(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理空間を形成する上部および下部の電極部と、
前記電極部が収められた真空チャンバと、
前記真空チャンバ内に設けられ、前記電極部と共に前記プラズマ処理空間を囲う可動壁体と、
前記可動壁体を進退移動させる壁体駆動機構と、
前記真空チャンバの内外に通ずる導光部材とを備え、
前記下部の電極部の上面に搭載される被処理物にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、
前記プラズマ処理空間のプラズマ発光強度を検出するために使用される、前記導光部材が前記下部の電極部の前記被処理物が搭載されない領域を貫通していることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
プラズマ処理空間を形成する上部および下部の電極部と、
前記電極部が収められた真空チャンバと、
前記真空チャンバ内に設けられ前記電極部と共に前記プラズマ処理空間を囲う可動壁体と、
前記可動壁体を進退移動させる壁体駆動機構と、
前記真空チャンバの内外に通ずる導圧路とを備え、
前記下部の電極部の上面に搭載される被処理物にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、
前記プラズマ処理空間のプラズマ圧力を検出するために使用される、前記導圧路が前記下部の電極部の前記被処理物が搭載されない領域を貫通していることを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プラズマエッチング装置やプラズマ成膜装置などのプラズマ処理装置（プラズマリアクタ）に関し、ＩＣ（半導体デバイス）やＬＣＤ（液晶表示パネル）あるいはＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）など高精度の製造工程において基板等を処理対象としてプラズマ処理すなわちプラズマ反応に基づく処理を行わせるのに好適なプラズマ処理装置に関する。
詳しくは、プラズマ空間内のプラズマ状態をモニタ等するためにその発光強度や圧力を検出する手法についての改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコンウエハ等の基板を対象とするプラズマ処理装置は、真空チャンバ内に形成されたプラズマ処理空間にプラズマを発生させ又は導入するとともにそのプラズマ処理空間内に所定の処理ガス等も導入して、プラズマ処理空間にてプラズマ反応を行わせ、これによってプラズマ処理空間内の基板に対して成膜やエッチングといった表面処理等を施すものである。図８（ａ），（ｂ）に縦断面の構造模式図を示した平行平板形の装置は、そのようなプラズマ処理装置の典型例である。
【０００３】
この装置は、真空チャンバ本体部２の上に真空チャンバ蓋部３が開閉可能に取着された真空チャンバを備えており、被処理物である基板１が平板状をしていることから、水平に置かれたカソード部１２が真空チャンバ本体部２内のほぼ中央に設けられ、このカソード部１２の上面が平坦に形成されたうえ絶縁膜が張られて基板１を乗載しておくことが可能なようになっている。真空チャンバ本体部２の内底中央には筒状のローアーサポート１２ｄが貫通して立設されており、カソード部１２はこのローアーサポート１２ｄの上端に固着して支持されている。このように、これら電極およびその支持体によって構成された下部電極部は、真空チャンバに収められたものとなっている。
また、真空チャンバ蓋部３の内のほぼ中央であってカソード部１２の上方にはアノード部１１が筒状のアッパーサポート１１ａによって真空チャンバ蓋部３に垂設されている。そして、これら電極およびその支持体によって構成された上部電極部も、真空チャンバに収められたものとなっている。
【０００４】
