JP2007027661A - プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 プラズマ着火直後の圧力変動を効果的に抑止するプラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】 マイクロ波プラズマ処理装置１００は，処理容器１０内の圧力Ｐ１を検出する第１の圧力センサ４１，処理容器内に処理ガスを供給する第１のガス供給部（処理ガス供給源３１），処理ガスのプラズマ着火前から不活性ガスを処理容器内に供給する第２のガス供給部（電空比例制御回路４４，アクチュエータ４５，比例制御弁４６，電磁弁４７）および不活性ガスの流量を制御する制御部（圧力制御回路４３）を有している。制御部は，処理容器内の理想圧力Ｐｒに対する検出圧力Ｐ１の差分に比例して不活性ガスの流量を減少させる。これにより，プラズマ着火直後に生じる処理容器内の急激な圧力変動を効果的に抑止して，均一なプラズマを安定的に発生させることができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は，被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の制御方法に関する。

従来から，処理容器内に供給された処理ガスをプラズマ化させて，基板等の被処理体をプラズマ処理する種々のプラズマ処理装置が開発されている。このうち，マイクロ波プラズマ処理装置は，マイクロ波のパワーによって処理ガスを電離および解離させることにより処理ガスをプラズマ化させる。このプラズマ化の過程では，プラズマ着火直後，処理容器内の処理ガスが急激に電離および解離することにより処理ガスが膨張し，処理ガスの体積が急増する。この結果，プラズマ着火直後，処理容器内の圧力が急激に高くなる。

この急激な圧力変動はプラズマの安定性やプロセスの制御性に影響を与えるため好ましくない。そこで，この変動を抑止するために，マイクロ波プラズマ処理装置にＡＰＣ（Automatic Pressure Control：自動圧力調整器）を設け，ＡＰＣの弁体の作動によりマイクロ波プラズマ処理装置から排気するガスの排気量を調整する技術が提案されている（たとえば，非特許文献１を参照。）。
（株）VAT SKK VACUUM Ltd.，"VAT バルブ利用例"，［online］，［2005年6月23日検索］，インターネット＜URL: http://www.vatskk.co.jp/content_riyou.htm＞

しかしながら，図４の＜従来動作結果＞に示したように，ＡＰＣの弁体Ｓは，プラズマ着火直後の急激な圧力Ｐ１の増加に精度よく追従することができず，これにより，圧力は，時刻ｔ１〜時刻ｔ４まで急激に高くなってオーバシュートした後アンダーシュートし，理想の圧力に再び戻るまでに多くの時間を要していた。

これに対して，プラズマ着火直後の急激な圧力変動にＡＰＣの弁体Ｓの動作を追従させないように，プラズマ着火から１秒程度，ＡＰＣの弁体Ｓをロックする技術も提案されている。

しかし，このようなＡＰＣロック制御によっても，ＡＰＣの高速応答性の問題が根本的に改善されていないことから，プラズマ着火直後の圧力変動を効果的に抑止し，処理容器内の圧力が理想値に戻るまでの時間を著しく短縮することはできなかった。

本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，プラズマ着火直後の圧力変動を効果的に抑止するプラズマ処理装置，プラズマ処理装置の制御方法，および，プラズマ処理装置を制御する制御プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって，前記処理容器内の圧力を検出する圧力検出部と，前記処理容器内に処理ガスを供給する第１のガス供給部と，前記第１のガス供給部により供給された処理ガスのプラズマ着火前から，不活性ガスを前記処理容器内に供給する第２のガス供給部と，前記処理ガスがプラズマ着火されたことにより生じる前記検出された圧力の変動の程度に比例して，前記第２のガス供給部から供給される不活性ガスの流量を減少させるように前記不活性ガスの流量を制御する制御部と，を備えることを特徴とするプラズマ処理装置が提供される。

このプラズマ処理装置は，マイクロ波をスロットに通して誘電体から処理容器内に伝播させ，伝播させたマイクロ波により処理容器内に供給された処理ガスをプラズマ化させて，被処理体をプラズマ処理する装置であってもよい。

ガスの流れ易さを表す比例定数Ｃ（コンダクタンス），圧力差Δｐおよびガスの流量Ｑとの間には，次式（１）に示す関係がある。
Ｑ = Ｃ・Δｐ・・・（１）
この関係からコンダクタンスＣが一定の時，圧力差Δｐとガスの流量Ｑとは比例することがわかる。

本発明は，この原理を用いて，プラズマ着火直後の圧力の変動の程度（すなわち，検出された圧力の変動の程度）に比例した流量だけ不活性ガスの流量を減少させる。これにより，処理容器内の圧力変動を非常に効果的に抑止することができる。これにより，プラズマ着火直後のわずかな圧力変動に応じてＡＰＣの弁体Ｓを精度よく制御することができる。このようにして処理容器１０内の圧力を安定化させることにより，プラズマ着火時から均一なプラズマを安定的に発生させることができる。この結果，被処理体に良好なプラズマ処理を施すことができる。

なお，「検出された圧力の変動の程度に比例して不活性ガスの流量を制御する」方法の一例としては，処理容器内の理想圧力と検出された圧力との差分値に比例して不活性ガスの流量を制御する方法が挙げられる。また，処理容器内の理想圧力と上記検出された圧力との比率に比例して，不活性ガスの流量を制御する方法であってもよい。また，上記検出される圧力の微分値に比例して，不活性ガスの流量を制御してもよい。

また，上記制御部は，前記プラズマ処理装置へのパワー投入を示すプラズマ着火信号を入力したとき，または，上記プラズマ着火信号を入力した後，最初に上記圧力検出部により圧力が検出されたとき，のいずれかのタイミングから不活性ガスの流量を減少させるようにしてもよい。

特に，プラズマ着火信号が入力されてから最初の圧力が検出されるまでの時間差が大きい場合，不活性ガスの流量制御を開始するタイミングをプラズマ着火信号の入力時ではなく，その後，最初に圧力を検出した時とすることにより，上記時間差による流量制御の精度の低下を解消して，不活性ガスの供給量を精度よく制御することができる。

上記プラズマ処理装置は，さらに，被処理体をプラズマ処理する処理室と上記処理容器内のガスを排気する排気室とに上記処理容器内を仕切るバッフル板を備え，上記バッフル板は，上記排気室の圧力に対する上記処理室の圧力の変動の程度に応じて上記処理室から上記排気室へ流れるガスの流れ易さを自動調整するようにしてもよい。

上記式（１）によれば，ガスの流れ易さを示すコンダクタンスＣが大きくなれば，圧力差ΔＰが同じであっても，ガスの流量Ｑは大きくなる。本発明は，この原理を用いて，排気室の圧力に対する処理室の圧力の変動の程度に応じて，処理室から排気室へ流れるガスの流れ易さを自動調整する。

より具体的には，上記バッフル板は，上記バッフル板を貫通する複数の孔と，上記複数の孔との開度を調整する複数の弁体と，を有し，上記排気室の圧力に対する上記処理室の圧力の変動の程度に比例した開度に上記複数の弁体を自動調整することにより，上記処理室から上記排気室へ流れるガスの流れ易さを調整するようにしてもよい。

