JP7446177B2 - 基板処理装置および中継部材の駆動方法 - Google Patents

Description

本開示は、基板処理装置および中継部材の駆動方法に関する。

従来、導入されるガスにより基板に対して所望の処理を施す基板処理装置が知られている。基板処理装置は、基板が載置されガスが導入される処理室と、処理室内のガスを排気する排気室とを有するチャンバを備える。チャンバ内には、エッチング等の処理において生成される堆積物（デポ）がチャンバの内壁に付着しないように、デポシールドが設けられている。デポシールドは、チャンバ内において、処理室と排気室とを隔てている。基板処理装置では、所望の処理を施す際に、プロセス条件に合致するように処理室内の状態を示す値である圧力を測定して制御することが行われている。デポシールドが設けられた状態でチャンバ内の処理室の圧力を正確に測定するために、圧力計の導入部にスリーブを設けることが提案されている。

また、チャンバには、基板を搬出入するための開口部が設けられ、開口部を開閉するゲートバルブが配置されている。このため、デポシールドには、チャンバの開口部の位置に合わせて、上下に駆動することで開口可能なシャッタが設けられている。

特開２０１５－１１９０６９号公報 特開２０１５－１２６１９７号公報

本開示は、駆動箇所でも正確に処理室内の状態を測定できる基板処理装置および中継部材の駆動方法を提供する。

本開示の一態様による基板処理装置は、チャンバと、シールド部材と、中継部材とを有する。チャンバは、導入されるガスにより基板への処理を実行する処理室と、処理室内のガスを排気する排気室と、を有する。シールド部材は、チャンバの側壁近傍の少なくとも一部に設けられ、処理室と排気室とを隔てるとともに、チャンバの側壁と平行な壁面の一部に処理室と排気室とを連通する穴を有し、上下方向に駆動可能なシールド部材である。中継部材は、チャンバの外部の計器に接続される配管と接続され、水平方向に駆動可能であり、シールド部材が上端に達した時にチャンバの中心方向に駆動されて、中心方向側の端部がシールド部材と接続するとともに、穴を介して処理室と配管とを連通する中空の中継部材である。

本開示によれば、駆動箇所でも正確に処理室内の状態を測定できる。

図１は、本開示の一実施形態における基板処理装置の一例を示す図である。 図２は、本実施形態におけるスリーブ駆動機構の断面の一例を示す部分拡大図である。 図３は、本実施形態におけるシールド部材のスリーブ接触面の一例を示す図である。 図４は、本実施形態におけるシールド部材とスリーブとの間のＯリングの配置の一例を示す図である。 図５は、本実施形態におけるシールド部材とスリーブとの間のＯリングの配置の他の一例を示す図である。 図６は、本実施形態におけるスリーブ駆動機構の動作の一例を示す図である。 図７は、本実施形態におけるスリーブの駆動処理の一例を示すフローチャートである。 図８は、変形例１におけるスリーブ駆動機構の断面の一例を示す部分拡大図である。 図９は、変形例２におけるスリーブ駆動機構の断面の一例を示す部分拡大図である。 図１０は、変形例３におけるスリーブ駆動機構の断面の一例を示す部分拡大図である。 図１１は、変形例４～７におけるシールド部材のスリーブ接触面の一例を示す図である。 図１２は、変形例４におけるシールド部材とスリーブとの間のＯリングの配置の一例を示す図である。 図１３は、変形例５におけるシールド部材とスリーブとの間のＯリングの配置の一例を示す図である。 図１４は、変形例６におけるシールド部材とスリーブとの間のＯリングの配置の一例を示す図である。 図１５は、変形例７におけるシールド部材とスリーブとの間のＯリングの配置の一例を示す図である。 図１６は、変形例８～１２におけるシールド部材のスリーブ接触面の一例を示す図である。 図１７は、変形例８におけるシールド部材とスリーブとの間のＯリングの配置の一例を示す図である。 図１８は、変形例９におけるシールド部材とスリーブとの間のＯリングの配置の一例を示す図である。 図１９は、変形例１０におけるシールド部材とスリーブとの間のＯリングの配置の一例を示す図である。 図２０は、変形例１１におけるシールド部材とスリーブとの間のＯリングの配置の一例を示す図である。 図２１は、軸シールの場合におけるＯリングの保持方法の一例を示す図である。 図２２は、スリーブの先端部の形状の一例を示す図である。 図２３は、変形例１２におけるシールド部材とスリーブとの接続の一例を示す図である。 図２４は、変形例１３におけるシールド部材とスリーブとの接続の一例を示す図である。

以下に、開示する基板処理装置および中継部材の駆動方法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、以下の実施形態により開示技術が限定されるものではない。

基板処理装置では、プロセス条件によっては複数箇所で処理室内の状態を示す値である圧力を測定することが求められる。この場合、上下に駆動するシャッタには従来のスリーブを設けることができないため、デポシールドのシャッタが大きくなるとスリーブの設置場所が限られてしまい、所望の圧力を測定することが困難となる。そこで、デポシールドのシャッタ等のような駆動箇所でも正確に処理室内の状態（例えば圧力）を測定することが期待されている。

［基板処理装置の構成］
図１は、本開示の一実施形態における基板処理装置の一例を示す図である。なお、以下では、基板処理装置がプラズマ処理装置である場合を例に説明するが、これに限定されるものではなく、上下に駆動するシャッタ部材やデポシールド等を有する任意の基板処理装置であってもよい。

図１において、プラズマ処理装置１は、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置として構成されており、例えば、表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムからなる円筒形のチャンバ（処理室）１０を備える。チャンバ１０は保安接地されている。ただし、これに限定されるものではなく、プラズマ処理装置１は、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置に限られず、誘導結合プラズマＩＣＰ(Inductively Coupled Plasma)、マイクロ波プラズマ、マグネトロンプラズマなど、任意の形式のプラズマ処理装置であってよい。

チャンバ１０の底部には、セラミック等の絶縁板１１を介して円柱状のサセプタ支持台１２が配置され、このサセプタ支持台１２の上に、導電性の、例えばアルミニウム等からなるサセプタ１３が配置されている。サセプタ１３は下部電極として機能する構成を有し、エッチング処理が施される基板、例えば半導体ウエハであるウエハＷを載置する。

サセプタ１３の上面にはウエハＷを静電吸着力で保持するための静電チャック（ＥＳＣ）１４が配置されている。静電チャック１４は、導電膜からなる電極板１５と、電極板１５を狭持する一対の絶縁層、例えば、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等の誘電体からなり、電極板１５には直流電源１６が接続端子を介して電気的に接続されている。この静電チャック１４は、直流電源１６によって印加された直流電圧に起因するクーロン力またはジョンソン・ラーベック(Johnsen-Rahbek)力によってウエハＷを吸着保持する。

また、静電チャック１４の上面においてウエハＷが吸着保持される部分には、静電チャック１４の上面から突出自在なリフトピンとしての複数のプッシャーピン（例えば３つ）が配置されている。これらのプッシャーピンは、モータ（図示せず）にボールねじ（図示せず）を介して接続され、ボールねじによって直線運動に変換されたモータの回転運動に起因して静電チャック１４の上面から自在に突出する。これにより、プッシャーピンは、静電チャック１４およびサセプタ１３を貫通して、内側空間において突没上下動する。ウエハＷにエッチング処理を施す場合において静電チャック１４がウエハＷを吸着保持するときには、プッシャーピンは静電チャック１４に収容される。エッチング処理が施されたウエハＷをプラズマ生成空間Ｓから搬出するときには、プッシャーピンは静電チャック１４から突出してウエハＷを静電チャック１４から離間させて上方へ持ち上げる。

サセプタ１３の周囲上面には、エッチングの均一性を向上させるための、例えばシリコン（Ｓｉ）からなるエッジリング１７が配置され、エッジリング１７の周囲には、エッジリング１７の側部を保護するカバーリング５４が配置されている。また、サセプタ１３およびサセプタ支持台１２の側面は、例えば石英（ＳｉＯ２）からなる円筒状の部材１８で覆われている。

サセプタ支持台１２の内部には、例えば円周方向に延在する冷媒室１９が配置されている。冷媒室１９には、外付けのチラーユニット（図示しない）から配管２０ａ、２０ｂを介して所定温度の冷媒、例えば冷却水が循環供給される。冷媒室１９は冷媒の温度によってサセプタ１３上のウエハＷの処理温度を制御する。

