JP7418285B2 - 基板処理装置とその製造方法、及び排気構造 - Google Patents

Description

本開示は、基板処理装置とその製造方法、及び排気構造に関する。

特許文献１には、処理室内で載置台の載置面に基板を載置し、基板に対して載置台にバイアス用の高周波電力を印加しつつプラズマ処理を行うプラズマ処理装置が開示されている。平面視矩形の載置台の四つの端面には仕切り部材が設けられ、載置台の四つの隅角部には、仕切り部材の下方位置に遮蔽部材が設けられ、遮蔽部材の下方に排気口が設けられている。載置台を上方から見た平面視において、仕切り部材と遮蔽部材は一部が重なるように設けられており、載置台の周囲は、仕切り部材と遮蔽部材によって完全に包囲されている。

特開２０１５－２１６２６０号公報

本開示は、排気口に連通する真空ポンプの回転翼による処理容器内への反跳パーティクルの侵入を抑制でき、排気性能に優れている、基板処理装置とその製造方法、及び排気構造を提供する。

本開示の一態様による基板処理装置は、
底板と側壁を少なくとも備える処理容器内において、基板を処理する基板処理装置であって、
前記処理容器の内部において、前記底板よりも上方には、前記基板が載置される載置面を備えて、前記底板よりも平面積の小さな載置台が配設され、
前記底板には、前記処理容器の内部を真空排気するための排気口が設けられ、
前記排気口の上方には、前記載置面よりも下方の高さ位置に遮蔽部材が配設されており、
前記遮蔽部材の端面の一部である第一当接面と、前記載置台の端面の一部である第二当接面は相互に当接しており、
前記遮蔽部材における前記第一当接面に隣接した開放端面と、前記排気口の中央と、を結ぶ第一最短直線と水平線との角度が３５度以上４５度以下であり、
前記遮蔽部材の前記開放端面と、前記排気口の端部と、を結ぶ第二最短直線と水平線との角度が６５度以上８０度以下である。

本開示によれば、排気口に連通する真空ポンプの回転翼による処理容器内への反跳パーティクルの侵入を抑制でき、排気性能に優れている基板処理装置と排気構造を提供することができる。

実施形態に係る基板処理装置と排気構造の一例を示す縦断面図である。 図１のII方向矢視図である。 図２に対応する図であって、遮蔽部材の他例を示す図である。 図２に対応する図であって、遮蔽部材の他の配設例を示す図である。 図２に対応する図であって、遮蔽部材のさらに他の配設例を示す図である。 図２に対応する図であって、遮蔽部材のさらに他の配設例を示す図である。 載置台と遮蔽部材を拡大した平面図である。 図４のV-V矢視図であって、載置台と遮蔽部材を拡大した縦断面図である。

以下、本開示の実施形態に係る基板処理装置とその製造方法、及び排気構造について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。

［実施形態に係る基板処理装置とその製造方法、及び排気構造］
図１乃至図５を参照して、本開示の実施形態に係る基板処理装置とその製造方法、及び排気構造の一例について説明する。ここで、図１は、実施形態に係る基板処理装置と排気構造の一例を示す縦断面図であり、図２は、図１のII方向矢視図である。また、図４は、載置台と遮蔽部材を拡大した平面図であり、図５は、図４のV-V矢視図であって、載置台と遮蔽部材を拡大した縦断面図である。

図１に示す基板処理装置１００は、ＦＰＤ用の平面視矩形の基板（以下、単に「基板」という）Ｇに対して、各種の基板処理方法を実行する誘導結合型プラズマ（Inductive Coupled Plasma: ＩＣＰ）処理装置である。基板の材料としては、主にガラスが用いられ、用途によっては透明の合成樹脂などが用いられることもある。ここで、基板処理には、エッチング処理や、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いた成膜処理等が含まれる。ＦＰＤとしては、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display: ＬＣＤ）やエレクトロルミネセンス（Electro Luminescence: ＥＬ）、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel;ＰＤＰ）等が例示される。基板Ｇは、その表面に回路がパターニングされる形態の他、支持基板も含まれる。また、ＦＰＤ用基板の平面寸法は世代の推移と共に大規模化しており、基板処理装置１００によって処理される基板Ｇの平面寸法は、例えば、第６世代の１５００ｍｍ×１８００ｍｍ程度の寸法から、第１０．５世代の３０００ｍｍ×３４００ｍｍ程度の寸法までを少なくとも含む。また、基板Ｇの厚みは０．２ｍｍ乃至数ｍｍ程度である。

図１に示す基板処理装置１００は、直方体状の箱型の処理容器１０と、排気構造５０と、処理容器１０内に配設されて基板Ｇが載置される平面視矩形の外形の載置台６０と、制御部９０とを有する。尚、処理容器は、円筒状の箱型や楕円筒状の箱型などの形状であってもよく、この形態では、載置台も円形もしくは楕円形となり、載置台に載置される基板も円形等になる。

処理容器１０は、誘電体板１１により上下２つの空間に区画されており、上側空間であるアンテナ室は上チャンバー１２により形成され、下方空間である処理領域Ｓは下チャンバー１３により形成される。

