JP2020068373A - 基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】熱応答性が向上する基板処理装置を提供する。【解決手段】処理容器と、前記処理容器の内部に配置され、基板が載置される載置台と、前記処理容器と前記載置台との間に配置され、アノードを形成する部品と、を備え、前記部品は熱交換媒体が流れる流路を有する、基板処理装置が提供される。【選択図】図３

Description

本開示は、基板処理装置に関する。
例えば、ウェハ等の基板に所定の処理を施す基板処理装置が知られている。
特許文献１には、開口部を有する円筒状のチャンバと、チャンバの内壁に沿って配置され、チャンバの開口部と対応する位置に開口部を有するデポシールドと、デポシールドの開口部を開閉するシャッターと、を備える基板処理装置が開示されている。
特開２０１５−１２６１９７号公報
一の側面では、本開示は、熱応答性が向上する基板処理装置を提供する。
上記課題を解決するために、一の態様によれば、処理容器と、前記処理容器の内部に配置され、基板が載置される載置台と、前記処理容器と前記載置台との間に配置され、アノードを形成する部品と、を備え、前記部品は熱交換媒体が流れる流路を有する、基板処理装置が提供される。
一の側面によれば、熱応答性が向上する基板処理装置を提供することができる。
一実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す断面模式図。 一実施形態に係るプラズマ処理装置のシャッターの一例を示す斜視図。 一実施形態に係るプラズマ処理装置のシャッターの内部構造の一例を示す部分断面斜視図。 温度分布のシミュレーション結果の一例を示す斜視図。 流路内の冷媒の流れを示す模式図。 一実施形態に係るプラズマ処理装置のバッフル板の内部構造の一部を示す横断面図。 （ａ）は図６のＨ−Ｈ断面を示し、（ｂ）は図６のＩ−Ｉ断面を示す図。
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
［プラズマ処理装置］
最初に、一実施形態に係るプラズマ処理装置（基板処理装置）について、図１を用いて説明する。図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す断面模式図である。
プラズマ処理装置は、ウェハＷ等の基板に所定の処理（例えば、エッチング処理、成膜処理、クリーニング処理、アッシング処理等）を施す。
プラズマ処理装置は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる略円筒状の処理容器２を有している。処理容器２は、接地されている。
処理容器２内の底部には、セラミックス等の絶縁板３を介して、略円柱状の支持台４が設けられている。支持台４の上にはウェハＷを保持し、下部電極としても機能するステージ５が設けられている。ステージ５は、載置台ともいう。
支持台４の内部には、冷却室７が設けられている。冷却室７には、冷媒導入管８を介して冷媒が導入される。冷媒は、冷却室７を循環し冷媒排出管９から排出される。絶縁板３、支持台４、ステージ５、静電チャック１１には、ウェハＷの裏面に伝熱交換媒体（例えばＨｅガス等）を供給するためのガス通路１４が形成されており、伝熱交換媒体を介してステージ５の冷熱がウェハＷに伝達されウェハＷが所定温度に維持される。
ステージ５の上側中央部の上には、円形で、かつ、ウェハＷと略同径の静電チャック１１が設けられている。静電チャック１１は、絶縁材の間に吸着電極１２を配置している。吸着電極１２には、直流電源１３が接続されており、直流電源１３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ェハＷが静電チャック１１に静電吸着する。
ステージ５の上端周縁部には、静電チャック１１上に載置されたウェハＷを囲むように、円環状のエッジリング（フォーカスリングとも呼ぶ。）１５が配置されている。エッジリング１５は、例えばシリコン等の導電性材料から形成され、プラズマの均一性を向上させる作用を有する。ステージ５の側面は、ステージ側面被覆部材６０で覆われる。