また、伝熱ガス供給機構（図示しない）から伝熱ガス、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスをガス供給ライン２１を介して静電チャック１４の上面およびウエハＷの裏面の間に供給することで、ウエハＷとサセプタ１３との熱移動が効率良く均一に制御される。

サセプタ１３の上方には、サセプタ１３と平行且つ対向するように上部電極２２が配置されている。ここで、サセプタ１３および上部電極２２の間に形成される空間はプラズマ生成空間Ｓ（処理室内空間）として機能する。上部電極２２は、サセプタ１３と所定の間隔を置いて対向配置されている環状またはドーナツ形状の外側上部電極２３と、外側上部電極２３の半径方向内側に外側上部電極２３と絶縁して配置されている円板形状の内側上部電極２４とで構成される。また、プラズマ生成に関して、外側上部電極２３が主で、内側上部電極２４が補助となる関係を有している。

外側上部電極２３と内側上部電極２４との間には、例えば０．２５～２．０ｍｍの環状ギャップ（隙間）が形成され、ギャップに、例えば石英からなる誘電体２５が配置される。また、このギャップには石英からなる誘電体２５の代わりにセラミック体を配置してもよい。外側上部電極２３と内側上部電極２４とが誘電体２５を挟むことによってコンデンサが形成される。コンデンサのキャパシタンスＣ１は、ギャップの大きさと誘電体２５の誘電率とに応じて所望の値に選定または調整される。また、外側上部電極２３とチャンバ１０の側壁との間には、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）若しくはイットリア（Ｙ２Ｏ３）からなる環状の絶縁性遮蔽部材２６が気密に配置されている。

外側上部電極２３は、ジュール熱の少ない低抵抗の導電体または半導体、例えばシリコンで構成されることが好ましい。外側上部電極２３には、上部整合器２７、上部給電棒２８、コネクタ２９および給電筒３０を介して上部高周波電源３１が電気的に接続されている。上部整合器２７は、上部高周波電源３１の内部（または出力）インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させ、チャンバ１０内にプラズマが生成されているときに、上部高周波電源３１の出力インピーダンスと負荷インピーダンスとが見かけ上一致するように機能する。また、上部整合器２７の出力端子は上部給電棒２８の上端に接続されている。

給電筒３０は、略円筒状または円錐状の導電板、例えばアルミニウム板または銅板からなり、下端が周回方向で連続的に外側上部電極２３に接続され、上端がコネクタ２９を介して上部給電棒２８の下端部に電気的に接続されている。給電筒３０の外側では、チャンバ１０の側壁が上部電極２２の高さ位置よりも上方に延出して円筒状の接地導体１０ａを構成している。円筒状の接地導体１０ａの上端部は筒状の絶縁部材６９によって上部給電棒２８から電気的に絶縁されている。本構成においては、コネクタ２９から見た負荷回路において、給電筒３０、外側上部電極２３および接地導体１０ａによって給電筒３０および外側上部電極２３を導波路とする同軸線路が形成される。

内側上部電極２４は、上部電極板３２と、電極支持体３３とを有する。上部電極板３２は、例えば、シリコンや炭化珪素（ＳｉＣ）等の半導体材料で構成され、図示しない多数の電極板ガス通気孔（第１のガス通気孔）を有する。電極支持体３３は、上部電極板３２を着脱可能に支持する導電材料であり、例えば表面にアルマイト処理が施されたアルミニウムで構成される。上部電極板３２はボルト（図示しない）によって電極支持体３３に締結される。ボルトの頭部は上部電極板３２の下部に配置された環状のシールドリング５３によって保護される。

上部電極板３２において各電極板ガス通気孔は上部電極板３２を貫通する。電極支持体３３の内部には、後述する処理ガスが導入されるバッファ室が形成される。バッファ室は、例えばＯリングからなる環状隔壁部材４３で分割された２つのバッファ室、すなわち、中心バッファ室３５および周辺バッファ室３６からなり、下部が開放されている。電極支持体３３の下方には、バッファ室の下部を閉塞するクーリングプレート（以下、「Ｃ／Ｐ」という。）３４（中間部材）が配置されている。Ｃ／Ｐ３４は、表面にアルマイト処理が施されたアルミニウムからなり、図示しない多数のＣ／Ｐガス通気孔（第２のガス通気孔）を有する。Ｃ／Ｐ３４において各Ｃ／Ｐガス通気孔はＣ／Ｐ３４を貫通する。

また、上部電極板３２およびＣ／Ｐ３４の間には、シリコンや炭化珪素等の半導体材料からなるスペーサー３７が介在する。スペーサー３７は円板状部材であり、Ｃ／Ｐ３４に対向する表面（以下、単に「上面」という。）において円板と同心に形成された多数の上面環状溝と、スペーサー３７を貫通し且つ各上面環状溝の底部において開口する多数のスペーサーガス通気孔（第３のガス通気孔）を有する。

内側上部電極２４は、後述する処理ガス供給源３８からバッファ室に導入された処理ガスを、Ｃ／Ｐ３４のＣ／Ｐガス通気孔、スペーサー３７のスペーサーガス流路および上部電極板３２の電極板ガス通気孔を介して、プラズマ生成空間Ｓに供給する。ここで、中心バッファ室３５と、その下方に存在する複数のＣ／Ｐガス通気孔、スペーサーガス流路および電極板ガス通気孔とは中心シャワーヘッド（処理ガス供給経路）を構成する。また、周辺バッファ室３６と、その下方に存在する複数のＣ／Ｐガス通気孔、スペーサーガス流路および電極板ガス通気孔とは周辺シャワーヘッド（処理ガス供給経路）を構成する。

また、図１に示すように、チャンバ１０の外部には処理ガス供給源３８が配置されている。処理ガス供給源３８は、中心バッファ室３５および周辺バッファ室３６に処理ガスを所望の流量比で供給する。具体的には、処理ガス供給源３８からのガス供給管３９が途中で２つの分岐管３９ａおよび３９ｂに分岐して中心バッファ室３５および周辺バッファ室３６にそれぞれ接続される。分岐管３９ａおよび３９ｂはそれぞれ流量制御弁４０ａ、４０ｂ（流量制御装置）を有する。処理ガス供給源３８から中心バッファ室３５および周辺バッファ室３６までの流路のコンダクタンスは、等しくなるように設定されている。このため、流量制御弁４０ａ、４０ｂの調整により、中心バッファ室３５および周辺バッファ室３６に供給する処理ガスの流量比を任意に調整できるようになっている。さらに、ガス供給管３９にはマスフローコントローラ（ＭＦＣ）４１および開閉バルブ４２が配置されている。

以上の構成により、プラズマ処理装置１は、中心バッファ室３５と周辺バッファ室３６とに導入する処理ガスの流量比を調整することで、中心シャワーヘッドより噴出されるガスの流量ＦＣと周辺シャワーヘッドより噴出されるガスの流量ＦＥとの比率（ＦＣ／ＦＥ）を任意に調整する。なお、中心シャワーヘッドおよび周辺シャワーヘッドよりそれぞれ噴出させる処理ガスの単位面積当たりの流量を個別に調整することも可能である。さらに、分岐管３９ａ、３９ｂのそれぞれに対応する２つの処理ガス供給源を配置することによって中心シャワーヘッドおよび周辺シャワーヘッドよりそれぞれ噴出させる処理ガスのガス種またはガス混合比を独立または別個に設定することも可能である。ただし、これに限定されるものではなく、プラズマ処理装置１は、中心シャワーヘッドより噴出されるガスの流量ＦＣと周辺シャワーヘッドより噴出されるガスの流量ＦＥとの比率が調整できないものであってもよい。

また、内側上部電極２４の電極支持体３３には、上部整合器２７、上部給電棒２８、コネクタ２９および上部給電筒４４を介して上部高周波電源３１が電気的に接続されている。上部給電筒４４の途中には、キャパシタンスを可変調整できる可変コンデンサ４５が配置されている。なお、外側上部電極２３および内側上部電極２４にも冷媒室または冷却ジャケット（図示しない）を設けて、外部のチラーユニット（図示しない）から供給される冷媒によって電極の温度を制御してもよい。

