KR102420760B1 - 가스 공급 기구 및 반도체 제조 장치 - Google Patents

가스 공급 기구 및 반도체 제조 장치 Download PDF

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Abstract

일 측면에서는, 반도체 제조 장치에 가스를 공급하기 위한 가스 공급 기구가 제공된다. 이 가스 공급 기구는, 가스 소스와 반도체 제조 장치를 접속하는 배관과, 배관의 도중에 마련된 밸브를 구비하고 있다. 밸브는, 판두께 방향으로 뻗는 축선을 중심으로 회전 가능한 플레이트와, 플레이트를 수용하도록 플레이트를 따라 상기 플레이트에 비접촉으로 마련된 하우징이며, 배관과 함께 가스 공급 경로를 제공하는 상기 하우징을 갖고 있다. 플레이트에는, 축선을 중심으로 뻗어 있으며 또한 가스 공급 경로와 교차하는 원둘레 상의 위치에 있어서 상기 플레이트를 관통하는 관통 구멍이 형성되어 있다.

Description

가스 공급 기구 및 반도체 제조 장치{GAS SUPPLY MECHANISM AND SEMICONDUCTOR PRODUCTION DEVICE}
본 발명의 실시형태는, 가스 공급 기구 및 반도체 제조 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조에 있어서는, 피처리체에 미세한 패턴을 형성하기 위하여, 피처리기체에 대하여 성막, 및 에칭과 같은 다양한 처리가 행해진다. 이와 같은 처리는, 예를 들면 처리 용기 내에 있어서 가스의 플라즈마를 생성하여, 피처리체를 당해 플라즈마에 노출시킴으로써 행해진다. 최근, 피처리체에 형성되는 패턴은, 미세화되는 경향이 있으며, 이에 따라 더욱더 정밀한 가공 기술이 요구되게 되었다. 이와 같은 미세한 패턴을 형성하기 위하여, 상이한 종류의 가스를 교대로 공급하여 피처리체에 패턴을 형성하는 기술이 알려져 있다.
예를 들면 특허문헌 1에는, 퇴적성 가스를 공급하여 그 가스의 플라즈마를 생성하는 공정과, 에칭 가스를 공급하여 그 가스의 플라즈마를 생성하는 공정을 교대로 반복함으로써 피처리체에 깊은 구멍을 형성하는 것이 기재되어 있다. 이와 같은 처리를 행하기 위하여, 특허문헌 1에 기재된 장치는, 가스 공급원, 샤워 헤드와, 제1 및 제2 가스 공급 라인을 구비하고 있다. 제1 가스 공급 라인은, 가스 공급원으로부터 공급된 에칭 가스를 샤워 헤드의 내부에 형성된 가스 확산실로 도입한다. 또, 제2 가스 공급 라인은, 가스 공급원으로부터 공급된 퇴적성 가스를 가스 확산실로 도입한다. 제1 가스 공급 라인 및 제2 가스 공급 라인의 각각에는, 가스 확산실에 대한 가스의 공급 및 공급의 정지를 전환하는 밸브가 마련되어 있다.
특허문헌 1에 기재된 장치에서는, 샤워 헤드에 공급하는 가스를 에칭 가스로부터 퇴적성 가스로 전환하기 직전에, 제2 가스 공급 라인의 밸브가 폐쇄된 상태에서 당해 제2 가스 공급 라인에 퇴적성 가스가 공급된다. 이로써, 밸브보다 상류측에 있어서 제2 가스 공급 라인의 내부 압력이 높아진다. 그 결과, 제2 가스 공급 라인의 내부(상류측의 내부)와 가스 확산실의 내부의 사이에 압력차가 발생한다. 그리고, 샤워 헤드에 공급하는 가스를 에칭 가스로부터 퇴적성 가스로 전환할 때에, 제2 가스 공급 라인의 밸브를 개방함으로써 퇴적성 가스를 가스 확산실로 급속히 유입시킨다. 또, 샤워 헤드에 공급하는 가스를 퇴적성 가스로부터 에칭 가스로 전환하기 직전에, 제1 가스 공급 라인의 밸브가 폐쇄된 상태에서 당해 제1 가스 공급 라인에 퇴적성 가스가 공급된다. 이로써, 밸브보다 상류측에 있어서 제1 가스 공급 라인의 내부 압력이 높아진다. 그리고, 샤워 헤드에 공급하는 가스를 퇴적성 가스로부터 에칭 가스로 전환할 때에, 제1 가스 공급 라인의 밸브를 개방함으로써 에칭 가스를 가스 확산실로 급속히 유입시킨다. 이와 같이, 특허문헌 1에 기재된 장치에서는, 가스 공급 라인 내의 가스를 확산실로 급속히 유입시킴으로써, 퇴적성 가스의 플라즈마를 생성하는 공정과 에칭 가스의 플라즈마를 생성하는 공정의 전환 시간의 단축화를 시도하고 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2013-197183호
가스의 전환 시간을 짧게 하기 위해서는, 피처리체가 처리되는 처리 공간의 압력을 조기에 안정시키는 것이 필요하다. 그러나, 특허문헌 1에 기재된 장치와 같이, 가스 공급 라인의 내부와 샤워 헤드의 확산실의 내부의 사이에서 압력차를 발생시킨 경우에는, 처리 용기의 내부 공간을 조기에 안정시키는 것이 곤란해진다. 이하, 도 15를 참조하여 그 이유를 설명한다.
도 15는, 특허문헌 1과 동일한 플라즈마 처리 장치를 이용하여, 처리 공간에 가스를 공급했을 때의 처리 공간에 있어서의 가스 압력의 시간 변화를 나타내는 그래프이다. 도 15의 (a)는, 가스 공급 라인과 확산실의 사이에 압력차를 마련한 후 처리 공간에 가스를 공급한다는 조건하에서의 처리 공간 내의 가스 압력의 시간 변화를 나타내고 있다. 이 조건하에서는, 도 15의 (a)에 나타내는 바와 같이, 가스 공급의 초기에 있어서 처리 공간 내의 가스 압력이 급격하게 상승하지만, 그 후, 처리 공간의 가스 압력이 목표 압력(도 15의 (a)의 예에서는, 140mTorr)을 넘어 버린다. 즉, 가스 공급 라인과 확산실의 사이에 압력차를 발생시키면, 그 압력차에 의하여 가스 공급 라인 내의 가스가 처리 공간을 향하여 과잉으로 압출되므로, 가스 압력의 제어에 오버 슛이 발생한다. 이와 같이 오버 슛이 발생하면, 처리 용기 내의 가스가 배기되어 가스 압력이 목푯값으로 안정되기까지 긴 시간을 필요로 하게 된다. 따라서, 처리 공간의 가스 압력이 안정될 때까지의 시간을 단축화하는 것이 곤란해진다.
한편, 발명자는, 밸브의 개폐를 고속으로 전환하면서 처리 용기 내에 가스를 공급함으로써, 처리 공간의 압력을 조기에 목표 압력으로 안정시킬 수 있는 것을 발견했다. 도 15의 (b)는, 가스 공급 라인과 확산실의 사이에 압력차를 발생시키고, 또한 밸브의 개폐를 고속으로 전환하면서 처리 공간에 가스를 공급한 조건하에서의 처리 공간의 가스 압력의 시간 변화를 나타내고 있다. 이 조건하에서는, 도 15의 (b)에 나타내는 바와 같이, 오버 슛의 발생을 방지할 수 있고, 그 결과, 처리 공간의 가스 압력을 조기에 안정시킬 수 있는 것이 확인되었다.
상술하는 결과로부터, 특허문헌 1에 기재된 장치에 있어서도, 가스 공급 라인의 밸브를 고속으로 개폐시키면서 처리 용기 내에 가스를 공급하는 제어를 행하면, 가스의 전환 시간을 짧게 하는 것이 가능하다고 생각된다. 그러나, 일반적인 다이어프램식의 밸브는, 내구성이 낮아, 고빈도로 개폐를 행하면 접점부의 마모 등에 의하여 단기간에 파손되어 버리는 경우가 있다. 따라서, 특허문헌 1에 기재된 장치에 있어서, 고빈도로 밸브를 개폐시키는 제어를 행하면, 장치의 가동률이 저하될 우려가 있다.
따라서, 본 기술 분야에서는, 처리 공간의 압력을 조기에 안정시킬 수 있음과 함께, 높은 내구성을 갖는 가스 공급 기구 및 반도체 제조 장치를 제공하는 것이 요청되고 있다.
일 양태에서는, 반도체 제조 장치에 가스를 공급하기 위한 가스 공급 기구가 제공된다. 이 가스 공급 기구는, 가스 소스와 반도체 제조 장치를 접속하는 배관과, 배관의 도중에 마련된 밸브를 구비하고, 밸브는, 판두께 방향으로 뻗는 축선을 중심으로 회전 가능한 플레이트와, 플레이트를 수용하도록 플레이트를 따라 상기 플레이트에 비접촉으로 마련된 하우징이며, 배관과 함께 가스 공급 경로를 제공하는 상기 하우징을 갖고, 플레이트에는, 축선을 중심으로 뻗어 있으며 또한 가스 공급 경로와 교차하는 원둘레 상의 위치에 있어서 상기 플레이트를 관통하는 관통 구멍이 형성되어 있다.
