JP2019153686A - 真空処理装置および排気制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理体に対する処理の偏りを抑制できる技術を提供する。【解決手段】処理容器３０は、被処理体としてウエハＷが載置される載置台３１および処理ガスを供給するシャワーヘッド４６が内部に配置されている。複数の排気機構８３は、処理ガスを排気する排気量が制御可能とされ、載置台３１の周囲に設けられている。複数のセンサ４９は、処理容器３０内の分散した複数の位置での圧力を検出する。制御部１００は、複数のセンサ４９による圧力の検出結果に基づいて、ウエハＷに供給される処理ガスの圧力の偏りを抑制するように複数の排気機構８３の排気量を制御する。【選択図】図１

Description

本開示は、真空処理装置および排気制御方法に関するものである。

従来から、所定の真空度とした処理容器内に被処理体を配置し、処理ガスを供給して被処理体に対して所定の処理を実施する真空処理装置が知られている。例えば、真空処理装置として、プラズマエッチング装置が挙げられる。プラズマエッチング装置は、所定の真空度とした処理容器内に、被処理体として、半導体ウエハ（以下、「ウエハ」と称する。）等の基板を配置し、処理ガスを供給してプラズマを生成し、エッチング処理を行う。

真空処理装置では、処理容器内を排気する排気機構が偏って配置される場合がある。例えば、エッチング処理では、プラズマを生成するために、基板を載置する載置台に高周波電力を供給する。このため、プラズマエッチング装置では、載置台の下部に高周波電源などの部品が配置され、載置台の周囲に排気機構が偏って配置される。

特開２０１４−９００２２号公報 特開２０１２−１９５５６９号公報

本開示は、被処理体に対する処理の偏りを抑制することができる技術を提供する。

本開示の一態様による真空処理装置は、被処理体が載置される載置台および処理ガスを供給する供給部が内部に配置された処理容器と、処理ガスを排気する排気量が制御可能とされ、載置台の周囲に設けられた複数の排気機構と、処理容器内の分散した複数の位置での圧力を検出する複数のセンサと、複数のセンサによる圧力の検出結果に基づいて、前記被処理体に供給される処理ガスの圧力の偏りを抑制するように複数の排気機構の排気量を制御する制御部と、を有することを特徴とする。

本開示によれば、被処理体に対する処理の偏りを抑制できる。

図１は、第１実施形態に係るプラズマエッチング装置の概略構成の一例を示す断面図である。 図２は、第１実施形態に係る排気機構の配置の一例を示す平面図である。 図３は、第１実施形態に係る排気機構への排気の流れの一例を模式的に示した図である。 図４は、各排気機構の排気の流れの一例を示した図である。 図５Ａは、比較例の排気機構の配置の一例を示す平面図である。 図５Ｂは、比較例の排気機構の配置における載置台の周囲の圧力の変化の一例を示すグラフである。 図６Ａは、実施形態の排気機構の配置の一例を示す平面図である。 図６Ｂは、実施形態の排気機構の配置における載置台の周囲の圧力の変化の一例を示すグラフである。 図７は、第１実施形態に係る排気制御の流れの一例を示すフローチャートである。 図８は、第２実施形態に係るプラズマエッチング装置の概略構成の一例を示す断面図である。 図９は、第２実施形態に係る排気制御の流れの一例を示すフローチャートである。 図１０Ａは、排気機構の排気量の制御の一例を示す図である。 図１０Ｂは、排気機構の排気量の制御の一例を示す図である。 図１１Ａは、排気機構の排気量の制御の一例を示す図である。 図１１Ｂは、排気機構の排気量の制御の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本願の開示する真空処理装置および排気制御方法の実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態により、開示する真空処理装置および排気制御方法が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。以下では、真空処理装置の一例として、プラズマエッチング装置を用いて実施形態を説明する。

ところで、上述のように、真空処理装置では、処理容器内を排気する排気機構が偏って配置される場合がある。例えば、エッチング処理では、プラズマを生成するために、基板を載置する載置台に高周波電力を供給する。このため、プラズマエッチング装置では、載置台の下部に高周波電源などの部品が配置され、載置台の周囲に排気機構が偏って配置される。

しかしながら、真空処理装置では、偏って配置された排気機構により排気を行った場合、処理容器内の圧力に偏りが発生して、被処理体に対する処理に偏りが発生する場合がある。

そこで、被処理体に対する処理の偏りを抑制することが期待されている。

（第１実施形態）
［プラズマエッチング装置の構成］
第１実施形態に係るプラズマエッチング装置１０の構成について説明する。図１は、第１実施形態に係るプラズマエッチング装置の概略構成の一例を示す断面図である。プラズマエッチング装置１０は、気密に構成され、電気的に接地電位とされた処理容器３０を有している。処理容器３０は、円筒状とされ、例えば表面に陽極酸化被膜が形成されたアルミニウム等から構成されている。処理容器３０は、プラズマが生成される処理空間を画成する。処理容器３０は、ウエハＷを水平に支持する載置台３１が内部に配置されている。