チャンバ１０の底部には排気口４６が設けられている。この排気口４６には、排気マニフォールド４７を介して可変式バタフライバルブである自動圧力制御弁（Automatic Pressure Control Valve）（以下、「ＡＰＣバルブ」という。）４８およびターボ分子ポンプ（Turbo Molecular Pump）（以下、「ＴＭＰ」という。）４９が接続されている。ＡＰＣバルブ４８およびＴＭＰ４９は協働して、チャンバ１０内のプラズマ生成空間Ｓを所望の真空度まで減圧する。また、排気口４６およびプラズマ生成空間Ｓの間には、複数の通気孔を有する環状のバッフル板５０がサセプタ１３を取り巻くように配置され、バッフル板５０はプラズマ生成空間Ｓから排気口４６へのプラズマの漏洩を防止する。すなわち、プラズマ生成空間Ｓは、処理室の一例であり、バッフル板５０から排気口４６までの排気空間Ｅは、排気室の一例である。

また、チャンバ１０の外側の側壁には、ウエハＷの搬入・搬出用の開口部５１が設けられ、開口部５１を開閉するゲートバルブ５２が配置される。チャンバ１０内には、チャンバ１０の内壁に沿って第１デポシールド７１と、第２デポシールド７２とが着脱自在に設けられている。第１デポシールド７１は、デポシールドの上部部材であり、チャンバ１０の開口部５１より上部に設けられている。第２デポシールド７２は、デポシールドの下部部材であり、バッフル板５０の下部に設けられている。第１デポシールド７１の下部は、シャッタ機構の弁体８１の上部と接触することで開口部５１を閉じる。第１デポシールド７１および第２デポシールド７２は、例えばアルミニウム材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。なお、第１デポシールド７１の下部は、接触する弁体８１と導通可能なように導電性の材質、例えばステンレススチールやニッケル合金等で被覆されている。

ウエハＷは、ゲートバルブ５２を開閉させて搬入・搬出される。搬出入が終了してゲートバルブ５２を閉じた後には、弁体８１によって第１デポシールド７１と、第２デポシールド７２との間が遮断され、チャンバ１０の開口部５１とプラズマ生成空間Ｓとが遮断される。弁体８１は、昇降機構８２により上下に駆動され、第１デポシールド７１と、第２デポシールド７２との間、つまり開口部５１を開閉する。昇降機構８２は、例えば第２デポシールド７２の下方に配置される。なお、弁体８１および昇降機構８２を、まとめてシャッタ機構と称してもよい。さらに、言い換えると、弁体８１は、チャンバ１０の側壁近傍の少なくとも一部に設けられ、処理室と排気室とを隔てており、上下方向に駆動可能なシールド部材である。また、弁体８１は、後述するスリーブ９１を接続する部分に、プラズマ生成空間Ｓ（処理室）と排気空間Ｅ（排気室）とを連通する穴を有する。

また、プラズマ処理装置１では、下部電極としてのサセプタ１３に下部整合器５８を介して下部高周波電源（第１高周波電源）５９が電気的に接続されている。下部整合器５８は、下部高周波電源５９の内部（または出力）インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させるためのもので、チャンバ１０内のプラズマ生成空間Ｓにプラズマが生成されているときに下部高周波電源５９の内部インピーダンスと負荷インピーダンスが見かけ上一致するように機能する。また、下部電極には、別の第２の下部高周波電源（第２高周波電源）を接続してもよい。

また、プラズマ処理装置１では、内側上部電極２４に、上部高周波電源３１からの高周波電力をグランドに通さずに、下部高周波電源５９からの高周波電力をグランドへ通すローパスフィルタ（ＬＰＦ）６１が電気的に接続されている。このＬＰＦ６１は、好ましくは、ＬＲフィルタまたはＬＣフィルタで構成されることが好ましい。ただし、１本の導線でも上部高周波電源３１からの高周波電力に対して十分大きなリアクタンスを付与することが可能なので、ＬＲフィルタまたはＬＣフィルタの代わりに１本の導線を内側上部電極２４に電気的に接続するのみでもよい。一方、サセプタ１３には、上部高周波電源３１からの高周波電力をグランドへ通すためのハイパスフィルタ（ＨＰＦ）６２が電気的に接続されている。

また、チャンバ１０の側壁には、スリーブ駆動機構９０が設けられている。スリーブ駆動機構９０は、スリーブ９１と、駆動機構９２とを有する。駆動機構９２の下部には、配管９３が接続される。配管９３は、駆動機構９２とキャパシタンスマノメータ９４ａ，９４ｂとを接続する配管である。なお、以下の説明では、キャパシタンスマノメータ９４ａ，９４ｂを併せてキャパシタンスマノメータ９４とも表現する。なお、スリーブ駆動機構９０およびキャパシタンスマノメータ９４は、複数設けるようにしてもよい。

スリーブ９１は、中空の中継部材であり、チャンバ１０の側壁を貫通して弁体８１と接触し、弁体８１に設けられた穴を介して処理室であるプラズマ生成空間Ｓと配管９３とを連通する。駆動機構９２は、スリーブ９１に接続された駆動軸９５を水平方向に駆動させることで、スリーブ９１を弁体８１と接触させたり、弁体８１と切り離したりすることができる。キャパシタンスマノメータ９４ａは、０ｍＴ～１０Ｔ（０Ｐａ～１３３３Ｐａ）の範囲の圧力を測定することができる。キャパシタンスマノメータ９４ｂは、０ｍＴ～２５０ｍＴ（０Ｐａ～３３．３Ｐａ）の範囲の圧力を測定することができる。なお、本実施形態では、測定範囲が異なる２つのキャパシタンスマノメータ９４ａ，９４ｂを設置したが、圧力計はこれに限られず、１つまたは３つ以上のキャパシタンスマノメータ９４を設置してもよい。なお、配管９３には、チャンバ１０内の大気開放時にキャパシタンスマノメータ９４を保護するためのバルブを設けるようにしてもよい。また、圧力計は、キャパシタンスマノメータ９４に限られず、ピラニーゲージ等を用いてもよい。

制御部５は、メモリ、プロセッサ、および入出力インターフェイスを有する。制御部５内のプロセッサは、制御部５内のメモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより、制御部５の入出力インターフェイスを介してプラズマ処理装置１の各部を制御する。

次に、プラズマ処理装置１においてエッチングを行う場合には、まずゲートバルブ５２および弁体８１を開状態にして加工対象のウエハＷをチャンバ１０内に搬入し、サセプタ１３の上に載置する。そして、処理ガス供給源３８より処理ガス、例えばＣ４Ｆ８ガスおよびアルゴン（Ａｒ）ガスの混合ガスを所定の流量および流量比で中心バッファ室３５および周辺バッファ室３６に導入する。また、ＡＰＣバルブ４８およびＴＭＰ４９によってチャンバ１０内のプラズマ生成空間Ｓの圧力をエッチングに適した値、例えば数ｍＴｏｒｒ～１Ｔｏｒｒの範囲内のいずれかの値に設定する。

さらに、上部高周波電源３１によってプラズマ生成用の高周波電力を所定のパワーで上部電極２２（外側上部電極２３、内側上部電極２４）に印加するとともに、下部高周波電源５９からバイアス用の高周波電力を所定のパワーでサセプタ１３の下部電極に印加する。また、直流電源１６より直流電圧を静電チャック１４の電極板１５に印加して、ウエハＷをサセプタ１３に静電吸着する。

そして、シャワーヘッドより噴出された処理ガスによってプラズマ生成空間Ｓにプラズマが生成され、このとき生成されるラジカルやイオンによってウエハＷの被処理面が物理的または化学的にエッチングされる。

プラズマ処理装置１では、上部電極２２に対して高い周波数領域（イオンが動けない周波数領域）の高周波を印加することにより、プラズマが好ましい解離状態で高密度化される。また、より低圧の条件下でも高密度プラズマを形成することができる。

一方、上部電極２２においては、プラズマ生成のための高周波電極として外側上部電極２３を主、内側上部電極２４を副とし、上部高周波電源３１および下部高周波電源５９によって上部電極２２直下の電子に与える電界強度の比率を調整可能にしている。したがって、イオン密度の空間分布を径方向で制御し、反応性イオンエッチングの空間的な特性を任意且つ精細に制御することができる。

