KR20180094895A - 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

플라즈마 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20180094895A
KR20180094895A KR1020187016669A KR20187016669A KR20180094895A KR 20180094895 A KR20180094895 A KR 20180094895A KR 1020187016669 A KR1020187016669 A KR 1020187016669A KR 20187016669 A KR20187016669 A KR 20187016669A KR 20180094895 A KR20180094895 A KR 20180094895A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
shutter
baffle plate
holes
cylindrical portion
stroke
Prior art date
Application number
KR1020187016669A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102618930B1 (ko
Inventor
유키 호사카
요시히로 우메자와
도시키 나카지마
마요 우다
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20180094895A publication Critical patent/KR20180094895A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102618930B1 publication Critical patent/KR102618930B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623—Mechanical discharge control means
    • H01J37/32633—Baffles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32816—Pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

플라즈마 처리 장치(10)는, 배플판(61)과, 셔터(62)와, 구동 장치(70)를 갖춘다. 배플판(61)은, 원통형상으로서, 측벽에 복수의 관통 구멍(61h)이 형성된다. 셔터(62)는, 원통형상으로서, 배플판(61)의 축방향으로 배플판(61)의 측벽을 따라서 이동 가능하게 배플판(61)의 주위에 설치된다. 구동 장치(70)는, 셔터(62)를 배플판(61)의 측벽을 따라서 이동시킨다. 복수의 관통 구멍(61h)은, 셔터(62)가 하측으로 이동할수록, 셔터(62)의 이동량에 대한, 셔터(62)에 덮이지 않은 관통 구멍(61h)의 합성 컨덕턴스의 변화량이 증가하도록, 배플판(61)의 측벽에 배치되어 있다.

Description

플라즈마 처리 장치
본 발명의 여러가지 측면 및 실시형태는, 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스 또는 FPD(Flat Panel Display)와 같은 전자 디바이스의 제조에 있어서는, 피처리체의 가공을 위해, 피처리체에 대하여 플라즈마 처리가 행해진다. 플라즈마 처리에 이용되는 플라즈마 처리 장치는, 예컨대, 처리 용기, 배치대, 가스 공급부 및 배기 장치를 갖고 있다. 배치대는 처리 용기 내에 설치되어 있고, 가스 공급부 및 배기 장치는 처리 용기 내의 공간에 접속되어 있다.
최근, 상이한 압력 조건의 2 이상의 플라즈마 처리를 하나의 플라즈마 처리 장치에 있어서 연속적으로 행하는 것이 요청되고 있다. 이러한 압력 변화를 수반하는 플라즈마 처리에서는, 압력을 변화시키는 기간, 즉 천이 시간을 짧게 하는 것이 바람직하다. 압력의 천이 시간을 짧게 하기 위해서는, 피처리체를 배치하는 공간의 체적을 작게 하는 것이 바람직하다.
이러한 요청에 응하는 플라즈마 처리 장치로서, 예컨대 특허문헌 1에 기재된 플라즈마 처리 장치가 제안되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 배치대와 처리 용기 사이에 개재된 2개의 배플판을 갖고 있다. 2개의 배플판의 상측의 제1 공간은 피처리체가 배치되는 영역을 포함하고 있고, 상기 제1 공간에는 가스 공급부가 접속되어 있다. 또한, 2개의 배플 부재의 하측의 제2 공간에는 배기 장치가 접속되어 있다.
2개의 배플판은, 수평 방향으로 연장된 원형의 판이며, 이들 2개의 배플판에는 복수의 개구가 형성되어 있고, 이들 개구는 둘레 방향으로 배열되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 플라즈마 처리 장치에서는, 2개의 배플판 중 하나를 둘레 방향으로 회전시키는 것에 의해, 2개의 배플판의 개구의 수직 방향에서의 중복 정도가 조정된다. 이에 따라, 특허문헌 1에 기재된 플라즈마 처리 장치에서는, 제1 공간과 제2 공간 사이의 컨덕턴스가 조정되어, 제1 공간의 압력이 조정된다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2001-196313호 공보
그런데, 특허문헌 1에 기재된 플라즈마 처리 장치에서는, 2개의 배플판의 간격을 극단적으로 작게 하지 않으면, 제1 공간의 압력을 높은 압력으로 설정하는 것은 어렵다. 즉, 2개의 배플판의 간격을 극단적으로 작게 하지 않으면, 제1 공간과 제2 공간 사이의 컨덕턴스를 작게 하는 것이 어렵다. 그러나, 2개의 배플판의 간격이 좁아지면, 이들 배플판끼리 접촉하고, 파티클이 발생하는 경우가 있다.
또한, 2개의 배플판끼리의 접촉을 허용하기 위해, 혹은, 2개의 배플판을 양자간의 간극이 작아지도록 정밀하게 작성하기 위해서는, 이들 2개의 배플판의 두께를 크게 할 필요가 있다. 그러나, 2개의 배플판의 두께가 큰 경우에는, 양자의 개구가 완전히 중복되도록 2개의 배플판을 배치하더라도, 제1 공간과 제2 공간 사이의 컨덕턴스가 그다지 커지지 않는다. 그 때문에, 제1 공간의 압력을 낮게 하는 것이 어려워진다. 따라서, 특허문헌 1에 기재된 플라즈마 처리 장치에서는, 피처리체가 배치되는 처리 공간 내의 압력의 제어성을 향상시키는 것이 어렵다. 또, 제1 공간의 압력을 낮게 하기 위해서는, 2개의 배플판의 개구의 사이즈를 크게 하는 것이 고려되지만, 개구의 사이즈가 커지면 제2 공간에 플라즈마가 침입하게 된다.
또한, 2개의 배플판의 두께를 크게 하면, 배플판의 중량이 증대한다. 이에 따라, 배플판의 구동 장치가 대형화한다. 따라서, 배플판의 두께를 크게 하는 것, 혹은, 배플판에 형성되는 개구의 사이즈를 크게 하는 것은 현실적이지 않다.
본 발명의 일측면은, 피처리체에 대하여 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치로서, 처리 용기와, 배치대와, 배플판과, 셔터와, 구동 장치를 갖춘다. 배치대는, 처리 용기 내에 설치되고, 피처리체가 배치된다. 배플판은, 원통형상으로서, 측벽에 복수의 관통 구멍이 형성되고, 배치대 상의 처리 공간과 배치대 주위의 배기 공간을 구획한다. 셔터는, 원통형상으로서, 내주면의 직경이 배플판의 외주면의 직경보다 길고, 배플판의 축방향으로 배플판의 측벽을 따라서 이동 가능하게 배플판의 주위에 설치된다. 구동 장치는, 셔터를 배플판의 측벽을 따라서 이동시킴으로써, 셔터에 덮이지 않은 복수의 관통 구멍에 의해 구성되는 합성 컨덕턴스를 변경한다. 또한, 복수의 관통 구멍은, 셔터가 하측으로 이동할수록, 셔터의 이동량에 대한, 셔터에 덮이지 않은 관통 구멍의 합성 컨덕턴스의 변화량이 증가하도록, 배플판의 측면에 배치되어 있다.
본 발명의 여러가지 측면 및 실시형태에 의하면, 피처리체가 배치되는 처리 공간 내의 압력의 제어성을 향상시키는 것이 가능한 플라즈마 처리 장치가 제공된다.
도 1은, 플라즈마 처리 장치의 일례를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 배플판의 제1 원통부 및 셔터의 제2 원통부의 일례를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은, 배플판의 제1 원통부 및 셔터의 제2 원통부의 일례를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는, 배플판 및 셔터의 일례를 나타내는 파단 사시도이다.
도 5는, 실시예 1에서의 배플판의 제1 원통부에 형성된 관통 구멍의 배치의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 6은, 셔터의 제어에 관련된 제어계의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 7은, 비교예에서의 배플판의 제1 원통부를 나타내는 도면이다.
도 8은, 비교예에서의 압력 제어의 실험 결과를 나타내는 도면이다.
도 9는, 목표가 되는 압력 변화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은, 목표가 되는 컨덕턴스의 변화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은, 각 스트로크에 대응하는 영역 내의 관통 구멍의 합성 컨덕턴스의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는, 실시예 1에서의 관통 구멍의 배치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13은, 실시예 1에서의 압력 제어의 시뮬레이션 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14는, 배플판의 제1 원통부에 형성된 관통 구멍의 배치의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 15는, 실시예 2에서의 배플판의 제1 원통부에 형성된 관통 구멍의 배치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 16은, 실시예 2에서의 압력 제어의 평가 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
도 17은, 각 스트로크에 대응하는 영역에 배치되는 관통 구멍의 반경 및 개수의 일례를 나타내는 도면이다.
도 18은, 압력 제어의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 19는, 배플판의 제1 원통부에 형성된 관통 구멍의 배치의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 20은, 압력 제어의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 21은, 압력의 펄스 제어의 일례를 나타내는 도면이다.
이하에, 개시하는 플라즈마 처리 장치의 실시형태에 관해, 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 또, 본 실시형태에 의해 개시되는 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
[플라즈마 처리 장치(10)의 구성]
도 1은, 플라즈마 처리 장치(10)의 일례를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1에는, 플라즈마 처리 장치(10)의 종단면 구조가 개략적으로 나타나 있다. 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치(10)는, 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치이다. 플라즈마 처리 장치(10)는 처리 용기(12)를 갖춘다. 처리 용기(12)는, 예컨대, 표면에 양극 산화 처리가 실시된 알루미늄 등에 의해 구성되어 있다. 처리 용기(12)는 측벽(12s)을 갖는다. 측벽(12s)은 대략 원통형상을 갖고 있다. 축선(Z)은 측벽(12s) 의 중심축선을 나타낸다. 측벽(12s)에는, 피처리체의 일례인 웨이퍼(W)의 반입 또는 반출을 위한 개구(12g)가 형성되어 있다. 개구(12g)는, 게이트 밸브(52)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다.
