CN110137068A - 等离子体处理系统和等离子体处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种等离子体处理系统和等离子体处理方法，以更简易的方法从排出气体中分离回收稀有气体。等离子体处理系统具备腔室、第一气体供给部、排气部、气体纯化单元、升压泵以及储存部。第一气体供给部向腔室内供给第一稀有气体和工艺气体。腔室用于利用第一稀有气体与工艺气体混合而成的气体的等离子体对半导体晶圆进行处理。气体纯化单元从通过排气部自腔室内排出的气体中分离出第一稀有气体。储存部储存通过气体纯化单元分离出并通过升压泵而升压后的第一稀有气体。另外，储存部将所储存的第一稀有气体供给到第一气体供给部。

Description

等离子体处理系统和等离子体处理方法
技术领域
本公开的各种侧面和实施方式涉及等离子体处理系统和等离子体处理方法。
背景技术
例如，在半导体的制造工艺中，在作为被处理基板的半导体晶圆的蚀刻等处理中使用工艺气体。将半导体晶圆搬入到腔室内，向腔室内供给工艺气体，对半导体晶圆执行规定的处理。在去除了CO2气体、NOx气体以及细颗粒等后，将半导体晶圆的处理中使用的工艺气体排出。
另外，近年来，研究了将氪气体、氙气体等稀有气体用作向工艺气体中添加的稀有气体。这种稀有气体的存在比少，难以进行纯化，因此价格昂贵。因此，研究了从自处理容器排出的排出气体回收稀有气体来进行再利用。作为从排出气体中分离回收氪气体、氙气体等稀有气体的方法，已知有变压吸附(PSA：Pressure Swing Adsorption)法。
专利文献1：日本特开2005-103400号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在PSA法中，存在处理复杂且装置大型化的问题。因此，正在寻求一种以更简易的方法从排出气体中分离回收稀有气体的技术。
用于解决问题的方案
本公开的一个侧面是等离子体处理系统，具备腔室、气体供给部、排气部、分离部、升压部以及储存部。腔室用于利用由第一稀有气体与工艺气体混合而成的气体的等离子体对被处理基板进行处理。气体供给部向腔室内供给第一稀有气体和工艺气体。排气部将包含第一稀有气体的气体从腔室内排出。分离部从通过排气部排出的气体中分离出第一稀有气体。升压部将通过分离部分离出的第一稀有气体升压。储存部储存通过升压部而升压后的第一稀有气体。另外，储存部将所储存的第一稀有气体供给到气体供给部。
发明的效果
根据本公开的各种侧面和实施方式，能够以更简易的方法从排出气体中分离回收稀有气体。
附图说明
图1是表示第一实施方式中的等离子体处理系统的一例的系统结构图。
图2是表示等离子体处理的一例的流程图。
图3是表示对腔室内部进行抽真空时的各阀的状态的图。
图4是表示进行稀有气体的填充时的各阀的状态的图。
图5是表示进行空转时的各阀的状态的图。
图6是表示供给稀有气体时的各阀的状态的图。
图7是表示向静电卡盘的上表面与半导体晶圆的下表面之间供给稀有气体时的各阀的状态的图。
图8是表示执行工艺时的各阀的状态的图。
图9是表示将半导体晶圆从静电卡盘取下时的各阀的状态的图。
图10是表示第二实施方式中的等离子体处理系统的一例的系统结构图。
图11是表示第二实施方式中的等离子体处理系统的一例的系统结构图。
图12是表示第三实施方式中的等离子体处理系统的一例的系统结构图。
图13是表示第四实施方式中的等离子体处理系统的一例的系统结构图。
图14是表示等离子体处理系统的其它例的系统结构图。
附图标记说明
W：半导体晶圆；10：等离子体处理系统；10b：子系统；11：工艺气体供给源；12：储存部；13：稀有气体供给源；20：第一气体供给部；30：腔室；31：喷淋头；32：载置台；40：排气部；50：第二气体供给部；60：PM；61：EFEM；62：LLM；63：VTM；64：循环控制部；104：气体纯化单元；108：升压泵。
具体实施方式
下面，基于附图来详细说明所公开的等离子体处理系统和等离子体处理方法的实施方式。此外，并不通过以下的实施方式来限定所公开的等离子体处理系统和等离子体处理方法。