ステージ５の上方には、ガスシャワーヘッド４０が設けられている。ガスシャワーヘッド４０は、下部電極として機能するステージ５と対向して設けられ、上部電極としても機能する。ガスシャワーヘッド４０は、絶縁材４１を介して、処理容器２の天井部に支持されている。ガスシャワーヘッド４０は、電極板２４と、電極板２４を支持する導電性材料の電極支持体２５とを有する。電極板２４は、例えばシリコンやＳｉＣ等の導電体又は半導体で構成され、多数のガス孔４５を有する。電極板２４は、ステージ５との対向面を形成する。
電極支持体２５の中央にはガス導入口２６が設けられており、ガス導入口２６には、ガス供給管２７が接続されている。ガス供給管２７には、開閉弁２８及びマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２９を介して、処理ガス供給源３０が接続されている。処理ガス供給源３０は、エッチング等のプラズマ処理のための処理ガスやクリーニング処理のためのクリーニングガス等を供給する。ガスは、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）２９により流量制御され、開閉弁２８の開閉に応じてガス供給管２７及びガス導入口２６を介してガス拡散室４４に運ばれる。ガスは、ガス拡散室４４にて拡散し、多数のガス孔４５から処理容器２の内部に導入される。
処理容器２には、その内壁にエッチング等のプラズマ処理時に生成される反応生成物が付着することを防止するためのデポシールド２３が着脱自在に設けられている。デポシールド２３は接地されている。また、デポシールド２３は、支持台４及びステージ５の外周側の排気空間Ｓ２に設けられてもよい。
デポシールド２３とステージ５との間には、円環状に形成されたバッフル板２０が設けられている。デポシールド２３及びバッフル板２０には、アルミニウム材に、アルミナ、イットリア（Ｙ２Ｏ３）等のセラミックスを被覆したものを好適に用いることができる。
バッフル板２０は、ガスの流れを整え、プラズマ処理室Ｓ１から排気空間Ｓ２へ均一にガスを排気する機能を有する。プラズマ処理室Ｓ１は、ステージ５、ガスシャワーヘッド４０、デポシールド２３及びバッフル板２０にて形成されたプラズマ生成空間（プラズマ処理空間）である。プラズマ処理室Ｓ１の内部では、ガスシャワーヘッド４０から供給されたガスから所定のプラズマが生成され、プラズマにより所定の処理がウェハＷに施される。
プラズマ処理室Ｓ１の一部は、シャッター２２により開閉可能となっている。即ち、処理容器２には、ウェハＷをプラズマ処理室Ｓ１内に搬入・搬出するための開口部２ａが設けられている。処理容器２の側壁には、開口部２ａを開閉するゲートバルブＧＶが設けられている。また、デポシールド２３には、開口部２ａと対応する位置に開口部２３ａが設けられている。シャッター２２は、リフター５５により上下に駆動され、開口部２３ａを開閉する。シャッター２２は、接地されている。ウェハＷの搬入及び搬出時、ゲートバルブＧＶを開き、リフター５５の駆動によりシャッター２２を下降させてシャッター２２を開け、シャッター２２の開口からプラズマ処理室Ｓ１にウェハＷを搬入したり、プラズマ処理室Ｓ１からウェハＷを搬出したりする。
シャッター２２の内部には、冷媒（熱交換媒体）が通流する流路２２１（併せて、後述する図３参照）が設けられている。流路２２１には、導入管７１を介して、冷媒が導入される。冷媒は、流路２２１を循環し排出管７２から排出される。また、デポシールド２３の内部には、冷媒が通流する流路２３１が設けられている。流路２３１には、導入管７３を介して、冷媒が導入される。冷媒は、流路２３１を循環し排出管７４から排出される。なお、冷媒の流量を検出するフローメータ、冷媒の流量を調整するレギュレータ等を備えていてもよい。後述する制御装置１００は、プラズマ処理室Ｓ１のプラズマからシャッター２２への入熱量に応じて、流路２２１に供給する冷媒の流量を制御する。これにより、シャッター２２の温度を所望の温度域とすることができる。同様に、制御装置１００は、プラズマ処理室Ｓ１のプラズマからデポシールド２３への入熱量に応じて、流路２３１に供給する冷媒の流量を制御する。これにより、デポシールド２３の温度を所望の温度域とすることができる。なお、冷媒の種類は、限定されるものではなく、例えば、ドライエア等の気体であってもよく、冷却水等の液体であってもよい。
プラズマ処理室Ｓ１の下側のバッフル板２０の下には、排気を行うための排気空間Ｓ２が形成されている。これにより、バッフル板２０の下流側の排気空間Ｓ２にプラズマが侵入することを抑制することができる。
