KR102426271B1 - 가스 공급계, 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 장치의 운용 방법 - Google Patents

가스 공급계, 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 장치의 운용 방법 Download PDF

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쥰 야마시마
요시야스 사토
켄이치 노가미
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

일실시 형태의 가스 공급계는 제 1 ~ 제 3 기구를 구비한다. 제 1 기구의 복수의 통합부는 하나 이상의 가스 소스로부터의 가스를 선택하고, 선택한 가스를 출력하도록 구성되어 있다. 제 2 기구는 복수의 통합부로부터의 복수의 가스를 분배하고, 분배된 가스의 유량을 조정하여 출력하도록 구성되어 있다. 제 3 기구는 가스 공급계 내의 가스를 배기 장치로 배기하도록 구성되어 있다.

Description

가스 공급계, 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 장치의 운용 방법{GAS SUPPLY SYSTEM, PLASMA PROCESSING DEVICE AND METHOD FOR OPERATING PLASMA PROCESSING DEVICE}
본 발명의 실시 형태는 가스 공급계, 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 장치의 운용 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스와 같은 전자 디바이스의 제조에 있어서는, 플라즈마 처리 장치를 이용한 플라즈마 처리가 행해진다. 예를 들면, 피처리체를 플라즈마에 노출함으로써 에칭 또는 성막과 같은 처리가 행해진다.
플라즈마 처리를 포함하는 프로세스에서는, 동일한 처리 용기 내로 공급하는 가스를 순차 변경함으로써, 상이한 플라즈마 처리를 피처리체에 대하여 행하는 경우가 있다. 이러한 프로세스를 행하기 위해서는, 플라즈마 처리 장치는, 상이한 가스를 전환하여 공급하는 것이 가능한 가스 공급계를 가질 필요가 있다. 이러한 가스 공급계를 구비하는 플라즈마 처리 장치로서는, 예를 들면 하기의 특허 문헌 1에 기재된 플라즈마 처리 장치가 알려져 있다.
특허 문헌 1에 기재된 플라즈마 처리 장치는 처리 용기 및 샤워 헤드를 가지고 있다. 샤워 헤드는 복수의 가스 토출부를 가지고 있다. 복수의 가스 토출부는 각각 처리 용기 내의 상이한 존, 즉 피처리체에 있어서의 동심의 복수의 영역을 향해 가스를 공급한다. 이들 복수의 가스 토출부에는, 가스 공급계로부터 개별로 가스가 공급된다.
가스 공급계는 복수의 유량 제어 유닛군을 가지고 있다. 각 유량 제어 유닛군은 복수의 유량 제어 유닛을 포함하고 있다. 각 유량 제어 유닛군의 유량 제어 유닛은 대응하는 하나의 가스 토출부에 접속되어 있다.
또한, 가스 공급계는 각 유량 제어 유닛군의 대응하는 유량 제어 유닛으로 가스를 분배하기 위한 복수의 분기관을 가지고 있다. 또한, 가스 공급계는 복수의 분기관에 각각 접속하는 배관을 가지고 있다. 이들 배관의 각각에는 상이한 복수의 가스 소스가 밸브를 개재하여 접속되어 있다.
특허 문헌 1에 기재된 플라즈마 처리 장치에서는, 각 배관에 밸브를 개재하여 접속된 복수의 가스 소스 중 선택된 가스 소스로부터의 가스를 복수의 유량 제어 유닛군으로 분배하고, 당해 가스를 복수의 유량 제어 유닛군으로부터 복수의 가스 토출부로 공급할 수 있다. 또한, 각 배관으로 공급하는 가스종을 변경함으로써, 복수의 가스 토출부로 공급하는 가스종을 변경할 수 있다. 이에 의해, 단일의 처리 용기 내에서, 피처리체에 대하여 상이한 플라즈마 처리를 행할 수 있다.
일본특허공개공보 2013-051315호
특허 문헌 1에 기재된 플라즈마 처리 장치의 가스 공급계에서는, 복수의 가스 토출부로 공급하는 가스를 변경할 시, 가스 공급계 내의 가스를 치환할 필요가 있다. 그러나, 가스의 치환에 시간을 요하므로, 프로세스의 스루풋이 저하된다.
이러한 배경 하에서, 가스 공급계 내의 가스의 치환에 요하는 시간을 저감시키는 것이 필요해지고 있다.
일태양에서는, 플라즈마 처리 장치로 가스를 공급하는 가스 공급계가 제공된다. 이 가스 공급계는 제 1 기구, 제 2 기구 및 제 3 기구를 구비하고 있다. 제 1 기구는 복수의 통합부를 가지고 있다. 복수의 통합부의 각각은 하나 이상의 가스 소스로부터의 가스를 선택하여, 선택한 가스를 출력하도록 구성되어 있다. 제 2 기구는 복수의 통합부로부터의 복수의 가스를 분배하고, 분배된 가스의 유량을 조정하여 출력하도록 구성되어 있다. 제 3 기구는 상기 가스 공급계의 배기용의 기구이다.
