JP7068230B2 - 基板処理方法 - Google Patents

Description

本開示は、基板処理方法に関する。

半導体装置の製造工程において、複数の処理ガス（プロセスガス）を切り替えて、基板に対して積層と除去とを繰り返す工程がある。

特許第５７０９３４４号公報

本開示は、シャワー流量を制御できる基板処理方法を提供する。

本開示の一態様による基板処理方法は、第１の膨張工程と、第１のガス供給工程と、第１のプラズマ処理工程と、第１の電力停止工程とを有する。第１の膨張工程は、ガス拡散室の体積を増加させる。第１のガス供給工程は、第１のガスをガス拡散室に供給する。第１のプラズマ処理工程は、高周波電源から高周波電力を供給し、基板を収容する処理室にプラズマを発生させるとともに、ガス拡散室の体積を減少させる。第１の電力停止工程は、第１のプラズマ処理工程の後に、高周波電力の供給を停止する。

本開示によれば、シャワー流量を制御できる。

図１は、本開示の一実施形態における基板処理装置の一例を示す図である。 図２Ａは、第１実施形態における基板処理方法の一例を示す図である。 図２Ｂは、第１実施形態における基板処理方法の一例を示す図である。 図２Ｃは、第１実施形態における基板処理方法の一例を示す図である。 図３は、第１実施形態における基板処理装置各部の動作状態の一例を示す図である。 図４は、第１実施形態における基板処理方法の一例を示すタイミングチャートである。 図５Ａは、変形例１における基板処理方法の一例を示す図である。 図５Ｂは、変形例１における基板処理方法の一例を示す図である。 図５Ｃは、変形例１における基板処理方法の一例を示す図である。 図６は、変形例１における基板処理装置各部の動作状態の一例を示す図である。 図７は、変形例１における基板処理方法の一例を示すタイミングチャートである。 図８Ａは、変形例２における基板処理方法の一例を示す図である。 図８Ｂは、変形例２における基板処理方法の一例を示す図である。 図８Ｃは、変形例２における基板処理方法の一例を示す図である。 図８Ｄは、変形例２における基板処理方法の一例を示す図である。 図９は、変形例２における基板処理装置各部の動作状態の一例を示す図である。 図１０は、変形例２における基板処理方法の一例を示すタイミングチャートである。 図１１Ａは、第２実施形態における基板処理方法の一例を示す図である。 図１１Ｂは、第２実施形態における基板処理方法の一例を示す図である。 図１１Ｃは、第２実施形態における基板処理方法の一例を示す図である。 図１１Ｄは、第２実施形態における基板処理方法の一例を示す図である。 図１１Ｅは、第２実施形態における基板処理方法の一例を示す図である。 図１１Ｆは、第２実施形態における基板処理方法の一例を示す図である。 図１２は、第２実施形態における基板処理装置各部の動作状態の一例を示す図である。 図１３は、第２実施形態における基板処理方法の一例を示すタイミングチャートである。 図１４は、変形例３における基板処理装置各部の動作状態の一例を示す図である。 図１５は、変形例３における基板処理方法の一例を示すタイミングチャートである。 図１６は、変形例４における基板処理装置各部の動作状態の一例を示す図である。 図１７は、変形例４における基板処理方法の一例を示すタイミングチャートである。 図１８は、第３実施形態における基板処理装置の一例を示す図である。 図１９は、第３実施形態における基板処理方法の一例を示すタイミングチャートである。 図２０は、変形例５における基板処理方法の一例を示すタイミングチャートである。 図２１は、変形例６における基板処理方法の一例を示すタイミングチャートである。 図２２Ａは、変形例７における基板処理方法の一例を示す図である。 図２２Ｂは、変形例７における基板処理方法の一例を示す図である。 図２２Ｃは、変形例７における基板処理方法の一例を示す図である。 図２２Ｄは、変形例７における基板処理方法の一例を示す図である。 図２２Ｅは、変形例７における基板処理方法の一例を示す図である。 図２２Ｆは、変形例７における基板処理方法の一例を示す図である。 図２３は、変形例７における基板処理装置各部の動作状態の一例を示す図である。

以下に、開示する基板処理方法の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により開示技術が限定されるものではない。

従来、複数の処理ガス、例えば、２種類の処理ガスであるガスＡとガスＢとを切り替える場合、ガスＡの供給を停止してから処理室の排気を開始し、ガスＡの排気後にガスＢの供給を開始している。このため、ガスＡとガスＢとの相互の切り替えに時間がかかる。これに対し、処理対象の基板の表面に隣接したガス分配部材を内側区画と外側区画とに分割し、それぞれに異なる種類の処理ガスを供給することで、処理ガスの切り替えを高速に行うことが提案されている。しかしながら、ガス分配部材を分割して処理ガスの切り替えを行う場合、処理室内の処理ガスの排気時間を短縮することは困難である。そこで、処理ガスの排気時間を短縮することが期待されている。また、処理室へのシャワー流量は、処理ガスの供給源からの流量に依存しているため、シャワー流量を細かく制御することは困難である。そこで、処理室へのシャワー流量を制御することが期待されている。

［基板処理装置１０の全体構成］
図１は、本開示の一実施形態における基板処理装置の一例を示す図である。図１に示す基板処理装置１０は、容量結合型プラズマ処理装置である。基板処理装置１０は、チャンバ１と排気装置２とゲートバルブ３とを備えている。チャンバ１は、例えばアルミニウムから形成されている。チャンバ１は、円筒形に形成され、表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されている。チャンバ１は、電気的に接地されている。チャンバ１の内部には、処理空間である処理室５が形成されている。チャンバ１は、処理室５を外部の雰囲気から隔離している。チャンバ１には、排気口６と開口部７とがさらに形成されている。排気口６は、チャンバ１の底面に形成されている。開口部７は、チャンバ１の側壁に形成されている。排気装置２は、排気口６を介してチャンバ１の処理室５に接続されている。排気装置２は、排気口６を介して処理室５から気体を排気する。ゲートバルブ３は、開口部７を開放したり、開口部７を閉鎖したりする。

基板処理装置１０は、載置台８をさらに備えている。載置台８は、処理室５に配置され、支持部材４を介して、チャンバ１の底部に設置されている。載置台８は、支持台１１と静電チャック１２とを備えている。支持台１１は、アルミニウムＡｌ、チタンＴｉ、炭化ケイ素ＳｉＣに例示される導体から形成されている。支持台１１は、下面の周縁部に接する支持部材４を介して、チャンバ１に支持されている。支持部材４は、絶縁体から形成され、リング状に形成されている。支持部材４は、載置台８とともに、チャンバ１の底部に形成される開口を閉塞するように配置されている。支持台１１の内部には、冷媒流路１４が形成されている。静電チャック１２は、支持台１１の上側に配置され、支持台１１に支持されている。静電チャック１２は、静電チャック本体１５とチャック電極１６とを備えている。静電チャック本体１５は、絶縁体で形成されている。静電チャック１２は、静電チャック本体１５の内部にチャック電極１６が埋め込まれることにより形成されている。基板処理装置１０は、直流電圧源１７をさらに備えている。直流電圧源１７は、チャック電極１６に電気的に接続され、チャック電極１６に直流電流を供給する。

基板処理装置１０は、チラー２１と冷媒入口配管２２と冷媒出口配管２３とをさらに備えている。チラー２１は、冷媒入口配管２２と冷媒出口配管２３とを介して冷媒流路１４に接続されている。チラー２１は、冷却水やブラインに例示される冷却媒体を冷却し、その冷却された冷却媒体を、冷媒入口配管２２と冷媒出口配管２３とを介して冷媒流路１４に循環させ、載置台８の静電チャック１２を冷却する。

基板処理装置１０は、伝熱ガス供給源２５と伝熱ガス供給ライン２６とをさらに備えている。伝熱ガス供給ライン２６は、一端が静電チャック１２の上面に形成されるように、形成されている。伝熱ガス供給源２５は、ヘリウムガスＨｅやアルゴンガスＡｒに例示される伝熱ガスを伝熱ガス供給ライン２６に供給し、載置台８に載置されるウェハＷと静電チャック１２との間に伝熱ガスを供給する。

基板処理装置１０は、ガス供給部３１と、天板支持部３２とをさらに備えている。ガス供給部３１は、シャワープレート３３と、天板３５と、シール材３６と、ベローズ３７とを備えている。天板支持部３２は、例えばアルミニウムから形成されている。天板支持部３２は、チャンバ１の側壁上部に配置可能なように円筒形に形成され、表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されている。天板支持部３２は、ベローズ３７を介して、天板３５と接続されている。

シャワープレート３３は、導体で形成され、円板状に形成されている。シャワープレート３３は、載置台８に対向するように、かつ、シャワープレート３３の下面に沿う平面が載置台８の上面に沿う平面に対して概ね平行であるように、配置されている。シャワープレート３３は、さらに、チャンバ１の天井部に形成される開口を閉塞するように、配置されている。シャワープレート３３は、シャワープレート３３とチャンバ１とが導通されるように、天板支持部３２を介してチャンバ１に支持されている。

天板３５は、導体で形成され、円板状に形成されている。天板３５は、シャワープレート３３に対向するように、かつ、天板３５の下面に沿う平面がシャワープレート３３の上面に沿う平面に対して概ね平行であるように、配置されている。また、天板３５は、図示しない駆動機構を有する。シール材３６は、可撓性の素材で形成され、リング状に形成されている。シール材３６は、天板３５の周縁部と、天板支持部３２との間の気密を保ちつつ、天板３５を上下に動かした際に、天板３５とともに移動する。天板３５は、天板支持部３２、シャワープレート３３およびシール材３６とともに、ガス拡散室３８を形成している。

ベローズ３７は、伸縮可能に形成される。ベローズ３７は、天板支持部３２の上部に設けられたフランジと、天板３５の周縁部の上面とを接続している。天板３５は、駆動機構によって上下に移動される。つまり、ガス供給部３１は、天板３５を上下動させることで、ガス拡散室３８の容積を変更可能である。すなわち、ガス供給部３１は、容積可変機構を有するガス供給部の一例である。なお、ガス拡散室３８は、後述するように、複数の領域、例えば、中心部分と周縁部分とに分割され、それぞれ対応する天板により容積が変更されるようにしてもよい。また、ガス拡散室３８は、天板３５の上下動による容積の変更だけでなく、例えば、ガス拡散室３８内に設けた風船やピストン等によって容積の変更が行われるようにしてもよい。また、天板３５を固定し、シャワープレート３３を上下動させるようにしてもよい。

シャワープレート３３には、処理室５と、ガス拡散室３８とを連通させる複数のガス供給孔３９が形成されている。ガス供給孔３９は、ガス穴の一例である。ガス導入口４０は、天板３５の中央に形成され、ガス拡散室３８に連通している。