載置台３１は、上下方向に底面を向けた略円柱状を呈しており、上側の底面が載置面３６ｄとされている。載置台３１は、円筒状の処理容器３０の軸と同軸に配置されている。載置台３１の載置面３６ｄは、ウエハＷよりも大きいサイズとされている。載置台３１は、基台３３と、静電チャック３６とを含んでいる。

基台３３は、導電性の金属、例えばアルミニウム等で構成されている。基台３３は、下部電極として機能する。基台３３は、絶縁体の支持台３４に支持されている。支持台３４は、処理容器３０の底部に設置されている。

静電チャック３６は、上面が平坦な円盤状とされ、当該上面がウエハＷの載置される載置面３６ｄとされている。静電チャック３６は、平面視において載置台３１の中央に設けられている。静電チャック３６は、電極３６ａ及び絶縁体３６ｂを有している。電極３６ａは、絶縁体３６ｂの内部に設けられており、電極３６ａは、配線４２ａを介して不図示の直流電源が接続され、直流電源から直流電圧が印加されることにより、クーロン力によってウエハＷを吸着する。また、静電チャック３６は、絶縁体３６ｂの内部にヒータ３６ｃが設けられている。ヒータ３６ｃは、後述する給電機構を介して電力が供給され、ウエハＷの温度を制御する。

また、載置台３１の上方の外周には、例えば単結晶シリコンで形成されたフォーカスリング３５が設けられている。さらに、載置台３１及び支持台３４の周囲を囲むように、例えば石英等からなる円筒状の内壁部材３７が設けられている。

基台３３には、給電棒５０が接続されている。給電棒５０は、配線５０ａを介して整合器やＲＦ電源などのＲＦ関連部品が接続されている。ＲＦ関連部品は、載置台３１の下部に配置される。図１では、載置台３１の下部のＲＦ関連部品が配置される配置位置を斜線の矩形領域で示している。基台３３には、給電棒５０および配線５０ａを介して、プラズマ発生用の所定周波数の高周波電力や、プラズマ発生用より低い、イオン引き込み用（バイアス用）の所定周波数の高周波電力がＲＦ関連部品から供給される。

基台３３の内部には、冷媒流路３３ｄが形成されている。冷媒流路３３ｄは、一方の端部に冷媒入口配管３３ｂが接続され、他方の端部に冷媒出口配管３３ｃが接続されている。プラズマエッチング装置１０は、冷媒流路３３ｄの中に冷媒、例えば冷却水等をそれぞれ循環させることによって、載置台３１の温度を制御可能な構成とされている。なお、プラズマエッチング装置１０は、ウエハＷとフォーカスリング３５がそれぞれ載置される領域に対応して、基台３３の内部に冷媒流路を別に設け、ウエハＷとフォーカスリング３５の温度を個別に制御可能な構成としてもよい。また、プラズマエッチング装置１０は、ウエハＷやフォーカスリング３５の裏面側に冷熱伝達用ガスを供給して温度を個別に制御可能な構成としてもよい。例えば、載置台３１等を貫通するように、ウエハＷの裏面にヘリウムガス等の冷熱伝達用ガス（バックサイドガス）を供給するためのガス供給管が設けられてもよい。ガス供給管は、ガス供給源に接続されている。これらの構成によって、載置台３１の上面に静電チャック３６によって吸着保持されたウエハＷを、所定の温度に制御する。

一方、載置台３１の上方には、載置台３１に平行に対向するように、上部電極としての機能を有するシャワーヘッド４６が設けられている。シャワーヘッド４６と載置台３１は、一対の電極（上部電極と下部電極）として機能する。本実施形態では、シャワーヘッド４６が、処理ガスを供給する供給部に対応する。

シャワーヘッド４６は、処理容器３０の天壁部分に設けられている。シャワーヘッド４６は、本体部４６ａと、電極板をなす上部天板４６ｂとを備えており、絶縁性部材４７を介して処理容器３０の上部に支持される。本体部４６ａは、導電性材料、例えば表面に陽極酸化被膜が形成されたアルミニウム等からなり、その下部に上部天板４６ｂを着脱自在に支持できるように構成されている。

本体部４６ａは、中央付近の内部にガス拡散室４６ｃが設けられ、ガス拡散室４６ｃの下部に位置するように、本体部４６ａの底部に多数のガス通流孔４６ｄが形成されている。また、上部天板４６ｂには、当該上部天板４６ｂを厚さ方向に貫通するようにガス導入孔４６ｅが、本体部４６ａのガス通流孔４６ｄと重なるように設けられている。このような構成により、ガス拡散室４６ｃに供給された処理ガスは、ガス通流孔４６ｄ及びガス導入孔４６ｅを介して処理容器３０内にシャワー状に分散されて供給される。