処理容器１０において、下チャンバー１３と上チャンバー１２の境界となる位置には矩形環状の支持枠１４が処理容器１０の内側に突設するようにして配設されており、支持枠１４に誘電体板１１が載置されている。処理容器１０は、接地線１３ｅにより接地されている。

処理容器１０はアルミニウム等の金属により形成されており、誘電体板１１はアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等のセラミックスや石英により形成されている。

下チャンバー１３の側壁１３ａには、下チャンバー１３に対して基板Ｇを搬出入するための搬出入口１３ｂが開設されており、搬出入口１３ｂはゲートバルブ２０により開閉自在となっている。下チャンバー１３には搬送機構を内包する搬送室（いずれも図示せず）が隣接しており、ゲートバルブ２０を開閉制御し、搬送機構にて搬出入口１３ｂを介して基板Ｇの搬出入が行われる。また、下チャンバー１３の側壁１３ａには、間隔を置いて複数の開口１３ｃが開設されており、それぞれの開口１３ｃには、開口１３ｃを塞ぐようにして石英製の覗き窓２５が取り付けられている。

誘電体板１１の下面において、誘電体板１１を支持するための支持梁が設けられており、支持梁はシャワーヘッド３０を兼ねている。シャワーヘッド３０は、アルミニウム等の金属により形成されており、陽極酸化による表面処理が施されていてよい。シャワーヘッド３０内には、水平方向に延設するガス流路３１が形成されており、ガス流路３１には、下方に延設してシャワーヘッド３０の下方にある処理領域Ｓに臨むガス吐出孔３２が連通している。

誘電体板１１の上面にはガス流路３１に連通するガス導入管４５が接続されており、ガス導入管４５は上チャンバー１２の天井１２ａに開設されている供給口１２ｂを気密に貫通し、ガス導入管４５と気密に結合されたガス供給管４１を介して処理ガス供給源４４に接続されている。ガス供給管４１の途中位置には開閉バルブ４２とマスフローコントローラのような流量制御器４３が介在している。ガス導入管４５、ガス供給管４１、開閉バルブ４２、流量制御器４３及び処理ガス供給源４４により、処理ガス供給部４０が形成される。尚、ガス供給管４１は途中で分岐しており、各分岐管には開閉バルブと流量制御器、及び処理ガス種に応じた処理ガス供給源が連通している（図示せず）。プラズマ処理においては、処理ガス供給部４０から供給される処理ガスがガス供給管４１及びガス導入管４５を介してシャワーヘッド３０に供給され、ガス吐出孔３２を介して処理領域Ｓに吐出される。

アンテナ室を形成する上チャンバー１２内には、高周波アンテナ１５が配設されている。高周波アンテナ１５は、銅等の良導電性の金属から形成されるアンテナ線１５ａを、環状もしくは渦巻き状に巻装することにより形成される。例えば、環状のアンテナ線１５ａを多重に配設してもよい。

アンテナ線１５ａの端子には上チャンバー１２の上方に延設する給電部材１６が接続されており、給電部材１６の上端には給電線１７が接続され、給電線１７はインピーダンス整合を行う整合器１８を介して高周波電源１９に接続されている。高周波アンテナ１５に対して高周波電源１９から例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が印加されることにより、下チャンバー１３内に誘導電界が形成される。この誘導電界により、シャワーヘッド３０から処理領域Ｓに供給された処理ガスがプラズマ化されて誘導結合型プラズマが生成され、プラズマ中のイオンが基板Ｇに提供される。高周波電源１９はプラズマ発生用のソース源であり、載置台６０に接続されている高周波電源７３は、発生したイオンを引き付けて運動エネルギを付与するバイアス源となる。このように、イオンソース源には誘導結合を利用してプラズマを生成し、別電源であるバイアス源を載置台６０に接続してイオンエネルギの制御を行うことより、プラズマの生成とイオンエネルギの制御が独立して行われ、プロセスの自由度を高めることができる。高周波電源１９から出力される高周波電力の周波数は、０．１乃至５００ＭＨｚの範囲内で設定されるのが好ましい。

載置台６０は、基材６１と、基材６１の上面６１ａに形成されている静電チャック６６とを有する。

基材６１の平面視形状は矩形であり、載置台６０に載置されるＦＰＤと同程度の平面寸法を有する。例えば、基材６１は、載置される基板Ｇと同程度の平面寸法を有し、長辺の長さは１８００ｍｍ乃至３４００ｍｍ程度であり、短辺の長さは１５００ｍｍ乃至３０００ｍｍ程度の寸法に設定できる。この平面寸法に対して、基材６１の厚みは例えば５０ｍｍ乃至１００ｍｍ程度となり得る。

基材６１には、矩形平面の全領域をカバーするように蛇行した温調媒体流路６２ａが設けられており、ステンレス鋼やアルミニウム、アルミニウム合金等から形成される。尚、温調媒体流路６２aは、例えば静電チャック６６に設けられてもよい。また、基材６１が、図示例のように一部材による単体でなく、二部材の積層体により形成されてもよい。