これにより，排気室に対する処理室の圧力の変動の程度に比例して上記弁体の開度が自動調整される。たとえば，排気室と処理室との圧力差ΔＰが大きくなると，これに比例して，孔と弁体との開度を大きくするように弁体が自動調整される。孔と弁体との開度を大きくすると，コンダクタンスＣが大きくなる。換言すれば，孔と弁体との開度を大きくすると，ガスが流れ易くなる。この結果，上記式（１）の圧力差ΔＰとコンダクタンスＣとの両方が大きくなることにより，処理室から排気室へ流れるガスの流量Ｑを急激に増大させることができる。この結果，プラズマ着火直後に発生する処理室の急激な圧力変動をバッフル板で吸収し，処理室の急激な圧力変動を抑えることができる。

なお，「排気室の圧力に対する処理室の圧力の変動の程度」とは，排気室の圧力と処理室の圧力との差分値であってもよく，排気室の圧力と処理室の圧力との比率であってもよく，処理室の圧力の微分値であってもよい。

また，上記圧力検出部は，上記処理室の圧力または上記排気室の圧力のいずれかを上記処理容器内の圧力として検出してもよい。

処理室の圧力を処理容器内の圧力として検出する場合，実際に制御したい空間の圧力に基づいてガスの流量がコントロールされる。この結果，精度よくガスの流量をコントロールすることができる。

また，排気室の圧力を処理容器内の圧力として検出する場合，圧力を検出するためのセンサ部を処理室内に設けることによって電磁界が乱されてプラズマが不均一になることを回避することができる。特に，上述したバッフル板が，ガスの流れ易さを調整することにより，処理室の圧力変動に対してすぐさま排気室の圧力も変動するようになる。これにより，処理室の圧力変動と排気室の圧力変動との開始タイミングを同期させることができる。この結果，排気室の圧力変動に基づきガスの流量をコントロールしても，プラズマ着火前後のガスの噴出量を精度よく制御することができる。

また，上記第２のガス供給部は，上記バッフル板により仕切られた排気室に上記不活性ガスを供給してもよい。これによれば，プラズマ着火直後に処理室側から排気室側へ流入してくるガスの流量分，排気室に供給する不活性ガスを減少させることにより，排気室に流入してくるガスの総流量の変動を抑えることができる。これにより，排気室の圧力変動を抑えることができる。この結果，ＡＰＣの弁体が精度良く制御され，処理容器内の圧力をプラズマ着火前後にて安定化させることができる。

また，上記第１のガス供給部は，不活性ガスを含む複数の処理ガスを供給し，上記第２のガス供給部は，上記第１のガス供給部から供給される不活性ガスと同一のガスを供給するようにしてもよい。これによれば，プロセスに与える影響をより小さくすることができる。

また，本発明の他の観点によれば，処理容器内に供給された処理ガスをプラズマ化させて，被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置に設けられ，被処理体をプラズマ処理する処理室と上記処理容器内のガスを排気する排気室とに上記処理容器内を仕切るバッフル板であって，上記排気室の圧力に対する上記処理室の圧力の変動の程度に応じて，上記処理室から上記排気室へ流れるガスの流れ易さを自動調整することを特徴とするバッフル板が提供される。

また，本発明の他の観点によれば，被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置の制御方法であって，上記処理容器内の圧力を検出し，第１のガス供給部から処理容器内に処理ガスを供給し，上記供給された処理ガスのプラズマ着火前から，第２のガス供給部から不活性ガスを上記処理容器内に供給し，上記処理ガスがプラズマ着火されたことにより生じる上記検出された圧力の変動の程度に比例して，上記第２のガス供給部から供給される不活性ガスの流量を減少させるように上記不活性ガスの流量を制御することを特徴とするプラズマ処理装置の制御方法が提供される。

これによれば，処理容器内の圧力変動を非常に効果的に抑えることができる。これにより，プラズマ着火時から均一なプラズマを安定的に発生させることができ，この結果，被処理体に良好なプラズマ処理を施すことができる。

また，本発明の他の観点によれば，被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置の制御プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって，上記処理容器内の圧力を検出する処理と，第１のガス供給部により処理容器内に処理ガスを供給する処理と，上記供給された処理ガスのプラズマ着火前から，第２のガス供給部により不活性ガスを上記処理容器内に供給する処理と，上記処理ガスがプラズマ着火されたときに生じる上記検出された圧力の変動の程度に比例して，上記第２のガス供給部から供給される不活性ガスの流量を減少させるように上記不活性ガスの流量を制御する処理と，をコンピュータに実行させる制御プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。

これによれば，処理容器内の圧力変動を抑えるために，プラズマ着火前から処理容器に供給されている不活性ガスの流量を検出圧力に応じて制御する処理手順を示した制御プログラムをコンピュータに実行させることにより，プラズマ着火時から均一なプラズマを安定的に発生させることができる。この結果，被処理体に良好なプラズマ処理を施すことができる。

なお，上記プラズマ処理装置では，前記誘電体が，複数枚の誘電体パーツから構成され，各誘電体には，１または２以上のスロットが設けられ，マイクロ波を１または２以上のスロットに通して処理容器内に伝播させ，伝播させたマイクロ波により処理容器内に供給された処理ガスをプラズマ化させて，被処理体をプラズマ処理するようにしてもよい。

これによれば，誘電体が，複数枚の誘電体パーツから構成されることにより，表面波を誘電体全体に伝播させないようにすることができる。これにより，誘電体下壁面近傍にて定在波が発生することを回避しながら，上記ガスの流量を精度よく制御することができる。

以上説明したように，本発明によれば，プラズマ着火直後の圧力変動を効果的に抑止することができる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する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説明を省略する。

また，本明細書中１ｍＴｏｒｒは（１０^−３×１０１３２５／７６０）Ｐａ，１ｓｃｃｍは（１０^−６／６０）ｍ^３／ｓｅｃとする。

（第１実施形態）
（マイクロ波プラズマ処理装置の構成）
まず，本発明の一実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置について，図１を参照しながら説明する。図１は，マイクロ波プラズマ処理装置１００をｘ軸方向およびｚ軸方向に平行な面で切断した縦断面図である。マイクロ波プラズマ処理装置１００は，プラズマ処理装置の一例である。本実施形態では，マイクロ波プラズマ処理装置１００により実行される処理プロセスとして，アッシングプロセスを挙げて説明する。

マイクロ波プラズマ処理装置１００は，処理容器１０と蓋体２０とからなる筐体を有している。処理容器１０は，上部が開口した有底直方体形状を有していて，接地されている。処理容器１０は，たとえば，アルミニウム（Ａｌ）などの金属から形成されている。

処理容器１０の内部には，略中央にて，基板Ｗなどの被処理体を載置する載置台であるサセプタ１１が設けられている。サセプタ１１は，たとえば，窒化アルミニウムから形成されている。

サセプタ１１の内部には，給電部１１ａおよびヒータ１１ｂが設けられている。給電部１１ａには，整合器１２ａ（たとえば，コンデンサ）を介して高周波電源１２ｂが接続されている。また，給電部１１ａには，コイル１３ａを介して高圧直流電源１３ｂが接続されている。整合器１２ａ，高周波電源１２ｂ，コイル１３ａおよび高圧直流電源１３ｂは，処理容器１０の外部に設けられていて，高周波電源１２ｂおよび高圧直流電源１３ｂは，接地されている。