제 1 기구는 복수의 제 1 배관, 복수의 제 1 밸브 및 복수의 제 2 배관을 가지고 있다. 복수의 제 1 배관은 복수의 가스 소스에 각각 접속된다. 복수의 제 1 밸브는 각각 대응하는 제 1 배관에 마련되어 있다. 복수의 제 2 배관의 개수는 복수의 제 1 배관의 개수보다 소수이다. 복수의 통합부의 각각은, 복수의 제 2 배관 중 하나인 제 2 배관과, 복수의 제 1 배관 중 상기 하나인 제 2 배관으로부터 분기하여 하나 이상의 가스 소스에 접속하는 하나 이상의 제 1 배관과, 복수의 제 1 밸브 중 상기 하나 이상의 제 1 배관에 마련된 하나 이상의 제 1 밸브를 가진다.
제 2 기구는 복수의 유량 제어 유닛군 및 복수의 제 3 배관을 가지고 있다. 복수의 유량 제어 유닛군의 각각은, 복수의 제 2 배관의 개수와 동일 수의 복수의 유량 제어 유닛을 가지고 있다. 복수의 제 3 배관은, 복수의 제 2 배관으로부터의 가스를 복수의 유량 제어 유닛군 각각의 대응하는 유량 제어 유닛으로 분배하도록 구성되어 있다.
제 3 기구는 배기관, 복수의 제 4 배관 및 복수의 제 4 밸브를 가진다. 배기관에는, 퍼지 가스의 소스에 접속되는 제 2 밸브와 배기 장치에 접속되는 제 3 밸브가 마련되어 있다. 복수의 제 4 배관은, 제 2 밸브와 제 3 밸브의 사이에 있어서, 배기관과 복수의 제 2 배관을 각각 접속하고 있다. 복수의 제 4 밸브는 각각 대응하는 제 4 배관에 마련되어 있다.
상기 가스 공급계에서는, 상기 가스 공급계에 있어서의 가스의 치환 시에, 복수의 유량 제어 유닛을 정지시키고, 복수의 제 1 밸브를 닫고, 제 2 ~ 제 4 밸브를 엶으로써, 상기 가스 공급계의 배관 내의 가스를 고속으로 배기관으로부터 배기할 수 있다. 따라서, 가스 공급계로부터 공급하는 가스를 변경할 시, 가스 공급계 내의 가스의 치환에 요하는 시간을 저감시키는 것이 가능하다.
가스 공급계의 제 1 실시 형태에서는, 제 2 기구는 복수의 유량 제어 유닛군마다, 복수의 유량 제어 유닛으로부터의 가스를 합류시키기 위한 복수의 합류관을 더 가진다.
가스 공급계의 제 2 실시 형태에서는, 제 2 기구는 복수의 제 1 분기관, 복수의 제 2 분기관, 복수의 제 5 밸브, 복수의 제 6 밸브, 복수의 제 1 합류관 및 복수의 제 2 합류관을 더 가진다. 복수의 제 1 분기관은 각각 대응하는 유량 제어 유닛에 접속되어 있다. 복수의 제 2 분기관은 각각 대응하는 유량 제어 유닛에 접속되어 있다. 즉, 각 유량 제어 유닛의 출력은 제 1 분기관 및 제 2 분기관으로 분기되어 있다. 복수의 제 5 밸브는 각각 복수의 제 1 분기관에 마련되어 있다. 복수의 제 6 밸브는 각각 복수의 제 2 분기관에 마련되어 있다. 복수의 제 1 합류관은 복수의 유량 제어 유닛군마다, 복수의 제 1 분기관으로부터의 가스를 합류시키도록 구성되어 있다. 복수의 제 2 합류관은 복수의 유량 제어 유닛군마다, 복수의 제 2 분기관으로부터의 가스를 합류시키도록 구성되어 있다.
일실시 형태에 있어서, 가스 공급계는 배기관에 접속된 압력계를 더 구비할 수 있다. 이 압력계에 의해 배기관의 압력을 계측함으로써, 가스의 배기가 완료되었는지 여부를 판정하는 것이 가능해진다.
일실시 형태의 가스 공급계에서는, 압력계는 제 3 밸브보다 상류에서 배기관에 접속하고 있어도 된다. 이 실시 형태에 의하면, 제 1 ~ 제 3 밸브를 닫고 제 4 밸브를 엶으로써, 압력계에 의한 배기관의 압력의 계측 결과로부터 제 1 밸브의 리크를 판정할 수 있다.
다른 몇 개의 태양에서는, 피처리체에 플라즈마 처리를 행하기 위한 플라즈마 처리 장치가 제공된다.
제 1 태양의 플라즈마 처리 장치는, 제 1 실시 형태의 가스 공급계, 피처리체를 수용하기 위한 공간을 제공하는 처리 용기 및 복수의 가스 토출부를 구비한다. 복수의 가스 토출부의 개수는 복수의 유량 제어 유닛군의 개수와 동일 수이다. 이들 가스 토출부는 처리 용기 내의 복수의 존에 가스를 토출하도록 구성되어 있다. 이들 가스 토출부에는 각각 가스 공급계의 대응하는 합류관이 접속하고 있다.
