離を流れるガスＦ2,1 （＝（Ｆ0 −Ｆ1 ）／２）の質量速度Ｇ2,1 （＝Ｆ2,1(1E-6/60)(M/0.0224)/(( π/4) D H 2)）との関係から得られる。
【０１０６】
【数２３】
0004592856.tif 000028
【０１０７】
これから、第２孔の流量Ｆ2 を均等流量Ｆm とする孔径Ｄ2 が得られ、以下同様である。
【０１０８】
【数２４】
0004592856.tif 000029
【０１０９】
そして、一般に第ｉ孔について、
【０１１０】
【数２５】
0004592856.tif 000030
【０１１１】
ここで、i とi-1 についての関係式（３６）を式（３５）に代入すると、
【０１１２】
【数２６】
0004592856.tif 000031
【０１１３】
これを整理すると、以下の式（４０）が得られる。
【０１１４】
【数２７】
0004592856.tif 000032
【０１１５】
また、各孔の流量が等しい時の関係は、式（４０）の右辺が１となるので、
【０１１６】
【数２８】
0004592856.tif 000033
【０１１７】
各孔の孔径が上記式（４３）の関係を満足するとき、各孔の流量は等しいことは自明である。
以上のように、均一排気に必要な等間隔バッフル孔２７のそれぞれの直径は、式（４３）によって求めることができる。このことから、各バッフル孔２７の孔径は孔数ｍ、板厚Ｌ0 、ピッチ円半径ｒ、ダクト有効直径ＤH のみに依存すること、反対に総流量Ｆ0 やチャンバ圧 0Ｐ、温度Ｔ、粘度μなどのプロセス条件には無関係であることが判明した。なお、計算の基準となる第１孔の直径Ｄ1 を与えることにより、総流量Ｆ0 に対してチャンバ圧 0Ｐを維持するための第１孔下のダクト内圧Ｐ1 が式（３１）から計算されるが、この圧力は排気系の圧力を調節する指針として重要なものである。
【０１１８】
以下の表５には孔径を変化させた均一排気バッフル板２５において、孔径と吸引圧力との関係が示される。
【０１１９】
【表５】
0004592856.tif 000034
【０１２０】
上記表５は、上記表１のデータを得たときのプロセス条件と同じ条件において、図７に示されるようにピッチ円上に等間隔で穿孔したバッフル孔２７の直径を最適な値に分布させた多孔板形式のバッフル板についてのデータを示す。なお、表５には各バッフル板に穿設された７２個のバッフル孔のうち最大孔径と最小孔径のみが示されるが、その他の孔も式（４３）を満たす孔径として穿孔されている。
【０１２１】
また、上記表５における番号２−１から番号２−６までは、バッフル孔２７の最小孔径を２．３ｍｍから３ｍｍまでの６通りをケーススタディした結果を示す。そして、この結果よりいずれのケースも、孔径の大小によらず一孔当りの排気流量が均等であることが確認される。
また一般的に、孔径が細いほどバッフル孔２７の両側の差圧が大きくなるためダクト内圧を低くする必要があるが、最小孔径が２．３ｍｍの場合の表５における番号２−１では、最大孔径は２．５６ｍｍ止まりであり、孔径の分布にあまり差をつける必要がないことが示されている。しかし、このケースでは、第１孔の内圧を7.8 Ｐａまで低下させる必要があり、これは吸引圧力の限界の6.67Ｐａに近い。そして、このバッフル板２５を採用した場合には、ガスの流量負荷をこれ以上増加できないことがわかる。一方、最小孔径が３ｍｍである表５における番号２−６の場合には、最大孔径を１０．５ｍｍまで拡大させる必要があることが判明したが、これは平均孔間隔（240 π／72＝10.47mm ）と同程度であり、孔径の上限である。また、それと共に最大径のバッフル孔２７下のダクト内圧はプロセス処理室の内圧である93.3Ｐａに極めて接近し、最大径のバッフル孔２７を介して極微小の差圧で等量の吸引が行われているので、この孔径の分布が限界であることが分かる。このケーススタディでは、表５における番号２−２から番号２−５までの範囲の孔径分布を有するバッフル板２５が適当であると結論される。以上のように、ある任意のプロセス条件の下において均等排気を行うために、任意の与えられた孔数、板厚を有する等間隔の多孔板バッフルに対して、異なる孔径分布を持つ解が無数に存在するが、これらは本発明に係る上記関係式を用いれば容易に具体化することができ、さらに、実際のプロセス装置の諸条件に最も適する孔径分布を有するバッフル板２５を容易に選定することができる。
【０１２２】
以下の表６は、孔径分布を固定したバッフル板２５における排気の均一性が、プロセス条件に依存しないことを示すものである。
【０１２３】
【表６】
0004592856.tif 000035
【０１２４】