일 양태에 관한 가스 공급 기구에서는, 플레이트의 관통 구멍이 가스 공급 경로 상에 위치할 때에는, 가스가 관통 구멍을 통하여 밸브를 통과 가능하게 되므로, 가스 공급 경로의 컨덕턴스가 증가한다. 한편, 관통 구멍이 가스 공급 경로 상에 위치하지 않을 때에는, 플레이트가 가스의 흐름을 저해하므로, 가스 공급 경로의 컨덕턴스가 저하된다. 즉, 본 가스 공급 기구에서는, 가스 공급 경로에 대한 관통 구멍의 위치의 변화에 따라, 가스 공급 경로의 컨덕턴스가 변화된다. 따라서, 이 가스 공급 기구는, 당해 플레이트를 회전시킴으로써 밸브를 고속으로 개폐시키는 것과 동등한 기능을 발휘한다. 그러므로, 이러한 가스 공급 기구에 의하면, 반도체 제조 장치의 처리 공간의 압력을 조기에 안정시키는 것이 가능하다. 또한, 이 플레이트는, 하우징에 대하여 비접촉으로 마련되어 있으므로, 높은 내구성을 갖고 있다.
일 실시형태에서는, 플레이트를 회전시키는 구동부와, 플레이트의 회전각을 제어하기 위하여 구동부를 제어하는 제어부를 더 구비하고 있어도 된다. 또, 일 실시형태에서는, 구동부는, 플레이트를 회전시키는 모터를 포함하고, 모터는, 축선 상에서 뻗어 있으며 플레이트에 연결되는 출력축을 갖고 있어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 플레이트를 고속으로 회전시킬 수 있으므로, 반도체 제조 장치의 처리 공간의 압력을 조기에 안정시킬 수 있다.
일 실시형태에서는, 구동부는, 통 형상의 고정자와, 고정자의 내측에 있어서 상기 고정자와 동축으로 마련된 통 형상의 회전자를 갖고, 플레이트는, 회전자의 내부 구멍 중에 마련되어 있으며, 상기 회전자에 결합되어 있어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 하우징의 밖으로부터 모터의 출력축을 하우징 내로 삽입할 필요가 없기 때문에, 하우징의 밀폐성을 향상시킬 수 있다.
일 실시형태에서는, 축선에 대하여 직교하는 방향에 있어서의 관통 구멍의 폭은, 축선에 대하여 둘레 방향에 있어서 변화하고 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 밸브를 통과하는 가스의 유량을 시간적으로 변화시키는 것이 가능해진다.
처리 공간의 압력을 조기에 안정시킬 수 있음과 함께, 높은 내구성을 갖는 가스 공급 기구 및 반도체 제조 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2에 있어서 (a)는 제1 동작 모드로 설정된 밸브의 단면도이며, (b)는 (a)에 나타내는 플레이트의 평면도이다.
도 3에 있어서 (a)는 제2 동작 모드로 설정된 밸브의 단면도이며, (b)는 (a)에 나타내는 플레이트의 평면도이다.
도 4에 있어서 (a)는 제3 동작 모드로 설정된 밸브의 단면도이며, (b)는 (a)에 나타내는 플레이트의 평면도이다.
도 5는 플레이트와 동일 평면 상에서의 유로의 단면적, 및 처리 공간에 공급되는 가스의 유량의 시간 변화를 나타내는 도이다.
도 6은 일 실시형태에 관한 가스 공급 기구를 이용한 가스 공급 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 다른 실시형태에 관한 밸브를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은 또 다른 실시형태에 관한 밸브를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 9는 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 평면도이다.
도 10은 또 다른 실시형태에 관한 밸브를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 11에 있어서 (a)는 플레이트의 변형예를 나타내는 평면도이며, (b)는 플레이트와 동일 평면 상에서의 유로의 단면적, 및 처리 공간에 공급되는 가스의 유량의 시간 변화를 나타내는 도이다.
도 12에 있어서 (a)는 플레이트의 다른 변형예를 나타내는 평면도이며, (b)는 플레이트와 동일 평면 상에서의 유로의 단면적, 및 처리 공간에 공급되는 가스의 유량의 시간 변화를 나타내는 도이다.
도 13에 있어서 (a)는 플레이트의 또 다른 변형예를 나타내는 평면도이며, (b)는 플레이트와 동일 평면 상에서의 유로의 단면적, 및 처리 공간에 공급되는 가스의 유량의 시간 변화를 나타내는 도이다.
도 14에 있어서 (a)는 플레이트의 또 다른 변형예를 나타내는 도이며, (b)는 플레이트와 동일 평면 상에서의 유로의 단면적, 및 처리 공간에 공급되는 가스의 유량의 시간 변화를 나타내는 도이다.
도 15는 처리 공간의 가스 압력의 시간 변화를 나타내는 도이다.
이하, 도면을 참조하여 다양한 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당 부분에 대해서는 동일 부호를 붙이는 것으로 한다.
도 1은, 일 실시형태에 관한 반도체 제조 장치를 개략적으로 나타내는 도이다. 도 1에는, 반도체 제조 장치의 일례인 플라즈마 처리 장치(10)의 단면 구조가 개략적으로 나타나 있다. 플라즈마 처리 장치(10)는, 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치이며, 대략 원통 형상의 처리 용기(12)를 구비하고 있다. 처리 용기(12)는, 예를 들면 그 표면은 양극 산화 처리된 알루미늄으로 구성되어 있다. 이 처리 용기(12)는 보안 접지되어 있다.
처리 용기(12)의 측벽에는 피처리체(W)의 반입출구(12g)가 마련되어 있다. 이 반입출구(12g)는 게이트 밸브(54)에 의하여 개폐 가능하게 되어 있다. 또, 처리 용기(12)의 측벽 상단에는, 당해 측벽으로부터 상방으로 뻗도록, 접지 도체(12a)가 탑재되어 있다. 접지 도체(12a)는, 대략 원통 형상을 갖고 있다.
처리 용기(12)의 바닥부 상에는, 절연 재료로 구성된 원통 형상의 지지부(14)가 배치되어 있다. 이 지지부(14)는, 그 내벽면에 있어서, 하부 전극(16)을 지지하고 있다. 하부 전극(16)은, 예를 들면 알루미늄과 같은 금속으로 구성되어 있으며, 대략 원반 형상을 갖고 있다.
하부 전극(16)에는, 정합기(MU1)를 통하여 제1 고주파 전원(HFS)이 접속되어 있다. 제1 고주파 전원(HFS)은, 플라즈마 생성용 고주파 전력을 발생하는 전원이며, 27~100MHz의 주파수, 일례에 있어서는 40MHz의 고주파 전력을 발생한다. 정합기(MU1)는, 제1 고주파 전원(HFS)의 출력 임피던스와 부하측(하부 전극(16)측)의 입력 임피던스를 정합시키기 위한 회로를 갖고 있다.
또, 하부 전극(16)에는, 정합기(MU2)를 통하여 제2 고주파 전원(LFS)이 접속되어 있다. 제2 고주파 전원(LFS)은, 피처리체(W)에 이온을 끌어들이기 위한 고주파 전력(고주파 바이어스 전력)을 발생하여, 당해 고주파 바이어스 전력을 하부 전극(16)에 공급한다. 고주파 바이어스 전력의 주파수는, 400kHz~13.56MHz의 범위 내의 주파수이며, 일례에 있어서는 3MHz이다. 정합기(MU2)는, 제2 고주파 전원(LFS)의 출력 임피던스와 부하측(하부 전극(16)측)의 입력 임피던스를 정합시키기 위한 회로를 갖고 있다.
하부 전극(16) 상에는, 정전 척(18)이 마련되어 있다. 정전 척(18)은, 하부 전극(16)과 함께 피처리체(W)를 지지하기 위한 재치대를 구성하고 있다. 정전 척(18)은, 도전막인 전극(20)을 한 쌍의 절연층 또는 절연 시트 사이에 배치한 구조를 갖고 있다. 전극(20)에는, 직류 전원(22)이 전기적으로 접속되어 있다. 이 정전 척(18)은, 직류 전원(22)으로부터의 직류 전압에 의하여 발생한 쿨롱력 등의 정전력으로 피처리체(W)를 흡착 유지할 수 있다.
하부 전극(16)의 상면으로서, 정전 척(18)의 주위에는, 포커스 링(FR)이 배치되어 있다. 포커스 링(FR)은, 에칭의 균일성을 향상시키기 위하여 마련되어 있다. 포커스 링(FR)은, 피에칭층의 재료에 따라 적절히 선택되는 재료로 구성되어 있으며, 예를 들면 실리콘, 또는 석영으로 구성될 수 있다.
하부 전극(16)의 내부에는, 냉매실(24)이 마련되어 있다. 냉매실(24)에는, 외부에 마련된 칠러 유닛으로부터 배관(26a, 26b)을 통하여 소정 온도의 냉매, 예를 들면 냉각수가 순환 공급된다. 이와 같이 순환되는 냉매의 온도를 제어함으로써, 정전 척(18) 상에 재치된 피처리체(W)의 온도가 제어된다.
또, 플라즈마 처리 장치(10)에는, 가스 공급 라인(28)이 마련되어 있다. 가스 공급 라인(28)은, 전열 가스 공급 기구로부터의 전열 가스, 예를 들면 He 가스를, 정전 척(18)의 상면과 피처리체(W)의 이면의 사이에 공급한다.
일 실시형태에 있어서 플라즈마 처리 장치(10)는, 증착 실드(46)를 더 구비할 수 있다. 증착 실드(46)는, 처리 용기(12)의 내벽을 따라 착탈 가능하게 마련되어 있다. 증착 실드(46)는, 지지부(14)의 바깥 둘레에도 마련되어 있다. 이 증착 실드(46)는, 처리 용기(12)에 에칭 부생물(퇴적물)이 부착되는 것을 방지하는 것이며, 알루미늄재에 Y2O3 등의 세라믹스를 피복함으로써 구성될 수 있다.