下チャンバー１３の底板１３ｄの上には、絶縁材料により形成されて内側に段部を有する箱型の台座６８が固定されており、台座６８の段部の上に載置台６０が載置される。

基材６１の上面６１ａには、基板Ｇが直接載置される静電チャック６６が形成されている。静電チャック６６は、アルミナ等のセラミックスを溶射して形成される誘電体被膜であるセラミックス層６４と、セラミックス層６４の内部に埋設されていて静電吸着機能を有する導電層６５（電極）とを有する。セラミックス層６４の上面は、基板Ｇが直接載置される載置面６４ａである。導電層６５は、給電線７４を介して直流電源７５に接続されている。制御部９０により、給電線７４に介在するスイッチ（図示せず）がオンされると、直流電源７５から導電層６５に直流電圧が印加されることによりクーロン力が発生する。このクーロン力により、基板Ｇが静電チャック６６の上面に静電吸着され、基材６１の上面に載置された状態で保持される。このように、載置台６０は、基板Ｇを載置する下部電極を形成する。

載置台６０を構成する基材６１には、矩形平面の全領域をカバーするように蛇行した温調媒体流路６２ａが設けられている。温調媒体流路６２ａの両端には、温調媒体流路６２ａに対して温調媒体が供給される送り配管６２ｂと、温調媒体流路６２ａを流通して昇温された温調媒体が排出される戻り配管６２ｃとが連通している。図１に示すように、送り配管６２ｂと戻り配管６２ｃにはそれぞれ、送り流路８２と戻り流路８３が連通しており、送り流路８２と戻り流路８３はチラー８１に連通している。チラー８１は、温調媒体の温度や吐出流量を制御する本体部と、温調媒体を圧送するポンプとを有する（いずれも図示せず）。尚、温調媒体としては冷媒が適用され、この冷媒には、ガルデン（登録商標）やフロリナート（登録商標）等が適用される。図示例の温調形態は、基材６１に温調媒体を流通させる形態であるが、基材６１がヒータ等を内蔵し、ヒータにより温調する形態であってもよいし、温調媒体とヒータの双方により温調する形態であってもよい。また、ヒータの代わりに、高温の温調媒体を流通させることにより加熱を伴う温調を行ってもよい。尚、抵抗体であるヒータは、タングステンやモリブデン、もしくはこれらの金属のいずれか一種とアルミナやチタン等との化合物から形成される。また、図示例は、基材６１に温調媒体流路６２ａが形成されているが、例えば静電チャック６６が温調媒体流路を有していてもよい。

基材６１には熱電対等の温度センサが配設されており、温度センサによるモニター情報は、制御部９０に随時送信される。そして、送信されたモニター情報に基づいて、基材６１及び基板Ｇの温調制御が制御部９０により実行される。より具体的には、制御部９０により、チラー８１から送り流路８２に供給される温調媒体の温度や流量が調整される。そして、温度調整や流量調整が行われた温調媒体が温調媒体流路６２ａに循環されることにより、載置台６０の温調制御が実行される。尚、熱電対等の温度センサは、例えば静電チャック６６に配設されてもよい。

静電チャック６６及び基材６１の外周と、台座６８の上面とにより段部が形成され、この段部には、矩形枠状のフォーカスリング６９が載置されている。段部にフォーカスリング６９が設置された状態において、フォーカスリング６９の上面の方が静電チャック６６の上面よりも低くなるよう設定されている。フォーカスリング６９は、アルミナ等のセラミックスもしくは石英等から形成される。

基材６１の下面には、給電部材７０が接続されている。給電部材７０の下端には給電線７１が接続されており、給電線７１はインピーダンス整合を行う整合器７２を介してバイアス電源である高周波電源７３に接続されている。載置台６０に対して高周波電源７３から例えば３．２ＭＨｚの高周波電力が印加されることにより、プラズマ発生用のソース源である高周波電源１９にて生成されたイオンを基板Ｇに引き付けることができる。従って、プラズマエッチング処理においては、エッチングレートとエッチング選択比を共に高めることが可能になる。

制御部９０は、基板処理装置１００の各構成部、例えば、チラー８１や、高周波電源１９，７３、処理ガス供給部４０、圧力計から送信されるモニター情報に基づいて排気部５５等の動作を制御する。制御部９０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を有する。ＣＰＵは、ＲＡＭ等の記憶領域に格納されたレシピ（プロセスレシピ）に従い、所定の処理を実行する。レシピには、プロセス条件に対する基板処理装置１００の制御情報が設定されている。制御情報には、例えば、ガス流量や処理容器１０内の圧力、処理容器１０内の温度や基材６１の温度、プロセス時間等が含まれる。

レシピ及び制御部９０が適用するプログラムは、例えば、ハードディスクやコンパクトディスク、光磁気ディスク等に記憶されてもよい。また、レシピ等は、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、メモリカード等の可搬性のコンピュータによる読み取りが可能な記憶媒体に収容された状態で制御部９０にセットされ、読み出される形態であってもよい。制御部９０はその他、コマンドの入力操作等を行うキーボードやマウス等の入力装置、基板処理装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等の表示装置、及びプリンタ等の出力装置といったユーザーインターフェイスを有している。