第１の高周波電源５１は、プラズマ生成用の高周波電力ＨＦを発生する。第１の高周波電源５１は、例えば６０ＭＨｚの周波数の高周波電力ＨＦを発生する。第１の高周波電源５１は、整合器５２を介してガスシャワーヘッド４０に接続されている。整合器５２は、第１の高周波電源５１の出力インピーダンスと負荷側（上部電極側）の入力インピーダンスを整合させるための回路である。
第２の高周波電源５３は、ウェハＷにイオンを引き込むための高周波バイアス電力ＬＦを発生する。第２の高周波電源５３は、例えば２０ＭＨｚの周波数の高周波バイアス電力ＬＦを発生する。第２の高周波電源５３は、整合器５４を介してステージ５に接続されている。整合器５４は、第２の高周波電源５３の出力インピーダンスと負荷側（下部電極側）の入力インピーダンスを整合させるための回路である。
処理容器２の底部には排気管３１が接続されており、排気管３１には排気装置３５が接続されている。排気装置３５はターボ分子ポンプ等の真空ポンプを有し、処理容器２内を所定の減圧雰囲気まで真空引きすることが可能である。また、処理容器２の側壁にはゲートバルブＧＶが設けられ、ゲートバルブＧＶの開閉により、処理容器２内にウェハＷを搬入及び搬出する。
プラズマ処理装置は、制御装置１００により制御される。制御装置１００は、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０５、ＣＰＵ１１０、メモリ１１５等を備えるコンピュータである。メモリ１１５には、プラズマ処理装置で実行されるエッチングなどの各種のプラズマ処理をＣＰＵ１１０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の各部に処理を実行させるためのプログラム、即ち、レシピが格納される。ＣＰＵ１１０は、メモリ１１５に格納されたレシピや制御プログラムを使用してプラズマ処理装置の各部（リフター５５、排気装置３５、直流電源１３、第１の高周波電源５１、第２の高周波電源５３、処理ガス供給源３０等）を制御する。
次に、流路２２１，２３１を有するシャッター２２及びデポシールド２３について、図２及び図３を用いて更に説明する。なお、以下の説明では、流路２２１を有するシャッター２２を例に説明する。なお、デポシールド２３の流路２３１の構造についても、シャッター２２の流路２２１の構造と同様であり、重複する説明を省略する。
図２は、一実施形態に係るプラズマ処理装置のシャッター２２の一例を示す斜視図である。図３は、一実施形態に係るプラズマ処理装置のシャッター２２の内部構造の一例を示す部分断面斜視図である。なお、図３は、プラズマ処理室Ｓ１と面する側の側壁部２２２を切断した図である。
図２に示すように、シャッター２２は、側壁部２２２と、リブ２２３と、を有している。側壁部２２２は、デポシールド２３の開口部２３ａを閉塞する部材であり、円筒状のデポシールド２３の形状に沿って円弧状に湾曲している。リブ２２３は、側壁部２２２の下端側から処理容器２の中心方向に向かって伸びるように形成されている。リブ２２３の下面側は、リフター５５のよって支持される。シャッター２２が開口部２３ａを閉じる際、リブ２２３の上面がデポシールド２３と接触してもよい。また、側壁部２２２の上端がデポシールド２３と接触してもよい。これにより、デポシールド２３とシャッター２２とは電気的に接続され、シャッター２２が接地される。
図３に示すように、シャッター２２の側壁部２２２の内部には、冷媒が通流する流路２２１が形成されている。換言すれば、シャッター２２は、内部に空間を有し外殻を形成する外殻部材２２４と、外殻部材２２４の内部に配置され流路２２１を形成する仕切り部材２２５と、流路２２１に配置された熱交換促進部材２２６と、を有している。
外殻部材２２４には、内部空間と外部とを連通する流入路２２７、流出路２２８，２２９が形成されている。なお、図３に示す例では、周方向の中心かつ下側に流入路２２７が形成されており、周方向の外側かつ下側に流出路２２８，２２９が形成されている。
仕切り部材２２５は、外殻部材２２４の内部に配置され、流入路２２７から流出路２２８，２２９へと向かう流路２２１を形成する。なお、図３において、流路２２１の一方の端は流入路２２７と連通し、流路２２１の途中で分岐して上下に往復しながら周方向外側に向かって形成されているものとして図示している。また、流路２２１の他方の端は流出路２２８，２２９とそれぞれ連通するように形成されているものとして図示しているが、これに限られるものではない。