또, 처리 용기(12)의 내벽에는, 도전성 부재(GND 블록)(56)가 마련되어 있다. 도전성 부재(56)는, 높이 방향에 있어서 피처리체(W)와 대략 동일한 높이에 위치하도록, 처리 용기(12)의 내벽에 장착되어 있다. 이 도전성 부재(56)는, 그라운드에 DC적으로 접속되어 있으며, 이상 방전 방지 효과를 발휘한다.
또, 처리 용기(12)의 바닥부측에 있어서는, 지지부(14)와 처리 용기(12)의 내벽의 사이에 배기 플레이트(48)가 마련되어 있다. 배기 플레이트(48)는, 예를 들면 알루미늄재에 Y2O3 등의 세라믹스를 피복함으로써 구성될 수 있다. 이 배기 플레이트(48)의 하방에 있어서 처리 용기(12)에는, 배기구(12e)가 마련되어 있다. 배기구(12e)에는, 배기관(52)을 통하여 배기 장치(50)가 접속되어 있다. 배기 장치(50)는, 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 갖고 있으며, 처리 용기(12) 내를 원하는 진공도까지 감압할 수 있다.
또, 플라즈마 처리 장치(10)는, 상부 전극(30)을 더 구비하고 있다. 상부 전극(30)은, 하부 전극(16)의 상방에 있어서, 당해 하부 전극(16)과 대향 배치되어 있다. 하부 전극(16)과 상부 전극(30)은, 서로 대략 평행으로 마련되어 있다. 이들 상부 전극(30)과 하부 전극(16)의 사이에는, 피처리체(W)에 플라즈마 에칭을 행하기 위한 처리 공간(S)이 구획형성되어 있다.
상부 전극(30)은, 절연성 차폐 부재(32)를 통하여, 처리 용기(12)의 상부에 지지되어 있다. 상부 전극(30)은, 전극판(34) 및 전극 지지체(36)를 포함할 수 있다. 전극판(34)은, 처리 공간(S)에 면하고 있으며, 복수의 가스 토출 구멍(34a) 및 복수의 가스 토출 구멍(34b)을 구획형성하고 있다. 이 전극판(34)은, 줄열(Joule heat)이 적은 저저항의 도전체 또는 반도체로 구성될 수 있다.
전극 지지체(36)는, 전극판(34)을 착탈 가능하게 지지하는 것이며, 예를 들면 알루미늄과 같은 도전성 재료로 구성될 수 있다. 이 전극 지지체(36)는, 수랭 구조를 가질 수 있다. 또, 전극 지지체(36)의 내부에는, 제1 가스 확산실(38a) 및 제2 가스 확산실(40a)이 마련되어 있다. 제1 가스 확산실(38a)로부터는, 가스 토출 구멍(34a)에 연통되는 복수의 가스 유통 구멍(38b)이 하방으로 뻗어 있다. 또, 제2 가스 확산실(40a)로부터는, 가스 토출 구멍(34b)에 연통되는 복수의 가스 유통 구멍(40b)이 하방으로 뻗어 있다.
제1 가스 확산실(38a)에는, 제1 가스 공급 기구(1A) 및 제1 유량 제어기(FC1)를 통하여 제1 가스 소스(GS1)가 접속되어 있다. 제1 가스 소스(GS1)는, 예를 들면 피처리체(W)를 에칭하기 위한 제1 가스의 가스원이다. 제1 유량 제어기(FC1)는, 그 상류측에 있어서 제1 가스 소스(GS1)에 접속되어 있으며, 그 하류측에 있어서는 제1 가스 공급 기구(1A)에 접속되어 있다. 제1 유량 제어기(FC1)는, 제1 가스 공급 기구(1A)의 제1 배관(42)에 대한 제1 가스 소스(GS1)로부터의 제1 가스의 공급 및 공급의 정지를 제어하고, 또 제1 배관(42)에 공급하는 제1 가스의 유량을 제어하도록 구성되어 있다. 이 제1 유량 제어기(FC1)는, 밸브 및 매스 플로 컨트롤러를 포함할 수 있다.
또, 제2 가스 확산실(40a)에는, 제2 가스 공급 기구(1B) 및 제2 유량 제어기(FC2)를 통하여 제2 가스 소스(GS2)가 접속되어 있다. 제2 가스 소스(GS2)는, 예를 들면 피처리체(W)의 표면에 대하여 퇴적성을 갖는 제2 가스의 가스원이다. 제2 유량 제어기(FC2)는, 그 상류측에 있어서 제2 가스 소스(GS2)에 접속되어 있으며, 그 하류측에 있어서는 제2 가스 공급 기구(1B)에 접속되어 있다. 제2 유량 제어기(FC2)는, 제2 가스 공급 기구(1B)의 제2 배관(44)에 대한 제2 가스 소스(GS2)로부터의 제2 가스의 공급 및 공급의 정지를 제어하고, 또 제2 배관(44)에 공급하는 제2 가스의 유량을 제어하도록 구성되어 있다. 이 제2 유량 제어기(FC2)는, 밸브 및 매스 플로 컨트롤러를 포함할 수 있다.
제1 유량 제어기(FC1) 및 제2 유량 제어기(FC2)에는, 가스 제어부(67)가 접속되어 있다. 가스 제어부(67)는, 제1 유량 제어기(FC1) 및 제2 유량 제어기(FC2)의 각각에 제어 신호를 송신하여, 제1 유량 제어기(FC1) 및 제2 유량 제어기(FC2)를 제어한다. 구체적으로, 가스 제어부(67)는, 제1 유량 제어기(FC1)에 대하여 제어 신호를 송출함으로써, 제1 가스 소스(GS1)로부터의 제1 가스의 공급 및 공급의 정지를 제어하고, 또 제1 가스의 유량을 제어한다. 또, 가스 제어부(67)는, 제2 유량 제어기(FC2)에 대하여 제어 신호를 송출함으로써, 제2 가스 소스(GS2)로부터의 제2 가스의 공급 및 공급의 정지를 제어하고, 또 제2 가스의 유량을 제어한다.
이하, 도 1~4를 참조하여, 제1 가스 공급 기구(1A) 및 제2 가스 공급 기구(1B)에 대하여 설명한다. 제1 가스 공급 기구(1A)는, 제1 배관(42) 및 제1 밸브(VL1)를 갖고 있다. 제2 가스 공급 기구(1B)는, 제2 배관(44) 및 제2 밸브(VL2)를 갖고 있다.
제1 배관(42)은, 제1 가스 소스(GS1)와 제1 가스 확산실(38a)을 접속하고 있다. 구체적으로는, 제1 배관(42)은 제1 유량 제어기(FC1)의 하류측에 접속되어 있으며, 제1 가스 확산실(38a)의 상류측에 접속되어 있다. 또, 제2 배관(44)은, 제2 가스 소스(GS2)와 제2 가스 확산실(40a)을 접속하고 있다. 구체적으로는, 제2 배관(44)은 제2 유량 제어기(FC2)의 하류측에 접속되어 있으며, 제2 가스 확산실(40a)의 상류측에 접속되어 있다. 제1 배관(42) 및 제2 배관(44)의 도중에는 각각, 제1 밸브(VL1) 및 제2 밸브(VL2)가 마련되어 있다. 제1 밸브(VL1)는, 제1 배관(42)에 의하여 제공되는 제1 가스 공급 경로의 컨덕턴스를 증감시키는 기능을 갖고 있으며, 제2 밸브(VL2)는, 제2 배관(44)에 의하여 제공되는 제2 가스 공급 경로의 컨덕턴스를 증감시키는 기능을 갖고 있다.
도 2의 (a)는, 제1 밸브(VL1)를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제1 밸브(VL1)는, 하우징(60) 및 플레이트(62)를 갖고 있으며, 제1 배관(42)의 도중에 마련되어 있다. 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제1 배관(42)은, 하우징(60)보다 상류측에 마련된 상류부(42a), 및 하우징보다 하류측에 마련된 하류부(42b)를 갖고 있다. 하우징(60)은, 이들 상류부(42a), 및 하류부(42b)에 연결되어 있다. 이 하우징(60)은, 제1 배관(42)이 제공하는 제1 가스 공급 경로(43)와 연속되는 내부 공간을 구획형성하고 있고, 상류부(42a)와 하류부(42b)의 사이에 있어서 제1 가스 공급 경로(43)를 부분적으로 제공하고 있다.
또, 하우징(60)은, 그 내부 공간에 플레이트(62)를 수용하고 있으며, 플레이트(62)를 따라 당해 플레이트(62)에 대하여 비접촉으로 마련되어 있다. 또한, 하우징(60)은, 플레이트(62)에 대하여 0.5mm 이하의 간극을 통하여 마련되어 있어도 된다. 하우징(60)의 내벽과 플레이트(62)의 사이의 간극을 0.5mm 이하로 함으로써, 제1 배관(42)의 상류부(42a)로부터 하우징(60) 내로 공급되는 가스가, 후술하는 관통 구멍(64)을 통하지 않고 하류부(42b)로 흐르는 것을 억제할 수 있다.