次に、実施形態に係る排気構造５０の一例について説明する。

下チャンバー１３の有する底板１３ｄには複数の排気口１３ｆが開設されている。より具体的には、図２に示すように、平面視矩形の底板１３ｄの四つの隅角部にそれぞれ、平面視円形の排気口１３ｆが設けられている。

そして、各排気口１３ｆには排気管５１が接続されており、排気管５１は、開閉弁５２を介して、ターボ分子ポンプ等の真空ポンプ５３に接続されている。排気管５１、開閉弁５２及び真空ポンプ５３により、排気部５５が形成される。真空ポンプ５３を作動することにより、プロセス中に下チャンバー１３内を所定の真空度まで真空排気することができる。

図２に示すように、平面視矩形の下チャンバー１３の側壁１３ａの内側に、平面視矩形の載置台６０が配設され、下チャンバー１３の平面積に比べて載置台６０の平面積は小さく、側壁１３ａと載置台６０間には、平面積矩形枠状の隙間Ｓ１が形成されている。そして、平面視矩形の側壁１３ａの隅角部にある排気口１３ｆは、隙間Ｓ１に臨んでいる。ここで、下チャンバー１３の平面積とは、下チャンバー１３を平面視した際の矩形形状が成す領域における面積のことであり、例えば排気口などを除いた実測値的な面積のことではない。また、載置台６０の平面積についても、載置台６０を平面視した際の矩形形状が成す領域における面積のことである。

図１及び図２に示すように、載置台６０の四つの隅角部６０ａと、各隅角部６０ａに対応する側壁１３ａの隅角部の間において、載置台６０の載置面６４ａよりも下方の高さ位置には、平面視形状が略矩形の遮蔽部材５８が配設されている。遮蔽部材５８は、上面と下面（後述の広幅面）を有し、端部において複数の端面により上面及び下面を囲んで構成されている。ここで、図示例における平面視形状の「略矩形」は、正方形の一つの隅角部が方形に切り欠かれたＬ形であるが、この略矩形には、切り欠きの無い正方形や長方形等も含まれる。また、「遮蔽部材」は、各種ガスの流れを阻止する板であることから、「バッフル板」と称することもできる。

図２に示すように、遮蔽部材５８に設けられている切り欠き部５８ｃは、端面の一部として二つの第一当接面５８ｄを備え、載置台６０の隅角部６０ａの第二当接面６０ｂと第一当接面５８ｄが相互に当接している。図２からも明らかなように、平面視において、遮蔽部材５８は、載置台６０の隅角部６０ａから外側の側壁１３ａに張り出すようにして配設されている。

遮蔽部材５８を構成する他の端面のうち、第一当接面５８ｄに隣接する端面５８ｅ（開放端面の一例）は、隙間Ｓ１に臨んでおり、この端面５８ｅに隣接する他の端面５８ｆは側壁１３ａの内面に当接している。

従って、真空ポンプ５３を作動すると、処理容器１０の内部にある各種ガスは、矩形枠状の隙間Ｓ１を介し、遮蔽部材５８の端面５８ｅ側から遮蔽部材５８の下方に流通し、遮蔽部材５８の下方にある排気口１３ｆを介して排気管５１に流通する。尚、下チャンバー１３の適所には圧力計（図示せず）が設置されており、圧力計によるモニター情報が制御部９０に送信され、制御部９０にて処理容器１０内の圧力が制御されるようになっている。

遮蔽部材５８は、アルミニウム等の金属により形成されている。また、遮蔽部材５８は、複数（図示例は四つ）の高さ調整部材５９を介して、底板１３ｄの上面に高さ調整自在に載置されている。ここで、高さ調整部材５９は、シリンダからロッドが自動的に進退するシリンダユニット等により形成される形態であってもよいし、長さの異なる複数の棒部材から適宜の長さの棒部材が選定されて設置されるマニュアル方式の形態であってもよい。

尚、図示を省略するが、遮蔽部材５８が複数の高さ調整部材５９により支持される形態の他にも、側壁１３ａの隅角部の内面にアルミニウム等の金属により形成されている支持部材を取り付けておき、この支持部材に遮蔽部材５８が支持される形態であってもよい。アルミニウム製等の支持部材にて遮蔽部材５８が支持されることから、接地線１３ｅにより接地されている側壁１３ａと支持部材を介して、遮蔽部材５８が接地される。このように、遮蔽部材５８は、接地されてもよいし、接地されていなくてもよく、例えば、接地と非接地を選択できるようにして下チャンバー１３の内部に支持されてもよい。

排気管５１、開閉弁５２及び真空ポンプ５３により形成される排気部５５と、排気管５１が連通する排気口１３ｆを備えた底板１３ｄと、排気口１３ｆの上方に配設されている遮蔽部材５８とにより、実施形態に係る排気構造５０が形成される。

このように、基板処理装置１００は、載置台６０と下チャンバー１３の側壁１３ａとの間に平面視矩形枠状の隙間Ｓ１を有し、隙間Ｓ１の四つの隅角部に排気構造５０を構成する排気口１３ｆを有するとともに、四つの隅角部にのみ遮蔽部材５８を有する装置である。すなわち、それぞれの遮蔽部材５８は連続しておらず、平面視において、各隅角部にある遮蔽部材５８の間に隙間Ｓ１が形成される。