제 1 태양의 플라즈마 처리 장치에 의하면, 가스 공급계 내의 가스를 고속으로 치환할 수 있어, 처리 용기 내로 공급하는 가스의 변경을 고속으로 행하는 것이 가능하다. 따라서, 상이한 플라즈마 처리를 피처리체에 대하여 교호로 행하는 프로세스의 스루풋을 높이는 것이 가능하다.
일실시 형태에서는, 플라즈마 처리 장치는, 처리 용기에 접속된 터보 분자 펌프와, 터보 분자 펌프의 하류에 마련된 드라이 펌프를 더 구비하고, 배기관은 제 3 밸브의 하류에서, 터보 분자 펌프와 드라이 펌프의 사이의 배관에 접속하고 있어도 된다. 이 실시 형태에 의하면, 처리 용기 내로의 가스의 역류를 억제하는 것이 가능하다.
제 2 태양의 플라즈마 처리 장치는, 제 2 실시 형태의 가스 공급계와, 피처리체를 수용하기 위한 공간을 제공하는 처리 용기와, 복수의 가스 토출부와, 터보 분자 펌프와, 드라이 펌프를 구비한다. 복수의 가스 토출부의 개수는 복수의 유량 제어 유닛군의 개수와 동일 수이다. 이들 가스 토출부는 처리 용기 내의 복수의 존에 가스를 토출하도록 구성되어 있다. 터보 분자 펌프는 처리 용기에 접속되어 있다. 드라이 펌프는 터보 분자 펌프의 하류에 마련되어 있다. 복수의 제 1 합류관은 각각 복수의 제 7 밸브를 개재하여 복수의 가스 토출부에 접속되어 있고, 또한 복수의 제 8 밸브를 개재하여 터보 분자 펌프와 상기 드라이 펌프의 사이의 배관에 접속되어 있다. 복수의 제 2 합류관은 각각은 복수의 제 9 밸브를 개재하여 복수의 가스 토출부에 접속되어 있고, 또한 복수의 제 10 밸브를 개재하여 터보 분자 펌프와 드라이 펌프의 사이의 배관에 접속되어 있다.
제 2 태양의 플라즈마 처리 장치에 의하면, 복수의 제 1 합류관 및 복수의 제 2 합류관으로부터의 가스를 교호로 처리 용기 내로 공급하고, 처리 용기 내로 공급되지 않는 가스를 배기측으로 흘릴 수 있다. 따라서, 처리 용기 내로 공급하는 가스의 변경을 고속으로 행할 수 있다. 따라서, 상이한 플라즈마 처리를 피처리체에 대하여 교호로 행하는 프로세스의 스루풋을 높이는 것이 가능하다. 또한 제 2 태양의 플라즈마 처리 장치에 의하면, 제 1 합류관으로부터 처리 용기 내로 연속적으로 가스를 공급하고, 제 2 합류관으로부터의 가스를 단속적으로, 즉 펄스 형상으로 처리 용기 내로 공급할 수 있다. 이 경우에, 제 2 합류관으로부터의 가스는, 제 1 합류관으로부터의 가스와 상이한 가스여도 되고, 동일한 가스여도 된다.
일실시 형태에서는, 플라즈마 처리 장치는 샤워 헤드 및 다른 배기관을 더 구비할 수 있다. 샤워 헤드는 복수의 가스 토출부를 제공하고 있다. 다른 배기관은, 샤워 헤드와, 처리 용기와 터보 분자 펌프의 사이의 배관에 접속되어 있고, 상기 다른 배기관에는 제 11 밸브가 마련되어 있다. 이 실시 형태에 의하면, 가스의 치환 시에, 샤워 헤드 내의 가스를 다른 배기관을 통하여 배기하는 것이 가능하다.
일실시 형태에서는, 플라즈마 처리 장치는, 복수의 가스 토출부 중 제 1 가스 토출부와, 상기 제 1 가스 토출부보다 높은 컨덕턴스를 가지는 제 2 가스 토출부를 접속하는 다른 배기관이며, 제 11 밸브가 마련된, 상기 다른 배기관을 더 구비한다. 이 실시 형태에 의하면, 가스 치환 시에, 컨덕턴스가 낮은 가스 토출부로부터 컨덕턴스가 높은 가스 토출부로 다른 배기관을 통하여 가스를 흘리고, 상기 컨덕턴스가 높은 가스 토출부로부터 샤워 헤드 내의 가스를 배기하는 것이 가능하다.
제 3 태양의 플라즈마 처리 장치는, 제 1 처리 용기, 제 2 처리 용기, 복수의 가스 토출부, 복수의 다른 가스 토출부, 제 2 실시 형태의 가스 공급계를 더 구비한다. 제 1 처리 용기 및 제 2 처리 용기는 피처리체를 수용하기 위한 공간을 제공한다. 복수의 가스 토출부는 제 1 처리 용기 내의 복수의 존에 가스를 토출하도록 구성되어 있다. 복수의 다른 가스 토출부는 제 2 처리 용기 내의 복수의 존에 가스를 토출하도록 구성되어 있다. 복수의 제 1 합류관은 복수의 가스 토출부에 각각 접속되어 있고, 복수의 제 2 합류관은 복수의 다른 가스 토출부에 각각 접속되어 있다.