처리 용기(12) 내에는 배치대(14)가 설치되어 있다. 배치대(14)는 지지부(16)에 의해 지지되어 있다. 지지부(16)는, 대략 원통형상의 절연성의 부재이며, 처리 용기(12)의 바닥부로부터 상측으로 연장되어 있다. 본 실례에 있어서, 지지부(16)는, 배치대(14)의 하측 둘레 가장자리 부분에 접하여 상기 배치대(14)를 지지하고 있다.
배치대(14)는, 하부 전극(18) 및 정전척(20)을 포함한다. 하부 전극(18)은, 대략 원반형상을 갖고 있고, 도체로 구성되어 있다. 하부 전극(18)에는, 정합기(MU1)를 통해 제1 고주파 전원(HFS)이 접속되어 있다. 제1 고주파 전원(HFS)은, 주로 플라즈마 생성용의 고주파 전력을 발생시키는 전원이며, 예컨대 27∼100 MHz의 고주파 전력을 발생시킨다. 본 실시예에 있어서, 제1 고주파 전원(HFS)은, 예컨대 40 MHz의 고주파 전력을 발생시킨다. 정합기(MU1)는, 제1 고주파 전원(HFS)의 출력 임피던스와 부하측(하부 전극(18)측)의 입력 임피던스를 정합시킨다.
또한, 하부 전극(18)에는, 정합기(MU2)를 통해 제2 고주파 전원(LFS)이 접속되어 있다. 제2 고주파 전원(LFS)은, 주로 웨이퍼(W)에 대한 이온 인입용의 고주파 전력(고주파 바이어스 전력)을 발생시키고, 상기 고주파 바이어스 전력을 하부 전극(18)에 공급한다. 고주파 바이어스 전력의 주파수는, 예컨대 400 kHz∼13.56 MHz의 범위 내의 주파수이다. 본 실시예에 있어서, 제2 고주파 전원(LFS)은, 예컨대 3 MHz의 고주파 바이어스 전력을 하부 전극(18)에 공급한다. 정합기(MU2)는, 제2 고주파 전원(LFS)의 출력 임피던스와 부하측(하부 전극(18)측)의 입력 임피던스를 정합시킨다.
하부 전극(18) 상에는 정전척(20)이 설치되어 있다. 정전척(20)은, 도전막인 전극(20a)을 한쌍의 절연층 또는 절연 시트 사이에 배치한 구조를 갖고 있다. 전극(20a)에는, 직류 전원(22)이 스위치(SW)를 통해 전기적으로 접속되어 있다. 정전척(20)의 상면은, 웨이퍼(W)가 배치되는 배치 영역(20r)을 구성하고 있다. 정전척(20)의 전극(20a)에 직류 전원(22)으로부터 직류 전압이 인가되면, 정전척(20)은 쿨롱력 등의 정전력에 의해, 배치 영역(20r) 상에 배치된 웨이퍼(W)를 흡착 유지한다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)에는, 웨이퍼(W)의 엣지를 둘러싸도록 포커스링(FR)이 설치된다. 포커스링(FR)은, 예컨대 실리콘이나 석영 등으로 구성된다.
하부 전극(18)의 내부에는 유로(18a)가 형성되어 있다. 유로(18a)에는, 플라즈마 처리 장치(10)의 외부에 설치된 칠러 유닛으로부터 배관(26a)을 통해, 냉각수 등의 냉매가 공급된다. 유로(18a)에 공급된 냉매는, 배관(26b)을 통해 칠러 유닛으로 복귀된다. 칠러 유닛에 의해, 유로(18a) 내를 순환하는 냉매의 온도를 제어함으로써, 정전척(20) 상에 배치된 웨이퍼(W)의 온도가 제어된다.
또한, 배치대(14)에는 배관(28)이 설치되어 있다. 배관(28)은, 전열 가스 공급 기구로부터 공급된 He 가스 등의 전열 가스를, 정전척(20)의 상면과 웨이퍼(W)의 이면 사이에 공급한다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)는 상부 전극(30)을 갖춘다. 상부 전극(30)은, 하부 전극(18)의 상측에 있어서, 상기 하부 전극(18)과 대향하도록 배치되어 있다. 하부 전극(18)과 상부 전극(30)은, 서로 대략 평행해지도록 처리 용기(12) 내에 설치되어 있다.
상부 전극(30)은, 절연성 차폐 부재(32)를 통해 처리 용기(12)의 천장부에 지지되어 있다. 상부 전극(30)은 전극판(34) 및 전극 지지체(36)를 포함한다. 전극판(34)은, 처리 용기(12) 내의 공간에 면해 있고, 복수의 가스 토출 구멍(34a)을 갖는다. 전극판(34)은, 쥬울열이 적은 저저항의 도전체 또는 반도체로 구성된다.
전극 지지체(36)는, 알루미늄 등의 도전성 재료로 구성되며, 전극판(34)을 착탈 가능하게 지지한다. 전극 지지체(36)는 수냉 구조를 갖는다. 전극 지지체(36)의 내부에는 가스 확산실(36a)이 설치되어 있다. 가스 확산실(36a)로부터는, 가스 토출 구멍(34a)에 연통하는 복수의 가스 유통 구멍(36b)이 하측으로 연장되어 있다. 또한, 전극 지지체(36)에는 가스 확산실(36a)로 처리 가스를 유도하는 가스 도입구(36c)가 형성되어 있다. 가스 도입구(36c)에는 가스 공급관(38)이 접속되어 있다.
가스 공급관(38)에는, 밸브군(42) 및 유량 제어기군(44)을 통해 가스 소스군(40)이 접속되어 있다. 가스 소스군(40)은 복수의 가스 소스를 갖는다. 복수의 가스 소스는, 상이한 가스종의 복수의 가스의 소스이다. 밸브군(42)은 복수의 밸브를 갖는다. 유량 제어기군(44)은 복수의 유량 제어기를 갖는다. 각각의 유량 제어기는, 예컨대 매스플로우 컨트롤러 등이다. 가스 소스군(40)이 갖는 각각의 가스 소스는, 밸브군(42)이 갖는 하나의 밸브, 및, 유량 제어기군(44)이 갖는 하나의 유량 제어기를 통해, 가스 공급관(38)에 접속되어 있다.
플라즈마 처리 장치(10)에서는, 가스 소스군(40)이 갖는 복수의 가스 소스 중, 선택된 1 이상의 가스 소스로부터의 가스가, 대응하는 유량 제어기 및 밸브를 통해 유량 제어된 상태로 가스 공급관(38)에 공급된다. 가스 공급관(38)에 공급된 가스는 가스 확산실(36a) 내에서 확산되어, 가스 유통 구멍(36b) 및 가스 토출 구멍(34a)을 통해 처리 용기(12) 내의 공간에 공급된다. 또, 본 실시예에 있어서, 가스 소스군(40), 유량 제어기군(44), 밸브군(42), 가스 공급관(38) 및 상부 전극(30)은, 가스 공급부(GS)를 구성하고 있다. 상기 가스 공급부(GS)는, 후술하는 제1 공간(S1)에 접속되어 있다.
또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 처리 용기(12)의 바닥부에는 배기관(48)이 접속되어 있고, 상기 배기관(48)에는 배기 장치(50)가 접속되어 있다. 배기 장치(50)는, 배기관(48)을 통해 후술하는 제2 공간(S2)에 접속된다. 배기 장치(50)는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 갖는다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)는 제어부(Cnt)를 갖는다. 제어부(Cnt)는, 예컨대, 프로세서, 기억부, 입력 장치 및 표시 장치 등을 갖추는 컴퓨터이며, 플라즈마 처리 장치(10)의 각 부를 제어한다. 제어부(Cnt)는, 입력 장치를 통해, 오퍼레이터가 플라즈마 처리 장치(10)를 관리하기 위해 커맨드의 입력 조작 등을 접수한다. 또한, 제어부(Cnt)는, 표시 장치에 의해, 플라즈마 처리 장치(10)의 가동 상황 등을 가시화하여 표시한다. 또한, 제어부(Cnt)의 기억부에는, 플라즈마 처리 장치(10)에서 실행되는 각종 처리를 프로세서에 의해 제어하기 위한 제어 프로그램이나, 처리조건에 따라서 플라즈마 처리 장치(10)의 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램, 즉 처리 레시피 등이 저장된다.
이와 같이 구성된 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 웨이퍼(W)를 처리하기 위해, 가스 소스군(40)이 갖는 복수의 가스 소스 중 선택된 1 이상의 가스 소스로부터 처리 용기(12) 내에 가스가 공급된다. 그리고, 하부 전극(18)에 플라즈마 생성용의 고주파 전력이 인가됨으로써, 하부 전극(18)과 상부 전극(30) 사이에 고주파 전계가 발생한다. 이 고주파 전계에 의해, 처리 용기(12) 내에 공급된 가스의 플라즈마가 생성된다. 그리고, 생성된 플라즈마에 의해, 정전척(20) 상에 흡착 유지된 웨이퍼(W)의 처리, 예컨대 에칭이 행해진다. 또, 하부 전극(18)에 고주파 바이어스 전력을 인가함으로써, 이온을 웨이퍼(W)에 대하여 인입해도 좋다.