基板処理装置１０は、処理ガス供給源４１，４２をさらに備えている。処理ガス供給源４１，４２は、バルブＶ１，Ｖ２をそれぞれ有するガス管を介してガス導入管４３に接続され、ガス導入管４３がガス導入口４０に接続されている。処理ガス供給源４１，４２は、所定の処理ガスをガス導入口４０に供給する。処理ガスは、それぞれ複数のガスを含有してもよい。処理ガスは、例えば、フッ素含有ガス、酸素含有ガス等のガスである。また、処理ガスは、さらに、所定の化合物が添加されていてもよい。その化合物としては、水素、窒素、塩素を含有する化合物が挙げられる。ガス導入管４３は、天板３５の上下の動きに合わせて一部が伸縮可能または可動に構成される。ガス導入管４３は、例えば、可撓性のチューブを用いることができる。なお、ガス導入口４０およびガス導入管４３は、複数設けてもよい。また、バルブＶ３，Ｖ４は、処理ガス供給源４１，４２と、バルブＶ１，Ｖ２との間に接続され、他端は排気装置２に接続されている。バルブＶ３，Ｖ４は、バルブＶ１，Ｖ２が閉まっている場合に開けられる。バルブＶ３，Ｖ４の排気装置２側に流れていた処理ガスは、バルブＶ３，Ｖ４が閉じられてバルブＶ１，Ｖ２が開けられた際に、ガス導入管４３に供給される。

載置台８の支持台１１は、下部電極として利用され、シャワープレート３３は、上部電極として利用される。基板処理装置１０は、電力供給装置５１をさらに備えている。電力供給装置５１は、第１高周波電源５２と第１整合器５３と第２高周波電源５４と第２整合器５５とを備えている。第１高周波電源５２は、第１整合器５３を介して載置台８に接続されている。第１高周波電源５２は、第１周波数（例えば、４０ＭＨｚ）の第１高周波を所定の電力で載置台８の支持台１１に供給する。第１整合器５３は、第１高周波電源５２の内部（または出力）インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させる。第１整合器５３は、処理室５にプラズマが生成されているときに第１高周波電源５２の内部インピーダンスと負荷インピーダンスとが見かけ上一致するように機能する。

第２高周波電源５４は、第２整合器５５を介して載置台８に接続されている。第２高周波電源５４は、第１周波数よりも低い第２周波数（例えば、０．４ＭＨｚ）の第２高周波を所定の電力で載置台８に供給する。第２整合器５５は、第２高周波電源５４の内部（または出力）インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させる。第２整合器５５は、処理室５にプラズマが生成されているときに第２高周波電源５４の内部インピーダンスと負荷インピーダンスとが見かけ上一致するように機能する。

基板処理装置１０は、制御部６０をさらに備え得る。制御部６０は、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり得る。制御部６０は、基板処理装置１０の各部を制御する。制御部６０では、入力装置を用いて、オペレータが基板処理装置１０を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができる。また、制御部６０では、表示装置により、基板処理装置１０の稼働状況を可視化して表示することができる。さらに、制御部６０の記憶部には、基板処理装置１０で実行される各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラム、および、レシピデータが格納されている。制御部６０のプロセッサが制御プログラムを実行して、レシピデータに従って基板処理装置１０の各部を制御することにより、所望の処理が基板処理装置１０で実行される。

例えば、制御部６０は、２種類の処理ガスを交互に繰り返して処理を行うように基板処理装置１０の各部を制御する。詳細な一例を挙げると、制御部６０は、天板３５を下げてバルブＶ１，Ｖ２を閉め、ガス拡散室３８の容積を減少させた状態で排気する工程を実行する。制御部６０は、天板３５を上げてガス拡散室３８の容積を増加させ、バルブＶ１を開けて処理ガス供給源４１からガスＡを導入し、ガスＡのプラズマにて、ウェハＷに膜を積層する工程を実行する。制御部６０は、天板３５を下げてバルブＶ１，Ｖ２を閉め、ガス拡散室３８の容積を減少させた状態でガスＡを排気する工程を実行する。制御部６０は、天板３５を上げてガス拡散室３８の容積を増加させ、バルブＶ２を開けて処理ガス供給源４２からガスＢを導入し、ガスＢのプラズマにて、ウェハＷ上の膜をエッチングする工程を実行する。制御部６０は、天板３５を下げてバルブＶ１，Ｖ２を閉め、ガス拡散室３８の容積を減少させた状態でガスＢを排気する工程を実行する。制御部６０は、これらの工程を所望の回数繰り返す。

［基板処理方法］
次に、第１実施形態に係る基板処理方法について説明する。第１実施形態では、基板処理装置１０において、処理ガスを１種類用いる場合について説明する。図２Ａ～図２Ｃは、第１実施形態における基板処理方法の一例を示す図である。図３は、第１実施形態における基板処理装置各部の動作状態の一例を示す図である。図４は、第１実施形態における基板処理方法の一例を示すタイミングチャートである。なお、図３，図４では、処理の工程を「Ｓｔｅｐ」、天板３５を「Ｌｉｄ」、高周波電力を「ＲＦ」と表し、各工程におけるバルブＶ１，Ｖ３、高周波電力および動作の状態を表している。また、処理ガス供給源４１は、ガスＡを供給するものとする。

第１実施形態に係る基板処理方法では、まず、制御部６０は、ゲートバルブ３を制御することにより、開口部７を開放する。被処理体となるウェハＷは、開口部７が開放されているときに、開口部７を介してチャンバ１の処理室５に搬入され、載置台８に載置される。制御部６０は、ウェハＷが載置台８に載置された後に、ゲートバルブ３を制御することにより、開口部７を閉鎖する。また、制御部６０は、直流電圧源１７を制御することにより、チャック電極１６に直流電圧を印加する。ウェハＷは、直流電圧がチャック電極１６に印加されるときに、クーロン力により静電チャック１２に保持される。

図２Ａに示すように、制御部６０は、バルブＶ１を閉め、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を下げ、ガス拡散室３８の容積を減少させる。制御部６０は、開口部７が閉鎖され、ガス拡散室３８の容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５の雰囲気が所定の真空度になるように、排気口６を介して処理室５から気体を排気する（図３，図４：Ｓｔｅｐ１）。このとき、天板３５は下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ１が閉、バルブＶ３が開となっている。

制御部６０は、ウェハＷが静電チャック１２に保持されているときに、伝熱ガス供給源２５を制御することにより、伝熱ガスを伝熱ガス供給ライン２６に供給し、伝熱ガスを静電チャック１２とウェハＷとの間に供給する。制御部６０は、さらに、チラー２１を制御することにより、所定の温度に冷却された冷媒を冷媒流路１４に循環させ、静電チャック１２を冷却する。このとき、ウェハＷは、静電チャック１２とウェハ２７との間に供給される伝熱ガスを介して、静電チャック１２からウェハＷに伝熱されることにより、ウェハＷの温度が所定の温度範囲に含まれるように、温度調整される。

次に、図２Ｂに示すように、制御部６０は、排気が完了すると、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を上げる。制御部６０は、天板３５を上端位置（Ｔｏｐ）まで移動させ、ガス拡散室３８の容積を増加させる。このとき、制御部６０は、処理ガス供給源４１およびバルブＶ１，Ｖ３を制御することにより、バルブＶ１が開、バルブＶ３が閉となってガスＡがガス導入口４０に供給される。ガスＡは、ガス導入口４０からガス拡散室３８に供給され、ガス拡散室３８で拡散される。つまり、ガスＡは、ガス拡散室３８に充填される（図３，図４：Ｓｔｅｐ２）。

続いて、図２Ｃに示すように、制御部６０は、バルブＶ１，Ｖ３を制御することにより、バルブＶ１が閉、バルブＶ３が開となり、ガスＡの供給が停止される。制御部６０は、天板３５の駆動機構を制御して第１の速度で天板３５を下げ、ガス拡散室３８の容積を減少させる。ガスＡは、複数のガス供給孔３９を介してチャンバ１の処理室５にシャワー状に供給され、処理室５に充填される。

このとき、制御部６０は、電力供給装置５１を制御することにより、プラズマ励起用の第１高周波を載置台８に供給する。処理室５には、載置台８に第１高周波が供給されることにより、プラズマＰが発生する。ウェハＷには、処理室５に発生したプラズマＰにより、例えば膜が積層される（図３，図４：Ｓｔｅｐ３）。制御部６０は、ガスＡによる処理が終了すると、電力供給装置５１を制御することにより、処理室５に高周波電力が供給されることを停止する。すなわち、図４に示すように、Ｓｔｅｐ３では、処理ガス供給源４１からのガスＡの供給停止後に、天板３５が下降することにより、ガス拡散室３８に充填されたガスＡを用いて、プラズマＰによる処理が行われる。

制御部６０は、ガス拡散室３８の容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５からガスＡを排気する（図３，図４：Ｓｔｅｐ４）。このとき、天板３５は下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ１が閉、バルブＶ３が開となっている。制御部６０は、以降、ガスＡの充填、ガスＡによる処理、排気といった具合に処理を繰り返す。

制御部６０は、一連の繰り返し処理が終了すると、直流電圧源１７を制御することにより、チャック電極１６にウェハＷの吸着時とは正負が逆の直流電圧を印加する。ウェハＷは、逆の直流電圧がチャック電極１６に印加されることにより、除電され、静電チャック１２から剥がされる。制御部６０は、さらに、ゲートバルブ３を制御することにより、開口部７を開放する。ウェハＷは、静電チャック１２に保持されていない場合で、開口部７が開放されているときに、開口部７を介してチャンバ１の処理室５から搬出される。

第１実施形態では、天板３５を下げる速度を制御することで、処理室５に供給するガスのシャワー流量を制御できる。また、処理ガスの排気時間を短縮できる。

［変形例１］
続いて、変形例１に係る基板処理方法について説明する。図５Ａ～図５Ｃは、変形例１における基板処理方法の一例を示す図である。図５Ａ～図５Ｃは、第１実施形態の基板処理装置１０において、天板３５が下降する際にも処理ガスを供給する場合の一例である。図６は、変形例１における基板処理装置各部の動作状態の一例を示す図である。図７は、変形例１における基板処理方法の一例を示すタイミングチャートである。なお、図６，図７では、処理の工程を「Ｓｔｅｐ」、天板３５を「Ｌｉｄ」、高周波電力を「ＲＦ」と表し、各工程におけるバルブＶ１，Ｖ３、高周波電力および動作の状態を表している。また、処理ガス供給源４１は、ガスＡを供給するものとする。なお、ウェハＷの搬入、搬出および温度調整については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

変形例１に係る基板処理方法では、図５Ａに示すように、制御部６０は、バルブＶ１を閉め、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を下げ、ガス拡散室３８の容積を減少させる。制御部６０は、開口部７が閉鎖され、ガス拡散室３８の容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５の雰囲気が所定の真空度になるように、排気口６を介して処理室５から気体を排気する（図６，図７：Ｓｔｅｐ１）。このとき、天板３５は下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ１が閉、バルブＶ３が開となっている。

次に、図５Ｂに示すように、制御部６０は、排気が完了すると、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を上げる。制御部６０は、天板３５を上端位置（Ｔｏｐ）まで移動させ、ガス拡散室３８の容積を増加させる。このとき、制御部６０は、処理ガス供給源４１およびバルブＶ１，Ｖ３を制御することにより、バルブＶ１が開、バルブＶ３が閉となってガスＡがガス導入口４０に供給される。ガスＡは、ガス導入口４０からガス拡散室３８に供給され、ガス拡散室３８で拡散される。つまり、ガスＡは、ガス拡散室３８に充填される（図６，図７：Ｓｔｅｐ２）。