도 2의 (b)는, 플레이트(62)의 평면도이다. 플레이트(62)는, 원반 형상을 갖고 있으며, 판두께 방향으로 뻗는 축선(Z)을 중심으로 회전 가능하게 구성되어 있다. 이 플레이트(62)에는, 도 2의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍(64)이 형성되어 있다. 관통 구멍(64)은, 원둘레(C) 상의 위치에 형성되어 있다. 원둘레(C)는, 축선(Z)을 중심으로 뻗어 있으며, 또한 가스 공급 경로(43)와 교차하는 원둘레이다. 즉, 플레이트(62)의 축선(Z) 중심의 회전에 의하여, 제1 가스 공급 경로(43)에 대한 관통 구멍(64)의 상대적인 위치를 조정하는 것이 가능하게 되어 있다.
일 실시형태에서는, 관통 구멍(64)은, 직경(d)으로 규정되는 원형의 평면 형상을 갖고 있다. 관통 구멍(64)의 직경(d)과 제1 가스 공급 경로(43)의 직경(D)의 관계는 임의로 설정될 수 있다. 예를 들면, 관통 구멍(64)의 직경(d)이 제1 가스 공급 경로(43)의 직경(D) 이상인 경우에는, 제1 밸브(VL1)는, 제1 가스 공급 경로(43)의 컨덕턴스를 저하시키지 않고, 제1 가스 공급 경로(43)를 흐르는 제1 가스를 제1 가스 확산실(38a)에 공급하는 것이 가능하다. 한편, 관통 구멍(64)의 직경(d)이 제1 가스 공급 경로(43)의 직경(D)보다 작은 경우에는, 제1 밸브(VL1)는, 제1 가스 공급 경로(43)의 컨덕턴스를 저하시키는 스로틀 밸브로서 기능할 수 있다.
또, 플레이트(62)에는, 당해 플레이트(62)를 회전시키는 구동부로서 모터(M1)가 접속되어 있다. 모터(M1)는, 출력축(66)을 갖고 있다. 출력축(66)은, 축선(Z) 상에서 뻗어 있다. 즉, 출력축(66)의 중심 축선은 축선(Z)과 일치하고 있다. 이 출력축(66)은, 하우징(60)을 관통하여 플레이트(62)에 연결되어 있다. 즉, 출력축(66)은, 그 중심 축선 상에 플레이트(62)의 중심이 위치하도록, 플레이트(62)에 연결되어 있다. 이 출력축(66)과 하우징(60)의 사이에는 시일재가 마련되어 있어도 된다. 이로써, 하우징(60)의 기밀성이 향상된다.
모터(M1)에는, 모터 제어부(69)가 접속되어 있다. 모터(M1)는, 모터 제어부(69)로부터의 제어 신호에 의하여 플레이트(62)의 회전각 및 회전을 제어할 수 있다. 모터 제어부(69)는, 제1 밸브(VL1)의 모터(M1)를 제어함으로써, 제1 밸브(VL1)의 동작 모드를 제1~제4 동작 모드 중 어느 하나의 동작 모드로 전환하는 것이 가능하다. 또한, 제1~제3 모드는, 플레이트(62)의 회전각이 각각의 모드에 고유의 회전각으로 제어되는 모드이며, 제4 모드는 플레이트(62)를 일정한 각속도로 회전시키는 모드이다. 이하, 제1~제4 모드에 대하여 상세하게 설명한다.
[제1 동작 모드]
먼저, 도 2의 (a), (b)를 참조하여, 제1 동작 모드에 대하여 설명한다. 제1 동작 모드는, 모터 제어부(69)가 모터(M1)를 제어하여, 제1~제3 동작 모드 중 제1 가스 공급 경로(43)의 컨덕턴스가 가장 높아지도록 플레이트(62)의 회전각을 설정하는 동작 모드이다. 도 2의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 이 제1 동작 모드에서는, 축선(Z) 방향으로 보았을 때의 관통 구멍(64)과 제1 가스 공급 경로(43)의 중복 면적이 최대가 되도록 플레이트(62)가 회전되어, 당해 플레이트(62)의 회전각이 제1 회전각 θ1로 설정된다. 도 2의 (a) 및 (b)에 나타내는 예에서는, 관통 구멍(64)의 중심 축선과 제1 가스 공급 경로(43)의 중심 축선이 일치하도록, 플레이트(62)의 회전각이 제1 회전각 θ1로 설정된다. 또한, 회전각이란, 관통 구멍(64)의 중심 축선과 축선(Z)을 연결하는 선분이 축선(Z)에 대하여 방사 방향으로 뻗는 기준선(RL)과 이루는 각도이며, 축선(Z)에 대하여 시계 방향을 정방향으로 하는 각도이다.
도 2의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 동작 모드에서는, 축선(Z) 방향으로 본 관통 구멍(64)과 제1 가스 공급 경로(43)의 중복 면적(동 도면 중, 참조 부호 OP로 나타내는 해칭된 영역의 면적)이 최대가 되어, 제1 배관(42)을 흐르는 가스의 대부분은, 플레이트(62)의 관통 구멍(64)을 통과하게 된다. 그리고, 관통 구멍(64)을 통과한 가스는, 제1 가스 확산실(38a), 가스 유통 구멍(38b), 가스 토출 구멍(34a)을 통하여 처리 공간(S)에 공급된다.
[제2 동작 모드]
다음으로, 도 3을 참조하여, 제2 동작 모드에 대하여 설명한다. 도 3의 (a)는, 제2 동작 모드로 설정된 제1 밸브(VL1)를 나타내는 단면도이며, 도 3의 (b)는 도 3의 (a)의 플레이트(62)의 평면도이다. 제2 동작 모드는, 모터 제어부(69)가 모터(M1)를 제어하여, 제1~제3 동작 모드 중 제1 가스 공급 경로(43)의 컨덕턴스가 가장 낮아지도록 플레이트(62)의 회전각을 설정하는 동작 모드이다. 이 제2 동작 모드에서는, 관통 구멍(64)이 제1 가스 공급 경로(43)로부터 어긋난 위치에 배치된다.
제2 동작 모드에서는, 플레이트(62)가 회전되어 당해 플레이트(62)의 회전각이 제2 회전각 θ2로 설정된다. 예를 들면, 제2 회전각 θ2는, 제1 회전각 θ1에 대하여 둘레 방향으로 180도의 각도이며, 관통 구멍(64)을 제1 가스 공급 경로(43)로부터 가장 떨어진 위치에 배치한 플레이트(62)의 회전각이다.
도 3의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 제2 동작 모드에서는, 관통 구멍(64)이 제1 가스 공급 경로(43)로부터 떨어진 위치에 배치되므로, 축선(Z) 방향으로 보면, 관통 구멍(64)과 제1 가스 공급 경로(43)는 중복되지 않는다. 즉, 제2 동작 모드에서는, 제1 가스 공급 경로(43) 상에 플레이트(62)가 개재된다. 따라서, 제2 동작 모드에서는, 제1 가스 공급 경로(43)에 있어서의 가스의 흐름이 차단된다. 그러므로, 이 제2 동작 모드에서는, 제1 가스 공급 경로(43)의 컨덕턴스가 낮아진다.
또한, 제1 밸브(VL1)가 제2 동작 모드로 설정되어 있을 때에 제1 가스가 당해 제1 밸브(VL1)의 상류측까지 흐르게 되면, 당해 제1 가스가 제1 배관(42)의 상류부(42a)에 체류한다. 그 결과, 상류부(42a)의 내부 압력이 높아진다. 따라서, 제1 밸브(VL1)가 제2 동작 모드로 설정되면, 제1 배관(42)의 상류부(42a)와 처리 공간(S)의 사이에는 압력차가 발생한다.
[제3 동작 모드]
다음으로, 도 4를 참조하여, 제3 동작 모드에 대하여 설명한다. 도 4의 (a)는, 제3 동작 모드로 설정된 제1 밸브(VL1)를 나타내는 단면도이며, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)의 플레이트(62)의 평면도이다. 제3 동작 모드는, 모터 제어부(69)가 모터(M1)를 제어하여, 가스 공급 경로(43)의 컨덕턴스가 제1 동작 모드보다 낮고, 제2 동작 모드보다 높아지도록 플레이트(62)의 회전각을 설정하는 동작 모드이다. 이 제3 동작 모드에서는, 관통 구멍(64)의 일부만이 제1 가스 공급 경로(43) 상에 위치하도록 플레이트(62)의 회전각이 제3 회전각 θ3으로 설정된다.
구체적으로는, 도 4의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 제3 동작 모드에서는, 제1 가스 공급 경로(43)가 플레이트(62)에 의하여 부분적으로 차폐된다. 따라서, 축선(Z) 방향으로 보면, 관통 구멍(64)과 제1 가스 공급 경로(43)의 중복 면적(동 도면 중, 참조 부호 OP로 나타내는 해칭된 영역의 면적)은, 제1 동작 모드에 있어서의 중복 면적(도 2의 (a), (b)에 있어서 참조 부호 OP로 나타내는 해칭된 영역의 면적)과 비교하여 작아진다. 따라서, 제3 동작 모드에서는, 제1 동작 모드에 비하여 제1 가스 공급 경로(43)의 컨덕턴스가 저하된다.
[제4 동작 모드]
제4 동작 모드는, 모터 제어부(69)가 모터(M1)를 제어하여 플레이트(62)를 일정한 각속도로 회전시키는 모드이다. 제4 모드에서는, 관통 구멍(64)이 일정한 주기로 제1 가스 공급 경로(43) 상에 위치한다. 이로써, 제1 가스 공급 경로(43)의 컨덕턴스가 주기적으로 변화한다. 따라서, 제4 동작 모드에서는, 처리 공간(S)에 가스가 간헐적으로 공급된다. 또한, 가스가 공급되는 시간 간격은 플레이트(62)의 회전 속도를 변화시킴으로써 조정할 수 있다. 이하, 구체적인 일례를 들어, 모터 제어부(69)가 제1 밸브(VL1)의 플레이트(62)를 일정한 각속도로 회전시키고 있을 때에, 제1 배관(42)을 통하여 처리 공간(S)에 공급되는 가스의 유량의 시간적 변화에 대하여 설명한다.