[배플 구조(60)]
또한, 플라즈마 처리 장치(10)는, 예컨대 도 1에 나타낸 바와 같이, 배플 구조(60)를 더 갖는다. 배플 구조(60)는, 배치 영역(20r)보다 하측에 있어서 배치대(14)와 처리 용기(12)의 측벽(12s) 사이에 배치되어 있다. 배플 구조(60)는, 처리 용기(12) 내에 있어서 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)을 규정하고 있다. 제1 공간(S1)은, 배치대(14)의 상측의 공간을 포함하는 공간이다. 제2 공간(S2)은, 배치대(14) 주위의 공간이다. 제1 공간(S1)에는 전술한 가스 공급부(GS)가 접속되어 있고, 제2 공간(S2)에는 전술한 배기 장치(50)가 접속되어 있다. 제1 공간(S1)은 처리 공간의 일례이고, 제2 공간(S2)은 배기 공간의 일례이다.
다음으로, 도 1과 함께, 도 2∼도 4를 더 참조하여 설명을 계속한다. 도 2 및 도 3은, 배플판(61)의 제1 원통부(61a) 및 셔터(62)의 제2 원통부(62a)의 일례를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 4는, 배플판(61) 및 셔터(62)의 일례를 나타내는 파단 사시도이다. 또, 도 2∼도 4는, 설명의 이해를 위해 도시된 도면이다. 그 때문에, 도 2∼도 4에 도시된 제1 원통부(61a) 및 제2 원통부(62a)의 종횡비, 및, 제1 원통부(61a)에 형성된 관통 구멍(61h)의 사이즈 및 개수는, 실제의 제1 원통부(61a) 및 제2 원통부(62a)의 종횡비, 및, 제1 원통부(61a)에 형성된 관통 구멍(61h)의 사이즈 및 개수와는 상이하다. 배플 구조(60)는, 예컨대 도 1 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 배플판(61) 및 셔터(62)를 포함한다.
[배플판(61)의 구조]
배플판(61)은, 예컨대, 알루미늄 또는 스테인레스 등의 금속의 표면에 Y2O3과 같은 피복을 함으로써 구성되어 있다. 배플판(61)은, 제1 원통부(61a), 하측 고리형부(61b) 및 상측 고리형부(61c)를 갖는다. 제1 원통부(61a)는, 배플판(61)의 측벽의 일례이다.
제1 원통부(61a)는, 예컨대 도 1 및 도 2∼도 4에 나타낸 바와 같이, 대략 원통형상을 갖고 있고, 그 중심축선이 축선(Z)에 대략 일치하도록 처리 용기(12) 내에 설치되어 있다. 본 실시예에 있어서, 제1 원통부(61a)의 판두께는, 예컨대 5 mm이다. 또한, 본 실시예에 있어서, 제1 원통부(61a)의 외주면의 직경은, 예컨대 550 mm이다. 제1 원통부(61a)는, 예컨대 도 1에 나타낸 바와 같이, 배치대(14)와 처리 용기(12)의 측벽(12s) 사이에 설치되어 있다.
또한, 제1 원통부(61a)에는, 예컨대 도 1 및 도 2∼도 4에 나타낸 바와 같이, 복수의 관통 구멍(61h)이 형성되어 있다. 각각의 관통 구멍(61h)은, 제1 원통부(61a)를, 축선(Z)에 대하여 방사 방향(즉, 직경 방향)으로 관통하고 있다. 본 실시예에 있어서, 각각의 관통 구멍(61h)의 개구는 대략 원형이며, 그 반경은 예컨대 1 mm이다. 본 실시예에 있어서, 각각의 관통 구멍(61h)의 개구의 형상 및 면적은 대략 동일하다. 또, 다른 예로서, 각각의 관통 구멍(61h)의 개구의 형상은, 타원, 긴 원 또는 다각형 등이어도 좋다.
하측 고리형부(61b)는, 예컨대 도 1 및 도 4에 나타낸 바와 같이 고리형상이다. 하측 고리형부(61b)는, 제1 원통부(61a)의 하단에 연속해 있고, 상기 제1 원통부(61a)의 하단으로부터 직경 방향 내측으로 연장되어 있다. 또한, 상측 고리형부(61c)는 고리형상이다. 상측 고리형부(61c)는, 제1 원통부(61a)의 상단에 연속해 있고, 상기 제1 원통부(61a)의 상단으로부터 직경 방향 외측으로 연장되어 있다. 본 실시예에 있어서, 배플판(61)은, 제1 원통부(61a), 하측 고리형부(61b) 및 상측 고리형부(61c)가 예컨대 일체로 형성된다. 또, 다른 예로서, 제1 원통부(61a), 하측 고리형부(61b) 및 상측 고리형부(61c)가 별개의 부재로 구성되고, 서로 조립되는 것에 의해 배플판(61)이 구성되어도 좋다.
또한, 처리 용기(12)의 바닥부는, 예컨대 도 1에 나타낸 바와 같이, 대략 원통형상의 지지부(12m)를 포함한다. 지지부(12m)의 상측에는 통형 부재(64)가 설치되어 있다. 통형 부재(64)는, 예컨대 세라믹 등의 절연체로 구성된다. 통형 부재(64)는, 지지부(16)의 외주면을 따라서 연장되어 있다. 또한, 통형 부재(64) 및 지지부(16) 상에는 고리형 부재(66)가 설치되어 있다. 고리형 부재(66)는, 예컨대 세라믹 등의 절연체로 구성된다. 고리형 부재(66)는, 하부 전극(18)의 상면을 따라서 정전척(20)의 엣지의 근방까지 연장되어 있다. 고리형 부재(66) 상에는, 전술한 포커스링(FR)이 설치되어 있다.
배플판(61)의 하측 고리형부(61b)의 내측 가장자리부는, 지지부(12m)와 통형 부재(64) 사이에 배치되어 있다. 지지부(12m) 및 통형 부재(64)는, 예컨대 나사 등에 의해 서로 고정된다. 이에 따라, 지지부(12m)와 통형 부재(64) 사이에, 배플판(61)의 하측 고리형부(61b)의 내측 가장자리부가 끼워져 지지된다.
또한, 처리 용기(12)의 측벽(12s)은, 예컨대 도 1에 나타낸 바와 같이, 상측 부분(12s1) 및 하측 부분(12s2)을 포함한다. 또한, 플라즈마 처리 장치(10)는 지지 부재(68)를 갖춘다. 지지 부재(68)는, 대략 고리형상의 상측 부분(68a) 및 대략 고리형상의 하측 부분(68c)을 갖는다. 상측 부분(68a) 및 하측 부분(68c)은, 대략 원통형상의 중간 부분을 통해 접속되어 있다. 지지 부재(68)의 상측 부분(68a)은, 측벽(12s)의 상측 부분(12s1)과 하측 부분(12s2) 사이에 끼워져 지지되어 있다. 또한, 지지 부재(68)의 하측 부분(68c)은, 처리 용기(12) 내에 있어서 직경 방향 내측으로 연장되어 있다. 지지 부재(68)의 하측 부분(68c)에는, 배플판(61)의 상측 고리형부(61c)가, 예컨대 나사 등에 의해 고정되어 있다. 본 실시예에 있어서, 지지 부재(68)는, 상측 부분(68a), 중간 부분 및 하측 부분(68c)이 예컨대 일체로 형성된다. 또, 다른 예로서, 상측 부분(68a), 중간 부분 및 하측 부분(68c)이 별개의 부재로 구성되고, 서로 조립되는 것에 의해 지지 부재(68)가 구성되어도 좋다.
[셔터(62)의 구조]
셔터(62)는, 예컨대, 알루미늄 또는 스테인레스 등의 금속의 표면에 Y2O3과 같은 피복을 함으로써 구성될 수 있다. 셔터(62)는, 예컨대 도 1 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 제2 원통부(62a) 및 고리형부(62b)를 갖는다. 제2 원통부(62a)는, 예컨대 도 1 및 도 2∼도 4에 나타낸 바와 같이, 대략 원통형상을 갖고 있고, 그 중심축선이 축선(Z)에 대략 일치하도록 처리 용기(12) 내에 배치되어 있다. 또한, 제2 원통부(62a)의 내주면의 직경은, 배플판(61)의 제1 원통부(61a)의 외주면의 직경보다 길다. 본 실시예에 있어서, 제2 원통부(62a)의 내주면의 직경은, 예컨대 550.1 mm이며, 상기 제2 원통부(62a)의 판두께는, 예컨대 5 mm이다. 또, 본 실시예에 있어서, 제1 원통부(61a)의 외주면의 직경은, 예컨대 550 mm이며, 제1 원통부(61a)의 중심축과 제2 원통부(62a)의 중심축은, 축선(Z)에 대략 일치한다. 따라서, 제1 원통부(61a)의 외주와 제2 원통부(62a)의 내주 사이에는, 예컨대 도 3에 나타낸 바와 같이, 예컨대 0.1 mm의 간극(GP)이 존재한다. 이에 따라, 제2 원통부(62a)는, 제1 원통부(61a)에 접촉하지 않고, 제1 원통부(61a)를 따라서 축선(Z) 방향으로 이동할 수 있다. 그 때문에, 배플판(61)의 제1 원통부(61a)를 따라서 셔터(62)가 이동할 때의 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 셔터(62)의 고리형부(62b)는, 예컨대 도 1 및 도 4에 나타낸 바와 같이 대략 고리형상을 갖는다. 본 실시예에 있어서, 고리형부(62b)는, 제2 원통부(62a)의 하단에 연속하여 직경 방향 외측으로 연장되어 있다. 본 실시예에 있어서, 셔터(62)는, 제2 원통부(62a) 및 고리형부(62b)가 예컨대 일체로 형성된다. 또, 다른 예로서, 제2 원통부(62a) 및 고리형부(62b)가 별개의 부재로 구성되고, 서로 조립되는 것에 의해 셔터(62)가 구성되어도 좋다.