ここで、図３Ａ乃至図３Ｄには、他の形状形態の遮蔽部材や、遮蔽部材の他の配設形態を示している。ここで、図３Ａは、図２に対応する図であって、遮蔽部材の他例を示す図であり、図３Ｂ乃至図３Ｄは、図２に対応する図であって、遮蔽部材の他の配設例を示す図である。

図３Ａに示す遮蔽部材５８Ａは、平面視形状が略円形の遮蔽部材であり、円形の一部に切り欠き部５８ｇが設けられている。そして、切り欠き部５８ｇが載置台６０の隅角部に当接した状態で、排気口１３ｆの上方に遮蔽部材５８Ａが配設されている。このように、遮蔽部材の平面視形状には、図２に示す正方形を含む矩形（略矩形）の他、図３Ａに示す円形（略円形）、さらには、楕円形、四角形以外の多角形等、様々な平面視形状が適用できる。また、排気口１３ｆの平面視形状も、図２、図３Ａに示す円形の他、楕円形、矩形、矩形以外の多角形等、様々な平面視形状が適用できる。

一方、図３Ｂに示す形態は、矩形枠状の隙間Ｓ１のうち、一対の長辺（端辺）と短辺（端辺）の途中位置（図示例は、各辺の中間位置）に排気口１３ｆが設けられ、各排気口１３ｆの上方に遮蔽部材５８が設けられている形態である。

これに対し、図３Ｃに示す形態は、矩形枠状の隙間Ｓ１のうち、一対の長辺（端辺）と短辺（端辺）の途中位置（図示例は、各辺の途中の二箇所で計八箇所）に排気口１３ｆが設けられ、各排気口１３ｆの上方に遮蔽部材５８が設けられている形態である。

さらに、図３Ｄに示す形態は、四つの隅角部と、一対の長辺（端辺）の途中位置（図示例は、長辺の中間位置）の計六箇所に遮蔽部材５８が設けられている形態である。尚、図示を省略するが、図３Ｄにおいて、さらに一対の短辺（端辺）の途中位置にも遮蔽部材が設けられている形態であってもよい。

このように、遮蔽部材の配設形態は、図２や図３Ａに示す矩形枠状の隙間Ｓ１の隅角部に配設される形態の他、図３Ｂ及び図３Ｃに示す矩形枠状の隙間Ｓ１の途中位置に配設される形態や、図３Ｄに示すように、矩形枠状の隙間Ｓ１の隅角部と途中位置の双方に配設される形態がある。いずれの形態であっても、矩形枠状の隙間Ｓ１の中に複数（図３Ａ，３Ｂでは四つ、図３Ｃでは八つ、図３Ｄでは六つ）の排気口１３ｆがあり、各排気口１３ｆの上方に遮蔽部材５８，５８Ａが配設され、隣接する遮蔽部材同士が連続していない。従って、可及的に大きな平面積の隙間Ｓ１を有することができる。このことにより、隙間Ｓ１や排気口１３ｆの周辺の圧力と、処理空間Ｓの圧力との圧力差や圧損を可及的に低減することができ、排気構造５０による優れた排気性能が保証される。

例えば、特許文献１に記載されるプラズマ処理装置のように、矩形枠状の隙間Ｓ１の全域にバッフル板が配設される形態では、排気のための隙間が制限されることにより排気抵抗（もしくは圧損）が増加し、排気抵抗の増加に起因して排気特性が低下し得る。

ところで、ターボ分子ポンプ等の真空ポンプ５３を作動することにより、処理空間Ｓ内を所定の圧力雰囲気とすることに加えて、処理空間Ｓ内に例えば浮遊するパーティクルが真空ポンプ５３により吸引される。この際、真空ポンプ５３は、複数の回転翼を備えている（図示せず）ことから、吸引されたパーティクルが回転翼にて反跳して反跳パーティクルを生成し、反跳パーティクルが処理空間Ｓ内に侵入する恐れがある。

図示例の基板処理装置１００では、平面視において排気口１３ｆを閉塞するように遮蔽部材５８が配設されるものの、遮蔽部材５８は矩形枠状の隙間Ｓ１を平面的に完全に閉塞していない。さらに、遮蔽部材５８の平面積は図２等からも明らかなように可及的に小さい。そのため、例えば図２において、遮蔽部材５８における隙間Ｓ１側の端面５８ｅから、反跳パーティクルが処理空間Ｓ内に侵入し得る。そこで、このような反跳パーティクルの処理空間Ｓ内への侵入を抑制できる遮蔽部材５８の設定条件が必要になる。具体的には、遮蔽部材５８の設置高さレベル（排気口１３ｆからどの程度高い位置に設置されるか）に関する設定条件である。さらに、排気口１３ｆとの関係における遮蔽部材５８の平面寸法条件（排気口１３ｆの平面寸法よりも、遮蔽部材５８の平面寸法をどの程度大きくするか）に関する設定条件である。そこで、以下、図４及び図５を参照して、遮蔽部材５８の係る各種の設定条件について説明する。