続いて、図５Ｃに示すように、制御部６０は、天板３５の駆動機構を制御して第１の速度で天板３５を下げ、ガス拡散室３８の容積を減少させる。ガスＡは、複数のガス供給孔３９を介してチャンバ１の処理室５にシャワー状に供給され、処理室５に充填される。なお、バルブＶ１は開であるので、引き続きガスＡは供給されている。

このとき、制御部６０は、電力供給装置５１を制御することにより、プラズマ励起用の第１高周波を載置台８に供給する。処理室５には、載置台８に第１高周波が供給されることにより、プラズマＰが発生する。ウェハＷには、処理室５に発生したプラズマＰにより、例えば膜が積層される（図６，図７：Ｓｔｅｐ３）。制御部６０は、ガスＡによる処理が終了すると、電力供給装置５１を制御することにより、処理室５に高周波電力が供給されることを停止する。また、制御部６０は、バルブＶ１，Ｖ３を制御することにより、バルブＶ１が閉、バルブＶ３が開となり、ガスＡの供給が停止される。すなわち、図７に示すように、Ｓｔｅｐ３では、処理ガス供給源４１からのガスＡの供給量を調整しつつ引き続き供給しながら、天板３５が下降することにより、ガスＡを供給しながらガス拡散室３８に充填されたガスＡを用いて、プラズマＰによる処理が行われる。

制御部６０は、ガス拡散室３８の容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５からガスＡを排気する（図６，図７：Ｓｔｅｐ４）。このとき、天板３５は下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ１が閉、バルブＶ３が開となっている。制御部６０は、以降、ガスＡの充填、ガスＡによる処理、排気といった具合に処理を繰り返す。

変形例１では、天板３５を下げつつ処理ガスを供給することで、ガス拡散室３８の容積を超える量のシャワー流量を制御できる。また、処理ガスの排気時間を短縮できる。

［変形例２］
続いて、変形例２に係る基板処理方法について説明する。図８Ａ～図８Ｄは、変形例２における基板処理方法の一例を示す図である。図８Ａ～図８Ｄは、第１実施形態の基板処理装置１０において、天板３５の下降前に、天板３５が上端位置（Ｔｏｐ）の状態でプラズマＰを発生させて処理を開始し、所定時間経過後に処理ガスの供給を停止して天板３５の下降を開始する場合の一例である。図９は、変形例２における基板処理装置各部の動作状態の一例を示す図である。図１０は、変形例２における基板処理方法の一例を示すタイミングチャートである。なお、図９，図１０では、処理の工程を「Ｓｔｅｐ」、天板３５を「Ｌｉｄ」、高周波電力を「ＲＦ」と表し、各工程におけるバルブＶ１，Ｖ３、高周波電力および動作の状態を表している。また、処理ガス供給源４１は、ガスＡを供給するものとする。なお、ウェハＷの搬入、搬出および温度調整については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

変形例２に係る基板処理方法では、図８Ａに示すように、制御部６０は、バルブＶ１を閉め、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を下げ、ガス拡散室３８の容積を減少させる。制御部６０は、開口部７が閉鎖され、ガス拡散室３８の容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５の雰囲気が所定の真空度になるように、排気口６を介して処理室５から気体を排気する（図９，図１０：Ｓｔｅｐ１）。このとき、天板３５は下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ１が閉、バルブＶ３が開となっている。

次に、図８Ｂに示すように、制御部６０は、排気が完了すると、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を上げる。制御部６０は、天板３５を上端位置（Ｔｏｐ）まで移動させ、ガス拡散室３８の容積を増加させる。このとき、制御部６０は、処理ガス供給源４１およびバルブＶ１，Ｖ３を制御することにより、バルブＶ１が開、バルブＶ３が閉となってガスＡがガス導入口４０に供給される。ガスＡは、ガス導入口４０からガス拡散室３８に供給され、ガス拡散室３８で拡散される。つまり、ガスＡは、ガス拡散室３８に充填される（図９，図１０：Ｓｔｅｐ２）。その後、ガスＡは、複数のガス供給孔３９を介してチャンバ１の処理室５にシャワー状に供給され、処理室５に充填される。

続いて、図８Ｃに示すように、制御部６０は、電力供給装置５１を制御することにより、プラズマ励起用の第１高周波を載置台８に供給する。処理室５には、載置台８に第１高周波が供給されることにより、プラズマＰが発生する。ウェハＷには、処理室５に発生したプラズマＰにより、例えば膜が積層される（図９，図１０：Ｓｔｅｐ３）。

次に、図８Ｄに示すように、制御部６０は、バルブＶ１，Ｖ３を制御することにより、バルブＶ１が閉、バルブＶ３が開となり、ガスＡの供給が停止される。制御部６０は、天板３５の駆動機構を制御して第１の速度で天板３５を下げ、ガス拡散室３８の容積を減少させる。ガスＡは、複数のガス供給孔３９を介してチャンバ１の処理室５にシャワー状に供給され、処理室５に充填される。ウェハＷには、引き続き、プラズマＰにより、例えば膜が積層される（図９，図１０：Ｓｔｅｐ４）。制御部６０は、ガスＡによる処理が終了すると、電力供給装置５１を制御することにより、処理室５に高周波電力が供給されることを停止する。すなわち、図１０に示すように、Ｓｔｅｐ４では、処理ガス供給源４１からのガスＡの供給停止後に、天板３５が下降することにより、ガス拡散室３８に充填されたガスＡを用いて、プラズマＰによる処理が行われる。

制御部６０は、ガス拡散室３８の容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５からガスＡを排気する（図９，図１０：Ｓｔｅｐ５）。このとき、天板３５は下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ１が閉、バルブＶ３が開となっている。制御部６０は、以降、ガスＡの充填、ガスＡによる処理、排気といった具合に処理を繰り返す。

変形例２では、プラズマ処理の開始から所定時間経過後に処理ガスの供給を停止して天板３５の下降を開始するので、ガス拡散室３８の容積を超える量のシャワー流量を制御できる。また、処理ガスの排気時間を短縮できる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る基板処理方法について説明する。第２実施形態では、基板処理装置１０において、処理ガスを２種類用いる場合について説明する。図１１Ａ～図１１Ｆは、第２実施形態における基板処理方法の一例を示す図である。図１２は、第２実施形態における基板処理装置各部の動作状態の一例を示す図である。図１３は、第２実施形態における基板処理方法の一例を示すタイミングチャートである。なお、図１２，図１３では、処理の工程を「Ｓｔｅｐ」、天板３５を「Ｌｉｄ」、高周波電力を「ＲＦ」と表し、各工程におけるバルブＶ１～Ｖ４、高周波電力および動作の状態を表している。また、処理ガス供給源４１，４２は、それぞれガスＡおよびガスＢを供給するものとする。

第２実施形態に係る基板処理方法では、図１１Ａに示すように、制御部６０は、バルブＶ１，Ｖ２を閉め、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を下げ、ガス拡散室３８の容積を減少させる。制御部６０は、開口部７が閉鎖され、ガス拡散室３８の容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５の雰囲気が所定の真空度になるように、排気口６を介して処理室５から気体を排気する（図１２，図１３：Ｓｔｅｐ１）。このとき、天板３５は下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ１，Ｖ２が閉、バルブＶ３，Ｖ４が開となっている。

続いて、図１１Ｂに示すように、制御部６０は、排気が完了すると、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を上げる。制御部６０は、天板３５を上端位置（Ｔｏｐ）まで移動させ、ガス拡散室３８の容積を増加させる。このとき、制御部６０は、処理ガス供給源４１およびバルブＶ１，Ｖ３を制御することにより、バルブＶ１が開、バルブＶ３が閉となってガスＡがガス導入口４０に供給される。ガスＡは、ガス導入口４０からガス拡散室３８に供給され、ガス拡散室３８で拡散される。つまり、ガスＡは、ガス拡散室３８に充填される（図１２，図１３：Ｓｔｅｐ２）。

次に、図１１Ｃに示すように、制御部６０は、バルブＶ１，Ｖ３を制御することにより、バルブＶ１が閉、バルブＶ３が開となり、ガスＡの供給が停止される。制御部６０は、天板３５の駆動機構を制御して第１の速度で天板３５を下げ、ガス拡散室３８の容積を減少させる。ガスＡは、複数のガス供給孔３９を介してチャンバ１の処理室５にシャワー状に供給され、処理室５に充填される。

このとき、制御部６０は、電力供給装置５１を制御することにより、プラズマ励起用の第１高周波を第１のパワーで載置台８に供給する。処理室５には、載置台８に第１高周波が供給されることにより、プラズマＰが発生する。ウェハＷには、処理室５に発生したプラズマＰにより、例えば膜が積層される（図１２，図１３：Ｓｔｅｐ３）。制御部６０は、ガスＡによる処理が終了すると、電力供給装置５１を制御することにより、処理室５に高周波電力が供給されることを停止する。すなわち、図１３に示すように、Ｓｔｅｐ３では、処理ガス供給源４１からのガスＡの供給停止後に、第１の速度で天板３５が下降することにより、ガス拡散室３８に充填されたガスＡを用いて、プラズマＰによる処理が行われる。

続いて、図１１Ｄに示すように、制御部６０は、ガス拡散室３８の容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５からガスＡを排気する（図１２，図１３：Ｓｔｅｐ４）。このとき、天板３５は下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ１，Ｖ２が閉、バルブＶ３，Ｖ４が開となっている。

次に、図１１Ｅに示すように、制御部６０は、排気が完了すると、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を上げる。制御部６０は、天板３５を上端位置（Ｔｏｐ）まで移動させ、ガス拡散室３８の容積を増加させる。このとき、制御部６０は、処理ガス供給源４２およびバルブＶ２，Ｖ４を制御することにより、バルブＶ２が開、バルブＶ４が閉となってガスＢがガス導入口４０に供給される。ガスＢは、ガス導入口４０からガス拡散室３８に供給され、ガス拡散室３８で拡散される。つまり、ガスＢは、ガス拡散室３８に充填される（図１２，図１３：Ｓｔｅｐ５）。なお、このとき供給されるガスＢの供給量は、Ｓｔｅｐ２において供給されるガスＡの供給量と等しいもしくは小さい供給量である。

続いて、図１１Ｆに示すように、制御部６０は、バルブＶ２，Ｖ４を制御することにより、バルブＶ２が閉、バルブＶ４が開となり、ガスＢの供給が停止される。制御部６０は、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を第１の速度より遅い第２の速度で下げ、ガス拡散室３８の容積を減少させる。ガスＢは、複数のガス供給孔３９を介してチャンバ１の処理室５にシャワー状に供給され、処理室５に充填される。

このとき、制御部６０は、電力供給装置５１を制御することにより、プラズマ励起用の第１高周波を第１のパワーより低い第２のパワーで載置台８に供給する。処理室５には、載置台８に第１高周波が供給されることにより、プラズマＰが発生する。ウェハＷには、処理室５に発生したプラズマＰにより、例えば膜がエッチングされる（図１２，図１３：Ｓｔｅｐ６）。制御部６０は、ガスＢによる処理が終了すると、電力供給装置５１を制御することにより、処理室５に高周波電力が供給されることを停止する。すなわち、図１３に示すように、Ｓｔｅｐ６では、処理ガス供給源４２からのガスＢの供給停止後に、天板３５が下降することにより、ガス拡散室３８に充填されたガスＢを用いて、プラズマＰによる処理が行われる。また、第１の速度より遅い第２の速度で天板３５が下降するため、単位時間あたりにガス拡散室３８から処理室５に供給されるガスＢの流量（流速）は、ガスＡの流量（流速）よりも小さくなる。