(第一实施方式)
[等离子体处理系统10的结构]
图1是表示第一实施方式中的等离子体处理系统10的一例的系统结构图。本实施方式中的等离子体处理系统10例如如图1所示那样具备多个工艺气体供给源11-1～11-n(n为1以上的整数)、储存部12、第一气体供给部20、腔室30、排气部40、第二气体供给部50、气体纯化单元104以及升压泵108。此外，下面在对多个工艺气体供给源11-1～11-n中的各个工艺气体供给源不加以区别而是进行总称的情况下，仅记载为工艺气体供给源11。
各个工艺气体供给源11将氟化碳气体、氯气体等工艺气体经由第一气体供给部20供给到腔室30内。储存部12储存稀有气体，将所储存的稀有气体经由阀101供给到第一气体供给部20和排气部40。另外，储存部12将所储存的稀有气体经由阀101及阀102供给到第二气体供给部50。在本实施方式中，储存部12中储存的稀有气体的一例为氙(Xe)气体。储存部12中储存的稀有气体是第一稀有气体的一例。
第一气体供给部20对从各个工艺气体供给源11供给的工艺气体和从储存部12供给的稀有气体向腔室30内的供给和供给停止进行控制。另外，第一气体供给部20对从各个工艺气体供给源11供给的工艺气体的流量以及从储存部12供给的稀有气体的流量分别进行控制。而且，第一气体供给部20通过将被控制了流量的稀有气体与工艺气体进行混合来生成混合气体，将所生成的混合气体经由阀100供给到腔室30内。
具体地说，第一气体供给部20具有阀24、阀26、多个阀21-1～21-n、多个流量控制器以及多个阀23-1～23-n。图1中所示的MFC(Mass Flow Controller：质量流量控制器)22-1～22-n和MFC 25是流量控制器的一例。此外，下面在对多个阀21-1～21-n中的各个阀不加以区别而是进行总称的情况，下仅记载为阀21，在对多个MFC 22-1～22-n中的各个MFC不加以区别而是进行总称的情况下，仅记载为MFC 22，在对多个阀23-1～23-n中的各个阀不加以区别而是进行总称的情况下，仅记载为阀23。
阀21-1的第一端经由配管而与工艺气体供给源11-1连接。阀21-1的第二端经由第一气体供给部20内的配管而与MFC 22-1的第一端连接。MFC 22-1的第二端经由第一气体供给部20内的配管而与阀23-1的第一端连接。阀23-1的第二端经由配管200而与阀100连接。同样地，阀21-n的第一端经由配管而与工艺气体供给源11-n连接。阀21-n的第二端经由第一气体供给部20内的配管而与MFC 22-n的第一端连接。MFC 22-n的第二端经由第一气体供给部20内的配管而与阀23-n的第一端连接。阀23-n的第二端经由配管200而与阀100的第一端连接。阀100的第二端经由配管201而与腔室30的气体导入口连接。各个MFC 22根据来自未图示的控制装置的指示，对经由阀100从对应的工艺气体供给源11向腔室30供给的工艺气体的流量进行控制。
阀24的第一端经由配管202和阀101而与储存部12连接。阀24的第二端经由第一气体供给部20内的配管而与MFC 25的第一端连接。MFC 25的第二端经由第一气体供给部20内的配管而与阀26的第一端连接。阀26的第二端经由配管200而与阀100的第一端连接。MFC25根据来自未图示的控制装置的指示，来控制向工艺气体添加的稀有气体的流量。此外，在别的方式中，也可以是，第一气体供给部20不将稀有气体与工艺气体进行混合，而是将稀有气体与工艺气体分别独立地供给到腔室30内。被分别独立地供给到腔室30内的稀有气体和工艺气体在腔室30内混合。
腔室30是真空处理腔室。具体地说，腔室30在内部具有喷淋头31和载置台32。腔室30用于生成经由配管201从第一气体供给部20供给的混合气体的等离子体。而且，腔室30用于利用所生成的等离子体对被处理基板(例如，半导体晶圆W)实施蚀刻等规定的处理。在本实施方式中，腔室30是平行平板型的等离子体处理容器。