給電部１１ａは，高周波電源１２ｂから出力された高周波電力により処理容器１０の内部に所定のバイアス電圧を印加するようになっている。また，給電部１１ａは，高圧直流電源１３ｂから出力された直流電流により基板Ｗを静電吸着するようになっている。

ヒータ１１ｂには，処理容器１０の外部に設けられた交流電源１４が接続されていて，交流電源１４から出力された交流電流により基板Ｗを所定の温度に保持するようになっている。

処理容器１０の底面は筒状に開口され，開口された外周近傍にてベローズ１５の一端が処理容器１０の外部壁面に向かって装着されている。ベローズ１５の他端には，昇降プレート１６が固着されている。このようにして，処理容器１０底面の開口部分は，ベローズ１５および昇降プレート１６により密閉されている。

また，サセプタ１１は，昇降プレート１６上に配置された筒体１７に支持されていて，昇降プレート１６よび筒体１７と一体となって昇降する。これにより，サセプタ１１は，処理プロセスに応じた高さに調整されるようになっている。

サセプタ１１の周囲には，処理容器１０内のガスの流れを好ましい状態に制御するための差圧動作式バッフル板１８が設けられている。処理容器１０内は，差圧動作式バッフル板１８により，基板Ｗが載置されている処理室１０ｕと，処理容器１０内下部に設けられた排気機構１９と連通する排気室１０ｕと，に仕切られている。差圧動作式バッフル板１８は，排気室１０ｄの圧力に対する処理室１０ｕの圧力の変動の程度に応じて，処理室１０ｕから排気室１０ｄへ流れるガスの流れ易さを自動調整するバッフル板に相当する。差圧動作式バッフル板１８の構成および動作の詳細については後述する。

処理容器１０には，排気機構１９として，ドライポンプ１９ａ，ＡＰＣ（自動圧力調整器：Automatic Pressure Control）１９ｂ，および，ＴＭＰ（ターボモレキュラポンプ：Turbo
Molecular Pump）１９ｃが設けられている。ドライポンプ１９ａは，処理容器１０内が所定の減圧状態になるまで，排気口１０ａからガスを排気する。

ＡＰＣ１９ｂには，排気口１０ｂとＴＭＰ１９ｃとの連通状態を制御する弁体が設けられている。ＡＰＣ１９ｂは，処理室１０ｕ内の圧力Ｐ１の変化に応じて，ＡＰＣの弁体を排気口１０ｂの断面に略平行な方向にスライドさせて，排気口１０ｂとＴＭＰ１９ｃとの連通部分を所望の開度にするようになっている。これにより，ＴＭＰ１９ｃは，ＡＰＣの弁体の開度に比例した流量のガスを排気して，処理容器１０内の雰囲気を所定の真空度まで減圧するようになっている。

蓋体２０は，処理容器１０の上方を密閉するように配設されている。蓋体２０は，処理容器１０と同様に，たとえば，アルミニウム（Ａｌ）などの金属から形成されている。蓋体２０には，蓋本体２１，導波管２２ａ〜導波管２２ｆ，スロットアンテナ２３ａ〜スロットアンテナ２３ｆ，誘電体２４ａ〜誘電体２４ｆ，および，支持部材２５が設けられている。

処理容器１０と蓋体２０とは，蓋本体２１の下面外周部と処理容器１０の上面外周部との間に配置されたＯリング２６により，気密性が保持されるように固定されている。また，蓋本体２１の下面には，導波管２２ａ〜導波管２２ｆが形成されている。

基板Ｗに対向する処理容器１０の天井部の内壁面を図示した図２に示されるように，導波管２２ａ〜導波管２２ｆは，ｙ軸方向に互いに平行に並列して配設されている。導波管２２ａおよび導波管２２ｂには，その端部にて平面視でＶ字状の分岐導波管２７ａが接続されている。同様に，導波管２２ｃおよび導波管２２ｄ，導波管２２ｅおよび導波管２２ｆには，その端部にて平面視でＶ字状の分岐導波管２７ｂ，分岐導波管２７ｃがそれぞれ接続されている。各分岐導波管２７にはマイクロ波発生器２８が接続されている。

各導波管２２および各分岐導波管２７は，それぞれの軸方向に垂直な断面の形状が矩形状である矩形導波管により形成されている。たとえば，ＴＥ１０モード（ＴＥ波：transverse electric wave;磁界がマイクロ波の進行方向成分を持つ波）の場合，各導波管２２の軸方向に垂直な断面の長辺方向の管壁は磁界に平行なＨ面となり，短辺方向の管壁は電界に平行なＥ面となる。各導波管の長辺方向と短辺方向とをどのように配置するかは，モード（導波管内の電磁界分布）によって変化する。なお，各導波管２２および各分岐導波管２７の内部は，たとえば，アルミナ（酸化アルミニウム：Ａｌ_２Ｏ_３），石英，フッ素樹脂などによって充填されている。

図１に示したように，スロットアンテナ２３ａ〜スロットアンテナ２３ｆは，導波管２２ａ〜導波管２２ｆの下部にそれぞれ設けられている。また，各スロットアンテナ２３には，複数のスロットが透孔として設けられていて，たとえば，図２に示したように，スロットアンテナ２３ａには，６つのスロット（スロット２３ａ１〜スロット２３ａ６）が設けられている。

各スロットアンテナ２３のスロットは，平面視で長孔に形成され，その長手方向と導波管２２の長手方向とが略垂直になるように設けられている。また，各スロットは，たとえば，λｇ／２（λｇ：導波管内波長）の等間隔に配置されている。このようにして，３６個（＝６×６）のスロットが，処理容器１０の天井部の内壁面全体に均一に点在して配置される。

スロットアンテナ２３の下面には，正方形の平板状をなす３６枚の誘電体２４がスロット毎に配設されている。たとえば，スロットアンテナ２３ａに設けられたスロット２３ａ１〜スロット２３ａ６の下部には，タイル状の誘電体２４ａ１〜誘電体２４ａ６がそれぞれ設けられている。各誘電体２４は，マイクロ波を透過するように，たとえば，石英ガラス，窒化アルミニウム（ＡｌＮ），アルミナ（酸化アルミニウム：Ａｌ_２Ｏ_３），サファイア，ＳｉＮ，セラミックスなどから形成されている。

各誘電体２４を支持する支持部材２５は，所定間隔毎に縦および横にそれぞれ設けられた７本の細長い支持体２５ａ１〜支持体２５ａ７および支持体２５ｂ１〜支持体２５ｂ７を略垂直に交差させることにより格子状に形成されている。支持部材２５は，アルミニウムなどの金属からなる導体からなり，図１に示したスロットアンテナ２３，蓋本体２１および処理容器１０を介して接地されている。

支持部材２５は，この支持部材２５に設けられた略方形状の開口に，各誘電体２４をそれぞれはめ込むようにして各誘電体２４を支持している。このようにして，３６枚の誘電体２４は，その上面周縁部をスロットアンテナ２３の下面に密着させた状態であって，支持部材２５に設けられた略方形状の開口により，各誘電体２４の下壁面の大部分を基板Ｗに向かって露出させた状態にて，処理容器１０の天井部の内壁面全面にタイル状に配置されるようになっている。