制御部６０は、ガス拡散室３８の容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５からガスＢを排気する（図１２，図１３：Ｓｔｅｐ７）。このとき、天板３５は下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ１，Ｖ２が閉、バルブＶ３，Ｖ４が開となっている。制御部６０は、以降、ガスＡの充填、ガスＡによる処理、排気、ガスＢの充填、ガスＢによる処理、排気といった具合に処理を繰り返す。

第２実施形態では、天板３５を下げる速度を制御することで、処理室５に供給するガスのシャワー流量を制御できる。また、処理ガスの排気時間を短縮できる。つまり、第２実施形態では、天板３５の下降タイミングや下降速度、および、処理ガスの供給量をプロセス種ごとに最適化することで、処理室５に供給するガスのシャワー流量を制御できる。

［変形例３］
次に、変形例３に係る基板処理方法について説明する。変形例３では、第２実施形態の基板処理装置１０において、天板３５が下降する際にも処理ガスを供給する場合について説明する。つまり、変形例３は、第２実施形態に第１実施形態の変形例１を適用した場合の一例である。図１４は、変形例３における基板処理装置各部の動作状態の一例を示す図である。図１５は、変形例３における基板処理方法の一例を示すタイミングチャートである。なお、図１４，図１５では、処理の工程を「Ｓｔｅｐ」、天板３５を「Ｌｉｄ」、高周波電力を「ＲＦ」と表し、各工程におけるバルブＶ１～Ｖ４、高周波電力および動作の状態を表している。また、処理ガス供給源４１，４２は、それぞれガスＡおよびガスＢを供給するものとする。

変形例３に係る基板処理方法では、制御部６０は、バルブＶ１，Ｖ２を閉め、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を下げ、ガス拡散室３８の容積を減少させる。制御部６０は、開口部７が閉鎖され、ガス拡散室３８の容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５の雰囲気が所定の真空度になるように、排気口６を介して処理室５から気体を排気する（図１４，図１５：Ｓｔｅｐ１）。このとき、天板３５は下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ１，Ｖ２が閉、バルブＶ３，Ｖ４が開となっている。

続いて、制御部６０は、排気が完了すると、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を上げる。制御部６０は、天板３５を上端位置（Ｔｏｐ）まで移動させ、ガス拡散室３８の容積を増加させる。このとき、制御部６０は、処理ガス供給源４１およびバルブＶ１，Ｖ３を制御することにより、バルブＶ１が開、バルブＶ３が閉となってガスＡがガス導入口４０に供給される。ガスＡは、ガス導入口４０からガス拡散室３８に供給され、ガス拡散室３８で拡散される。つまり、ガスＡは、ガス拡散室３８に充填される（図１４，図１５：Ｓｔｅｐ２）。

次に、制御部６０は、天板３５の駆動機構を制御して第１の速度で天板３５を下げ、ガス拡散室３８の容積を減少させる。ガスＡは、複数のガス供給孔３９を介してチャンバ１の処理室５にシャワー状に供給され、処理室５に充填される。なお、バルブＶ１は開であるので、引き続きガスＡは供給されている。

このとき、制御部６０は、電力供給装置５１を制御することにより、プラズマ励起用の第１高周波を第１のパワーで載置台８に供給する。処理室５には、載置台８に第１高周波が供給されることにより、プラズマＰが発生する。ウェハＷには、処理室５に発生したプラズマＰにより、例えば膜が積層される（図１４，図１５：Ｓｔｅｐ３）。制御部６０は、ガスＡによる処理が終了すると、電力供給装置５１を制御することにより、処理室５に高周波電力が供給されることを停止する。また、制御部６０は、バルブＶ１，Ｖ３を制御することにより、バルブＶ１が閉、バルブＶ３が開となり、ガスＡの供給が停止される。すなわち、図１５に示すように、Ｓｔｅｐ３では、処理ガス供給源４１からのガスＡの供給量を調整しつつ引き続き供給しながら、第１の速度で天板３５が下降することにより、ガスＡを供給しながらガス拡散室３８に充填されたガスＡを用いて、プラズマＰによる処理が行われる。

制御部６０は、ガス拡散室３８の容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５からガスＡを排気する（図１４，図１５：Ｓｔｅｐ４）。このとき、天板３５は下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ１，Ｖ２が閉、バルブＶ３，Ｖ４が開となっている。

次に、制御部６０は、排気が完了すると、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を上げる。制御部６０は、天板３５を上端位置（Ｔｏｐ）まで移動させ、ガス拡散室３８の容積を増加させる。このとき、制御部６０は、処理ガス供給源４２およびバルブＶ２，Ｖ４を制御することにより、バルブＶ２が開、バルブＶ４が閉となってガスＢがガス導入口４０に供給される。ガスＢは、ガス導入口４０からガス拡散室３８に供給され、ガス拡散室３８で拡散される。つまり、ガスＢは、ガス拡散室３８に充填される（図１４，図１５：Ｓｔｅｐ５）。

続いて、制御部６０は、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を第１の速度より遅い第２の速度で下げ、ガス拡散室３８の容積を減少させる。ガスＢは、複数のガス供給孔３９を介してチャンバ１の処理室５にシャワー状に供給され、処理室５に充填される。なお、バルブＶ２は開であるので、引き続きガスＢは供給されている。

このとき、制御部６０は、電力供給装置５１を制御することにより、プラズマ励起用の第１高周波を載置台８に供給する。処理室５には、載置台８に第１高周波が供給されることにより、プラズマＰが発生する。ウェハＷには、処理室５に発生したプラズマＰにより、例えば膜がエッチングされる（図１４，図１５：Ｓｔｅｐ６）。なお、Ｓｔｅｐ５およびＳｔｅｐ６にて供給されるガスＢの供給量は、Ｓｔｅｐ２およびＳｔｅｐ３において供給されるガスＡの供給量と等しいもしくは小さい供給量である。制御部６０は、ガスＢによる処理が終了すると、電力供給装置５１を制御することにより、処理室５に高周波電力が供給されることを停止する。すなわち、図１５に示すように、Ｓｔｅｐ６では、処理ガス供給源４２からのガスＢの供給量を調整しつつ引き続き供給しながら、天板３５が下降することにより、ガスＢを供給しながらガス拡散室３８に充填されたガスＢを用いて、プラズマＰによる処理が行われる。また、第１の速度より遅い第２の速度で天板３５が下降するため、単位時間あたりにガス拡散室３８から処理室５に供給されるガスＢの流量（流速）は、ガスＡの流量（流速）よりも小さくなる。

制御部６０は、ガス拡散室３８の容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５からガスＢを排気する（図１４，図１５：Ｓｔｅｐ７）。このとき、天板３５は下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ１，Ｖ２が閉、バルブＶ３，Ｖ４が開となっている。制御部６０は、以降、ガスＡの充填、ガスＡによる処理、排気、ガスＢの充填、ガスＢによる処理、排気といった具合に処理を繰り返す。

変形例３では、天板３５を下げつつ処理ガスを供給することで、ガス拡散室３８の容積を超える量のシャワー流量を制御できる。また、処理ガスの排気時間を短縮できる。

［変形例４］
次に、変形例４に係る基板処理方法について説明する。変形例４では、第２実施形態の基板処理装置１０において、天板３５の下降前に、天板３５が上端位置（Ｔｏｐ）の状態でプラズマＰを発生させて処理を開始し、所定時間経過後に処理ガスの供給を停止して天板３５の下降を開始する場合について説明する。つまり、変形例４は、第２実施形態に第１実施形態の変形例２を適用した場合の一例である。図１６は、変形例４における基板処理装置各部の動作状態の一例を示す図である。図１７は、変形例４における基板処理方法の一例を示すタイミングチャートである。なお、図１６，図１７では、処理の工程を「Ｓｔｅｐ」、天板３５を「Ｌｉｄ」、高周波電力を「ＲＦ」と表し、各工程におけるバルブＶ１～Ｖ４、高周波電力および動作の状態を表している。また、処理ガス供給源４１，４２は、それぞれガスＡおよびガスＢを供給するものとする。

変形例４に係る基板処理方法では、制御部６０は、バルブＶ１，Ｖ２を閉め、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を下げ、ガス拡散室３８の容積を減少させる。制御部６０は、開口部７が閉鎖され、ガス拡散室３８の容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５の雰囲気が所定の真空度になるように、排気口６を介して処理室５から気体を排気する（図１６，図１７：Ｓｔｅｐ１）。このとき、天板３５は下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ１，Ｖ２が閉、バルブＶ３，Ｖ４が開となっている。

続いて、制御部６０は、排気が完了すると、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を上げる。制御部６０は、天板３５を上端位置（Ｔｏｐ）まで移動させ、ガス拡散室３８の容積を増加させる。このとき、制御部６０は、処理ガス供給源４１およびバルブＶ１，Ｖ３を制御することにより、バルブＶ１が開、バルブＶ３が閉となってガスＡがガス導入口４０に供給される。ガスＡは、ガス導入口４０からガス拡散室３８に供給され、ガス拡散室３８で拡散される。つまり、ガスＡは、ガス拡散室３８に充填される（図１６，図１７：Ｓｔｅｐ２）。その後、ガスＡは、複数のガス供給孔３９を介してチャンバ１の処理室５にシャワー状に供給され、処理室５に充填される。

次に、制御部６０は、電力供給装置５１を制御することにより、プラズマ励起用の第１高周波を第１のパワーで載置台８に供給する。処理室５には、載置台８に第１高周波が供給されることにより、プラズマＰが発生する。ウェハＷには、処理室５に発生したプラズマＰにより、例えば膜が積層される（図１６，図１７：Ｓｔｅｐ３）。

続いて、制御部６０は、バルブＶ１，Ｖ３を制御することにより、バルブＶ１が閉、バルブＶ３が開となり、ガスＡの供給が停止される。制御部６０は、天板３５の駆動機構を制御して第１の速度で天板３５を下げ、ガス拡散室３８の容積を減少させる。ガスＡは、複数のガス供給孔３９を介してチャンバ１の処理室５にシャワー状に供給され、処理室５に充填される。ウェハＷには、引き続き、プラズマＰにより、例えば膜が積層される（図１６，図１７：Ｓｔｅｐ４）。制御部６０は、ガスＡによる処理が終了すると、電力供給装置５１を制御することにより、処理室５に高周波電力が供給されることを停止する。すなわち、図１７に示すように、Ｓｔｅｐ４では、処理ガス供給源４１からのガスＡの供給停止後に、第１の速度で天板３５が下降することにより、ガス拡散室３８に充填されたガスＡを用いて、プラズマＰによる処理が行われる。

制御部６０は、ガス拡散室３８の容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５からガスＡを排気する（図１６，図１７：Ｓｔｅｐ５）。このとき、天板３５は下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ１，Ｖ２が閉、バルブＶ３，Ｖ４が開となっている。