これらのアノード部１１とカソード部１２は互いに対向しており、少なくともその対向面の中央部は一対の平行な電極となっており、その電極にブロッキングキャパシタ３１ａを介してＲＦ電源３１から高周波が印加されると所定の真空圧の下でアノード部１１とカソード部１２との間にプラズマ１０が発生する。あるいは、そこへ導入されたプラズマ１０が活性化されたりその作用に異方性が付与されたりする。なお、ＲＦ電源３１には、５００ＫＨｚ〜２ＭＨｚの周波数で出力パワーの可変なものがよく用いられる。そして、そこに所定の処理ガスＡがアノード部１１等を介して供給されるとカソード部１２上面に乗載された基板１にガス状態等に応じたプラズマ処理がなされる。これにより、アノード部１１とカソード部１２は両者の挟む空間にプラズマ処理空間を形成する電極部となっている。
【０００５】
真空チャンバ本体部２には真空チャンバ内ガスを吸い出して適度な真空度を保つために内外貫通した吸引口２ａが加工形成され、この吸引口２ａに対し順にゲートバルブ４ａ、可変バルブ４、真空ポンプ５が連結されている。ゲートバルブ４ａは保守時等に仕切るための手動弁であり通常動作時には開状態にされる。これとターボポンプ等の真空ポンプ５とに介挿された可変バルブ４は、バルブ開度を可変駆動するモータ等が付設されていてこれを電気信号で制御することで遠隔制御可能な通過流体の可変絞りとして機能する。
【０００６】
そして、真空チャンバに付設された真空圧計４ｂによって真空チャンバ内の真空圧が検出され、この検出値と所定の設定目標値との差に基づいてＰＩＤ制御回路４ｃによって制御信号が生成出力されると、この制御信号に従って可変バルブ４による絞り量が可変駆動される。このような真空圧計４ｂを圧力検出器としＰＩＤ制御回路４ｃを圧力制御回路とし可変バルブ４を圧力制御機構とする圧力制御手段によって、真空チャンバ内の真空圧が設定圧力になるように自動制御される。その真空圧計４ｂは、真空チャンバ本体部２に内外貫通してほぼ水平に穿孔形成された導圧孔２ｂに対し外側から接続されていて、導圧孔２ｂを介して真空チャンバ内の圧力がそこまで導かれるとその圧力を検出するようになっており、そのために、導圧孔２ｂは真空チャンバの内壁面のうちプラズマ処理空間１３の横のところに開口させられている。これにより、この真空チャンバは、その内外に通ずる導圧路がチャンバ側壁を貫通した穿孔にて形成されたものとなっている。
【０００７】
また、この真空チャンバには、その内外に通ずる導光部材もチャンバ側壁を貫通して設けられている。すなわち、真空チャンバ本体部２の内壁面のうちプラズマ処理空間１３の横のところには、もう一つの貫通孔がほぼ水平に穿孔形成され、これに導光部材２ｃの一端が挿着されている。導光部材２ｃは、石英等の透明な棒材が用いられ、これを介して外部からプラズマ処理空間１３のプラズマ１０を覗けるようになっている。この導光部材２ｃの他端またはその延長部には、分光プリズムやフィルタ等の付設された光電変換ユニット６を介して終点検出ユニット７が接続されていて、プラズマ１０が発光した際にその光のうちプラズマ処理の進行状態に応じて変化する特定成分を抽出し更に電気信号に変換してから、その電気信号の特徴的な変化たとえば急変やその後の安定などを特徴抽出やパターンマッチング等のデータ処理に基づいて検出することで、基板１表面の特定材質層に対するエッチング等が終了した時点などの終点を自動検出しうるようにもなっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、処理対象の基板サイズが広がって大きくなるに連れて電極部そして真空チャンバも大形化しているが、大きな真空チャンバをなるべくコンパクトに配置するために、複数の真空チャンバの設置に際してインライン化やクラスタ化が採用されることも増えて来ている。
しかし、そのような配置の場合、真空チャンバの横に他の真空チャンバが隣接され、真空チャンバ側壁の一部が占有されることとなる。このため、基板の搬入口など必須の物を真空チャンバ側壁に付設すると、真空チャンバ側壁面の残りが少なくなり、真空圧計や光電変換ユニットなどの配置自由度が制約されることとなる。特に、プラズマの圧力制御性を高める等のために真空チャンバをできるだけ小形に抑えたり排気用の吸引口をプラズマ処理空間の真横に設けたりした場合には（図８（ｂ）参照）、強く制約されることとなる。