喷淋头31将经由配管201从第一气体供给部20供给的混合气体供给到腔室30内的空间。载置台32在上部具有静电卡盘，通过静电力对载置在静电卡盘上的半导体晶圆W进行吸附保持。另外，载置台32在内部具有温度调节机构。载置台32通过该温度调节机构对载置在静电卡盘上的半导体晶圆W的温度进行调节。另外，经由配管205从第二气体供给部50向静电卡盘的上表面与半导体晶圆W的下表面之间供给稀有气体。利用向静电卡盘的上表面与半导体晶圆W的下表面之间供给的稀有气体来调整半导体晶圆W的温度。
在本实施方式中，从未图示的高频发生器向喷淋头31和载置台32施加高频电力。而且，在腔室30内的空间生成经由喷淋头31供给的混合气体的等离子体。由此，对载置在载置台32上的半导体晶圆W实施蚀刻等规定的处理。
第二气体供给部50具有压力控制器、阀52、阀53、阀54以及节流孔55。图1中所示的PCV(Pressure Control Valve：压力控制阀)51是压力控制器的一例。第二气体供给部50经由配管204、阀102、配管203、配管202以及阀101而与储存部12连接。第二气体供给部50将储存部12中储存的稀有气体以规定的压力供给到腔室30内的静电卡盘的上表面与半导体晶圆W的下表面之间。具体地说，在半导体晶圆W被载置台32的静电卡盘吸附保持之后，将阀101和阀102控制为开状态。PCV 51将经由阀52及配管205从储存部12供给到静电卡盘的上表面与半导体晶圆W的下表面之间的稀有气体的压力控制为规定的压力。另外，从阀52输出的稀有气体的一部分经由阀54和节流孔55流向与排气部40连接的配管206。而且，流至配管206的稀有气体从排气部40被排出。另外，阀53以与阀54及节流孔55并联的方式设置。在处理后的半导体晶圆W从腔室30被搬出的情况下，被供给到静电卡盘与半导体晶圆W之间的稀有气体经由阀53和配管206从排气部40被排出。
排气部40具有APC(Auto Pressure Controller：自动压力控制器)41，TMP(TurboMolecular Pump：涡轮分子泵)42、DP(Dry Pump：干式泵)43、压力控制阀44、阀45、压力控制阀46以及阀47。排气部40将包含稀有气体的气体从腔室30内排出。APC41经由配管207而与腔室30的排气口连接。APC41通过调整阀的开度来调整腔室30内的压力。压力控制阀44、阀45、压力控制阀46以及阀47是第三气体供给部的一例。
TMP 42和DP 43通过使被磁轴承以非接触方式支承的叶轮旋转，来经由配管207和APC41抽吸腔室30内的气体。被抽吸出的气体经由配管208和阀103流向气体纯化单元104。阀45及阀47经由配管203及阀101而与储存部12连接。经由压力控制阀44和阀45从储存部12向TMP 42内的叶轮供给稀有气体。另外，经由压力控制阀44和阀45从储存部12向TMP 42内的由磁轴承与叶轮形成的间隙供给稀有气体。经由压力控制阀46和阀47从储存部12向DP43内的叶轮也供给稀有气体。另外，经由压力控制阀46和阀47从储存部12向DP 43内的由磁轴承与叶轮形成的间隙也供给稀有气体。由此，附着于叶轮的微粒被吹扫，并且叶轮中储存的热通过被供给到由磁轴承与叶轮形成的间隙的稀有气体而释放到磁轴承等。被供给到叶轮以及由磁轴承与叶轮形成的间隙的稀有气体也经由配管208和阀103流向气体纯化单元104。
气体纯化单元104从通过排气部40排出的气体中分离出稀有气体。例如，气体纯化单元104利用氢氧化钙等将排出气体中的氟化合物去除，利用沸石等将排出气体中的H2O去除，利用Cu催化剂等将排出气体中的氧去除，利用金属催化剂等将排出气体中的NOx、CO、CO2以及细颗粒等去除。另外，通过气体纯化单元104从排出气体中分离出的稀有气体经由配管210、阀107以及配管211流向升压泵108。在本实施方式中，例如使用Xe气体等一种稀有气体，因此能够容易地将稀有气体从其它气体中分离出来。气体纯化单元104是分离部的一例。另外，此处所言及的去除也可以包括利用吸附进行的去除。