各支持部材２５の内部には，図１に示した複数のガス導入管２９が貫通していて，各支持体２５ａおよび各支持体２５ｂの交差部分にて多数のガス噴射口３０（図２参照）が設けられている。

処理ガス供給源３１は，バルブ３１ａ１，マスフロコントローラ３１ａ２，バルブ３１ａ３，Ａｒガス供給源３１ａ４，バルブ３１ｂ１，マスフロコントローラ３１ｂ２，バルブ３１ｂ３，ＣＦ_４ガス供給源３１ｂ４，バルブ３１ｂ５，マスフロコントローラ３１ｂ６，バルブ３１ｂ７およびＯ_２ガス供給源３１ｂ８から構成されている。

処理ガス供給源３１は，各バルブの開閉を制御することにより，各処理ガスを選択的に処理容器１０内に供給するようになっている。また，各マスフロコントローラは，それぞれが供給する処理ガスの流量を制御することにより処理ガスを所望の濃度に調整するようになっている。処理ガス供給源３１は，処理容器内に処理ガスを供給する第１の処理ガス供給部に相当する。

ガス流路３２ａを介してＡｒガス供給源３１ｂ４に接続されているガス導入管２９のガス噴射口３０からはＡｒガスが供給される。また，ガス流路３２ｂを介してＣＦ_４ガス供給源３１ｂ４およびＯ_２ガス供給源３１ｂ８に接続されているガス導入管２９のガス噴射口３０からはＣＦ_４ガスおよびＯ_２ガスが供給される。

マイクロ波プラズマ処理装置１００の外部には，冷却水供給源３３が配設されている。冷却水供給源３３は，蓋本体２１の内部に設けられた水路３４に冷却水を循環供給することにより，蓋本体２１の内部を冷却するようになっている。

このような構成により，マイクロ波プラズマ処理装置１００は，マイクロ波発生器２８から出力された，たとえば，２，４５ＧＨｚのマイクロ波を，複数の導波管２２を介してスロットアンテナ２３に伝播させ，多数のスロットから誘電体２４に伝播させ，誘電体２４を透過して処理容器１０内に放射させる。このようにして処理容器１０内に放射されたれたマイクロ波の電磁エネルギーにより処理ガス（Ａｒ，ＣＦ₄，Ｏ_２）がプラズマ化する。この結果，処理容器１０内の基板Ｗがプラズマによりアッシング処理される。

さらに，マイクロ波プラズマ処理装置１００には，ガス流量コントローラ４０，第１の圧力センサ４１および第２の圧力センサ４２が設けられている。ガス流量コントローラ４０は，第１の圧力センサ４１から検出された圧力Ｐ１（または第２の圧力センサ４２から検出された圧力Ｐ２）に基づいて所定のタイミングに所定の流量のＡｒガスを処理容器１０内に供給するようになっている。

第１の圧力センサ４１は，差圧動作式バッフル板１８より上部に位置する処理室１０ｕの圧力Ｐ１を所定時間毎に検出する。第２の圧力センサ４２は，差圧動作式バッフル板１８より下部に位置する処理容器１０内の排気室１０ｕの圧力Ｐ２を所定時間毎に検出する。第１の圧力センサ４１および第２の圧力センサ４２は，処理容器１０内の圧力を検出する圧力検出部に相当する。

（ガス流量コントローラの構成）
つぎに，ガス流量コントローラ４０の構成について，図３を参照しながら詳細に説明する。ガス流量コントローラ４０は，圧力制御回路４３，電空比例制御回路４４，アクチュエータ４５，比例制御弁４６，電磁弁４７および導管４８から構成されている。

圧力制御回路４３は，圧力Ｐ１（または圧力Ｐ２）と制御信号とプラズマ「ＯＮ」信号とを入力する。理想圧力Ｐｒは，プロセス処理中の処理室１０ｕ内の圧力の理想値を示し，記憶領域（図示せず）に記憶されていて，制御信号として入力される。プラズマ「ＯＮ」信号は，マイクロ波発生器２８の電源が「ＯＮ」されたとき（すなわち，マイクロ波プラズマ処理装置１００にパワーが投入されたとき）に発せられる信号（プラズマ着火信号）である。

圧力制御回路４３は，プラズマ「ＯＮ」信号が入力されると，理想圧力Ｐｒと圧力Ｐ１（または圧力Ｐ２）との差分を示す圧力差信号（電気信号）を出力するようになっている。圧力制御回路４３は，たとえば，二つの入力値を比較した結果を出力するコンパレータに内蔵されている。

電空比例制御回路４４は，圧力差信号に基づいてＡｒガス供給源５０のガスラインから吸い込むＡｒガスの流量を自動制御するようになっている。電空比例制御回路４４は，たとえば，電気信号をＡｒガスの流量に変換する電空レギュレータに内蔵されている。

アクチュエータ４５は，電空比例制御回路４４により自動制御されたＡｒガスの流量に基づいて比例制御弁４６を開閉するようになっている。具体的には，アクチュエータ４５は，Ａｒガスが入力されると比例制御弁４６を開き，Ａｒガスの量に応じて比例制御弁４６の開度を調整し，Ａｒガスが入力されないと比例制御弁４６を閉じるようになっている。

電磁弁４７は，比例制御弁４６の開閉のタイミングに連動して通電されると，その通電にて得られる電磁力を用いて弁体を弾性体の弾性力に抗して作動位置に移動させることにより，上記弁体にて比例制御弁４６へのガスの流路を連通または遮断するようになっている。電磁弁４７は，エアーオペレイトバルブに置き換えることもできる。

このような構成により，ガス流量コントローラ４０は，導管４８から処理容器１０へ吹き出すＡｒガスの流量を制御するようになっている。なお，圧力制御回路４３および電空比例制御回路４４は，制御部に相当する。また，アクチュエータ４５，比例制御弁４６および電磁弁４７は，第２のガス供給部に相当する。

（ガス流量コントローラの動作）
つぎに，ガス流量コントローラ４０の動作について，図４を参照しながら説明する。ガス流量コントローラ４０は，図４の＜改良後動作結果＞に示したように，ＡＰＣ１９ｂ弁体Ｓの開度を合わせる時刻ｔ０から，１５００ｓｃｃｍのＡｒガスを供給し始める。

ガス流量コントローラ４０は，時刻ｔ０からプラズマ「ＯＮ」信号を入力する時刻ｔ１まで，処理容器１０内に噴射するＡｒガスの流量を１５００ｓｃｃｍに保ち続ける。時刻ｔ１にプラズマ「ＯＮ」信号が入力されると，圧力の変動に比例してＡｒガスの流量を減少させる。すなわち，ガス流量コントローラ４０は，理想圧力Ｐｒからの圧力Ｐ１の差が，Ａｒガスの初期供給量（１５００ｓｃｃｍ）と実供給量との差に比例するようにＡｒガスの実供給量を求め，求められた実供給量を導管４８から処理容器１０内に噴射するように制御する。