【０００９】
また、そのような場合に限らず、電極部やその関連部分についての改良等に伴う構造変更によっても、真空圧計およびその導圧路や、光電変換ユニット及びその導光路などを、真空チャンバ側壁面に配置し難いこともある。
そこで、プラズマ状態をモニタ等するのに必要な光電変換ユニットや真空圧計などに関しその機能および性能を損なうことなく配置するには如何にして配置するかが課題となる。
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、プラズマの発光強度や圧力を確実に検出しうるプラズマ処理装置を実現することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために発明された第１乃至第３の解決手段について、その構成および作用効果を以下に説明する。
【００１１】
［第１の解決手段］
第１の解決手段のプラズマ処理装置は（、出願当初の請求項１に記載の如く）、  プラズマ処理空間を形成する電極部と、この電極部が収められた真空チャンバと、この真空チャンバの内外に通ずる導光部材とを備えたプラズマ処理装置において、前記導光部材が前記電極部を貫通していることを特徴とする。
すなわち、真空チャンバと、プラズマ処理空間を形成するために前記真空チャンバに収められた電極部と、（前記プラズマ処理空間を覗く導光路の少なくとも一部を担うために前記真空チャンバのチャンバ壁を貫通して設けられその導光路が）前記真空チャンバの内外に通ずる導光部材とを備えたプラズマ処理装置において、（少なくとも）前記導光部材が前記電極部を貫通している（とともに、これに伴って適宜、前記導光路の真空チャンバ内外連通に関し、前記チャンバ壁に限らずチャンバ底やチャンバ蓋などのチャンバ部材を、直接に又は他の貫通部材の内腔等を利用等して間接的に、前記導光部材が貫通するように拡張され、又は拡張されていない）ことを特徴とする。
【００１２】
このような第１の解決手段のプラズマ処理装置にあっては、プラズマから発した光が、導光部材によって真空チャンバの外へ導かれ、モニタ等に供される。しかも、その導光部材が電極部を貫通しているので、導光部材に接続される光電変換ユニット等は、電極部の裏側などに配置することも可能となり、その配置自由度が高くなる。
これにより、真空チャンバ壁面のうち電極部の間等からプラズマ処理空間を直接的に覗けるところに光電変換ユニットや導光部材を設けなくてもプラズマの光を真空チャンバの外へ導くことが可能となる。
したがって、この発明によれば、プラズマの発光強度を確実に検出しうるプラズマ処理装置を実現することができる。
【００１３】
［第２の解決手段］
第２の解決手段のプラズマ処理装置は（、出願当初の請求項２に記載の如く）、プラズマ処理空間を形成する電極部の収められた真空チャンバの内外に通ずる導圧路が形成されたプラズマ処理装置において、前記導圧路が前記電極部を貫通していることを特徴とする。
すなわち、内外に通ずる導圧路が（チャンバ壁を貫通した穿孔等によって）形成された真空チャンバと、プラズマ処理空間を形成するために前記真空チャンバに収められた電極部とを備えたプラズマ処理装置において、（少なくとも）前記導圧路が前記電極部を貫通している（とともに、これに伴って適宜、前記チャンバ壁に限らずチャンバ底やチャンバ蓋などのチャンバ部材を、直接に又は他の貫通部材の内腔等を利用等して間接的に、前記導圧力路が真空チャンバの内外に通ずるように拡張され、又は拡張されていない）ことを特徴とする。
【００１４】
このような第２の解決手段のプラズマ処理装置にあっては、プラズマの圧力が、導圧路を介して真空チャンバの外へ導かれ、モニタ等に供される。しかも、その導圧路が電極部を貫通しているので、導圧路に接続される真空圧計等は、電極部の裏側などに配置することも可能となり、その配置自由度が高くなる。
これにより、真空チャンバ壁面のうち電極部の隙間等からプラズマ処理空間に直接連らなるところに真空圧計や導圧路を設けなくてもプラズマの圧力を真空チャンバの外へ導くことが可能となる。