셔터(62)의 고리형부(62b)는, 예컨대 도 1에 나타낸 바와 같이, 축체(69)에 연결되어 있다. 본 실시예에 있어서, 축체(69)는 예컨대 이송 나사이며, 고리형부(62b)는 너트를 통해 축체(69)에 연결되어 있다. 또한, 축체(69)는 구동 장치(70)에 접속되어 있다. 구동 장치(70)는, 예컨대 모터이다. 구동 장치(70)는, 축체(69)를 따라서 셔터(62)를 상하로 이동시킨다. 이에 따라, 셔터(62)의 제2 원통부(62a)는, 배플판(61)의 제1 원통부(61a)와 처리 용기(12)의 측벽(12s) 사이에서 상하로 이동한다. 또, 도 1에서는 1개의 축체(69)만이 도시되어 있지만, 둘레 방향으로 배열된 복수의 축체(69)가 셔터(62)의 고리형부(62b)에 연결되어 있어도 좋다.
셔터(62)의 제2 원통부(62a)는, 구동 장치(70)에 의해, 예컨대 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 원통부(61a)의 외주면을 따라서 축선(Z) 방향으로 상하로 이동할 수 있다. 제2 원통부(62a)가 하측으로 이동하면, 제2 원통부(62a)에 의해 덮이는 관통 구멍(61h)의 수가 감소한다. 이에 따라, 제2 원통부(62a)에 덮이지 않은 복수의 관통 구멍(61h)에 의해 구성되는 배플 구조(60)의 합성 컨덕턴스가 증가한다.
그리고, 셔터(62)가 셔터(62)의 이동 범위 내에서 가장 하측에 위치한 경우, 예컨대 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 원통부(61a)에 형성된 모든 관통 구멍(61h)이 제2 원통부(62a)에 의해 덮이지 않은 상태가 된다. 즉, 제1 원통부(61a)에 형성된 모든 관통 구멍(61h)이, 제2 공간(S2)에 직접적으로 연통한 상태가 된다. 이에 따라, 제2 원통부(62a)에 덮이지 않은 복수의 관통 구멍(61h)에 의해 구성되는 배플 구조(60)의 합성 컨덕턴스가 최대가 된다. 따라서, 제1 공간(S1)의 압력이 제2 공간(S2)의 압력에 가까워져, 제1 공간(S1)의 압력을 저압으로 설정할 수 있다.
또한, 제2 원통부(62a)가 상측으로 이동하면, 제2 원통부(62a)에 의해 덮이는 관통 구멍(61h)의 수가 증가한다. 이에 따라, 제2 원통부(62a)에 덮이지 않은 복수의 관통 구멍(61h)에 의해 구성되는 배플 구조(60)의 합성 컨덕턴스가 감소한다. 그리고, 셔터(62)가 셔터(62)의 이동 범위 내에서 가장 상측에 위치한 경우, 예컨대 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 원통부(61a)의 최상단에 형성된 관통 구멍(61h) 이외의 관통 구멍(61h)이 제2 원통부(62a)로 덮인다. 이에 따라, 제2 원통부(62a)에 덮이지 않은 복수의 관통 구멍(61h)에 의해 구성되는 배플 구조(60)의 합성 컨덕턴스가 최소가 된다. 따라서, 제1 공간(S1)의 압력이 제2 공간(S2)의 압력보다 높아져, 제1 공간(S1)의 압력을 고압으로 설정할 수 있다.
여기서, 배플판(61) 및 셔터(62)의 형상은 대략 원통형상이며, 그 구조상, 원판형으로 형성된 경우에 비교해서, 제1 공간(S1)의 압력의 영향에 의한 변형이 발생하기 어렵다. 그 때문에, 배플판(61) 및 셔터(62)의 두께를 그다지 크게 하지 않더라도 기계적 강도를 확보할 수 있다. 이에 따라, 셔터(62)가 가장 상측의 위치로 이동한 경우에는, 배플 구조(60)의 합성 컨덕턴스를 충분히 낮게 할 수 있고, 셔터(62)가 가장 하측의 위치로 이동한 경우에는, 배플 구조(60)의 합성 컨덕턴스를 충분히 높게 할 수 있다. 따라서, 본 실시예의 플라즈마 처리 장치(10)는, 제1 공간(S1) 내의 압력의 제어성을 향상시킬 수 있다.
또, 제1 원통부(61a)와 제2 원통부(62a) 사이에는, 예컨대 도 3에 나타낸 바와 같이 간극(GP)이 존재한다. 그 때문에, 셔터(62)가 셔터(62)의 이동 범위 내에서 가장 상측에 위치한 경우의 배플 구조(60)의 합성 컨덕턴스는, 제1 원통부(61a)의 최상단에 형성된 각 관통 구멍(61h)의 컨덕턴스와, 상기 관통 구멍(61h) 이외의 관통 구멍(61h)과 간극(GP)에 의해 구성되는 유로의 컨덕턴스의 합성 컨덕턴스가 된다. 따라서, 셔터(62)가 셔터(62)의 이동 범위 내에서 가장 상측에 위치한 경우의 배플 구조(60)의 합성 컨덕턴스는, 제1 원통부(61a)의 최상단에 형성된 각 관통 구멍(61h)의 합성 컨덕턴스보다 큰 값이 된다.
[관통 구멍(61h)의 배치]
여기서, 제1 원통부(61a)에 형성되어 있는 복수의 관통 구멍(61h)의 배치에 관해 도 5를 참조하면서 설명한다. 도 5는, 실시예 1에서의 배플판(61)의 제1 원통부(61a)에 형성된 관통 구멍(61h)의 배치의 일례를 나타내는 모식도이다. 예컨대 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 원통부(61a)에는, 축선(Z) 방향에서의 소정의 길이마다의 영역(61r)에 1개 이상의 관통 구멍(61h)이 배치되어 있다. 각각의 영역(61r)은, 예컨대 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 원통부(61a)에 있어서, 축선(Z) 방향에 교차하는 방향, 예컨대 축선(Z) 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 본 실시예에 있어서, 축선(Z) 방향에서의 각각의 영역(61r)의 폭은, 예컨대 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 영역(61r)에 배치되어 있는 관통 구멍(61h)의 직경과 대략 동일하다. 이에 따라, 셔터(62)의 이동에 의해 제1 공간(S1) 내의 압력을 제어할 때의 셔터(62)의 이동 범위를 짧게 할 수 있다.
영역(61r)은, 축선(Z) 방향으로 복수 배치되고, 각각의 영역(61r)에는, 1개 이상의 관통 구멍(61h)이 배치되어 있다. 그 때문에, 셔터(62)가 하측으로 이동할수록, 셔터(62)의 제2 원통부(62a)에 덮이지 않은 관통 구멍(61h)의 수가 많아진다. 그 때문에, 셔터(62)가 하측으로 이동할수록, 제2 원통부(62a)에 덮이지 않은 관통 구멍(61h)의 합성 컨덕턴스는 커진다. 본 실시예에 있어서, 각각의 관통 구멍(61h)의 개구의 형상 및 면적은 대략 동일하므로, 각각의 관통 구멍(61h)의 컨덕턴스는 대략 동일하다. 그 때문에, 가령 각각의 영역(61r)에 포함되는 관통 구멍(61h)이 동수라고 한다면, 셔터(62)의 이동량에 대한, 제2 원통부(62a)에 덮이지 않은 관통 구멍(61h)의 합성 컨덕턴스의 변화량은 일정해진다.
이것에 대하여, 본 실시예에서는, 셔터(62)가 하측으로 이동할수록, 셔터(62)의 이동량에 대한, 제2 원통부(62a)에 덮이지 않은 관통 구멍(61h)의 합성 컨덕턴스의 변화량이 증가하도록, 관통 구멍(61h)이 배플판(61)의 제1 원통부(61a)에 배치되어 있다. 예컨대, 제2 원통부(62a)에 덮여 있는 관통 구멍(61h)의 수가 제1의 수보다 많아지는 셔터(62)의 위치의 범위에 있어서, 셔터(62)의 이동량에 대한, 제2 원통부(62a)에 덮이지 않은 관통 구멍(61h)에 의한 합성 컨덕턴스의 변화량을 ΔC1로 정의한다. 또한, 제2 원통부(62a)에 덮여 있는 관통 구멍(61h)의 수가 상기 제1의 수보다 적은 셔터(62)의 위치의 범위에 있어서, 셔터(62)의 이동량에 대한, 제2 원통부(62a)에 덮이지 않은 관통 구멍(61h)의 합성 컨덕턴스의 변화량을 ΔC2로 정의한다. 이와 같이 ΔC1 및 ΔC2를 정의한 경우, 관통 구멍(61h)은 ΔC1<ΔC2가 되도록 배플판(61)의 제1 원통부(61a)에 배치된다.
본 실시예에서는, 각각의 관통 구멍(61h)의 컨덕턴스가 대략 동일하므로, 관통 구멍(61h)은, 예컨대 도 5에 나타낸 바와 같이, 위로부터 2번째 이하의 영역(61r)에 있어서, 하측의 영역(61r)일수록 영역(61r)에 포함되는 관통 구멍(61h)의 수가 많아지도록, 배플판(61)의 제1 원통부(61a)에 배치되어 있다.
또, 본 실시예에서는, 최상단의 영역(61r)에 포함되는 관통 구멍(61h)의 수는, 초기값으로서 미리 결정된 압력을 달성하기 위한 컨덕턴스가 실현되는 수로 설정된다. 따라서, 본 실시예에서는, 최상단의 영역(61r)에 포함되는 관통 구멍(61h)의 수는, 위로부터 2번째 영역(61r)에 포함되는 관통 구멍(61h)의 수보다 많아졌다.