本体部４６ａには、ガス拡散室４６ｃへ処理ガスを導入するためのガス導入口４６ｇが形成されている。このガス導入口４６ｇには、ガス供給配管４５ａの一端が接続されている。このガス供給配管４５ａの他端には、処理ガスを供給する処理ガス供給源４５が接続される。ガス供給配管４５ａには、上流側から順にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）４５ｂ、及び開閉弁Ｖ２が設けられている。そして、処理ガス供給源４５からプラズマエッチングのための処理ガスが、ガス供給配管４５ａを介してガス拡散室４６ｃに供給され、このガス拡散室４６ｃから、ガス通流孔４６ｄ及びガス導入孔４６ｅを介して処理容器３０内にシャワー状に分散されて供給される。

シャワーヘッド４６には、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４８ａを介して可変直流電源４８ｂが電気的に接続されている。この可変直流電源４８ｂは、オン・オフスイッチ４８ｃにより給電のオン・オフが可能に構成されている。可変直流電源４８ｂの電流・電圧ならびにオン・オフスイッチ４８ｃのオン・オフは、後述する制御部１００によって制御される。処理空間にプラズマが発生する際には、必要に応じて制御部１００によりオン・オフスイッチ４８ｃがオンとされ、上部電極としてのシャワーヘッド４６に所定の直流電圧が印加される。

また、シャワーヘッド４６には、載置台３１と対向する下面に、圧力を検出するセンサ４９が分散させて複数設けられている。本実施形態に係るシャワーヘッド４６では、シャワーヘッド４６の下面のガス通流孔４６ｄ及びガス導入孔４６ｅが形成された領域の周囲を囲むように複数のセンサ４９が設けられている。各センサ４９は、圧力を検出する検出領域がシャワーヘッド４６の下面に露出するように配置されており、検出した圧力の情報を不図示の配線を介して後述する制御部１００に出力する。制御部１００は、各センサ４９により、処理容器３０内の分散した複数の位置での圧力を検出する。

処理容器３０の上部には、処理容器３０の側壁からシャワーヘッド４６の高さ位置よりも上方に延びるように円筒状の接地導体３０ａが設けられている。この円筒状の接地導体３０ａは、その上部に天壁を有している。

処理容器３０の底部には、載置台３１の周囲に複数の排気機構８３が設けられている。本実施形態に係る排気機構８３は、真空ポンプ８４を有している。真空ポンプ８４としては、例えば、ターボ分子ポンプが挙げられる。各排気機構８３の真空ポンプ８４の排気側には、排気パイプ８６の一端がそれぞれ連結されている。各排気パイプ８６の他端は、１つのドライポンプ８７に連結されている。各排気機構８３は、真空ポンプ８４およびドライポンプ８７を作動させることにより、処理容器３０内を所定の真空度まで減圧することが可能とされている。シャワーヘッド４６から処理容器３０内に供給された処理ガスは、矢印に示すように、各排気機構８３に流れて排気される。

一方、処理容器３０内の側壁には、ウエハＷの搬入出に使用されるゲート９８が設けられている。ゲート９８には、当該ゲート９８を開閉するゲートバルブＧが設けられている。ゲート９８は、ゲートバルブＧを介して、不図示の真空搬送室に気密性を保ちつつ接続されており、真空雰囲気の状態のまま真空搬送室からウエハＷの搬入出が可能とされている。

処理容器３０の側部内側には、内壁面に沿ってデポシールド９９が設けられている。デポシールド９９は、処理容器３０にエッチング副生成物（デポ）が付着することを防止する。デポシールド９９は、着脱自在に構成されている。

上記構成のプラズマエッチング装置１０は、制御部１００によって、動作が統括的に制御される。制御部１００は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、補助記憶装置等の記憶部を備える。ＣＰＵは、記憶部に格納されたプログラムやレシピに基づいて動作し、装置全体の動作を制御する。例えば、ＣＰＵは、エッチング処理等のプラズマ処理の動作を制御する。制御部１００は、プラズマエッチング装置１０の内部に設けられていてもよく、外部に設けられていてもよい。制御部１００が外部に設けられている場合、制御部１００は、有線又は無線等の通信手段によって、プラズマエッチング装置１０を制御することができる。