次に、制御部６０は、排気が完了すると、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を上げる。制御部６０は、天板３５を上端位置（Ｔｏｐ）まで移動させ、ガス拡散室３８の容積を増加させる。このとき、制御部６０は、処理ガス供給源４２およびバルブＶ２，Ｖ４を制御することにより、バルブＶ２が開、バルブＶ４が閉となってガスＢがガス導入口４０に供給される。ガスＢは、ガス導入口４０からガス拡散室３８に供給され、ガス拡散室３８で拡散される。つまり、ガスＢは、ガス拡散室３８に充填される（図１６，図１７：Ｓｔｅｐ６）。その後、ガスＢは、複数のガス供給孔３９を介してチャンバ１の処理室５にシャワー状に供給され、処理室５に充填される。

続いて、制御部６０は、電力供給装置５１を制御することにより、プラズマ励起用の第１高周波を第１のパワーより低い第２のパワーで載置台８に供給する。処理室５には、載置台８に第１高周波が供給されることにより、プラズマＰが発生する。ウェハＷには、処理室５に発生したプラズマＰにより、例えば膜がエッチングされる（図１６，図１７：Ｓｔｅｐ７）。

次に、制御部６０は、バルブＶ２，Ｖ４を制御することにより、バルブＶ２が閉、バルブＶ４が開となり、ガスＢの供給が停止される。制御部６０は、天板３５の駆動機構を制御して第１の速度より遅い第２の速度で天板３５を下げ、ガス拡散室３８の容積を減少させる。ガスＢは、複数のガス供給孔３９を介してチャンバ１の処理室５にシャワー状に供給され、処理室５に充填される。なお、Ｓｔｅｐ６およびＳｔｅｐ７にて供給されるガスＢの供給量は、Ｓｔｅｐ２およびＳｔｅｐ３において供給されるガスＡの供給量と等しいもしくは小さい供給量である。ウェハＷには、引き続き、プラズマＰにより、例えば膜がエッチングされる（図１６，図１７：Ｓｔｅｐ８）。制御部６０は、ガスＢによる処理が終了すると、電力供給装置５１を制御することにより、処理室５に高周波電力が供給されることを停止する。すなわち、図１７に示すように、Ｓｔｅｐ８では、処理ガス供給源４２からのガスＢの供給停止後に、天板３５が下降することにより、ガス拡散室３８に充填されたガスＢを用いて、プラズマＰによる処理が行われる。また、第１の速度より遅い第２の速度で天板３５が下降するため、単位時間あたりにガス拡散室３８から処理室５に供給されるガスＢの流量（流速）は、ガスＡの流量（流速）よりも小さくなる。

制御部６０は、ガス拡散室３８の容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５からガスＢを排気する（図１６，図１７：Ｓｔｅｐ９）。このとき、天板３５は下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ１，Ｖ２が閉、バルブＶ３，Ｖ４が開となっている。制御部６０は、以降、ガスＡの充填、ガスＡによる処理、排気、ガスＢの充填、ガスＢによる処理、排気といった具合に処理を繰り返す。

変形例４では、プラズマ処理の開始から所定時間経過後に処理ガスの供給を停止して天板３５の下降を開始するので、ガス拡散室３８の容積を超える量のシャワー流量を制御できる。また、処理ガスの排気時間を短縮できる。

［第３実施形態］
ガス拡散室３８は、複数の領域、例えば、中心部分と周縁部分とに分割され、それぞれ対応する天板により容積が変更されるような構成とすることができる。図１８は、第３実施形態における基板処理装置の一例を示す図である。図１８は、基板処理装置１０のガス拡散室３８を中心部分の第１のガス拡散室３８ａと、周縁部分の第２のガス拡散室３８ｂとに分割し、それぞれ天板３５ａ，３５ｂを設けた基板処理装置１０ａの一例である。なお、基板処理装置１０ａでは、基板処理装置１０と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成および動作の説明については省略する。

天板支持部３２ａは、例えばアルミニウムから形成されている。天板支持部３２ａの外周部分は、チャンバ１の側壁上部に配置可能なように円筒形に形成され、表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されている。天板支持部３２ａの中心部分は、シャワープレート３３ａの中心部分に対応するように円筒形に形成され、表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されている。天板支持部３２ａは、ベローズ３７ａと、ベローズ３７ｂ，３７ｃとを介して、天板３５ａ，３５ｂと接続されている。

シャワープレート３３ａは、導体で形成され、円板状に形成されている。シャワープレート３３ａは、載置台８に対向するように、かつ、シャワープレート３３ａの下面に沿う平面が載置台８の上面に沿う平面に対して概ね平行であるように、配置されている。シャワープレート３３ａは、さらに、チャンバ１の天井部に形成される開口を閉塞するように、配置されている。シャワープレート３３ａは、シャワープレート３３ａとチャンバ１とが導通されるように、天板支持部３２ａを介してチャンバ１に支持されている。

天板３５ａ，３５ｂは、導体で形成され、天板３５ａが円板状に、天板３５ｂが天板３５ａと同心円であるドーナツ状に形成されている。天板３５ａ，３５ｂは、シャワープレート３３ａに対向するように、かつ、天板３５ａ，３５ｂの下面に沿う平面がシャワープレート３３ａの上面に沿う平面に対して概ね平行であるように、配置されている。また、天板３５ａ，３５ｂは、それぞれ図示しない駆動機構を有する。シール材３６ａとシール材３６ｂ，３６ｃは、それぞれ天板３５ａ，３５ｂの周縁部と、天板支持部３２ａとの間の気密を保ちつつ、天板３５ａ，３５ｂを上下に動かした際に、天板３５ａ，３５ｂとともに移動する。天板３５ａ，３５ｂは、天板支持部３２ａ、シャワープレート３３ａ、および、シール材３６ａ，３６ｂ，３６ｃとともに、第１のガス拡散室３８ａと、第２のガス拡散室３８ｂとを形成している。

ベローズ３７ａ，３７ｂ，３７ｃは、伸縮可能に形成される。ベローズ３７ａとベローズ３７ｂ，３７ｃは、それぞれ天板支持部３２ａの上部に設けられたフランジ（上面部）と、天板３５ａ，３５ｂの上面とを接続している。天板３５ａ，３５ｂは、それぞれ駆動機構によって上下に移動される。すなわち、基板処理装置１０ａでは、天板３５ａ，３５ｂをそれぞれ上下動させることで、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂの容積をそれぞれ変更可能である。

シャワープレート３３ａには、処理室５と、第１のガス拡散室３８ａまたは第２のガス拡散室３８ｂとを連通させる複数のガス供給孔３９が形成されている。ガス導入口４６は、天板３５ａの中央に形成され、第１のガス拡散室３８ａに連通している。ガス導入口４７は、天板３５ｂの半径方向の中心部に形成され、第２のガス拡散室３８ｂに連通している。

基板処理装置１０ａでは、処理ガス供給源４１，４２は、バルブＶ７，Ｖ８をそれぞれ有するガス管とガス導入管とを介して、それぞれガス導入口４６，４７に接続されている。つまり、ガス導入管は、第１のガス拡散室３８ａにガスを導入する第１のガス導入管と、第２のガス拡散室３８ｂにガスを導入する第２のガス導入管とを有する。処理ガス供給源４１と第１のガス導入管は、バルブＶ７を有する第１のガス管を介して接続される。第１のガス導入管は、ガス導入口４６に接続されている。処理ガス供給源４２と第２のガス導入管は、バルブＶ８を有する第２のガス管を介して接続される。第２のガス導入管は、ガス導入口４７に接続されている。

処理ガス供給源４１，４２は、所定の処理ガスをガス導入口４６，４７に供給する。基板処理装置１０ａでは、例えば、種類が同一の処理ガスであるが、濃度の異なる処理ガスを、それぞれ処理ガス供給源４１，４２から供給し、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂにそれぞれ供給することができる。なお、基板処理装置１０ａでは、種類の異なる処理ガスを、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂにそれぞれ供給するようにしてもよい。つまり、基板処理装置１０ａは、複数の処理ガスを同時に処理室５に供給できる。

次に、第３実施形態に係る基板処理方法について説明する。図１９は、第３実施形態における基板処理方法の一例を示すタイミングチャートである。図１９は、第３実施形態の基板処理装置１０ａにおいて、第１実施形態と同様の処理パターンを適用した場合の一例である。なお、図１９では、処理の工程を「Ｓｔｅｐ」、天板３５ａ，３５ｂを「Ｌｉｄ」、高周波電力を「ＲＦ」と表し、各工程における動作の状態を表している。また、図１９のグラフでは、「Ｃｅｎｔｅｒ」、「Ｅｄｇｅ」が天板３５ａ，３５ｂにそれぞれ対応する。また、処理ガス供給源４１，４２は、それぞれガスＡおよびガスＢを供給するものとする。なお、ウェハＷの搬入、搬出および温度調整については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

第３実施形態に係る基板処理方法では、制御部６０は、バルブＶ７，Ｖ８を閉め、天板３５ａ，３５ｂの駆動機構を制御して天板３５ａ，３５ｂを下げ、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂの容積を減少させる。制御部６０は、開口部７が閉鎖され、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂの容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５の雰囲気が所定の真空度になるように、排気口６を介して処理室５から気体を排気する（図１９：Ｓｔｅｐ１）。このとき、天板３５ａ，３５ｂは下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ７，Ｖ８が閉となっている。

次に、制御部６０は、排気が完了すると、天板３５ａ，３５ｂの駆動機構を制御して天板３５ａ，３５ｂを上げる。制御部６０は、天板３５ａ，３５ｂを、それぞれ上昇させ、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂの容積を増加させる。このとき、天板３５ｂは、天板３５ａよりも高い位置に上昇させる。また、制御部６０は、処理ガス供給源４１，４２およびバルブＶ７，Ｖ８を制御することにより、バルブＶ７，Ｖ８が開となってガスＡ，ガスＢがガス導入口４６，４７に供給される。ガスＡは、ガス導入口４６から第１のガス拡散室３８ａに供給され、第１のガス拡散室３８ａで拡散される。つまり、ガスＡは、第１のガス拡散室３８ａに充填される。また、ガスＢは、ガス導入口４７から第２のガス拡散室３８ｂに供給され、第２のガス拡散室３８ｂで拡散される。つまり、ガスＢは、第２のガス拡散室３８ｂに充填される（図１９：Ｓｔｅｐ２）。なお、このとき供給されるガスＢの供給量は、ガスＡの供給量よりも大きい。

続いて、制御部６０は、バルブＶ７，Ｖ８を制御することにより、バルブＶ７，Ｖ８が閉となり、ガスＡおよびガスＢの供給が停止される。制御部６０は、天板３５ａ，３５ｂの駆動機構を制御して第１の速度にて天板３５ａを下げ、第１の速度より速い第２の速度にて天板３５ｂを下げることにより、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂの容積を減少させる。なお、第１の速度および第２の速度は、天板３５ａおよび３５ｂが同時に下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置するように設定される。ガスＡおよびガスＢは、複数のガス供給孔３９を介してチャンバ１の処理室５にシャワー状に供給される。ウェハＷの中心側にはガスＡが供給され、外周側にはガスＢが供給され、ガスＡおよびガスＢが処理室５に充填される。