［スリーブ駆動機構９０の詳細］
図２は、本実施形態におけるスリーブ駆動機構の断面の一例を示す部分拡大図である。図２に示すように、駆動機構９２の駆動軸９５は、スリーブ９１との接続部分に円柱状のフランジを有する。当該フランジは、内部がスリーブ９１と配管９３とを連通するように中空となっている。当該フランジと駆動機構９２との間は、ベローズ９７で接続され、当該フランジの中空部分と駆動機構９２の外部とが隔てられている。駆動軸９５は、駆動部９６によりチャンバ１０の中心方向と外側方向とに水平に駆動されることで、スリーブ９１のチャンバ１０の中心側、つまり、弁体８１との接触側の端部を、チャンバ１０の側壁の内側（以下、内壁ともいう。）に対して突没可能なように移動させる。駆動部９６は、例えば、モータやエアシリンダ等のアクチュエータであり、駆動軸９５を水平方向に駆動できるものを適用することができる。ベローズ９７は、伸縮可能に形成される。ベローズ９７は、駆動軸９５のフランジと駆動機構９２の内壁とを接続している。

図３は、本実施形態におけるシールド部材のスリーブ接触面の一例を示す図である。図３に示すように、面当てタイプの場合、シールド部材である弁体８１のスリーブ９１が接触する面には、Ｏリング８５と、穴８６とが設けられている。なお、当該接触面は、平面とするが、弁体８１の曲面のＲが大きければ曲面のままとしてもよい。また、接触面が曲面の場合、Ｏリング８５が変形することでスリーブ９１を密着させてもよいし、スリーブ９１の端部を弁体８１のＲに合わせるようにしてもよい。Ｏリング８５は、弁体８１の表面にアリ溝等を設けることで弁体８１に設置する。Ｏリング８５は、スリーブ９１の端部が接触することで、スリーブ９１内部の空間を密封する。穴８６は、弁体８１のプラズマ生成空間Ｓ側と、排気空間Ｅ側とを連通する。スリーブ９１がＯリング８５を介して弁体８１に密着することで、プラズマ生成空間Ｓと、スリーブ９１内部の空間とが接続され、排気空間Ｅと切り離された状態となる。

図２の状態は、スリーブ９１が弁体８１に接触した状態を示している。この状態では、弁体８１に設けられた穴８６、ならびに、スリーブ９１、駆動軸９５のフランジおよび駆動機構９２内の中空部分を介して、プラズマ生成空間Ｓ（処理室）と配管９３とが連通し、プラズマ生成空間Ｓの圧力がキャパシタンスマノメータ９４に伝達される。このとき、キャパシタンスマノメータ９４で測定される圧力は、排気空間Ｅ等の外乱の影響を受けない状態となる。

次に、駆動軸９５をチャンバ１０の外側方向に移動させた場合、スリーブ９１が弁体８１と切り離された状態となり、スリーブ９１の弁体８１との接触側の端部がチャンバ１０の内壁に対して没した状態となる。つまり、弁体８１とスリーブ９１との間に隙間ができる。この状態では、弁体８１に設けられた穴８６を介して、プラズマ生成空間Ｓ（処理室）と、排気空間Ｅ（排気室）と、配管９３とが連通した状態となる。また、弁体８１は、上下方向に駆動可能な状態となる。

図４は、本実施形態におけるシールド部材とスリーブとの間のＯリングの配置の一例を示す図である。図４は、Ｏリング８５を弁体８１側に配置した面当てタイプの場合において、スリーブ９１が弁体８１に接触した状態１００と、切り離された状態１０１とを示している。状態１００に示すように、スリーブ９１がＯリング８５を介して弁体８１と接触している場合、プラズマ生成空間Ｓと、穴８６およびスリーブ９１の内部空間とは密封されている。一方、状態１０１に示すように、スリーブ９１が弁体８１と切り離され、Ｏリング８５と接触していない場合、プラズマ生成空間Ｓと、穴８６およびスリーブ９１の内部空間とは密封されず、排気空間Ｅと連通することになる。

Ｏリング８５は、スリーブ９１側に設けてもよく、この場合について図５を用いて説明する。図５は、本実施形態におけるシールド部材とスリーブとの間のＯリングの配置の他の一例を示す図である。図５は、Ｏリング８５ａをスリーブ９１側に配置した面当てタイプの場合において、スリーブ９１が弁体８１に接触した状態１０２と、切り離された状態１０３とを示している。図５では、Ｏリング８５ａをスリーブ９１の先端部に接着や溶着、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等によって設置している。状態１０２に示すように、スリーブ９１の端部に設けたＯリング８５ａが弁体８１と接触している場合、プラズマ生成空間Ｓと、穴８６およびスリーブ９１の内部空間とは密封されている。一方、状態１０３に示すように、スリーブ９１が弁体８１と切り離され、Ｏリング８５ａが弁体８１と接触していない場合、プラズマ生成空間Ｓと、穴８６およびスリーブ９１の内部空間とは密封されず、排気空間Ｅと連通することになる。

［スリーブ駆動機構９０の動作］
次に、図６を用いて弁体８１とスリーブ９１との動きについて説明する。図６は、本実施形態におけるスリーブ駆動機構の動作の一例を示す図である。図６の状態１１０に示すように、プロセス中、つまり、チャンバ１０のプラズマ生成空間ＳにプラズマＰが生成されている状態では、スリーブ９１が弁体８１に接触し、プラズマ生成空間Ｓの圧力がスリーブ９１および配管９３等を介してキャパシタンスマノメータ９４に伝達される。

制御部５は、プロセスが完了すると、状態１１１に示すように、スリーブ９１をチャンバ１０の外側方向に駆動させる（ステップＳ１）。なお、制御部５は、駆動機構９２内に設けられた図示しないセンサにてスリーブ９１の動作を検出している。状態１１１は、処理対象のウエハＷの搬出前の待機状態である。このとき、キャパシタンスマノメータ９４で測定される圧力は、プラズマ生成空間Ｓおよび排気空間Ｅを含むチャンバ１０内部の圧力である。つまり、キャパシタンスマノメータ９４は、搬送時の圧力調整を行う場合にもチャンバ１０内の圧力を監視することができる。

制御部５は、ウエハＷの搬送のための圧力調整が完了すると、状態１１２に示すように、弁体８１を下降させるとともにゲートバルブ５２を開放し、開口部５１からウエハＷの搬出が行われる（ステップＳ２）。なお、キャパシタンスマノメータ９４は、搬出時にもチャンバ１０内の圧力を監視することができる。

制御部５は、ウエハＷの搬出が完了すると、次に処理するウエハＷが搬入された後に、ゲートバルブ５２を閉じるとともに弁体８１を上昇させる（ステップＳ３）。

制御部５は、弁体８１の上昇が完了すると、スリーブ９１をチャンバ１０の中心側に駆動させ、スリーブ９１の端部を弁体８１に接触させる（ステップＳ４）。制御部５は、スリーブ９１の端部が弁体８１に接触すると、プラズマ生成空間Ｓの圧力が所定の圧力となるように、キャパシタンスマノメータ９４でプラズマ生成空間Ｓの圧力を監視しながらＡＰＣバルブ４８およびＴＭＰ４９を制御し、プロセスに適切な圧力となるとプラズマを生成し、プロセスを実行する。このように、本実施形態では、プラズマ生成空間Ｓの圧力を測定する際に、シールド部材である弁体８１に可動するスリーブ９１を接触させるので、プラズマ生成空間Ｓと排気空間Ｅとを分離できる。つまり、駆動箇所でも正確に圧力を測定できる。また、駆動箇所を考慮することなく複数の圧力計を設置することが可能となり、チャンバ１０内の圧力分布を測定することができる。

［スリーブ９１の駆動方法］
続いて、図７を用いてスリーブ９１の駆動方法を説明する。図７は、本実施形態におけるスリーブの駆動処理の一例を示すフローチャートである。

まず、制御部５は、スリーブ９１のチャンバ１０の中心方向側の端部がシールド部材（弁体８１）に接触した状態において、スリーブ９１をチャンバ１０の外側方向に駆動して、スリーブ９１を弁体８１から切り離す（ステップＳ１１）。