図４に示すように、遮蔽部材５８は、平面視における一辺の長さがｔ１の略正方形であり、その下方に直径がφの排気口１３ｆが設けられている。図４及び図５に示すように、排気口１３ｆの中央（中心）はＰ１である。また、中心Ｐ１を通る直線であって、平面視矩形の側壁１３ａの長手方向であるＵ方向に沿う直線Ｌ１が、排気口１３ｆの円周と交差する点（排気口の端部の一例）がＰ２である。さらに、図４において直線Ｌ１を含むようにして遮蔽部材５８を切断した縦断面図である、図５において、この鉛直面が遮蔽部材５８の隙間Ｓ１側の端面５８ｅ（の下端）と交差する点がＰ３である。

図５に示すように、遮蔽部材５８の端面５８ｅにおける点Ｐ３と、排気口１３ｆの中心Ｐ１とを結ぶ第一最短直線Ｌ２と、水平線Ｌ４（底板１３ｄの上面１３ｄ１）との角度がθ１である。すなわち、図示例の第一最短直線Ｌ２が、排気口１３ｆの中心Ｐ１と、遮蔽部材５８の隙間Ｓ１側の端面５８ｅとを結ぶ直線の中で、長さが最も短い直線となる。

一方、遮蔽部材５８の端面５８ｅにおける点Ｐ３と、排気口１３ｆの円周上の点Ｐ２とを結ぶ第二最短直線Ｌ３と、水平線Ｌ４との角度がθ２である。すなわち、図示例の第二最短直線Ｌ３が、排気口１３ｆの円周上の点Ｐ２と、遮蔽部材５８の隙間Ｓ１側の端面５８ｅとを結ぶ直線の中で、長さが最も短い直線となる。

そして、排気構造５０では、角度θ１を３５度以上４５度以下の範囲に設定し、角度θ２を６５度以上８０度以下の範囲に設定する。

反跳パーティクルは、常に排気流れによる抵抗を受けており、壁面に二回以上衝突することによりエネルギを失い、排気流れによる抵抗に逆らって処理空間Ｓに侵入することができなくなり、真空ポンプ５３にて排気される。排気管５１に接続された真空ポンプ５３の吸気口から反跳パーティクルが飛び出す際、４５度以下の角度であれば、排気管５１の長さを可及的に短く構成した場合であっても、構造上必要な長さにおいて二回以上は排気管５１の内壁面に衝突する。そのため、反跳パーティクルが排気口１３ｆから飛び出してくることは極めて少なくなる。また、排気口１３ｆの端部よりも中心部からの方が角度の小さな反跳パーティクルが侵入し易いことから、遮蔽部材５８の端面５８ｅの位置については、角度θ１が４５度以下であれば反跳パーティクルの侵入を阻止することができる。

以上のことに加えて、排気効率との兼ね合いを考慮するとともに、より確実に反跳パーティクルの侵入を抑制するために１０度の幅を持たせることとし、角度θ１を３５度以上４５度以下の範囲に設定することとした。この設定により、排気口１３ｆの中心辺りから反跳パーティクルが処理空間Ｓ内に侵入することが抑制される。

一方、真空ポンプ５３の吸気口から反跳パーティクルが飛び出す際、８０度以上の角度であれば、排気口１３ｆの端部からであっても、排気管５１の内壁に衝突することなく排気口１３ｆから飛び出し得る。従って、遮蔽部材５８の端面５８ｅの位置について、角度θ１が３５度以上４５度以下の範囲に入っていても、排気口１３ｆの端部から８０度以上の角度を持つ反跳パーティクルが処理空間Ｓに侵入する可能性がある。そこで、遮蔽部材５８の端面５８ｅの位置として、θ１の数値範囲に加え、θ２を８０度以下とすることにより、反跳パーティクルの侵入を阻止することができる。

以上のことに加えて、排気効率との兼ね合いを考慮するとともに、より確実に反跳パーティクルの侵入を抑制するために１５度の幅を持たせることとし、角度θ２（反跳パーティクルの飛び出し角度）を６５度以上８０度以下の範囲に設定することとした。この設定により、反跳パーティクルが遮蔽部材５８にて鋭角に跳ね返される結果、処理空間Ｓ内への侵入が解消される。そして、再び排気管５１内で二回目の衝突をすることによりエネルギを失い、真空ポンプ５３にて効果的に排気される。

図５において、載置台６０の全体の高さをｔ３とし，排気口１３ｆから遮蔽部材５８までの高さをｔ４とし、ｔ１－φをｔ５とし、例えばφ＝２８０ｍｍ程度、ｔ５＝２０ｍｍ乃至５０ｍｍ程度の実施例を考察する。この実施例では、角度θ１、θ２を上記数値範囲内に設定した場合、ｔ３－ｔ４を２０ｍｍ以下とすることができる。このように、ｔ３－ｔ４が２０ｍｍ以下に設定されることにより、排気構造５０における排気特性の低下が抑制できる。さらに、ｔ５が２０ｍｍ乃至５０ｍｍ程度（例えば４０ｍｍ）に設定されることにより、排気構造５０の排気特性を低下させることなく、反跳パーティクルの処理空間Ｓ内への侵入を抑制することができる。