熱交換促進部材２２６は、外殻部材２２４及び仕切り部材２２５で形成された流路２２１内に設けられている。換言すれば、熱交換促進部材２２６は、流路２２１内を流れる冷媒の流れを阻害するように配置されている。熱交換促進部材２２６は、流路２２１を流れる冷媒との接触面積を増加させ、シャッター２２と冷媒との熱交換を促進する。また、熱交換促進部材２２６は、外殻部材２２４を内側から支持する。これにより、中空構造のシャッター２２の強度や剛性を確保することができる。熱交換促進部材２２６は、例えば、網目状や柱状の構造を有していてもよく、ラティス構造（格子構造）を有していてもよい。なお、熱交換促進部材２２６の形状や配置は、これらに限定されるものではない。
また、図示は省略するが、リブ２２３の内部に空間を有し、その内部空間に網目状や柱状の構造、ラティス構造（格子構造）、ハニカム構造等の強度や剛性を確保しつつ軽量化する構造を有していてもよい。
図４は、流路２２１内の冷媒の温度分布のシミュレーション結果の一例を示す斜視図である。図５は、流路２２１内の冷媒の流れを示す模式図である。なお、図４（ａ）及び図５（ａ）は流路２２１内に熱交換促進部材２２６が設けられている場合を示し、図４（ｂ）及び図５（ｂ）は熱交換促進部材２２６が設けられていない場合を示す。なお、図４のシミュレーション結果においては、温度が高いほど濃いハッチングを付して図示している。また、図５において、冷媒の流れを矢印で示す。
プラズマ処理室Ｓ１からシャッター２２への入熱量を１Ｗ／ｍ２とし、ドライエアを冷媒として、流入路２２７から流出路２２８，２２９に冷媒を流した際における冷媒の温度分布のシミュレーションを行った。なお、図３に示すように、流路２２１は左右対称の形状を有しているため、その片方のみについてシミュレーションを行った。図４には、図３の破線Ａで示す領域におけるシミュレーション結果を示す。
図４（ｂ）に示すように、流路２２１に冷媒を流すことにより、流入面における冷媒の温度よりも流出面２２１ａにおける冷媒の温度が上昇していることが確認できた。具体的には、流出面２２１ａにおける冷媒の温度は、流入面における冷媒の温度よりも、最高で０．２℃上昇した。換言すれば、シャッター２２を冷却することができることが確認できた。
また、図４（ａ）に示すように、流路２２１内に熱交換促進部材２２６を配置することにより、流出面２２１ａにおける冷媒の温度が図４（ｂ）に示す例よりも上昇していることが確認できた。具体的には、流出面２２１ａにおける冷媒の温度は、流入面における冷媒の温度よりも、最高で０．４３℃上昇した。即ち、流路２２１内に熱交換促進部材２２６を配置することにより、シャッター２２と冷媒との熱交換性能が向上することが確認できた。
また、図４（ｂ）の破線Ｃで示す角部の領域において、冷媒の温度が高くなる領域が形成されている。図５（ｂ）に示すように、流入路２２７から流路２２１に冷媒が流れ込んだ際、冷媒は流路２２１の略中央を主として流れるとともに、破線Ｅで示す領域において渦が発生する。この渦の流れと流路２２１の角部との間の破線Ｆで示す領域で、冷媒の淀みが発生する。この角部の冷媒は、シャッター２２と熱交換することにより温度が上昇する。また、淀みによって流出面２２１ａに向かって流れにくくなっている。このため、図４（ｂ）に示すように、破線Ｃで示す角部の領域において、冷媒の温度が高くなる領域が形成される。
これに対し、流路２２１内に熱交換促進部材２２６を配置することにより、図５（ａ）に示すように、整流効果を発揮する。即ち、図５（ａ）に示すように、熱交換促進部材２２６は、冷媒の流れを阻害するように配置されている。これにより、流路２２１内の冷媒の流れは、熱交換促進部材２２６によって枝分かれする。破線Ｄで示す角部の領域においても、枝分かれした冷媒が供給される。そして、角部の領域に供給された冷媒は、流出面２２１ａに向かって流れる。図４（ａ）に示すように。破線Ｂで示す角部の領域において、冷媒の温度が高くなる領域が解消されている。
以上、一実施形態に係るプラズマ処理装置は、流路２２１を有するシャッター２２及び流路２３１を有するデポシールド２３を有し、流路２２１，２３１には冷媒が通流する。
ところで、ウェハＷのデバイス構造が微細化および高集積化が進むにつれて、コンタクトホールなどは高アスペクト化が進んでいる。そのため、高アスペクト比のエッチングにおいては、高周波バイアス電力ＬＦの低周波化および高パワー化が進んでいる。そのため、接地電位となっているシャッター２２及びデポシールド２３とプラズマとの電位差が大きくなる。イオンスパッタによる消耗の増大および加速と、プラズマからの入熱量が増加することによる部品の温度上昇（温度制御性の悪化）が課題となっている。