또한, 제1 원통부(61a) 상의 각 영역(61r)에 있어서, 상기 영역(61r) 내에 배치되어 있는 관통 구멍(61h)은, 영역(61r) 내에서 인접하는 관통 구멍(61h)끼리의 간격이 대략 균등해지도록, 영역(61r) 내에 배치되어 있다. 또한, 각각의 관통 구멍(61h)은, 축선(Z) 방향에 있어서, 다른 관통 구멍(61h)과의 중복이 적어지도록 제1 원통부(61a)에 배치되어 있다. 이에 따라, 둘레 방향에 있어서, 복수의 관통 구멍(61h)을 통과하는 가스의 흐름이 치우치는 것을 억제할 수 있다.
각각의 영역(61r)은, 셔터(62)의 이동에 의해 스트로크가 1단계 변화한 경우에, 제2 원통부(62a)의 상단이 통과하는 제1 원통부(61a) 상의 영역이다. 본 실시예에 있어서, 스트로크란, 축선(Z) 방향에서의 셔터(62)의 위치이다.
또한, 셔터(62)는, 축선(Z) 방향으로 소정 거리씩 이동하고, 셔터(62)의 각 스트로크에는, 상측으로부터 하측으로 1부터 순서대로 정수의 번호 s가 할당된다. 예컨대, 셔터(62)가, 도 3에 나타낸 바와 같이 가장 상측의 위치에 있는 경우, 그 위치에서의 셔터(62)의 스트로크의 번호는 1이 된다. 그리고, 셔터(62)가 소정 거리 하측으로 이동하면, 이동후의 위치에서의 셔터(62)의 스트로크의 번호는 2가 된다. 이하에서는, 값이 s의 번호가 할당된 스트로크를, 스트로크 s로 기재한다.
또한, 각각의 영역(61r)에는, 상측으로부터 하측으로 1부터 순서대로 정수의 번호가 할당된다. 각각의 영역(61r)에 할당되는 번호는, 셔터(62)의 스트로크의 번호와 대응하고 있다. 예컨대, 셔터(62)가, 스트로크 s-1로부터 스트로크 s로 이동하는 경우, 제2 원통부(62a)의 상단은 번호가 s인 영역(61r)을 통과한다.
예컨대, 셔터(62)의 스트로크의 값이 1인 경우, 제2 원통부(62a)의 상단은, 가장 상측에 위치하는 영역(61r)과 그 하측에 인접하는 영역(61r)의 사이에 위치한다. 가장 상측에 위치하는 영역(61r)에 할당되는 번호는 1이기 때문에, 셔터(62)의 스트로크의 값이 1인 경우, 번호가 1인 영역(61r)만이 셔터(62)의 제2 원통부(62a)에 덮이지 않은 상태가 된다. 또한, 셔터(62)의 스트로크의 값이 n인 경우, 제2 원통부(62a)의 상단은, 번호가 n인 영역(61r)과, 그 하측에 인접하는 번호가 n+1인 영역(61r)의 사이에 위치한다. 그 때문에, 셔터(62)의 스트로크의 값이 n인 경우, 번호가 1인 영역(61r)부터 번호가 n인 영역(61r)까지가 셔터(62)의 제2 원통부(62a)에 덮이지 않은 상태가 된다. 또한, 셔터(62)의 스트로크의 값이 최대치인 smax인 경우, 제2 원통부(62a)의 상단은, 번호가 smax인 영역(61r)의 하단에 위치한다. 그 때문에, 셔터(62)의 스트로크의 값이 smax인 경우, 모든 영역(61r)이 셔터(62)의 제2 원통부(62a)에 덮이지 않은 상태가 된다. 또, 이하에서는, 스트로크의 번호 s와 동일한 번호 s가 할당된 영역(61r)을, 스트로크 s에 대응하는 영역(61r)으로 기재한다.
본 실시예에서는, 스트로크의 값이 작은 셔터(62)의 위치에서는, 셔터(62)에 의해 덮여 있는 관통 구멍(61h)의 수가 많고, 스트로크의 값이 큰 셔터(62)의 위치에서는, 셔터(62)에 의해 덮여 있는 관통 구멍(61h)의 수가 적다.
도 6은, 셔터(62)의 제어에 관련된 제어계의 일례를 나타내는 블럭도이다. 구동 장치(70)는, 예컨대 도 6에 나타낸 바와 같이 제어부(Cnt)에 의해 제어된다. 제어부(Cnt)는, 변이계(90), 압력계(92) 및 압력계(94)로부터 신호를 받는다. 변이계(90)는, 축선(Z) 방향에서의 셔터(62)의 위치 또는 기준 위치부터의 거리를 계측하고, 계측 결과를 나타내는 신호를 제어부(Cnt)로 송출한다. 압력계(92)는, 제1 공간(S1) 내의 압력을 계측하고, 계측 결과를 나타내는 신호를 제어부(Cnt)로 송출한다. 압력계(94)는, 제2 공간(S2) 내의 압력을 계측하고, 계측 결과를 나타내는 신호를 제어부(Cnt)로 송출한다.
제어부(Cnt)는, 압력계(92) 및 압력계(94)로부터의 계측 결과를 나타내는 신호에 기초하여, 제1 공간(S1) 내의 압력이 레시피에 의해 지정된 압력이 되기 위한 셔터(62)의 축선(Z) 방향에서의 위치를 산출한다. 그리고, 제어부(Cnt)는, 산출한 셔터(62)의 위치와, 변이계(90)로부터의 계측 결과를 나타내는 신호에 기초하여, 셔터(62)의 이동량을 산출한다. 그리고, 제어부(Cnt)는, 산출한 셔터(62)의 이동량을 나타내는 신호를 구동 장치(70)로 송출한다. 구동 장치(70)는, 제어부(Cnt)로부터의 신호에 따라서 셔터(62)를 축선(Z) 방향으로 이동시킨다.
이러한 구성의 플라즈마 처리 장치(10)에 의하면, 배플판(61)의 제1 원통부(61a)와 셔터(62)의 제2 원통부(62a)의 수직 방향에서의 위치 관계를 조정함으로써, 복수의 관통 구멍(61h)이 제2 원통부(62a)에 의해 제2 공간(S2)에 대하여 덮이는 비율을 조정할 수 있다. 이에 따라, 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2) 사이의 컨덕턴스를 조정할 수 있다. 따라서, 제1 공간(S1) 내의 압력을 임의의 압력으로 설정할 수 있다.
[비교예]
여기서, 비교예에서의 배플판(61)을 이용한 경우의 처리 용기(12) 내의 압력의 제어성에 관해 설명한다. 도 7은, 비교예에서의 배플판(61)의 제1 원통부(61a')를 나타내는 도면이다. 비교예에서의 배플판(61)의 제1 원통부(61a')에는, 예컨대 도 7에 나타낸 바와 같이, 복수의 관통 구멍(61h')이 형성되어 있다. 각각의 관통 구멍(61h')은, 수직 방향에 있어서 길이가 긴 슬릿형상을 갖고 있다. 이들 관통 구멍(61h')은, 제1 원통부(61a')의 전체 둘레에 걸쳐 분포하도록, 대략 균등한 피치로 축선(Z)에 대하여 둘레 방향으로 배열되어 있다.
[비교예에서의 제1 공간(S1) 내의 압력 변화]
도 8은, 비교예에서의 압력 제어의 실험 결과를 나타내는 도면이다. 도 8에 있어서, 종축은 제1 공간(S1) 내의 압력을 나타내고, 횡축은 셔터(62)의 스트로크를 나타낸다. 셔터(62)를 하측으로 이동시킴으로써, 제1 원통부(61a')에 형성된 각 관통 구멍(61h')이 셔터(62)의 제2 원통부(62a)에 의해 덮이는 비율이 감소한다. 그 때문에, 셔터(62)를 하측으로 이동시킴으로써, 비교예의 배플 구조(60)에서의 합성 컨덕턴스는 증가한다. 이에 따라, 셔터(62)를 하측으로 이동시킴으로써, 제1 공간(S1) 내의 압력이 내려간다.
그러나, 도 8에서 분명한 바와 같이, 각 관통 구멍(61h')이 셔터(62)에 의해 덮이는 비율이 많은 범위(스트로크의 값이 작은 범위)에서는, 셔터(62)의 이동에 따라 제1 공간(S1) 내의 압력이 급격히 저하한다. 한편, 각 관통 구멍(61h')이 셔터(62)에 의해 덮이는 비율이 적은 범위(스트로크의 값이 큰 범위)에서는, 셔터(62)가 이동하더라도 제1 공간(S1) 내의 압력의 저하량이 적다. 그 때문에, 셔터(62)의 스트로크의 제어에 의해, 제1 공간(S1) 내의 압력을 원하는 압력으로 설정하는 것은 어렵다. 즉, 비교예에서의 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 셔터(62)에 의해 제1 공간(S1) 내의 압력을 제어할 때의 압력의 제어성이 낮다.
[관통 구멍(61h)의 배치의 결정 방법]
여기서, 본 실시예에서의 배플판(61)의 제1 원통부(61a)에 형성되는 관통 구멍(61h)의 배치에 관해 설명한다. 셔터(62)의 이동에 의해 제1 공간(S1) 내의 압력을 제어할 때의 압력의 제어성을 높이기 위해서는, 셔터(62)의 이동량에 대하여, 제1 공간(S1) 내의 압력의 변화가 선형으로 변화하는 것이 바람직하다. 셔터(62)의 스트로크에 대한 제1 공간(S1) 내의 압력의 이상적인 변화를 도시하면, 예컨대 도 9와 같다. 도 9는, 목표가 되는 압력 변화의 일례를 나타내는 도면이다. 도 9의 예에서는, 1부터 50까지의 스트로크에 있어서, 제1 공간(S1) 내의 압력이 선형으로 변화하고 있다.