したがって、この発明によれば、プラズマの圧力を確実に検出しうるプラズマ処理装置を実現することができる。
【００１５】
［第３の解決手段］
第３の解決手段のプラズマ処理装置は（、出願当初の請求項３に記載の如く）、上記の第１，第２の解決手段のプラズマ処理装置であって、前記真空チャンバ内に設けられ前記電極部とともに前記プラズマ処理空間を囲う可動壁体と、前記可動壁体を進退移動させる壁体駆動機構とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
ここで、上記の「囲う」とは、完全に密閉して周りを封じるのではなく、少なくとも処理済みのプラズマやガス等を排気してプラズマを維持しうる程度の隙間は残すようにして周りを取り巻くというほどの意味である。
【００１７】
このような第３の解決手段のプラズマ処理装置にあっては、真空チャンバの内部空間において電極のところにプラズマ処理空間が形成されそこでプラズマ反応が行われることで基板等の被処理物に対してプラズマ処理が施されるが、プラズマ処理空間が電極および可動壁体によって囲われることから、真空チャンバ内空間の一部がプラズマ処理空間に分割され、両者の圧力状態もほぼ分離されることとなる。その分離の程度は、可動壁体による囲いから残された隙間の大きさに依存する。
【００１８】
そして、可動壁体を壁体駆動機構によって進退させると、その隙間が広狭変化して、プラズマ処理空間内圧力は素早く真空チャンバ内の真空圧に近づいたりこれから離れて高くなったりするので、可動壁体の進退駆動に基づいてプラズマの圧力状態を制御することが可能となる。なお、基板を真空チャンバから出し入れする際には、プラズマ処理空間の開口部分が解放される位置まで可動壁体を壁体駆動機構によって進退移動させておけば、可動壁体を真空チャンバ内に設けたことの不都合は何も無い。
【００１９】
これにより、直接の圧力制御対象がチャンバ内圧力からその一部のプラズマ処理空間に分離されて応答性の劣る大容積の物から応答性の優れた小容積の物に絞り込まれるので、プラズマ処理空間内の圧力制御性を向上させることが容易となる。
なお、プラズマの光や圧力が電極部を貫通して真空チャンバの外へ導かれるようになっているので、プラズマ処理空間が電極部および可動壁体によって囲われていても、プラズマ状態のモニタ等に不都合は無い。
したがって、この発明によれば、プラズマの発光強度や圧力の確実な検出とプラズマ圧力の制御性向上とを両立させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
このような解決手段で達成された本発明のプラズマ処理装置についての実施形態を第１〜第５実施例により具体的に説明するが、第１〜第４実施例は、上述した第１，第２解決手段を具現化したものであり、第５実施例は、上述の第３解決手段をも具現化したものである。なお、従来と同一の構成要素には同一の符号を付して示したので、その重複する説明は割愛し、以下、従来例との相違点を中心に説明する。
【００２１】
【第１実施例】
本発明のプラズマ処理装置の第１実施例について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図１は、全体構造を模式的に示したものであって、（ａ）が縦断正面図であり、（ｂ）が下部電極部の平面図である。また、図２は、導光部材の先端部分について、（ａ）が端面図であり、（ｂ）が正面図であり、（ｃ）が右側面図である。
このプラズマ処理装置が既述した従来例のものと相違するのは、導光部材２ｃに代えて導光部材６０が設けられている点と、導圧孔２ｂに代えて導圧孔８０が形成されている点である。
【００２２】
新たな導光部材６０は（図１参照）、やはり石英等の透明な丸棒からなるが、チャンバ側壁に設けられるので無く、真空チャンバ本体部２の底面およびカソード部１２のカソードサポート１２ｃの辺縁部分を上下に貫いてほぼ垂直に設けられている（図１参照）。これにより、この導光部材は電極部のうち下部電極部を貫通したものとなっている。なお、カソード部１２は、ＲＦを印加するカソード１２ａ（電極）と、カソードインシュレータ１２ｂ（絶縁部材）を介在させてカソードサポート１２ｃ（支持台）及びローアーサポート１２ｄ（支持脚）によって真空チャンバ本体部２の内部底面中央で水平にカソード１２ａを支持する支持部とからなっている。この支持部には絶縁体のローアーサポート内筒１２ｅが挿着されていて、接地されたカソードサポート１２ｃや真空チャンバ本体部２からカソード１２ａを電気的に絶縁するようになっている。
