JP2007214295A - ガス供給装置，基板処理装置，ガス供給方法 - Google Patents

ガス供給装置，基板処理装置，ガス供給方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 簡単な配管構成で，しかも簡単な制御で圧力変動などの影響を受けることなく処理室内の複数部位からガスを供給し，所望の面内均一性を実現可能とする。
【解決手段】 本発明にかかるガス供給装置は，処理ガス供給手段２１０からの処理ガスを流す処理ガス供給配管２０２から分岐して，処理室内の異なる部位からガスを導入する第１，第２ガス導入部３３０，３４０にそれぞれ接続する第１，第２分岐流路２０４，２０６と，処理ガス供給流路から第１，第２分岐流路に分流される処理ガスの分流量を第１，第２分岐流路内の圧力に基づいて調整する分流量調整手段２３０と，所定の付加ガスを供給する付加ガス供給手段２２０からの付加ガスを流す付加ガス供給配管２０８とを備え，第１，第２ガス導入部のいずれか一方は，分岐流路を接続する処理ガス導入部と，付加ガス供給流路を接続する付加ガス導入部とに分けて構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は，処理室内にガスを供給するガス供給装置，基板処理装置，ガス供給方法に関する。
この種の基板処理装置は，処理室内に所定のガスを供給して，半導体ウエハ，液晶基板などの被処理基板（以下，単に「基板」と称する）に対して成膜やエッチングなどの所定の処理を施すようになっている。
このような基板処理装置としては，例えばプラズマ処理装置が知られている。プラズマ処理装置は，例えば処理室内に基板を載置する載置台を兼ねる下部電極と，基板に向けてガスを噴出するシャワーヘッドを兼ねる上部電極とを配設して構成される。このような平行平板型のプラズマ処理装置では，処理室内の基板上にシャワーヘッドから所定のガスを供給した状態で両電極間に高周波電力を印加してプラズマを生成することによって，成膜やエッチングなど所定の処理を行うようになっている。
特開平８-１５８０７２号公報 特開平９-４５６２４号公報
ところで，基板に対して成膜やエッチングなどの所定の処理を施すに当り，エッチングレートやエッチング選択比，成膜レートなどの処理特性を基板面内において均一にし，基板処理の面内均一性を向上することは，従来からの重要課題である。
このような観点から，例えば特許文献１，２では，シャワーヘッド内部を複数のガス室に仕切り，各ガス室ごとにガス供給配管を独立に接続し，基板面内の複数部位に任意の種類又は任意の流量で処理ガスを供給することが提案されている。これによれば，基板面内のガス濃度を局所的に調整して，エッチングの基板処理の面内均一性を向上することができる。
また，実際の基板処理に用いられるガスは，例えば基板の処理に直接関与する処理ガス，このような処理によって生じる反応生成物のデポ（堆積）をコントロールするためのガス，不活性ガス等のキャリアガスなど複数種のガスの組み合わせにより構成され，そのガス種は基板上の被処理材料やプロセス条件に応じて適宜選択して使用される。このため，例えば特許文献２に示すように，シャワーヘッドの各ガス室ごとにそれぞれ接続されたガス供給配管ごとにマスフローコントローラを設けて流量制御を行う必要がある。
しかしながら，このような従来の構成では，使用するガスの中に共通するガス種が含まれていても，各ガス室から供給するガスごとにそれぞれガス供給系が設けられ，別々に流量制御が行われるので，配管構成が複雑化し，各配管の流量制御も複雑化するため，例えば広い配管スペースが必要になり，さらに制御負担も増大してしまうという問題があった。
また，たとえ処理室内の複数部位から簡単な制御でガスを供給することができたとしても，例えばガスを導入する際の圧力の変動などによって各部位に供給される処理ガスの流量比（分流比）が変動してしまうと，所望の面内均一性を実現できなくなってしまう。
そこで，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，簡単な配管構成で，しかも簡単な制御で圧力変動などの影響を受けることなく処理室内の複数部位にガスを供給することができ，所望の面内均一性を実現できるガス供給装置等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，被処理基板を処理する処理室内にガスを供給するガス供給装置であって，前記被処理基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給手段と，前記処理ガス供給手段からの処理ガスを流す処理ガス供給流路と，前記処理ガス供給流路から分岐して，前記処理室内の異なる部位からガスを導入する第１，第２ガス導入部にそれぞれ接続する第１，第２分岐流路と，前記処理ガス供給流路から前記第１，第２分岐流路に分流される処理ガスの分流量を前記第１，第２分岐流路内の圧力に基づいて調整する分流量調整手段と，所定の付加ガスを供給する付加ガス供給手段と，前記付加ガス供給手段からの付加ガスを流す付加ガス供給流路とを備え，前記第１，第２ガス導入部のいずれか一方は，前記分岐流路を接続する処理ガス導入部と，前記付加ガス供給流路を接続する付加ガス導入部とに分けて構成したことを特徴とするガス供給装置が提供される。この付加ガス導入部は，前記処理ガス導入部から前記処理室内へ導入する処理ガスに加える付加ガスを前記処理室内へ導入する。
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，被処理基板を処理する処理室と，この処理室内にガスを供給するガス供給装置とを備える基板処理装置であって，前記ガス供給装置は，前記処理室内の異なる部位からガスを導入する第１，第２ガス導入部と，前記被処理基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給手段と，前記処理ガス供給手段からの処理ガスを流す処理ガス供給流路と，前記処理ガス供給流路から分岐して前記第１，第２ガス導入部にそれぞれ接続する第１，第２分岐流路と，前記処理ガス供給流路から前記第１，第２分岐流路に分流される処理ガスの分流量を前記第１，第２分岐流路内の圧力に基づいて調整する分流量調整手段と，所定の付加ガスを供給する付加ガス供給手段と，前記付加ガス供給手段からの付加ガスを流す付加ガス供給流路とを備え，前記第１，第２ガス導入部のいずれか一方は，前記分岐流路を接続する処理ガス導入部と，前記付加ガス供給流路を接続する付加ガス導入部とに分けて構成したことを特徴とする基板処理装置が提供される。
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，被処理基板を処理する処理室内にガスを供給するガス供給装置を用いるガス供給方法であって，前記ガス供給装置は，前記被処理基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給手段と，前記処理ガス供給手段からの処理ガスを流す処理ガス供給流路と，前記処理ガス供給流路から分岐して，前記処理室内の異なる部位からガスを導入する第１，第２ガス導入部にそれぞれ接続する第１，第２分岐流路と，前記処理ガス供給流路から前記第１，第２分岐流路に分流される処理ガスの分流量を前記第１，第２分岐流路内の圧力に基づいて調整する分流量調整手段と，所定の付加ガスを供給する付加ガス供給手段と，前記付加ガス供給手段からの付加ガスを流す付加ガス供給流路とを備え，前記第１，第２ガス導入部のいずれか一方は，前記分岐流路を接続する処理ガス導入部と，前記付加ガス供給流路を接続する付加ガス導入部とに分けて構成し，前記被処理基板の処理に先立って，前記処理ガス供給手段により処理ガスの供給を開始するとともに，前記付加ガス供給手段により付加ガスの供給を開始する工程と，前記処理ガス供給手段により処理ガスを供給し，前記分流量調整手段に対して前記各分岐流路内の圧力比が目標圧力比になるように分流量を調整する圧力比制御を実行する工程とを有することを特徴とするガス供給方法が提供される。