次に、本実施形態に係る排気機構８３の配置について説明する。図２は、第１実施形態に係る排気機構の配置の一例を示す平面図である。図２には、円筒状の処理容器３０の内部に配置された載置台３１を上部から見た平面図が示されている。載置台３１の周囲には、複数の排気機構８３が等間隔で配置されている。図２の例では、載置台３１の周囲に８個の排気機構８３ａ〜８３ｈが４５°の間隔で配置されている。また、図２には、複数のセンサ４９の配置位置が示されている。図２の例では、排気機構８３ａ〜８３ｈの配置位置に対応して８個のセンサ４９ａ〜４９ｈが４５°の間隔で配置されている。本実施形態では、載置台３１の中心から、排気機構８３ａ〜８３ｈにそれぞれ至る方向の経路上の位置に、センサ４９ａ〜４９ｈをそれぞれ配置して、排気機構８３とセンサ４９とをそれぞれ１対１で対応させている。例えば、排気機構８３ａとセンサ４９ａとが対応する。

なお、排気機構８３およびセンサ４９の数は、８個に限定されるものではない。排気機構８３およびセンサ４９の数は、２個以上であればよく、３個以上であることが好ましい。また、センサ４９は、排気機構８３の数と同数とする必要はなく、排気機構８３の数と異なっても少なくともよい。

図３は、第１実施形態に係る排気機構への排気の流れの一例を模式的に示した図である。シャワーヘッド４６から供給された処理ガスは、載置台３１の周囲に配置された排気機構８３ａ〜８３ｈによって排気される。また、センサ４９ａ〜４９ｈは、それぞれ排気機構８３ａ〜８３ｈへ処理ガスが流れる際の載置台３１上の処理空間の圧力を検出する。図３では、排気機構８３ａ〜８３ｈよる排気量がＱ_１〜Ｑ_８として示されている。

図４は、各排気機構の排気の流れの一例を示した図である。図４は、載置台３１の周囲に配置された排気機構８３ａ〜８３ｈへの排気の流れを平面的に示している。例えば、シャワーヘッド４６から処理ガスがＱ_０［Ｔｏｒｒ・Ｌ／ｓｅｃ］の流量で供給される。処理容器３０内の圧力が一定である場合、流量Ｑ_０と排気機構８３ａ〜８３ｈよる排気量Ｑ_１〜Ｑ_８には、以下の式（１）の関係が成り立つ。

Ｑ_０＝Ｑ_１＋Ｑ_２＋Ｑ_３＋Ｑ_４＋Ｑ_５＋Ｑ_６＋Ｑ_７＋Ｑ_８ （１）

図１に戻る。制御部１００は、プラズマエッチング装置１０の各部を制御する。例えば、ウエハＷに対してエッチング処理等のプラズマ処理を行う場合、制御部１００は、処理ガス供給源４５、マスフローコントローラ４５ｂ、及び開閉弁Ｖ２を制御して、エッチング処理に用いる各種の処理ガスをシャワーヘッド４６から処理容器３０内に供給させる。また、制御部１００は、オン・オフスイッチ４８ｃがオンとして、シャワーヘッド４６に所定の直流電圧が印加させる。また、制御部１００は、ＲＦ関連部品を制御して、ＲＦ電源からプラズマ発生用およびイオン引き込み用の高周波電力を載置台３１に供給させる。これにより、シャワーヘッド４６と載置台３１との間の処理空間には、プラズマが生成される。

また、ウエハＷに対してエッチング処理等のプラズマ処理を行う場合、制御部１００は、所定の真空度となるように、各排気機構８３の真空ポンプ８４およびドライポンプ８７を作動させて処理ガスの排気を行う。例えば、制御部１００は、各排気機構８３の真空ポンプ８４の回転数を連動して同じ割合で上げ下げすることにより、処理容器３０内の全体的な圧力を調整する。

また、制御部１００は、各センサ４９による圧力が目標とする目標真空度に近くなると、各センサ４９による圧力の検出結果に基づいて、シャワーヘッド４６から供給される処理ガスの圧力の偏りを抑制するように各排気機構８３の真空ポンプ８４の回転数を制御する。例えば、制御部１００は、検出された圧力が目標真空度に対して所定の許容値以上高い圧力が検出された場合、許容値以上高い圧力が検出されたセンサ４９に対応する排気機構８３の真空ポンプ８４の回転数を増加させる制御を行う。また、制御部１００は、検出された圧力が目標真空度に対して所定の許容値以上低い圧力が検出された場合、許容値以上低い圧力が検出されたセンサ４９に対応する排気機構８３の真空ポンプ８４の回転数を減少させる制御を行う。

また、制御部１００は、各センサ４９により検出される圧力の差が小さくなるように各排気機構８３の真空ポンプ８４の回転数を制御する。例えば、制御部１００は、各センサ４９により検出された圧力のうち、最も高い圧力と最も低い圧力の圧力差が所定の許容値以上の場合、最も高い圧力が検出されたセンサ４９に対応する排気機構８３の真空ポンプ８４の回転数を増加させる、または、最も低い圧力が検出されたセンサ４９に対応する排気機構８３の真空ポンプ８４の回転数を減少させる制御を行う。各許容値は、実施するプラズマ処理の条件に応じて適切に定める。