제 3 태양의 플라즈마 처리 장치에 의하면, 두 개의 처리 용기, 즉 리액터에 개별의 가스를 공급할 수 있다. 따라서, 두 개의 처리 용기 내에 있어서, 동일한 또는 상이한 플라즈마 처리를 동시에 또는 상이한 시간에 행하는 것이 가능하다.
일실시 형태에서는, 플라즈마 처리 장치는, 제 1 처리 용기에 접속된 제 1 터보 분자 펌프와, 제 1 터보 분자 펌프의 하류에 마련된 제 1 드라이 펌프와, 제 2 처리 용기에 접속된 제 2 터보 분자 펌프와, 제 2 터보 분자 펌프의 하류에 마련된 제 2 드라이 펌프를 구비하고 있어도 되고, 배기관은 제 3 밸브의 하류에서, 제 1 터보 분자 펌프와 제 1 드라이 펌프의 사이의 배관, 또는 제 2 터보 분자 펌프와 제 2 드라이 펌프의 사이의 배관에 접속하고 있어도 된다.
상술한 어느 하나의 플라즈마 처리 장치의 일실시 형태에서는, 가스 공급계는 배기관에 접속된 압력계를 더 가질 수 있다. 또한 일실시 형태에서는, 압력계는 제 3 밸브보다 상류에서 배기관에 접속하고 있어도 된다.
또 다른 몇 개의 태양에서는, 플라즈마 처리 장치의 운용 방법이 제공된다.
제 1 태양의 운용 방법은, 제 1 ~ 제 3 태양 중 어느 하나의 플라즈마 처리 장치에 있어서 가스 공급계 내의 가스를 치환하는 것이다. 플라즈마 처리 장치의 가스 공급계는 배기관에 접속된 압력계를 더 가진다. 이 운용 방법은, (a1) 복수의 유량 제어 유닛을 정지시키는 공정과, (b1) 복수의 제 1 밸브를 닫는 공정과, (c1) 제 2 밸브, 제 3 밸브, 복수의 제 4 밸브를 여는 공정과, (d1) 압력계에 의해 계측되는 배기관의 압력이 임계치 이하가 되었을 때, 제 2 밸브, 제 3 밸브, 복수의 제 4 밸브를 닫는 공정과, (e1) 복수의 제 1 밸브 중 정해진 가스 소스에 접속된 제 1 밸브를 여는 공정과, (f1) 복수의 유량 제어 유닛에 의해 가스의 유량을 조정하는 공정을 구비한다. 일실시 형태에 있어서, 제 2 밸브, 제 3 밸브, 복수의 제 4 밸브를 여는 공정에서는, 복수의 유량 제어 유닛에 포함되는 일차측의 밸브가 열려도 된다.
제 1 태양의 운용 방법에 의하면, 처리 용기로 공급하는 가스를 변경할 시, 가스 공급계 내의 가스를 고속으로 배기관으로부터 배기할 수 있다. 따라서, 가스 공급계로부터 공급하는 가스를 변경할 시, 가스 공급계 내의 가스의 치환에 요하는 시간을 저감시키는 것이 가능하다.
제 2 태양의 운용 방법은, 제 1 ~ 제 3 태양 중 어느 하나의 플라즈마 처리 장치에 있어서 복수의 제 1 밸브의 리크를 검출하는 것이다. 플라즈마 처리 장치의 가스 공급계는 배기관에 접속된 압력계를 더 구비하고, 상기 압력계는 제 3 밸브보다 상류에서 배기관에 접속하고 있다. 이 운용 방법은, (a2) 복수의 유량 제어 유닛을 정지시키는 공정과, (b2) 복수의 제 1 밸브, 제 2 밸브 및 제 3 밸브를 닫는 공정과, (c2) 복수의 제 4 밸브를 여는 공정과, (d2) 압력계에 의해 배기관의 압력을 계측하는 공정을 포함한다.
제 2 태양의 운용 방법에 의하면, 압력계에 의해 계측되는 배기관의 압력에 기초하여, 복수의 제 1 밸브의 리크를 검출하는 것이 가능해진다.
제 3 태양의 운용 방법은, 제 2 태양의 플라즈마 처리 장치의 운용 방법이며, (a3) 제 2 밸브, 제 3 밸브 및 복수의 제 4 밸브를 닫는 제 1 공정과, (b3) 복수의 제 1 밸브 중 정해진 제 1 밸브를 여는 제 2 공정과, (c3) 복수의 유량 제어 유닛에 의해 가스의 유량을 조정하는 제 3 공정과, (d3) 복수의 유량 제어 유닛의 각각에 접속하는 제 1 분기관 및 제 2 분기관에 각각 마련된 제 5 밸브 및 제 6 밸브 중 정해진 일방의 밸브를 여는 제 4 공정과, (e3) 복수의 제 7 밸브를 열고 복수의 제 8 밸브를 닫고, 또한 복수의 제 9 밸브를 닫고 복수의 제 10 밸브를 여는 제 5 공정과, (f3) 복수의 제 9 밸브를 열고 복수의 제 10 밸브를 닫고, 또한 복수의 제 7 밸브를 닫고 상기 복수의 제 8 밸브를 여는 제 6 공정을 포함하고, 제 5 공정 및 제 6 공정이 교호로 반복된다.