制御部５は、シールド部材（弁体８１）を上端から下端まで駆動する（ステップＳ１２）。制御部５は、チャンバ１０内にウエハＷを搬入、または、チャンバ１０内からウエハＷを搬出させる（ステップＳ１３）。制御部５は、シールド部材（弁体８１）を下端から上端まで駆動する（ステップＳ１４）。制御部５は、スリーブ９１をチャンバ１０の中心方向に駆動して、スリーブ９１のチャンバ１０の中心方向側の端部をシールド部材（弁体８１）に接続する（ステップＳ１５）。このように、本実施形態では、圧力測定のためのスリーブ９１をシールド部材（弁体８１）の駆動に応じて接触または切り離すので、弁体８１のような駆動箇所でも正確に圧力を測定できる。

［スリーブ駆動機構９０の各変形例］
上記した実施形態では、駆動軸９５のフランジにベローズ９７を設け、駆動機構９２の外側に駆動部９６を設けてスリーブ９１を水平方向に駆動したが、他の構造を用いてもよく、この場合の実施の形態につき、変形例１～３として説明する。なお、変形例１～３におけるプラズマ処理装置は、上記の実施形態のプラズマ処理装置１と同様であるので、その重複する構成および動作の説明については省略する。

図８は、変形例１におけるスリーブ駆動機構の断面の一例を示す部分拡大図である。図８に示すように、変形例１におけるスリーブ駆動機構９０ａは、実施形態と比較してスリーブ９１、駆動機構９２、駆動軸９５、駆動部９６およびベローズ９７に代えてスリーブ９１ａ、接続部９２ａ、駆動部９６ａおよび軸シール９７ａ，９７ｂを有する。スリーブ９１ａは、中心部分が駆動部９６ａのエアシリンダと接続され、エアシリンダの動きに合わせて水平方向に駆動される。接続部９２ａは、駆動部９６ａと配管９３とを接続する。また、接続部９２ａの内部の空間は、スリーブ９１ａがチャンバ１０の外側方向に駆動された際に、スリーブ９１ａのチャンバ１０の外側方向の端部が収納可能な空間となっている。駆動部９６ａは、エアシリンダによってスリーブ９１ａを駆動する。軸シール９７ａ，９７ｂは、駆動部９６ａのチャンバ１０の側壁側、および、接続部９２ａ側において、スリーブ９１ａの内部と連通する空間を密封（シール）する。

図９は、変形例２におけるスリーブ駆動機構の断面の一例を示す部分拡大図である。図９に示すように、変形例２におけるスリーブ駆動機構９０ｂは、実施形態と比較してスリーブ９１、駆動機構９２、駆動軸９５、駆動部９６およびベローズ９７に代えてスリーブ９１ｂ、接続部９２ｂ、駆動軸９５ａ、駆動部９６ｂおよびベローズ９７ｃ，９７ｄを有する。スリーブ９１ｂは、チャンバ１０の外側方向の端部が駆動軸９５ａと接続され、駆動部９６ｂによる駆動軸９５ａの動きに合わせて水平方向に駆動される。接続部９２ｂは、ベローズ９７ｄと配管９３とを接続する。駆動軸９５ａは、チャンバ１０の側壁と略平行に配置され、一方の端部にはスリーブ９１ｂが貫通し、スリーブ９１ｂを直角に保持するように接続されている。駆動軸９５ａの他方の端部は、駆動部９６ｂに接続される。駆動部９６ｂは、チャンバ１０の中心方向と外側方向とに駆動軸９５ａの端部をスライドさせることで、スリーブ９１ｂおよび駆動軸９５ａを水平方向に駆動する。ベローズ９７ｃ，９７ｄは、伸縮可能に形成される。ベローズ９７ｃは、駆動軸９５ａのチャンバ１０の中心方向の側とチャンバ１０の外壁とを接続している。ベローズ９７ｄは、駆動軸９５ａのチャンバ１０の外側方向の側と接続部９２ｂとを接続している。ベローズ９７ｃ，９７ｄは、スリーブ９１ｂの内部と連通する空間を密封する。

図１０は、変形例３におけるスリーブ駆動機構の断面の一例を示す部分拡大図である。図１０に示すように、変形例３におけるスリーブ駆動機構９０ｃは、実施形態と比較してベローズ９７に代えて軸シール９８を有する。軸シール９８は、駆動軸９５と駆動機構９２との間を密封（シール）する。つまり、軸シール９８は、スリーブ９１の内部と連通する空間を密封する。

変形例１～３のスリーブ駆動機構９０ａ，９０ｂ，９０ｃにおいても、実施形態のスリーブ駆動機構９０と同様に、スリーブ９１ａ，９１ｂ，９１をシールド部材（弁体８１）の駆動に応じて接触または切り離すので、弁体８１のような駆動箇所でも正確に圧力を測定できる。

［シールド部材とスリーブの接触面の各変形例］
上記した実施形態では、シールド部材（弁体８１）の壁面にＯリング８５を介してスリーブ９１を接触させたが、シールド部材（弁体８１）の壁面にスリーブ９１の端部を挿入可能な凹部を設けてもよく、この場合の実施の形態につき、変形例４～７として説明する。なお、変形例４～７におけるプラズマ処理装置は、上記の実施形態のプラズマ処理装置１と同様であるので、その重複する構成および動作の説明については省略する。

図１１は、変形例４～７におけるシールド部材のスリーブ接触面の一例を示す図である。図１１に示すように、シールド部材である弁体８１のスリーブ９１が接触する面には、凹部８７が設けられている。凹部８７の底面には、穴８６ａが複数設けられている。また、凹部８７の底面には、Ｏリングをはめ込むための溝８８が設けられている。なお、溝８８は、スリーブ９１の端部側にＯリングを設ける場合には不要である。穴８６ａは、弁体８１のプラズマ生成空間Ｓ側と、排気空間Ｅ側とを連通する。スリーブ９１が凹部８７に挿入され、Ｏリングを介して弁体８１に密着することで、プラズマ生成空間Ｓと、スリーブ９１内部の空間とが接続され、排気空間Ｅと切り離された状態となる。なお、溝８８またはスリーブ９１の端部にＯリングを設ける面当てタイプの場合、凹部８７の側面８７ａとスリーブ９１との間は隙間がある状態となる。また、以下の変形例４～７では、Ａ－Ａ断面におけるシールド部材（弁体８１）、Ｏリングおよびスリーブ９１を図１２～図１５として示している。なお、以下の各図面では、Ｏリングの変形は省略している。

図１２は、変形例４におけるシールド部材とスリーブとの間のＯリングの配置の一例を示す図である。変形例４は、凹部８７を設けた場合の面当てタイプの一例である。図１２は、Ｏリング８５を溝８８にはめ込んで弁体８１側に配置した場合において、スリーブ９１が凹部８７に挿入された状態１２０と、引き抜かれた状態１２１とを示している。状態１２０に示すように、スリーブ９１がＯリング８５を介して凹部８７の底部と接触している場合、プラズマ生成空間Ｓと、穴８６ａおよびスリーブ９１の内部空間とは密封されている。一方、状態１２１に示すように、スリーブ９１が凹部８７から引き抜かれ、Ｏリング８５と接触していない場合、プラズマ生成空間Ｓと、穴８６ａおよびスリーブ９１の内部空間とは密封されず、排気空間Ｅと連通することになる。

図１３は、変形例５におけるシールド部材とスリーブとの間のＯリングの配置の一例を示す図である。変形例５は、凹部８７を設けた場合の面当てタイプの一例である。図１３は、Ｏリング８５ａをスリーブ９１側に配置した場合において、スリーブ９１が凹部８７に挿入された状態１２２と、引き抜かれた状態１２３とを示している。図１３では、Ｏリング８５ａをスリーブ９１の先端部に接着や溶着、ＣＶＤ等によって設置している。また、図１３では、凹部８７には溝８８は設けられていない。状態１２２に示すように、スリーブ９１の端部に設けたＯリング８５ａが凹部８７の底部と接触している場合、プラズマ生成空間Ｓと、穴８６ａおよびスリーブ９１の内部空間とは密封されている。一方、状態１２３に示すように、スリーブ９１が凹部８７から引き抜かれ、Ｏリング８５ａが凹部８７の底部と接触していない場合、プラズマ生成空間Ｓと、穴８６ａおよびスリーブ９１の内部空間とは密封されず、排気空間Ｅと連通することになる。