도 5는, 플레이트(62)를 일정한 각속도로 회전시키고 있을 때의, 플레이트(62)의 동일 평면 상에 있어서의 제1 가스 공급 경로(43)의 단면적, 및 처리 공간(S)에 공급되는 가스의 유량의 시간적 변화를 나타내고 있다. 또한, 제1 배관(42)에는 제1 가스 소스(GS1)로부터 제1 가스가 공급되고 있는 것으로 하고, 관통 구멍(64)의 직경(d)은, 제1 배관(42)의 가스 공급 경로(43)의 직경(D)과 동일한 것으로 했다.
플레이트(62)가 일정한 각속도로 회전하면, 플레이트(62)의 관통 구멍(64)은, 일정한 시간 간격으로 제1 가스 공급 경로(43) 상을 통과한다. 따라서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 플레이트(62)와 동일 평면 상에서의 유로의 단면적은, 관통 구멍(64)이 가스 공급 경로(43) 상에 배치되어 있을 때에 증가하고, 관통 구멍(64)이 가스 공급 경로(43) 상에 배치되어 있지 않을 때에 감소한다. 그 결과, 제1 가스 공급 경로(43)의 컨덕턴스가 주기적으로 증감한다. 이에 따라, 도 5에 나타내는 바와 같이, 처리 공간(S)에는 제1 가스가 간헐적으로 공급되게 된다.
이상, 제1 밸브(VL1)에 대하여 그 구성 요소 및 제1~제4 동작 모드에 대하여 설명했다. 이 제1 밸브(VL1)와 마찬가지로, 제2 밸브(VL2)도, 하우징(60), 플레이트(62), 및 모터(M1)를 갖는다. 또, 제2 밸브(VL2)도, 모터 제어부(69)에 의한 당해 제2 밸브(VL2)의 모터(M1)의 제어에 의하여 제1~제4 동작 모드로 동작할 수 있어, 제2 배관(44)에 의하여 제공되는 제2 가스 공급 경로의 컨덕턴스를 조정하는 것이 가능하다.
도 1의 설명으로 되돌아가, 플라즈마 처리 장치(10)는, 메인 제어부(65)를 더 구비할 수 있다. 이 메인 제어부(65)는, 프로세서, 기억부, 입력 장치, 표시 장치 등을 구비하는 컴퓨터이다. 이 메인 제어부(65)에서는, 입력 장치를 이용하여, 오퍼레이터가 플라즈마 처리 장치(10)를 관리하기 위하여 커맨드의 입력 조작 등을 행할 수 있고, 또 표시 장치에 의하여, 플라즈마 처리 장치(10)의 가동 상황을 가시화하여 표시할 수 있다. 또, 메인 제어부(65)는, 기억부에 기억된 레시피에 따라, 플라즈마 처리 장치(10)의 각 부를 통괄 제어할 수 있다. 예를 들면, 메인 제어부(65)는, 제1 유량 제어기(FC1), 제2 유량 제어기(FC2), 제1 밸브(VL1), 및 제2 밸브(VL2)가 연동하여 동작하도록 가스 제어부(67) 및 모터 제어부(69)를 제어한다. 또한, 제1 유량 제어기(FC1), 제2 유량 제어기(FC2), 제1 밸브(VL1), 및 제2 밸브(VL2)의 연동에 있어서의 제어 플로에 대해서는, 후술하는 일 실시형태의 가스 공급 방법의 설명과 함께, 상세하게 설명한다.
이 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 제1 가스 소스(GS1)로부터 제1 가스가 제1 가스 공급 기구(1A)를 통하여 처리 용기(12) 내에 공급된다. 또, 제2 가스 소스(GS2)로부터 제2 가스가 제2 가스 공급 기구(1B)를 통하여 처리 용기(12) 내에 공급된다. 제1 가스와 제2 가스는 처리 용기(12) 내에 교대로 공급될 수 있다. 그리고, 하부 전극(16)에 플라즈마 생성용 고주파 전력이 부여됨으로써, 하부 전극(16)과 상부 전극(30)의 사이에 고주파 전계가 발생한다. 이 고주파 전계에 의하여, 처리 공간(S) 내에 공급된 가스의 플라즈마가 생성된다. 이로써, 피처리체(W)가 가스의 플라즈마에 의하여 처리된다.
또, 상술한 제1 가스 공급 기구(1A) 및 제2 가스 공급 기구(1B)는, 플레이트(62)의 회전각을 변화시킴으로써, 각각 제1 밸브(VL1) 및 제2 밸브(VL2)의 컨덕턴스를 증감시킬 수 있다. 또한, 플레이트(62)를 회전시킨 경우에는, 제1 밸브(VL1) 및 제2 밸브(VL2)는, 밸브를 고속으로 개폐시킴으로써 동등한 기능을 발휘한다. 따라서, 제1 가스 공급 기구(1A) 및 제2 가스 공급 기구(1B)에 의하면, 처리 공간(S)의 압력을 조기에 안정시키는 것이 가능하다. 또한, 제1 가스 공급 기구(1A) 및 제2 가스 공급 기구(1B)에서는, 플레이트(62)가 하우징(60)에 대하여 비접촉으로 마련되어 있다. 따라서, 제1 가스 공급 기구(1A) 및 제2 가스 공급 기구(1B)의 내구성을 높이는 것이 가능하다.
다음으로, 도 1의 플라즈마 처리 장치(10)를 이용한 가스 공급 방법에 대하여 설명한다. 도 6은, 일 실시형태의 가스 공급 방법(MT)을 나타내는 흐름도이다. 이 방법(MT)에서는, 제1 가스 및 제2 가스가, 각각 제1 가스 공급 기구(1A) 및 제2 가스 공급 기구(1B)를 통하여 교대로 처리 용기(12) 내에 공급된다.
방법(MT)에서는, 먼저 공정 ST1이 행해진다. 이 공정 ST1에서는, 처리 용기(12) 내에 제1 가스가 공급됨과 함께, 제2 가스의 공급이 정지된다. 이로 인하여, 메인 제어부(65)는, 가스 제어부(67)에 제어 신호를 송신한다. 가스 제어부(67)는, 이 제어 신호를 수신하면, 제1 가스가 제1 배관(42)에 공급되도록 제1 유량 제어기(FC1)를 제어함과 함께, 제2 배관(44)에 대한 제2 가스의 공급이 정지되도록 제2 유량 제어기(FC2)를 제어한다.
또, 공정 ST1에 있어서 메인 제어부(65)는, 모터 제어부(69)에도 제어 신호를 송신한다. 모터 제어부(69)는, 이 제어 신호를 수신하면, 제1 밸브(VL1)의 플레이트(62)가 제1 회전각 θ1이 되도록 제1 밸브(VL1)의 모터(M1)를 제어한다. 또한, 모터 제어부(69)는, 제2 밸브(VL2)의 플레이트(62)가 제2 회전각 θ2가 되도록 제2 밸브(VL2)의 모터(M1)를 제어한다. 즉, 모터 제어부(69)는, 제1 밸브(VL1)를 제1 동작 모드로 설정하고, 제2 밸브(VL2)를 제2 동작 모드로 설정한다.
상기와 같이 제어됨으로써, 공정 ST1에서는, 제1 가스가 제1 가스 소스(GS1)로부터 제1 배관(42)에 공급된다. 그리고, 당해 제1 가스가 제1 밸브(VL1)를 통과하여, 제1 가스 확산실(38a) 내에서 확산된 후에 처리 용기(12) 내에 공급된다. 한편, 제2 가스 소스(GS2)로부터의 제2 가스는, 제2 유량 제어기(FC2)에 의하여 공급이 정지된다. 그리고, 처리 용기(12) 내에 공급된 제1 가스를 이용하여 피처리체(W)가 처리된다. 예를 들면, 처리 용기(12) 내에서 제1 가스의 플라즈마가 생성되어, 피처리체(W)가 에칭된다.
방법(MT)에서는, 이어서 공정 ST2가 행해진다. 공정 ST2에서는, 메인 제어부(65)는, 가스 제어부(67)에 제어 신호를 송신한다. 가스 제어부(67)는, 이 제어 신호를 수신하면, 제2 가스가 제2 배관(44)에 공급되도록 제2 유량 제어기(FC2)를 제어한다. 이때, 제2 밸브(VL2)는 공정 ST1에 있어서 제2 동작 모드로 설정되어 있으므로, 제2 가스 소스(GS2)로부터의 제2 가스는, 제2 배관(44)의 상류부(44a) 내에 저류된다. 이로 인하여, 공정 ST2에서는, 제2 배관(44)의 상류부(44a)의 내부 압력이 높아진다.
이어서, 공정 ST3이 행해진다. 공정 ST3에서는, 처리 용기(12)에 대하여 공급되는 가스가 제1 가스로부터 제2 가스로 전환된다. 이로 인하여, 메인 제어부(65)는, 가스 제어부(67)에 제어 신호를 송신한다. 가스 제어부(67)는, 이 제어 신호를 수신하면, 제1 배관(42)에 대한 제1 가스의 공급이 정지되도록 제1 유량 제어기(FC1)를 제어한다. 또, 가스 제어부(67)는, 제2 가스가 제2 배관(44)에 공급되도록 제2 유량 제어기(FC2)를 제어한다.