このとき、制御部６０は、電力供給装置５１を制御することにより、プラズマ励起用の第１高周波を載置台８に供給する。処理室５には、載置台８に第１高周波が供給されることにより、プラズマＰが発生する。ウェハＷには、処理室５に発生したプラズマＰにより、例えば膜が積層される（図１９：Ｓｔｅｐ３）。制御部６０は、ガスＡおよびガスＢによる処理が終了すると、電力供給装置５１を制御することにより、処理室５に高周波電力が供給されることを停止する。すなわち、Ｓｔｅｐ３では、処理ガス供給源４１，４２からのガスＡおよびガスＢの供給停止後に、天板３５ａ，３５ｂが下降することにより、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂに充填されたガスＡおよびガスＢを用いて、プラズマＰによる処理が行われる。また、天板３５ｂは天板３５ａよりも速い速度で下降すること、および／または、第２のガス拡散室３８ｂに充填されたガスＢの量が第１のガス拡散室３８ａに充填されたガスＡより多いことから、ウェハＷの外周側に供給されるガスＢの流量は、中心側に供給されるガスＡの流量より大きくなる。

制御部６０は、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂの容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５からガスＡおよびガスＢを排気する（図１９：Ｓｔｅｐ４）。このとき、天板３５ａ，３５ｂは下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ７，Ｖ８が閉となっている。制御部６０は、以降、ガスＡおよびガスＢの充填、ガスＡおよびガスＢによる処理、排気といった具合に処理を繰り返す。

第３実施形態では、天板３５ａ，３５ｂを下げる速度を制御することで、処理室５に供給するガスＡおよびガスＢのシャワー流量を制御できる。また、処理ガスの排気時間を短縮できる。つまり、第３実施形態では、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂそれぞれへのガス供給量、および、天板３５ａ，３５ｂの下降タイミングや下降速度を最適化することで、処理性能の面内分布をアクティブに制御することができる。

［変形例５］
続いて、変形例５に係る基板処理方法について説明する。図２０は、変形例５における基板処理方法の一例を示すタイミングチャートである。図２０は、第３実施形態の基板処理装置１０ａにおいて、第１実施形態の変形例１と同様の処理パターンを適用した場合の一例である。なお、図２０では、処理の工程を「Ｓｔｅｐ」、天板３５ａ，３５ｂを「Ｌｉｄ」、高周波電力を「ＲＦ」と表し、各工程における動作の状態を表している。また、図２０のグラフでは、「Ｃｅｎｔｅｒ」、「Ｅｄｇｅ」が天板３５ａ，３５ｂにそれぞれ対応する。また、処理ガス供給源４１，４２は、それぞれガスＡおよびガスＢを供給するものとする。なお、ウェハＷの搬入、搬出および温度調整については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

変形例５に係る基板処理方法では、制御部６０は、バルブＶ７，Ｖ８を閉め、天板３５ａ，３５ｂの駆動機構を制御して天板３５ａ，３５ｂを下げ、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂの容積を減少させる。制御部６０は、開口部７が閉鎖され、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂの容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５の雰囲気が所定の真空度になるように、排気口６を介して処理室５から気体を排気する（図２０：Ｓｔｅｐ１）。このとき、天板３５ａ，３５ｂは下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ７，Ｖ８が閉となっている。

次に、制御部６０は、排気が完了すると、天板３５ａ，３５ｂの駆動機構を制御して天板３５ａ，３５ｂを上げる。制御部６０は、天板３５ａ，３５ｂを、それぞれ上昇させ、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂの容積を増加させる。このとき、天板３５ｂは、天板３５ａよりも高い位置に上昇させる。また、制御部６０は、処理ガス供給源４１，４２およびバルブＶ７，Ｖ８を制御することにより、バルブＶ７，Ｖ８が開となってガスＡ，ガスＢがガス導入口４６，４７に供給される。ガスＡは、ガス導入口４６から第１のガス拡散室３８ａに供給され、第１のガス拡散室３８ａで拡散される。つまり、ガスＡは、第１のガス拡散室３８ａに充填される。また、ガスＢは、ガス導入口４７から第２のガス拡散室３８ｂに供給され、第２のガス拡散室３８ｂで拡散される。つまり、ガスＢは、第２のガス拡散室３８ｂに充填される（図２０：Ｓｔｅｐ２）。

続いて、制御部６０は、天板３５ａ，３５ｂの駆動機構を制御して第１の速度にて天板３５ａを下げ、第１の速度より速い第２の速度にて天板３５ｂを下げることにより、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂの容積を減少させる。なお、第１の速度および第２の速度は、天板３５ａおよび３５ｂが同時に下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置するように設定される。ガスＡおよびガスＢは、複数のガス供給孔３９を介してチャンバ１の処理室５にシャワー状に供給される。ウェハＷの中心側にはガスＡが供給され、外周側にはガスＢが供給され、ガスＡおよびガスＢが処理室５に充填される。なお、バルブＶ７，Ｖ８は開であるので、引き続きガスＡおよびガスＢは供給されている。

このとき、制御部６０は、電力供給装置５１を制御することにより、プラズマ励起用の第１高周波を載置台８に供給する。処理室５には、載置台８に第１高周波が供給されることにより、プラズマＰが発生する。ウェハＷには、処理室５に発生したプラズマＰにより、例えば膜が積層される（図２０：Ｓｔｅｐ３）。なお、Ｓｔｅｐ２およびＳｔｅｐ３にて供給されるガスＢの供給量は、ガスＡの供給量よりも大きい。制御部６０は、ガスＡおよびガスＢによる処理が終了すると、電力供給装置５１を制御することにより、処理室５に高周波電力が供給されることを停止する。また、制御部６０は、バルブＶ７，Ｖ８を制御することにより、バルブＶ７，Ｖ８が閉となり、ガスＡおよびガスＢの供給が停止される。すなわち、Ｓｔｅｐ３では、処理ガス供給源４１，４２からのガスＡおよびガスＢの供給量を調整しつつ引き続き供給しながら、天板３５ａ，３５ｂが下降する。これにより、Ｓｔｅｐ３では、ガスＡおよびガスＢを供給しながら第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂに充填されたガスＡおよびガスＢを用いて、プラズマＰによる処理が行われる。また、天板３５ｂは天板３５ａよりも速い速度で下降すること、および／または、第２のガス拡散室３８ｂに充填されたガスＢの量が第１のガス拡散室３８ａに充填されたガスＡより多いことから、ウェハＷの外周側に供給されるガスＢの流量は、中心側に供給されるガスＡの流量より大きくなる。

制御部６０は、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂの容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５からガスＡおよびガスＢを排気する（図２０：Ｓｔｅｐ４）。このとき、天板３５ａ，３５ｂは下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ７，Ｖ８が閉となっている。制御部６０は、以降、ガスＡおよびガスＢの充填、ガスＡおよびガスＢによる処理、排気といった具合に処理を繰り返す。

変形例５では、天板３５ａ，３５ｂを下げつつ処理ガスを供給することで、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂの容積を超える量のシャワー流量を制御できる。また、処理ガスの排気時間を短縮できる。

［変形例６］
続いて、変形例６に係る基板処理方法について説明する。図２１は、変形例６における基板処理方法の一例を示すタイミングチャートである。図２１は、第３実施形態の基板処理装置１０ａにおいて、第１実施形態の変形例２と同様の処理パターンを適用した場合の一例である。なお、図２１では、処理の工程を「Ｓｔｅｐ」、天板３５ａ，３５ｂを「Ｌｉｄ」、高周波電力を「ＲＦ」と表し、各工程における動作の状態を表している。また、図２１のグラフでは、「Ｃｅｎｔｅｒ」、「Ｅｄｇｅ」が天板３５ａ，３５ｂにそれぞれ対応する。また、処理ガス供給源４１，４２は、それぞれガスＡおよびガスＢを供給するものとする。なお、ウェハＷの搬入、搬出および温度調整については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

変形例６に係る基板処理方法では、制御部６０は、バルブＶ７，Ｖ８を閉め、天板３５ａ，３５ｂの駆動機構を制御して天板３５ａ，３５ｂを下げ、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂの容積を減少させる。制御部６０は、開口部７が閉鎖され、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂの容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５の雰囲気が所定の真空度になるように、排気口６を介して処理室５から気体を排気する（図２１：Ｓｔｅｐ１）。このとき、天板３５ａ，３５ｂは下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ７，Ｖ８が閉となっている。

次に、制御部６０は、排気が完了すると、天板３５ａ，３５ｂの駆動機構を制御して天板３５ａ，３５ｂを上げる。制御部６０は、天板３５ａ，３５ｂを、それぞれ上昇させ、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂの容積を増加させる。このとき、天板３５ｂは、天板３５ａよりも高い位置に上昇させる。また、制御部６０は、処理ガス供給源４１，４２およびバルブＶ７，Ｖ８を制御することにより、バルブＶ７，Ｖ８が開となってガスＡ，ガスＢがガス導入口４６，４７に供給される。ガスＡは、ガス導入口４６から第１のガス拡散室３８ａに供給され、第１のガス拡散室３８ａで拡散される。つまり、ガスＡは、第１のガス拡散室３８ａに充填される。また、ガスＢは、ガス導入口４７から第２のガス拡散室３８ｂに供給され、第２のガス拡散室３８ｂで拡散される。つまり、ガスＢは、第２のガス拡散室３８ｂに充填される（図２１：Ｓｔｅｐ２）。その後、ガスＡおよびガスＢは、複数のガス供給孔３９を介してチャンバ１の処理室５にシャワー状に供給され、処理室５に充填される。

続いて、制御部６０は、電力供給装置５１を制御することにより、プラズマ励起用の第１高周波を載置台８に供給する。処理室５には、載置台８に第１高周波が供給されることにより、プラズマＰが発生する。ウェハＷには、処理室５に発生したプラズマＰにより、例えば膜が積層される（図２１：Ｓｔｅｐ３）。なお、Ｓｔｅｐ２およびＳｔｅｐ３にて供給されるガスＢの供給量は、ガスＡの供給量よりも大きい。

次に、制御部６０は、バルブＶ７，Ｖ８を制御することにより、バルブＶ７，Ｖ８が閉となり、ガスＡおよびガスＢの供給が停止される。制御部６０は、天板３５ａ，３５ｂの駆動機構を制御して第１の速度にて天板３５ａを下げ、第１の速度より速い第２の速度にて天板３５ｂを下げることにより、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂの容積を減少させる。なお、第１の速度および第２の速度は、天板３５ａおよび３５ｂが同時に下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置するように設定される。ガスＡおよびガスＢは、複数のガス供給孔３９を介してチャンバ１の処理室５にシャワー状に供給される。ウェハＷの中心側にはガスＡが供給され、外周側にはガスＢが供給され、ガスＡおよびガスＢが処理室５に充填される。ウェハＷには、引き続き、プラズマＰにより、例えば膜が積層される（図２１：Ｓｔｅｐ４）。制御部６０は、ガスＡおよびガスＢによる処理が終了すると、電力供給装置５１を制御することにより、処理室５に高周波電力が供給されることを停止する。すなわち、Ｓｔｅｐ４では、処理ガス供給源４１，４２からのガスＡおよびガスＢの供給停止後に、天板３５ａ，３５ｂが下降することにより、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂに充填されたガスＡおよびガスＢを用いて、プラズマＰによる処理が行われる。

制御部６０は、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂの容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５からガスＡおよびガスＢを排気する（図２１：Ｓｔｅｐ５）。このとき、天板３５ａ，３５ｂは下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ７，Ｖ８が閉となっている。制御部６０は、以降、ガスＡおよびガスＢの充填、ガスＡおよびガスＢによる処理、排気といった具合に処理を繰り返す。

変形例６では、プラズマ処理の開始から所定時間経過後に処理ガスの供給を停止して天板３５ａ，３５ｂの下降を開始するので、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂの容積を超える量のシャワー流量を制御できる。また、処理ガスの排気時間を短縮できる。

［変形例７］
続いて、変形例７に係る基板処理方法について説明する。図２２Ａ～図２２Ｆは、変形例７における基板処理方法の一例を示す図である。図２２Ａ～図２２Ｆは、基板処理装置１０の処理ガス供給源４１，４２とバルブＶ１，Ｖ２との間に、バルブＶ５，Ｖ６と、ガスバッファ４４，４５とを備え、バルブＶ３，Ｖ４を削除した基板処理装置１０ｂの一例である。なお、基板処理装置１０ｂでは、基板処理装置１０と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成および動作の説明については省略する。

図２３は、変形例７における基板処理装置各部の動作状態の一例を示す図である。なお、図２３では、処理の工程を「Ｓｔｅｐ」、天板３５を「Ｌｉｄ」、高周波電力を「ＲＦ」と表し、各工程におけるバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ５，Ｖ６、高周波電力および動作の状態を表している。また、処理ガス供給源４１，４２は、それぞれガスＡおよびガスＢを供給するものとする。

変形例７に係る基板処理方法では、図２２Ａに示すように、制御部６０は、バルブＶ１，Ｖ２を閉め、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を下げ、ガス拡散室３８の容積を減少させる。制御部６０は、開口部７が閉鎖され、ガス拡散室３８の容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５の雰囲気が所定の真空度になるように、排気口６を介して処理室５から気体を排気する（図２３：Ｓｔｅｐ１）。このとき、天板３５は下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ１，Ｖ２が閉、バルブＶ５，Ｖ６が開となり、ガスバッファ４４，４５にはガスＡ，ガスＢがそれぞれ貯留されている。

次に、図２２Ｂに示すように、制御部６０は、排気が完了すると、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を上げる。制御部６０は、天板３５を上端位置（Ｔｏｐ）まで移動させ、ガス拡散室３８の容積を増加させる。このとき、制御部６０は、バルブＶ１を制御することにより、バルブＶ１が開となって、ガスバッファ４４に貯留されたガスＡがガス導入口４０に供給される。ガスＡは、ガス導入口４０からガス拡散室３８に供給され、ガス拡散室３８で拡散される。つまり、ガスＡは、ガス拡散室３８に充填される（図２３：Ｓｔｅｐ２）。

続いて、図２２Ｃに示すように、制御部６０は、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を下げ、ガス拡散室３８の容積を減少させる。ガスＡは、複数のガス供給孔３９を介してチャンバ１の処理室５にシャワー状に供給され、処理室５に充填される。なお、バルブＶ１は開であるので、引き続きガスＡは供給されている。

このとき、制御部６０は、電力供給装置５１を制御することにより、プラズマ励起用の第１高周波を載置台８に供給する。処理室５には、載置台８に第１高周波が供給されることにより、プラズマＰが発生する。ウェハＷには、処理室５に発生したプラズマＰにより、例えば膜が積層される（図２３：Ｓｔｅｐ３）。制御部６０は、ガスＡによる処理が終了すると、電力供給装置５１を制御することにより、処理室５に高周波電力が供給されることを停止する。すなわち、Ｓｔｅｐ３では、処理ガス供給源４１およびガスバッファ４４からのガスＡの供給量を調整しつつ引き続き供給しながら、天板３５が下降することにより、ガスＡを供給しながらガス拡散室３８に充填されたガスＡを用いて、プラズマＰによる処理が行われる。

次に、図２２Ｄに示すように、制御部６０は、バルブＶ１を制御することにより、バルブＶ１が閉となり、ガスＡの供給が停止される。なお、ガスＡは、バルブＶ１が閉となるので、ガスバッファ４４への貯留が開始される。制御部６０は、ガス拡散室３８の容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５からガスＡを排気する（図２３：Ｓｔｅｐ４）。このとき、天板３５は下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ１，Ｖ２が閉、バルブＶ５，Ｖ６が開となっている。

次に、図２２Ｅに示すように、制御部６０は、排気が完了すると、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を上げる。制御部６０は、天板３５を上端位置（Ｔｏｐ）まで移動させ、ガス拡散室３８の容積を増加させる。このとき、制御部６０は、バルブＶ２を制御することにより、バルブＶ２が開となって、ガスバッファ４５に貯留されたガスＢがガス導入口４０に供給される。ガスＢは、ガス導入口４０からガス拡散室３８に供給され、ガス拡散室３８で拡散される。つまり、ガスＢは、ガス拡散室３８に充填される（図２３：Ｓｔｅｐ５）。

続いて、図２２Ｆに示すように、制御部６０は、天板３５の駆動機構を制御して天板３５を下げ、ガス拡散室３８の容積を減少させる。ガスＢは、複数のガス供給孔３９を介してチャンバ１の処理室５にシャワー状に供給され、処理室５に充填される。なお、バルブＶ２は開であるので、引き続きガスＢは供給されている。

このとき、制御部６０は、電力供給装置５１を制御することにより、プラズマ励起用の第１高周波を載置台８に供給する。処理室５には、載置台８に第１高周波が供給されることにより、プラズマＰが発生する。ウェハＷには、処理室５に発生したプラズマＰにより、例えば膜がエッチングされる（図２３：Ｓｔｅｐ６）。制御部６０は、ガスＢによる処理が終了すると、電力供給装置５１を制御することにより、処理室５に高周波電力が供給されることを停止する。すなわち、Ｓｔｅｐ６では、処理ガス供給源４２およびガスバッファ４５からのガスＢの供給量を調整しつつ引き続き供給しながら、天板３５が下降することにより、ガスＢを供給しながらガス拡散室３８に充填されたガスＢを用いて、プラズマＰによる処理が行われる。

次に、制御部６０は、バルブＶ２を制御することにより、バルブＶ２が閉となり、ガスＢの供給が停止される。なお、ガスＢは、バルブＶ２が閉となるので、ガスバッファ４５への貯留が開始される。制御部６０は、ガス拡散室３８の容積が小さくなっているときに、排気装置２を制御することにより、処理室５からガスＢを排気する（図２３：Ｓｔｅｐ７）。このとき、天板３５は下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）に位置し、バルブＶ１，Ｖ２が閉、バルブＶ５，Ｖ６が開となっている。制御部６０は、以降、ガスＡの充填、ガスＡによる処理、排気、ガスＢの充填、ガスＢによる処理、排気といった具合に処理を繰り返す。

変形例７では、処理ガスの供給時にガスバッファ４４，４５に貯留されたガスＡ，ガスＢを供給するので、シャワー流量を制御できるだけでなく、処理ガスの供給時間も短縮できる。すなわち、変形例７では、プロセスの処理時間を短縮できる。

以上、第１実施形態によれば、基板処理装置１０は、第１の膨張工程と、第１のガス供給工程と、第１のプラズマ処理工程と、第１の電力停止工程とを有する基板処理方法を実行する。第１の膨張工程は、ガス拡散室３８の体積を増加させる。第１のガス供給工程は、第１のガスをガス拡散室３８に供給する。第１のプラズマ処理工程は、高周波電源（電力供給装置５１）から高周波電力を供給し、基板を収容する処理室５にプラズマを発生させるとともに、ガス拡散室３８の体積を減少させる。第１の電力停止工程は、第１のプラズマ処理工程の後に、高周波電力の供給を停止する。その結果、シャワー流量を制御できる。

また、第１実施形態によれば、基板処理装置１０が実行する基板処理方法は、第１のガス供給工程と第１のプラズマ処理工程との間に、第１のガスのガス拡散室３８への供給を停止する第１のガス停止工程を有する。その結果、シャワー流量を制御できる。

また、変形例１によれば、基板処理装置１０が実行する基板処理方法は、第１のプラズマ処理工程と第１の電力停止工程との間に、第１のガスのガス拡散室３８への供給を停止する第２のガス停止工程を有する。その結果、ガス拡散室３８の容積を超える量のシャワー流量を制御できる。

また、変形例２によれば、基板処理装置１０が実行する基板処理方法は、第１のプラズマ処理工程中に、第１のガスのガス拡散室３８への供給を停止する第３のガス停止工程を有する。その結果、ガス拡散室３８の容積を超える量のシャワー流量を制御できる。

また、第１実施形態によれば、第１のプラズマ処理工程において、ガス拡散室３８の体積を減少させる速度を変化させる。その結果、シャワー流量を制御できる。

また、第２実施形態によれば、基板処理装置１０が実行する基板処理方法は、第１の電力停止工程の後に、第２の膨張工程と、第２のガス供給工程と、第２のプラズマ処理工程と、第２の電力停止工程とを有する。第２の膨張工程は、ガス拡散室３８の体積を増加させる。第２のガス供給工程は、第２のガスをガス拡散室３８に供給する。第２のプラズマ処理工程は、高周波電力を供給し、処理室５にプラズマを発生させるとともに、ガス拡散室３８の体積を減少させる。第２の電力停止工程は、第２のプラズマ処理工程の後に、高周波電力の供給を停止する。その結果、２種類のガスについて、それぞれシャワー流量を制御できる。

また、第２実施形態によれば、第２のガス供給工程と第２のプラズマ処理工程との間に、第２のガスのガス拡散室３８への供給を停止する第４のガス停止工程を有する。その結果、２種類のガスについて、それぞれシャワー流量を制御できる。

また、変形例３によれば、第２のプラズマ処理工程と第２の電力停止工程との間に、第２のガスのガス拡散室３８への供給を停止する第５のガス停止工程を有する。その結果、２種類のガスについて、それぞれガス拡散室３８の容積を超える量のシャワー流量を制御できる。

また、変形例４によれば、第２のプラズマ処理工程中に、第２のガスのガス拡散室３８への供給を停止する第６のガス停止工程を有する。その結果、２種類のガスについて、それぞれガス拡散室３８の容積を超える量のシャワー流量を制御できる。

また、第２実施形態によれば、第１のプラズマ処理工程におけるガス拡散室３８の体積を減少させる速度と、第２のプラズマ処理工程におけるガス拡散室３８の体積を減少させる速度とが異なる。その結果、２種類のプラズマ処理について、それぞれシャワー流量を異なる流量に制御できる。

また、第１実施形態によれば、ガス拡散室３８は、天板３５を有し、基板処理装置１０が実行する基板処理方法は、天板３５を下降させる速度を変化させることによりガス拡散室３８の体積を減少させる速度を変化させる。その結果、シャワー流量を制御できる。

また、第３実施形態によれば、ガス拡散室３８は、複数の領域に分割された天板３５ａ，３５ｂを有し、複数の天板３５ａ，３５ｂにそれぞれ対応する第１のガス拡散室３８ａと第２のガス拡散室３８ｂとに分割される。また、第１のプラズマ処理工程は、第１のガス拡散室３８ａおよび第２のガス拡散室３８ｂそれぞれの体積を減少させる。その結果、複数のガスのシャワー流量を制御できる。

また、第３実施形態によれば、第１のガス拡散室３８ａの体積を減少させる速度と、第２のガス拡散室３８ｂの体積を減少させる速度とが異なる。その結果、複数のガスのシャワー流量をそれぞれ異なる流量に制御できる。

また、変形例７によれば、第１のガス供給工程は、第１のガスをガス拡散室３８の手前に接続された第１のガスバッファに貯め、第１のガスをガス拡散室３８に供給する際に、第１のガスバッファに貯められた第１のガスをガス拡散室３８に供給する。その結果、シャワー流量を制御できるだけでなく、処理ガスの供給時間も短縮できる。

また、変形例７によれば、第２のガス供給工程は、第２のガスをガス拡散室３８の手前に接続された第２のガスバッファに貯め、第２のガスをガス拡散室３８に供給する際に、第２のガスバッファに貯められた第２のガスをガス拡散室３８に供給する。その結果、シャワー流量を制御できるだけでなく、処理ガスの供給時間も短縮できる。

また、第１実施形態によれば、第１の膨張工程と、第１のガス供給工程と、第１のプラズマ処理工程と、第１～第３のいずれか１つのガス停止工程と、第１の電力停止工程とを複数回繰り返す。その結果、繰り返し処理においてシャワー流量を制御できる。

また、第２実施形態によれば、第１の膨張工程と、第１のガス供給工程と、第１のプラズマ処理工程と、第１～第３のいずれか１つのガス停止工程と、第１の電力停止工程と、第２の膨張工程と、第２のガス供給工程と、第２のプラズマ処理工程と、第４～第６のいずれか１つのガス停止工程と、第２の電力停止工程とを複数回繰り返す。その結果、繰り返し処理においてシャワー流量を制御できる。

また、第２実施形態によれば、第１のガスは、複数のガスを混合させたガスであり、第２のガスは、複数のガスの混合比が第１のガスとは異なる。その結果、複数のガスの混合比が異なるガスについて、それぞれシャワー流量を制御できる。

今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形体で省略、置換、変更されてもよい。

例えば、第１実施形態、変形例１および変形例２においては、１種類の処理ガスを用いて同一処理を繰り返す工程を例示したが、これに限られない。処理ガス供給源４１として複数種のガスを用意し、これら複数種のガスを混合させたガスを用いて処理を行ってもよい。また、これら複数種のガスを混合させたガスによる処理と、当該ガスの混合比率を変えたガスによる処理とを繰り返してもよい。さらに、ガスＡによる処理を行った後、異なるガスにより異なる処理を引き続き行ってもよい。例えば、処理ガス供給源４１から供給されたガスＡによる成膜処理を行った後、処理ガス供給源４１から供給された別のガスによりクリーニング処理を行ってもよい。また、ガスＡによる処理を行った後、異なるガスにより同じ処理を引き続き行ってもよい。例えば、処理ガス供給源４１から供給されたガスＡによりメインエッチングを行った後、処理ガス供給源４１から供給された別のガスによりオーバーエッチングを行ってもよい。すなわち、複数種の異なるガスを用いて、複数種の異なる処理または同一処理における複数のステップを行うにあたり、本開示を適用することができる。これらは、処理ガス供給源４２も用いる他の実施形態および変形例においても同様である。ただし、原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）法のような異なるガスによる処理を頻繁に繰り返す処理を行う場合は、配管内に残留するガスの置換を要さないため、処理ガス供給源４１に加え処理ガス供給源４２を用いるのが望ましい。

また、上記した各実施形態では、天板３５を上端位置（Ｔｏｐ）から下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）まで下げる速度を第１の速度として一定にしているが、これに限られない。天板３５が上端位置（Ｔｏｐ）から下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）まで下がる間に、天板３５を下げる速度を第１の速度から第１の速度とは異なる第２の速度に変更してもよい。すなわち、天板３５を下げる速度を複数回に分けて変化させてもよい。

また、上記した各実施形態では、天板３５を下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）から上端位置（Ｔｏｐ）まで上昇させているが、下端位置（Ｂｏｔｔｏｍ）より高い位置であれば、上端位置（Ｔｏｐ）まで上昇させなくてもよい。ガス拡散室に充填したガス量、処理に要する時間および／または天板３５の下降速度に応じて、天板３５の上昇位置は適宜設定してもよい。

また、処理ガス供給源４１および４２を用いる実施形態および変形例においては、ガス拡散室に充填させるガスＡとガスＢの量が異なる例で説明したが、同じであってもよい。

また、第３実施形態、変形例６および変形例７においては、天板３５ａおよび３５ｂをそれぞれ異なる速度で下げる例で説明したが、同じ速度で下げてもよい。

また、上記した各実施形態では、基板処理装置１０の一例として、容量結合型プラズマ処理装置を挙げたが、これに限定されない。プラズマ源としては、例えば、誘導結合プラズマ、マイクロ波プラズマ、マグネトロンプラズマ等、任意のプラズマ源を用いることができる。

また、上記した各実施形態では、基板処理装置１０の一例として、プラズマ処理装置を挙げたが、これに限定されない。例えば、プラズマを用いずに、原子層堆積（ＡＬＤ）法のような複数の処理ガスを交互に繰り返して処理を行う基板処理装置にも適用することができる。

１ チャンバ
２ 排気装置
４ 支持部材
５ 処理室
６ 排気口
８ 載置台
１０，１０ａ，１０ｂ 基板処理装置
１１ 支持台
１２ 静電チャック
２１ チラー
２５ 伝熱ガス供給源
３１ ガス供給部
３２，３２ａ 天板支持部
３３，３３ａ シャワープレート
３５，３５ａ，３５ｂ 天板
３６，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ シール材
３７，３７ａ，３７ｂ，３７ｃ ベローズ
３８ ガス拡散室
３８ａ 第１のガス拡散室
３８ｂ 第２のガス拡散室
３９ ガス供給孔
４０，４６，４７ ガス導入口
４１，４２ 処理ガス供給源
４３ ガス導入管
４４，４５ ガスバッファ
５１ 電力供給装置
６０ 制御部
Ｖ１～Ｖ８ バルブ
Ｗ ウェハ

Claims (18)

1. ガス拡散室の体積を増加させる第１の膨張工程と、
   第１のガスを前記ガス拡散室に供給する第１のガス供給工程と、
   高周波電源から高周波電力を供給し、基板を収容する処理室にプラズマを発生させるとともに、前記ガス拡散室の体積を減少させる第１のプラズマ処理工程と、
   前記第１のプラズマ処理工程の後に、前記高周波電力の供給を停止する第１の電力停止工程と、
   を有する基板処理方法。
2. 前記第１のガス供給工程と前記第１のプラズマ処理工程との間に、前記第１のガスの前記ガス拡散室への供給を停止する第１のガス停止工程を有する、
   請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記第１のプラズマ処理工程と前記第１の電力停止工程との間に、前記第１のガスの前記ガス拡散室への供給を停止する第１のガス停止工程を有する、
   請求項１に記載の基板処理方法。
4. 前記第１のプラズマ処理工程中に、前記第１のガスの前記ガス拡散室への供給を停止する第１のガス停止工程を有する、
   請求項１に記載の基板処理方法。
5. 前記第１のプラズマ処理工程において、前記ガス拡散室の体積を減少させる速度を変化させる、
   請求項１～４のいずれか１つに記載の基板処理方法。
6. 前記第１の電力停止工程の後に、前記ガス拡散室の体積を増加させる第２の膨張工程と、
   第２のガスを前記ガス拡散室に供給する第２のガス供給工程と、
   前記高周波電力を供給し、前記処理室にプラズマを発生させるとともに、前記ガス拡散室の体積を減少させる第２のプラズマ処理工程と、
   前記第２のプラズマ処理工程の後に、前記高周波電力の供給を停止する第２の電力停止工程と、
   を有する、
   請求項１～５のいずれか１つに記載の基板処理方法。
7. 前記第２のガス供給工程と前記第２のプラズマ処理工程との間に、前記第２のガスの前記ガス拡散室への供給を停止する第２のガス停止工程を有する、
   請求項６に記載の基板処理方法。
8. 前記第２のプラズマ処理工程と前記第２の電力停止工程との間に、前記第２のガスの前記ガス拡散室への供給を停止する第２のガス停止工程を有する、
   請求項６に記載の基板処理方法。
9. 前記第２のプラズマ処理工程中に、前記第２のガスの前記ガス拡散室への供給を停止する第２のガス停止工程を有する、
   請求項６に記載の基板処理方法。
10. 前記第１のプラズマ処理工程における前記ガス拡散室の体積を減少させる速度と、前記第２のプラズマ処理工程における前記ガス拡散室の体積を減少させる速度とが異なる、
    請求項６～９のいずれか１つに記載の基板処理方法。
11. 前記ガス拡散室は、天板を有し、
    前記天板を下降させる速度を変化させることにより前記ガス拡散室の体積を減少させる速度を変化させる、
    請求項５または１０に記載の基板処理方法。
12. 前記ガス拡散室は、複数の天板を有し、前記複数の天板にそれぞれ対応する第１のガス拡散室と第２のガス拡散室とに分割され、
    前記第１のプラズマ処理工程は、前記第１のガス拡散室および前記第２のガス拡散室それぞれの体積を減少させる、
    請求項１～１１のいずれか１つに記載の基板処理方法。
13. 前記第１のガス拡散室の体積を減少させる速度と、前記第２のガス拡散室の体積を減少させる速度とが異なる、
    請求項１２に記載の基板処理方法。
14. 前記第１のガス供給工程は、前記第１のガスを前記ガス拡散室の手前に接続された第１のガスバッファに貯め、前記第１のガスを前記ガス拡散室に供給する際に、前記第１のガスバッファに貯められた前記第１のガスを前記ガス拡散室に供給する、
    請求項６～１０のいずれか１つに記載の基板処理方法。
15. 前記第２のガス供給工程は、前記第２のガスを前記ガス拡散室の手前に接続された第２のガスバッファに貯め、前記第２のガスを前記ガス拡散室に供給する際に、前記第２のガスバッファに貯められた前記第２のガスを前記ガス拡散室に供給する、
    請求項６～１０，１４のいずれか１つに記載の基板処理方法。
16. 前記第１の膨張工程と、前記第１のガス供給工程と、前記第１のプラズマ処理工程と、第１のガス停止工程と、前記第１の電力停止工程とを複数回繰り返す、
    請求項１～５のいずれか１つに記載の基板処理方法。
17. 前記第１の膨張工程と、前記第１のガス供給工程と、前記第１のプラズマ処理工程と、第１のガス停止工程と、前記第１の電力停止工程と、前記第２の膨張工程と、前記第２のガス供給工程と、前記第２のプラズマ処理工程と、第２のガス停止工程と、前記第２の電力停止工程とを複数回繰り返す、
    請求項６～１０，１４，１５のいずれか１つに記載の基板処理方法。
18. 前記第１のガスは、複数のガスを混合させたガスであり、
    前記第２のガスは、前記複数のガスの混合比が前記第１のガスとは異なる、
    請求項６～１０，１４，１５，１７のいずれか１つに記載の基板処理方法。

Images