上記表６は、最小孔径２．６ｍｍのバッフル板（表５の番号２−４）を例にとり、プロセス条件の変更が最適孔径分布に影響を与えないことを示したものである。すなわち、表６の番号２−７に示されるような93.3Ｐａから133.3 Ｐａへのプロセス圧力の変化や、同じく表６の番号２−８から番号２−１１までに示されるような６００sccmから１８００sccmへの流量負荷の変化に対して、第１孔下の排気ダクトの内圧Ｐ1 を調節するだけで最大孔径の孔に至る各孔の排気流量が均一に維持されることが、最小孔径のバッフル孔と最大孔径のバッフル孔における流量で示される。
【０１２５】
このように、表６によれば、先の表１に示された等孔径・等間隔のバッフル板９と比較して、バッフル孔２７毎に孔径が変化する本実施の形態に係るバッフル板２５の長所がよくわかる。すなわち、上記表１に示されたバッフル板９においては、排気能力の限界に達するほど吸引差圧が大きくなるような孔径2.444 ｍｍの場合でも、排気の均一性が19.0％止まりであった。これに対して最適孔径を分布させたバッフル板２５では、ダクト内圧の調節が可能な範囲において、常に均一な排気が得られることが明らかである。
【０１２６】
ただし、バッフル孔２７の孔径が過小の場合は孔の差圧が上昇し、処理ガス流量に対する制約が大きくなると共に、プロセスにおける圧力制御に用いられる調節弁の余裕度も小さくなるので好ましくない。また、反対にバッフル孔２７の孔径が過大である場合には、排気管１１の接続口から遠方のダクトにおいて内圧がチャンバの圧力と同程度になって必要な排気が得られなくなる。従って、均一な排気を行うためには、双方を考慮した孔径の範囲内で最適な孔径分布を有するバッフル板２５を選定しなければならないが、本発明に係る上記方法を用いれば容易に選定することが可能である。
【０１２７】
なお、図８は本実施の形態２に係る孔毎に孔径を変化させたバッフル板２５の特性を示すグラフである。なお、図８は上記の計算方法を用いたシミュレーション結果であり、この際の条件としてはそれぞれ、所定の円周上の全孔数が７２、孔の間隔は均等、ダクト円半径は１２０ｍｍ、ダクト断面の長辺は３０ｍｍ、同短辺は２４ｍｍ、バッフル板の厚さは１ｍｍ、チャンバ圧力は93.3Ｐａ、ガス流量は１２０３sccm、温度は５２０℃、平均分子量は５９．６g/mol 、ガス粘度は３．６２５E-５Pa・sec とされた。
【０１２８】
ここで、図８に示されるように、本実施の形態２に係るバッフル板２５においては、例えば排気管１１の接続口（排気口）の真上に番号１のバッフル孔２７が穿設されている場合に、ガスの上流側に穿孔された番号３７のバッフル孔２７まで半円周に沿って孔径Ｄi ［ｍｍ］は増加する。このようなバッフル板２５においては、図８に示されるように、孔の番号に対するダクト内圧Ｐi ［Pa］の変化も上記孔径と同様なものとなる。すなわち、上記番号１のバッフル孔２７の位置から上流側に穿孔された番号３７のバッフル孔２７の位置までダクト内圧Ｐi ［Pa］は増加する。そして流量Ｆi ［sccm］は、図８に示されるように、バッフル孔２７の位置によらず一定となる。
【０１２９】
ここで図９は、図３に示された従来のバッフル板９について、図８の場合と同じ条件で同様にシミュレーションした結果を示すグラフである。図９に示されるように、このバッフル板９においては、全てのバッフル孔７の孔径は一定値とされる。また、ダクト内圧は図８に示された本実施の形態２に係るバッフル板２５に比して、孔の番号に対する内圧の増加率が大きなものとなっている。そして、番号が１から３７までのバッフル孔７を流れるガスの流量は、上記番号に対して減少関数となっている。これより、バッフル孔７の排気口に対する位置により流量が変化し、均等排気は実現されないことがわかる。
【０１３０】
なお、図１０は上記特開昭６３−１４１３１８号公報に記された従来のバッフル板について、図８の場合と同じ条件で同様にシミュレーションした結果を示すグラフである。図１０に示されるように、このバッフル板においては、バッフル孔の孔径が、孔の番号すなわち排気口からの距離に比例して増加するものとされる。そして、図１０に示されるように、流量は孔の番号が２０前後の位置をピークに大きく変化し、バッフル板の円周方向における流量の均一性は非常に悪いことがわかる。
［実施の形態３］
本実施の形態３においては、バッフル板の肉厚を変化させて均等排気を行う等孔径・等孔間隔形式の多孔バッフル板について説明する。このようなバッフル板は、ウェーハの周囲に配列した多孔板形式の排気バッフル板において、孔間隔と孔径はすべて均等であるが、孔の長さ、即ち板厚を変化させることによって円周方向の平均的な排気流量の分布を均一に保つようにしたものである。
【０１３１】