これに対し、一実施形態に係るプラズマ処理装置のシャッター２２及びデポシールド２３によれば、流路２２１，２３１に冷媒を流すことにより、温度制御することができる。これにより、例えば、高周波バイアス電力ＬＦの高パワー化により、シャッター２２及びデポシールド２３への入熱量が増大したとしても、シャッター２２及びデポシールド２３を所定の温度域となるように冷却することができる。
また、シャッター２２及びデポシールド２３は、中空構造とすることができるので、ソッリッド（中実）なシャッター及びデポシールドと比較して、軽量化することができる。シャッター２２及びデポシールド２３を軽量化することにより、熱容量も低下する。これにより、流路２２１，２３１に冷媒を流してシャッター２２及びデポシールド２３を温度制御する際の熱応答性が向上する。よって、シャッター２２及びデポシールド２３を速やかに目標温度域とすることができるので、プラズマ処理装置による基板処理の生産性も向上する。
また、プラズマ処理装置をメンテナンスする際、例えば、処理容器２からデポシールド２３を取り出すこととなるが、デポシールド２３を軽量化することにより、作業性を向上することができる。また、可動部材であるシャッター２２を軽量化することにより、リフター５５を出力を低減することができる。また、シャッター２２及びデポシールド２３の材料コストを下げることができる。
また、流路２２１，２３１内に熱交換促進部材２２６を設けることにより、流路２２１，２３１を流れる冷媒との接触面積が増加するので、熱交換性能が向上する。また、流路２２１内に阻害物として配置された熱交換促進部材２２６の下流側には、剥離して再付着する冷媒の流れが形成されることにより、熱交換性能が向上する。これにより、流路２２１，２３１に冷媒を流してシャッター２２及びデポシールド２３を温度制御する際の熱応答性が向上する。また、流路２２１，２３１内に熱交換促進部材２２６を設けることにより、図５（ａ）と図５（ｂ）を対比して示すように、流路２２１の角部における淀みの発生を抑制する。これにより、シャッター２２及びデポシールド２３の温度分布の均一性を向上させることができる。
また、中空構造の流路２２１，２３１の内部に熱交換促進部材２２６を形成することによりシャッター２２及びデポシールド２３の強度や剛性を確保することができる。
なお、図１に示すように、シャッター２２及びデポシールド２３に流路を設けるものとして説明したがこれに限られるものではなく、シャッター２２及びデポシールド２３のうち、少なくとも一方に流路を設ける構成であってもよい。
例えば、デポシールド２３にのみ流路２３１を設ける構成であってもよい。デポシールド２３は、略円筒形状を有しており、プラズマ処理室Ｓ１全体を囲うように配置される。これに対し、シャッター２２は、略円筒形状の一部の範囲に配置されている。このため、デポシールド２３に流路２３１を設けることにより、プラズマ処理室Ｓ１全体を囲うように配置される。
また、例えば、シャッター２２にのみ流路２２１を設ける構成であってもよい。デポシールド２３は処理容器２等の他の部材と接触しており、プラズマ処理室Ｓ１からの入熱は、他の部材へと放熱される。一方、シャッター２２は可動部材であるため、デポシールド２３と比較して、他の部材との接触も少なく、他の部材への放熱も少なくなる。このため、シャッター２２の温度がデポシールド２３の温度よりも高くなるおそれがある。これに対し、シャッター２２に流路２２１を設けることにより、例えば、シャッター２２の温度をデポシールド２３の温度と合わせることができる。これにより、プラズマ処理室Ｓ１の温度の均一性が向上する。
次に、シャッター２２及びデポシールド２３の製造方法について説明する。シャッター２２及びデポシールド２３は、その内部に流路２２１，２３１が形成されており、中空構造となっている。このため、シャッター２２及びデポシールド２３は、３Ｄプリンタ技術、アディティブマニュファクチャリング（Additive Manufacturing）技術で製造することが好ましい。具体的には、金属材料を用いた積層造形技術を用いることができる。例えば、粉末金属にレーザや電子ビームを照射して焼結させることにより造形する造形技術、粉末金属やワイヤを供給しつつ、レーザや電子ビームで材料を溶融・堆積させることにより造形する造形技術、等を用いることができる。なお、これらの造形方法は一例でありこれに限られるものではない。