제 3 태양의 운용 방법에 의하면, 복수의 제 1 합류관 및 복수의 제 2 합류관으로부터의 가스를 교호로 처리 용기 내로 공급하고, 처리 용기 내로 공급되지 않는 가스를 배기측으로 흘릴 수 있다. 따라서, 처리 용기 내로 공급하는 가스의 변경을 고속으로 행할 수 있다. 따라서, 상이한 플라즈마 처리를 피처리체에 대하여 교호로 행하는 프로세스의 스루풋을 높이는 것이 가능하다.
일실시 형태에서는, 플라즈마 처리 장치는 복수의 가스 토출부를 제공하는 샤워 헤드와, 샤워 헤드와, 처리 용기와 터보 분자 펌프의 사이의 배관에 접속된 다른 배기관이며, 제 11 밸브가 마련된 상기 다른 배기관을 더 구비할 수 있다. 이 실시 형태에서는, 운용 방법은, (g3) 제 5 공정으로부터 제 6 공정으로 이행하는 사이에, 복수의 제 7 밸브, 복수의 제 8 밸브 및 복수의 제 9 밸브를 닫고, 복수의 제 10 밸브 및 제 11 밸브를 여는 제 7 공정과, (h3) 제 6 공정으로부터 상기 제 5 공정으로 이행하는 사이에, 복수의 제 7 밸브, 상기 복수의 제 9 밸브 및 복수의 제 10 밸브를 닫고 복수의 제 8 밸브 및 제 11 밸브를 여는 제 8 공정을 더 포함한다. 이 실시 형태에 의하면, 가스의 치환 시에, 제 11 밸브를 가지는 다른 배기관으로부터 샤워 헤드 내의 가스를 고속으로 배기하는 것이 가능하다.
다른 실시 형태에서는, 플라즈마 처리 장치는 복수의 가스 토출부 중 제 1 가스 토출부와, 제 1 가스 토출부보다 높은 컨덕턴스를 가지는 제 2 가스 토출부를 접속하는 다른 배기관이며, 제 11 밸브가 마련된, 상기 다른 배기관을 더 구비한다. 이 실시 형태에서는, 운용 방법은, (i3) 제 5 공정으로부터 제 6 공정으로 이행하는 사이에, 복수의 제 7 밸브, 복수의 제 8 밸브 및 복수의 제 9 밸브를 닫고 복수의 제 10 밸브 및 제 11 밸브를 여는 제 7 공정과, (j3) 제 6 공정으로부터 제 5 공정으로 이행하는 사이에, 복수의 제 7 밸브, 복수의 제 9 밸브 및 복수의 제 10 밸브를 닫고 복수의 제 8 밸브 및 제 11 밸브를 여는 제 8 공정을 더 포함한다. 이 실시 형태에 의하면, 가스의 치환 시에, 컨덕턴스가 낮은 가스 토출부로부터 컨덕턴스가 높은 가스 토출부로 다른 배기관을 통하여 가스를 흘리고, 상기 컨덕턴스가 높은 가스 토출부로부터 샤워 헤드 내의 가스를 배기하는 것이 가능하다.
제 4 태양의 운용 방법은, 제 3 태양의 플라즈마 처리 장치의 운용 방법이며, (a4) 제 2 밸브, 제 3 밸브 및 복수의 제 4 밸브를 닫는 제 1 공정과, (b4) 복수의 제 1 밸브 중 정해진 제 1 밸브를 여는 제 2 공정과, (c4) 복수의 유량 제어 유닛에 의해 가스의 유량을 조정하는 제 3 공정과, (d4) 복수의 유량 제어 유닛의 각각에 접속하는 제 1 분기관 및 제 2 분기관에 각각 마련된 제 5 밸브 및 제 6 밸브 중 정해진 일방의 밸브를 여는 제 4 공정과, (e4) 복수의 제 7 밸브를 열고 복수의 제 8 밸브를 닫는 제 5 공정과, (f4) 복수의 제 9 밸브 및 제 10 밸브를 닫는 제 6 공정과, (g4) 복수의 제 9 밸브를 여는 제 7 공정을 포함하고, 제 6 공정과 제 7 공정이 교호로 반복된다.
제 4 태양의 운용 방법에 의하면, 제 6 공정 및 제 7 공정에 걸쳐, 제 1 합류관으로부터 처리 용기 내로 가스를 공급하고, 제 2 합류관으로부터의 가스의 처리 용기 내로의 공급 및 공급 정지를 교호로 전환할 수 있다. 또한, 제 1 합류관으로부터의 가스와 제 2 합류관으로부터의 가스는 이종의 가스여도 되고, 동종의 가스여도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 가스 공급계 내의 가스의 치환에 요하는 시간을 저감시키는 것이 가능해진다.