図１４は、変形例６におけるシールド部材とスリーブとの間のＯリングの配置の一例を示す図である。変形例６は、凹部８７を設けた場合の軸シールタイプの一例である。図１４は、Ｏリング８５ｂを凹部８７の側面８７ａに配置した場合において、スリーブ９１が凹部８７に挿入された状態１２４と、引き抜かれた状態１２５とを示している。図１４では、凹部８７には溝８８は設けられていない。状態１２４に示すように、スリーブ９１が凹部８７に挿入されＯリング８５ｂがスリーブ９１の端部側面と接触している場合、プラズマ生成空間Ｓと、穴８６ａおよびスリーブ９１の内部空間とは密封されている。一方、状態１２５に示すように、スリーブ９１が凹部８７から引き抜かれ、Ｏリング８５ｂとスリーブ９１の端部側面とが接触していない場合、プラズマ生成空間Ｓと、穴８６ａおよびスリーブ９１の内部空間とは密封されず、排気空間Ｅと連通することになる。

図１５は、変形例７におけるシールド部材とスリーブとの間のＯリングの配置の一例を示す図である。変形例７は、凹部８７を設けた場合の軸シールタイプの一例である。図１５は、Ｏリング８５ｃをスリーブ９１の端部側面側に配置した場合において、スリーブ９１が凹部８７に挿入された状態１２６と、引き抜かれた状態１２７とを示している。図１５では、Ｏリング８５ｃをスリーブ９１の端部側面に設けた溝（図示しない）にはめるか、または、接着や溶着、ＣＶＤ等によって設置している。また、図１５では、凹部８７には溝８８は設けられていない。状態１２６に示すように、スリーブ９１の端部側面に設けたＯリング８５ｃが凹部８７の側面８７ａと接触している場合、プラズマ生成空間Ｓと、穴８６ａおよびスリーブ９１の内部空間とは密封されている。一方、状態１２７に示すように、スリーブ９１が凹部８７から引き抜かれ、Ｏリング８５ｃが凹部８７の側面８７ａと接触していない場合、プラズマ生成空間Ｓと、穴８６ａおよびスリーブ９１の内部空間とは密封されず、排気空間Ｅと連通することになる。変形例４～７では、弁体８１に凹部８７を設けることで、穴８６ａのコンダクタンスが実施形態の穴８６よりも大きくなる（良くなる）。

［シールド部材にスリーブ端部を挿入可能な各変形例］
変形例４～７では、弁体８１のスリーブ９１の接触面に凹部８７を設けたが、弁体８１にスリーブが挿入可能となる貫通穴を設け、スリーブの先端部を袋状にしてプラズマ生成空間Ｓに暴露されるようにしてもよく、この場合の実施の形態につき、変形例８～１２として説明する。なお、変形例８～１２におけるプラズマ処理装置は、上記の実施形態のプラズマ処理装置１と同様であるので、その重複する構成および動作の説明については省略する。

図１６は、変形例８～１２におけるシールド部材のスリーブ接触面の一例を示す図である。図１６に示すように、シールド部材である弁体８１のスリーブが挿入される面には、貫通穴８９が設けられている。図１６では、貫通穴８９が設けられる壁面について平面となるように加工され、貫通穴８９は、側面８９ａが当該平面と略垂直となるように開けられている。また、以下の変形例８～１２では、Ｂ－Ｂ断面におけるシールド部材（弁体８１）、Ｏリングおよびスリーブを図１７～図２０および図２３として示している。なお、以下の各図面では、Ｏリングの変形は省略している。

図１７は、変形例８におけるシールド部材とスリーブとの間のＯリングの配置の一例を示す図である。変形例８は、貫通穴８９を設けた場合の面当てタイプの一例である。図１７は、Ｏリング８５ｄを弁体８１の貫通穴８９の周囲に配置した場合において、スリーブ９１ｃが貫通穴８９に挿入された状態１２８と、引き抜かれた状態１２９とを示している。図１７に示すスリーブ９１ｃでは、先端部分が袋状となるように面９１ｄが設けられている。また、面９１ｄには、複数の穴９１ｅを設けている。スリーブ９１ｃには、さらに、弁体８１の貫通穴８９に挿入したときにチャンバ１０内に所定量以上挿入されないようにストッパ９１ｆを設けている。ストッパ９１ｆは、先端側の面９１ｇがＯリング８５ｄと接触するようになっている。

状態１２８に示すように、スリーブ９１ｃの面９１ｇとＯリング８５ｄとが接触している場合、プラズマ生成空間Ｓと、穴９１ｅおよびスリーブ９１ｃの内部空間とは密封されている。一方、状態１２９に示すように、スリーブ９１ｃが貫通穴８９から引き抜かれ、Ｏリング８５ｄと面９１ｇとが接触していない場合、プラズマ生成空間Ｓと、穴９１ｅおよびスリーブ９１ｃの内部空間とは密封されず、排気空間Ｅと連通することになる。

図１８は、変形例９におけるシールド部材とスリーブとの間のＯリングの配置の一例を示す図である。変形例９は、貫通穴８９を設けた場合の面当てタイプの一例である。変形例９のスリーブ９１ｃでは、変形例８と同様に、面９１ｄ、穴９１ｅ、ストッパ９１ｆおよび面９１ｇを有する。図１８は、Ｏリング８５ｅをストッパ９１ｆの面９１ｇに配置した場合において、スリーブ９１ｃが貫通穴８９に挿入された状態１３０と、引き抜かれた状態１３１とを示している。図１８では、Ｏリング８５ｅを面９１ｇに設けた溝（図示しない）にはめるか、または、接着や溶着、ＣＶＤ等によって設置している。

状態１３０に示すように、貫通穴８９の周囲とＯリング８５ｅとが接触している場合、プラズマ生成空間Ｓと、穴９１ｅおよびスリーブ９１ｃの内部空間とは密封されている。一方、状態１３１に示すように、スリーブ９１ｃが貫通穴８９から引き抜かれ、貫通穴８９の周囲とＯリング８５ｅとが接触していない場合、プラズマ生成空間Ｓと、穴９１ｅおよびスリーブ９１ｃの内部空間とは密封されず、排気空間Ｅと連通することになる。

図１９は、変形例１０におけるシールド部材とスリーブとの間のＯリングの配置の一例を示す図である。変形例１０は、貫通穴８９を設けた場合の軸シールタイプの一例である。変形例１０のスリーブ９１ｃでは、変形例８と同様に、面９１ｄ、穴９１ｅおよびストッパ９１ｆを有する。図１９は、Ｏリング８５ｆを貫通穴８９の側面８９ａに配置した場合において、スリーブ９１ｃが貫通穴８９に挿入された状態１３２と、引き抜かれた状態１３３とを示している。図１９では、Ｏリング８５ｆを側面８９ａに設けた溝（図示しない）にはめるか、または、接着や溶着、ＣＶＤ等によって設置している。

状態１３２に示すように、スリーブ９１ｃの端部側面９１ｈとＯリング８５ｆとが接触している場合、プラズマ生成空間Ｓと、穴９１ｅおよびスリーブ９１ｃの内部空間とは密封されている。一方、状態１３３に示すように、スリーブ９１ｃが貫通穴８９から引き抜かれ、スリーブ９１ｃの端部側面９１ｈとＯリング８５ｆとが接触していない場合、プラズマ生成空間Ｓと、穴９１ｅおよびスリーブ９１の内部空間とは密封されず、排気空間Ｅと連通することになる。

図２０は、変形例１１におけるシールド部材とスリーブとの間のＯリングの配置の一例を示す図である。変形例１１は、貫通穴８９を設けた場合の軸シールタイプの一例である。変形例１１のスリーブ９１ｃでは、変形例８と同様に、面９１ｄ、穴９１ｅおよびストッパ９１ｆを有する。図２０は、Ｏリング８５ｇをスリーブ９１ｃの端部側面９１ｈに配置した場合において、スリーブ９１ｃが貫通穴８９に挿入された状態１３４と、引き抜かれた状態１３５とを示している。図２０では、Ｏリング８５ｇをスリーブ９１ｃの端部側面９１ｈに設けた溝（図示しない）にはめるか、または、接着や溶着、ＣＶＤ等によって設置している。