또, 공정 ST3에 있어서 메인 제어부(65)는, 모터 제어부(69)에도 제어 신호를 송신한다. 모터 제어부(69)는, 이 제어 신호를 수신하면, 제1 밸브(VL1)의 플레이트(62)의 회전각이 θ2가 되도록 제1 밸브(VL1)의 모터(M1)를 제어한다. 또한, 모터 제어부(69)는, 제2 밸브(VL2)의 플레이트(62)가 일정한 각속도로 회전하도록 제2 밸브(VL2)의 모터(M1)를 제어한다. 즉, 모터 제어부(69)는, 제1 밸브(VL1)를 제2 동작 모드로 설정하고, 제2 밸브(VL2)의 동작 모드를 제4 동작 모드로 설정한다.
이와 같이 제어됨으로써, 공정 ST3에서는, 처리 용기(12) 내로의 제1 가스의 공급이 제1 유량 제어기(FC1) 및 제1 밸브(VL1)에 의하여 정지된다. 한편, 제2 가스 공급 경로의 컨덕턴스는 주기적으로 변화하므로, 처리 용기(12) 내에 제2 가스 소스(GS2)로부터의 제2 가스가 간헐적으로 공급된다. 여기에서, 공정 ST2에 있어서, 제2 배관(44)의 상류부(44a)와 처리 공간(S)의 사이에는 압력차가 발생하고 있으므로, 제2 가스를 처리 용기(12) 내에 간헐적으로 공급함으로써, 처리 용기(12) 내의 가스 압력이 단시간에 안정된다.
이어서, 공정 ST4가 행해진다. 공정 ST4는, 예를 들면 공정 ST3에 있어서 처리 용기(12) 내의 제2 가스의 압력이 안정된 후에 행해진다. 이 공정 ST4에서는, 메인 제어부(65)는, 모터 제어부(69)에 제어 신호를 송신한다. 모터 제어부(69)는, 이 제어 신호를 수신하면, 제2 밸브(VL2)의 플레이트(62)가 제1 회전각 θ1이 되도록, 제2 밸브(VL2)의 모터(M1)를 제어한다. 이로써, 제2 가스 소스(GS2)로부터의 제2 가스가 처리 용기(12) 내에 연속적으로 공급된다. 또한, 공정 ST4에서는, 처리 용기(12) 내에 공급되는 제2 가스의 유량을 조정하기 위하여, 제2 밸브(VL2)의 플레이트가 제3 회전각 θ3으로 설정되어도 된다.
이어서, 공정 ST5가 행해진다. 공정 ST5에서는, 종료 조건을 충족시키는지 여부가 판정된다. 종료 조건을 충족시키는지 여부는, 예를 들면 처리 공간(S)에 공급되는 가스의 전환 횟수가 미리 설정된 횟수에 도달했는지 여부에 의하여 판단되어도 된다. 공정 ST5에 있어서 종료 조건을 충족시킨다고 판정된 경우에는, 방법(MT)을 종료한다. 한편, 공정 ST5에 있어서 종료 조건을 충족시키지 않는다고 판정된 경우에는, 공정 ST6이 행해진다.
공정 ST6에서는, 메인 제어부(65)로부터 가스 제어부(67)에 제어 신호가 송신된다. 가스 제어부(67)는, 이 제어 신호를 수신하면, 제1 가스가 제1 배관(42)에 공급되도록 제1 유량 제어기(FC1)를 제어한다. 이때, 공정 ST3에 있어서 제1 밸브(VL1)가 제2 동작 모드로 설정되어 있으므로, 제1 가스 소스(GS1)로부터의 제1 가스는, 제1 배관(42)의 상류부(42a) 내에 저류된다. 이로 인하여, 공정 ST6에서는, 제1 배관(42)의 상류부(42a)의 내부 압력이 높아진다.
이어서, 공정 ST7이 행해진다. 공정 ST7에서는, 처리 용기(12) 내에 공급되는 가스가 제2 가스로부터 제1 가스로 전환된다. 이로 인하여, 메인 제어부(65)는, 가스 제어부(67)에 제어 신호를 송신한다. 가스 제어부(67)는, 이 제어 신호를 수신하면, 제1 가스가 제1 배관(42)에 공급되도록 제1 유량 제어기(FC1)를 제어한다. 또, 가스 제어부(67)는, 제2 배관(44)에 대한 제2 가스의 공급이 정지되도록 제2 유량 제어기(FC2)를 제어한다.
또한, 공정 ST7에서는, 메인 제어부(65)는, 모터 제어부(69)에도 제어 신호를 송신한다. 모터 제어부(69)는, 이 제어 신호를 수신하면, 제1 밸브(VL1)의 플레이트(62)가 일정한 각속도로 회전하도록 제1 밸브(VL1)의 모터(M1)를 제어한다. 또, 모터 제어부(69)는, 제2 밸브(VL2)의 플레이트(62)가 제2 회전각 θ2가 되도록 제2 밸브(VL2)의 모터(M1)를 제어한다. 즉, 모터 제어부(69)는, 제1 밸브(VL1)의 동작 모드를 제4 동작 모드로 설정하고, 제2 밸브(VL2)를 제2 동작 모드로 설정한다.
이와 같이 제어됨으로써, 공정 ST7에서는, 처리 용기(12) 내로의 제2 가스의 공급이 제2 유량 제어기(FC2) 및 제2 밸브(VL2)에 의하여 정지된다. 한편, 제1 가스 공급 경로의 컨덕턴스가 주기적으로 변화하므로, 처리 용기(12) 내에 제1 가스 소스(GS1)로부터의 제1 가스가 간헐적으로 공급된다. 여기에서, 공정 ST6에 있어서, 제1 배관(42)의 상류부(42a)와 처리 공간(S)의 사이에는 압력차가 발생하고 있으므로, 제1 가스를 처리 용기(12) 내에 간헐적으로 공급함으로써, 처리 용기(12) 내의 가스 압력이 단시간에 안정된다.
이어서, 공정 ST8이 행해진다. 공정 ST8은, 예를 들면 공정 ST7에 있어서 처리 용기(12) 내의 제1 가스의 압력이 안정된 후에 행해진다. 이 공정 ST8에서는, 메인 제어부(65)는, 모터 제어부(69)에 제어 신호를 송신한다. 모터 제어부(69)는, 이 제어 신호를 수신하면, 제1 밸브(VL1)의 플레이트(62)가 제1 회전각 θ1이 되도록, 제1 밸브(VL1)의 모터(M1)를 제어한다. 이로써, 제1 가스 소스(GS1)로부터의 제1 가스가 처리 용기(12) 내에 연속적으로 공급된다. 또한, 공정 ST8에서는, 처리 용기(12) 내에 공급되는 제1 가스의 유량을 조정하기 위하여, 제1 밸브(VL1)의 플레이트가 제3 회전각 θ3으로 설정되어도 된다. 이 공정 ST8 후, 공정 ST1이 다시 행해진다.
상술과 같이, 방법(MT)에서는, 처리 용기(12) 내에 제1 가스 및 제2 가스가 교대로 공급된다. 처리 용기(12) 내에 공급되는 가스가 제1 가스로부터 제2 가스로 전환된 직후에는, 제2 배관(44)의 내부와 처리 용기(12)의 내부의 사이에 압력차를 발생시킨 후에, 제2 가스가 처리 용기(12) 내에 간헐적으로 공급된다. 반대로, 처리 용기(12) 내에 공급되는 가스가 제2 가스로부터 제1 가스로 전환된 직후에는, 제1 배관(42)의 내부와 처리 용기(12)의 내부의 사이에 압력차를 발생시킨 후에, 제1 가스가 처리 용기(12) 내에 간헐적으로 공급된다. 따라서, 공급되는 가스가 전환될 때, 처리 용기(12) 내의 가스 압력을 조기에 안정시킬 수 있다. 따라서, 방법(MT)에 의하면, 가스의 전환에 필요로 하는 시간을 단축시킬 수 있으므로, 피처리체(W)의 처리 스루풋을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 상술하는 제1 밸브(VL1) 및 제2 밸브(VL2)는 상기 형태에 한정되지 않는다. 이하에서는, 다른 실시형태에 관한 밸브에 대하여 설명한다.
도 7은, 다른 실시형태에 관한 밸브를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 7에 나타내는 밸브(VL3)는, 플레이트(62)를 축선(Z) 중심으로 회전시키는 모터로서, 중공(中空) 모터를 이용하고 있는 점에서, 상술하는 제1 밸브(VL1) 및 제2 밸브(VL2)와 상이하다.
밸브(VL3)는, 모터(M1) 대신에, 중공 모터(MM)를 구비하고 있다. 중공 모터(MM)는, 축선(Z)을 중심 축선으로 하는 통 형상의 고정자(72)와, 고정자(72)의 내측에 고정자(72)와 동축으로 마련된 통 형상의 회전자(70)를 갖고 있다. 회전자(70) 및 고정자(72)는, 제1 배관(42)을 둘러싸도록 배치되어 있다. 이 밸브(VL3)에서는, 플레이트(62)는, 회전자(70)의 내부 구멍 중에 마련되어 있으며, 회전자(70)에 결합되어 있다. 플레이트(62)는, 회전자(70)가 축선(Z) 중심으로 회전함으로써, 회전자(70)와 함께 축선(Z)을 중심으로 회전한다.