도 1은 일실시 형태에 따른 가스 공급계를 나타내는 도이다.
도 2는 일실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 3은 플라즈마 처리 장치의 운용 방법의 일실시 형태를 나타내는 순서도이다.
도 4는 플라즈마 처리 장치의 운용 방법의 다른 실시 형태를 나타내는 순서도이다.
도 5는 다른 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 6은 밸브(V11)에 관한 다른 실시 형태를 나타내는 도이다.
도 7은 도 5 또는 도 6에 나타내는 플라즈마 처리 장치의 운용 방법의 일실시 형태를 나타내는 순서도이다.
도 8은 도 7에 나타내는 운용 방법에 있어서의 가스의 유량을 나타내는 타이밍 차트이다.
도 9는 공정(ST35)에서 이용되는 가스(A)와 공정(ST37)에서 이용되는 가스(B)를 예시하는 표이다.
도 10은 도 5 또는 도 6에 나타내는 플라즈마 처리 장치의 운용 방법의 다른 실시 형태를 나타내는 순서도이다.
도 11은 도 10에 나타내는 운용 방법에 있어서의 가스의 유량을 나타내는 타이밍 차트이다.
도 12는 또 다른 실시 형태의 플라즈마 처리 장치(103)를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 13은 도 3에 나타내는 플라즈마 처리 장치의 운용 방법의 변형 태양을 나타내는 순서도이다.
도 14는 압력 제어식의 유량 제어기의 구성을 예시하는 도이다.
이하, 도면을 참조하여 각종 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일 또는 상당한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하는 것으로 한다.
도 1은 일실시 형태에 따른 가스 공급계를 나타내는 도이다. 도 1에 나타내는 가스 공급계(GP1)는 제 1 기구(GM1), 제 2 기구(GM2) 및 제 3 기구(GM3)를 구비하고 있다.
제 1 기구(GM1)는 복수의 통합부(GI)를 가지고 있다. 본 실시 형태에서는, 제 1 기구(GM1)는 다섯 개의 통합부(GI)를 가지고 있다. 단, 통합부(GI)의 개수는 임의이다. 제 1 기구(GM1)는, 복수의 통합부(GI)의 각각에서 선택된 가스를 개별의 배관으로부터 출력하도록 구성되어 있다.
제 1 기구(GM1)는 복수의 배관(L1)(제 1 배관(L1)), 복수의 밸브(V1)(제 1 밸브(V1)) 및 복수의 배관(L2)(제 2 배관(L2))을 가지고 있다. 복수의 배관(L1)에는 각각 복수의 밸브(V1)가 마련되어 있다. 복수의 배관(L1)은 각각 복수의 가스 소스(GS)에 접속되어 있다.
일실시 형태에서는, 복수의 가스 소스(GS)는 14 개의 가스 소스(GS), 즉 가스 소스(GS(1)) ~ 가스 소스(GS(14))를 포함하고 있다. 단, 가스 소스(GS)의 개수는 임의이다. 일례에서는, 가스 소스(GS(1) ~ GS(14))는 각각 C4F8 가스의 소스, C4F6 가스의 소스, He 가스의 소스, CF4 가스의 소스, CH4 가스의 소스, CO 가스의 소스, COS 가스의 소스, N2 가스의 소스, NF3 가스의 소스, CHF3 가스의 소스, Ar 가스의 소스, CH2F2 가스의 소스, CO2 가스의 소스이다.
복수의 통합부(GI)의 각각은, 복수의 배관(L2) 중 하나의 배관(L2)과, 당해 하나의 배관(L2)으로부터 분기하여 하나 이상의 가스 소스(GS)에 접속하는 하나 이상의 배관(L1)과, 당해 하나 이상의 배관(L1)에 마련된 하나 이상의 밸브(V1)를 포함하고 있다. 각 통합부(GI)에는, 동시에 이용되지 않는 하나 이상의 가스 소스가 접속되어 있다. 각 통합부(GI)는, 당해 통합부(GI)에 접속된 가스 소스 중 선택된 가스 소스로부터의 가스를 공급하는 것이 가능하다.
도 1에 나타내는 예에서는, 가스 소스(GS(1)) ~ 가스 소스(GS(3))에 접속하는 세 개의 배관(L1), 이들 배관(L1)에 마련된 세 개의 밸브(V1) 및 당해 세 개의 배관(L1)이 접속하고 있는 하나의 배관(L2)이 하나의 통합부(GI)를 구성하고 있다. 또한, 가스 소스(GS(4)) ~ 가스 소스(GS(6))에 접속하는 세 개의 배관(L1), 이들 배관(L1)에 마련된 세 개의 밸브(V1) 및 당해 세 개의 배관(L1)이 접속하고 있는 하나의 배관(L2)이 하나의 통합부(GI)를 구성하고 있다. 또한, 가스 소스(GS(7)) ~ 가스 소스(GS(8))에 접속하는 두 개의 배관(L1), 이들 배관(L1)에 마련된 두 개의 밸브(V1) 및 당해 두 개의 배관(L1)이 접속하고 있는 하나의 배관(L2)이 하나의 통합부(GI)를 구성하고 있다. 또한, 가스 소스(GS(9)) ~ 가스 소스(GS(11))에 접속하는 세 개의 배관(L1), 이들 배관(L1)에 마련된 세 개의 밸브(V1) 및 당해 세 개의 배관(L1)이 접속하고 있는 하나의 배관(L2)이 다른 하나의 통합부(GI)를 구성하고 있다. 또한, 가스 소스(GS(12)) ~ 가스 소스(GS(14))에 접속하는 세 개의 배관(L1), 이들 배관(L1)에 마련된 세 개의 밸브(V1) 및 당해 세 개의 배관(L1)이 접속하고 있는 하나의 배관(L2)이 다른 하나의 통합부(GI)를 구성하고 있다.