このような本発明によれば，処理ガス供給手段からの処理ガスは，処理ガス供給手段からの処理ガスは，第１，第２分岐流路に分流され，第１，第２分岐流路からの処理ガスはそれぞれ第１，第２ガス導入部を介して処理室内の各部位から導入される。そして，第１，第２ガス導入部のうち，第１ガス導入部が処理ガス導入部と付加ガス導入部とに分けて構成されるガス導入部では，付加ガス供給手段から付加ガスが供給されると，処理ガス導入部からの処理ガスには付加ガス導入部からの付加ガスが付加されて処理ガスのガス成分や流量が調整されて例えば被処理基板上の所定領域に供給される。これにより，各分岐流路で共通するガス成分を有する処理ガスは共通の処理ガス供給手段から供給され，さらに第１，２分岐流路のいずれか一方を流れる処理ガスには必要に応じて付加ガスが付加されてガス成分や流量を調整することができるので，必要最小限の配管数で足り，その分簡単な配管構成が可能となり，流量制御も簡単にすることができる。
さらに，付加ガスは処理ガスとは別系統の付加ガス供給流路を介して付加ガス導入部から処理室内へ直接供給されるので，第１，第２分岐流路内の圧力に影響を与えることはない。このため，付加ガス供給の前後で第１，第２分岐流路内を流れる処理ガスの流量比（分流比）が崩れることもないので，所望の面内均一性を実現することができる。
また，上記第２ガス導入部は前記第１ガス導入部の外側を囲むように配置され，前記第２ガス導入部は，前記処理ガス導入部と前記付加ガス導入部とに分けて構成し，前記処理ガス導入部は前記第１ガス導入部の外側を囲むように配置するとともに，前記付加ガス導入部は前記処理ガス導入部の外側を囲むように配置してもよい。これによれば，各ガス導入部のうち，第２ガス導入部の付加ガス導入部は最も外側に位置するので，付加ガスの流量によっては，付加ガス導入部からプラズマ生成空間を囲むように噴出させることができる。これにより，プラズマを閉じこめることができるので，プラズマ特性を安定させることも可能である。
また，上記被処理基板の処理に先立って，前記処理ガス供給手段により処理ガスの供給を開始するとともに，前記付加ガス供給手段により付加ガスの供給を開始し，前記分流量調整手段に対して前記各分岐流路内の圧力比が目標圧力比になるように分流量を調整する圧力比制御を実行する制御手段を設けるようにしてもよい。本発明では，付加ガスは処理ガスを供給する第１，第２分岐流路とは別系統の付加ガス供給流路を介して付加ガス導入部から処理室内へ直接供給されるので，付加ガスの供給は処理ガスの圧力に影響を与えることはないので，処理ガスの供給と付加ガスの供給を同時に開始することもできる。このため，制御がより簡単になるとともに，ガス供給処理にかかる時間も大幅に短縮することができ，スループットの低下を防止することができる。
また，上記第１ガス導入部は，例えば前記処理室内の被処理基板表面上の中心部領域へ向けてガスが導入されるように配設し，前記第２ガス導入部は，前記被処理基板表面上の中心部領域を囲む周辺部領域へ向けてガスが導入されるように配設する。これにより，被処理基板の中心部領域と周辺部領域における処理の均一性を向上させることができる。
また，上記分流量調整手段は，例えば前記各分岐流路を流れる処理ガスの流量を調整するためのバルブと前記各分岐流路内の圧力を測定するための圧力センサを備え，前記各圧力センサからの検出圧力に基づいて前記バルブの開閉度を調整することにより，前記処理ガス供給流路からの処理ガスの流量比を調整する。
また，上記処理ガス供給手段は，複数のガス供給源を備え，前記各ガス供給源から所定流量で混合された処理ガスを前記処理ガス供給流路へ供給するようにしてもよい。また，上記付加ガス供給手段は，複数のガス供給源を備え，前記各ガス供給源から選択され或いは所定のガス流量比で混合された付加ガスを前記付加ガス供給流路へ供給するようにしてもよい。これによれば，処理ガス供給手段からは各分岐流路で共通する複数のガス成分が混合された処理ガスが供給され，第１，２分岐流路のいずれかを流れる処理ガスには必要に応じて付加ガスが付加されてガス成分や流量が調整されるので，配管数がより少なくて済み，より簡単な配管構成が可能となる。
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，被処理基板を処理する処理室内にガスを供給するガス供給装置であって，前記被処理基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給手段と，前記処理ガス供給手段からの処理ガスを流す処理ガス供給流路と，前記処理ガス供給流路から分岐して，前記処理室内の異なる部位からガスを導入する第１〜第ｎガス導入部にそれぞれ接続する第１〜第ｎ分岐流路と，前記処理ガス供給流路から前記第１〜第ｎ分岐流路に分流される処理ガスの分流量を前記第１〜第ｎ分岐流路内の圧力に基づいて調整する分流量調整手段と，所定の付加ガスを供給する付加ガス供給手段と，前記付加ガス供給手段からの付加ガスを流す付加ガス供給流路とを備え，前記第１〜第ｎガス導入部のうちの少なくとも１つは，処理ガスを前記分岐流路から前記処理室へ導入するための処理ガス導入部と，この処理ガスに加える付加ガスを付加ガス供給流路から前記処理室内へ導入するための付加ガス導入部と分けて構成したことを特徴とするガス供給装置が提供される。
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，被処理基板を処理する処理室内にガスを供給するガス供給装置であって，前記被処理基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給手段と，前記処理ガス供給手段からの処理ガスを流す処理ガス供給流路と，前記処理ガス供給流路から分岐して，前記処理室内の複数部位からガスを導入する複数のガス導入部にそれぞれ接続する複数の分岐流路と，前記処理ガス供給流路から前記各分岐流路に分流される処理ガスの分流量を前記各分岐流路内の圧力に基づいて調整する分流量調整手段と，所定の付加ガスを供給する付加ガス供給手段とを備え，前記複数のガス導入部のうちの少なくとも１つは，処理ガスを前記分岐流路から前記処理室へ導入するための処理ガス導入部と，この処理ガスに加える付加ガスを付加ガス供給流路から前記処理室内へ導入するための付加ガス導入部とを分けて構成したことを特徴とするガス供給装置が提供される。
そこで，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，簡単な配管構成で，しかも簡単な制御で圧力変動などの影響を受けることなく処理室内の複数部位からガスを供給することができ，所望の面内均一性を実現できるガス供給装置等を提供することにある。
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。
（第１実施形態にかかる基板処理装置の構成例）
先ず，本発明の第１実施形態にかかる基板処理装置について図面を参照しながら説明する。図１は，本実施形態にかかる基板処理装置の概略構成を示す断面図である。ここでは，基板処理装置を平行平板型のプラズマエッチング装置として構成したものである。
基板処理装置１００は，略円筒形状の処理容器により構成される処理室１１０を有している。処理容器は，例えばアルミニウム合金により形成され，電気的に接地されている。また，処理容器の内壁面はアルミナ膜又はイットリウム酸化膜（Ｙ２Ｏ３）により被覆されている。
処理室１１０内には，基板としてのウエハＷを載置する載置台を兼ねる下部電極を構成するサセプタ１１６が配設されている。具体的には，サセプタ１１６は，処理室１１０内の底部略中央に絶縁板１１２を介して設けられた円柱状のサセプタ支持台１１４上に支持される。サセプタ１１６は，例えばアルミニウム合金により形成される。
サセプタ１１６の上部には，ウエハＷを保持する静電チャック１１８が設けられている。静電チャック１１８は，内部に電極１２０を有している。この電極１２０には，直流電源１２２が電気的に接続されている。静電チャック１１８は，直流電源１２２から電極１２０に直流電圧が印加されて発生するクーロン力により，その上面にウエハＷを吸着できるようになっている。