상술하는 모터(M1)와 마찬가지로, 중공 모터(MM)에는, 모터 제어부(69)가 접속되어 있다. 중공 모터(MM)는, 모터 제어부(69)로부터의 제어 신호에 의하여 플레이트(62)의 회전각을 제어할 수 있다. 모터 제어부(69)는, 밸브(VL3)의 중공 모터(MM)를 제어함으로써, 밸브(VL3)를 상술하는 제1~제4 동작 모드 중 어느 하나의 동작 모드로 전환하는 것이 가능하다.
이러한 밸브(VL3)는, 상술하는 제1 밸브(VL1) 및 제2 밸브(VL2)와 마찬가지로, 가스 공급 경로의 컨덕턴스를 증감시키는 기능을 갖고 있다. 또한, 밸브(VL3)에서는, 모터의 출력축을 하우징 내로 삽입할 필요가 없기 때문에 밀폐성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 또 다른 실시형태에 관한 밸브에 대하여 설명한다.
도 8은, 또 다른 실시형태에 관한 밸브(VL4)를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 8에 나타내는 밸브(VL4)는, 하우징의 내부에 복수의 플레이트가 마련되어 있는 점에서, 상술하는 제1 밸브(VL1) 및 제2 밸브(VL2)와 상이하다.
밸브(VL4)에서는, 하우징(60)의 내부에 제1 플레이트(82) 및 제2 플레이트(92)가 마련되어 있다. 도 9를 참조하여, 제1 플레이트(82) 및 제2 플레이트(92)에 대하여 설명한다.
도 9의 (a)는 제1 플레이트(82)의 평면도이며, 도 9의 (b)는 제2 플레이트(92)의 평면도이다. 제1 플레이트(82)에는, 축선(Z)을 중심으로 뻗어 있으며, 또한 가스 공급 경로(43)와 교차하는 원둘레(C)를 따른 위치에 있어서 제1 플레이트(82)를 관통하는 복수의 관통 구멍(84)이 형성되어 있다. 이들 복수의 관통 구멍(84)은, 서로 동일 직경의 원형을 이루고 있다. 또, 제1 플레이트(82)에는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 모터(M1)가 접속되어 있다. 모터(M1)의 출력축은, 축선(Z) 상에서 뻗어 있으며, 하우징(60)을 관통하여 제1 플레이트(82)의 회전 중심 축선과 일치하도록 연결되어 있다.
한편, 제2 플레이트(92)에는, 축선(Z)을 중심으로 뻗어 있으며, 또한 가스 공급 경로(43)와 교차하는 원둘레(C)를 따른 위치에 있어서 제2 플레이트(92)를 관통하는 복수의 관통 구멍(94)이 형성되어 있다. 이들 복수의 관통 구멍(94)은, 모두 원형을 이루고 있지만, 서로 상이한 직경을 갖고 있다. 제2 플레이트(92)에는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 모터(M2)가 접속되어 있다. 모터(M2)의 출력축은, 축선(Z) 상에서 뻗어 있으며, 하우징(60)을 관통하여 제2 플레이트(92)의 회전 중심 축선과 일치하도록 연결되어 있다.
또, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제1 플레이트(82) 및 제2 플레이트(92)의 사이에는, 제1 플레이트(82) 및 제2 플레이트(92)를 따라 뻗어 있는 구획판(60a)이 마련되어 있다. 이 구획판(60a)에는, 가스 공급 경로(43) 상의 위치에 개구(60b)가 형성되어 있다.
모터(M1, M2)의 각각에는, 모터 제어부(69)가 접속되어 있다. 모터(M1, M2)는, 모터 제어부(69)로부터의 제어 신호에 의하여 플레이트(62)의 회전각을 제어할 수 있다. 모터 제어부(69)는, 밸브(VL4)의 모터(M1, M2)를 제어함으로써, 밸브(VL4)를 상술하는 제1~제3 동작 모드 중 어느 하나의 동작 모드로 전환하는 것이 가능하다.
또, 모터 제어부(69)는, 제1 플레이트(82) 및 제2 플레이트(92)를 동일 방향 또는 반대 방향으로 회전하도록 모터(M1) 및 모터(M2)를 제어할 수 있다. 이와 같이 제어된 경우에는, 제1 플레이트(82)의 관통 구멍(84) 및 제2 플레이트(92)의 관통 구멍(94)의 쌍방이 가스 공급 경로(43) 상에 위치할 때에, 당해 가스 공급 경로(43)의 컨덕턴스가 최대가 되어, 가스 소스로부터의 가스가 처리 공간(S)에 공급된다.
이와 같은 밸브(VL4)는, 제1 밸브(VL1) 및 제2 밸브(VL2)와 마찬가지로, 가스 공급 경로(43)의 컨덕턴스를 증감시키는 기능을 갖고 있다. 또한, 밸브(VL4)에서는, 제1 플레이트(82) 및 제2 플레이트(92)에 상이한 형상 또는 직경의 관통 구멍을 형성할 수 있으므로, 처리 공간(S)에 공급되는 가스의 유량의 시간적 변화를 정밀하게 제어하는 것이 가능해진다.
또한, 밸브(VL4)에 있어서, 제1 플레이트(82) 및 제2 플레이트(92)를 반대 방향으로 회전시키도록 제어하면, 가스 공급 경로(43)의 컨덕턴스를 고속으로 변화시키는 것이 가능하다. 또, 밸브(VL4)의 모터(M1)를 고속으로 회전 가능한 고회전 모터로 하고, 모터(M2)를 고정밀도로 위치를 제어 가능한 고분해능 모터로 해도 된다. 이와 같은 구성에서는, 예를 들면 고회전 모터로 제1 플레이트(82)를 고속으로 회전시키면서, 고분해능 모터로 제2 플레이트(92)의 동일 평면 상의 유로의 단면적을 조정하는 것에 의하여, 컨덕턴스를 고속으로 변화시키면서, 처리 공간(S)에 공급되는 가스의 유량을 고정밀도로 조정할 수 있다. 또한, 모터(M1)를 고분해능 모터로 하고, 모터(M2)를 고회전 모터로 해도 된다.
다음으로, 또 다른 실시형태에 관한 밸브에 대하여 설명한다.
도 10은, 또 다른 실시형태에 관한 밸브(VL5)를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 10에 나타내는 밸브(VL5)는, 제1 배관(42)의 상류부(42a)를 흐르는 가스가 하우징과 플레이트의 사이의 간극을 통하여 제1 배관(42)의 하류부(42b)측에 흐르는 것을 억제하기 위하여 래버린스(labyrinth) 구조를 갖고 있는 점에서, 상술하는 제1 밸브(VL1) 및 제2 밸브(VL2)와 상이하다.
밸브(VL5)는, 플레이트(62) 대신에, 플레이트(100)를 구비하고 있다. 플레이트(100)에는, 축선(Z)을 중심으로 뻗어 있으며, 또한 가스 공급 경로와 교차하는 원둘레 상의 위치에 플레이트(100)를 관통하는 관통 구멍(102)이 형성되어 있다. 또, 플레이트(100)에는, 판두께 방향으로 돌출되는 돌출부(104, 106)가 마련되어 있다. 돌출부(104, 106)는, 축선(Z)을 중심으로 하는 동축의 환 형상을 이루고 있다. 돌출부(104)는 관통 구멍(102)보다 플레이트(100)의 직경 방향 외측에 마련되어 있으며, 돌출부(106)는 관통 구멍(102)보다 플레이트(100)의 직경 방향 내측에 마련되어 있다.
또, 밸브(VL5)는, 하우징(60) 대신에, 하우징(80)을 구비하고 있다. 하우징(80)에는, 돌출부(104, 108)에 대면하는 위치에 있어서, 판두께 방향을 따라 뻗는 오목부(80a, 80b)가 각각 형성되어 있다. 오목부(80a, 80b)는, 축선(Z)을 중심으로 하는 동축의 환 형상을 이루고 있다. 이들 오목부(80a, 80b)에는, 각각 돌출부(104, 106)가 삽입되어 있다.
이 밸브(VL5)는, 제1 밸브(VL1) 및 제2 밸브(VL2)와 마찬가지로, 가스 공급 경로의 컨덕턴스를 증감시키는 기능을 갖고 있다. 또한, 밸브(VL5)는, 하우징(80)과 플레이트(100)의 간극이 복수 회 굴곡하는 래버린스 구조를 갖고 있으므로, 하우징(80)과 플레이트(100)의 사이의 컨덕턴스가 높아진다. 그 결과, 제1 배관(42)의 상류부(42a)를 흐르는 가스가 하우징과 플레이트의 사이의 간극을 통하여 제1 배관(42)의 하류부(42b)측에 흐르는 것이 억제된다. 또한, 일 실시형태에서는, 하우징측에 플레이트를 향하여 돌출되는 돌출부를 형성하고, 플레이트에 그 돌출부가 삽입되는 오목부를 형성해도 된다. 이와 같은 구성으로 해도 하우징과 플레이트의 사이의 컨덕턴스를 높이는 것이 가능해진다.
이상, 다양한 실시형태에 대하여 설명했지만, 상술한 실시형태에 한정되지 않고 다양한 변형 양태를 구성 가능하다. 예를 들면, 상술하는 실시형태에서는, 플레이트에 형성된 관통 구멍이 원형의 평면 형상을 이루고 있었지만, 관통 구멍의 평면 형상은 원형에 한정되지 않는다. 예를 들면, 축선(Z)에 대하여 직교하는 방향에 있어서의 관통 구멍의 폭은, 축선(Z)에 대하여 둘레 방향에 있어서 변화하고 있어도 된다. 이하, 구체적인 예를 나타내어 설명한다.