【００２３】
カソードサポート１２ｃを貫いてプラズマ処理空間１３に延びた導光部材６０の先端部には（図２参照）、ほぼ４５゜の斜めに傾斜した傾斜端面６１が形成され、その最先端のところが削り込まれて中心軸との平行平面６２及び直交端面６３が形成される。さらに、それらの表面および外側面６４に対し遮光および反射に優れたアルミニウムを蒸着させてから、平行平面６２のところを研削してそこのアルミニウムだけを除去する、という加工処理も施されている。これにより、導光部材６０は、平行平面６２から入射し傾斜端面６１で反射した光を軸方向へ導くとともに、傾斜端面６１や直交端面６３へ直接当たった光を反射して導光しないものとなっている。これに対し、導光部材６０の他端側すなわち真空チャンバ本体部２の底面から下方に延びたところには、光電変換ユニット６が接続される。これにより、この装置の真空チャンバは、光電変換ユニット及び導光部材がチャンバ側壁以外のところに配置されたものとなっている。
【００２４】
また、新たな導圧孔８０は（図１参照）、やはり穿孔形成されるが、チャンバ側壁に形成されるので無く、真空チャンバ本体部２の底壁およびカソードサポート１２ｃの辺縁部分を上下に貫いてほぼ垂直に又は縦斜めに形成されている。なお、カソードサポート１２ｃの穿孔部分とチャンバ底壁の穿孔部分との間は、適宜の中継管８１によって継ぎ足されて、連通させられる。これにより、導圧孔８０及び中継管８１からなる導圧路は、電極部のうち下部電極部を貫通して形成されたものとなっている。その一端は、カソードサポート１２ｃの上面でプラズマ処理空間１３へ向けて開口し、その他端は、真空チャンバ本体部２の底面から下方に延びたところで真空圧計４ｂに接続される。これにより、この装置の真空チャンバは、真空圧計及び導圧路がチャンバ側壁以外のところに配置されたものとなっている。
【００２５】
この第１実施例のプラズマ処理装置について、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図３は、プラズマからの導光状態を示す説明図である。
なお、装置稼動に先だって導光部材６０は平行平面６２がプラズマ処理空間１３の中央を向くように真空チャンバ本体部２及びカソード部１２に対して組み付けられる。
【００２６】
そして、装置が稼動してプラズマ処理空間１３にプラズマ１０が形成され、それが発光すると、プラズマ１０のうち基板１の上方に分布する部分１０ａのところから水平に出た光は（図中の二点鎖線を参照）、一部がチャンバ側壁に至る前に導光部材６０に当たる。それから、そのプラズマ光は、平行平面６２から導光部材６０内に入射して水平に進み、傾斜端面６１のところで反射して垂直下方へ進行方向を変え、光電変換ユニット６へと導かれる。
【００２７】
なお、プラズマ１０のうち導光部材６０の上方に分布する部分１ｂのところから出た光は、傾斜端面６１や直交端面６３によって跳ね返されて、光電変換ユニット６に至ることは無い。
こうして、アノード部１１側の強いプラズマ光に邪魔されることなく、而も従来より近くから基板上方のプラズマ光を基板面に沿って検出することができる。
【００２８】
また、プラズマ処理空間１３内の圧力は、プラズマ１０の直ぐ近くに開口した導圧孔８０によって真空圧計４ｂへと導かれ、真空圧計４ｂによって検出される。
こうして、プラズマ１０の圧力を、より直接的に検出することができる。
【００２９】
【第２実施例】
本発明のプラズマ処理装置の第２実施例について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図４は、導光部材の先端部分について、（ａ）が端面図であり、（ｂ）が正面図であり、（ｃ）が右側面図であり、第１実施例における図２に対応するものである。