ここで図１１は本実施の形態３に係るバッフル板の構成を示し、図１２は該バッフル板が具設されたガス処理室の構成を示す図である。図１２に示されるように、該バッフル板２９は排気管１１のガス処理室１５に対する接続口に近いほど過大な吸引差圧による一孔当りの排気流量の増大を抑制するためにバッフル板２９の板厚を厚くしてガスの流れにおけるコンダクタンスを減少させると共に、吸引差圧が減少するガス流の上流側においては、バッフル板２９の板厚を薄くしコンダクタンスを増大させることとして排気流量の均一化を図るものである。
【０１３２】
そして、各バッフル孔３１の排気流量を均等にするために必要なバッフル孔３１の長さ、すなわちバッフル板２９の板厚についての設計方法は次の通りである。
バッフル板２９の板厚の最適な分布は、上記実施の形態２に係る関係式において第ｉ番目のバッフル孔３１の長さＬ0 をＬi とし、孔径Ｄi をＤ0 とおいて得られる。
【０１３３】
【数２９】
0004592856.tif 000036
【０１３４】
ここで、上記式（４４）を式（４５）に代入すると、次式が得られる。
【０１３５】
【数３０】
0004592856.tif 000037
【０１３６】
また、第ｉ番目のバッフル孔３１の長さＬi は各バッフル孔３１の流量が等しくＦi-1 ／Ｆi ＝１であり、孔間隔Ｌm は２πｒ／ｍであることより、次式が得られる。
【０１３７】
【数３１】
0004592856.tif 000038
【０１３８】
ここで、排気管１１接続口直近の第１孔のピッチ円上における角度位置が０°であり、最遠部の第ｎ孔の角度位置が１８０°であるとき、ｎと全孔数ｍの関係はｎ＝（ｍ＋２）／２であって、最も薄い第ｎ孔の板厚Ｌn は次式で表せる。
【０１３９】
【数３２】
0004592856.tif 000039
【０１４０】
また、Ｌ1 とＬn の許容範囲は、第１孔の内圧Ｐ1 が最低吸引圧力Ｐ* 以上という制約から、
【０１４１】
【数３３】
0004592856.tif 000040
【０１４２】
また、孔径の許容範囲は、任意に選定したＬn を上記式（５４）に代入して整理した次式により得られる。
【０１４３】
【数３４】
0004592856.tif 000041
【０１４４】
以上のようにして、均等排気を実現するためのバッフル板の最適な板厚分布は、上記式（４９）により逐次決定されるが、ｍとＤ0 とＤH とＬn 及びＬ1 の間には、最低吸引圧力Ｐ* とチャンバ圧力 0Ｐの制限に基づく式（５２）と式（５４）及び式（５５）の制限条件が必要である。
ここで、以下の表７及び表８に、バッフル孔の孔径が板厚の最適分布に及ぼす影響が示される。
【０１４５】
【表７】
0004592856.tif 000042
【０１４６】
【表８】
0004592856.tif 000043
【０１４７】
ここで、上記番号３−１から番号３−５までのバッフル板２９は、孔数ｍが７２で均等孔径、等間隔であり、ピッチ円半径ｒが１２０ｍｍのもので、均等とされる孔径を変えた５つの場合について、均等排気のために必要な板厚の最適分布をシミュレーションにより求めたものである。なお、プロセス条件とダクト径は上記実施の形態２において示された表５の場合と同じである。
【０１４８】
また、バッフル板２９の加工の便宜上、バッフル板２９の最小肉厚Ｌn を１ｍｍと定め、式（５５）からバッフル孔３１の最小限界径Ｄ0 ＞２．５５ｍｍを得て、最小限界径Ｄ0 が３ｍｍから６ｍｍである場合を検討した。そして表７には、番号３−１から番号３−５までの各場合ごとに、ガス流の最下流および最上流における各バッフル孔３１に対応する板厚と、ダクト内圧と、バッフル孔３１の両側における差圧、及び一孔当りのガス流量が示される。
【０１４９】
さらに、表８には、番号３−１から番号３−５までの各場合ごとに、全孔に対する板厚を詳細に記したものである。この表８によれば、いずれの場合にも一孔当りの流量は、バッフル孔３１の位置によらず均等であることがわかる。そしてこの結果、孔径が５ｍｍ以上では板厚の位置による変化率が大き過ぎることがわかり、バッフル孔径を３〜４ｍｍとしてバッフル板の厚みを設計することが妥当であるという結論が得られる。
【０１５０】
なお、バッフル板２９の厚さを調節することにより均一な排気を行う上記方法のおいても、上記式（５０）より明らかなように、最適な厚みの設計はガスのガスの温度や圧力、流量や粘度などのプロセス条件とは無関係である。このために、異なるプロセス条件におけるシミュレーション結果は省略する。また、孔数やダクトの相当直径が異なる場合の結果についても、上記と同様な関係式に基づいて同様なシミュレーション結果が容易に得られるので説明を省略する。ただし、本実施の形態３に係るバッフル板２９が成立する範囲は、上記式（５５）により規定される条件の範囲である。
［実施の形態４］
本実施の形態４においては、スリット（バッフル溝）の幅を変化させて均等排気を行う等板厚のスリット形式のバッフル板について説明する。