これにより、プラズマエッチング装置１０では、処理空間の処理ガスの圧力に偏りが抑制されるため、ウエハＷに対するエッチング処理に偏りが発生することを抑制できる。

ここで、圧力の偏りの一例を説明する。例えば、比較例として、プラズマエッチング装置１０が１つの排気機構８３により処理ガスの排気を行うものとする。図５Ａは、比較例の排気機構の配置の一例を示す平面図である。図５Ａの例では、載置台３１の周囲の位置を、排気機構８３の配置位置を−９０°とし、排気機構８３の反対側の位置を９０°とした角度θで示している。比較例では、排気機構８３が−９０°の位置に１つ配置されている。

上述のように、プラズマエッチング装置１０では、載置台３１の下部にＲＦ電源などのＲＦ関連部品が配置される。このため、図５Ａに示すように、プラズマエッチング装置１０では、載置台３１の周囲に排気機構８３が偏って配置される。この場合、プラズマエッチング装置１０では、エッチング処理の際に、処理空間の処理ガスの圧力に偏りが発生する。図５Ｂは、比較例の排気機構の配置における載置台の周囲の圧力の変化の一例を示すグラフである。図５Ｂでは、図５Ａに示した角度θで載置台３１の周囲の位置の圧力の変化を示している。図５Ｂに示すように、９０°の位置と−９０°の位置で０．０６５４［ｍＴｏｒｒ］の圧力差が発生する。

プラズマエッチング装置１０では、このように処理ガスの圧力に偏りが発生すると、ウエハＷに対するエッチング処理に偏りが発生する場合がある。

一方、本実施形態に係るプラズマエッチング装置１０は、処理空間の処理ガスの圧力に偏りが抑制できるため、ウエハＷに対するエッチング処理に偏りが発生することを抑制できる。

ここで、一例として、本実施形態に係るプラズマエッチング装置１０が２つの排気機構８３により処理ガスの排気を行うものとした場合を説明する。図６Ａは、実施形態の排気機構の配置の一例を示す平面図である。図６Ａの例では、載置台３１の周囲の−９０°の位置に排気機構８３ａおよびセンサ４９ａが配置され、９０°の位置に排気機構８３ｂおよびセンサ４９ｂが配置されている。制御部１００は、センサ４９ａ、４９ｂによる圧力の検出結果に基づいて、シャワーヘッド４６から供給される処理ガスの圧力の偏りを抑制するように排気機構８３ａ、８３ｂの排気量を制御する。図６Ｂは、実施形態の排気機構の配置における載置台の周囲の圧力の変化の一例を示すグラフである。図６Ｂの例では、９０°の位置と−９０°の位置での圧力差が０．０１９４［ｍＴｏｒｒ］に減少している。

［排気制御の流れ］
次に、第１実施形態に係るプラズマエッチング装置１０が実施する排気制御の流れについて説明する。

制御部１００は、所定の周期で各センサ４９により圧力を検出する。制御部１００は、圧力を検出するごとに、以下の排気制御の処理を実施する。図７は、第１実施形態に係る排気制御の流れの一例を示すフローチャートである。

制御部１００は、目標真空度を読み出す（ステップＳ１０）。ここでは、目標真空度をａ［Ｐａ］とする。

制御部１００は、各センサ４９により検出された圧力が目標真空度ａ＋許容値ｂ以上であるか判定する（ステップＳ１１）。制御部１００は、目標真空度ａ＋許容値ｂ以上の圧力が検出された場合、制御部１００は、目標真空度ａ＋許容値ｂ以上の圧力が検出されたセンサ４９に対応する排気機構８３の真空ポンプ８４の回転数を増加させる（ステップＳ１２）。

また、制御部１００は、各センサ４９により検出された圧力が目標真空度ａ−許容値ｃ以下であるか判定する（ステップＳ１３）。制御部１００は、目標真空度ａ−許容値ｃ以下の圧力が検出された場合、制御部１００は、目標真空度ａ−許容値ｃ以下の圧力が検出されたセンサ４９に対応する排気機構８３の真空ポンプ８４の回転数を減少させる（ステップＳ１４）。