また，サセプタ１１６の上面には，静電チャック１１８の周囲を囲むように，フォーカスリング１２４が設けられている。なお，サセプタ１１６及びサセプタ支持台１１４の外周面には，例えば石英からなる円筒状の内壁部材１２６が取り付けられている。
サセプタ支持台１１４の内部には，リング状の冷媒室１２８が形成されている。冷媒室１２８は，例えば処理室１１０の外部に設置されたチラーユニット（図示せず）に，配管１３０ａ，１３０ｂを介して連通している。冷媒室１２８には，配管１３０ａ，１３０ｂを介して冷媒（冷媒液又は冷却水）が循環供給される。これにより，サセプタ１１６上のウエハＷの温度を制御することができる。
静電チャック１１８の上面には，サセプタ１１６及びサセプタ支持台１１４内を通るガス供給ライン１３２が通じている。このガス供給ライン１３２を介してウエハＷと静電チャック１１８との間にＨｅガスなどの伝熱ガス（バックサイドガス）を供給できるようになっている。
サセプタ１１６の上方には，下部電極を構成するサセプタ１１６と平行に対向する上部電極３００が設けられている。サセプタ１１６と上部電極３００との間には，プラズマ生成空間ＰＳが形成される。
上部電極３００は，円板状の内側上部電極３０２と，この内側上部電極３０２の外側を囲むリング状の外側上部電極３０４とを備える。内側上部電極３０２は，サセプタ１１６に載置されたウエハＷ上のプラズマ生成空間ＰＳに向けて所定のガスを噴出するシャワーヘッドを構成する。内側上部電極３０２は，多数のガス噴出孔３１２を有する円形状の電極板３１０と，電極板３１０の上面側を着脱自在に支持する電極支持体３２０を備える。電極支持体３２０は，電極板３１０とほぼ同じ径の円板状に形成される。なお，このシャワーヘッド（内側上部電極３０２）の構成例については後述する。
内側上部電極３０２と外側上部電極３０４との間には，リング状の誘電体３０６が介在されている。外側上部電極３０４と処理室１１０の内周壁との間には，例えばアルミナからなるリング状の絶縁性遮蔽部材３０８が気密に介在されている。
外側上部電極３０４には，給電筒１５２，コネクタ１５０，上部給電棒１４８，整合器１４６を介して第１高周波電源１５４が電気的に接続されている。第１高周波電源１５４は，４０ＭＨｚ以上（例えば６０ＭＨｚ）の周波数の高周波電圧を出力できる。
給電筒１５２は，例えば下面が開口した略円筒状に形成され，下端部が外側上部電極３０４に接続されている。給電筒１５２の上面中央部には，コネクタ１５０によって上部給電棒１４８の下端部が電気的に接続されている。上部給電棒１４８の上端部は，整合器１４６の出力側に接続されている。整合器１４６は，第１高周波電源１５４に接続されており，第１高周波電源１５４の内部インピーダンスと負荷インピーダンスを整合させることができる。
給電筒１５２の外側は，処理室１１０とほぼ同じ径の側壁を有する円筒状の接地導体１１１により覆われている。接地導体１１１の下端部は，処理室１１０の側壁上部に接続されている。接地導体１１１の上面中央部には，上述した上部給電棒１４８が貫通しており，接地導体１１１と上部給電棒１４８の接触部には，絶縁部材１５６が介在している。
（シャワーヘッドの構成例）
ここで，シャワーヘッドを構成する内側上部電極３０２の具体的構成例について図１，図２を参照しながら詳細に説明する。図２は内側上部電極３０２の横断面図である。図２は，処理室１１０内の異なる部位，例えば第１，第２ガス導入部３３０，３４０からそれぞれサセプタ１１６に載置されるウエハＷ面内上の第１領域と第２領域の２つの領域へ向けてガスを導入する場合の内側上部電極３０２の構成例である。第１領域は例えばウエハＷの中心部領域（以下，「センタ領域」ともいう。）であり，第２領域は例えば中心部領域を囲む周辺部領域（以下，「エッジ領域）ともいう。）である。
第２ガス導入部３４０は，さらに処理ガスを後述の処理ガス供給手段２１０から処理室１１０内へ導入するための処理ガス導入部３４０ａと，この処理ガスに加える付加ガスを付加ガス供給手段２２０から処理室１１０内へ導入するための付加ガス導入部３４０ｂとに分けられる。
これら第１，第２ガス導入部３３０，３４０の構成は以下の通りである。電極支持体３２０の内部には円板状空間からなるバッファ室３２２が形成されており，このバッファ室３２２は，第１環状隔壁部材３２４により円板状空間からなる第１バッファ室３３２とこの第１バッファ室３３２を囲むリング状空間からなる第２バッファ室３４２に区画されている。上記第２バッファ室３４２は，さらに第２環状隔壁部材３２６により内側のリング状空間からなる処理ガスバッファ室３４２ａと外側のリング状空間からなる付加ガスバッファ室３４２ｂに区画されている。
そして，第１ガス導入部３３０は第１バッファ室３３２とその下面に設けられている多数のガス噴出孔３１２とにより構成され，第２ガス導入部３４０は第２バッファ室３４２とその下面に設けられている多数のガス噴出孔３１２とにより構成される。この第２ガス導入部３４０の処理ガス導入部３４０ａは処理ガスバッファ室３４２ａとその下面に設けられている多数のガス噴出孔３１２とにより構成され，付加ガス導入部３４０ｂは付加ガスバッファ室３４２ｂとその下面に設けられている多数のガス噴出孔３１２とにより構成される。なお，第１，第２環状隔壁部材３２４，３２６はそれぞれ，例えばＯリングにより構成される。
そして，各バッファ室３３２，３４２にはガス供給装置２００から所定のガスが供給され，ウエハＷ上のセンタ部領域には第１ガス導入部３３０から第１バッファ室３３２を介して所定のガスが噴出され，ウエハＷ上のエッジ部領域には第２ガス導入部３４０から第２バッファ室３４２を介して所定のガスが噴出される。
電極支持体３２０の上面には，図１に示すように下部給電筒１７０が電気的に接続されている。下部給電筒１７０は，上部給電棒１４８にコネクタ１５０を介して接続されている。下部給電筒１７０の途中には，可変コンデンサ１７２が設けられている。この可変コンデンサ１７２の静電容量を調整することによって，第１高周波電源１５４から高周波電圧を印加したときに外側上部電極３０４の直下に形成される電界強度と，内側上部電極３０２の直下に形成される電界強度との相対的な比率を調整することができる。
処理室１１０の底部には，排気口１７４が形成されている。排気口１７４は，排気管１７６を介して真空ポンプなどを備えた排気装置１７８に接続されている。この排気装置１７８によって処理室１１０内を排気することによって，処理室１１０内を所望の真空度に減圧することができる。
サセプタ１１６には，整合器１８０を介して第２高周波電源１８２が電気的に接続されている。第２高周波電源１８２は，例えば２ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの範囲，例えば２ＭＨｚの周波数の高周波電圧を出力できる。
上部電極３００の内側上部電極３０２には，ローパスフィルタ１８４が電気的に接続されている。ローパスフィルタ１８４は第１高周波電源１５４からの高周波を遮断し，第２高周波電源１８２からの高周波をグランド（ground）に通すためのものである。一方，下部電極を構成するサセプタ１１６には，ハイパスフィルタ１８６が電気的に接続されている。ハイパスフィルタ１８６は第１高周波電源１５４からの高周波をグランド（ground）に通すためのものである。
（ガス供給装置）
次に，ガス供給装置２００について図面を参照しながら説明する。図１は，処理ガスを処理室１１０内のウエハＷのセンタ部領域へ向けて供給する第１処理ガス（センタ部領域用処理ガス）と，ウエハＷのエッジ部領域へ向けて供給する第２処理ガス（エッジ部領域用処理ガス）の２つに分流する場合の例である。なお，本実施形態のように処理ガスを２つに分流する場合に限られず，３つ以上に分流するようにしてもよい。