【０１５１】
図１３は、実施の形態４に係るバッフル板の構成を示し、図１４は該バッフル板が具設されたガス処理室の構成を示す図である。これまでに説明したバッフル板は多孔形式であり、ウェーハの周囲に設けられるバッフル孔の間隔や直径、またはバッフル板の厚みによりコンダクタンスを調節して排気を均等化するものであった。これに対して、本実施の形態に係るバッフル板は、上記図１３に示されるようにウェーハ１の周囲に貫通した排気用のスリット（バッフル溝）３５を設けて排気するガス流のコンダクタンスを調節するものであって、スリット３５の幅やバッフル板３３の厚みを円周方向に沿って変化させることにより、該円周方向の均等な排気を実現するものである。
【０１５２】
このようなバッフル板３３は、円周方向の連続排気が可能という特長をもつことから、低圧プロセス・チャンバを均一に排気するための低差圧（大コンダクタンス）バッフルとして好適である。
次に、上記スリット形式を採用したバッフル板３３を設計するための理論式について説明する。ここでは、スリット形式のバッフルの流動圧力損失を求める式を解析し、最適なスリット幅またはバッフル板３３の厚み分布を与える関係式を整理する。
【０１５３】
まず、ファニング（Fanning ）の一般式の管径Ｄを、長辺がａで、短辺がｂである矩形管の断面積の相当直径ＤH を求めた後に、ａを無限大として以下のように導く。
【０１５４】
【数３５】
0004592856.tif 000044
【０１５５】
なお、式（５７）においてＲｅはレイノルズ数を示し、Ｕは断面平均流速、ρは流体の密度を示す。次に、流動圧力損失ΔＰは、
【０１５６】
【数３６】
0004592856.tif 000045
【０１５７】
と表され、Ｘとして１６／３の値を式  （５８）に代入すると、流動圧力損失ΔＰは次式のように表される。
【０１５８】
【数３７】
0004592856.tif 000046
【０１５９】
一方、摩擦損失係数ｆは、２４／Ｒｅで示される。また、圧力変化に伴う気体の膨張による流速への影響を考慮に入れるために、円管内の取り扱いにおいて施した処理と同様の取り扱いにより、次式が得られる。
【０１６０】
【数３８】
0004592856.tif 000047
【０１６１】
ここで、ｉは排気管の接続部の位置を原点とする円周角度であり、Δ 0Ｐi は位置ｉにおける排気ダクトの内圧Ｐi とチャンバ内圧 0Ｐとの差圧である。そして、Ｌi はｉの位置におけるスリット板の厚さ、ｂi は円周角度ｉの位置におけるスリット幅を表し、 0Ｇi はそのスリットｉの単位角度幅の面積にチャンバから流入するガスの質量速度を示す。なお、円周方向に関して均等排気を実現するために必要なスリット幅、又はバッフル板３３の厚さについての円周方向における分布を求めることを目的として、以下のような計算がなされる。
【０１６２】
排気ダクト５内の角度位置i+diとi の間の圧力損失とガス流との間の関係は、近似的に次式で表される。
【０１６３】
【数３９】
0004592856.tif 000048
【０１６４】
ここで、r(di)(π/180) はダクトのピッチ円の半径をｒとした時における角度(di)°当りの排気ダクト５の長さであって、Ｇi+di,iは角度位置（i+di）°からｉ°の間の排気ダクト内を流れるガスの質量流量である。また、ＤH は排気ダクト５の相当直径である。
Δ 0Ｐi とΔＰi+diに関する関係から次式が成り立つ。
【０１６５】
【数４０】
0004592856.tif 000049
【０１６６】
これから、
【０１６７】
【数４１】
0004592856.tif 000050
【０１６８】
ここで、 0Ｇi は角度ｉ°位置における１°開口面積あたりのスリット通過ガスの質量流量であり、均等排気時は総流量を 0Ｆ、１°の平均排気流量ｆを 0Ｆ／360 ［sccm／deg ］とするとき、次式で表される。
【０１６９】
【数４２】
0004592856.tif 000051
【０１７０】
またＦi+di,iを、１８０°からｉ°までにおいてスリット３５から排気ダクト５内へ排気された流量の合計の近似ともなる、ｉ°からｉ＋ｄｉ°までの排気ダクト５内部を流れるガスの流量［sccm］とすると、
【０１７１】
【数４３】
0004592856.tif 000052
【０１７２】
ここで、式（６１）と式（６３）を、式（６４）と式（６５）に代入して書き直すと、次式が得られる。
【０１７３】
【数４４】
0004592856.tif 000053
【０１７４】
上記において、式を簡略化するために定数を次のように書き換える。
【０１７５】
【数４５】
0004592856.tif 000054
【０１７６】