また、図５において、遮蔽部材５８のうち、排気口１３ｆに対向しない広幅面５８ａは、窪み（凹凸）の無い平滑面である。ここで、窪みの無い平滑面とは、表面粗度が小さいことに加えて、ボルトの頭部等が広幅面５８ａから突出していないことを含む。例えば厚み１０ｍｍ程度の遮蔽部材５８を支持部材等に対してボルト等（図示せず）にて固定するに当たり、広幅面５８ａに深さ３ｍｍ程度の座ぐり溝（図示せず）を設けておく。そして、この座ぐり溝にボルトの頭部を収容し、座ぐり溝の表面を塞ぐことにより、ボルトの頭部等が広幅面５８ａから突出していない平滑面を形成することができる。

このように、遮蔽部材５８の処理空間Ｓに対向する広幅面５８ａが窪みの無い平滑面であることにより、広幅面５８ａに対するデポの付着や、広幅面５８ａにおけるパーティクルの発生を抑制することができる。

さらに、図５において、遮蔽部材５８のうち、排気口１３ｆに対向する広幅面５８ｂは、微小な凹凸を有する粗面化処理面である。ここで、粗面化処理には、ブラスト処理や溶射処理等が含まれる。このように、遮蔽部材５８の排気口１３ｆに対向する広幅面５８ｂが粗面化処理面であることにより、広幅面５８ｂに衝突した反跳パーティクルは微小な凹凸内で複数回の衝突を繰り返し、反跳パーティクルのエネルギを効果的に消失させることができる。そのため、反跳パーティクルの処理空間Ｓ内への侵入をより一層効果的に抑制することが可能になる。

基板処理装置１００の製造方法では、角度θ１、θ２がそれぞれ上記数値範囲内となるように排気口１３ｆや遮蔽部材５８の寸法等が設定され、かつ、遮蔽部材５８の設置高さレベルが設定される角度設定工程を経て、基板処理装置１００が製造される。

［各種性能と製作コストに関する考察］
本発明者等は、図２，図４、及び図５に示す遮蔽部材を備えた基板処理装置（実施例）と、二種類の比較例に係る基板処理装置を模擬し、各装置の反跳パーティクル抑制性能と排気性能を比較しながら考察するとともに、遮蔽部材製作コストの試算を行い、コスト比較を行った。

ここで、比較例１は、平面視矩形枠状の隙間のうち、四つの隅角部に遮蔽部材を備えず、一対の長辺及び短辺に沿う四つの辺状の遮蔽部材を備えている基板処理装置である。一方、比較例２は、特許文献１に示すように、平面視矩形枠状の隙間のうち、四つの隅角部に遮蔽部材を備え、かつ、一対の長辺及び短辺に沿う四つの辺状の遮蔽部材を備えている基板処理装置である。ここで、比較例１，２ともに、実施例と同様に、平面視矩形枠状の隙間の四つの隅角部に平面視円形の排気口を備えている。以下の表１に、考察結果を示す。

比較例１は、辺状の長尺な遮蔽部材を有するものの、隅角部にある排気口の上方に遮蔽部材を備えていない。そのため、反跳パーティクル抑制性能が低くなる。また、四つの隅角部にのみ遮蔽部材を備えている実施例に比べて、遮蔽部材の表面積は三倍以上と大きくなり、遮蔽部材製作コストが相対的に高価になる。

一方、比較例２は、辺状の遮蔽部材と隅角部の遮蔽部材の全てを備えていることから、反跳パーティクル抑制性能は高いものの、排気性能が低くなる。また、遮蔽部材の表面積は実施例の四倍以上と比較例１よりもさらに大きくなり、遮蔽部材製作コストがさらに高価になる。

比較例１，２に対して実施例は、隅角部の遮蔽部材のみを備えていることから、排気性能に優れている。また、図４及び図５を参照して既に説明した様に、遮蔽部材の設置高さレベルや平面寸法を、排気口との関係において明確に規定したことにより、反跳パーティクル抑制性能にも優れている。さらに、遮蔽部材が隅角部に限定されていることにより、遮蔽部材の表面積が可及的に小さくなり、遮蔽部材製作コストは比較例１，２に比べて格段に安価となる。

上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、また、本開示はここで示した構成に何等限定されるものではない。この点に関しては、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

例えば、図示例の基板処理装置１００は誘電体窓を備えた誘導結合型のプラズマ処理装置として説明したが、誘電体窓の代わりに金属窓を備えた誘導結合型のプラズマ処理装置であってもよく、他の形態のプラズマ処理装置であってもよい。具体的には、電子サイクロトロン共鳴プラズマ（Electron Cyclotron resonance Plasma; ＥＣＰ）やヘリコン波励起プラズマ（Helicon Wave Plasma; ＨＷＰ）、平行平板プラズマ（Capacitively coupled Plasma; ＣＣＰ）が挙げられる。また、マイクロ波励起表面波プラズマ（Surface Wave Plasma; ＳＷＰ）が挙げられる。これらのプラズマ処理装置は、ＩＣＰを含めて、いずれもイオンフラックスとイオンエネルギを独立に制御でき、エッチング形状や選択性を自由に制御できると共に、１０^１１乃至１０^１３ｃｍ^－３程度と高い電子密度が得られる。