ガス供給装置２００は，例えば図１に示すようにウエハ対して成膜やエッチングなどの所定の処理を施すための処理ガスを供給する処理ガス供給手段２１０と，所定の付加ガスを供給する付加ガス供給手段２２０とを備える。処理ガス供給手段２１０は処理ガス供給流路を構成する処理ガス供給配管２０２が接続され，付加ガス供給手段２２０は付加ガス供給流路を構成する付加ガス供給配管２０８が接続されている。処理ガス供給配管２０２からは第１分岐流路を構成する第１分岐配管２０４及び第２分岐流路を構成する第２分岐配管２０６が分岐している。なお，第１，第２分岐配管２０４，２０６は，分流量調整手段２３０の内部で分岐していてもよく，また分流量調整手段２３０の外部で分岐していてもよい。
ガス供給装置２００はさらに，第１，第２分岐配管２０４，２０６を流れる第１，第２処理ガスの分流量を第１，第２分岐配管２０４，２０６内の圧力に基づいて調整する分流量調整手段（例えばフロースプリッタ）２３０を備える。
これら第１，第２分岐配管２０４，２０６はそれぞれ，例えば内側上部電極３０２における第１，第２ガス導入部３３０，３４０に接続されている。具体的には第１ガス導入部３３０の第１バッファ室３３２には第１分岐配管２０４が接続されている。また，第２ガス導入部３４０における処理ガス導入部３４０ａの処理ガスバッファ室３４２ａには第２分岐配管２０６が接続されており，付加ガス導入部３４０ｂの付加ガスバッファ室３４２ｂには付加ガス供給配管２０８が接続されている。
このようなガス供給装置２００によれば，処理ガス供給手段２１０からの処理ガスは，分流量調整手段２３０によって分流量が調整されつつ，第１分岐配管２０４と第２分岐配管２０６に分流される。そして，第１分岐配管２０４を流れる第１処理ガスは第１ガス導入部３３０からウエハＷ上のセンタ領域に向けて供給され，第２分岐配管２０６を流れる第２処理ガスは第２ガス導入部３４０の処理ガス導入部３４０ａからウエハＷのエッジ領域上に向けて供給される。
付加ガス供給手段２２０から付加ガスが供給される場合には，その付加ガスは付加ガス供給配管２０８を介して第２ガス導入部３４０の付加ガス導入部３４０ｂから導入される。この付加ガス導入部３４０ｂからの付加ガスは，処理室１１０内で第２ガス導入部３４０からの第２処理ガスと混合され，第２処理ガスとともにウエハＷ上のエッジ領域に向けて供給される。
（ガス供給装置の具体的構成例）
ここで，上述したガス供給装置２００の各部の具体的な構成例について説明する。図３は，ガス供給装置２００の具体的な構成例を示すブロック図である。処理ガス供給手段２１０は例えば図３に示すように複数（例えば３つ）のガス供給源２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃが収容されたガスボックスにより構成される。各ガス供給源２１２ａ〜２１２ｃの配管は，これらからの各ガスが合流する処理ガス供給配管２０２に接続される。各ガス供給源２１２ａ〜２１２ｃの配管にはそれぞれ，各ガスの流量を調整するためのマスフローコントローラ２１４ａ〜２１４ｃが設けられている。このような処理ガス供給手段２１０によれば，各ガス供給源２１２ａ〜２１２ｃからのガスは所定の流量比で混合されて，処理ガス供給配管２０２に流れ出て，第１，第２分岐配管２０４，２０６に分流される。
ガス供給源２１２ａには例えば図３に示すようにエッチングガスとしてのフロロカーボン系のフッ素化合物，ＣＦ４，Ｃ４Ｆ６，Ｃ４Ｆ８，Ｃ５Ｆ８などのＣＸＦＹガスが封入される。ガス供給源２１２ｂには，例えばＣＦ系の反応生成物のデポをコントロールするガスとしての例えばＯ２ガスが封入され，ガス供給源２１２ｃには，キャリアガスとしての希ガス，例えばＡｒガスが封入されている。なお，処理ガス供給手段２１０のガス供給源の数は，図３に示す例に限られるものではなく，例えば１つでも，２つでもよく，また４つ以上設けてもよい。
一方，付加ガス供給手段２２０は例えば図３に示すように複数（例えば２つ）のガス供給源２２２ａ，２２２ｂが収容されたガスボックスにより構成される。各ガス供給源２２２ａ，２２２ｂの配管は，これらからの各ガスが合流する付加ガス供給配管２０８に接続される。各ガス供給源２２２ａ，２２２ｂの配管にはそれぞれ，各ガスの流量を調整するためのマスフローコントローラ２２４ａ，２２４ｂが設けられている。このような付加ガス供給手段２２０によれば，各ガス供給源２２２ａ，２２２ｂからのガスは選択されて或は所定のガス流量比で混合されて，付加ガス供給配管２０８に流れ出る。
ガス供給源２２２ａには，例えばエッチングを促進可能なＣＸＦＹガスが封入され，ガス供給源２２２ｂには，例えばＣＦ系の反応生成物のデポをコントロール可能なＯ２ガスが封入されている。なお，付加ガス供給手段２２０のガス供給源の数は，図３に示す例に限られるものではなく，例えば１つでもよく，また３つ以上設けてもよい。
分流量調整手段２３０は，第１分岐配管２０４内の圧力を調整する圧力調整部２３２と，第２分岐配管２０６内の圧力を調整する圧力調整部２３４とを備える。具体的には，圧力調整部２３２は第１分岐配管２０４内の圧力を検出する圧力センサ２３２ａと第１分岐配管２０４の開閉度を調整するバルブ２３２ｂを備え，圧力調整部２３４は第２分岐配管２０６内の圧力を検出する圧力センサ２３４ａと第２分岐配管２０６の開閉度を調整するバルブ２３４ｂを備える。
圧力調整部２３２，２３４は圧力コントローラ２４０に接続されている。圧力コントローラ２４０は，基板処理装置１００の各部を制御する制御部４００からの指令に応じて，各圧力センサ２３２ａ，２３４ａからの検出圧力に基づいて各バルブ２３２ｂ，２３４ｂの開閉度を調整する。例えば制御部４００は，圧力比制御によって分流量調整手段２３０を制御する。この場合，圧力コントローラ２４０は，第１，第２処理ガスが制御部４００からの指令による目標流量比になるように，すなわち第１，第２分岐配管２０４，２０６内の圧力が目標圧力比になるように，各バルブ２３２ｂ，２３４ｂの開閉度を調整する。なお，圧力コントローラ２４０は，分流量調整手段２３０に制御ボードとして内蔵してもよく，また分流量調整手段２３０とは別個で構成してもよい。また，圧力コントローラ２４０は制御部４００内に設けるようにしてもよい。
なお，上記制御部４００は，上記分流量調整手段２３０の他，ガス供給装置２００における処理ガス供給手段２１０，付加ガス供給手段２２０の制御や，第１高周波電源１５４及び第２高周波電源１８２などの制御を行うようになっている。
（制御部の構成例）
このような制御部４００の構成例を図面を参照しながら説明する。図４は制御部４００の構成例を示すブロック図である。図４に示すように，制御部４００は，制御部本体を構成するＣＰＵ（中央処理装置）４１０，ＣＰＵ４１０が行う各種データ処理のために使用されるメモリエリア等を設けたＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）４２０，操作画面や選択画面などを表示する液晶ディスプレイなどで構成される表示手段４３０，オペレータによるプロセスレシピの入力や編集など種々のデータの入力及び所定の記憶媒体へのプロセスレシピやプロセス・ログの出力など種々のデータの出力などを行うことができるタッチパネルなどで構成される操作手段４４０，記憶手段４５０，インタフェース４６０を備える。
記憶手段４５０には，例えば基板処理装置１００の種々の処理を実行するための処理プログラム，その処理プログラムを実行するために必要な情報（データ）などが記憶される。記憶手段４５０は，例えばメモリ，ハードディスク（ＨＤＤ）などにより構成される。ＣＰＵ４１０は必要に応じてプログラムデータ等を読み出して，各種の処理プログラムを実行する。例えばＣＰＵ４１０は，ウエハを処理するのに先立って処理室１１０内にガス供給装置２００を制御して所定のガスを供給するガス供給処理などを実行する。
インタフェース４６０には，ＣＰＵ４１０により制御を行う分流量調整手段２３０，処理ガス供給手段２１０，付加ガス供給手段２２０などの各部が接続される。インタフェース４６０は，例えば複数のＩ／Ｏポートなどにより構成される。
上記ＣＰＵ４１０と，ＲＡＭ４２０，表示手段４３０，操作手段４４０，記憶手段４５０，インタフェース４６０等とは，制御バス，データバス等のバスラインにより接続されている。