最初の角度０°のスリット直下における圧力Ｐ0 は吸引限界圧力Ｐ* 以上であることから、次式が得られる。
【０１７７】
【数４６】
0004592856.tif 000055
【０１７８】
また、スリットの最小幅ｂ0 の条件が、次式のように得られる。
【０１７９】
【数４７】
0004592856.tif 000056
【０１８０】
そして、角度ｄｉ°の直下における圧力をＰdiとすると、最初の区間の平均排気流量Ｆ0 は（１８０−ｄｉ）ｆなので、次式が得られる。
【０１８１】
【数４８】
0004592856.tif 000057
【０１８２】
厳密には、この微分方程式をルンゲ・クッタ（Runge-Kutta ）法などのコンピュータによる数値計算で求めれば良いが、ここでは説明のために簡単化したオイラー法で、ｄｉを１°刻みとした場合によって原理を説明する。
まず、板厚Ｌ0 が一定の場合の角度位置０°における最小スリット幅ｂ0 、またはスリット幅ｂ0 が一定の場合の最大板厚Ｌ0 に基づき、式（７２）からＰ0 が得られ、次式からＰ1 が得られる。
【０１８３】
【数４９】
0004592856.tif 000058
【０１８４】
また、一般のＰi に対して、次式よりスリット幅ｂi+1 又は板厚Ｌi+1 が得られる。
【０１８５】
【数５０】
0004592856.tif 000059
【０１８６】
そして、上記式（７５）と式（７６）を次式に代入してＰi+1 が得られるので、同様に順次計算できる。
【０１８７】
【数５１】
0004592856.tif 000060
【０１８８】
以上より、ｉが０，１，…である場合における排気ダクト５の内圧を順次計算して行くことにより、均一排気のためのスリット幅ｂ1 、またはバッフル板３３の厚みＬi の分布を求めることができる。
そして、枚葉式チャンバの均一排気を行うために必要なスリットの幅の分布を上記のような計算により求めて得られる、肉厚一定なスリット形式のバッフル板３３の具体例が表９に示される。なお、表９のデータを得たときのプロセス条件は、上記表１のデータを得たときのプロセス条件と同じものである。
【０１８９】
【表９】
0004592856.tif 000061
【０１９０】
なお、バッフル板３３の肉厚Ｌ0 が１ｍｍの場合におけるスリット幅の下限は、０．９２ｍｍと計算されるため、表９に示されるように肉厚が１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍであり、最小スリット幅ｂ0 が１ｍｍ、１．２ｍｍ、１．５ｍｍ、１．８ｍｍである場合についてそれぞれシミュレーションされた。そして、表９に示される各番号について、最小スリット幅と最大スリット幅にそれぞれ対応する排気ダクト５の内圧や、スリット３５両側の差圧（吸引差圧）や、１°当りのスリットから排気されるガス流量、及び排気流量の均一性が示される。
【０１９１】
このような表９によれば、排気流量はいずれの場合にも均一であることが分かる。また、肉厚が１ｍｍのように薄い場合には、スリット幅の分布範囲が狭く、かつ、円周方向の幅の変化が１ｍｍから１．２１ｍｍと微小であることが判明した。これは、バッフル板３３の加工時と組立て時における要求精度が厳しいことを意味している。しかし、肉厚３ｍｍの厚いバッフル板を使用した表９の番号４−５の場合には、スリット幅が３．３９ｍｍ〜１．８ｍｍの範囲に変化し、円周上の分布範囲が拡大されていることがわかる。
【０１９２】
この例から明らかなように、本実施の形態に係るバッフル板３３によれば、スリット形式の場合でも最適なバッフルの分布形状を容易に得ることができる。
なお、図１３及び図１４から明らかなように、バッフル板は一体的に形成されるものとは限らず、複数の部材によって構成される場合もある。
［実施の形態５］
本実施の形態５においては、バッフル板の肉厚を変化させて均等排気を行う一定幅スリット形式のバッフル板について説明する。
【０１９３】
図１５は実施の形態５に係るバッフル板の構成を示し、図１６は該バッフル板が具設されたガス処理室の構成を示す図である。図１５及び図１６に示されるように、スリット形式のバッフル板３７により枚葉式チャンバの均一排気を行う場合に、上記実施の形態４に係る式（７６）を用いることにより、貫通したスリット３９の幅を一定としたバッフル板３７の肉厚の分布を最適化することが可能である。
【０１９４】
ここで、円周方向の排気流量の分布を均一に保つことを目的として、上記表１のデータを得たときのプロセス条件と同じ条件下において、バッフル板３７の肉厚に関する円周方向の分布について調べた。具体的には、スリット３９の幅は円周方向で一定とした上で、スリット幅を１．８ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲内で変化させ、同時にバッフル板３７の最大肉厚は５ｍｍ又は１０ｍｍとしたときに排気流量の均一性をシミュレーションにより調べた。以下の表１０は、該シミュレーションの結果を示すものである。