状態１３４に示すように、貫通穴８９の側面８９ａとＯリング８５ｇとが接触している場合、プラズマ生成空間Ｓと、穴９１ｅおよびスリーブ９１ｃの内部空間とは、排気空間Ｅに対して密封されている。一方、状態１３５に示すように、スリーブ９１ｃが貫通穴８９から引き抜かれ、貫通穴８９の側面８９ａとＯリング８５ｇとが接触していない場合、プラズマ生成空間Ｓと、穴９１ｅおよびスリーブ９１ｃの内部空間とは密封されず、排気空間Ｅと連通することになる。

ここで、図２１を用いて軸シールの場合におけるＯリングの保持方法について説明する。図２１は、軸シールの場合におけるＯリングの保持方法の一例を示す図である。図２１では、Ｏリングの保持方法１３６，１３７を例示する。保持方法１３６は、例えば、スリーブ９１ｉに角溝１３８を設け、角溝１３８でＯリングを保持することで、スリーブ９１ｉと、チャンバ１０、弁体８１および接続部９２ａといった相手側との間で密封状態を保つ。なお、角溝１３８を設けることが出来ない場合は、Ｏリングを接着や溶着、ＣＶＤ等によって設置する。保持方法１３７は、例えば、スリーブ９１ｊの端部にフランジ９１ｋを設け、フランジ９１ｋと、チャンバ１０、弁体８１および接続部９２ａといった相手側の端部との接触部分である三角溝１３９でＯリングを保持することで、密封状態を保つ。

次に、図２２を用いてスリーブ９１ｃのチャンバ１０の中心方向側の先端部の形状について説明する。図２２は、スリーブの先端部の形状の一例を示す図である。なお、図２２では、シールド部材である弁体８１のＲを強調して描いている。図２２では、変形例８～１２に示すような貫通穴８９にスリーブ９１ｃを挿入する場合における、スリーブ９１ｃの先端部の形状の状態１４０，１４１を例示する。状態１４０は、スリーブ９１ｃの先端部の面９１ｄが平面である場合を示しており、シールド部材である弁体８１の周方向の一部が凸や凹となっている。一方、状態１４１は、スリーブ９１ｃの先端部の面９１ｍが弁体８１のＲに合わせた曲面となっているので、弁体８１と接する部分が滑らかな曲面となっている。状態１４１に示す面９１ｍとした場合の方が、プラズマ生成空間Ｓにおいて生成されるプラズマへの影響をより低減することができる。

続いて、図２３および図２４を用いて、Ｏリングを用いない変形例について説明する。図２３は、変形例１２におけるシールド部材とスリーブとの接続の一例を示す図である。変形例１２のスリーブ９１ｃでは、変形例８と同様に、面９１ｄ、穴９１ｅおよびストッパ９１ｆを有する。図２３は、Ｏリングを用いずにスリーブ９１ｃが貫通穴８９に挿入された状態１４２を示している。

状態１４２に示すように、貫通穴８９の側面８９ａとスリーブ９１ｃの端部側面との隙間が小さい場合、経路１４３に示す排気空間Ｅからの外乱は、プラズマ生成空間Ｓから穴９１ｅを介してスリーブ９１の内部に至る経路１４４と比較して小さくなる。すなわち、経路１４３のコンダクタンスは、経路１４４と比べて小さくなる。従って、キャパシタンスマノメータ９４での圧力の測定に対する影響は軽微なものとなる。

図２４は、変形例１３におけるシールド部材とスリーブとの接続の一例を示す図である。図２４では、他のＯリングを用いない接続方法１４５，１４６を例示する。接続方法１４５では、弁体８１に階段状の凹部８７ｂを設け、先端部が凹部８７ｂと嵌合する形状としたスリーブ９１ｎを用いた場合である。接続方法１４６では、外周部にリング状の突起を設けた凹部８７ｃを弁体８１に設け、先端部が凹部８７ｃのリング状の突起と嵌合する形状としたスリーブ９１ｐを用いた場合である。接続方法１４５，１４６では、シールド部材（弁体８１）の壁面に設けた凹部８７ｂ，８７ｃと、スリーブ９１ｎ，９１ｐの端部の形状とを組み合わせてラビリンス構造とすることで、排気空間Ｅからの外乱、つまりコンダクタンスが小さくなるようにしている。

以上、本実施形態によれば、基板処理装置（プラズマ処理装置１）は、チャンバ１０と、シールド部材（弁体８１）と、中継部材（スリーブ９１）とを有する。チャンバ１０は、導入されるガスにより基板への処理を実行する処理室（プラズマ生成空間Ｓ）と、処理室内のガスを排気する排気室（排気空間Ｅ）と、を有する。シールド部材は、チャンバ１０の側壁近傍の少なくとも一部に設けられ、処理室と排気室とを隔てるとともに、チャンバ１０の側壁と平行な壁面の一部に処理室と排気室とを連通する穴８６を有し、上下方向に駆動可能なシールド部材である。中継部材は、チャンバ１０の外部の計器（キャパシタンスマノメータ９４）に接続される配管９３と接続され、水平方向に駆動可能であり、シールド部材が上端に達した時にチャンバの中心方向に駆動されて、中心方向側の端部がシールド部材と接続するとともに、穴８６を介して処理室と配管９３とを連通する中空の中継部材である。その結果、シールド部材等の駆動箇所でも正確に処理室内の状態（例えば圧力）を測定できる。

また、本実施形態によれば、穴８６は、中継部材が接触する壁面に、中継部材の内径より狭い範囲に１つまたは複数個設ける。その結果、プラズマ生成空間Ｓの圧力をチャンバ１０の外部の圧力計（キャパシタンスマノメータ９４）で測定できる。

また、変形例４～７によれば、シールド部材は、中継部材が接触する壁面の外側に、中継部材の中心方向側の端部を挿入可能な凹部８７を設ける。その結果、シールド部材の壁面におけるコンダクタンスを大きくすることができる。

また、変形例４，５によれば、中継部材が接触する壁面、または、中継部材の中心方向側の端部にＯリング（８５，８５ａ）を有し、中継部材の中心方向側の端部が壁面に接触している場合に、処理室と排気室との間をＯリング（８５，８５ａ）で密封する。その結果、プラズマ生成空間Ｓの圧力をチャンバ１０の外部の圧力計で測定できる。

また、変形例６，７によれば、凹部８７の側面、または、中継部材の中心方向側の端部の外側にＯリング（８５ｂ，８５ｃ）を有し、中継部材の中心方向側の端部が凹部８７に挿入された場合に、処理室と排気室との間をＯリングで密封する。その結果、プラズマ生成空間Ｓの圧力をチャンバ１０の外部の圧力計で測定できる。

また、変形例８～１２によれば、穴は、中継部材の中心方向側の端部を挿入可能な貫通穴８９である。その結果、その結果、プラズマ生成空間Ｓの圧力をチャンバ１０の外部の圧力計で測定できる。

また、変形例８～１２によれば、中継部材の中心方向側の端部は、端面（面９１ｄ）が袋状であり、端面に１つまたは複数の穴９１ｅを有する。その結果、中継部材側でコンダクタンスを制御することができる。

また、変形例８～１２によれば、中継部材の中心方向側の端部は、貫通穴８９に挿入された状態で壁面と接触するストッパ９１ｆを有する。その結果、中継部材の中心方向側の端部がプラズマ生成空間Ｓ内に突出することを抑制できる。

また、変形例８，９によれば、ストッパ９１ｆが接触する壁面、または、ストッパ９１ｆの壁面と接触する面９１ｇにＯリング（８５ｄ，８５ｅ）を有し、中継部材の中心方向側の端部が貫通穴８９に挿入された場合に、処理室と排気室との間をＯリングで密封する。その結果、プラズマ生成空間Ｓの圧力をチャンバ１０の外部の圧力計で測定できる。

また、変形例１０，１１によれば、貫通穴８９の側面８９ａ、または、中継部材の中心方向側の端部の外側（端部側面９１ｈ）にＯリング（８５ｆ，８５ｇ）を有し、中継部材の中心方向側の端部が貫通穴８９に挿入された場合に、処理室と排気室との間をＯリングで密封する。その結果、プラズマ生成空間Ｓの圧力をチャンバ１０の外部の圧力計で測定できる。