（基板処理装置の処理）
次に，このような制御部４００により所定のプログラムに基づいて実行される基板処理装置１００の処理について説明する。制御部４００は，例えばウエハに対してエッチングなどの処理を行うのに先立って，ガス供給装置２００によって処理室１１０内に所定のガスを供給するガス供給処理を実行する。このようなガス供給処理の具体例を図５に示す。
先ずステップＳ１１０にて制御部４００は，処理ガス供給手段２１０による処理ガスの供給を開始するとともに，付加ガス供給手段２２０による付加ガスの供給を開始する。処理ガスの供給が開始されると，処理ガス供給手段２１０内の予め設定されているガスが所定流量で処理ガス供給配管２０２に流される。また，付加ガスの供給が開始されると，付加ガス供給手段２２０内の予め設定されているガスが所定流量で付加ガス供給配管２０８に流される。
例えば処理ガス供給手段２１０のガス供給源２１２ａ〜２１２ｃから例えばＣＸＦＹガス，Ｏ２ガス及びＡｒガスがそれぞれ所定流量で供給されると，各ガスは混合されて所定の混合比のＣＸＦＹガス，Ｏ２ガス及びＡｒガスからなる混合ガスが生成され，その混合ガスが処理ガスとして処理ガス供給配管２０２へ流れる。また付加ガス供給手段２２０のガス供給源２２２ａから例えばエッチングを促進可能なＣＸＦＹガス（例えばＣＦ４ガス）が所定の流量で供給されると，付加ガス供給配管２０８に流される。
次いで，ステップＳ１２０にて制御部４００は分流量調整手段２３０に対して圧力比制御による処理ガスの分流量調整を行わせる。具体的には例えば制御部４００が圧力比制御指令を発すると，分流量調整手段２３０は圧力コントローラ２４０の制御により圧力センサ２３２ａ，２３４ａの測定圧力に基づいてバルブ２３２ｂ，２３４ｂの開閉度を調整し，第１，第２分岐配管２０４，２０６の圧力比が目標圧力比になるように調整する。これにより，第１，第２分岐配管２０４，２０６を介して第１，第２バッファ室３３２，３４２にそれぞれ供給される第１，第２処理ガスの流量比が決まる。
このように各ガスの供給が開始されると，処理ガス供給配管２０２からの処理ガスは，第１，第２分岐配管２０４，２０６に分流され，第１バッファ室３３２，第２バッファ室３４２の処理ガスバッファ室３４２ａ側にそれぞれ供給され，処理室１１０内へ噴出される。また，付加ガス供給配管２０８からの付加ガスは，第２バッファ室３４２の付加ガスバッファ室３４２ｂ側に供給され，処理室１１０内へ噴出される。これにより，第１バッファ室３３２からの処理ガスはサセプタ１１６上のウエハＷのセンタ領域付近へ供給され，処理ガスバッファ室３４２ａからの処理ガスは付加ガスバッファ室３４２ｂからの付加ガスと混合してウエハＷ上のエッジ領域付近へ供給される。
そして，ステップＳ１３０にて第１，第２分岐配管２０４，２０６の各圧力が安定したか否かを判断する。各圧力が安定したと判断した場合はステップＳ１４０にてウエハの処理を実行する。このようなガス供給処理によって，処理室１１０では，減圧雰囲気の下，ウエハＷのセンタ部領域付近には所定のガス流量比の処理ガスが供給され，ウエハＷのエッジ部領域付近には所定のガス流量比の処理ガスに付加ガスが混合した例えばＣＦ４ガスの多い処理ガスが供給される。これにより，ウエハＷのエッジ部領域におけるエッチング特性がウエハＷのセンタ部領域に対して相対的に調整され，ウエハＷの面内のエッチング特性を均一にすることができる。
このように，本実施形態にかかるガス供給装置２００によれば，処理ガス供給手段２１０からの処理ガスは，第１，第２分岐配管２０４，２０６に分流され，第１分岐配管２０４からの処理ガスは処理ガス供給手段２１０からのガス流量比でそのままウエハＷ上のセンタ部領域へ向けて供給され，第２分岐配管２０６からの処理ガスは所定の付加ガスが付加されて処理ガスのガス成分や流量が調整された上でウエハＷのエッジ領域へ向けて供給される。これにより，処理ガス供給手段２１０からは各分岐配管２０４，２０６で共通するガス成分を有する処理ガスが供給され，第２分岐配管２０６を流れる処理ガスには必要に応じて付加ガスが付加されてガス成分や流量が調整される。このため，例えば各分岐配管で共通するガス成分の数が多い場合には，各分岐配管ごとに処理ガス源を設ける場合に比してより少ない配管数で足りる。このように，ガス供給装置２００の配管数を必要最小限にすることができるので，より簡単な配管構成でガス供給装置２００を構成することができる。しかも各分岐配管２０４，２０６の圧力に基づいて処理ガスの分流量を調整するので，簡単な制御で処理室１１０内の複数部位からガスを供給することができる。
また，第２分岐配管２０６を介して供給される第２処理ガスに付加する付加ガスは，第２分岐配管２０６とは別系統の付加ガス供給配管２０８を介して付加ガス導入部３４０ｂから処理室１１０内へ直接供給されるので，第１，第２分岐配管２０４，２０６内の圧力に影響を与えることはない。このため，付加ガス供給の前後で第１，第２分岐配管２０４，２０６内を流れる第１，第２処理ガスの流量比（分流比）が崩れることもないので，所望の面内均一性を実現することができる。
これに対して，もし第２処理ガスに付加する付加ガスを分流調整手段２３０よりも下流側で第２分岐配管２０６内に合流させるような配管構成にすれば，付加ガスの供給によって第２分岐配管内圧力が変動するので，付加ガス供給の前後で分流調整手段２３０により調整される第１，第２処理ガスの流量比が崩れる虞がある。従って，この場合には，例えば先ず処理ガスの供給を開始して圧力が安定してから付加ガスを供給したり，付加ガス供給の前後で第１，第２処理ガスの流量比が崩れないような制御が別途必要となる。ところが，このような制御を追加すればその分だけガス供給処理に時間がかかるので，ウエハ処理にも時間がかかってしまい，ひいてはスループットが低下してしまう。
この点，本実施形態にかかるガス供給装置２００によれば，第１，第２分岐配管２０４，２０６内の圧力に影響を与えることはなく，付加ガスを処理室１１０内へ供給することができるので，付加ガスを供給開始する処理ガス供給開始前後のいずれであってもよく，また処理ガスの供給開始と同時であってもよい。さらに，付加ガス供給の前後で第１，第２処理ガスの流量比が崩れないような制御も不要となる。このため，制御がより簡単になるとともに，ガス供給処理にかかる時間も大幅に短縮することができ，スループットの低下を防止することができる。
また，本実施形態にかかるガス供給装置２００によれば，付加ガスは付加ガス供給配管２０８から圧力の低い付加ガス導入部３４０ｂを介して処理室１１０内へ供給されるので，処理ガスが流れて高い圧力の第２分岐配管２０６内に供給する場合に比して，付加ガスが流れやすく，付加ガスが処理室内へ到達する時間も早くなる。また，付加ガスの供給先の圧力が低いので，たとえ付加ガスの流量が微量な場合であっても，圧力の高い第２分岐配管２０６内へ供給する場合に比して，処理室内へ到達する時間が早い。
さらに，付加ガスを供給する際には，付加ガスの流量を予め設定された設定流量よりも大きい先出し流量にして供給を開始し，所定時間（例えば数秒間）経過後に付加ガスの流量を設定流量にして供給するようにしてもよい。これにより，付加ガスの設定流量が微量な場合であっても，付加ガス供給流路の圧力を即時に上昇させることができるので，より早く付加ガスを処理室内へ供給することができ，スループットをさらに向上させることができる。この場合，先出し流量を供給する所定時間の間は，付加ガスのインターロック制御を行わず，設定流量の付加ガスを供給を行う際に付加ガスのインターロック制御を行うようにしてもよい。ここでの付加ガスのインターロック制御としては，例えば付加ガスの圧力が所定時間内に所定範囲を超えるか否かを監視し，所定範囲を超えると判断した場合には報知などのエラー処理を行う制御が挙げられる。