【０１９５】
【表１０】
0004592856.tif 000062
【０１９６】
なお、スリットの幅が３ｍｍ以上では、排気管１１側のバッフル板３７の最大板厚が数ｃｍとなり実用的でないことが判明している。これは、スリット３９における流動圧力損失が、スリット３９の幅の３乗に反比例するのに対し、バッフル板３７の肉厚の１乗にしか比例しないことに基づいている。また、排気ダクト５内の圧力が低く吸引差圧が十分大きくとれる場合には、なるべくスリット３９の幅を狭い一定値に保つことにより、肉厚の変化が比較的少ない範囲、例えば１ｍｍから３ｍｍ厚の範囲で、円周方向の排気流量を調節することが、バッフル板３７を加工する上で望ましい。
【０１９７】
以上のように、本実施の形態５によれば、一定幅スリット形式のバッフル板３７の最適な形状を効率よく、かつ容易に設計することができる。
［実施の形態６］
図１７は、実施の形態６に係るバッフル板の構成を示し、図１８は該バッフル板が具設されたガス処理室の構成を示す図である。図１８に示されるように、本実施の形態に係るバッフル板４１は板厚の変化した多孔バッフル板の一種であるが、バッフル孔４３の形状が円形ではなく長方形をなすものである。このように、多孔板面に穿孔するバッフル孔（隘路）４３の形状は、円形に限定されることはない。また、円形でもピッチ円周上に一列に穿孔する場合だけでなく、半径の異なる複数のピッチ円周上に複数の孔列を配置してもよい。
【０１９８】
そして、これらの場合に設計上で注意すべきことは、それぞれのバッフル孔  （隘路）のコンダクタンスが、単純な一列の円形孔のコンダクタンスと同等になるようにしなければならないことである。例えば、長方形のバッフル孔４３の場合には、長辺ａと短辺ｂから計算される相当直径Ｄｈ＝２ａｂ／（ａ＋ｂ）が、所望の円形孔の直径に等しくなるように定める必要がある。
【０１９９】
また、一つのバッフル孔を同じ効果を奏する複数のバッフル孔に分割する方法も有効であり、この方法はピッチ円周上の全周または部分的に適用することが考えられる。ここで例えば、プラズマを用いる反応形式でウェーハを処理する場合には、プラズマ化したガスがバッフル板を通過して排気側に流出しないようにする必要があるため、この場合バッフル孔の直径を円周方向に変化させて分布させる上記実施の形態２に係るバッフル板においては、大きな直径を有するバッフル孔の代わりに複数個の小さい直径を有するバッフル孔に置き換えなければならない場合がある。そのような場合には、上記実施の形態に示された関係式において、バッフル孔の数に分割されるガスの流量に基づく流動圧力損失を部分的に適用して、上記と同様にそのバッフル孔の直径を求めることができる。
［実施の形態７］
上記実施の形態においては、バッフル板の孔間隔か孔径か板厚、或はスリット形式のバッフル板のスリット幅か板厚のいずれか一つを変化させた例を示したが、本発明に係る実施の形態はこれらに限られず、上記複数の因子が同時に変化するバッフル板も同様に考えられる。例えば、上記実施の形態１と実施の形態２を複合させることにより、排気管接続口側でバッフル孔の間隔があまりに遠くなり過ぎることを防ぐため、孔径の小さいバッフル孔を孔間に穿孔するようなものが考えられる。
【０２００】
ただし、このような複数の因子を同時に変化させる形式のものは、製造コストがかさむために特殊な用途に限定して使用される。
［実施の形態８］
図１９は、実施の形態８に係るガス処理室の構成を示し、図２０は図１９に示されたガス処理室の平面構成を示す図である。
【０２０１】
図１９及び図２０に示されるように、本実施の形態に係るガス処理室は、チャンバ４５にウェーハ載置台３を囲繞するよう設けられたチャンバ壁４６を備え、チャンバ壁４６の裾に排気スリット４７が形成される。ここで、チャンバ壁４６の裾に形成される排気スリット４７の高さをウェーハ載置台３の周りにおいて変化させることにより、上記実施の形態に係るバッフル板と同様な均等排気を実現するものである。
【０２０２】
すなわち、排気スリット４７の高さをウェーハ載置台３の周りで変化させることは、上記実施の形態４におけるスリット形式バッフル板３３に形成するスリット３５の幅をウェーハ載置台３の周りで変化させることと流体工学的にはほとんど同じ効果を奏するため、このようなガス処理室は上記実施の形態４に係るガス処理室を変形させた応用であるといえる。
［実施の形態９］