ガス流量コントローラ４０が，この動作を所定時間毎（たとえば，０．２ｓｅｃ毎）に繰り返すことにより，処理容器１０内に噴射されるＡｒガスの流量は，急激な圧力Ｐ１の上昇に対応して，これを抗するように時刻ｔ１から時刻ｔ３までの間に１５００ｓｃｃｍから０ｓｃｃｍまで減少する。

このように，ガス流量コントローラ４０は，プラズマ着火前から，プラズマ処理のために供給される処理ガスとは別に，所定量のＡｒガスを処理容器１０内に噴射し続けるようにＡｒガスの流量を制御する。そして，プラズマ着火直後，処理容器１０内の処理ガスが急激に電離および解離することにより発生する処理ガスの体積増加から生じる処理容器１０内の圧力Ｐ１の増加に応じて，これを抗するようにＡｒガスの供給量を減少させる。この結果，図４の＜改良後動作結果＞に実線にて示したように，従来例の点線と比べ，プラズマ着火直後に生じる処理容器１０内の圧力Ｐ１の変動を非常に小さく抑えることができる。

このようにして，圧力Ｐ１の急激な変動が回避されることにより，ＡＰＣは，弁体Ｓの開度をほぼ２０％前後に安定させて精度よく制御することができる。この結果，処理容器１０内が理想の圧力値に安定するまでの時間が１秒程度まで短縮された。これは，点線にて示した従来例のように，ＡＰＣの弁体Ｓを精度よく制御することができず，圧力Ｐ１のオーバシュートおよびアンダーシュートにより処理容器１０内が理想の圧力に安定するまでにかかっていた従来の時間に比べ，約１／１０程度という驚異的な速さである。

以上に説明したように，圧力変動を非常に小さく抑え，圧力が安定するまでの時間が極端に短縮された本実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置１００によれば，均一なプラズマを安定的に発生させ，基板Ｗを精度よくアッシング処理することができる。

（差圧動作式バッフル板の構成及び動作）
本実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置１００には，処理室１０ｕ内の圧力Ｐ１の変動を抑えるために，上述したようなガスの流量をコントロールするガス流量コントローラ４０に加え，ガスの流れを自動調整する差圧動作式バッフル板１８が設けられている。

図５は，サセプタ１１の周縁部にてサセプタ１１を覆うように設けられた差圧動作式バッフル板１８の断面の一部を示した図である。差圧動作式バッフル板１８は，多数の孔１８ａ（１８ａ１，１８ａ２，１８ａ３，・・・），弁体１８ｂ（１８ｂ１，１８ｂ２，１８ｂ３，・・・），ヒンジ部１８ｃ（１８ｃ１，１８ｃ２，１８ｃ３，・・・）およびバネ１８ｄ（１８ｄ１，１８ｄ２，１８ｄ３，・・・）を有している。これらは，差圧動作式バッフル板１８に点在して設けられ，その機構の構成および動作は同一であるので，以下の説明では，孔１８ａ１，弁体１８ｂ１，ヒンジ部１８ｃ１およびバネ１８ｄ１を例に挙げて説明する。

孔１８ａ１は，差圧動作式バッフル板１８を貫通している。弁体１８ｂ１は，その断面が「く」の字の形状をしていて，その上部に傾斜面１８ｂ１１および開閉面１８ｂ１２を有している。弁体１８ｂ１は，開閉面１８ｂ１２の位置を変動させることにより孔１８ａ１を開閉する弁として機能する。

ヒンジ部１８ｃ１は，弁体１８ｂ１の傾斜面１８ｂ１１および開閉面１８ｂ１２の境界部分にて弁体１８ｂ１に固着されるとともに，差圧動作式バッフル板１８の下壁面にて回動可能に支持されている。

バネ１８ｄ１は，一方側が差圧動作式バッフル板１８の下壁面に固定されるとともに，他方側が傾斜面１８ｂ１１に固定されている。バネ１８ｄ１は，差圧動作式バッフル板１８の下壁面と弁体１８ｂ１との間にて伸張または収縮することにより，ヒンジ部１８ｃ１を中心として弁体１８ｂ１を回動させ，これにより，孔１８ａ１と弁体１８ｂ１との間を所望の開度に保持するようになっている。なお，通常状態では，弁体１８ｂ１は，バネ１８ｄ１の伸張力により，開閉面１８ｂ１２と孔１８ａ１との間に所定の隙間を有した状態を保持している。

つぎに，差圧動作式バッフル板１８の動作について説明する。図５（ａ）の矢印にて示したように，差圧動作式バッフル板１８の上面に加わる圧力Ｐｕが，差圧動作式バッフル板１８の下面に加わる圧力Ｐｄよりも高くなると，貫通した孔１８ａ１を介して弁体１８ｂ１の開閉面１８ｂ１２に力が加わる。これにより，弁体１８ｂは，バネ１８ｄを縮めながら，ヒンジ部１８ｃ１を中心として時計回り（孔１８ａ１が開く方向）に回動する。この結果，図５（ｂ）に示したように，孔１８ａ１から差圧動作式バッフル板１８の下部側へ流れ込むガスが多くなる。

このようなガスの流れにより，差圧動作式バッフル板１８の上部側の圧力Ｐｕが下がり，圧力Ｐｕと圧力Ｐｄとの差が小さくなると，これに応じて，弁体１８ｂは，ヒンジ部１８ｃ１を中心として反時計回り（孔１８ａ１が閉じる方向）に回動し，図５（ｃ）に示したように圧力Ｐｕと圧力Ｐｄとが同じ圧力になると，孔１８ａ１は，開閉面１８ｂ１２によって通常状態に戻る。

図１に示したように，本実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置１００では，差圧動作式バッフル板１８の側壁面と処理容器１０の内壁面との間に設けられた隙間から，ガスが処理室１０ｕから排気室１０ｄに向かって流れる。

しかし，本実施形態にかかる差圧動作式バッフル板１８によれば，プラズマ着火時に発生する処理室１０ｕと排気室１０ｄとの急激な圧力差に応じて，各弁体１８ｂを時計回りに瞬時に回動することができる。これにより，差圧動作式バッフル板１８に点在する各孔１８ａから排気室１０ｄに向けて多量のガスを瞬時に流出させることができる。

このようにして，孔１８ａ１と弁体１８ｂ１との間の開度が大きくなればなるほど，上記式（１）のコンダクタンスＣが大きくなり，ガスが，処理室１０ｕから排気室１０ｄへ流れ易くなる。これにより，処理室１０ｕから排気室１０ｄへ流れるガスの流量Ｑを急激に増大させることができる。この結果，プラズマ着火時に発生する処理室１０ｕの急激な圧力変動を差圧動作式バッフル板１８で吸収し，処理室１０ｕの急激な圧力変動を抑えることができる。

（差圧動作式バッフル板１８の変形例）
図６および図７は，差圧動作式バッフル板１８の変形例を示している。図６の差圧動作式バッフル板１８は，上述した差圧動作式バッフル板１８の構成に，さらに，多数の孔１８ｅ（１８ｅ１，１８ｅ２，・・・）を有している。新たに設けられた多数の孔１８ｅは，差圧動作式バッフル板１８を貫通していて，その下部には弁体が設けられておらず，常に開口しているので，図５の差圧動作式バッフル板１８に比べ，さらに，ガスが流れやすくなっている。