また，上記のように第２分岐配管２０６の途中に付加ガスを供給する配管構成にすると，付加ガスの流量を多くした場合，ガスの拡散により分流調整手段２３０への回り込みが発生する虞がある。このため，供給可能な付加ガスの流量は，ガスの拡散による回り込みが発生しない程度に制限する必要がある。この点，本実施形態にかかるガス供給装置２００によれば，付加ガスは第２分岐配管２０６とは別系統の付加ガス供給配管２０８を介して付加ガス導入部３４０ｂから処理室１１０内へ直接供給されるので，ガスの拡散による回り込みが発生することがないので，供給可能な付加ガスの流量に制限を設ける必要がなく，所望の流量で付加ガスを供給することができる。
また，本実施形態にかかるガス供給装置２００によれば，処理ガスと付加ガスは別系統の配管で処理室１１０内へ供給されるので，付加ガスの流量やガス流量比などを調整する際に，処理ガスについての調整が不要となる。このため，付加ガスの調整を容易に行うことができる。
さらに，図３に示すガス供給装置２００では，第１，第２ガス導入部３３０，３４０のうち，第２ガス導入部３４０の付加ガス導入部３４０ｂは最も外側に位置するので，付加ガスの流量によっては，付加ガス導入部３４０ｂからプラズマ生成空間ＰＳを囲むように噴出させることができる。これにより，プラズマを閉じこめることができるので，プラズマ特性を安定させることも可能である。
なお，図３に示すガス供給装置２００では，第２バッファ室３４２を第２環状隔壁部材３２６により２つの空間に区画し，このうち内側を処理ガスバッファ室３４２ａとし，外側を付加ガスバッファ室３４２ｂとすることにより，第２ガス導入部３４０の内側を処理ガス導入部３４０ａとし，外側を付加ガス導入部３４０ｂとした場合について説明したが，これに限られるものではない。
例えば図６に示すガス供給装置２００のように，第２バッファ室３４２を第２環状隔壁部材３２６により区画される空間のうち，内側を付加ガスバッファ室３４２ｂとし，外側を処理ガスバッファ室３４２ａとすることにより，第２ガス導入部３４０の内側を付加ガス導入部３４０ｂとし，外側を処理ガス導入部３４０ａとしてもよい。この場合には，処理ガスの第２分岐配管２０６を外側の処理ガス導入部３４０ａに接続し，付加ガス供給配管２０８を内側の付加ガス導入部３４０ｂに接続する。
図６に示すガス供給装置２００によっても，図３に示すガス供給装置２００の場合と同様に，ウエハＷのセンタ部領域付近には所定のガス流量比の処理ガスが供給され，ウエハＷのエッジ部領域付近には所定のガス流量比の処理ガスに付加ガスが混合した処理ガスが供給される。これにより，ウエハＷのエッジ部領域におけるエッチング特性がウエハＷの中心部に対して相対的に調整され，ウエハＷの面内のエッチング特性を均一にすることができる。
また，図６に示すガス供給装置のような配管構成の場合にも，付加ガスは付加ガス供給配管２０８を介して付加ガス導入部３４０ｂから処理室１１０内へ直接供給されるので，第１，第２分岐配管２０４，２０６内の圧力に影響を与えることはない。このため，付加ガス供給の前後で第１，第２分岐配管２０４，２０６内を流れる第１，第２処理ガスの流量比（分流比）が崩れることもないので，所望の面内均一性を実現することができる。
その他の構成例として，例えば第２バッファ室３４２を径の異なる２つの第２環状隔壁部材３２６により３つの空間に区画し，内側と外側を処理ガスバッファ室３４２ａとし，内側と外側の中間を付加ガスバッファ室３４２ｂとすることにより，第２ガス導入部３４０の内側と外側を処理ガス導入部３４０ａとし，その中間を付加ガス導入部３４０ｂとしてもよい。
（第２実施形態にかかる基板処理装置の構成例）
次に，本発明の第２実施形態にかかる基板処理装置１０１について図面を参照しながら説明する。図７は，本実施形態にかかる基板処理装置１０１におけるガス供給装置２０１の構成例を示すブロック図である。図８は，本実施形態にかかるシャワーヘッドを構成する内側上部電極３０２の横断面図である。
上述した第１実施形態は，ウエハＷのエッジ部領域へ向けてガスを供給する第２ガス導入部３４０を処理ガス導入部３４０ａと付加ガス導入部３４０ｂとに分けて構成したのに対して，第２実施形態は，図７，図８に示すようにウエハＷのセンタ部領域へ向けてガスを供給する第１ガス導入部３３０を処理ガス導入部３３０ａと付加ガス導入部３３０ｂとに分けて構成したものである。
図８に示す本実施形態にかかる内側上部電極３０２は，図８に示すように第１環状隔壁部材３２４により第１バッファ室３３２と第２バッファ室３４２に区画されている。上記第１バッファ室３３２は，さらに第２環状隔壁部材３２６により内側の円板状空間からなる付加ガスバッファ室３３２ｂと外側のリング状空間からなる処理ガスバッファ室３３２ａに区画されている。第１ガス導入部３３０の処理ガス導入部３３０ａは処理ガスバッファ室３３２ａとその下面に設けられている多数のガス噴出孔３１２とにより構成され，付加ガス導入部３３０ｂは付加ガスバッファ室３３２ｂとその下面に設けられている多数のガス噴出孔３１２とにより構成される。
そして，第１ガス導入部３３０の処理ガス導入部３３０ａには，処理ガスの第１分岐配管２０４が接続され，付加ガス導入部３３０ｂには，付加ガス供給配管２０８が接続される。また第２ガス導入部３４０には処理ガスの第２分岐配管２０６が接続される。
このような構成のガス供給装置２０１においても，図５に示すガス供給処理を実行することができる。すなわち，ステップＳ１１０にて処理ガスと付加ガスの供給を開始し，ステップＳ１２０にて分流量調整手段２３０に対して圧力比制御による処理ガスの分流量調整を行わせる。
このように各ガスの供給が開始されると，処理ガス供給配管２０２からの処理ガスは，第１，第２分岐配管２０４，２０６に分流され，第１バッファ室３３２の処理ガスバッファ室３３２ａ側，第２バッファ室３４２にそれぞれ供給され，処理室１１０内へ噴出される。また，付加ガス供給配管２０８からの付加ガスは，第１バッファ室３３２の付加ガスバッファ室３３２ｂ側に供給され，処理室１１０内へ噴出される。これにより，第１バッファ室３３２からの処理ガスは付加ガスバッファ室３３２ｂからの付加ガスと混合してサセプタ１１６上のウエハＷのセンタ領域付近へ供給され，第２バッファ室３４２からの処理ガスはウエハＷ上のエッジ領域付近へ供給される。
そして，ステップＳ１３０にて第１，第２分岐配管２０４，２０６の各圧力が安定したと判断した場合はステップＳ１４０にてウエハの処理を実行する。このようなガス供給処理によって，処理室１１０では，減圧雰囲気の下，ウエハＷのセンタ部領域付近には所定のガス流量比の処理ガスに付加ガスが混合した例えばＣＦ４ガスの多い処理ガスが供給され，ウエハＷのエッジ部領域付近には所定のガス流量比の処理ガスが供給される。これにより，ウエハＷのセンタ部領域におけるエッチング特性がウエハＷのエッジ部領域に対して相対的に調整され，ウエハＷの面内のエッチング特性を均一にすることができる。
また，第２実施形態にかかるガス供給装置２０１において，第１分岐配管２０４を介して供給される第１処理ガスに付加する付加ガスは，第１分岐配管２０４とは別系統の付加ガス供給配管２０８を介して付加ガス導入部３３０ｂから処理室１１０内へ直接供給されるので，第１，第２分岐配管２０４，２０６内の圧力に影響を与えることはない。このため，付加ガス供給の前後で第１，第２分岐配管２０４，２０６内を流れる第１，第２処理ガスの流量比（分流比）が崩れることもないので，所望の面内均一性を実現することができる。
また，付加ガスの供給は処理ガスの供給と同時に開始することが可能となり，付加ガス供給の前後で第１，第２処理ガスの流量比が崩れないような制御も不要となる。このため，制御がより簡単になるとともに，ガス供給処理にかかる時間も大幅に短縮することができ，スループットの低下を防止することができる。
なお，図７に示すガス供給装置２０１では，第１バッファ室３３２を第２環状隔壁部材３２６により２つの空間に区画し，このうち内側を付加ガスバッファ室３３２ｂとし，外側を処理ガスバッファ室３３２ａとすることにより，第１ガス導入部３３０の内側を付加ガス導入部３３０ｂとし，外側を処理ガス導入部３３０ａとした場合について説明したが，これに限られるものではない。