図２１は、本発明の実施の形態に係るバッフル板の製造装置の構成を示す図である。図２１に示されるように、本発明の実施の形態に係るバッフル板の製造装置は、入出力部５０と、記憶部５１と、演算部５３と、制御部５５と、工作部５７とを備える。ここで入出力部５０は、処理ガスの特性やプロセス条件、排気ダクトの形状、チャンバ（処理室）の寸法等のパラメータを入力する。また、記憶部５１に接続され、演算部５３は記憶部５１に接続される。また、工作部５７は入出力部５０に接続される。そして、制御部５５は入出力部５０と記憶部５１、演算部５３、工作部５７に接続される。
【０２０３】
なおここで、工作部５７は加工の目的に応じて旋盤や、ボール盤、中ぐり盤、フライス盤などにより構成され、例えばバッフル板にバッフル孔を穿孔する場合にはボール盤が用いられる。
以下において、上記のような構成を有するバッフル板の製造装置の動作を、図２２に示されたフローチャートを参照しつつ説明する。なお、この図において実線はデータの流れを示し、破線は制御信号の流れを示す。
【０２０４】
まずステップＳ１において、処理ガスの特性やプロセス条件、排気ダクトの形状、チャンバ（処理室）の寸法等のパラメータが入出力部５０に入力される。そして、この入力されたパラメータは記憶部５１に記憶される。
そして次にステップＳ２では、制御部５５が、記憶部５１に予め記憶された上記ハーゲン・ポアズイユの式による流量計算プログラムに基づいて演算部５３を制御する。より具体的には、上記プログラムによりバッフル板上に仮想的にバッフル孔を設け、演算部５３は、ハーゲン・ポアズイユの式により該バッフル孔の位置におけるバッフル板の両側の圧力差と排気ダクト内の圧力変動を算出して、バッフル孔のそれぞれを通過するガスの流量を計算する。そしてこの計算結果は、記憶部５１に一時的に記憶されると共に制御部５５に伝達される。
【０２０５】
次に、ステップＳ３では、制御部５５が上記流量の計算結果に基づいて各バッフル孔の流量が等しくなるバッフル孔の位置や孔径などを決定し、ステップＳ４で制御部５５はその位置などを示すデータを記憶部５１に保存する。そしてさらにステップＳ４では、制御部５５は上記バッフル孔の最適な位置などを示すデータを工作部５７へ供給する。
【０２０６】
ステップＳ５では、工作部５７は供給された上記データに基づいてバッフル板を加工する。ここで、この加工における工作部５７の動作情報は制御部５５に供給され、制御部５５は供給された動作情報も参照しつつ工作部５７を制御する。
以上のような本実施の形態９に係る製造装置によれば、上記の実施の形態に係る各種バッフル板を容易に製造することができる。
【０２０７】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、バッフル板には複数の貫通孔のそれぞれにおける排ガスの流量の計算値が同じになるような位置に貫通孔が設けられるため、均等排気を確実に実現して均一な化学的処理を行うことができるバッフル板を得ることができる。
【０２０８】
また、バッフル板上の位置によって変化するバッフル板の両側の圧力差に応じて、バッフル板上の複数の位置に貫通孔が設けられたバッフル板によれば、均一性が要求される化学的処理において必要とされる均等排気を実現することができる。ここで、さらにダクト内における排ガスの流出経路に沿った排ガスの圧力変動に応じて貫通孔を設け、具体的には、ハーゲン・ポアズイユの式により計算される貫通孔を流れる排ガスの流量が一定となるよう貫通孔を設けたバッフル板によれば、より確実に均等排気を実現し得るバッフル板を提供することができる。
【０２０９】
また、複数の位置のうち少なくとも二つの位置において、厚さが異なるバッフル板によっても、貫通孔を流れる排ガスのコンダクタンスを調整することにより均等排気を実現し得る。また、バッフル板を貫通すると共にダクト内における排ガスの流出経路に沿って幅が変動する溝が、バッフル板上の位置によって変化するバッフル板の両側の圧力差に応じて形成されたバッフル板によれば、上記溝を流れる排ガスのコンダクタンスを調整することにより、均等排気を実現することができる。また、バッフル板を貫通すると共にダクト内における排ガスの流出経路に沿って一定の幅を有する溝が形成され、流出経路に沿ってバッフル板の厚さが変えられたバッフル板によっても、上記溝を流れる排ガスのコンダクタンスを調整することにより、均等排気を実現することができる。
【０２１０】
また、処理空間とダクトとを仕切ると共に、処理空間とダクトとの境界面上の位置によって変化する境界面の両側の圧力差に応じて処理空間からダクトへの排ガスの流量を調節する仕切手段を備えたガス処理装置によれば、処理対象物に対する均等な化学的処理を実現することができる。
また、バッフル板上の各位置におけるバッフル板の両側の圧力差やダクト内における排ガスの流出経路に沿った排ガスの圧力変動を算出し、算出された値に応じて、バッフル板上の複数の位置に貫通孔を形成するバッフル板の製造方法によれば、均等排気を実現するバッフル板を確実に得ることができる。