なお、シャッター２２及びデポシールド２３において、外殻を構成する外殻部材２２４、流路２２１を形成するための仕切り部材２２５、流路２２１中に設けられた熱交換促進部材２２６は、同一の材料から構成されるものとして説明した。しかし、これに限られるものではなく、異種材料を用いてもよい。例えば、外殻部材２２４及び仕切り部材２２５をアルミニウムとし、熱交換促進部材２２６を熱伝導率の高い金属材料（例えばＣｕ）を用いてもよい。また、熱交換促進部材２２６に、強度の高い金属材料を用いてもよい。
以上に説明したシャッター２２及びデポシールド２３は、処理容器２とステージ５との間に配置され、熱交換媒体が流れる流路を有し、アノードを形成する部品の一例である。
ステージ５はカソードを形成する部材であり、カソードを形成する部材に対向するアノードを形成する部品は、シャッター２２及びデポシールド２３の他、上部電極（ガスシャワーヘッド４０）及びバッフル板２０を含む。
［バッフル板］
以下、アノードを形成する部品の他の一例であるバッフル板２０について、図６及び図７を参照して説明する。図６は、一実施形態に係るプラズマ処理装置のバッフル板２０の内部構造の一部を示す横断面図である。図７（ａ）は図６（ｂ）のＨ−Ｈ断面を示し、図７（ｂ）は図６（ｂ）のＩ−Ｉ断面を示す図である。
バッフル板２０は、円環状に形成されている。図６（ａ）はバッフル板２０を水平方向に切断したときの断面の一部を示す。また、図６（ａ）の領域Ｇを拡大して図６（ｂ）に示す。バッフル板２０は複数のスリット２０ａを有する。複数のスリット２０ａはすべて同一であり、概ね平行に配置されている。複数のスリット２０ａのそれぞれはバッフル板２０の幅方向に長手方向を有し、周方向に等ピッチで配置されている。各スリット２０ａは、バッフル板２０を貫通している。
バッフル板２０の内部には、各スリット２０ａの間に流路２０１が形成されている。流路２０１は、各スリット２０ａの内側端部の近傍に両端部を有し、その一端が導入口ＩＮとなり、他端が排出口ＯＵＴとなっている。また、流路２０１は、各スリット２０ａの外側端部の外側にてＵターンするように形成されている。つまり、流路２０１は、各スリット２０ａに沿ってＵ字に形成され、複数のスリット２０ａ間を蛇行する。バッフル板２０の内部には、各スリット２０ａよりも内側にリング状の２つの流路２０２及び流路２０３が形成されている。
以上に説明したＵ字の流路２０１は、一端の導入口ＩＮにて流路２０２に接続され、他端の排出口ＯＵＴにて流路２０３に接続されている。図示しないチラーユニットから出力された冷媒は、流路２０２を通流し、複数の導入口ＩＮにて複数の流路２０１に分流する。分流した冷媒は、各スリット２０ａの周りに形成された流路２０１を流れ、複数の排出口ＯＵＴにて流路２０３に合流し、再びチラーユニットに戻る。これにより、流路２０２→流路２０１→流路２０３の順に冷媒を流すことで、バッフル板２０の全体を温度制御することができ、熱応答性が向上する。
なお、流路２０２及び流路２０３に流れる冷媒の向きは、図６（ｂ）に示す向きに限られない。また、バッフル板２０を中空構造とし、形成する流路２０１〜２０３の形状は、これに限られない。例えば導入口ＩＮと排出口ＯＵＴを逆にして、チラーユニットから出力された冷媒は、流路２０３→流路２０１→流路２０２の順に流してもよい。流路２０１〜２０３には、冷媒の流量を検出するフローメータ、冷媒の流量を調整するレギュレータ等を備えていてもよい。
また、流路２０１をバッフル板２０の全スリット２０ａの周りに設けることに限られない。流路２０１は、例えば複数のスリット２０ａのうち、隣接する２以上のスリット２０ａを囲むように流路２０１を設けてもよいし、バッフル板２０の中心に対して対称性を有する位置に設けてもよい。また、スリット２０ａの内周端部よりも内側に流路２０２及び／又は流路２０３を設けてもよい。また、スリット２０ａの外周端部よりも外側に流路を設けてもよいし、以上に説明した流路を組合せてもよい。ただし、温度制御性及び熱応答性を向上させるためには、流路２０１は等間隔であって、なるべく密に配置することが好ましい。