升压泵108将通过气体纯化单元104从混合气体中分离出的稀有气体升压到规定的压力。升压后的稀有气体经由配管212、阀109、配管213、阀110以及配管214被储存到储存部12。另外，DP 106经由配管209及阀105而与气体纯化单元104连接。另外，储存有稀有气体的储气罐113经由配管215、阀111以及阀112连接于阀109与阀110之间的配管213。升压泵108是升压部的一例。此外，阀112可以是进行压力控制的调节器。由此，能够将从储气罐113供给的稀有气体以固定的压力输送到储存部12。
[等离子体处理]
图2是表示等离子体处理的一例的流程图。下面，参照图1和图3～图9来说明等离子体处理系统10的动作。此外，在图1和图3～图9中，以空心方式描绘的阀表示被控制为开状态的阀，以涂黑方式描绘的阀表示被控制为闭状态的阀。在初始状态，在等离子体处理系统10中，例如如图1所示那样所有的阀均被控制为闭状态。
首先，向腔室30内搬入半导体晶圆W(S10)。将半导体晶圆W载置到载置台32的静电卡盘上。然后，将腔室30内的气体排出(S11)。图3是表示对腔室30内部进行抽真空时的各阀的状态的图。在步骤S11中，与储气罐113连接的阀112被控制为开状态，压力控制阀44、压力控制阀46、阀103以及阀105被控制为开状态。而且，APC41被控制为开度为最大，DP 106运转。由此，通过DP 106将腔室30内的气体经由配管207、排气部40、配管208、阀103、气体纯化单元104、配管209以及阀105排出。
接着，向配管内填充稀有气体(S12)。图4是表示进行稀有气体的填充时的各阀的状态的图。在步骤S12中，阀110和阀111被控制为开状态，向阀109与储存部12之间的配管213以及配管214内填充稀有气体。
接着，阀105被控制为闭状态，DP 106停止。然后，阀111被控制为闭状态，进行使稀有气体循环的空转(idling)(S13)。图5是表示进行空转时的各阀的状态的图。在步骤S13的空转中，阀101、阀45、阀47、阀107以及阀109被控制为开状态，TMP 42和DP 43运转。然后，从储存部12供给的稀有气体经由配管203被供给到TMP 42和DP 43。然后，通过气体纯化单元104从自DP43排出的气体中提取稀有气体。通过气体纯化单元104提取出的稀有气体通过升压泵108而升压，且被再次储存到储存部12。
接着，向腔室30内供给稀有气体(S14)。图6是表示供给稀有气体时的各阀的状态的图。在步骤S14中，阀24、阀26以及阀100被控制为开状态，来自储存部12的稀有气体被供给到腔室30内。向腔室30内供给的稀有气体的流量由MFC 25控制。
向腔室内供给高频电力，从未图示的电源对载置台32的静电卡盘施加直流电压。由此，载置在静电卡盘上的半导体晶圆W被静电卡盘吸附保持。
接着，从储存部12向载置台32的静电卡盘的上表面与半导体晶圆W的下表面之间供给稀有气体(S15)。图7是表示向静电卡盘的上表面与半导体晶圆W的下表面之间供给稀有气体时的各阀的状态的图。在步骤S15中，阀102、阀52以及阀54被控制为开状态，来自储存部12的稀有气体经由配管205被供给到载置台32的静电卡盘的上表面与半导体晶圆W的下表面之间。所供给的稀有气体的压力由PCV 51控制。从阀52输出的稀有气体的一部分经由阀54、节流孔55以及配管206从排气部40排出。所供给的稀有气体的压力例如为1Torr～100Torr。
接着，对半导体晶圆W执行利用等离子体进行的工艺。图8是表示执行工艺时的各阀的状态的图。在针对半导体晶圆W的工艺中，各个阀21和阀23被控制为开状态，向腔室30内供给工艺气体(S16)。各个工艺气体的流量由对应的MFC 22控制。然后，通过APC41将腔室30内的压力调整为规定的压力(S17)。然后，从未图示的高频发生器对喷淋头31施加高频电力，在腔室30内生成稀有气体与工艺气体的混合气体的等离子体。然后，通过生成的等离子体对半导体晶圆W执行蚀刻等规定的工艺(S18)。