제 2 기구(GM2)는 제 1 기구(GM1)의 하류에 마련되어 있다. 제 2 기구(GM2)는 복수의 통합부(GI)로부터의 복수의 가스를 분배하고, 분배된 가스의 유량을 조정하여 출력하도록 구성되어 있다.
제 2 기구(GM2)는 복수의 유량 제어 유닛군(FUG) 및 복수의 배관(L3)(제 3 배관(L3))을 가지고 있다. 복수의 유량 제어 유닛군(FUG)의 개수는, 후술하는 플라즈마 처리 장치의 가스 토출부와 동일 수이다. 도 1에 나타내는 예에서는, 복수의 유량 제어 유닛군(FUG)의 개수는 세 개이다. 단, 유량 제어 유닛군(FUG)의 개수 및 가스 토출부의 개수는 복수이면, 임의의 개수일 수 있다.
각 유량 제어 유닛군(FUG)은 복수의 유량 제어 유닛(FU)을 포함하고 있다. 복수의 유량 제어 유닛(FU)의 개수는 배관(L2)의 개수와 동일 수이다. 각 유량 제어 유닛(FU)은, 예를 들면 매스 플로우 컨트롤러와 같은 유량 제어기를 한 쌍의 밸브의 사이에 가지고 있다. 즉, 각 유량 제어 유닛(FU)은 일차측 밸브(FV1), 이차측 밸브(FV2) 및 유량 제어기(FD)를 가지고 있고, 유량 제어기(FD)는 일차측 밸브(FV1)와 이차측 밸브(FV2)의 사이에 마련되어 있다. 각 유량 제어 유닛(FU)은 입력된 가스의 유량을 조정하도록 되어 있다. 또한, 유량 제어기(FD)는 매스 플로우 컨트롤러에 한정되지 않고, 압력 제어 방식의 유량 제어기여도 된다.
복수의 배관(L3)의 각각은, 대응하는 하나의 배관(L2)으로부터의 가스를 복수의 유량 제어 유닛군(FUG)으로 분배하고, 복수의 유량 제어 유닛군(FUG) 각각의 대응하는 유량 제어 유닛으로 공급하도록 구성되어 있다. 이 때문에, 복수의 배관(L3)의 각각은, 하나의 관으로부터 복수의 관으로 분기하는 배관으로서 구성되어 있다. 하나의 배관(L3)의 분기수는 유량 제어 유닛군(FUG)의 개수와 동일 수로 되어 있다.
일실시 형태에서는, 제 2 기구(GM2)는 복수의 합류관(ML)을 더 가지고 있다. 복수의 합류관(ML)은 복수의 유량 제어 유닛군(FUG)마다, 복수의 유량 제어 유닛(FU)으로부터의 가스를 합류시키도록 구성되어 있다. 이 때문에, 각 합류관(ML)은 복수의 관으로부터 하나의 관으로 합류하는 배관으로서 구성되어 있다. 각 합류관(ML) 내에서 합류하는 관의 개수는, 배관(L2)의 개수 및 각 유량 제어 유닛군(FUG) 내의 유량 제어 유닛(FU)의 개수와 동일 수이다.
제 3 기구(GM3)는 가스 공급계(GP1)의 배기용의 기구이다. 제 3 기구(GM3)는 배기관(EL), 복수의 배관(L4)(제 4 배관(L4)) 및 복수의 밸브(V4)(제 4 밸브(V4))를 가지고 있다.
배기관(EL)에는 밸브(V2)(제 2 밸브(V2)) 및 밸브(V3)(제 3 밸브(V3))가 마련되어 있다. 밸브(V2)는 배기관(EL)의 상류측에 마련되어 있고, 밸브(V3)는 배기관(EL)의 하류측에 마련되어 있다. 배기관(EL)은 그 상류측에 있어서 밸브(V2)를 개재하여 퍼지 가스의 소스(GSP)에 접속하고 있다. 퍼지 가스는 예를 들면 N2 가스와 같은 불활성 가스이다. 또한, 배기관(EL)은 그 하류측에 있어서 밸브(V3)를 개재하여 배기 장치에 접속되어 있다. 일실시 형태에서는, 배기관(EL)은 플라즈마 처리 장치의 터보 분자 펌프와 드라이 펌프의 사이의 배관에 접속된다. 또한 후술하는 바와 같이 플라즈마 처리 장치에서는, 처리 용기에 터보 분자 펌프가 접속되고, 당해 터보 분자 펌프의 하류에 드라이 펌프가 마련될 수 있다.