【０２１１】
また、計算手段において算出された圧力差や圧力変動に応じて、バッフル板上の複数の位置に穿設する穿設手段を備えたバッフル板の製造装置によれば、均等排気を実現するバッフル板を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体製造のウェーハ前処理工程で使用される装置のうち、大気と遮断した機密室中で枚葉式にウェーハを処理する装置の構成を示す図である。
【図２】排気ダクト内のガスの流れと差圧を示す図である。
【図３】従来のバッフル板の構成を示す図である。
【図４】図３に示されたバッフル板が具設されたガス処理室の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るバッフル板に穿設をされるバッフル孔の配置を説明する図である。
【図６】実施の形態１に係るバッフル板の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るバッフル板の構成を示す図である。
【図８】本実施の形態２に係る孔毎に孔径を変化させたバッフル板の特性を示すグラフである。
【図９】図３に示された従来のバッフル板について、図８の場合と同じ条件で同様にシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図１０】特開昭６３−１４１３１８号公報に記された従来のバッフル板について、図８の場合と同じ条件で同様にシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図１１】実施の形態３に係るバッフル板の構成を示す図である。
【図１２】図１１に示されたバッフル板が具設されたガス処理室の構成を示す図である。
【図１３】実施の形態４に係るバッフル板の構成を示す図である。
【図１４】図１３に示されたバッフル板が具設されたガス処理室の構成を示す図である。
【図１５】実施の形態５に係るバッフル板の構成を示す図である。
【図１６】図１５に示されたバッフル板が具設されたガス処理室の構成を示す図である。
【図１７】実施の形態６に係るバッフル板の構成を示す図である。
【図１８】図１７に示されたバッフル板が具設されたガス処理室の構成を示す図である。
【図１９】実施の形態８に係るガス処理室の構成を示す図である。
【図２０】図１９に示されたガス処理室の平面構成を示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態に係るバッフル板の製造装置の構成を示す図である。
【図２２】図２１に示されたバッフル板の製造装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  ウェーハ
３  ウェーハ載置台
５  排気ダクト
７，２３，２７，３１，４３  バッフル孔
９，２１，２５，２９，３３，３７，４１  バッフル板
１１  排気管
１３  排気流
１４  シャワーヘッド
１５，４５  チャンバ（処理室）
１７  ガス導入管
１９  ピッチ円
３５，３９  スリット（バッフル溝）
４６  チャンバ壁
５０  入力部
５１  記憶部
５３  演算部
５５  制御部
５７  工作部
【図１】
0004592856.tif 000063
【図２】
0004592856.tif 000064
【図３】
0004592856.tif 000065
【図４】
0004592856.tif 000066
【図５】
0004592856.tif 000067
【図６】
0004592856.tif 000068
【図７】
0004592856.tif 000069
【図８】
0004592856.tif 000070
【図９】
0004592856.tif 000071
【図１０】
0004592856.tif 000072
【図１１】
0004592856.tif 000073
【図１２】
0004592856.tif 000074
【図１３】
0004592856.tif 000075
【図１４】
0004592856.tif 000076
【図１５】
0004592856.tif 000077
【図１６】
0004592856.tif 000078
【図１７】
0004592856.tif 000079
【図１８】
0004592856.tif 000080
【図１９】
0004592856.tif 000081
【図２０】
0004592856.tif 000082
【図２１】
0004592856.tif 000083
【図２２】
0004592856.tif 000084