【００３０】
このプラズマ処理装置が上述した第１実施例のものと相違するのは、導光部材６０の先端部形状が異なる点である。
この導光部材６０の先端部は、傾斜端面６１が形成された後、その最先端のところの削り込みを行わずにアルミニウムが蒸着され、外側面６４のうち傾斜端面６１に対応した高さのところからアルミニウムを除去して入射面６２が形成されている。
【００３１】
このような導光部材６０は、入射面６２が平面では無いが、傾斜端面６１及び入射面６２が広くなって集光能力が向上するうえ、製造も容易となる。
【００３２】
【第３実施例】
本発明のプラズマ処理装置の第３実施例について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図５は、導光部材の先端部分について、（ａ）が端面図であり、（ｂ）が正面図であり、（ｃ）が右側面図であり、第１実施例における図２に対応するものである。
【００３３】
このプラズマ処理装置が上述した第２実施例のものと相違するのは、導光部材６０が丸棒で無く角柱形状となっている点である。
この導光部材６０の先端部は、傾斜端面６１が形成され更にアルミニウムが蒸着された後、外側面６４のうち傾斜端面６１に対向する面において傾斜端面６１に対応した高さのところからアルミニウムを除去して入射面６２が形成されている。
【００３４】
このような導光部材６０は、入射面６２が平面なのでその方向以外の光が入射するのを抑制するとととに、傾斜端面６１及び入射面６２が広くなって集光能力が向上するうえ、加工も容易となる。
【００３５】
【第４実施例】
本発明のプラズマ処理装置の第４実施例について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図６は、（ａ）が縦断正面図であり、（ｂ）が下部電極部の平面図であり、第１実施例における図１に対応するものである。
このプラズマ処理装置が上述した第１実施例のものと相違するのは、上方のアノード部１１の辺縁部が下方に張り出すとともに下方のカソード部１２の辺縁部が上方に張り出してプラズマ処理空間１３が狭くなっている点である。
【００３６】
これらの張り出し部の間には僅かな間隙が残されていて、そこ及び真空チャンバ内空間を介して排気がなされるようになっている。
また、導光部材６０及び導圧孔８０は、カソード部１２の辺縁張り出し部の少し内側でプラズマ処理空間１３に至るように設けられる。
【００３７】
このようなプラズマ処理装置の場合、プラズマ処理空間１３が狭められているのでプラズマの圧力や成分比率などの制御性が向上するのに対し、プラズマ処理空間１３の周りの間隙が狭いので横方向のチャンバ側壁のところからチャンバ内を覗いてプラズマ処理空間１３内のプラズマ状態を検出するのは困難となってしまうにも拘わらず、導光部材６０等によってプラズマの発光強度が検出され、導圧孔８０等によってプラズマの圧力が検出される。
こうして、光電変換ユニットや真空圧計などの機能および性能を損なうことなく、プラズマの制御性を向上させることができる。
【００３８】
【第５実施例】
本発明のプラズマ処理装置の第５実施例について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図７は、（ａ）が縦断正面図であり、（ｂ）が下部電極部の平面図であり、第１実施例における図１に対応するものである。
このプラズマ処理装置が上述した第１実施例のものと相違するのは、可変バルブ４を省いてその代わりに可動壁体４０及びこれを上下動させる壁体駆動機構４１〜４４が設けられた点である。
【００３９】
可動壁体４０は、金属製の筒状体からなり、内径がカソード部１２の外径より僅かに大きくて内腔にカソード部１２が緩く上下動可能に嵌合されるようになっている。その上端はアノード部１１に接近したときに全周縁のところにほぼ同一の隙間ができるようになっている。そして、そのときに、可動壁体４０は上部がプラズマ処理空間１３の側面周辺を塞ぐとともに下部がカソード部１２との嵌合が外れないところまで届くような長さに形成されている。これにより、可動壁体４０は、真空チャンバ２，３内に設けられ電極部１１，１２とともにプラズマ処理空間１３を囲うものとなっている。なお、この可動壁体４０は不所望にチャージアップしないように接地等されるようにもなっている。