스트로크에 대한 제1 공간(S1) 내의 압력이 직선형으로 변화하는 경우, 스트로크 s를 변수로 하여, 셔터(62)가 스트로크 s의 위치에 있는 경우의 제1 공간(S1) 내의 압력 P(s)은, 예컨대 하기와 같이 표시된다.
[수1]
Figure pct00001
여기서, Pmax는, 스트로크 s의 값이 1이 되는 셔터(62)의 위치에서의 제1 공간(S1) 내의 압력을 나타낸다. 본 실시예에서는, 셔터(62)가 가장 상측에 위치한 경우라 하더라도, 제1 원통부(61a)의 최상단의 관통 구멍(61h)은, 제2 원통부(62a)에 의해 덮이지 않는다. 또한, Pmin은, 스트로크 s의 값이 최대치 Smax가 되는 셔터(62)의 위치에서의 제1 공간(S1) 내의 압력을 나타낸다.
상기 (1)식에 나타낸 P(s)를, 변수 s에 관한 1차 함수로 간주하고, 이하에 나타낸 바와 같이, 기울기를 α, 세그먼트를 β로 둔다.
[수2]
Figure pct00002
이에 따라, 전술한 (1)식으로 표시되는 직선은, 하기의 (3)식과 같이 표시된다.
[수3]
Figure pct00003
도 9에 도시된 직선의 기울기를 -α로 두면, 상기 (3)식으로 표시된 직선이, 도 9에 도시된 직선이 되기 위해서는, 이하의 관계를 만족시키게 된다.
[수4]
Figure pct00004
여기서, 제1 공간(S1) 내의 압력이 P(s)일 때의 배플 구조(60)의 합성 컨덕턴스 C는, 처리 용기(12) 내에 공급되고 있는 가스의 질량 유량을 Q로 한 경우, 일반적으로 이하의 공식으로 구해지는 것이 알려져 있다.
[수5]
Figure pct00005
셔터(62)의 스트로크마다, 상기 (5)식에 표시되는 합성 컨덕턴스 C를 플롯하면, 예컨대 도 10과 같다. 도 10은, 목표가 되는 컨덕턴스의 변화의 일례를 나타내는 도면이다. 도 10에서 분명한 바와 같이, 스트로크 s의 값이 작은 범위에서는, 스트로크 s에 대한 합성 컨덕턴스 C의 변화량이 작고, 스트로크 s의 값이 큰 범위에서는, 스트로크 s에 대한 합성 컨덕턴스 C의 변화량이 크다. 셔터(62)의 스트로크 s를 제어함으로써, 배플 구조(60)의 합성 컨덕턴스가 도 10과 같이 변화하면, 제1 공간(S1) 내의 압력을 도 9와 같이 변화시킬 수 있다.
본 실시예에 있어서, 셔터(62)가 스트로크 s의 위치에 있는 경우, 값이 1인 스트로크에 대응하는 영역(61r)으로부터, 값이 s인 스트로크에 대응하는 영역(61r) 까지의 사이에 배치되어 있는 관통 구멍(61h)이, 셔터(62)에 의해 덮이지 않은 상태로 되어 있다. 셔터(62)의 스트로크 s에 대응하는 하나의 영역(61r)에 배치되어 있는 관통 구멍(61h)의 합성 컨덕턴스를 C(s)로 놓으면, 상기 (5)식은 예컨대 이하와 같이 나타낼 수 있다.
[수6]
Figure pct00006
또, 본 실시예에서는, 셔터(62)의 스트로크 s의 값이 1인 경우에, 셔터(62)가 가장 상측에 위치하고, 제1 원통부(61a)의 최상단의 관통 구멍(61h)만이, 셔터(62)의 제2 원통부(62a)에 의해 덮이지 않은 상태가 된다. 그리고, 스트로크 s의 값이 1인 경우에서의 배플 구조(60)의 합성 컨덕턴스는, 초기값으로서 미리 결정된 압력을 달성하기 위한 컨덕턴스로서 설정된다. 그리고, 초기값으로서 설정된 컨덕턴스를 실현하도록, 제1 원통부(61a)의 최상단의 관통 구멍(61h)의 수나 개구의 크기가 결정된다.
상기 (6)식에 기초하여, 스트로크 s마다, 제1 원통부(61a)의 각 영역(61r)에 배치되어 있는 관통 구멍(61h)의 합성 컨덕턴스 C(s)를 플롯하면, 예컨대 도 11과 같다. 도 11은, 각 스트로크 s에 대응하는 영역(61r) 내의 관통 구멍(61h)의 합성 컨덕턴스 C(s)의 일례를 나타내는 도면이다. 도 11에서 분명한 바와 같이, 스트로크 s의 값이 작은 범위에서는, 스트로크 s에 대응하는 영역(61r) 내의 관통 구멍(61h)의 합성 컨덕턴스 C(s)의 변화량이 작고, 스트로크 s의 값이 큰 범위에서는, 스트로크 s에 대응하는 영역(61r) 내의 관통 구멍(61h)의 합성 컨덕턴스 C(s)의 변화량이 크다.
값이 2 이상인 각 스트로크 s에 있어서, 각 관통 구멍(61h)의 컨덕턴스를 Ch, 상기 스트로크 s에 대응하는 영역(61r) 내의 관통 구멍(61h)의 개수를 n(s)로 하면, 스트로크 s에 대응하는 영역(61r) 내의 관통 구멍(61h)의 합성 컨덕턴스 C(s)는, 이하와 같이 표시된다.
[수7]
Figure pct00007
여기서, 본 실시예에서의 각 관통 구멍(61h)은 대략 원통형상이다. 그 때문에, 각 관통 구멍(61h)의 컨덕턴스 Ch는, 오리피스의 컨덕턴스 Co와, 원형 도관의 컨덕턴스 CL의 합성 컨덕턴스가 된다.
여기서, 각 관통 구멍(61h)의 컨덕턴스 Ch와, 가스의 질량 유량을 Q의 비를 CQ(=Ch/Q)로 놓으면, 스트로크 s마다, 스트로크 s에 대한 영역(61r) 내의 관통 구멍(61h)의 개수 n(s)는, 이하와 같이 결정할 수 있다.
[수8]
Figure pct00008
또, 상기 (8)식에 의해 산출된 n(s)의 값이 정수가 아닌 경우, 소수점 이하의 값의 사사오입, 올림 또는 버림 등에 의해, n(s)의 값은 정수의 값으로 한다.
(8)식에 의해 산출된 개수 n(s)의 관통 구멍(61h)이 배플판(61)의 제1 원통부(61a)에 배치됨으로써, 셔터(62)의 스트로크의 변화에 대한 배플 구조(60)의 합성 컨덕턴스의 변화는, 예컨대 도 10에 나타낸 바와 같이 변화하게 된다. 즉, 각 스트로크 s에 대응하는 영역(61r) 내의 관통 구멍(61h)이 (8)식에 의해 산출된 개수 n(s)가 되도록, 관통 구멍(61h)을 배플판(61)의 제1 원통부(61a)에 배치함으로써, 복수의 관통 구멍(61h)은, 셔터(62)가 하측으로 이동할수록, 셔터(62)의 이동량에 대한, 제2 원통부(62a)에 덮이지 않은 관통 구멍(61h)의 합성 컨덕턴스의 변화량이 증가하도록, 배플판(61)의 제1 원통부(61a)에 배치되게 된다.
[시뮬레이션 결과]
도 12는, 실시예 1에서의 관통 구멍(61h)의 배치의 일례를 나타내는 도면이다. 도 12는, 상기 (8)식과, 각 파라미터에 관한 하기의 값을 이용하여, 각 스트로크 s에 대응하는 영역(61r) 내의 관통 구멍(61h)의 개수 n(s)를 산출한 것이다. 또, 처리 용기(12) 내에 공급되는 가스로는, 일례로서 N2 가스를 상정했다.
질량 유량 Q=0.845 Pam3/s
관통 구멍(61h)의 개구의 반경 a=1 mm
평균 속도 v=470.4 m/s
제1 원통부(61a)의 두께 L=5 mm
스트로크의 최대치 Smax=25
압력의 최대치 Pmax=66.67 Pa(500 mT)
압력의 최소치 Pmin=4 Pa(30 mT)
각 스트로크 s에 대응하는 영역(61r) 내에, 도 12에 나타낸 개수 n(s)의 관통 구멍(61h)이 배치된 배플판(61)을 이용하여, 제1 공간(S1) 내의 압력 변화의 시뮬레이션을 행했다. 도 13은, 실시예 1에서의 압력 제어의 시뮬레이션 결과의 일례를 나타내는 도면이다. 도 13에 있어서, 종축은 제1 공간(S1) 내의 압력을 나타내고, 횡축은 셔터(62)의 스트로크 s를 나타낸다. 도 13에서 분명한 바와 같이, 셔터(62)의 스트로크 s의 변화량에 대하여, 제1 공간(S1) 내의 압력이 선형으로 변화하고 있다. 이에 따라, 본 실시예의 플라즈마 처리 장치(10)는, 압력의 최대치 Pmax부터 최소치 Pmin까지의 압력의 제어 범위에 있어서, 셔터(62)의 스트로크 s를 제어함으로써, 제1 공간(S1) 내의 압력을 임의의 압력으로 정밀하게 설정할 수 있다. 따라서, 본 실시예의 플라즈마 처리 장치(10)는, 셔터(62)의 이동에 의해 제1 공간(S1) 내의 압력을 제어할 때의 압력의 제어성을 높일 수 있다.