从腔室30内排出的气体经由配管207、排气部40、配管208以及阀103流向气体纯化单元104。气体纯化单元104从通过排气部40排出的气体中分离出稀有气体。通过气体纯化单元104分离出的稀有气体经由配管210、阀107以及配管211流向升压泵108。升压泵108将通过气体纯化单元104分离出的稀有气体升压到规定的压力。升压后的稀有气体经由配管212、阀109、配管213、阀110以及配管214被储存到储存部12。
在利用等离子体进行的工艺结束了的情况下，从腔室30内搬出半导体晶圆W(S19)。图9是表示将半导体晶圆W从静电卡盘取下时的各阀的状态的图。在步骤S19中，各个阀21和阀23被控制为闭状态，阀24、阀26、阀100、阀102、阀52以及阀54被控制为闭状态。而且，阀53被控制为开状态，被供给到载置台32的静电卡盘的上表面与半导体晶圆W的下表面之间的稀有气体经由配管206被排出。另外，对载置台32的静电卡盘解除直流电压的施加，使静电卡盘对半导体晶圆W的吸附保持解除。然后，将半导体晶圆W从腔室30内搬出。
以上，说明了第一实施方式的等离子体处理系统10。如根据上述说明可以明确的那样，根据本实施方式的等离子体处理系统10，能够以简易的方法从自腔室30内排出的排出气体中分离回收稀有气体。
另外，在本实施方式的等离子体处理系统10中，作为向工艺气体中添加的气体，使用了稀有气体。另外，在本实施方式的等离子体处理系统10中，作为向载置台32的静电卡盘与半导体晶圆W之间供给的导热气体，使用了稀有气体。另外，在本实施方式的等离子体处理系统10中，作为TMP 42和DP 43的冷却用和吹扫用的气体，使用了稀有气体。在此，作为导热气体、冷却用气体以及吹扫用气体，除了稀有气体以外，有时使用例如氮气体等非活性气体。但是，在使用氮气体的情况下，难以从排出气体中分离出氮气体。因此，排出气体中包含的氮气体就这样被排出到等离子体处理系统10的外部。
与此相对地，在本实施方式的等离子体处理系统10中，作为导热气体、对排气部40进行冷却用气体或进行吹扫用气体，使用了Xe气体等一种稀有气体。Xe气体等稀有气体能够容易地从其它气体中分离出来。从排出气体中分离出的稀有气体被升压泵108升压后返回到储存部12进行再利用。由此，能够抑制新的稀有气体的消耗，有效地利用稀有气体。
(第二实施方式)
在上述的第一实施方式中，说明了仅执行使用一种稀有气体进行的工艺的等离子体处理系统10。与此相对地，在第二实施方式的等离子体处理系统10中，执行使用不同种类的稀有气体进行的不同的工艺。具体地说，在第二实施方式的等离子体处理系统10中，执行使用Xe气体等稀有气体进行的第一工艺以及使用He气体、Ar气体等稀有气体、N2气体等非活性气体等比较容易得到的气体进行的第二工艺。
[等离子体处理系统10的结构]
图10和图11是表示第二实施方式中的等离子体处理系统10的一例的系统结构图。在图10中示出执行第一工艺时的各阀的状态，在图11中示出执行第二工艺时的各阀的状态。此外，除了以下所说明的方面，在图10和图11中标注与图1相同的标记的结构是具有与图1中的结构相同或相似的功能的结构，因此省略说明。
本实施方式中的等离子体处理系统10还具有稀有气体供给源13，该稀有气体供给源13供给与储存部12中储存的稀有气体不同种类的稀有气体。稀有气体供给源13例如供给He气体、Ar气体等稀有气体。第一气体供给部20还具有阀27、MFC 28以及阀29。阀27的第一端经由配管而与稀有气体供给源13连接。阀27的第二端经由第一气体供给部20内的配管而与MFC 28的第一端连接。MFC 28的第二端经由第一气体供给部20内的配管而与阀29的第一端连接。阀29的第二端经由配管200而与阀100连接。MFC 28根据来自未图示的控制装置的指示来控制稀有气体的流量。