また、真空ポンプ５３はターボ分子ポンプとして説明したが、真空ポンプ５３の吸気口から反跳パーティクルが飛び出し得るものであれば、他の方式の真空ポンプであっても本開示を適用することができる。

１０：処理容器
１３ａ：側壁
１３ｄ：底板
１３ｆ：排気口
５８：遮蔽部材
５８ｄ：第一当接面
５８ｅ：端面（開放端面）
６０：載置台
６０ｂ：第二当接面
６４ａ：載置面
１００：基板処理装置
Ｇ：基板
Ｌ２：第一最短直線
Ｌ３：第二最短直線
Ｌ４：水平線

Claims (12)

1. 底板と側壁を少なくとも備える処理容器内において、基板を処理する基板処理装置であって、
   前記処理容器の内部において、前記底板よりも上方には、前記基板が載置される載置面を備えて、前記底板よりも平面積の小さな載置台が配設され、
   前記底板には、前記処理容器の内部を真空排気するための排気口が設けられ、
   前記排気口の上方には、前記載置面よりも下方の高さ位置に遮蔽部材が配設されており、
   前記排気口の下方には排気管が備えてあり、
   回転翼を備えた真空ポンプが前記排気管に連通しており、
   前記遮蔽部材の端面の一部である第一当接面と、前記載置台の端面の一部である第二当接面は相互に当接しており、
   前記遮蔽部材における前記第一当接面に隣接した開放端面と、前記排気口の中央と、を結ぶ第一最短直線と水平線との角度が３５度以上４５度以下であり、
   前記遮蔽部材の前記開放端面と、前記排気口の端部と、を結ぶ第二最短直線と水平線との角度が６５度以上８０度以下である、基板処理装置。
2. 前記底板と前記載置台の平面視形状はいずれも矩形であり、
   前記底板の四つの隅角部に前記排気口が設けられており、
   前記遮蔽部材は、前記載置台の隅角部から外側に張り出すようにして配設されており、
   それぞれの前記遮蔽部材は連続しておらず、平面視において前記載置台の前記端面と前記側壁の間に隙間がある、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記底板と前記載置台の平面視形状はいずれも矩形であり、
   前記底板の前記矩形の四つの端辺の途中位置に前記排気口が設けられており、
   それぞれの前記遮蔽部材は連続しておらず、平面視において前記載置台の前記端面と前記側壁の間に隙間がある、請求項１に記載の基板処理装置。
4. 前記遮蔽部材が、前記排気口の周囲に配設されている高さ調整部材により高さ調整自在に支持されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
5. 前記遮蔽部材の平面視形状が矩形、略矩形、円形、もしくは略円形であり、
   前記排気口の平面視形状が円形である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
6. 前記遮蔽部材の平面視形状が矩形もしくは略矩形であり、
   前記排気口の平面視形状が矩形である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
7. 前記遮蔽部材のうち、前記排気口に対向する広幅面が粗面化処理面である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
8. 前記遮蔽部材のうち、前記排気口に対向しない広幅面が窪みの無い平滑面である、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
9. 排気口を備えた部材と、遮蔽部材と、により形成される排気構造であって、
   前記排気口の上方に前記遮蔽部材が配設されており、
   前記排気口の下方には排気管が備えてあり、
   回転翼を備えた真空ポンプが前記排気管に連通しており、
   前記排気口の中央と前記遮蔽部材の端部を結ぶ最短直線と、水平線との角度が３５度以上４５度以下であり、
   前記排気口の端部と前記遮蔽部材の前記端部を結ぶ最短直線と、水平線との角度が７０度以上８０度以下である、排気構造。
10. 前記遮蔽部材のうち、前記排気口に対向する広幅面が粗面化処理面である、請求項９に記載の排気構造。
11. 前記遮蔽部材のうち、前記排気口に対向しない広幅面が窪みの無い平滑面である、請求項９又は１０に記載の排気構造。
12. 底板と側壁を少なくとも備える処理容器内において、基板を処理する基板処理装置であって、
    前記処理容器の内部において、前記底板よりも上方には、前記基板が載置される載置面を備えて、前記底板よりも平面積の小さな載置台が配設され、
    前記底板には、前記処理容器の内部を真空排気するための排気口が設けられ、
    前記排気口の上方には、前記載置面よりも下方の高さ位置に遮蔽部材が配設されており、
    前記排気口の下方には排気管が備えてあり、
    回転翼を備えた真空ポンプが前記排気管に連通しており、
    前記遮蔽部材の端面の一部である第一当接面と、前記載置台の端面の一部である第二当接面は相互に当接している、基板処理装置の製造方法において、
    前記遮蔽部材における前記第一当接面に隣接した開放端面と、前記排気口の中央と、を結ぶ第一最短直線と水平線との角度を３５度以上４５度以下に設定し、かつ、前記遮蔽部材の前記開放端面と、前記排気口の端部と、を結ぶ第二最短直線と水平線との角度を６５度以上８０度以下に設定する工程を有する、基板処理装置の製造方法。
    

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