また、制御部１００は、各センサ４９により検出された圧力のうち、最も高い圧力と最も低い圧力の圧力差が許容値ｄ以上であるか判定する（ステップＳ１５）。制御部１００は、目標真空度ａ−許容値ｃ以下の圧力が検出された場合、制御部１００は、各センサ４９により検出される圧力の圧力差が小さくなるように各排気機構８３の真空ポンプ８４の回転数を制御する（ステップＳ１６）。例えば、制御部１００は、最も高い圧力が検出されたセンサ４９に対応する排気機構８３の真空ポンプ８４の回転数を増加させる、または、最も低い圧力が検出されたセンサ４９に対応する排気機構８３の真空ポンプ８４の回転数を減少させる。

このように、本実施形態に係るプラズマエッチング装置１０は、処理容器３０と、複数の排気機構８３と、複数のセンサ４９と、制御部１００とを有する。処理容器３０は、被処理体としてウエハＷが載置される載置台３１および処理ガスを供給するシャワーヘッド４６が内部に配置されている。複数の排気機構８３は、処理ガスを排気する排気量が制御可能とされ、載置台３１の周囲に設けられている。複数のセンサ４９は、処理容器３０内の分散した複数の位置での圧力を検出する。制御部１００は、複数のセンサ４９による圧力の検出結果に基づいて、ウエハＷに供給される処理ガスの圧力の偏りを抑制するように複数の排気機構８３の排気量を制御する。これにより、プラズマエッチング装置１０は、処理ガスの圧力に偏りが抑制できるため、ウエハＷに対するエッチング処理に偏りが発生することを抑制できる。

また、本実施形態に係るプラズマエッチング装置１０では、複数の排気機構８３が、載置台３１の周囲に等間隔で配置されている。複数のセンサ４９は、複数の排気機構８３の配置位置に対応してシャワーヘッド４６に配置されている。これにより、プラズマエッチング装置１０は、載置台３１の周方向に対して均等に排気を制御できるため、処理ガスの圧力に偏りを抑制できる。

また、本実施形態に係るプラズマエッチング装置１０は、排気機構８３が、排気量を制御可能な真空ポンプ８４を有する。制御部１００は、真空ポンプ８４の排気量を制御する。これにより、プラズマエッチング装置１０は、真空ポンプ８４の回転数を制御することで、排気機構８３の排気量を制御できる。

また、本実施形態に係るプラズマエッチング装置１０は、処理容器３０が、円筒状とされている。載置台３１は、円柱状とされ、処理容器３０の軸と同軸に配置されている。シャワーヘッド４６は、載置台３１に対向して配置されている。これにより、プラズマエッチング装置１０は、ウエハＷに対して、均一性の高いエッチングを実施できる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。図８は、第２実施形態に係るプラズマエッチング装置の概略構成の一例を示す断面図である。第２実施形態に係るプラズマエッチング装置１０の概略的な構成は、図１に示す第１実施形態に係るプラズマエッチング装置１０の構成と一部同様であるため、同様の部分には、同一の符号を付し、主に異なる点について説明を省略する。

第２実施形態に係る排気機構８３は、真空ポンプ８４と、真空ポンプ８４の吸気口に配置され、吸気口の開閉量を変更するバルブ８５とを有している。バルブ８５としては、例えば、バタフライバルブが挙げられる。第２実施形態に係る排気機構８３は、バルブ８５の開閉量を変更することで、排気量が制御可能とされている。

ウエハＷに対してエッチング処理等のプラズマ処理を行う場合、制御部１００は、所定の真空度となるように、各排気機構８３の真空ポンプ８４およびドライポンプ８７を作動させて処理ガスの排気を行う。例えば、制御部１００は、各排気機構８３のバルブ８５の開閉量を連動して同じ割合で上げ下げすることにより、処理容器３０内の全体的な圧力を調整する。

また、制御部１００は、各センサ４９による圧力が目標とする真空度に近くなると、各センサ４９による圧力の検出結果に基づいて、シャワーヘッド４６から供給される処理ガスの圧力の偏りを抑制するように各排気機構８３のバルブ８５の開閉量を制御する。例えば、制御部１００は、検出された圧力が目標とする真空度に対して所定の許容値以上高い圧力が検出された場合、許容値以上高い圧力が検出されたセンサ４９に対応する排気機構８３のバルブ８５の開閉量を増加させる制御を行う。また、制御部１００は、検出された圧力が目標とする真空度に対して所定の許容値以上低い圧力が検出された場合、許容値以上低い圧力が検出されたセンサ４９に対応する排気機構８３のバルブ８５の開閉量を減少させる制御を行う。また、制御部１００は、各センサ４９により検出される圧力の差が小さくなるように各排気機構８３のバルブ８５の開閉量を制御する。例えば、制御部１００は、各センサ４９により検出された圧力のうち、最も高い圧力と最も低い圧力の差が所定の許容値以上の場合、最も高い圧力が検出されたセンサ４９に対応する排気機構８３のバルブ８５の開閉量を増加させる、または、最も低い圧力が検出されたセンサ４９に対応する排気機構８３のバルブ８５の開閉量を減少させる制御を行う。各許容値は、実施するプラズマ処理の条件に応じて適切に定める。