도 11의 (a)는, 플레이트의 변형예를 나타내는 평면도이다. 도 11의 (a)에 나타내는 플레이트(110)에는, 축선(Z)에 직교하는 방향의 폭이, 개구 부분의 단부로부터 중앙 부분을 향하여 서서히 넓어지는 대략 초승달 형상의 관통 구멍(112)이 형성되어 있다. 이 플레이트(110)를 회전시킨 경우에는, 플레이트(110)와 동일 평면 상에서의 유로의 단면적의 시간 변화가 완만해진다. 따라서, 이 플레이트(110)를 이용함으로써, 도 11의 (b)에 나타내는 바와 같이, 처리 공간(S)에 공급되는 가스의 유량을 완만하게 변화시킬 수 있다.
이어서, 플레이트의 다른 변형예에 대하여 설명한다. 도 12의 (a)는, 플레이트의 다른 변형예를 나타내는 평면도이다. 도 12의 (a)에 나타내는 플레이트(120)에는, 축선(Z)에 대하여 직교하는 방향의 폭이, 플레이트(120)의 둘레 방향측의 일방의 단부에 있어서 가장 넓고, 타방의 단부를 향함에 따라 서서히 폭이 좁아지는 관통 구멍(122)이 형성되어 있다. 이 플레이트(120)를 회전시킨 경우에는, 도 12ㅇ으의 에 나타내는 바와 같이, 플레이트(120)와 동일 평면 상에서의 유로의 단면적의 시간 변화가 커진다. 따라서, 이 플레이트(120)를 이용함으로써, 처리 공간(S)에 공급되는 가스의 유량을 급격하게 변화시킬 수 있다.
이어서, 플레이트의 다른 변형예에 대하여 설명한다. 도 13의 (a)는, 플레이트의 다른 변형예를 나타내는 평면도이다. 도 13의 (a)에 나타내는 플레이트(130)에는, 축선(Z)에 대하여 직교하는 방향의 폭이, 플레이트(130)의 둘레 방향을 따라 대, 소, 중의 순서로 단계적으로 변화하는 관통 구멍(132)이 형성되어 있다. 이 플레이트(130)를 하우징 내에서 회전시킨 경우에는, 도 13의 (b)에 나타내는 바와 같이, 플레이트(130)와 동일 평면 상에서의 유로의 단면적이 단계적으로 변화한다. 이로써, 처리 공간(S)에 공급되는 가스의 유량을 단계적으로 변화시킬 수 있다. 특히, 도 13의 (b)에 나타내는 바와 같이, 처리 공간(S)에 공급되는 가스의 유량을, 대, 소, 중의 순서로 변화시킴으로써, 처리 공간(S)의 가스 압력을 대략 일정하게 유지하는 것이 가능해진다.
이어서, 플레이트의 다른 변형예에 대하여 설명한다. 도 14의 (a)는, 플레이트의 다른 변형예를 나타내는 평면도이다. 도 14의 (a)에 나타내는 플레이트(140)에는, 축선(Z)에 대하여 직교하는 방향의 폭이 플레이트(140)의 둘레 방향을 따라 일정한 관통 구멍(142)이 형성되어 있다. 이 플레이트(140)를 회전시킨 경우에는, 도 14의 (b)에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍(132)이 가스 공급 경로와 교차하는 동안은, 플레이트(140)와 동일 평면 상에서의 유로의 단면적이 일정하게 유지된다. 이와 같은 플레이트(140)에 의하면, 관통 구멍(142)의 둘레 방향을 따른 폭을 조정함으로써, 가스의 공급 및 공급의 정지의 듀티비(duty ratio, 가스의 공급 시간에 대한 가스의 공급이 정지되는 시간의 비)를 조정하는 것이 가능해진다. 구체적으로는, 관통 구멍(132)의 둘레 방향을 따른 폭이 클수록, 듀티비를 크게 하는 것이 가능해진다.
또, 상술한 실시형태에서는, 다양한 실시형태의 가스 공급 기구를 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치에 적용했지만, 가스 공급 기구가 적용되는 대상은 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치에 한정되지 않는다. 예를 들면, 마이크로파를 이용하는 플라즈마 처리 장치, 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치, 열처리 장치 등의 반도체 제조 장치에도 적용할 수 있다.
또한, 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 전극 지지체(36)에 제1 가스 확산실(38a) 및 제2 가스 확산실(40a)이 형성되어 있지만, 전극 지지체(36)에 단일 가스 확산실이 형성되어 있어도 된다. 이와 같은 형태에서는, 제1 배관(42) 및 제2 배관(44)이, 가스 확산실과 밸브의 사이에서 서로 합류하여, 합류된 가스 공급관이 가스 확산실에 접속되는 구성으로 해도 된다.
또, 상술한 다양한 실시형태는, 모순이 없는 범위에서 서로 조합하는 것이 가능하다.
1A, 1B…가스 공급 기구
10…플라즈마 처리 장치
12…처리 용기
34a, 34b…가스 토출 구멍
38a…제1 가스 확산실
40a…제2 가스 확산실
38b, 40b…가스 유통 구멍
42…제1 배관
44…제2 배관
60, 80…하우징
62, 82, 92, 100, 120, 130…플레이트
64, 84, 92, 94, 102, 112, 122, 132…관통 구멍
65…메인 제어부
66…출력축
67…가스 제어부
69…모터 제어부
70…회전자
72…고정자
80a…오목부
104, 106…돌출부
Cnt…제어부
M1, M2…모터
MM…중공 모터
S…처리 공간
VL1…제1 밸브
VL2…제2 밸브
VL3, VL4, VL5…밸브
W…피처리체
Z…축선

Claims (13)

  1. 반도체 제조 장치에 가스를 공급하기 위한 가스 공급 기구로서,
    가스 소스와 상기 반도체 제조 장치를 접속하는 배관과,
    상기 배관의 도중에 마련된 밸브
    를 구비하고,
    상기 밸브는,
    판두께 방향으로 뻗는 축선을 중심으로 회전 가능한 플레이트와,
    상기 플레이트를 수용하도록 상기 플레이트를 따라 상기 플레이트에 비접촉으로 마련된 하우징이며, 상기 배관과 함께 가스 공급 경로를 제공하는 상기 하우징
    을 갖고,
    상기 플레이트에는, 상기 축선을 중심으로 뻗어 있으며 또한 상기 가스 공급 경로와 교차하는 원둘레 상의 위치에 있어서 상기 플레이트를 관통하는 관통 구멍이 형성되어 있으며,
    상기 관통 구멍은, 상기 플레이트의 회전각을 변화시키는 것에 의해서, 상기 축선 방향으로 볼 때 상기 가스 공급 경로에 대해서 중복되는 제1 위치와, 상기 가스 공급 경로에 대해서 중복되지 않는 제2 위치와의 사이에서 이동하는
    가스 공급 기구.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 플레이트를 회전시키는 구동부와,
    상기 플레이트의 회전각을 제어하기 위하여 상기 구동부를 제어하는 제어부
    를 더 구비하는 가스 공급 기구.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 플레이트를 회전시키는 모터를 포함하고,
    상기 모터는, 상기 축선 상에서 뻗어 있으며 상기 플레이트에 연결되는 출력축을 갖는,
    가스 공급 기구.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 구동부는,
    통 형상의 고정자와,
    상기 고정자의 내측에 있어서 상기 고정자와 동축으로 마련된 통 형상의 회전자
    를 갖고,
    상기 플레이트는, 상기 회전자의 내부 구멍 중에 마련되어 있으며, 상기 회전자에 결합되어 있는,
    가스 공급 기구.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축선에 대하여 직교하는 방향에 있어서의 상기 관통 구멍의 폭은, 상기 축선에 대하여 둘레 방향에 있어서 변화하고 있는,
    가스 공급 기구.
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 가스 공급 기구를 구비하는 반도체 제조 장치.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 출력축은, 상기 하우징을 관통하여 상기 플레이트에 연결되고, 상기 출력축과 상기 하우징과의 사이에 시일재가 마련되어 있는,
    가스 공급 기구.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 밸브는, 상기 축선을 중심으로 회전 가능하고, 상기 하우징 내에 수납되는 제2 플레이트를 더 구비하고, 상기 제2 플레이트에는 상기 원둘레 상의 위치에 있어서 상기 제2 플레이트를 관통하는 적어도 하나의 관통 구멍이 형성되어 있는,
    가스 공급 기구.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 플레이트가, 복수의 관통 구멍을 가지고, 상기 복수의 관통 구멍은 서로 다른 직경을 가지고 있는,
    가스 공급 기구.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 플레이트를 회전시키는 제2 구동부를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 제2 플레이트의 회전각을 제어하기 위해서 상기 제2 구동부를 제어하는,
    가스 공급 기구.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 하우징은, 상기 플레이트 및 상기 제2 플레이트의 사이에 마련되는 구획판을 더 가지고, 상기 구획판의 상기 가스 공급 경로 상의 위치에는 개구가 형성되어 있는,
    가스 공급 기구.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 플레이트와 상기 제2 플레이트가 역방향으로 회전하도록 상기 구동부 및 상기 제2 구동부를 제어하는,
    가스 공급 기구.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 플레이트에는, 상기 판두께 방향으로 돌출하는 환 형상의 돌출부가 형성되고,
    상기 하우징에는, 상기 돌출부에 대해서 대면하는 위치에 마련되고, 상기 돌출부가 삽입되는 환 형상의 오목부가 형성되어 있는,
    가스 공급 기구.
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