또, 본 실시예에서는, 배플판(61)의 제1 원통부(61a)에 형성되는 각 관통 구멍(61h)의 개구 면적이 대략 동일하다. 그 때문에, 스트로크 s의 값이 큰 셔터(62)의 위치에 대응하는 배플판(61)의 영역(61r)에는, 다수의 관통 구멍(61h)이 배치된다. 배플판(61)에 형성되는 관통 구멍(61h)의 개수가 많으면, 배플판(61)의 제조 비용이 증가하거나, 각 영역(61r)에 형성되는 관통 구멍(61h)의 직경의 합계 길이가 제1 원통부(61a)의 둘레 방향의 길이를 넘는 경우가 있다. 그 때문에, 관통 구멍(61h)의 개수가 많은 영역(61r)에서는, 예컨대 도 14에 나타낸 바와 같이, 몇개의 관통 구멍(61h)을 통합하여 하나의 관통 구멍(61h2)으로서 제1 원통부(61a)에 형성해도 좋다. 단, 이 경우, 관통 구멍(61h2)의 컨덕턴스의 값은, 상기 관통 구멍(61h2)에 통합되는 각 관통 구멍(61h)의 컨덕턴스를 합성한 값과 대략 같은 것이 바람직하다. 도 14는, 배플판(61)의 제1 원통부(61a)에 형성된 관통 구멍(61h)의 배치의 다른 예를 나타내는 도면이다.
이상, 실시예 1에 관해 설명했다. 상기 설명에서 분명한 바와 같이, 본 실시예의 플라즈마 처리 장치(10)에 의하면, 제1 공간(S1) 내의 압력의 제어성을 향상시킬 수 있다.
실시예 2
다음으로, 실시예 2에 관해 설명한다. 실시예 2에서의 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 스트로크 s의 값이 커짐에 따라서, 상기 스트로크 s에 대응하는 영역(61r) 내의 관통 구멍(61h)의 개구 면적이 커지도록, 각 관통 구멍(61h)이 배플판(61)의 제1 원통부(61a)에 형성된다. 또, 제1 원통부(61a) 이외의 플라즈마 처리 장치(10)의 구성에 관해서는, 이하에 설명하는 점을 제외하고, 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명한 실시예 1에서의 플라즈마 처리 장치(10)와 동일하기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
[관통 구멍(61h)의 배치]
도 15는, 실시예 2에서의 배플판(61)의 제1 원통부(61a)에 형성된 관통 구멍(61h)의 배치의 일례를 나타내는 도면이다. 본 실시예에서의 배플판(61)의 제1 원통부(61a)에는, 예컨대 도 15에 나타낸 바와 같이, 셔터(62)의 스트로크 s의 값이 커짐에 따라서, 즉, 제1 원통부(61a)의 하측일수록, 각 영역(61r)에 배치되어 있는 관통 구멍(61h)의 개구 면적이 커졌다. 본 실시예에 있어서, 각 관통 구멍(61h)의 개구의 형상은 대략 원형이므로, 본 실시예에서는, 제1 원통부(61a)의 하측일수록, 각 영역(61r)에 배치되는 관통 구멍(61h)의 반경 a가 길어졌다. 예컨대 도 15에 예시한 제1 원통부(61a)에서는, 값이 10인 스트로크 s에 대응하는 영역(61r)에 배치되어 있는 관통 구멍(61h)의 직경 φ2는, 값이 1인 스트로크 s에 대응하는 영역(61r)에 배치되어 있는 관통 구멍(61h)의 직경 φ1보다 길어졌다.
본 실시예에 있어서도, 복수의 관통 구멍(61h)은, 셔터(62)가 하측으로 이동할수록, 셔터(62)의 이동량에 대한, 제2 원통부(62a)에 덮이지 않은 관통 구멍(61h)의 합성 컨덕턴스의 변화량이 증가하도록, 배플판(61)의 제1 원통부(61a)에 배치되어 있다.
여기서, 각 관통 구멍(61h)의 개구 면적이 동일한 경우, 스트로크의 값이 큰 셔터(62)의 위치에 대응하는 영역(61r) 내의 관통 구멍(61h)의 개수는, 스트로크의 값이 작은 셔터(62)의 위치에 대응하는 영역(61r) 내의 관통 구멍(61h)의 개수보다 많아진다. 배플판(61)의 제1 원통부(61a)에 형성되는 관통 구멍(61h)의 수가 많아지면, 배플판(61)의 제조 비용이 증가한다. 따라서, 본 실시예에서는, 값이 큰 스트로크에 대응하는 영역(61r) 내의 관통 구멍(61h)일수록 개구 면적을 증대시킴으로써, 제1 원통부(61a)에 형성되는 관통 구멍(61h)의 개수를 삭감하고 있다. 이에 따라, 압력의 제어성을 높일 수 있음과 함께, 플라즈마 처리 장치(10)의 비용 증가를 억제할 수 있다.
[평가 결과]
도 16은, 실시예 2에서의 압력 제어의 평가 결과의 일례를 나타내는 도면이다. 도 16에 나타낸 평가 결과에서는, 예컨대 도 17에 나타낸 바와 같은 반경 a 및 개수 n(s)이 되도록 각 스트로크에 대응하는 영역(61r)에 관통 구멍(61h)이 배치된 배플판(61)이 이용되었다. 도 16의 실측치에서 도시된 바와 같이, 본 실시예의 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 셔터(62)의 스트로크의 증가에 따라서, 제1 공간(S1) 내의 압력이 직선적으로 변화하고 있다. 따라서, 본 실시예의 플라즈마 처리 장치(10)에 있어서도, 압력의 제어에 있어서 높은 제어성을 실현할 수 있다. 또, 도 16에 나타낸 데이터에 있어서, 실측치와 시뮬레이션의 값 사이에 차이가 생겼지만, 이것은, 시뮬레이션에서 설정된 간극(GP)의 값과, 실제 장치에서의 간극(GP)의 값이 상이하기 때문이다.
이상, 실시예 2에 관해 설명했다. 상기 설명에서 분명한 바와 같이, 본 실시예의 플라즈마 처리 장치(10)에 의하면, 제1 공간(S1) 내의 압력의 제어성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 실시예의 플라즈마 처리 장치(10)에 의하면, 플라즈마 처리 장치(10)의 비용 증가를 억제할 수 있다.
[기타]
또, 개시의 기술은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 그 요지의 범위 내에서 수많은 변형이 가능하다.
예컨대, 상기 각 실시예에서는, 셔터(62)의 스트로크의 변화에 대한 제1 공간(S1) 내의 압력의 변화를, 1개의 직선형으로 변화하도록 제어했지만, 개시한 기술은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대 도 18에 나타낸 바와 같이, 1부터 최대치까지의 스트로크의 범위를 복수의 작은 범위 Δs1∼Δs3으로 분할하고, 작은 범위마다 상이한 기울기의 직선형으로 제1 공간(S1) 내의 압력이 변화하도록, 배플판(61)의 각 영역(61r)에 관통 구멍(61h)을 배치해도 좋다. 이 경우, 작은 영역마다, 목표가 되는 제1 공간(S1) 내의 압력 변화의 기울기와, 전술한 (8)식을 이용하여, 작은 영역 내의 각 스트로크 s에 대응하는 영역(61r)에 포함되는 관통 구멍(61h)의 개수 n(s)가 결정된다. 또, 도 18의 예에서는, 1부터 최대치까지의 스트로크의 범위가 3개의 작은 범위 Δs1∼Δs3로 분할되어 있지만, 분할수는 3개에 한정되지 않고, 2개이어도 좋고 4개 이상이어도 좋다.
또한, 배플판(61)의 제1 원통부(61a)에는, 예컨대 도 19에 나타낸 바와 같이, 값이 1인 스트로크에 대응하는 영역(61r)과, 값이 s1인 스트로크에 대응하는 영역(61r)에만 관통 구멍(61h)이 배치되어도 좋다. 이 경우, 셔터(62)가 하측으로 이동하고, 스트로크가 s1에 달하면, 배플 구조(60)의 컨덕턴스가 급격히 증가한다. 이에 따라, 예컨대 도 20에 나타낸 바와 같이, 제1 공간(S1) 내의 압력을, 스트로크의 값이 s1이 되는 셔터(62)의 위치를 경계로 급격히 변화시킬 수 있다.
또한, 도 19에 나타낸 제1 원통부(61a)를 이용하여, 예컨대 셔터(62)의 스트로크를 1부터 smax의 범위 내에서 일정한 스피드로 왕복 이동시킴으로써, 예컨대 도 21에 나타낸 바와 같이, 제1 공간(S1) 내의 압력을 펄스형으로 교대로 변화시킬 수 있다. 도 21에 나타낸 펄스형의 압력 변화에 있어서, 1주기의 기간 ΔT0에 대한 고압의 기간 ΔT1의 비율을 듀티비로 정의하면, 상기 듀티비는, 도 19에 나타낸 거리 L0에 대한 거리 L1의 비율에 해당한다. 도 19에 나타낸 거리 L0은, 값이 1인 스트로크 s에 대응하는 영역(61r)의 하단으로부터, 값이 smax인 스트로크 s에 대응하는 영역(61r)의 하단까지의 거리이다. 또한, 도 19에 나타낸 거리 L1은, 값이 1인 스트로크 s에 대응하는 영역(61r)의 하단으로부터, 값이 s1인 스트로크 s에 대응하는 영역(61r)의 하단까지의 거리이다.