【００４０】
壁体駆動機構は、気密性及び伸縮性を持ったベローズ４１が吸引口２ａと重ならない位置で真空チャンバ本体部２の底面と可動壁体４０とを連結し、このベローズ４１内にボールネジ４２が縦に遊挿され、その上端が可動壁体４０に連結されていて、可動壁体４０を上下動可能に支持するものである。さらに、ボールネジ４２は、サポート４３によって真空チャンバ本体部２に対して固定されたモータ４４の回転軸に対して下端が連結されている。そして、モータ４４が回転すると、これに応じてボールネジ４２が進退駆動され、それに伴って可動壁体４０が上下に駆動されて、上はアノード部１１にほぼ当接するまで下はカソード部１２の上面より低いところまで可動壁体４０が移動する。これにより、壁体駆動機構４１〜４４は、可動壁体４０がプラズマ処理空間１３の開口部分を覆う上方位置と、可動壁体４０がプラズマ処理空間１３の開口部分を解放する下方位置との両位置に亘って、可動壁体４０を上下に進退させるものとなっている。
【００４１】
このようなプラズマ処理装置の場合、先ず可動壁体４０がカソード部１２よりも下方へ下げられ、その状態で真空チャンバ２，３内へ横から水平状態の基板１が搬入され、この基板１がカソード部１２の上面に載置される。そして、基板搬入口等が閉められると同時に真空ポンプ５による真空引きが行われる。このとき、ゲートバルブ４ａは開状態にされたままであり、可変バルブ４も存在しないので、真空チャンバ２，３内は速やかに真空状態となる。
【００４２】
次に、モータ４４を回転させて可動壁体４０がアノード部１１に当接しない程度に上昇させられ、さらに所定のガスＡがアノード部１１側から供給されると、可動壁体４０の上端とアノード部１１の下面との間に形成される絞り部４９によってプラズマ処理空間１３内の圧力が適度に保たれる。その状態で、アノード部１１及びカソード部１２間にＲＦ電源３１から所定の高周波が印加されると、プラズマ処理空間１３内にプラズマ１０が発生する。このプラズマ１０によって、カソード部１２上面に載置された基板１に対してガス状態等に応じたプラズマ処理がなされる。
【００４３】
そして、導圧孔８０に接続された真空圧計４ｂによってプラズマ処理空間１３内の真空圧が検出され、この検出値と所定の設定目標値との差に基づいてＰＩＤ制御回路４ｃによって制御信号が生成出力され、この制御信号に従ってモータ４４が回転してボールネジ４２を進退させることで可動壁体４０が上下動する。具体的には、プラズマ処理空間１３の真空度が低下して絶対圧力が上がり過ぎると、可動壁体４０が下降するように駆動されて、絞り部４９が開き気味になってプラズマ処理空間１３の圧力が速やかに下がって所定圧になる。逆に、プラズマ処理空間１３の真空度が高くなって絶対圧力が下がり過ぎると、可動壁体４０が上昇するように駆動されて、絞り部４９が閉まり気味になってプラズマ処理空間１３の圧力が速やかに上がって所定圧になる。
【００４４】
こうして、可動壁体４０及び壁体駆動機構４１〜４４を圧力制御機構とする圧力制御手段によって、真空チャンバ内の真空圧が速やかに設定圧力になるよう自動制御される。
しかも、プラズマ処理空間１３の周りが可動壁体４０によって囲われるので横方向のチャンバ側壁のところからチャンバ内を覗いてプラズマ処理空間１３内のプラズマ状態を検出するのは困難となってしまうにも拘わらず、導光部材６０等によってプラズマの発光強度が検出され、導圧孔８０等によってプラズマの圧力が検出される。
その結果、光電変換ユニットや真空圧計などの機能および性能を損なうことなく、プラズマの圧力制御性等を向上させることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の第１の解決手段のプラズマ処理装置にあっては、真空チャンバ壁面のうち電極部の隙間等からプラズマ処理空間を直接的に覗けるところに光電変換ユニットや導光部材を設けなくてもプラズマの光を真空チャンバの外へ導くことが可能なようにしたことにより、プラズマの発光強度を確実に検出しうるプラズマ処理装置を実現することができたという有利な効果が有る。