これにより、プラズマエッチング装置１０では、処理空間の処理ガスの圧力に偏りが抑制されるため、ウエハＷに対するエッチング処理に偏りが発生することを抑制できる。

［排気制御の流れ］
次に、第２実施形態に係るプラズマエッチング装置１０が実施する排気制御の流れについて説明する。図９は、第２実施形態に係る排気制御の流れの一例を示すフローチャートである。図９に示す第２実施形態に係る排気制御は、図７に示す第１実施形態に係る排気制御と一部同様であるため、同様の部分には、同一の符号を付し、主に異なる点について説明を省略する。

制御部１００は、目標真空度ａ＋許容値ｂ以上の圧力が検出された場合、制御部１００は、目標真空度ａ＋許容値ｂ以上の圧力が検出されたセンサ４９に対応する排気機構８３のバルブ８５の開閉量を増加させる（ステップＳ２２）。

また、制御部１００は、目標真空度ａ−許容値ｃ以下の圧力が検出された場合、制御部１００は、目標真空度ａ−許容値ｃ以下の圧力が検出されたセンサ４９に対応する排気機構８３のバルブ８５の開閉量を減少させる（ステップＳ２４）。

また、制御部１００は、目標真空度ａ−許容値ｃ以下の圧力が検出された場合、制御部１００は、各センサ４９により検出される圧力の差が小さくなるように各排気機構８３のバルブ８５の開閉量を制御する（ステップＳ２６）。例えば、制御部１００は、最も高い圧力が検出されたセンサ４９に対応する排気機構８３のバルブ８５の開閉量を増加させる、または、最も低い圧力が検出されたセンサ４９に対応する排気機構８３のバルブ８５の開閉量を減少させる。

これにより、プラズマエッチング装置１０では、処理空間の処理ガスの圧力に偏りが抑制されるため、ウエハＷに対するエッチング処理に偏りが発生することを抑制できる。

このように、本実施形態に係るプラズマエッチング装置１０は、排気機構８３が、真空ポンプ８４および当該真空ポンプ８４の吸気口に配置され、吸気口の開閉量を変更するバルブ８５を有する。制御部１００は、バルブ８５の開閉量を制御する。これにより、プラズマエッチング装置１０は、バルブ８５の開閉量を制御することで、排気機構８３の排気量を制御できる。

以上、実施形態について説明してきたが、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は、多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

例えば、制御部１００は、検出される圧力が他のセンサ４９よりも高いセンサ４９に対応する排気機構８３の排気量を増加させる場合を例に説明した。しかし、排気機構８３の排気量を増加させた場合、周辺の圧力も低下する。そこで、例えば、制御部１００は、各センサ４９による圧力の検出結果に基づいて、検出される圧力が他のセンサ４９よりも高いセンサ４９に対応する排気機構８３の排気量を増加させ、排気量を増加させた排気機構８３の両隣の排気機構８３の排気量を減少させる制御を行ってもよい。図１０Ａおよび図１０Ｂは、排気機構の排気量の制御の一例を示す図である。図１０Ａに示すように、シャワーヘッド４６から供給された処理ガスが、処理容器３０内のセンサ４９ｃの部分だけ多く流れたとすると、センサ４９ｃの圧力が高くなる。圧力の偏りを調整するために、排気機構８３ｃの真空ポンプ８４の回転数を上げると排気量Ｑ３が増加するので、センサ４９ｃの圧力が低くなる。この時、排気機構８３ｃに隣接する排気機構８３ｂ、８３ｄの上部の空間も影響されて圧力が低くなる。そこで、例えば、図１０Ｂに示すように、センサ４９ｃで高い圧力が検出された場合、制御部１００は、排気機構８３ｃの排気量を増加させ、排気機構８３ｃの両隣の排気機構８３ｂ、８３ｄの排気量を減少させる制御を行ってもよい。これにより、プラズマエッチング装置１０は、処理空間の処理ガスの圧力に偏りが抑制されるため、ウエハＷに対するエッチング処理に偏りが発生することを抑制できる。