また，図７では，差圧動作式バッフル板１８に設けられた多数の孔１８ａとその下部の弁体１８ｂとの間が閉塞している。図７の差圧動作式バッフル板１８では，処理室１０ｕと排気室１０ｄとに差圧が生じると，弁体１８ｂが回動し，多数の孔１８ａを介してガスが排気室１０ｄに流れ（図７（ｂ）），処理室１０ｕと排気室１０ｄとの差圧がなくなると，多数の孔１８ａを介したガスの流れは止まる（図７（ｃ））。

（第１実施形態の変形例）
（マイクロコンピュータを用いたガスの流量制御）
図３に示したガス流量コントローラ４０の圧力制御回路４３の機能および動作は，図８に示したガス流量コントローラ４０のマイクロコンピュータ４９により実現することも可能である。この場合，マイクロコンピュータ４９は，制御部に相当する。また，電空比例制御回路４４，アクチュエータ４５，比例制御弁４６および電磁弁４７は，第２のガス供給部に相当する。なお，第２のガス供給部は，必ずしも電空比例制御回路４４，アクチュエータ４５，比例制御弁４６および電磁弁４７から構成される必要はなく，マイクロコンピュータ４９からの制御信号に応じて所望の流量のＡｒガスを処理容器内に供給するガス供給機構であればよい。

また，電空比例制御回路４４，アクチュエータ４５，比例制御弁４６，電磁弁４７およびＡｒガス供給源５０の機構と処理ガス供給源３１のＡｒガス供給ライン（３１ａ１，３１ａ２，３１ａ３，３１ａ４）とが物理的に同一の装置であってもよい。

マイクロコンピュータ４９は，ＲＯＭ４９ａ，ＲＡＭ４９ｂ，ＣＰＵ４９ｃおよびインターフェース４９ｄを備えていて，ＲＯＭ４９ａには，Ａｒガスの流量コントロールを実行するための制御プログラムが記憶されている。ＲＡＭ４９ｂには，理想圧力Ｐｒの値や処理プロセスの条件を定めた各種パラメータ等が記憶されている。ＣＰＵ４９ｃは，ＲＡＭ４９ｂに記憶された各種パラメータ等を用いて，ＲＯＭ４９ａに記憶された制御プログラムを実行することによりＡｒガスの流量を制御するようになっている。

（マイクロコンピュータの動作）
つぎに，マイクロコンピュータ４９の動作について，図９を参照しながら説明する。図９は，図８に示したマイクロコンピュータ４９が，処理容器１０へ供給するＡｒガスの流量を制御するために実行する処理ルーチン（制御プログラム）を示したフローチャートである。

マイクロコンピュータ４９のＣＰＵ４９ｃは，図４に示したＡＰＣの弁体Ｓの開度を合わせた時刻ｔ０から処理を開始し，所定時間の経過毎（たとえば，０．２秒毎）にこのプログラムを繰り返し実行する。

ＣＰＵ４９ｃは，時刻ｔ０になったとき，図９のステップ９００から処理を開始してステップ９０５に進み，ステップ９０５にてプラズマ「ＯＮ」信号が入力されたか否かを判定する。この時点（時刻ｔ０）では，プラズマ「ＯＮ」信号は入力されていない。そこで，ＣＰＵ４９ｃは，ステップ９０５にて「Ｎｏ」と判定し，ステップ９１０に進んで，Ａｒガスの流量が１５００ｓｃｃｍとなるように，比例制御弁４６の開閉を制御する信号をアクチュエータ４５に出力する。その後，ＣＰＵ４９ｃは，ステップ９９５に進んで本ルーチンの処理を一旦終了する。

その後，ＣＰＵ４９ｃが，ステップ９００〜ステップ９１０およびステップ９９５の処理を所定時間毎に繰り返す。この結果，図４の＜改良後動作結果＞に示した時刻ｔ０からプラズマ「ＯＮ」信号が発せられる時刻ｔ１まで，ガス流量コントローラ４０から処理容器１０内に噴射されるＡｒガスの流量は１５００ｓｃｃｍに保たれる。

その後，マイクロ波発生器２８に電源が投入され，プラズマ「ＯＮ」信号が入力されると，ＣＰＵ４９ｃは，ステップ９００に続くステップ９０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９１５に進み，終了時間が経過したか否かを判定する。ここで，終了時間とは，ガス流量コントローラ４０がＡｒガスの流量コントロールを終了する時間をいい，たとえば，圧力が理想圧力に安定するまでに通常要する時間＋αであればよい。

この時点では，時刻ｔ１からわずかな時間しか経過していない。そこで，ＣＰＵ４９ｃは，ステップ９１５にて「Ｎｏ」と判定してステップ９２０に進み，ステップ９２０にてＲＡＭ４９ｂに記憶された理想圧力Ｐｒと圧力Ｐ１との差分Ｐsabを求める。つぎに，ＣＰＵ４９ｃは，ステップ９２５に進んで，Ａｒガスの初期供給量（１５００ｓｃｃｍ）と実供給量との差分値がこの差分Ｐsabの値に比例するようＡｒガスの実供給量を求め，求められた実供給量が導管４８から処理容器１０内に噴射されるようにアクチュエータ４５に信号を出力した後，ステップ９９５に進んで本ルーチンの処理を一旦終了する。

その後，ＣＰＵ４９ｃが，ステップ９００，９０５，９１５〜ステップ９２５，ステップ９９５の処理を所定時間毎に繰り返す。この結果，図４の＜改良後動作結果＞に示したように，処理容器１０内に噴射されるＡｒガスの流量は，時刻ｔ１から時刻ｔ３までの間に，急激に圧力Ｐ１が上昇しようとするのを抑止するために，１５００ｓｃｃｍから０ｓｃｃｍまで減少するように制御される。

その後も，ＣＰＵ４９ｃが，ステップ９００，９０５，９１５〜ステップ９２５，ステップ９９５の処理を所定時間毎に繰り返す。この結果，図４の＜改良後動作結果＞に示した時刻ｔ３から終了時間が経過するまでの間，Ａｒガスは，ガス流量コントローラ４０から処理容器１０内に供給されない。

終了時間が過ぎたとき，ＣＰＵ４９ｃは，ステップ９００，９０５に続くステップ９１５にて「Ｙｅｓ」と判定し，直ちにステップ９９５に進んで本ルーチンの処理を終了する。

これによれば，処理容器１０内の圧力変動を抑えるために，プラズマ着火前から処理容器１０に供給されている不活性ガスの流量を，検出圧力に応じて制御する処理手順を示した制御プログラムがＲＯＭ４９ａに格納されている。その制御プログラムをＣＰＵ４９ｃに実行させることにより，プラズマ着火時から均一なプラズマを安定的に発生させることができる。この結果，被処理体に良好なプラズマ処理を施すことができる。