また、変形例１２，１３によれば、中継部材の中心方向側の端部がシールド部材と接続する部分は、隙間を有する。その結果、Ｏリングを省略することができる。

また、変形例１２，１３によれば、隙間のコンダクタンスは、シールド部材の穴８６のコンダクタンス、または、中継部材の中心方向側の端部における端面の穴９１ｅのコンダクタンスより小さい値である。その結果、計器での測定に対する影響を軽微なものとすることができる。

また、本実施形態および変形例１～３によれば、中継部材は、内部がベローズ（９７，９７ｃ，９７ｄ）または軸シール（９７ａ，９７ｂ，９８）により外部と隔てられた状態で、水平方向に駆動可能である。その結果、シールド部材等の駆動箇所でも正確に圧力を測定できる。

また、本実施形態および各変形例によれば、計器は、処理室の内部の状態を計測する。その結果、正確に処理室内の状態を測定できる。

また、本実施形態および各変形例によれば、計器は、圧力計、および、処理室内に存在するガスを測定する質量分析計のうち、１つまたは複数である。その結果、圧力およびガスの種類のうち、１つまたは複数を正確に測定できる。

今回開示された実施形態は、すべ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。上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形体で省略、置換、変更されてもよい。

また、上記した実施形態では、基板処理装置の一例としてプラズマ処理装置１を用いて説明したが、これに限定されない。例えば、真空引きを行う各種の装置、例えば、搬送装置等における駆動部分を有する場所の圧力を測定する場合にも適用してもよい。

また、上記した実施形態では、処理室内の状態を示す値である圧力を測定する圧力計を用いたが、これに限定されない。例えば、処理室内の状態を示す値の他の例としては、処理室内に存在するガスの種類があり、このガスの種類を計測する質量分析計等が用いられてもよい。質量分析計の一例としては、四重極質量分析計（Quadrupole Mass Spectrometer：ＱＭＳ）が挙げられる。すなわち、処理室内の状態を示す値を測定可能な計器を用いる場合にも適応してもよい。

１ プラズマ処理装置
５ 制御部
１０ チャンバ
５１ 開口部
５２ ゲートバルブ
７１ 第１デポシールド
７２ 第２デポシールド
８１ 弁体（シールド部材）
８２ 昇降機構
８５，８５ａ～８５ｇ Ｏリング
８６ 穴
８７ 凹部
８９ 貫通穴
８９ａ 側面
９０ スリーブ駆動機構
９１ スリーブ
９１ｄ 面
９１ｅ 穴
９１ｆ ストッパ
９１ｈ 端部側面
９２ 駆動機構
９３ 配管
９４，９４ａ，９４ｂ キャパシタンスマノメータ
９５ 駆動軸
９６ 駆動部
９７，９７ｃ，９７ｄ ベローズ
９７ａ，９７ｂ，９８ 軸シール
Ｅ 排気空間
Ｓ プラズマ生成空間
Ｗ ウエハ

Claims (16)

1. 導入されるガスにより基板への処理を実行する処理室と、前記処理室内のガスを排気する排気室と、を有するチャンバと、
   前記チャンバの側壁近傍の少なくとも一部に設けられ、前記処理室と前記排気室とを隔てるとともに、前記チャンバの側壁と平行な壁面の一部に前記処理室と前記排気室とを連通する穴を有し、上下方向に駆動可能なシールド部材と、
   前記チャンバの外部の計器に接続される配管と接続され、水平方向に駆動可能であり、前記シールド部材が上端に達した時に前記チャンバの中心方向に駆動されて、前記中心方向側の端部が前記シールド部材と接続するとともに、前記穴を介して前記処理室と前記配管とを連通する中空の中継部材と、
   を有する基板処理装置。
2. 前記穴は、前記中継部材が接触する前記壁面に、前記中継部材の内径より狭い範囲に１つまたは複数個設ける、
   請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記シールド部材は、前記中継部材が接触する前記壁面の外側に、前記中継部材の前記中心方向側の前記端部を挿入可能な凹部を設ける、
   請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記中継部材が接触する前記壁面、または、前記中継部材の前記中心方向側の端部にＯリングを有し、前記中継部材の前記中心方向側の前記端部が前記壁面に接触している場合に、前記処理室と前記排気室との間を前記Ｏリングで密封する、
   請求項１～３のいずれか１つに記載の基板処理装置。
5. 前記凹部の側面、または、前記中継部材の前記中心方向側の前記端部の外側にＯリングを有し、前記中継部材の前記中心方向側の前記端部が前記凹部に挿入された場合に、前記処理室と前記排気室との間を前記Ｏリングで密封する、
   請求項３に記載の基板処理装置。
6. 前記穴は、前記中継部材の前記中心方向側の前記端部を挿入可能な貫通穴である、
   請求項１に記載の基板処理装置。
7. 前記中継部材の前記中心方向側の前記端部は、端面が袋状であり、前記端面に１つまたは複数の穴を有する、
   請求項６に記載の基板処理装置。
8. 前記中継部材の前記中心方向側の前記端部は、前記貫通穴に挿入された状態で前記壁面と接触するストッパを有する、
   請求項７に記載の基板処理装置。
9. 前記ストッパが接触する前記壁面、または、前記ストッパの前記壁面と接触する面にＯリングを有し、前記中継部材の前記中心方向側の前記端部が前記貫通穴に挿入された場合に、前記処理室と前記排気室との間を前記Ｏリングで密封する、
   請求項８に記載の基板処理装置。
10. 前記貫通穴の側面、または、前記中継部材の前記中心方向側の前記端部の外側にＯリングを有し、前記中継部材の前記中心方向側の前記端部が前記貫通穴に挿入された場合に、前記処理室と前記排気室との間を前記Ｏリングで密封する、
    請求項８に記載の基板処理装置。
11. 前記中継部材の前記中心方向側の前記端部が前記シールド部材と接続する部分は、隙間を有する、
    請求項１～３、７、８のいずれか１つに記載の基板処理装置。
12. 前記隙間のコンダクタンスは、前記シールド部材の前記穴のコンダクタンス、または、前記中継部材の前記中心方向側の前記端部における端面の前記穴のコンダクタンスより小さい値である、
    請求項１１に記載の基板処理装置。
13. 前記中継部材は、内部がベローズまたは軸シールにより外部と隔てられた状態で、水平方向に駆動可能である、
    請求項１～１２のいずれか１つに記載の基板処理装置。
14. 前記計器は、前記処理室の内部の状態を計測する、
    請求項１～１３のいずれか１つに記載の基板処理装置。
15. 前記計器は、圧力計、および、前記処理室内に存在するガスを測定する質量分析計のうち、１つまたは複数である、
    請求項１～１４のいずれか１つに記載の基板処理装置。
16. 基板処理装置における中継部材の駆動方法であって、
    前記基板処理装置は、
    導入されるガスにより基板への処理を実行する処理室と、前記処理室内のガスを排気する排気室と、を有するチャンバと、
    前記チャンバの側壁近傍の少なくとも一部に設けられ、前記処理室と前記排気室とを隔てるとともに、前記チャンバの側壁と平行な壁面の一部に前記処理室と前記排気室とを連通する穴を有し、上下方向に駆動可能なシールド部材と、
    前記チャンバの外部の計器に接続される配管と接続され、水平方向に駆動可能であり、前記シールド部材が上端に達した時に前記チャンバの中心方向に駆動されて、前記中心方向側の端部が前記シールド部材と接続するとともに、前記穴を介して前記処理室と前記配管とを連通する中空の中継部材と、を備え、
    前記中継部材の前記中心方向側の前記端部が前記シールド部材と接続した状態において、前記中継部材を前記チャンバの外側方向に駆動して、前記中継部材を前記シールド部材から切り離す工程と、
    前記シールド部材を上端から下端まで駆動する工程と、
    前記チャンバ内に基板を搬入、または、前記チャンバ内から前記基板を搬出する工程と、
    前記シールド部材を前記下端から前記上端まで駆動する工程と、
    前記中継部材を前記中心方向に駆動して、前記中継部材を前記シールド部材に接続する工程と、
    を有する中継部材の駆動方法。

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