また、排気機構８３には、真空ポンプ８４の回転数に限界があり、排気量に限界がある。このため、排気機構８３には、真空ポンプ８４の回転数の９０％を上限とするなど、制御範囲に上限がある。そこで、制御部１００は、検出される圧力が他のセンサ４９よりも高いセンサ４９に対応する排気機構８３の排気量が制御の上限量である場合、当該排気機構８３を除いた他の全ての排気機構８３の排気量を減少させる制御を行ってもよい。図１１Ａおよび図１１Ｂは、排気機構の排気量の制御の一例を示す図である。図１１Ａに示すように、シャワーヘッド４６から供給された処理ガスが、処理容器３０内のセンサ４９ｃの部分だけ多く流れたとすると、センサ４９ｃの圧力が高くなる。圧力の偏りを調整するために、排気機構８３ｃの真空ポンプ８４の回転数を上げたいが、真空ポンプ８４の回転数が上限に近い場合、排気機構８３ｃの排気量を増加させることができない。そこで、例えば、図１１Ｂに示すように、センサ４９ｃで高い圧力が検出され、排気機構８３ｃの排気量が制御の上限量である場合、制御部１００は、排気機構８３ｃを除いた排気機構８３ａ、８３ｂ、８３ｄ〜８３ｈの排気量を減少させる制御を行ってもよい。これにより、プラズマエッチング装置１０は、処理空間の処理ガスの圧力に偏りが抑制されるため、ウエハＷに対するエッチング処理に偏りが発生することを抑制できる。

また、実施形態では、処理容器３０を円筒状とし、処理容器３０内に円柱状の載置台３１を配置した場合を例に説明したが、これに限定されない。処理容器３０および載置台３１は、矩形状など多角形の形状であってもよい。

また、実施形態では、被処理体をウエハＷとした場合を例に説明したが、これに限定されない。被処理体は、真空とされた処理容器内に配置されて、処理ガスによる処理が行われるものであれば何れであってもよい。例えば、被処理体は、ガラス基板であってもよい。

また、実施形態では、載置台３１に載置されたウエハＷに対して、シャワーヘッド４６より、載置台３１の上部側から処理ガスを供給する場合を例に説明したが、これに限定されない。処理ガスを供給する供給部を処理容器３０内の載置台３１の周囲に複数設けて、載置台３１の側面側から処理ガスを供給してもよい。

また、実施形態では、真空処理装置として、プラズマエッチング装置１０を用いて説明したが、これに限定されない。真空処理装置は、処理容器内を真空とし、処理ガスによる処理を行うものであれば何れであってもよい。

１０ プラズマエッチング装置
３０ 処理容器
３１ 載置台
４６ シャワーヘッド
４９、４９ａ〜４９ｈ センサ
８３、８３ａ〜８３ｈ 排気機構
８４ 真空ポンプ
８５ バルブ
１００ 制御部

Claims (8)

1. 被処理体が載置される載置台および処理ガスを供給する供給部が内部に配置された処理容器と、
   前記処理ガスを排気する排気量が制御可能とされ、前記載置台の周囲に設けられた複数の排気機構と、
   前記処理容器内の分散した複数の位置での圧力を検出する複数のセンサと、
   前記複数のセンサによる圧力の検出結果に基づいて、前記被処理体に供給される処理ガスの圧力の偏りを抑制するように前記複数の排気機構の排気量を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする真空処理装置。
2. 前記複数の排気機構は、前記載置台の周囲に等間隔で配置され、
   前記複数のセンサは、前記複数の排気機構の配置位置に対応して前記載置台および前記供給部の少なくも一方に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
3. 前記制御部は、前記複数のセンサによる圧力の検出結果に基づいて、検出される圧力が他のセンサよりも高いセンサに対応する排気機構の排気量を増加させ、排気量を増加させた排気機構の両隣の排気機構の排気量を減少させる制御を行う
   ことを特徴とする請求項２に記載の真空処理装置。
4. 前記制御部は、検出される圧力が他のセンサよりも高いセンサに対応する排気機構の排気量が制御の上限量である場合、当該排気機構を除いた他の全ての排気機構の排気量を減少させる制御を行う
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の真空処理装置。
5. 前記排気機構は、排気量を制御可能な真空ポンプを有し、
   前記制御部は、前記真空ポンプの排気量を制御する
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の真空処理装置。
6. 前記排気機構は、真空ポンプおよび当該真空ポンプの吸気口に配置され、吸気口の開閉量を変更するバルブを有し、
   前記制御部は、前記バルブの開閉量を制御する
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の真空処理装置。
7. 前記処理容器は、円筒状とされ、
   前記載置台は、円柱状とされ、前記処理容器の軸と同軸に配置され、
   前記供給部は、前記載置台に対向して配置されている
   ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の真空処理装置。
8. 被処理体が載置される載置台および処理ガスを供給する供給部が内部に配置された処理容器内に分散して配置された複数のセンサにより、複数の位置での圧力を検出する工程と、
   前記複数のセンサによる圧力の検出結果に基づいて、前記被処理体に供給される処理ガスの圧力の偏りを抑制するように、前記処理ガスを排気する排気量が制御可能とされ、前記載置台の周囲に設けられた複数の排気機構の排気量を制御する工程と、
   を有することを特徴とする排気制御方法。

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