第二气体供给部50还具有阀56。阀56的第一端经由配管220而与稀有气体供给源13连接。另外，阀56的第二端经由配管221及配管204而与PCV 51连接。在执行第一工艺时，例如如图10所示那样，阀102被控制为开状态，阀56被控制为闭状态。由此，来自储存部12的稀有气体经由阀101、配管203、阀102、配管204、PCV 51、阀52以及配管205被供给到腔室30。另一方面，在执行第二工艺时，例如如图11所示那样，阀102被控制为闭状态，阀56被控制为开状态。由此，来自稀有气体供给源13的稀有气体经由配管220、阀56、配管221、配管204、PCV 51、阀52以及配管205被供给到腔室30。阀102和阀56是第二切换阀的一例。
排气部40还具有非活性气体供给源400、阀401、节流孔402、阀403以及节流孔404。非活性气体供给源400供给N2气体等非活性气体。在执行第一工艺时，例如如图10所示那样，阀45和阀47被控制为开状态，阀401和阀403被控制为闭状态。由此，来自储存部12的稀有气体经由阀101、配管203、阀45以及压力控制阀44被供给到TMP 42，来自储存部12的稀有气体经由阀101、配管203、阀47以及压力控制阀46被供给到DP 43。另一方面，在执行第二工艺时，例如如图11所示那样，阀45和阀47被控制为闭状态，阀401和阀403被控制为开状态。由此，来自非活性气体供给源400的非活性气体经由节流孔402、阀401以及压力控制阀44被供给到TMP 42，来自非活性气体供给源400的非活性气体经由节流孔404、阀403以及压力控制阀46被供给到DP 43。阀45、阀47、阀401以及阀403是第三切换阀的一例。
另外，本实施方式的等离子体处理系统10还具有阀114。阀114连接于与配管208连接的配管222。在执行第一工艺时，例如如图10所示那样，阀103、阀107以及阀109被控制为开状态，阀114被控制为闭状态。由此，从DP 43排出的排出气体经由配管208被输送到气体纯化单元104，通过气体纯化单元104从排出气体中分离出稀有气体。通过气体纯化单元104分离出的稀有气体经由配管210、阀107、以及配管211流向升压泵108。升压泵108将通过气体纯化单元104分离出的稀有气体升压到规定的压力。升压后的稀有气体经由配管212、阀109、配管213、阀110以及配管214返回到储存部12。另一方面，在执行第二工艺时，例如如图11所示那样，阀103、阀107以及阀109被控制为闭状态，阀114被控制为开状态。
由此，从DP 43排出的排出气体不被送到气体纯化单元104，而是经由配管208、配管222以及阀114在减污后排出到等离子体处理系统10的外部。阀103和阀114是第一切换阀的一例。
以上，说明了第二实施方式的等离子体处理系统10。如根据上述说明可以明确的那样，根据本实施方式的等离子体处理系统10，能够以简易的方法从自腔室30内排出的排出气体中分离回收稀有气体。另外，根据本实施方式的等离子体处理系统10，能够使用一个腔室30来执行使用Xe气体等稀有气体的进行第一工艺以及使用Ar气体等稀有气体、N2气体等非活性气体等比较容易得到的气体进行的第二工艺。
(第三实施方式)
在上述的第一实施方式中，针对一个腔室30设置有一个气体纯化单元104、第一气体供给部20等。与此相对地，在第三实施方式的等离子体处理系统10a中，针对多个腔室30设置一个共用的气体纯化单元104、第一气体供给部20等。由此，能够将设备的增加量抑制得低。
图12是表示第三实施方式中的等离子体处理系统10a的一例的系统结构图。本实施方式的等离子体处理系统10a具备多个PM(Process Module：处理模块)60-1～60-6、EFEM(Equipment Front End Module：设备前端模块)61、多个LLM(Load Lock Module：加载互锁模块)62-1～62-2、VTM(Vacuum Transfer Module：真空传输模块)63以及循环控制部64。
此外，下面在对多个PM 60-1～60-n中的各个PM不加以区别而是进行总称的情况下，仅记载为PM 60，在对多个LLM 62-1～62-2中的各个LLM不加以区别而是进行总称的情况下，仅记载为LLM 62。另外，在图12所例示的等离子体处理系统10a中，图示了6组PM 60，但是等离子体处理系统10a所具有的多个PM 60的数量既可以是5组以下，也可以是7组以上。