以上に説明したように，本実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置１００は，応答性の改善が難しいＡＰＣ１９ｂの弁体を制御するのではなく，ガス流量コントローラ４０によってガスの流量を制御し，かつ，差圧動作式バッフル板１８によってガスの流れ易さを自動調整する。これにより，プラズマ着火直後のガスの体積膨張に高速に応答し，プラズマ着火前後においても処理室１０ｕ内の圧力変動を非常に小さく抑えることができる。この結果，均一なプラズマを安定的に発生させて，基板Ｗを精度良くプラズマ処理することができる。

なお，以上に説明した圧力制御回路４３およびマイクロコンピュータ４９は，プラズマ「ＯＮ」信号が入力されたときの理想圧力Ｐｒと第１の圧力センサ４１により測定された圧力Ｐ１との差分に基づいてＡｒガスの供給量を制御した。しかし，圧力制御回路４３およびマイクロコンピュータ４９は，プラズマ「ＯＮ」信号が入力されたときの理想圧力Ｐｒと第２の圧力センサ４２により測定された圧力Ｐ２との差分値よりＡｒガスの供給量を制御してもよい。

特に，ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長法）処理が行われる場合には，処理室１０ｕに設けられた第１の圧力センサ４１のセンサ部がプラズマ処理中に被膜されることにより，第１の圧力センサ４１が処理室１０ｕの圧力を正確に検出することができなくなるおそれがある。このことから，ＣＶＤ処理が行われる場合には，圧力を正確に検出し，Ａｒガスの供給量を精度良く制御するために，第２の圧力センサ４２により測定された圧力Ｐ２を実圧力値として用いるほうが好ましい。

ここで，従来は，図４の＜改良後動作結果＞に点線にて示したように，プラズマ着火時刻ｔ１と圧力Ｐ２の変動開始時刻ｔ２との間にタイムラグが生じていた。

しかし，本実施形態にかかる差圧動作式バッフル板１８によれば，上述したように，ガスの流れ易さを自動調整することにより，多量のガスを瞬時に処理室１０ｕから排気室１０ｄに向けて流出させることができる。これにより，プラズマ着火時刻と圧力Ｐ２の変動開始時刻とをほぼ同時刻ｔ１とすることができた。

このようにして，圧力Ｐ１が変動を開始するタイミングと圧力Ｐ２が変動を開始するタイミングとを同期させることにより，圧力制御回路４３およびマイクロコンピュータ４９は，第２の圧力センサ４２により測定された圧力Ｐ２を実圧力値として制御する場合であっても，Ａｒガスの供給量を精度よく制御することができる。

また，ガス流量コントローラ４０は，差圧動作式バッフル板１８により仕切られた排気室１０ｄ側に不活性ガスを噴射する方が好ましい。これによれば，プラズマ着火直後に処理室１０ｕから排気室１０ｄへ流入してくるガスの流量分，排気室１０ｄに供給する不活性ガスを減少させることにより，排気室１０ｄに流入してくるガスの総流量の変動を抑えることができる。これにより，ＡＰＣの弁体Ｓを精度良く作動させ，処理容器内の圧力をプラズマ着火前後にて安定化させることができる。

また，上記実施形態にかかるガス流量コントローラ４０では，圧力制御回路４３またはマイクロコンピュータ４９にプラズマ「ＯＮ」信号が入力されたときをＡｒガスの流量制御開始時刻とした。しかし，ガス流量コントローラ４０は，プラズマ「ＯＮ」信号が入力された後，最初に圧力Ｐ１（または，圧力Ｐ２）が入力されたときを流量制御開始時刻としてもよい。

これによれば，プラズマ「ＯＮ」信号が入力されてから最初の圧力Ｐ１（または，圧力Ｐ２）が入力されるまでの時間差が大きい場合であっても，最初の圧力Ｐ１（または，圧力Ｐ２）に基づいてＡｒガスの供給量を精度良く制御することができる。

なお，ガス流量コントローラ４０から供給されるガス種は，Ａｒガスに限られず，たとえば，ＨｅガスやＮ_２ガスなどの不活性ガスであればよい。ただし，ガス流量コントローラ４０から供給されるガス種が，処理ガス供給源３１から供給される処理ガスのうちの不活性ガスと同じであれば，プロセスに与える影響をより小さくすることができるため好ましい。

また，以上に説明した実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置１００では，差圧動作式バッフル板１８によるガスの流れ易さの調整とガス流量コントローラ４０によるガスの流量制御との両方の制御に基づいて処理室１０ｕの圧力を制御した。しかし，マイクロ波プラズマ処理装置１００は，差圧動作式バッフル板１８によるガスの流れ易さの調整のみに基づいて処理室１０ｕの圧力を制御してもよいし，ガス流量コントローラ４０によるガスの流量制御のみに基づいて処理室１０ｕの圧力を制御してもよい。

また，上記実施形態にかかるガス流量コントローラ４０では，ガスの初期流量（供給量）を１５００ｓｃｃｍと定めた。しかし，ガスの初期流量は，１０００〜４０００ｓｃｃｍの範囲であればいずれの値であってもよい。また，たとえば，ＴＭＰ１９ｃが２個であれば，ガス（Ａｒガス，Ｏ_２ガス，ＣＦ_４）との総量は，４４００ｓｃｃｍ以下であればよい。

また，処理容器内の理想圧力Ｐｒは，５０〜５００ｍＴｏｒｒの範囲であればよい。また，処理容器内に投入されるマイクロ波のパワーは，６．６〜１４．４ｋＷの範囲であればよい。ガラス基板のサイズは，７３０ｍｍ×７３０ｍｍや９２０ｍｍ×９２０ｍｍ以上である。したがって，マイクロ波のパワーは，１．１〜２．４Ｗ／ｃｍ^２程度となる。

さらに，処理容器１０内の温度は，エッチング処理では８０℃や１２０℃，ＣＶＤ処理では最大１５０℃程度に保持されていればよい。

上記実施形態において，各部の動作はお互いに関連しており，互いの関連を考慮しながら，一連の動作として置き換えることができる。そして，このように置き換えることにより，プラズマ処理装置の発明の実施形態をプラズマ処理装置を制御する方法の実施形態とすることができる。

また，上記各部の動作を，各部の処理と置き換えることにより，プログラムの実施形態とすることができる。また，プログラムを，プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶させることにより，プログラムの実施形態をプログラムに記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の実施形態とすることができる。

具体的には，プラズマ処理装置を制御する方法の実施形態は，被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置を制御する制御プログラムであって，上記処理容器内の圧力を検出する処理と，第１のガス供給部から処理容器内に処理ガスを供給する処理と，上記供給された処理ガスのプラズマ着火前から，第２のガス供給部から不活性ガスを上記処理容器内に供給する処理と，上記処理ガスがプラズマ着火されたことにより生じる上記検出された圧力の変動の程度に比例して，上記第２のガス供給部から供給される不活性ガスの流量を減少させるように上記不活性ガスの流量を制御する処理と，をコンピュータに実行させる制御プログラムの実施形態とすることができる。この場合，コンピュータに実行させる制御プログラムは，図８のＲＯＭ４９ａ等に格納されていてもよく，マイクロコンピュータ４９に設けられた図示しない通信手段（外部インターフェース）を用いてネットワークを介して取り込んでもよい。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

たとえば，本発明にかかるプラズマ処理装置は，マイクロ波プラズマ処理装置に限られず，誘導結合型プラズマ処理装置であっても，容量結合型プラズマ処理装置であってもよい。