【００４６】
また、本発明の第２の解決手段のプラズマ処理装置にあっては、真空チャンバ壁面のうち電極部の隙間等からプラズマ処理空間に直接連らなるところに真空圧計や導圧路を設けなくてもプラズマの圧力を真空チャンバの外へ導くことが可能なようにしたことにより、プラズマの圧力を確実に検出しうるプラズマ処理装置を実現することができたという有利な効果を奏する。
【００４７】
さらに、本発明の第３の解決手段のプラズマ処理装置にあっては、導光部材または導圧路を電極側に移すとともに圧力制御対象を大容積のチャンバ内圧力から小容積のプラズマ処理空間に絞り込むことにより、プラズマの発光強度や圧力の確実な検出とプラズマ圧力の制御性向上とを両立させることができたという有利な効果が有る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のプラズマ処理装置の第１実施例について、全体構造の模式図である。
【図２】    その導光部材の先端部分である。
【図３】    その導光状態を示す図である。
【図４】  本発明のプラズマ処理装置の第２実施例について、その導光部材の先端部分である。
【図５】  本発明のプラズマ処理装置の第３実施例について、その導光部材の先端部分である。
【図６】  本発明のプラズマ処理装置の第４実施例について、全体構造の模式図である。
【図７】  本発明のプラズマ処理装置の第５実施例について、全体構造の模式図である。
【図８】  従来のプラズマ処理装置について、全体構造の模式図である。
【符号の説明】
１      基板（被処理物、ウエハ）
２      真空チャンバ本体部（真空チャンバ）
２ａ        吸引口
２ｂ        導圧孔（導圧路）
２ｃ        導光部材（透明窓、石英窓、導光路）
３      真空チャンバ蓋部（真空チャンバ）
４      可変バルブ（可変絞り、圧力制御機構、圧力制御手段）
４ａ        ゲートバルブ（仕切弁）
４ｂ        真空圧計（圧力検出器、圧力制御手段）
４ｃ        ＰＩＤ制御回路（圧力制御回路、圧力制御手段）
５      真空ポンプ
６      光電変換ユニット（光電変換手段）
７      終点検出ユニット（終点検出手段）
１０    プラズマ
１１    アノード部（プラズマ空間形成機構、上部電極部）
１１ａ      アッパーサポート
１２    カソード部（プラズマ空間形成機構、下部電極部）
１２ａ      カソード（サセプタ、基板支持体、下部電極）
１２ｂ      カソードインシュレータ（絶縁部材、下部電極支持部）
１２ｃ      カソードサポート（支持台、下部電極支持部）
１２ｄ      ローアーサポート（支持脚、下部電極支持部）
１２ｅ      ローアーサポート内筒（絶縁部材、下部電極連通腔）
１３    プラズマ処理空間
３１    ＲＦ電源（高周波印加回路）
３１ａ      ブロッキングキャパシタ
４０    可動壁体（可変絞り）
４１        ベローズ（蛇腹、壁体駆動機構）
４２        ボールネジ（進退駆動軸、壁体駆動機構）
４３        サポート（支柱、壁体駆動機構）
４４        モータ（電動機、壁体駆動機構）
６０    導光部材（透明棒、石英棒、導光路）
６１        傾斜端面（反射面、鏡面、遮光面）
６２        平行平面（導光面、プラズマ光入射面）
６３        直交端面（遮光面）
６４        外側面（遮光面）
８０    導圧孔（導圧路）
８１        中継管（導圧路）
【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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