各个PM 60分别具有阀100、腔室30、排气部40以及第二气体供给部50。循环控制部64具有多个工艺气体供给源11-1～11-n、储存部12、第一气体供给部20、阀101、阀102、阀103、气体纯化单元104、阀105、DP 106、阀107、升压泵108、阀109、阀110、阀111、阀112以及储气罐113。
从第一气体供给部20输出的气体经由各PM 60的阀100被供给到各PM 60的腔室30。另外，从储存部12供给的稀有气体经由阀101被供给到第一气体供给部20和各PM 60的排气部40。另外，从储存部12供给的稀有气体经由阀101和阀102被供给到各PM 60的第二气体供给部50。另外，从各PM 60的排气部40排出的排出气体经由阀103流向气体纯化单元104，通过气体纯化单元104从排出气体中分离回收稀有气体。
以上，说明了第三实施方式的等离子体处理系统10a。如根据上述说明可以明确的那样，根据本实施方式的等离子体处理系统10a，能够以简易的方法从自各腔室30内排出的排出气体中分离回收稀有气体。另外，根据本实施方式的等离子体处理系统10a，能够将设备的增加量抑制得低。
(第四实施方式)
在上述的第三实施方式中，针对与一个VTM 63连接的多个PM 60设置有一个循环控制部64。与此相对地，在第四实施方式的等离子体处理系统10c中，例如如图13所示那样，针对多个子系统10b-1～10b-m(m为1以上的整数)设置一个共用的循环控制部64。图13是表示第四实施方式中的等离子体处理系统10c的一例的系统结构图。多个子系统10b-1～10b-m各自包括VTM 63以及与该VTM 63连接的多个PM 60。由此，能够将设备的增加量抑制得低。
[其它]
此外，本公开不限定于上述的实施方式，在其主旨的范围内能够进行多种变形。
例如，在上述的各实施方式中，储存部12中储存的稀有气体为Xe气体，但公开的技术不限于此，储存部12中储存的稀有气体也可以是氪(Kr)气体等其它稀有气体。
另外，在上述的各实施方式中，腔室30是例如平行平板型的等离子体处理容器，但公开的技术不限于此。腔室30只要是使用从第一气体供给部20供给的混合气体的等离子体对半导体晶圆W进行处理的装置即可，也可以是ICP(Inductively Coupled Plasma：电感耦合等离子体)方式、微波方式等的等离子体处理容器。
另外，在上述的第一实施方式中，例如如图1所示那样，DP 106经由配管209及阀105而与气体纯化单元104连接。而且，在对腔室30内部进行抽真空时，例如如图3所示那样，阀103和阀105被控制为开状态，通过DP 106将腔室30内部的气体排出。但是，公开的技术不限于此。例如也可以如图14所示那样设置与配管223连接的阀115，该配管223同排气部40与阀103之间的配管208连接。而且，在对腔室30内部进行抽真空时，例如如图14所示那样，阀115被控制为开状态，阀103被控制为闭状态。而且，通过未图示的排气泵将腔室30内部的气体经由配管223和阀115排出到等离子体处理系统10的外部。由此，在对腔室30内部进行抽真空时，气体不在气体纯化单元104内通过，因此能够抑制气体纯化单元104的消耗。此外，在图14所记载的结构中，也可以如图1等所记载的那样设置配管209、阀105以及DP 106。
另外，在上述的各实施方式中，第一气体供给部20将稀有气体与工艺气体混合，将混合而成的气体供给到腔室30内，但公开的技术不限于此。例如，也可以是，在利用第一气体供给部20对稀有气体和工艺气体进行流量控制之后，将稀有气体和工艺气体相独立地供给到腔室30内并在腔室30内进行混合。

Claims (11)

1.一种等离子体处理系统，具备：
腔室，其用于利用由第一稀有气体与工艺气体混合而成的气体的等离子体对被处理基板进行处理；
第一气体供给部，其向所述腔室内供给所述第一稀有气体和所述工艺气体；
排气部，其将包含所述第一稀有气体的气体从腔室内排出；