また，本発明にかかるプラズマ処理装置は，タイル状の複数の誘電体を有するマイクロ波プラズマ処理装置であってもよく，タイル状に分断されていない大面積の誘電体を有するマイクロ波プラズマ処理装置であってもよい。

また，本発明にかかるプラズマ処理装置により実行されるプラズマ処理は，アッシング処理に限られず，ＣＶＤ処理，エッチング処理などのあらゆるプラズマ処理が可能である。

本発明は，プラズマ着火直後の圧力変動を効果的に抑止するプラズマ処理装置，プラズマ処理装置の制御方法，および，プラズマ処理装置を制御する制御プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に適用可能である。

本発明の第１実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置の縦断面図である。 同実施形態にかかる処理容器の天井部内壁面を説明するための説明図である。 同実施形態にかかるガス流量コントローラの内部構成図である。 同実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置と従来のプラズマ処理装置との動作結果を説明するための説明図である。 同実施形態にかかる差圧動作式バッフル板を説明するための説明図である。 他の差圧動作式バッフル板を説明するための説明図である。 他の差圧動作式バッフル板を説明するための説明図である。 第１実施形態の変形例にかかるガス流量コントローラの内部構成図である。 同実施形態の変形例にてマイクロコンピュータが実行する処理ルーチンを示したフローチャートである。

符号の説明

１０ 処理容器
１１ サセプタ
１８ 差圧動作式バッフル板
１９ａ ドライポンプ
１９ｂ ＡＰＣ（自動圧力調整器）
１９ｃ ＴＭＰ（ターボモレキュラポンプ）
２９ ガス導入管
３０ ガス噴射口
３１ 処理ガス供給源
４０ ガス流量コントローラ
４１ 第１の圧力センサ
４２ 第２の圧力センサ
４３ 圧力制御回路
４４ 電空比例制御回路
４５ アクチュエータ
４６ 比例制御弁
４７ 電磁弁
４９ マイクロコンピュータ
１００ マイクロ波プラズマ処理装置

Claims (14)

1. 被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって：
   前記処理容器内の圧力を検出する圧力検出部と；
   前記処理容器内に処理ガスを供給する第１のガス供給部と；
   前記第１のガス供給部により供給された処理ガスのプラズマ着火前から，不活性ガスを前記処理容器内に供給する第２のガス供給部と；
   前記処理ガスがプラズマ着火されたことにより生じる前記検出された圧力の変動の程度に比例して，前記第２のガス供給部から供給される不活性ガスの流量を減少させるように前記不活性ガスの流量を制御する制御部と；を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 前記プラズマ処理装置は，
   マイクロ波をスロットに通して誘電体から処理容器内に伝播させ，伝播させたマイクロ波により処理容器内に供給された処理ガスをプラズマ化させて，被処理体をプラズマ処理することを特徴とする請求項１に記載されたプラズマ処理装置。
3. 前記制御部は，
   前記プラズマ処理装置へのパワー投入を示すプラズマ着火信号を入力したとき，または，前記プラズマ着火信号を入力した後，最初に前記圧力検出部により圧力が検出されたとき，のいずれかのタイミングから前記不活性ガスの流量を減少させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたプラズマ処理装置。
4. 前記プラズマ処理装置は，さらに，
   被処理体をプラズマ処理する処理室と前記処理容器内のガスを排気する排気室とに前記処理容器内を仕切るバッフル板を備え，
   前記バッフル板は，
   前記排気室の圧力に対する前記処理室の圧力の変動の程度に応じて，前記処理室から前記排気室へ流れるガスの流れ易さを自動調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載されたプラズマ処理装置。
5. 前記バッフル板は，
   前記バッフル板を貫通する複数の孔と，前記複数の孔との開度を調整する複数の弁体と，を有し，前記排気室の圧力に対する前記処理室の圧力の変動の程度に比例した開度に前記複数の弁体を自動調整することにより，前記処理室から前記排気室へ流れるガスの流れ易さを調整することを特徴とする請求項４に記載されたプラズマ処理装置。
6. 前記第２のガス供給部は，
   前記バッフル板により仕切られた排気室に前記不活性ガスを供給することを特徴とする請求項４または請求項５のいずれかに記載されたプラズマ処理装置。
7. 前記圧力検出部は，
   前記処理室の圧力または前記排気室の圧力のいずれかを前記処理容器内の圧力として検出することを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載されたプラズマ処理装置。
8. 前記第１のガス供給部は，
   不活性ガスを含む複数の処理ガスを供給し，
   前記第２のガス供給部は，
   前記第１のガス供給部から供給される不活性ガスと同一のガスを供給することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載されたプラズマ処理装置。
9. 前記誘電体は，複数枚の誘電体パーツから構成され，
   各誘電体には，１または２以上のスロットが設けられ，
   マイクロ波を１または２以上のスロットに通して処理容器内に伝播させ，伝播させたマイクロ波により処理容器内に供給された処理ガスをプラズマ化させて，被処理体をプラズマ処理する請求項１〜８のいずれかに記載されたプラズマ処理装置。
10. 処理容器内に供給された処理ガスをプラズマ化させて，被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置に設けられ，被処理体をプラズマ処理する処理室と前記処理容器内のガスを排気する排気室とに前記処理容器内を仕切るバッフル板であって：
    前記排気室の圧力に対する前記処理室の圧力の変動の程度に応じて，前記処理室から前記排気室へ流れるガスの流れ易さを自動調整することを特徴とするバッフル板。
11. 被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置の制御方法であって：
    前記処理容器内の圧力を検出し；
    第１のガス供給部から処理容器内に処理ガスを供給し；
    前記供給された処理ガスのプラズマ着火前から，第２のガス供給部から不活性ガスを前記処理容器内に供給し；
    前記処理ガスがプラズマ着火されたことにより生じる前記検出された圧力の変動の程度に比例して，前記第２のガス供給部から供給される不活性ガスの流量を減少させるように前記不活性ガスの流量を制御する；ことを特徴とするプラズマ処理装置の制御方法。
12. 前記制御方法は，
    マイクロ波をスロットに通して誘電体から処理容器内に伝播させ，伝播させたマイクロ波により処理容器内に供給された処理ガスをプラズマ化させて，被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置に利用されることを特徴とする請求項１１に記載されたプラズマ処理装置の制御方法。
13. 被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置を制御する制御プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって：
    前記処理容器内の圧力を検出する処理と；
    第１のガス供給部から処理容器内に処理ガスを供給する処理と；
    前記供給された処理ガスのプラズマ着火前から，第２のガス供給部から不活性ガスを前記処理容器内に供給する処理と；
    前記処理ガスがプラズマ着火されたことにより生じる前記検出された圧力の変動の程度に比例して，前記第２のガス供給部から供給される不活性ガスの流量を減少させるように前記不活性ガスの流量を制御する処理と；をコンピュータに実行させる制御プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
14. 前記制御プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は，
    マイクロ波をスロットに通して誘電体から処理容器内に伝播させ，伝播させたマイクロ波により処理容器内に供給された処理ガスをプラズマ化させて，被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置に利用されることを特徴とする請求項１３に記載された制御プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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