流路２０１の内部には、複数の熱交換促進部材２０６が点在して設けられている。熱交換促進部材２０６は、棒状であってもよいし、板状であってもよいし、その他の構造（例えばラティス構造）を有し、軽量化等を図る構成としてもよい。図６（ｂ）を参照すると、熱交換促進部材２０６は、流路２０１の内部にて互い違いになるように流路２０１の外側面及び内側面の近くに交互に配置されている。ただし、これに限られず、熱交換促進部材２０６は、流路２０１内を流れる冷媒の流れを阻害する位置に配置されればよい。熱交換促進部材２０６は、流路２０１を流れる冷媒との接触面積を増加させ、バッフル板２０と冷媒との熱交換を促進する。これにより、更に熱応答性を良くすることができる。なお、熱交換促進部材２０６の形状や配置は、これらに限定されるものではない。
バッフル板２０の本体２０ｂと流路２０１中に設けられた熱交換促進部材２０６とは、同一の材料から構成されてもよいし、異種材料を用いてもよい。例えば、バッフル板本体にアルミニウムを用い、熱交換促進部材２０６に熱伝導率の高い金属材料（例えばＣｕ）を用いてもよい。また、熱交換促進部材２０６に、強度の高い金属材料を用いてもよい。
図６（ｂ）のＨ−Ｈ断面を示す図７（ａ）には、Ｕターン前の流路２０１が図示されている。Ｕターン前の流路２０１は、バッフル板２０の上面の直下に上面に沿って形成されている。流路２０１は、流路２０２と同じ高さに形成され、導入口ＩＮの位置にて流路２０１と流路２０２とは略垂直に交わる。流路２０２を流れる冷媒は、導入口ＩＮにて流路２０１に流入する。
図６（ｂ）のＩ−Ｉ断面を示す図７（ｂ）には、Ｕターン後の流路２０１が図示されている。Ｕターン後の流路２０１は、バッフル板２０の上面の直下に上面に沿って形成され、その先が排出口ＯＵＴに向けて段差を有し、排出口ＯＵＴと同じ高さに形成される。これにより、段差前の流路２０１は流路２０３よりも高い位置に形成され、段差後の流路２０１は、流路２０３と同じ高さに形成され、排出口ＯＵＴの位置にて流路２０１と流路２０３とは略垂直に交わる。これにより、流路２０１を流れる冷媒は、排出口ＯＵＴにて合流して段差前の流路２０１よりも低い位置に形成された流路２０３に流れ込み易くしている。
熱交換促進部材２０６は、Ｕターン後の流路２０１よりもＵターン前の流路２０１に密に配置されている。これにより、Ｕターン後の流路２０１よりもＵターン前の流路２０１を流れる冷媒との接触面積を増加させ、バッフル板２０と冷媒との熱交換を促進する。ただし、Ｕターン後の流路２０１にも熱交換促進部材２０６を設けることにより、バッフル板２０と冷媒との熱交換を促進させている。
なお、熱交換促進部材２０６の配置はこれに限られない。例えば、熱交換促進部材２０６は、流路２０１の全体に同じ間隔で配置されてもよい。また、熱交換促進部材２０６は、同じ形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。また、熱交換促進部材２０６は、流路２０１内に互い違いに配置されてもよいし、平行に配置されてもよいし、その他の配置であってもよい。
一実施形態に係るプラズマ処理装置のシャッター２２、デポシールド２３及びバッフル板２０によれば、流路２２１，２３１、流路２０１〜２０３に冷媒を流すことにより、アノードを形成する部品の全体を温度制御することができる。これにより、例えば、高周波バイアス電力ＬＦの高パワー化により、シャッター２２、デポシールド２３及びバッフル板２０等のアノードを構成する部材への入熱量が増大したとしても、アノードを形成する部品を所定の温度域となるように冷却することができる。また、アノードを形成する部品の一部、例えば、バッフル板２０やシャッター２２やデポシールド２３を局所的に異なる温度に制御することも可能である。
バッフル板２０の製造方法については、その内部に流路２０１〜２０３が形成されており、中空構造となっている。このため、バッフル板２０は、３Ｄプリンタ技術、アディティブマニュファクチャリング（Additive Manufacturing）技術で製造することが好ましい。具体的には、金属材料を用いた積層造形技術を用いることができる。例えば、粉末金属にレーザや電子ビームを照射して焼結させることにより造形する造形技術、粉末金属やワイヤを供給しつつ、レーザや電子ビームで材料を溶融・堆積させることにより造形する造形技術、等を用いることができる。なお、これらの造形方法は一例でありこれに限られるものではない。
以上、基板処理装置の実施形態等について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