分离部，其从通过所述排气部排出的气体中分离出所述第一稀有气体；
升压部，其将通过所述分离部分离出的所述第一稀有气体升压；以及
储存部，其储存通过所述升压部而升压后的所述第一稀有气体，将所储存的所述第一稀有气体供给到所述第一气体供给部。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其特征在于，
还具备第二气体供给部，所述第二气体供给部向设置于所述腔室内并用于载置所述被处理基板的载置台与所述被处理基板之间供给所述第一稀有气体，
所述储存部还将所储存的所述第一稀有气体供给到所述第二气体供给部。
3.根据权利要求1或2所述的等离子体处理系统，其特征在于，
还具备第三气体供给部，所述第三气体供给部将所述第一稀有气体作为对所述排气部进行冷却或吹扫用的气体供给到所述排气部，
所述储存部还将所储存的所述第一稀有气体供给到所述第三气体供给部。
4.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其特征在于，
还具备第一切换阀，所述第一切换阀对于通过所述排气部从所述腔室内排出的气体，在向所述分离部输送和不向所述分离部输送而向所述等离子体处理系统的外部排出之间进行切换。
5.根据权利要求4所述的等离子体处理系统，其特征在于，
在执行第一工艺时，所述第一切换阀将通过所述排气部从所述腔室内排出的气体向所述分离部输送，在执行第二工艺时，所述第一切换阀将通过所述排气部从所述腔室内排出的气体不向所述分离部输送而向所述等离子体处理系统的外部排出，
在执行所述第一工艺时，所述第一气体供给部将从所述储存部供给的所述第一稀有气体供给到所述腔室内，
在执行所述第二工艺时，所述第一气体供给部将与所述第一稀有气体不同的第二稀有气体供给到所述腔室内。
6.根据权利要求4或5所述的等离子体处理系统，其特征在于，
还具备第二切换阀，所述第二切换阀在向设置于所述腔室内并用于载置所述被处理基板的载置台与所述被处理基板之间供给从所述储存部供给的所述第一稀有气体和供给同所述第一稀有气体不同的第二稀有气体之间进行切换。
7.根据权利要求6所述的等离子体处理系统，其特征在于，
在执行第一工艺时，所述第二切换阀向设置于所述腔室内并用于载置所述被处理基板的载置台与所述被处理基板之间供给从所述储存部供给的所述第一稀有气体，在执行第二工艺时，所述第二切换阀向设置于所述腔室内并用于载置所述被处理基板的载置台与所述被处理基板之间供给所述第二稀有气体。
8.根据权利要求4至7中的任一项所述的等离子体处理系统，其特征在于，
还具备第三切换阀，所述第三切换阀在将从所述储存部供给的所述第一稀有气体作为对所述排气部进行冷却或吹扫用的气体而向所述排气部供给和将非活性气体作为对所述排气部进行冷却或吹扫用的气体而向所述排气部供给之间进行切换。
9.根据权利要求8所述的等离子体处理系统，其特征在于，
在执行第一工艺时，所述第三切换阀将从所述储存部供给的所述第一稀有气体作为对所述排气部进行冷却或吹扫用的气体供给到所述排气部，在执行第二工艺时，所述第三切换阀将非活性气体作为对所述排气部进行冷却或吹扫用的气体供给到所述排气部。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的等离子体处理系统，其特征在于，
所述第一稀有气体是氙气体或氪气体。
11.一种等离子体处理方法，包括以下步骤：
供给步骤，向腔室内供给第一稀有气体和工艺气体；
处理步骤，利用所述第一稀有气体与所述工艺气体混合而成的气体的等离子体对被处理基板进行处理；
排气步骤，将包含所述第一稀有气体的气体从所述腔室内排出；
分离步骤，从自所述腔室内排出的气体中分离出所述第一稀有气体；
升压步骤，将分离出的所述第一稀有气体升压；以及
储存步骤，将升压后的所述第一稀有气体储存于储存部，
其中，在所述供给步骤中，将所述工艺气体和从所述储存部供给的所述第一稀有气体供给到所述腔室内。
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