例えば図９に示すガス供給装置２０１のように，第１バッファ室３３２を第２環状隔壁部材３２６により区画される空間のうち，内側を処理ガスバッファ室３３２ａとし，外側を付加ガスバッファ室３３２ｂとすることにより，第１ガス導入部３３０の内側を処理ガス導入部３３０ａとし，外側を付加ガス導入部３３０ｂとしてもよい。この場合には，処理ガスの第１分岐配管２０４を内側の処理ガス導入部３３０ａに接続し，付加ガス供給配管２０８を外側の付加ガス導入部３３０ｂに接続する。
このような構成によっても，ウエハＷのセンタ部領域付近には所定のガス流量比の処理ガスに付加ガスが混合した処理ガスが供給され，ウエハＷのエッジ部領域付近には所定のガス流量比の処理ガスが供給される。これにより，ウエハＷのエッジ部領域におけるエッチング特性がウエハＷの中心部に対して相対的に調整され，ウエハＷの面内のエッチング特性を均一にすることができる。
また，図９に示すガス供給装置２０１によっても，図７に示すガス供給装置２０１の場合と同様に，付加ガスは付加ガス供給配管２０８を介して付加ガス導入部３３０ｂから処理室１１０内へ直接供給されるので，第１，第２分岐配管２０４，２０６内の圧力に影響を与えることはない。このため，付加ガス供給の前後で第１，第２分岐配管２０４，２０６内を流れる第１，第２処理ガスの流量比（分流比）が崩れることもないので，所望の面内均一性を実現することができる。
その他の構成例として，例えば第１バッファ室３３２を径の異なる２つの第２環状隔壁部材３２６により３つの空間に区画し，円板状空間となる内側とリング状空間となる外側を処理ガスバッファ室３３２ａとし，内側と外側の中間のリング状空間を付加ガスバッファ室３３２ｂとすることにより，第１ガス導入部３３０の内側と外側を処理ガス導入部３３０ａとし，その中間を付加ガス導入部３３０ｂとしてもよい。
なお，上記第１，第２実施形態では，処理ガス供給手段２１０からの処理ガスは，処理ガス供給配管２０２から第１，第２分岐配管２０４，２０６に２分岐して，第１，第２ガス導入部３３０，３４０にそれぞれ接続するように構成した場合について説明したが，必ずしもこれに限定されるものではなく，処理ガス供給配管２０２から３つ以上の分岐配管に分岐し，３つ以上のガス導入部にそれぞれ接続するように構成するようにしてもよい。
すなわち，分岐配管の数をｎとすると，処理ガス供給配管２０２から分岐して，前記処理室内の異なる部位からガスを導入する第１〜第ｎガス導入部にそれぞれ接続する第１〜第ｎ分岐配管を備え，分流量調整手段２３０は処理ガス供給配管２０２から第１〜第ｎ分岐流路に分流される処理ガスの分流量を第１〜第ｎ分岐流路内の圧力に基づいて調整するようにしてもよい。この場合，第１〜第ｎガス導入部のうちの少なくとも１つは，処理ガスを分岐流路から処理室へ導入するための処理ガス導入部と，この処理ガスに加える付加ガスを付加ガス供給流路から処理室内へ導入するための付加ガス導入部と分けて構成する。これにより，ウエハ上の領域を第１領域〜第ｎ領域に分けて，各領域に第１〜第ｎガス導入部からガスを導入するようにすれば，より細かく面内均一性の制御が可能となる。
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。
例えば，上記実施形態では，分岐配管の分流量を圧力調整部により調整する場合を例に挙げて説明したが，これに限定されるものではなく，マスフローコントローラを用いて分岐配管の分流量を調整してもよい。また，基板処理装置としてプラズマエッチング装置に適用した場合を説明したが，処理ガスが供給される他の基板処理装置，例えばプラズマＣＶＤ装置，スパッタリング装置，熱酸化装置などの成膜装置に本発明を適用してもよい。さらに本発明は，被処理基板としてウエハ以外の例えばＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ），フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板処理装置やＭＥＭＳ(マイクロエレクトロメカニカルシステム)製造装置にも適用できる。
本発明は，処理室内にガスを供給するガス供給装置，基板処理装置，ガス供給方法に適用可能である。
本発明の第１実施形態にかかる基板処理装置の構成例を示す断面図である。 同実施形態にかかる内側上部電極の横断面図である。 同実施形態にかかるガス供給装置の構成例を示すブロック図である。 同実施形態にかかる制御部の構成例を示すブロック図である。 同実施形態にかかる基板処理装置の処理の１例を示すフローチャートである。 同実施形態にかかるガス供給装置の他の構成例を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態にかかる基板処理装置のガス供給装置の構成例を示すブロック図である。 同実施形態にかかる内側上部電極の横断面図である。 同実施形態にかかるガス供給装置の他の構成例を示すブロック図である。
符号の説明
１００ 基板処理装置
１０１ 基板処理装置
１１０ 処理室
１１１ 接地導体
１１２ 絶縁板
１１４ サセプタ支持台
１１６ サセプタ
１１８ 静電チャック
１２０ 電極
１２２ 直流電源
１２４ フォーカスリング
１２６ 内壁部材
１２８ 冷媒室
１３０ａ，１３０ｂ 配管
１３２ ガス供給ライン
１４６ 整合器
１４８ 上部給電棒
１５０ コネクタ
１５２ 給電筒
１５６ 絶縁部材
１７０ 下部給電筒
１７２ 可変コンデンサ
１７４ 排気口
１７６ 排気管
１７８ 排気装置
１８０ 整合器
１８４ ローパスフィルタ
１８６ ハイパスフィルタ
２００ ガス供給装置
２０１ ガス供給装置
２０２ 処理ガス供給配管
２０８ 付加ガス供給配管
２１０ 処理ガス供給手段
２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ ガス供給源
２１４ａ〜２１４ｃ マスフローコントローラ
２２０ 付加ガス供給手段
２２２ａ，２２２ｂ ガス供給源
２２４ａ，２２４ｂ マスフローコントローラ
２３０ 分流調整手段
２３２，２３４ 圧力調整部
２３２ａ，２３４ａ 圧力センサ
２３２ｂ，２３４ｂ バルブ
２４０ 圧力コントローラ
３０２ 内側上部電極
３０４ 外側上部電極
３０６ 誘電体
３０８ 絶縁性遮蔽部材
３１０ 電極板
３１２ ガス噴出孔
３２０ 電極支持体
３２２ バッファ室
３３０ 第１ガス導入部
３３０ａ 処理ガス導入部
３３０ｂ 付加ガス導入部
３３２ａ 処理ガスバッファ室
３３２ｂ 付加ガスバッファ室
３４０ 第２ガス導入部
３４０ａ 処理ガス導入部
３４０ｂ 付加ガス導入部
３４２ａ 処理ガスバッファ室
３４２ｂ 付加ガスバッファ室
４００ 制御部
４１０ ＣＰＵ
４２０ ＲＡＭ
４３０ 表示手段
４４０ 操作手段
４５０ 記憶手段
４６０ インタフェース
Ｗ ウエハ

Claims (15)

  1. 被処理基板を処理する処理室内にガスを供給するガス供給装置であって，
    前記被処理基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給手段と，
    前記処理ガス供給手段からの処理ガスを流す処理ガス供給流路と，
    前記処理ガス供給流路から分岐して，前記処理室内の異なる部位からガスを導入する第１，第２ガス導入部にそれぞれ接続する第１，第２分岐流路と，
    前記処理ガス供給流路から前記第１，第２分岐流路に分流される処理ガスの分流量を前記第１，第２分岐流路内の圧力に基づいて調整する分流量調整手段と，
    所定の付加ガスを供給する付加ガス供給手段と，
    前記付加ガス供給手段からの付加ガスを流す付加ガス供給流路とを備え，
    前記第１，第２ガス導入部のいずれか一方は，前記分岐流路を接続する処理ガス導入部と，前記付加ガス供給流路を接続する付加ガス導入部とに分けて構成したことを特徴とするガス供給装置。
  2. 前記付加ガス導入部は，前記処理ガス導入部から前記処理室内へ導入する処理ガスに加える付加ガスを前記処理室内へ導入することを特徴とする請求項１に記載のガス供給装置。
  3. 前記第２ガス導入部は前記第１ガス導入部の外側を囲むように配置され，