シャッター２２の流路２２１及びデポシールド２３の流路２３１に冷媒を流すことにより、シャッター２２及びデポシールド２３を冷却するものとして説明した。しかし、これに限られるものではなく、高温の冷媒を流してシャッター２２及びデポシールド２３を加温してもよい。また、シャッター２２及びデポシールド２３は、ヒータを備えていてもよい。これにより、シャッター２２及びデポシールド２３を所定の温度域となるように温度制御することができる。
また、バッフル板２０に設けられた孔として、スリット２０ａを例に挙げたが、本発明は、例えば真円や楕円の円孔等、スリット孔以外の孔タイプのバッフル板２０にも適用可能である。
一実施形態に係るプラズマ処理装置は、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition ）装置、Capacitively Coupled Plasma(CCP),Inductively Coupled Plasma(ICP),Radial Line Slot Antenna, Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR),Helicon Wave Plasma(HWP)のどのタイプでも適用可能である。また、基板処理装置の一例としてプラズマ処理装置を挙げて説明した、しかし、基板処理装置は、基板に所定の処理（例えば、成膜処理、エッチング処理等）を施す装置であればよく、プラズマ処理装置に限定されるものではない。例えば、ＣＶＤ装置であってもよい。
本明細書では、基板の一例としてウェハ（半導体ウェハ）Ｗを挙げて説明した。しかし、基板は、これに限らず、LCD(Liquid Crystal Display)、FPD(Flat Panel Display)に用いられる各種の基板や、フォトマスク、ＣＤ基板、プリント基板等であっても良い。
２ 処理容器
２ａ 開口部（第１開口部）
５ ステージ（載置台）
２０ バッフル板（部品）
２０ａ スリット
２２ シャッター（部品）
２３ デポシールド（部品）
２３ａ 開口部（第２開口部）
７１，７３ 導入管
７２，７４ 排出管
Ｓ１ プラズマ処理室
Ｓ２ 排気空間
２０１〜２０３ 流路
２２１，２３１ 流路
２２１ａ 流出面
２２２ 側壁部
２２３ リブ
２２４ 外殻部材
２２５ 仕切り部材
２０６、２２６ 熱交換促進部材
２２７ 流入路
２２８，２２９ 流出路

Claims (9)

  1. 処理容器と、
    前記処理容器の内部に配置され、基板が載置される載置台と、
    前記処理容器と前記載置台との間に配置され、アノードを形成する部品と、を備え、
    前記部品は熱交換媒体が流れる流路を有する、基板処理装置。
  2. 前記処理容器は第１開口部を有し、
    前記部品は、前記第１開口部と対応する位置に第２開口部を有するデポシールドと、
    前記第２開口部を開閉するシャッターと、を備え、
    前記デポシールド及び前記シャッターのうち少なくとも一方の部品は、熱交換媒体が流れる流路を有する、
    請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記部品は、排気部に設けられるバッフル板であり、熱交換媒体が流れる流路を有する、
    請求項１に記載の基板処理装置。
  4. 前記流路を有する前記部品は、前記熱交換媒体との接触面積を増加させる熱交換促進部材を有する、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  5. 前記流路を有する前記部品は、内部空間を有する外殻部材と、前記内部空間に前記流路を形成する仕切り部材と、前記流路に設けられた熱交換促進部材と、を有する、請求項１または請求項４に記載の基板処理装置。
  6. 前記熱交換促進部材は、前記外殻部材を支持する、請求項５に記載の基板処理装置。
  7. 前記外殻部材、前記仕切り部材、前記熱交換促進部材は、一体に成形される、請求項５または請求項６に記載の基板処理装置。
  8. 前記流路を有する前記部品は、３Ｄプリンタ技術またはアディティブマニュファクチャリング技術で成形される、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  9. 処理容器と、
    前記処理容器内に配置され、基板が載置される載置台と、
    前記処理容器内に配置され、アノードを形成する部品と、を備え、
    前記部品は、熱交換媒体が流れる流路を有する、基板処理装置。
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