또한, 소정의 타이밍에 셔터(62)의 스트로크 s를 s1-1부터 s1로 변화시키고, 소정의 타이밍에 셔터(62)의 스트로크 s를 s1부터 s1-1로 변화시키도록, 구동 장치(70)를 제어하는 것에 의해서도, 임의의 듀티비의 압력의 펄스 제어를 실현할 수 있다.
또한, 각 영역(61r)의 축선(Z) 방향에서의 폭은, 상기 영역(61r) 내에 배치되는 관통 구멍(61h)의 직경과 대략 동일하다. 그 때문에, 실시예 2에 있어서, 반경이 큰 관통 구멍(61h)을 포함하는 영역(61r)의 수가 지나치게 많아지면, 셔터(62)의 이동 범위가 길어지고, 플라즈마 처리 장치(10)의 소형화가 어려워진다. 따라서, 모든 영역(61r)의 축선(Z) 방향에서의 폭을 합계한 길이가 소정 길이를 초과한 경우, 관통 구멍(61h)의 개수 n(s)가 적은 영역(61r)으로부터 순서대로, 모든 영역(61r)의 축선(Z) 방향에서의 폭을 합계한 길이가 소정 길이 미만이 될 때까지, 작은 반경의 관통 구멍(61h)으로 치환하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 플라즈마 처리 장치(10)의 소형화가 가능한 범위에서, 플라즈마 처리 장치(10)의 비용 증가를 억제할 수 있다.
W : 웨이퍼
10 : 플라즈마 처리 장치
12 : 처리 용기
14 : 배치대
20 : 정전척
30 : 상부 전극
34 : 전극판
36 : 전극 지지체
48 : 배기관
50 : 배기 장치
60 : 배플 구조
61 : 배플판
61h : 관통 구멍
62 : 셔터
70 : 구동 장치

Claims (5)

  1. 피처리체에 대하여 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 설치되고, 상기 피처리체가 배치되는 배치대와,
    원통형상으로서, 측벽에 복수의 관통 구멍이 형성되고, 상기 배치대 상의 처리 공간과 상기 배치대 주위의 배기 공간을 구획하는 배플판과,
    원통형상으로서, 내주면의 직경이 상기 배플판의 외주면의 직경보다 길고, 상기 배플판의 축방향으로 배플판의 측벽을 따라서 이동 가능하게 상기 배플판의 주위에 설치된 셔터와,
    상기 셔터를 상기 배플판의 측벽을 따라서 이동시킴으로써, 상기 셔터에 덮이지 않은 상기 복수의 관통 구멍에 의해 구성되는 합성 컨덕턴스를 변경하는 구동 장치
    를 포함하고,
    상기 복수의 관통 구멍은,
    상기 셔터가 하측으로 이동할수록, 상기 셔터의 이동량에 대한, 상기 셔터에 덮이지 않은 관통 구멍의 합성 컨덕턴스의 변화량이 증가하도록, 상기 배플판의 측벽에 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 셔터의 위치가 미리 정해진 거리 변화한 경우에 상기 셔터의 상단이 통과하는 상기 배플판의 측벽의 영역마다, 상기 셔터가 하측으로 이동하는 경우에 상기 셔터의 상단이 통과하는 순으로 각각의 상기 영역에 작은 수부터 큰 수로 순서대로 할당된 번호를 s, 각각의 상기 관통 구멍의 컨덕턴스를 Ch, 목표가 되는 상기 셔터의 이동량에 대한 상기 처리 용기 내의 압력의 변화를 나타내는 직선의 기울기를 -α, 상기 직선의 세그먼트를 β, 상기 처리 공간에 공급되는 가스의 질량 유량을 Q로 한 경우, 번호 s로 표시되는 상기 영역에 배치되는 상기 관통 구멍의 개수 n(s)은, 이하의 관계식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
    [수1]
    Figure pct00009
  3. 제2항에 있어서,
    각각의 상기 영역에 배치되는 각각의 상기 관통 구멍은,
    상기 영역 내에서 인접하는 관통 구멍끼리의 간격이 균등해지도록 상기 영역 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    큰 값의 상기 번호 s가 할당된 상기 영역 내에 배치되는 각각의 상기 관통 구멍의 개구 면적은, 작은 값의 상기 번호 s가 할당된 상기 영역 내에 배치되는 각각의 상기 관통 구멍의 개구 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 관통 구멍은,
    상기 배플판의 축방향에 있어서, 다른 관통 구멍과의 중복이 적어지도록 상기 배플판의 측벽에 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
KR1020187016669A 2015-12-16 2016-12-02 플라즈마 처리 장치 KR102618930B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2015-245450 2015-12-16
JP2015245450A JP6570993B2 (ja) 2015-12-16 2015-12-16 プラズマ処理装置
PCT/JP2016/085873 WO2017104442A1 (ja) 2015-12-16 2016-12-02 プラズマ処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180094895A true KR20180094895A (ko) 2018-08-24
KR102618930B1 KR102618930B1 (ko) 2023-12-27

Family

ID=59056376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187016669A KR102618930B1 (ko) 2015-12-16 2016-12-02 플라즈마 처리 장치

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20190131136A1 (ko)
JP (1) JP6570993B2 (ko)
KR (1) KR102618930B1 (ko)
CN (1) CN108369909B (ko)
TW (1) TWI707398B (ko)
WO (1) WO2017104442A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7268390B2 (ja) * 2019-02-18 2023-05-08 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ、タイヤ加硫金型、及び、タイヤ加硫金型を用いた空気入りタイヤの製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001196313A (ja) 2000-01-12 2001-07-19 Huabang Electronic Co Ltd 半導体加工チャンバとその制御方法
US20060118045A1 (en) * 2004-12-08 2006-06-08 Fink Steven T Method and apparatus for improved baffle plate
US20150187545A1 (en) * 2013-12-26 2015-07-02 Psk Inc. Substrate treating apparatus and method

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6245830U (ko) * 1985-09-06 1987-03-19
TW299559B (ko) * 1994-04-20 1997-03-01 Tokyo Electron Co Ltd
JP3468446B2 (ja) * 1997-05-20 2003-11-17 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP4592856B2 (ja) * 1999-12-24 2010-12-08 東京エレクトロン株式会社 バッフル板及びガス処理装置
JP2002270598A (ja) * 2001-03-13 2002-09-20 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
US20030092278A1 (en) * 2001-11-13 2003-05-15 Fink Steven T. Plasma baffle assembly
KR20030090305A (ko) * 2002-05-22 2003-11-28 동경엘렉트론코리아(주) 플라즈마 발생장치의 가스 배기용 배플 플레이트
JP2004296553A (ja) * 2003-03-25 2004-10-21 Ngk Insulators Ltd 半導体製造装置用部材
JP4286576B2 (ja) * 2003-04-25 2009-07-01 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP4364667B2 (ja) * 2004-02-13 2009-11-18 東京エレクトロン株式会社 溶射部材、電極、およびプラズマ処理装置
US7767055B2 (en) * 2004-12-03 2010-08-03 Tokyo Electron Limited Capacitive coupling plasma processing apparatus
US7651568B2 (en) * 2005-03-28 2010-01-26 Tokyo Electron Limited Plasma enhanced atomic layer deposition system
JP5233092B2 (ja) * 2006-08-10 2013-07-10 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置用の載置台及びプラズマ処理装置
JP5217569B2 (ja) * 2008-03-31 2013-06-19 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR101091309B1 (ko) * 2009-08-18 2011-12-07 주식회사 디엠에스 플라즈마 식각장치
US20120216955A1 (en) * 2011-02-25 2012-08-30 Toshiba Materials Co., Ltd. Plasma processing apparatus
JP5661513B2 (ja) * 2011-03-03 2015-01-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
CN103796413B (zh) * 2012-11-01 2017-05-03 中微半导体设备(上海)有限公司 等离子反应器及制作半导体基片的方法
US9184029B2 (en) * 2013-09-03 2015-11-10 Lam Research Corporation System, method and apparatus for coordinating pressure pulses and RF modulation in a small volume confined process reactor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001196313A (ja) 2000-01-12 2001-07-19 Huabang Electronic Co Ltd 半導体加工チャンバとその制御方法
US20060118045A1 (en) * 2004-12-08 2006-06-08 Fink Steven T Method and apparatus for improved baffle plate
US20150187545A1 (en) * 2013-12-26 2015-07-02 Psk Inc. Substrate treating apparatus and method

Also Published As

Publication number Publication date
KR102618930B1 (ko) 2023-12-27
WO2017104442A1 (ja) 2017-06-22
CN108369909B (zh) 2022-07-01
CN108369909A (zh) 2018-08-03
JP2017112217A (ja) 2017-06-22
TW201732921A (zh) 2017-09-16
US20190131136A1 (en) 2019-05-02
JP6570993B2 (ja) 2019-09-04
TWI707398B (zh) 2020-10-11
US20210320009A1 (en) 2021-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6438320B2 (ja) プラズマ処理装置
US11404249B2 (en) Substrate processing apparatus
US11037762B2 (en) Plasma processing apparatus
US11348768B2 (en) Plasma processing apparatus
US8608903B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
US20180115299A1 (en) Method for impedance matching of plasma processing apparatus
US9991100B2 (en) Plasma processing apparatus and control method
JP2010528458A (ja) 容積可変型プラズマ処理チャンバおよびその方法
TW201635421A (zh) 被處理體之溫度控制機構、以及從多層膜選擇性蝕刻氮化膜之方法
US20200185193A1 (en) Plasma processing apparatus and etching method
US10714318B2 (en) Plasma processing method
KR20180094895A (ko) 플라즈마 처리 장치
JP6308858B2 (ja) 静電チャック、載置台、プラズマ処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant