KR102186773B1 - 플라스마 처리 장치 및 플라스마 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 처리의 효율을 향상시킨 플라스마 처리 장치 또는 플라스마 처리 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 플라스마를 이용해서 상기 웨이퍼를 처리하는 플라스마 처리 장치로서, 상기 처리가 두 처리 스텝과 이들 사이의 연결 스텝을 구비한 것이며, 처리 스텝 중에 처리실 내에 처리용의 가스를 공급하는 제1 가스 공급 유닛 및 연결 스텝 중에 처리실 내에 연결 스텝용의 가스를 공급하는 제2 가스 공급 유닛과, 두 처리 스텝 및 연결 스텝 사이의 이행에 있어서 제1 가스 공급 유닛으로부터의 처리용의 가스 및 제2 가스 공급 유닛으로부터의 연결 스텝용의 가스의 처리실에의 공급을 전환하는 가스 전환 유닛과, 연결 스텝 중에 공급되는 연결 스텝용의 가스의 유량을 두 처리 스텝 중 후처리 스텝 중에 공급되는 처리용의 가스의 공급량과 동등하다고 간주할 수 있는 유량으로 조절하는 제어부를 구비한다.

Description

플라스마 처리 장치 및 플라스마 처리 방법{PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PLASMA PROCESSING METHOD}
본 발명은, 진공 용기 내부의 처리실 내에 배치된 반도체 웨이퍼 등의 기판 형상의 시료를 당해 처리실 내에 공급된 가스를 이용해서 형성한 플라스마에 의해 처리하는 플라스마 처리 장치 및 플라스마 처리 방법에 관한 것이며, 특히 처리실 내에 공급하는 서로 다른 조성의 처리용의 가스를 전환해서 시료를 처리하는 플라스마 처리 장치 및 플라스마 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스를 양산해서 제조하는 공정에 있어서, 반도체 웨이퍼 등의 기판 형상의 시료를 감압된 진공 용기 내부의 처리실 내에 배치하고 당해 처리실 내에 형성한 플라스마를 이용해서 소정의 처리, 예를 들면 에칭 처리하는 것이 종래부터 행해져 왔다. 최근의 반도체 디바이스의 회로가 더욱 미세화되는데 수반해서, 상기 플라스마를 이용한 처리, 예를 들면 에칭 처리에 대해서 요구되는 가공의 정밀도는 ㎚의 오더로부터 Å의 오더로 옮겨지고 있다.
플라스마를 이용한 시료의 처리에 대한 이와 같은 요구를 실현하는데, 서로 다른 조건의 전후 두 처리의 공정(스텝)을 한쪽으로부터 다른 쪽으로 계속해서 행하는 처리, 또한 이들 스텝을 복수 회 반복해서 실시하는 처리를 행하여, 시료 표면의 막 구조 중의 처리 대상의 막층의 에칭에 기여하는 스텝 각각의 시간을 짧게 함에 의해서, 처리의 제어성의 향상을 도모하는 것이 생각되고 있다. 한편, 이와 같은 시료를 처리하기 위한 복수 스텝끼리의 사이에서 플라스마의 소실과 형성을 행하면 플라스마의 점화와 안정에 시간을 요하므로, 처리 전체의 시간을 보다 단축하기 위하여 전(前)스텝으로부터 후스텝으로 연속해서 플라스마를 형성한 채로 이행시키는 것이 행해진다.
그러나, 이와 같이 연속적으로 플라스마의 형성(방전)을 행하는 경우에는, 전스텝과 후스텝 간에 있어서 가스의 종류나 공급의 양, 압력 등의 처리의 조건이 변경되는 영향이 전후의 스텝에 미치게 되어, 처리의 재현성이나 기차(機差)가 발생해 버린다는 것이 문제로 되어 있었다.
이와 같은 문제를 해결하기 위한 종래의 기술로서는, 예를 들면, 일본 특개2007-287924호 공보(특허문헌 1)에 개시된 것이 알려져 있었다. 본 예에 있어서는, 플라스마 처리 장치는, 진공 용기 내부의 감압된 처리실 내에 서로 다른 종류나 조성의 에칭 가스를 이용하는 스텝 간에서 방전을 계속하는 것에 있어서, 전후의 처리의 스텝끼리의 사이에 불활성 가스를 이용해서 방전을 계속하는 이행 스텝을 구비한 처리를 행함으로써, 전후의 처리의 스텝의 경계를 포함하는 전후의 기간에 서로 다른 에칭 가스가 혼재함에 의한 악영향을 억제해서, 상기 재현성이나 기차를 억제하려고 하는 것이 개시되어 있다.
또한, 일본 특개2008-091651호 공보(특허문헌 2)에는, 처리실의 상부에 배치되어 그 천장면을 구성하고 처리용의 가스가 도입되는 도입 구멍이 배치된 샤워 플레이트에 있어서, 가스 유량이나 가스 압력을 재현성 좋게 고속으로 또한 원활하게 가스를 처리실에 도입하는 준비 가스 라인과 드라이 펌프에 배기하기 위한 가스 라인을 갖고, 그것을 밸브로 전환함에 의해서, 프로세스 가스의 고속 제어를 실현하는 것이 개시되어 있다.
일본 특개2007-287924호 공보 일본 특개2008-091651호 공보
상기한 종래 기술에서는, 다음의 점에 대하여 고려가 불충분하였기 때문에 문제가 발생했다.
즉, 상기한 종래 기술은 불활성 가스를 이용한 이행 스텝 시에 하나의 매스 플로 컨트롤러(가스 유량 또는 속도의 조절기)에서, 전스텝의 압력 조건으로 되도록 유량을 맞춘 후, 그 매스 플로 컨트롤러에서 유량의 변경을 행하여 다음의 스텝의 압력 조건에 맞추는 것을 행하고 있었다. 그때에, 하나의 매스 플로 컨트롤러에서 유량의 변경을 행하기 때문에, 그 유량이 변경되고 그 후의 배관 내부의 압력이 정정되기까지의 시간이 길어져 버린다. 이로부터, 각각에서 서로 다른 가스의 유량의 크기로 처리되는 복수의 처리의 공정이 계속해서 실시되는 처리에 있어서는, 만약 같은 종류의 가스를 이용하는 것이어도, 전후의 두 공정에 있어서 공급되는 가스의 양을 변경하기 위한 시간(이행 스텝)이 그 처리 전체에 요하는 시간에서 가장 긴 등의 그 스텝의 시간이 처리의 시간에 최대의 영향을 부여하는(율속(律速)하는) 것인 경우에는, 당해 이행 스텝이 길어지면 처리 전체에 요하는 시간을 길게 해서 시료의 처리의 단위 시간당의 매수(소위 스루풋)나 처리의 효율이 손상되어 버린다는 문제가 발생했다.
이들 가스의 공급량의 변경에 요하는 시간을 저감하기 위하여, 전후 스텝 각각의 조건으로 조절된 가스의 공급 수단을 구비해 두고, 각각의 스텝에서 대응하는 가스의 공급 수단을 전환해서 가스를 공급함으로써, 하나의 가스의 공급이 행하는 조건의 변경에 요하는 시간보다 짧은 시간에 가스의 공급의 조건을 전환하는 것을 생각할 수 있다. 예를 들면, 전후의 서로 다른 처리의 스텝에서 가스의 유량을 변경하는 경우에는, 두 가스의 공급 경로와 각각의 위에 배치된 매스 플로 컨트롤러를 구비하고, 앞에 행해지는 스텝 중에 한쪽의 가스의 공급 경로로부터 한쪽의 공급의 조건에서 공급함과 함께, 한쪽의 가스의 공급 경로로부터 분리된 상태의 다른 쪽의 가스의 공급 경로 상의 매스 플로 컨트롤러가 미리 후스텝에 있어서의 조건으로 되도록 유량을 조절하고, 전스텝이 종료하고 다음의 스텝의 개시 전에 가스의 공급 경로를 한쪽으로부터 다른 쪽의 것으로 전환함으로써, 일반적으로 유량의 변경에 시간을 요하는 하나의 매스 플로 컨트롤러를 이용하는 경우보다 단시간에 가스의 공급을 전환할 수 있다. 그러나, 이와 같은 경우에는, 하나의 처리실 내에 만약 같은 종류의 가스를 공급하는 것이어도 유량이 서로 다르면 매스 플로 컨트롤러를 복수 요하게 되어, 장치의 제조 비용이 증대하거나, 매스 플로 컨트롤러 수납하기 위한 스페이스를 종래보다 요하기 때문에 장치의 점유 면적이 증대한다는 문제가 발생한다.
또한, 상기 종래 기술은, 공급되는 가스의 유량이나 압력을 고속으로 전환하기 위하여, 당해 가스가 처리실에 공급되는 공급용의 가스 라인과 진공 용기 외부에 배치된 배기 펌프와 연통(連通)되고 가스가 처리실에 공급되지 않고 배기되는 배기용의 가스 라인을 가진 가스 공급 유닛을 구비하고, 처리실 내의 처리의 조건에 따라서 가스원으로부터 매스 플로 컨트롤러를 통한 가스의 공급을 밸브로 전환하는 조절이 행해진다. 그러나, 가스 공급 유닛 내에서, 복수의 가스종을 사용하는 조건에 있어서 전환을 행하는 경우에는, 혼합된 가스가 배기용의 가스 라인에 흘려보내지고 있는 상태로부터 공급용의 가스 라인에 흘려보내지도록 밸브로 전환되었을 때에, 전환되어 처리실에 공급되는 가스는 처리실 내의 조건에 맞춰서 혼합되기 때문에, 그때에 가스 라인 내에서 압력의 변동이 발생해 버려서, 실제로 처리실에 공급되어야 할 조건으로부터 어긋나 버려서 처리의 결과가 허용 범위 외의 것으로 되어 버리거나, 이것을 방지하기 위하여 압력이 안정되어 요구되는 조건에 합치할 때까지 처리실 내에의 도입을 대기하는 경우에는, 오히려 전환에 요하는 시간이 길어져 처리의 효율이 손상되어 버리거나 하는 문제가 발생했다.
또한, 이행 스텝 중에 있어서의 챔버 내의 압력 및 가변 콘덕턴스 밸브의 개도(開度)의 값을 다음의 스텝의 개시 시 혹은 스텝 중의 것과 같게 되도록, 이행 스텝 중에 처리실 내에 공급되는 불활성 가스의 유량이 조정되어 있지만, 이행 스텝 중 또는 다음의 스텝에의 이행에 있어서 처리실 내에 공급되는 가스가 불활성 가스로부터 처리용의 가스로 전환되었을 때에, 가스의 종류 혹은 조성의 변화에 의해 매스 플로 컨트롤러로부터 샤워 플레이트까지의 가스 라인 내에서의 흐름이 변동되어 버린다. 이 때문에, 만약 이행 스텝 중에 압력이 다음의 스텝의 것에 맞춰져 있어도, 이행 스텝으로부터 다음의 스텝에의 이행 혹은 전환 시에 챔버 내의 압력이 변동되고 가스의 유량도 소기의 것으로부터 어긋나 버려서, 다음의 스텝의 처리에 악영향을 미쳐 버려서, 시료의 처리의 수율이 손상되어 버리는 문제에 대하여, 상기 종래 기술에서는 고려되어 있지 않았다.
본 발명의 목적은, 처리실 내에 공급되는 가스의 조건을 단시간에 변경해서 처리의 효율을 향상시킨 플라스마 처리 장치 또는 플라스마 처리 방법을 제공하는 것에 있다. 혹은, 처리의 수율을 향상시킨 플라스마 처리 장치 또는 플라스마 처리 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적은, 진공 용기 내부에 배치되고 감압된 내측에서 플라스마가 형성되는 처리실과, 이 처리실의 아래쪽에 배치되고 처리의 대상인 웨이퍼가 그 상면에 놓여서 유지되는 시료대를 구비하고, 상기 플라스마를 이용해서 상기 웨이퍼를 처리하는 플라스마 처리 장치로서, 상기 처리가 두 처리 스텝과 이들 사이의 연결 스텝을 구비한 것이며, 상기 처리 스텝 중에 상기 처리실 내에 상기 처리용의 가스를 공급하는 제1 가스 공급 유닛 및 연결 스텝 중에 상기 처리실 내에 상기 처리용의 가스와 다른 연결 스텝용의 가스를 공급하는 제2 가스 공급 유닛과, 상기 제1 및 제2 가스 공급 유닛과 상기 진공 용기에 연결되어 상기 처리용의 가스 및 상기 연결 스텝용의 가스가 상기 처리실 내에 도입되는 가스 도입로와, 상기 두 처리 스텝 및 상기 연결 스텝 사이의 이행에 있어서 상기 제1 가스 공급 유닛으로부터의 처리용의 가스 및 제2 가스 공급 유닛으로부터의 연결 스텝용의 가스의 처리실에의 공급을 전환하는 가스 전환 유닛과, 상기 연결 스텝 중에 상기 가스 도입로에 공급되는 상기 연결 스텝용의 가스의 유량을 당해 연결 스텝용의 가스의 상기 가스 도입로 상의 소정의 개소 및 그 출구측에서 상기 처리실에 도입되는 개소의 압력이 상기 두 처리 스텝 중 다음(後)의 처리 스텝 중에 공급되는 상기 처리용의 가스의 상기 소정의 개소 및 출구측의 개소의 압력과 동등하게 되도록 조절하는 제어부를 구비함에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 단시간 스텝 시에 있어서의 과제인 프로세스 성능의 재현성 악화나 기차를 저감할 수 있다. 또한, 이행 스텝 중에 샤워 플레이트로부터 매스 플로 컨트롤러까지의 프로세스 가스 라인의 흐름을, 불활성 가스로 프로세스 가스를 모의하여, 사전에 안정화할 수 있으므로, 실제 프로세스 가스 전환 시의 프로세스 가스 라인의 변동 및 그것에 의한 챔버 내 압력 변동을 억제하여, 단시간 스텝을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라스마 처리 장치의 구성의 개략을 나타내는 종단면도.
도 2는 도 1에 나타내는 실시예에 따른 플라스마 처리 장치의 매칭 회로(12)의 구성을 모식적으로 나타내는 회로 블록도.
도 3은 도 1에 나타내는 실시예에 따른 플라스마 처리 장치가 실시하는 웨이퍼의 처리를 구성하는 복수의 공정의 흐름을 나타내는 표.
도 4는 도 1에 나타내는 실시예에 따른 플라스마 처리 장치가 실시하는 처리 스텝 A에 있어서의 가스 전환 유닛의 가스의 흐름을 모식적으로 나타내는 도면.
도 5는 도 1에 나타내는 실시예에 따른 플라스마 처리 장치가 실시하는 이행 스텝에 있어서의 가스 전환 유닛의 가스의 흐름을 모식적으로 나타내는 도면.
도 6은 도 1에 나타내는 실시예에 따른 플라스마 처리 장치가 실시하는 처리 스텝 B에 있어서의 가스 전환 유닛의 가스의 흐름을 모식적으로 나타내는 도면.
도 7은 도 1에 나타내는 실시예에 따른 플라스마 처리 장치가 실시하는 처리의 공정의 각 스텝에 있어서의 이행 스텝 가스의 유량을 보정하는 방법을 모식적으로 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 챔버 압력과 가스 라인 압력을 나타내는 도면.
본 실시형태에 따른 플라스마 처리 장치는, 가스가 처리실에 공급되는 공급용의 가스 라인과 진공 용기 외부에 배치된 배기 펌프와 연통되어 가스가 처리실에 공급되지 않고 배기되는 배기용의 가스 라인을 가진 가스 공급 유닛을 구비하고, 처리실 내의 처리의 조건에 따라서 가스원으로부터 매스 플로 컨트롤러를 통한 가스의 공급을 가스 공급 유닛에 구비된 적어도 하나의 밸브로 전환하는 구성을 구비하고 있다.
그러나, 이와 같은 구성에서는, 가스 공급 유닛 내에서, 복수의 가스종을 사용하는 조건에 있어서 전환을 행하는 경우에는, 혼합된 가스가 배기용의 가스 라인에 흘려보내지고 있는 상태로부터 공급용의 가스 라인에 흘려보내지도록 밸브로 전환되었을 때에 전환되어 처리실에 공급되는 가스를 처리실 내의 조건에 맞춰서 혼합하면, 그때에 가스 라인 내에서 압력의 변동이 발생해 버려서, 실제로 처리실에 공급되어야 할 조건으로부터 어긋나 버려서 처리의 결과가 허용 범위 외의 것으로 되어 버릴 우려가 있다. 또한, 이것을 방지하기 위하여, 가스의 압력이 안정되어 요구되는 조건에 합치할 때까지 처리실 내에의 도입을 대기하면, 오히려 전환에 요하는 시간이 길어져 처리의 효율이 손상되어 버리는 문제가 발생한다.
또한, 상기한 압력의 변동은 밸브를 개폐할 때의 응답성의 불균일에 영향을 받는다. 이와 같은 불균일을 억제하기 위하여, 먼저 드라이 펌프에서 배기하는 측의 가스 라인의 밸브, 예를 들면 솔레노이드 밸브를 닫는 것을 생각할 수 있지만, 솔레노이드 밸브를 개폐하는 속도는 이와 같은 밸브와 밸브를 잇는 관로의 길이나 굵기 등의 치수에 의존하는 것이고, 실제의 장치에서는 0.2초(이하 s) 가까이 걸리는 것도 있다. 종래의 기술에서는, 밸브의 열림 또는 닫힘의 동작에 요하는 시간이나, 밸브와 이것에 대해서 동작 지령의 신호를 발신하는 제어 장치 사이의 통신에 요하는 시간을 고려하고 있지 않았다.
통신을 위한 시간은 0.1s∼0.2s 정도의 불균일이 있기 때문에, 동작에 요하는 시간 및 통신에 요하는 시간의 불균일을 고려한 여유의 시간(마진)을 취하여 지령을 발신해야만 하고, 경우에 따라서는 열림 또는 닫힘의 동작의 종료하는 원하는 시각보다 0.5s 정도 전에 밸브가 열림 혹은 닫힘으로 되고, 그때의 집적 블록 내에서의 압력 상승이 일으키는 압력 변동이 과제로 되어 있었다.
또한, 임의의 가스 라인 상에서 가스의 공급을 전환하는 시각보다 0.5s 이상 전에 밸브를 닫는 것으로 하고, 또한, 다음으로 흘려보내는 가스의 매스 플로 컨트롤러의 기동 시간과 밸브가 닫히는 가스 라인 내의 밸브 닫힘 후로부터 압력이 정정될 때까지의 시간을 마진으로서 고려하는 것이 필요하게 되고, 예를 들면 이들이 각각 1s인 경우에는, 전환에 의해 새롭게 가스가 흘려보내지는 가스 라인에는 가스를 전환하는 소기의 시각의 2.5s 이상 전부터 가스를 흘려보내기 시작할 필요가 있게 된다. 종래 기술에서는 이와 같은 이유때문에, 보다 짧은 시간에 처리실 내에 가스를 전환해서 공급할 수 있는 기술의 실현이 과제로 되어 있었다.
또한, 가스 라인의 개폐를 하는 밸브로서 솔레노이드 밸브가 직접적으로 실장된 것을 이용함으로써, 보다 단시간에, 예를 들면 15ms 정도로, 라인 간에서의 가스의 공급을 전환할 수 있지만, 솔레노이드 밸브를 직접 밸브에 실장하는 만큼의 가스 공급 유닛 내의 점유 스페이스가 커지는 것에 더하여, 그것에 수반하는 밸브 하나당의 비용 상승이 문제로 된다.
또한, 플라스마 처리 장치에 있어서, 시료의 처리에 의한 가공의 정밀도를 높이는데 처리실 내에서 원하는 처리의 조건을 응답성 좋게 실현하는 과제를 달성하기 위해서는, 매스 플로 컨트롤러 및 이것이 배치된 가스 라인을 개폐하는 밸브를 포함하는 가스 공급 유닛으로부터의 진공 용기 또는 그 내부의 처리실의 입구까지의 처리용의 가스 라인의 길이가 짧은 편이 바람직하고, 이 때문에 가스 공급 유닛 본체가 처리실에 가까운 편이 바람직하다. 그러나, 최근의 플라스마 처리 장치에서는, 복수 종류의 가스를 이용하는, 특히 시료를 처리실 내에 저장, 배치하고 나서 서로 다른 조건의 다수의 스텝의 처리를 계속해서 시료를 취출하지 않고 행하도록 하는 요구에 대응해서 다수의 종류의 가스가 도입 가능하게 된 체적이 큰 가스 공급 유닛이 구비되고, 이와 같은 부품의 유닛을 진공 용기에 가까운 위치에 배치하는 것은 곤란함이 커서, 실제의 플라스마 처리 장치에서는 1m 정도이거나 그 이상의 길이의 배관이 필요하게 되어 있었다.
또한, 처리실 내에 공급하는 가스를 전환해서 처리하는 경우에는, 전환해서 처리실 내에 공급되는 서로 다른 조성의 복수의 처리용 가스의 유량 및 처리실 내의 압력 이외의 다른 처리의 조건에 대하여, 그 재현성이나 진공 용기 내부에 처리실을 갖는 다른 처리 유닛과의 기차가 문제로 된다. 예를 들면, 처리의 조건으로 되는 파라미터로서는, 플라스마 생성용의 마이크로파 전력의 정합(整合), 자계를 형성하는 코일에 공급되는 전류량, 시료에 바이어스 형성용의 고주파 전력을 공급하고 있는 경우에는 그 전력의 정합 등을 들 수 있다.
또한, 이들 파라미터는, 각각에서 그 값을 증감하는 지령 신호의 입력에 대해서 서로 다른 과도 응답 시간을 갖고 있고, 이들이 재현성의 악화나 기차를 일으키는 요인으로 되어 있다. 예를 들면, 종래 기술에 따른 플라스마 처리 장치에서는, 일반적으로 마이크로파 전력의 정합에 요하는 시간은 최대 0.2s 정도 필요하고, 코일의 전류의 과도 응답에 있어서의 정정에 요하는 시간은 최대로 2s 정도, 바이어스용의 고주파 전력의 정합에는 0.5s 정도의 시간을 요한다고 생각할 수 있다. 플라스마 처리 장치에 있어서, 단속(斷續)해서 계속해서 실시되는 서로 다른 조건의 처리 스텝 각각에 맞춰서 처리실에 공급하는 서로 다른 유량 또는 조성의 가스를 전환해서 시료를 처리하는 처리의 각 스텝 간의 이행의 기간을 짧게 하면, 스텝 간의 이행 공정의 기간에 대한 상기 파라미터의 과도 응답 시간의 비율이 증대하고, 나아가서는 과도 응답이 후스텝의 개시 시에 및, 원하는 처리의 조건에서 처리가 개시되지 않아 처리의 조건 혹은 가공 후의 형상의 재현성이 악화하거나 기차가 증대할 우려가 있었다.
본 발명의 실시형태는, 진공 배기 장치가 하부에 접속된 진공 용기 내부에 배치되고 내외가 기밀하게 밀봉된 처리실과, 진공 용기 상부의 덮개를 구성하고 플라스마를 형성하기 위한 전계가 투과되는 유전체창과, 처리실의 아래쪽에 배치되고 피처리재인 반도체 웨이퍼 등의 기판 형상의 시료를 그 상면에 재치(載置) 가능한 시료대와, 유전체창의 아래쪽에서 처리실의 천장면을 구성하고 시료대의 상면에 대향해서 배치된 샤워 플레이트와, 샤워 플레이트에 배치된 가스 도입 구멍에 연결되고 처리실 내에 처리용의 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과, 당해 유전체창으로부터 투과되는 전계를 도입하는 전계 도입부와, 전계와 상호 작용을 일으켜서 플라스마를 발생시키기 위하여 처리실 내에 공급되는 자계를 형성하는 자계 형성부를 구비하고 시료를 플라스마를 이용해서 에칭 처리하는 플라스마 처리 장치이다. 또한, 당해 플라스마 처리 장치는, 가스 공급 유닛으로부터 샤워 플레이트를 경유해서 감압 처리실에 프로세스 가스를 공급하는 하나의 가스 공급 라인 상에 가스 공급 유닛으로부터의 유량 또는 조성이 서로 다른 복수의 가스로 전환해서 공급하는 전환 기구를 구비하고 있다.
가스 전환 기구는, 진공 용기 내부의 처리실에 연결되어 연통된 가스 도입 라인과, 가스 도입 라인에 연결되어 연통되고 에칭 처리용 가스가 처리실을 향해서 통류(通流)하는 하나의 에칭 가스 라인 및 처리의 복수의 스텝 간의 스텝(이행 스텝)에 처리실에 공급되는 연결 가스가 처리실을 향해서 통류하는 하나의 연결 가스 도입 라인과, 연결 가스 도입 라인 및 에칭 가스 라인 각각과 러핑 배기 라인 사이를 연결해서 접속된 하나의 버림 가스 라인과, 에칭 가스 라인으로부터의 에칭 가스의 공급과 연결 가스 라인으로부터의 연결 가스의 공급을, 가스 도입 라인 및 배기 라인 사이에서 전환하는 네 밸브를 구비하고 있다. 또한, 바람직한 실시형태는, 가스 도입 라인과 그 내측의 압력을 검지하는 압력계와, 버림 가스 라인 내의 압력을 검지하는 압력계와, 버림 가스 라인 상에 배치된 가변 콘덕턴스 밸브와, 가스 도입 라인 내와 버림 가스 라인 내에서 압력을 동등하게 하도록 가변 콘덕턴스 밸브의 동작을 조절하는 압력 제어기를 구비하고 있다.
본 실시형태에서는, 가스 전환 기구를 이용해서 이행 스텝을 사이에 두고 단속적으로 서로 다른 조건에서 실시되는 두 스텝 각각이 개시하기 전의 연결 스텝 중에 있어서, 각 스텝에 이용되는 종류, 조성 혹은 유량의 가스를 미리 버림 가스 라인으로 통류해서 배기해서 에칭 가스 라인 중의 흐름을 안정시킨 상태(정상인 상태)로 하며, 또한 당해 버림 가스 라인의 압력을 조절해서 가스 도입 라인 내의 압력과 동등하게 되도록 해둔다. 이것에 의해, 각 스텝의 개시에 있어서 가스 도입 라인에 도입하는 가스를 에칭 가스 라인으로부터의 가스로 전환했을 때에, 가스 도입 라인 나아가서는 처리실 천장면의 샤워 플레이트의 가스 도입 구멍으로부터 도입되는 에칭 가스의 유량이나 처리실 내의 압력의 변동이 저감되고, 원활하게 혹은 단시간에서의 연결 전환이 실현되어 다음의 처리 스텝을 개시할 수 있어, 처리의 효율과 처리 후의 가공 형상의 정밀도가 향상한다.
또한, 가스 전환 기구는, 가스 흐름의 방향에 대하여, 에칭 가스 라인 상의 전환용의 밸브로부터 가스 도입 라인 상의 압력계까지의 배관 길이 및 직경 프로파일이 전환용의 밸브부로부터 버림 가스 라인 상의 압력계까지의 것과 동등하게 되도록 설계되어 있다. 이 구성에 있어서, 연결 스텝 중에 공급되는 연결 가스의 유량을 가스종의 특성을 고려하여 보정함에 의해, 다음의 처리 스텝의 가스 흐름을 모의할 수 있고, 연결 스텝 기간 중에 에칭 가스 라인 내에서 당해 모의한 가스의 흐름을 안정화함으로써, 다음의 스텝의 개시에 있어서의 가스의 전환 후의 가스 도입 라인 또는 처리실 내의 압력이 안정될(정정될) 때까지의 시간이 단축된다.
또한, 가스 전환 기구는 가스 공급 유닛의 내부가 아닌 다른 개소에 배치해도 된다. 이것에 의해, 용적이 큰 솔레노이드 밸브를 밸브에 실장한 고속 전환용의 밸브를 이용할 수 있고, 밸브의 응답 지연을 고려해서 개폐의 전환 타이밍을 어긋나게 할 필요가 없어 전환 스텝의 단시간화가 실현될 수 있다.
또한, 전후의 처리 스텝에서 동종의 가스 혹은 같은 유량을 사용하는 경우에 있어서도 처리 스텝 간의 연결 스텝의 단시간화를 실현할 수 있다. 이에 더하여, 가스 공급 유닛 내는 종래와 같은 동작으로 되므로, 가스 공급 유닛 내의 밸브를 고가의 고속 전환용의 밸브로 치환할 필요가 없어지고, 또한 가스 전환 기구부만 고속 전환용 밸브를 이용하면 되므로, 제품 비용을 싸게 억제할 수 있다.
또한, 가스 공급 유닛과 처리실 사이에 가스 전환 유닛이 배치됨에 의해, 복수의 종류의 가스를 사용하는 경우에 있어서도, 복수 종류의 가스가 혼합된 처리용의 가스가 에칭 가스 라인으로부터 버림 가스 라인으로 통류시키면서 당해 가스의 흐름을 안정되게 한 후에 가스의 전환이 행해진다. 이 때문에, 종래 기술과 같이 가스의 전환 시에 다시 가스가 혼합되지 않고, 그때에 일어나는 가스 도입 라인에서의 압력의 변동이 억제된다.
본 실시형태에 따른 플라스마 처리 장치에 있어서 처리되는 시료의 공정은, 보다 상세하게는, 당해 처리의 공정을 구성하는 두 처리 스텝 A 및 처리 스텝 B와, 이들 사이에 연결 스텝으로서 실시되는 이행 스텝을 구비하고 있다. 이행 스텝에서는, 시료 상면에 바이어스 전위를 형성하기 위한 고주파 전력이 정지(OFF)로 되고, 다음의 처리 스텝 B의 처리의 조건에 마이크로파 전력, 코일에 공급되는 전류의 양, 처리실 내의 압력 등의 파라미터가 합치하도록 조절됨과 함께, 처리 스텝 B의 처리의 조건으로서의 공급되는 하나의 종류의 가스 또는 복수 종류의 것이 혼합되는 처리용의 가스의 유량 또는 복수 종류로 구성되는 경우에는 (각 종류의 가스의 유량비나 분압을 포함하는) 조성의 차이를 고려해서 점성으로 보정한 동등 유량의 Ar 등의 희가스(불활성 가스)가 가스 도입 라인으로 전환해서 공급되어 처리실 내에 도입된다.
이행 스텝 중에 마이크로파 전력이나 코일에의 전류량, 처리실 내의 압력이나 가스의 유량이나 라인 내부의 압력 등의 파라미터가 전처리 스텝 A의 것으로부터 다음의 처리 스텝 B의 것으로 변경된다. 이것에 의해, 마이크로파 전력의 정합이나 코일에 공급되는 전류값의 정정에 요하는 시간이나, 이들 과도 응답이 다음의 처리 스텝 B에 부여하는 재현성이나 기차에의 악영향을 저감할 수 있다. 또한, 바이어스 전위 형성용 고주파 전력에 대한 정합은, 바이어스 전위 형성용의 고주파 전원과 시료대 내부의 전극 사이의 급전(給電) 경로 상에 배치된 바이어스 전력의 정합(매칭) 회로의 매칭값이, 당해 고주파 전력이 정지(OFF)의 상태 사이에 다음의 처리 스텝 B의 매칭값에 미리 합치하도록 조절된다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 이용해서 설명한다.
〔실시예 1〕
이하, 본 발명의 실시예에 대하여, 도 1 내지 도 8을 이용해서 설명한다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 플라스마 처리 장치의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 도면이다. 특히, 본 실시예에 따른 플라스마 처리 장치는, 처리실 내에 공급된 처리용의 가스를 당해 처리실 내에 정보의 유전체제의 창으로부터 이것을 투과시켜서 도입된 마이크로파의 전계와, 처리실의 위쪽 및 옆쪽 주위를 둘러싸서 외측에 배치된 솔레노이드 코일 등의 전자석에 의해 형성되고 처리실 내에 공급된 자계와의 상호 작용에 의해 ECR(Electron Cyclotron Resonance)하여, 처리실 내에 도입된 처리용 가스의 원자 또는 분자를 여기(勵起), 해리시켜서 생성한 플라스마를 이용해서 반도체 웨이퍼 등의 기판 형상의 시료 상면에 미리 형성된 마스크층을 포함하는 막 구조에 포함되는 처리 대상의 막층을 포함하는 막 구조의 에칭을 행하는 플라스마 에칭 처리 장치이다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 플라스마 처리 장치의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다. 이 도면에 있어서, 플라스마 처리 장치는, 원통형 또는 이것으로 간주할 수 있을 정도의 근사한 형상을 갖고 그 원통형의 측벽의 상부가 개방된 진공 용기(1)와, 진공 용기(1) 아래쪽에서 이 저면과 접속되어 배치된 터보 분자 펌프(20)와 가변 콘덕턴스 밸브(18)를 갖는 배기 장치와, 진공 용기(1)의 위쪽 및 옆쪽에 배치되어 진공 용기(1) 내부의 당해 처리실(4) 내에 플라스마를 형성하기 위하여 공급되는 전계 및 자계를 형성하는 플라스마 형성부를 구비하고 있다.
진공 용기(1)는 그 상부의 원통형 측벽의 상단부 위쪽에 놓여 진공 용기(1)를 구성하는 유전체(예를 들면 석영)제의 원판 형상의 유전체창(3)을 구비하고 있고, 유전체창(3)은 그 외주연부의 이면을 상기 측벽의 상단부 상면과 대향시켜서 이들 사이에 O링 등의 시일 부재를 사이에 두고 그 위에 놓이고, 시일 부재가 상하로부터 압압됨으로써 시일 부재를 사이에 둔 내측의 감압되는 처리실(4)과 외측의 대기압으로 되는 분위기 사이를 기밀하게 밀봉하고 있다.
또한, 진공 용기(1) 내부의 원통형의 측벽의 내측에는 배기 장치와 연통되어 당해 배기 장치의 동작에 의해 감압되고, 처리 가스를 이용한 플라스마가 형성되는 공간인 처리실(4)이 배치되어 있다. 유전체창(3)의 아래쪽에는, 처리실(4)의 천장면을 구성하는 석영 등의 유전체제의 원판 형상을 가진 샤워 플레이트(2)가 배치되어 있다. 샤워 플레이트(2)의 중앙부에는 처리실(4) 내에 처리용 가스를 도입하기 위한 관통 구멍이 복수 개 배치되어 있다.
샤워 플레이트(2)와 유전체창(3) 사이에는 이들에 의해 상하가 사이에 두어진 공간이 배치되어 있다. 진공 용기(1) 외부에는 가스를 처리실(4)에 공급하는 가스 공급 유닛(16)이 배치되고, 상기 공간 내부와 배관을 포함하는 가스 도입 라인(24)을 통해서 연통되고, 진공 용기(1)와 연결되어 있다. 가스 공급 유닛(16)에서 유량 또는 속도가 조절되어 공급된 가스는, 가스 도입 라인(24)을 통하여 공간에 유입되고, 이 내부에서 확산된 후에, 샤워 플레이트(2)의 관통 구멍을 통해 처리실(4) 내에 도입된다.
진공 용기(1)의 위쪽 및 옆쪽에는, 처리실(4) 내에 플라스마를 생성하기 위한 전계를 형성하는 전계 형성부 및 자계를 형성하는 자계 형성부를 포함하는 플라스마 형성부가 배치되어 있다. 전계 형성부는, 유전체창(3)의 위쪽에 배치되고 마이크로파의 전계를 전파하는 도파관(6)과 도파관(6)의 하단부 아래쪽에서 유전체창(3) 상면을 저면으로 해서 위쪽에 배치되고 도파관(6)으로부터의 전계가 도입되는 원통형의 공동 공진부를 구비하고 있다.
도파관(6)은, 하부는 그 축이 상하 방향으로 연재(延在)한 원통형을 갖는 원형 도파관부와, 이 원형 도파관 상단부와 그 일단측 부분이 접속되고 그 축이 수평 방향으로 연재하는 단면 직사각형 형상의 방형 도파관부를 구비하고 있다. 방형 도파관부의 타단부에는 도파관(6) 내에 전송되는 마이크로파의 전계를 발진해서 형성하기 위한 마이크로파 발생용 전원(8)이 배치되어 있다.
본 실시예에서의 도파관(6)을 전파하는 전계의 주파수는 2.45GHz의 마이크로파가 이용되고 있지만, 특별히 한정되지 않는다. 마이크로파의 전계는, 방형 도파관부의 타단부에서 발진되어 형성되고 수평 방향으로 전파해서 일단부에서 방향을 하향으로 바꿔서 원형 도파관부를 아래쪽으로 전파해서 공동 공진부(7)에 도입되고, 이 공동 공진부(7) 내에서 확산되어 특정의 모드가 여진(勵振)되고 유전체창(3) 및 샤워 플레이트(2)를 투과해서 처리실(4)의 위쪽으로부터 도입된다.
처리실(4)의 외주부이며 유전체창(3)의 위쪽 및 진공 용기(1)의 원통 형상 부분의 측벽의 외주측에는, 자계 형성부로서 직류 전류가 공급되는 솔레노이드 코일(9)이 배치되어 있다. 처리실(4) 내에 도입된 전계와, 직류 전류가 공급된 솔레노이드 코일(9)로부터 형성되어 처리실(4) 내에 도입된 자계는, 처리실(4) 내에 상호 작용에 의한 ECR을 일으켜, 처리실(4) 내에 도입된 가스의 원자 또는 분자가 여기하거나 혹은 해리해서 처리실(4) 내의 샤워 플레이트(2)의 아래쪽의 공간에 플라스마가 생성된다.
처리실(4)의 아래쪽이며 샤워 플레이트(2) 하면 아래쪽에는 그 상면을 대향시켜서 배치된 시료대(10)가 배치되어 있다. 이 시료대(10)는, 대략 원통 형상을 갖고 그 상면이며 처리 대상의 웨이퍼(11)가 놓인 면에는 용사법에 의해서 형성된 유전체제의 막(도시 생략)이 배치되어 있고, 그 유전체의 막 내부에 배치된 적어도 하나의 막 형상의 전극에 고주파 필터(14)를 통해서 직류 전원(15)이 접속되어 직류 전력이 공급 가능하게 구성되어 있다. 또한, 시료대(10)의 내부에는, 원판 또는 원통 형상의 도체제의 기재가 배치되고, 당해 기재가 매칭 회로(12)를 통해서 고주파 전원(13)이 접속되어 고주파 전력이 공급 가능하게 구성되어 있다.
진공 용기(1)의 아래쪽에, 진공 배기 장치를 구성하는 가변 콘덕턴스 밸브(18)와 그 아래쪽의 터보 분자 펌프(20)가 배치되고, 터보 분자 펌프(20)의 출구와 배기용 배관에 의해 연결되어 연통된 드라이 펌프(19)가 구비되어 있다. 진공 용기(1) 내의 처리실(4)의 저면이며 시료대(10)의 아래쪽에는, 원형을 갖고 그 중심이 위쪽의 시료대(10)의 축과 합치 또는 그렇다고 간주할 수 있을 정도로 근사한 위치에 배치된 진공 배기구(5)가 배치되고, 가변 콘덕턴스 밸브(18)와의 사이가 배기용 배관을 개재해서 연결되고, 가변 콘덕턴스 밸브(18)의 동작에 의한 개도의 증감에 따라서, 터보 분자 펌프(20)에 유입되는 처리실(4) 내의 가스나 반응 생성물의 입자의 유량이 조절된다.
또한, 본 실시예에서는, 가스 공급 유닛(16)과 진공 용기(1)에 연결된 가스 도입 라인(24) 사이에는, 이들에 연결되어 연통하고, 가스 공급 유닛(16)으로부터 가스 도입 라인(24)에 공급되는 처리용 가스가 내부를 통류하는 에칭 가스 라인(22)이 배치되어 있다. 또한, 후술과 같이, 가스 도입 라인(24)은, 이행 스텝 가스 라인(110)을 통해서 이행 스텝 가스 공급 유닛(105)과 연결되어 이것과 연통하고, 이행 스텝 가스원(117)으로부터 가스 도입 라인(24)에 공급되는 이행 스텝 가스가 내부를 통류하는 이행 스텝 가스 라인(110)이 배치되어 있다.
또한, 진공 배기 장치의 터보 분자 펌프(20)와 러핑용의 드라이 펌프(19) 사이를 연결해서 전자의 출구와 후자의 입구를 연통하는 배기 라인(21)과, 에칭 가스 라인(22) 및 이행 스텝용 가스 라인(110) 각각과 배기 라인(21) 사이를 연결해서 연통하고, 에칭 가스 라인(22) 및 이행 스텝용 가스 라인(110)으로부터의 가스를 배기 라인(21)에 도입하는 버림 가스 라인(23)이 구비되어 있다. 그리고, 에칭 가스 라인(22) 및 이행 스텝용 가스 라인(110) 상 그리고 이들과 버림 가스 라인(23)을 연결하여 연통하는 가스 라인 상에 배치된 가스 전환 유닛(100)이 배치되어 있다.
이와 같은 플라스마 처리 장치에 있어서, 도시되어 있지 않은 진공 용기(1)의 측벽에 연결되고 감압된 반송실을 갖는 진공 반송 용기의 당해 반송실의 내부에 배치된 로봇암 등의 반송용 장치의 암의 선단부에 놓인 웨이퍼(11)가 반송실에 반송되어 처리실(4) 내에 반입된다. 웨이퍼(11)는, 시료대(10)에 받아 넘겨져 그 상면에 놓이면, 직류 전원(15)으로부터 인가되는 직류 전압의 정전기력으로 시료대(10) 상에 흡착되어 유지된다.
이 상태에서, 처리실(4) 내에는, 터보 분자 펌프(20)의 동작에 의해 진공 배기구(5)로부터 처리실(4) 내의 입자가 배기되면서, 가스 공급 유닛(16)으로부터 소정의 처리용 가스, 본 예에서는 에칭 가스가 공급된다. 처리실(4) 내부의 압력은, 도시하지 않는 제어부가 처리실(4)의 압력을 검지하는 압력계(17)로부터의 출력을 수신해서 압력을 검출하고, 검출 결과에 따라서 가스 공급 유닛(16) 내의 매스 플로 컨트롤러 및 가변 콘덕턴스 밸브(18)에 지령 신호를 발신해서 이들 동작의 밸런스에 의해 처리에 적합한 범위 내의 값으로 되도록 조절된다.
그 후, 전계 및 자계가 처리실(4) 내에 공급되어 시료대(10) 및 샤워 플레이트(2)와의 사이의 처리실(4) 내의 공간에 에칭 가스를 이용한 플라스마가 형성된다. 당해 플라스마가 형성된 상태에서, 시료대(10) 내의 전극에 고주파 전원(13)으로부터 고주파 전력이 인가되어 웨이퍼(11) 위쪽에 바이어스 전위가 형성되고, 플라스마 중의 이온 등 하전 입자가 웨이퍼(11) 표면에 들어가서 웨이퍼(11) 표면 상에 배치된 처리 대상의 막의 에칭 처리가 진행한다. 본 실시예에서는, 에칭 처리는, 복수의 종류의 가스가 혼합된 에칭 가스를 이용해서 실시되고, 복수 가스의 종류마다의 유량이나 이들의 혼합의 비율(0%를 포함하는), 소위 조성이 서로 다른 복수 종류의 혼합 가스가 각각에서 이용되는 복수의 스텝이 단속해서 반복되어 실시된다. 또한, 본 실시예의 에칭 처리는 이들 복수의 스텝의 전후의 두 스텝 사이를 잇는 이행 스텝을 구비하고 있다.
에칭 처리의 종점이 도시하지 않는 제어부에 의해 검출되면, 제어부로부터의 지령 신호에 따라서 고주파 전원으로부터의 바이어스 형성용의 고주파 전력의 공급이 정지됨과 함께 플라스마가 소화된다. 또한, 웨이퍼(11)를 시료대(10)의 유전체제의 막 상에 흡착하고 있던 정전기력이 없어지고, 처리실(4) 내에 진입한 로봇암 등의 반송 장치에 받아 넘겨진 웨이퍼(11)가 반송 장치의 퇴출에 의해서 처리실(4) 외부의 반송실로 반출되고, 다른 웨이퍼(11)가 있으면 당해 다른 웨이퍼(11)가 처리실(4) 내에 반입되어 상기와 마찬가지로 처리된다. 처리되어야 할 웨이퍼(11)가 없다고 제어부가 판정한 경우에는, 당해 처리실(4)과 반송실 사이가 폐색되어 처리실(4)을 포함하는 진공 처리 유닛에서의 웨이퍼(11)를 처리하는 처리용의 모드에서의 운전이 정지되고, 필요에 따라서 보수 점검을 위한 메인터넌스 모드로 운전된다.
다음으로, 고속 가스 전환 기구를 갖는 가스 전환 유닛(100)에 대하여 설명한다.
가스 전환 유닛(100)은, 에칭 가스 라인(22) 상에 설치된 제1 밸브(101)와, 가스 공급 유닛(16)과 제1 밸브(101) 사이의 에칭 가스 라인(22) 상의 개소와 버림 가스 라인(23) 사이에서 이들과 연결되어 연통하고, 가스 공급 유닛(16)으로부터 공급되는 처리용 가스를 배기 라인(23)으로부터 드라이 펌프(19)를 향해서 흘려보내서 배기하기 위한 제1 바이패스 라인(103)과, 제1 바이패스 라인(103) 상에 설치된 제2 밸브(102)를 구비하고 있다.
또한, 가스 전환 유닛(100)에는, 웨이퍼(11)의 처리 중의 전후 두 스텝 사이에서 행해지는 이행 스텝 중에 처리실(4) 내에 아르곤 등의 희가스 혹은 불활성 가스를 도입하기 위한 이행 스텝 가스 라인(110) 상에 배치된 제3 밸브(111)와, 이행 스텝 가스 공급 유닛(105)과 제3 밸브 사이의 이행 스텝 가스 라인(110) 상의 개소와 버림 가스 라인(23) 사이에서 이들과 연결되어 연통하고, 이행 스텝 가스 공급 유닛(105)으로부터의 이행 스텝 가스를 배기 라인(23)으로부터 드라이 펌프(19)를 향해서 흘려보내서 배기하기 위한 제2 바이패스 라인(113)과, 제2 바이패스 라인(113) 상에 설치된 제4 밸브(112)를 구비하고 있다. 또, 본 실시예의 이행 스텝 가스 공급 유닛(105)은, 이행 스텝 가스 라인(110)에 연결되어 연통된 이행 스텝 가스원(117) 및 이행 스텝 가스 라인(110) 상에 배치되고, 내부를 통류하는 이행 스텝 가스의 유량 또는 속도를 조절하는 이행 스텝 가스용 매스 플로 컨트롤러(114)를 구비하고 있다.
또한, 가스 도입 라인(24) 상에는 압력계(104)가, 버림 가스 라인(23) 상이며 배기 라인(21)과의 연결부와 제1 바이패스 라인(103) 및 제2 바이패스 라인(113)의 연결부 사이의 개소에 압력계(131)가 배치되어 있다. 본 실시예에 있어서는, 에칭 가스 라인(22) 상에 배치된 제1 바이패스 라인(103)과의 연결부로부터 에칭 가스 라인(22)을 통하여 가스 도입 라인(24) 상의 압력계(104)까지, 및 같은 연결부로부터 제1 바이패스 라인(103)을 통하여 버림 가스 라인 상의 압력계(131)까지의 각각의 가스 라인은, 이것을 구성하는 배관의 길이 및 배관의 형상, 즉 단면 원형의 배관인 경우에는 그 직경 또는 반경의 원형의 중심을 통하는 수직인 축방향에 대한 값의 크기의 변화(프로파일)가 같게 되도록 구성되어 있다. 이하, 당해 연결부를 에칭 가스 라인 전환부(25)로 호칭한다.
또한, 버림 가스 라인(23) 상에는 가변 콘덕턴스 밸브(132)가 배치되어 있다. 이 가변 콘덕턴스 밸브(132)는, 그 개도가 제어부로부터의 지령 신호에 따라서 증감되고, 압력계(131)의 값이 압력계(104)와 같은 값으로 되도록, 즉 가스 도입 라인(24) 내부의 압력과 버림 가스 라인(23) 내의 압력이 동등하게 되도록, 조절된다.
다음으로, 도 2를 이용해서 본 실시예에 따른 매칭 회로(12)에 대하여 설명한다. 도 2는, 도 1에 나타내는 실시예에 따른 플라스마 처리 장치의 매칭 회로(12)의 구성을 모식적으로 나타내는 회로 블록도이다.
본 실시예의 매칭 회로(12)는, 소정의 주파수, 본 실시예에서는 400kHz 또는 800kHz의 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원(13)과 시료대(10) 내부의 전극 사이의 급전 경로 상에 배치되는 것이고, 임피던스 컨트롤러(26)와, 제1 매칭용 가변 소자(27)와, 제2 매칭용 가변 소자(28)가 고주파 전원(13)에 가까운 순으로 직렬로 배치되어 구성되어 있다. 제1 매칭용 가변 소자(27)와, 제2 매칭용 가변 소자(28)의 각각에는 임피던스 외부 지시기(29)가 각각 스위치를 통해서 전기적으로 접속되어 있다.
본 실시예의 매칭 회로(12)에서는, 스위치의 개폐에 의해 임피던스 컨트롤러(26)와 임피던스 외부 지시기(29) 사이에서 제1 매칭용 가변 소자(27) 및 제2 매칭용 가변 소자(28)의 동작을 조절하는 신호의 지령원(元)을 전환할 수 있다. 임피던스 컨트롤러(26)에 접속하고 있는 경우는, 임피던스 컨트롤러(26)가 임피던스의 편차를 모니터하면서, 매칭할 수 있도록 제1 매칭용 가변 소자(27)와 제2 매칭용 가변 소자(28)를 제어하고, 임피던스 외부 지시기(29)에 접속하고 있는 경우는, 임피던스 외부 지시기(29)에 의해 임의의 값으로 되도록 제1 매칭용 가변 소자(27)와 제2 매칭용 가변 소자(28)를 제어한다. 이 스위치에 의한 전환은, 고주파 전원(13)으로부터의 고주파 전력의 정지(OFF)에 맞춰서 제어부로부터의 지령에 따라서 행해진다.
다음으로, 도 3을 이용해서, 본 실시예에 따른 플라스마 처리 장치가 실시하는 웨이퍼(11)의 처리에 대하여 상세히 설명한다. 도 3은, 도 1에 나타내는 실시예에 따른 플라스마 처리 장치가 실시하는 웨이퍼의 처리를 구성하는 복수의 공정의 흐름을 나타내는 표이다.
본 실시예에 있어서, 웨이퍼(11)를 처리하는 공정은 복수의 스텝으로 구성되고, 서로 다른 조건에서 처리가 이루어지는 처리 스텝 A와 처리 스텝 B의 각 처리 스텝과 이들 사이에 이행 스텝이 배치되어 있다. 또한, 이들 처리 스텝 A, B가 그 사이에 이행 스텝을 두고 소정의 횟수 혹은 목표의 도달이 판정될 때까지 반복해서 실시된다.
이행 스텝의 기간 중은, 웨이퍼(11) 상면 위쪽에 바이어스 전위를 형성하기 위한 고주파 전력이 정지(OFF)로 되어 이것이 유지된다. 또한, 마이크로파 발생용 전원이 형성하는 마이크로파의 전력, 솔레노이드 코일(9)에 공급되는 전류, 처리실(4) 내의 압력을 포함하는 처리의 조건을 나타내는 파라미터의 값이, 처리 스텝 A의 것으로부터 처리 스텝 B의 값으로 변경됨과 함께, 가스 도입 라인(24)에 공급되는 가스가 이행 스텝 가스 공급 유닛(105)으로부터의 아르곤 가스 등의 희가스 혹은 불활성 가스로 전환해서 당해 이행 스텝 가스가 처리실(4) 내에 도입된다. 이때, 처리 스텝 B에 있어서 이용되는 처리용 가스의 유량과 동등하다고 간주할 수 있도록 점성을 고려해서 보정한 유량으로 이행 스텝 가스가 가스 도입 라인(24)에 공급된다.
본 실시예에서는, 마이크로파 발생용 전원(8)이 형성하는 전계의 전력, 솔레노이드 코일(9)에 공급되는 전류, 처리실(4) 내의 압력, 가스 도입 라인(24) 또는 처리실(4) 내에 공급되는 가스의 유량이 다음으로 실시되는 처리 스텝에 맞춰서 이행 스텝 기간 중에 변경된다. 또한, 바이어스 형성용 고주파 전력에 대한 정합은, 바이어스 형성용 고주파 전력이 OFF로 유지되어 있는 이행 스텝 중에, 제1 매칭용 가변 소자(27)와 제2 매칭용 가변 소자(28)를 다음의 처리 스텝의 처리의 조건에 있어서의 적정한 정합값으로 미리 맞춰둔다. 이것에 의해, 마이크로파 전력의 매칭, 솔레노이드 코일(9)용의 전류 및 처리실(4) 내의 압력이 정정될 때까지의 시간 등의 상기 파라미터의 값의 변경이 지령된 후의 과도 응답의 기간이 미치는 처리의 재현성의 저하나 기차의 증대 등의 악영향이 억제된다.
도 4 내지 6을 이용해서, 본 실시예에 따른 플라스마 처리 장치의 처리실(4)에 공급되는 가스의 흐름을 설명한다. 도 4는, 도 1에 나타내는 실시예에 따른 플라스마 처리 장치가 실시하는 처리 스텝 A에 있어서의 가스 전환 유닛(100)의 가스의 흐름을 모식적으로 나타내는 도면이다. 본 실시예의 가스 전환 유닛(100)의 복수의 밸브 및 가변 콘덕턴스 밸브(132)의 동작은, 가스 공급 유닛(16)에 포함되는 처리 가스용의 매스 플로 컨트롤러 및 이행 스텝 가스용 매스 플로 컨트롤러(114), 마이크로파 형성용 전원(8), 솔레노이드 코일(9), 가변 콘덕턴스 밸브(18)를 포함하는 진공 배기 장치, 도시하지 않는 진공 용기(1)와 반송실 사이의 연결 통로를 개폐하는 밸브나 반송실 내의 웨이퍼(11)의 반송 장치의 동작과 마찬가지로 도시하지 않는 제어부로부터의 지령 신호에 따라서 조절된다.
처리 스텝 A에서는, 그 개시 시에 제어부로부터의 지령 신호에 따라서, 에칭 가스 라인(22) 상의 제1 밸브(101)가 열림과 함께 제2 밸브(102)가 폐색되고, 가스 공급 유닛(16)으로부터 처리 스텝 A의 처리의 조건인 A 조건에 따른 에칭 가스가 에칭 가스 라인(22)으로부터 가스 도입 라인(24)에 공급되어(도면상, 파선 화살표로 나타낸다) 처리실(4)에 공급되고, 이것이 유지된다. 또한, 처리 스텝 A 기간 중은, 제3 밸브(111)가 폐색됨과 함께 제4 밸브(112)가 열리고, 이행 스텝 가스 공급 유닛(105) 내에 배치된 이행 스텝 가스원(117)으로부터의 아르곤 가스가 이행 스텝 가스용 매스 플로 컨트롤러(114)에 있어서, 처리 스텝 B에서의 처리의 조건인 B 조건의 에칭 가스의 유량에 동등하다고 간주할 수 있도록, 점성을 고려해서 보정된 유량으로 조절되고, 이행 스텝 가스 공급 라인(110)과 제2 바이패스 라인(113)을 통해서 버림 가스 라인(23)에 공급되고(도면상, 실선 화살표로 나타낸다), 드라이 펌프(19)로부터 플라스마 처리 장치 외부로 배기된다. 또한, 이 처리 스텝 A에 있어서, 제어부로부터의 지령 신호에 따라서 가변 콘덕턴스 밸브(132)의 개도가, 버림 가스 라인(23) 상의 압력계(131)의 값과 가스 도입 라인(24) 상의 압력계(104)의 값이 동등하게 되도록 조절되고, 버림 가스 라인(23) 내의 압력이 조절되어 유지된다.
도 5를 이용해서 이행 스텝 중의 플라스마 처리 장치의 처리실(4)에 공급되는 가스의 흐름을 설명한다. 도 5는, 도 1에 나타내는 실시예에 따른 플라스마 처리 장치가 실시하는 이행 스텝에 있어서의 가스 전환 유닛(100)의 가스의 흐름을 모식적으로 나타내는 도면이다.
이행 스텝에서는, 그 개시에 있어서, 제어부로부터의 지령 신호에 따라서, 제4 밸브(112)가 닫히고 제3 밸브(111)가 열리고, 이행 스텝 가스용 매스 플로 컨트롤러(114)로부터 B 조건의 에칭 가스와 같은 유량에 상당하게 되도록 점성을 고려해서 보정된 유량의 아르곤 가스가 제2 가스 공급 라인(110)을 통해서 가스 도입 라인(24)에 공급되고(도면상, 실선 화살표로 나타낸다), 처리실(4)에 도입되고, 이것이 유지된다. 이것과 병행해서, 에칭 가스 라인(22) 상의 제1 밸브(101)가 닫힘과 함께 제2 밸브(102)가 열리고, 가스 공급 유닛(16)으로부터 A 조건의 에칭 가스가 제1 바이패스 라인(104)을 통해서 버림 가스 라인(23)에 공급되고(도면상, 파선 화살표로 나타낸다), 드라이 펌프(19)에 의해 외부로 배기된다.
또한, 가스 공급 유닛(16)으로부터의 에칭 가스의 공급이 A 조건의 것으로부터 B 조건의 것으로 전환되어 변경된다. 이행 스텝 중은, 제어부로부터의 지령 신호에 따라서, 가변 콘덕턴스 밸브(132)의 개도가 조절되고, 버림 가스 라인의 압력계(131)의 값과 가스 도입 라인(24)의 압력계(104)가 동등하게 되도록 조절되어 유지된다.
도 6을 이용해서, 이행 스텝 중의 플라스마 처리 장치의 처리실(4)에 공급되는 가스의 흐름을 설명한다. 도 6은, 도 1에 나타내는 실시예에 따른 플라스마 처리 장치가 실시하는 처리 스텝 B에 있어서의 가스 전환 유닛(100)의 가스의 흐름을 모식적으로 나타내는 도면이다.
처리 스텝 B에서는, 그 개시에 있어서, 제어부로부터의 지령 신호에 따라서 제1 가스 공급 라인(22) 상의 제2 밸브(102)가 닫히고 제1 밸브(101)가 열리고, 가스 공급 유닛(16)으로부터 B 조건의 에칭 가스가 가스 도입 라인(24)에 공급되어(도면상, 파선 화살표로 나타낸다) 처리실(4)에 공급되고, 이것이 유지된다. 이것에 병행해서, 제3 밸브(111)가 닫히고 제4 밸브(112)가 열리고, 이행 스텝용 매스 플로 컨트롤러(114)에 있어서 처리 스텝 B의 다음의 처리 스텝인 처리 스텝 C의 처리의 조건인 조건 C(다음의 처리 스텝의 조건이 A 조건인 경우에는 다시 조건 A)의 에칭 가스의 유량에 동등하다고 간주할 수 있도록, 점성을 고려해서 보정된 유량으로 조절되어 이행 스텝 가스 라인(110)과 제4 바이패스 라인(124)을 통해서 버림 가스 라인(23)에 공급되고(도면상, 실선 화살표로 나타낸다), 드라이 펌프(19)에 배기된다. 또한, 가변 콘덕턴스 밸브(132)의 개도가 조절되고, 압력계(131)의 값과 압력계(104)의 값이 동등하게 되도록 조절된다.
본 실시예의 웨이퍼(11)의 처리에서는, 상기한 공정이, 제어부에 의해 처리의 종점에의 도달이 판정될 때까지, 혹은 상기한 처리 스텝이 소정의 횟수만 실시된 것이 판정될 때까지, 각 처리 스텝 및 이들 사이의 이행 스텝이 상호 전환해서 반복된다. 또한, 본 실시예의 처리의 각 공정에서는 그 기간 중에, 이행 스텝 가스인 아르곤 가스는, 다음의 처리 스텝에서 이용되는 처리 가스(본 예에서는 에칭 가스)의 공급을 모의한 유량에 상당하는 것으로 간주할 수 있도록, 그 점성을 고려한 보정이 된 유량으로 가스 도입 라인(24)에 공급되어 있다.
도 7에, 각 스텝 기간 중에 공급되는 아르곤 가스의 유량의 보정의 방법에 대하여 설명한다. 도 7은, 도 1에 나타내는 실시예에 따른 플라스마 처리 장치가 실시하는 처리의 공정의 각 스텝에 있어서의 이행 스텝 가스의 유량을 보정하는 방법을 모식적으로 나타내는 도면이다. 본 도면에서는, 하나의 에칭의 처리 스텝과 이행 스텝의 두 스텝에 대하여 나타내고 있고, 예로서 에칭 가스는 O2가 이용된다.
도 7의 (a)에 나타내는 처리 스텝에 있어서, 가스 도입 라인(24) 상의 압력계(104)로부터 샤워 플레이트(2)까지의 내부의 가스의 흐름은, 점성류 영역이면, 하기와 같이 나타난다.
[식 1]
Figure 112018082476291-pat00001
여기에서 QO2는 O2 가스의 유량(Pa·㎥), P1은 챔버 도입 가스 라인용 압력계(104)의 압력값(Pa), CO2는 산소 가스를 사용한 경우의 챔버 도입 가스 라인 압력계(104)로부터 샤워 플레이트(2)까지의 콘덕턴스, P0은 챔버 압력이다. 여기에서, 챔버 압력은 가스 라인 압력에 비하여 충분히 작기 때문에, P0≒0으로 하는 것으로 나타낼 수 있다.
처리 스텝 중에 P1의 압력을 다음 식으로 표시할 수 있다.
[식 2]
Figure 112018082476291-pat00002
여기에서 C는 챔버 도입 가스 라인용 압력계(104)와 샤워 플레이트(2)까지의 배관의 콘덕턴스, ηO2는 O2 가스의 점성 계수, ηAir는 공기의 점성 계수이다.
이행 스텝 중의 챔버 도입 가스 라인용 압력계(104)의 압력값 P1은 하기와 같이 나타낼 수 있고, C의 콘덕턴스는 이행 스텝 중도 처리 스텝 중도 같은 경로를 흐르므로, 같은 값으로 되기 때문에, 가스의 점성 계수의 비로 유량에 보정을 가함에 의해, 이행 스텝 시의 P1의 값을 처리 스텝 시의 P1의 값에 맞출 수 있다.
[식 3]
Figure 112018082476291-pat00003
[식 4]
Figure 112018082476291-pat00004
[식 5]
Figure 112018082476291-pat00005
여기에서 CAr은 아르곤 가스를 사용한 경우의 챔버 도입 가스 라인용 압력계(104)로부터 샤워 플레이트(2)까지의 콘덕턴스, ηAr은 아르곤 가스의 점성 계수이다.
상기와 같이, 이행 스텝 중에 아르곤 가스를 흘려보냈을 때의 가스 도입 라인(24) 상의 압력계(104)의 압력값이 처리 스텝과 동등하게 되도록, 아르곤 가스의 유량을 점성 계수로 보정하거나, 또한, 버림 가스 라인(23) 상의 압력계(131)의 값과 압력계(104)의 값이 동등하게 되도록, 가변 콘덕턴스 밸브(132)의 동작이 조절된다. 본 실시예에서는, 에칭 가스 라인(22) 상의 적어도 에칭 가스 라인 전환부(25)로부터의 에칭 가스 라인(22) 및 가스 도입 라인(24)의 압력계(104)까지의 가스 라인, 및 적어도 에칭 가스 라인 전환부(25)로부터 제1 바이패스 라인(103) 및 버림 가스 라인(23)의 압력계(131)까지의 가스 라인에서, 이것을 구성하는 배관의 길이 및 관로의 축방향에 대하여 치수의 프로파일이 같게 되도록 구성되어 있다. 이것에 의해, 처리 스텝 중의 압력계(104)와 가스 공급 유닛(16) 사이의 가스 라인의 길이 및 프로파일과, 이행 스텝 중의 압력계(132)와 이행 스텝 가스 공급 유닛(105) 사이의 가스 라인의 길이 및 프로파일을 동등하게 하고, 이행 스텝 중에 버림 가스 라인(23)에 공급하는 다음의 처리 스텝의 처리용 가스의 흐름을 다음의 처리 스텝에서의 조건의 것으로 모의해서, 흐름 및 압력을 당해 다음의 처리 스텝의 개시 전에 안정되게 해두고 이행 스텝으로부터 다음의 처리 스텝으로 전환함으로써, 당해 전환 시의 처리실(4)에의 처리용 가스의 공급의 조건의 변동이 억제된다.
도 8을 이용해서 본 실시예의 작용을 설명한다. 도 8은, 도 1에 나타내는 실시예에 따른 플라스마 처리 장치의 이행 스텝으로부터 처리 스텝으로 전환했을 때의 처리실 내의 압력과 가스 라인 내의 압력의 변화를 나타내는 그래프이다. 본 예에서는, 조건으로서 이행 스텝의 아르곤 가스의 유량을 에칭 가스, O2 가스의 유량 100ccm과 같은 100ccm의 경우와 유량을 보정한 90ccm의 경우의 두 조건을 나타낸다.
가스 라인 압력은 압력계(104)의 값을 플롯한 것이며, Ar 유량 100ccm으로부터 O2 유량 100ccm으로 전환했을 때에, 그 압력은 변동되어 있지만, Ar 유량을 보정한 90ccm으로부터 O2 유량 100ccm으로 전환했을 때에는 압력 변동이 억제되어 있다. 또한, 처리실(4) 내의 압력에 대해서도, 각각의 조건에서 가스 전환 직후의 가스종의 차이에 의한 압력 변동은 있지만, 그 후에 일어나는 가스 도입 라인(24) 내부에서 일어나는 압력 변동의 영향에 대해서는, Ar 유량을 보정한 조건의 쪽이 압력 변동을 억제할 수 있고, 2s 이내에 압력을 정정시켜서 안정화할 수 있다.
또, 이행 스텝 가스의 유량을 보정하는 방법에 대해서는, 에칭 가스로서 단일 종류의 O2를 이용했지만, 복합 가스의 경우는 각각의 가스종마다의 유량비와 점성 계수를 이용해서 보정 계수를 구함에 의해, 보정하는 것이 가능하게 된다. 또한, 상기한 설명에서는, 가스 도입 라인(24) 내의 흐름은 점성류로 했지만, 분자류의 경우는 점성 계수 대신에 분자량을 이용해서 마찬가지로 보정의 양을 구할 수 있다.
또, 본 발명은 상기한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들면, 상기한 실시예는 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위하여 상세히 설명한 것이고, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것으로 한정되는 것은 아니다.
1 : 진공 용기 2 : 샤워 플레이트
3 : 유전체창 4 : 처리실
5 : 진공 배기구 6 : 도파관
7 : 공동 공진기 8 : 마이크로파 발생용 전원
9 : 솔레노이드 코일 10 : 시료대
11 : 웨이퍼 12 : 매칭 회로
13 : 고주파 전원 14 : 필터
15 : 정전 흡착용 직류 전원 16 : 가스 공급 장치
17 : 압력계 18 : 가변 콘덕턴스 밸브
19 : 드라이 펌프 20 : 터보 분자 펌프
21 : 배기 라인 22 : 에칭 가스 라인
23 : 버림 가스 라인 24 : 가스 도입 라인
25 : 에칭 가스 라인 전환부 26 : 임피던스 컨트롤러
27 : 제1 매칭용 가변 소자 28 : 제2 매칭용 가변 소자
29 : 임피던스 외부 지시기 100 : 가스 전환 유닛
101 : 제1 밸브 102 : 제2 밸브
103 : 제1 바이패스 라인 104 : 압력계
117 : 이행 스텝 가스원 110 : 이행 스텝용 가스 라인
111 : 제3 밸브 112 : 제4 밸브
113 : 제2 바이패스 라인
114 : 이행 스텝용 매스 플로 컨트롤러
131 : 버림 가스 라인용 압력계 132 : 가변 콘덕턴스 밸브

Claims (11)

  1. 진공 용기 내부에 배치되고 감압된 내측에서 플라스마가 형성되는 처리실과, 이 처리실의 아래쪽에 배치되고 처리의 대상인 웨이퍼가 그 상면에 놓여서 유지되는 시료대를 구비하고, 상기 플라스마를 이용해서 상기 웨이퍼를 처리하는 플라스마 처리 장치로서,
    상기 처리가 두 처리 스텝과 이들 사이의 연결 스텝을 구비한 것이며, 상기 처리 스텝 중에 상기 처리실 내에 처리용의 가스를 공급하는 제1 가스 공급 유닛 및 연결 스텝 중에 상기 처리실 내에 상기 처리용의 가스와 다른 연결 스텝용의 가스를 공급하는 제2 가스 공급 유닛과, 상기 제1 및 제2 가스 공급 유닛과 상기 진공 용기에 연결되어 상기 처리용의 가스 및 상기 연결 스텝용의 가스가 상기 처리실 내에 도입되는 가스 도입로와, 상기 두 처리 스텝 및 상기 연결 스텝 사이의 이행에 있어서 상기 제1 가스 공급 유닛으로부터의 처리용의 가스 및 제2 가스 공급 유닛으로부터의 연결 스텝용의 가스의 처리실에의 공급을 전환하는 가스 전환 유닛과, 상기 연결 스텝 중에 상기 가스 도입로에 공급되는 상기 연결 스텝용의 가스의 유량을 당해 연결 스텝용의 가스의 상기 가스 도입로 상의 소정의 개소 및 그 출구측에서 상기 처리실에 도입되는 개소의 압력이 상기 두 처리 스텝 중 다음(後)의 처리 스텝 중에 공급되는 상기 처리용의 가스의 상기 소정의 개소 및 출구측의 개소의 압력과 동등하게 되도록 조절하는 제어부를 구비한 플라스마 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가스 공급 유닛과 상기 처리실 사이를 연결하는 제1 가스 공급 라인과, 상기 제2 가스 공급 유닛과 상기 처리실 사이를 연결하는 제2 가스 공급 라인과, 제1 및 제2 가스 공급 라인과 배기 펌프 사이를 연결하는 버림 가스 라인을 구비하고, 상기 제어부가 상기 두 처리의 스텝 및 상기 연결 스텝의 개시에 있어서 상기 제1 및 제2 가스 공급 라인과 상기 처리실 및 상기 버림 가스 라인 사이의 연통(連通)의 조합을 전환하도록 상기 가스 전환 유닛을 조절하는 플라스마 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가스 전환 유닛이, 상기 제1 가스 공급 라인 상에 배치되어 당해 제1 가스 라인을 개폐하는 제1 밸브 및 이 제1 밸브와 상기 제1 가스 공급 유닛 사이의 상기 제1 가스 공급 라인과 상기 버림 가스 라인에 연결되어 이들을 연통하는 제1 바이패스 라인과, 이 제1 바이패스 라인 상에 배치되어 이것을 개폐하는 제2 밸브와, 상기 제2 가스 공급 라인 상에 배치되어 당해 제2 가스 라인을 개폐하는 제3 밸브 및 이 제3 밸브와 상기 제2 가스 공급 유닛 사이의 상기 제2 가스 공급 라인과 상기 버림 가스 라인에 연결되어 이들을 연통하는 제2 바이패스 라인과, 이 제2 바이패스 라인 상에 배치되어 이것을 개폐하는 제4 밸브를 구비하고, 상기 제어부로부터의 지령 신호에 따라서 상기 제1, 제2, 제3, 제4 밸브가 개폐가 전환되어서 상기 제1 및 제2 가스 공급 라인과 상기 처리실 및 상기 버림 가스 라인 사이의 연통의 조합이 전환되는 플라스마 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 진공 용기에 부착되고 상기 처리실과 상기 제1 가스 공급 라인 사이를 연결해서 연통하는 가스 도입 라인 상에 배치되어 당해 가스 도입 라인 내의 압력을 검지하는 제1 압력계와, 상기 버림 가스 라인 상에 배치되어 당해 버림 가스 라인 내의 압력을 검지하는 제2 압력계 및 이 버림 가스 라인 상에 배치되어 내부의 개도(開度)를 가변적으로 조절하는 가변 밸브를 구비하고, 상기 제어부에 의해 상기 제1 및 제2 압력이 동등하게 되도록 상기 가변 밸브의 동작이 조절되는 플라스마 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 가스 공급 라인과 상기 제1 바이패스 라인의 연결부로부터 당해 제1 가스 공급 라인을 통하여 상기 가스 도입 라인 상의 상기 제1 압력계가 배치된 개소까지의 배관의 길이 및 당해 길이 방향의 내경의 추이가, 상기 연결부로부터 상기 제1 바이패스 라인을 통하여 상기 버림 가스 라인 상의 상기 제2 압력계가 배치된 개소까지의 배관 및 내경의 추이와 동등하게 된 플라스마 처리 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 연결 스텝 중에 상기 연결 스텝용 가스가 공급되는 상기 처리실 내의 압력 및 상기 시료대 내부에 배치된 전극에 공급되는 고주파 전력의 설정값이 상기 두 처리 스텝 중의 다음의 처리 스텝의 상기 처리실 내의 압력에 맞춰서 조절되는 플라스마 처리 장치.
  7. 진공 용기 내부에 배치되고 감압된 처리실의 아래쪽에 배치된 시료대 상면 위쪽에 처리의 대상인 웨이퍼를 놓아 유지하고, 상기 처리실 내에 플라스마를 형성해서 이 플라스마를 이용해서 상기 웨이퍼를 처리하는 플라스마 처리 방법으로서,
    상기 처리가, 상기 웨이퍼를 두 처리 스텝과 이들 사이의 연결 스텝을 구비하고, 상기 처리의 공정에 있어서 상기 두 처리 스텝 및 상기 연결 스텝 사이의 이행에 있어서, 상기 처리 스텝 중에 상기 처리실 내에 처리용의 가스를 공급하는 제1 가스 공급 유닛으로부터의 처리용의 가스 및 상기 연결 스텝 중에 상기 처리실 내에 연결 스텝용의 가스를 공급하는 제2 가스 공급 유닛으로부터의 연결 스텝용의 가스의 상기 진공 용기에 연결되고 처리실에 연통된 가스 도입로에의 공급을 전환하는 것이며,
    상기 연결 스텝 중에 상기 가스 도입로에 공급되는 상기 연결 스텝용의 가스의 유량을 당해 연결 스텝용의 가스의 상기 가스 도입로 상의 소정의 개소 및 그 출구측에서 상기 처리실에 도입되는 개소의 압력이 상기 두 처리 스텝 중 다음의 처리 스텝 중에 공급되는 상기 처리용의 가스의 상기 소정의 개소 및 출구측의 개소의 압력과 동등하게 되도록 조절하는 플라스마 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 두 처리의 스텝 및 상기 연결 스텝의 개시에 있어서, 상기 제1 가스 공급 유닛과 상기 처리실 사이를 연결하는 제1 가스 공급 라인 및 상기 제2 가스 공급 유닛과 상기 처리실 사이를 연결하는 제2 가스 공급 라인과 배기 펌프 사이를 연결하는 버림 가스 라인 및 상기 처리실과 및 상기 제1 및 제2 가스 공급 라인 사이의 연통의 조합을 전환하는 플라스마 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 진공 용기에 부착되고 상기 처리실과 상기 제1 가스 공급 라인 사이를 연결해서 연통하는 가스 도입 라인 상에 배치되어 당해 가스 도입 라인 내의 압력을 검지하는 제1 압력계로부터 검출되는 값과, 상기 버림 가스 라인 상에 배치되어 당해 버림 가스 라인 내의 압력을 검지하는 제2 압력계로부터 검출되는 값이 동등하게 되도록 상기 버림 가스 라인 상에 배치되어 내부의 개도를 가변적으로 조절하는 가변 밸브의 동작이 조절되는 플라스마 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 가스 공급 라인과, 상기 제1 가스 공급 라인과 상기 버림 가스 라인에 연결되어 이들을 연통하는 제1 바이패스 라인의 연결부로부터 당해 제1 가스 공급 라인을 통하여 상기 가스 도입 라인 상의 상기 제1 압력계가 배치된 개소까지의 배관의 길이 및 당해 길이 방향의 내경의 추이가, 상기 연결부로부터 상기 제1 바이패스 라인을 통하여 상기 버림 가스 라인 상의 상기 제2 압력계가 배치된 개소까지의 배관 및 내경의 추이와 동등하게 된 플라스마 처리 방법.
  11. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 연결 스텝 중에 상기 연결 스텝용 가스가 공급되는 상기 처리실 내의 압력 및 상기 시료대 내부에 배치된 전극에 공급되는 고주파 전력의 설정값이 상기 두 처리 스텝 중의 다음의 처리 스텝의 상기 처리실 내의 압력에 맞춰서 조절되는 플라스마 처리 방법.
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