    前記第２ガス導入部は，前記処理ガス導入部と前記付加ガス導入部とに分けて構成し，前記処理ガス導入部は前記第１ガス導入部の外側を囲むように配置するとともに，前記付加ガス導入部は前記処理ガス導入部の外側を囲むように配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載のガス供給装置。
  4. 前記被処理基板の処理に先立って，前記処理ガス供給手段により処理ガスの供給を開始するとともに，前記付加ガス供給手段により付加ガスの供給を開始し，前記分流量調整手段に対して前記各分岐流路内の圧力比が目標圧力比になるように分流量を調整する圧力比制御を実行する制御手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３に記載のいずれかに記載のガス供給装置。
  5. 前記第１ガス導入部は，前記処理室内の被処理基板表面上の中心部領域へ向けてガスが導入されるように配設し，
    前記第２ガス導入部は，前記被処理基板表面上の中心部領域を囲む周辺部領域へ向けてガスが導入されるように配設したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のガス供給装置。
  6. 前記分流量調整手段は，前記各分岐流路を流れる処理ガスの流量を調整するためのバルブと前記各分岐流路内の圧力を測定するための圧力センサを備え，
    前記各圧力センサからの検出圧力に基づいて前記バルブの開閉度を調整することにより，前記処理ガス供給流路からの処理ガスの流量比を調整することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のガス供給装置。
  7. 前記処理ガス供給手段は，複数のガス供給源を備え，前記各ガス供給源から所定流量で混合された処理ガスを前記処理ガス供給流路へ供給することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のガス供給装置。
  8. 前記付加ガス供給手段は，複数のガス供給源を備え，前記各ガス供給源から選択され或いは所定のガス流量比で混合された付加ガスを前記付加ガス供給流路へ供給することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のガス供給装置。
  9. 被処理基板を処理する処理室内にガスを供給するガス供給装置であって，
    前記被処理基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給手段と，
    前記処理ガス供給手段からの処理ガスを流す処理ガス供給流路と，
    前記処理ガス供給流路から分岐して，前記処理室内の異なる部位からガスを導入する第１〜第ｎガス導入部にそれぞれ接続する第１〜第ｎ分岐流路と，
    前記処理ガス供給流路から前記第１〜第ｎ分岐流路に分流される処理ガスの分流量を前記第１〜第ｎ分岐流路内の圧力に基づいて調整する分流量調整手段と，
    所定の付加ガスを供給する付加ガス供給手段と，
    前記付加ガス供給手段からの付加ガスを流す付加ガス供給流路とを備え，
    前記第１〜第ｎガス導入部のうちの少なくとも１つは，処理ガスを前記分岐流路から前記処理室へ導入するための処理ガス導入部と，この処理ガスに加える付加ガスを付加ガス供給流路から前記処理室内へ導入するための付加ガス導入部と分けて構成したことを特徴とするガス供給装置。
  10. 被処理基板を処理する処理室内にガスを供給するガス供給装置であって，
    前記被処理基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給手段と，
    前記処理ガス供給手段からの処理ガスを流す処理ガス供給流路と，
    前記処理ガス供給流路から分岐して，前記処理室内の複数部位からガスを導入する複数のガス導入部にそれぞれ接続する複数の分岐流路と，
    前記処理ガス供給流路から前記各分岐流路に分流される処理ガスの分流量を前記各分岐流路内の圧力に基づいて調整する分流量調整手段と，
    所定の付加ガスを供給する付加ガス供給手段とを備え，
    前記複数のガス導入部のうちの少なくとも１つは，処理ガスを前記分岐流路から前記処理室へ導入するための処理ガス導入部と，この処理ガスに加える付加ガスを付加ガス供給流路から前記処理室内へ導入するための付加ガス導入部とを分けて構成したことを特徴とするガス供給装置。
  11. 被処理基板を処理する処理室と，この処理室内にガスを供給するガス供給装置とを備える基板処理装置であって，
    前記ガス供給装置は，前記処理室内の異なる部位からガスを導入する第１，第２ガス導入部と，前記被処理基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給手段と，前記処理ガス供給手段からの処理ガスを流す処理ガス供給流路と，前記処理ガス供給流路から分岐して前記第１，第２ガス導入部にそれぞれ接続する第１，第２分岐流路と，前記処理ガス供給流路から前記第１，第２分岐流路に分流される処理ガスの分流量を前記第１，第２分岐流路内の圧力に基づいて調整する分流量調整手段と，所定の付加ガスを供給する付加ガス供給手段と，前記付加ガス供給手段からの付加ガスを流す付加ガス供給流路とを備え，
    前記第１，第２ガス導入部のいずれか一方は，前記分岐流路を接続する処理ガス導入部と，前記付加ガス供給流路を接続する付加ガス導入部とに分けて構成したことを特徴とする基板処理装置。
  12. 前記付加ガス導入部は，前記処理ガス導入部から前記処理室内へ導入する処理ガスに加える付加ガスを前記処理室内へ導入することを特徴とする請求項１１に記載の基板処理装置。
  13. 前記第２ガス導入部は前記第１ガス導入部の外側を囲むように配置され，
    前記第２ガス導入部は，前記処理ガス導入部と前記付加ガス導入部とに分けて構成し，前記処理ガス導入部は前記第１ガス導入部の外側を囲むように配置するとともに，前記付加ガス導入部は前記処理ガス導入部の外側を囲むように配置したことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の基板処理装置。
  14. 前記被処理基板の処理に先立って，前記処理ガス供給手段により処理ガスの供給を開始するとともに，前記付加ガス供給手段により付加ガスの供給を開始し，前記分流量調整手段に対して前記各分岐流路内の圧力比が目標圧力比になるように分流量を調整する圧力比制御を実行する制御手段を設けたことを特徴とする請求項１１〜１３に記載のいずれかに記載の基板処理装置。
  15. 被処理基板を処理する処理室内にガスを供給するガス供給装置を用いるガス供給方法であって，
    前記ガス供給装置は，前記被処理基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給手段と，前記処理ガス供給手段からの処理ガスを流す処理ガス供給流路と，前記処理ガス供給流路から分岐して，前記処理室内の異なる部位からガスを導入する第１，第２ガス導入部にそれぞれ接続する第１，第２分岐流路と，前記処理ガス供給流路から前記第１，第２分岐流路に分流される処理ガスの分流量を前記第１，第２分岐流路内の圧力に基づいて調整する分流量調整手段と，所定の付加ガスを供給する付加ガス供給手段と，前記付加ガス供給手段からの付加ガスを流す付加ガス供給流路とを備え，前記第１，第２ガス導入部のいずれか一方は，前記分岐流路を接続する処理ガス導入部と，前記付加ガス供給流路を接続する付加ガス導入部とに分けて構成し，
    前記被処理基板の処理に先立って，前記処理ガス供給手段により処理ガスの供給を開始するとともに，前記付加ガス供給手段により付加ガスの供給を開始する工程と，
    前記処理ガス供給手段により処理ガスを供給し，前記分流量調整手段に対して前記各分岐流路内の圧力比が目標圧力比になるように分流量を調整する圧力比制御を実行する工程と，
    を有することを特徴とするガス供給方法。
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