배관(L4)은 각각 배기관(EL)과 복수의 배관(L2)을 접속하고 있다. 각 배관(L4)에는 밸브(V4)가 마련되어 있다.
일실시 형태에서는, 배기관(EL)에는 압력계(PM)가 접속되어 있다. 압력계(PM)는 배기관(EL) 내의 유로의 압력을 계측하도록 되어 있다. 일실시 형태에서는, 압력계(PM)는 밸브(V3)의 상류측, 즉 밸브(V2)보다 밸브(V3)측에 있어서 배기관(EL)에 접속하고 있다. 또한, 압력계(PM)는 밸브(V3)보다 상류, 또한 복수의 배관(L4)과 배기관(EL)의 접속 개소보다 하류에 마련될 수 있다.
이러한 가스 공급계(GP1)에 의하면, 밸브(V2), 밸브(V3) 및 모든 밸브(V4)를 닫고, 각 통합부(GI)의 밸브(V1) 중 원하는 하나의 밸브(V1)를 열어, 복수의 유량 제어 유닛군(FUG)의 복수의 유량 제어 유닛(FU)에 의해 유량을 조정함으로써, 원하는 가스를 각 합류관(ML)으로부터 공급할 수 있다.
이어서, 가스 공급계(GP1)로부터 공급하는 가스를 변경하는 경우에는, 복수의 유량 제어 유닛군(FUG)의 복수의 유량 제어 유닛(FU)을 정지시키고, 모든 밸브(V1)를 닫고, 밸브(V2), 밸브(V3) 및 모든 밸브(V4)를 엶으로써, 밸브(V1)로부터 유량 제어 유닛(FU)까지의 유로 내에 잔존하는 가스를 배기관(EL)을 통하여 고속으로 배기할 수 있다. 또한, 각 유량 제어 유닛(FU)의 유량 제어기(FD)가 압력 제어식의 유량 제어기인 경우에는, 모든 밸브(V1)를 닫고, 밸브(V2), 밸브(V3), 및 모든 밸브(V4)를 열 때, 유량 제어 유닛(FU)의 일차측 밸브(FV1)를 엶으로써, 유량 제어 유닛(FU)의 내부의 가스 라인 내에 잔존하는 가스도 고속으로 배기할 수 있다.
이어서, 밸브(V2), 밸브(V3) 및 모든 밸브(V4)를 닫고, 각 통합부(GI)의 밸브(V1) 중 원하는 하나의 밸브(V1)를 열어, 복수의 유량 제어 유닛군(FUG)의 복수의 유량 제어 유닛(FU)에 의해 유량을 조정함으로써, 변경된 가스를 공급하는 것이 가능하다. 이와 같이, 가스 공급계(GP1)는, 가스 공급계(GP1) 내의 유로 내의 가스를 고속으로, 즉 단시간에 치환하는 것이 가능하다.
이하, 가스 공급계(GP1)를 구비한 플라즈마 처리 장치의 일실시 형태에 대하여 설명한다. 도 2는 일실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도이다. 도 2에 나타내는 플라즈마 처리 장치(10)는 용량 결합형 플라즈마 에칭 장치이며, 가스 공급계(GP1)를 구비하고 있다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)는 처리 용기(12)를 구비하고 있다. 처리 용기(12)는 대략 원통 형상을 가지고 있다. 처리 용기(12)는 예를 들면 알루미늄으로 구성되어 있고, 그 내벽면에는 양극 산화 처리가 실시되어 있다. 이 처리 용기(12)는 보안 접지되어 있다. 또한, 처리 용기(12)의 측벽에는 피처리체(이하, '웨이퍼(W)'라고 함)의 반입반출구(12g)가 마련되어 있고, 이 반입반출구(12g)는 게이트 밸브(54)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다.
처리 용기(12)의 저부 상에는 대략 원통 형상의 지지부(14)가 마련되어 있다. 지지부(14)는 예를 들면 절연 재료로 구성되어 있다. 지지부(14)는 처리 용기(12) 내에 있어서 처리 용기(12)의 저부로부터 연직 방향으로 연장되어 있다. 또한, 처리 용기(12) 내에는 배치대(PD)가 마련되어 있다. 배치대(PD)는 지지부(14)에 의해 지지되어 있다.
배치대(PD)는 그 상면에 있어서 웨이퍼(W)를 유지한다. 배치대(PD)는 하부 전극(LE) 및 정전 척(ESC)을 가지고 있다. 하부 전극(LE)은 제 1 플레이트(18a) 및 제 2 플레이트(18b)를 포함하고 있다. 제 1 플레이트(18a) 및 제 2 플레이트(18b)는 예를 들면 알루미 알루미늄과 같은 금속으로 구성되어 있고, 대략 원반 형상을 이루고 있다. 제 2 플레이트(18b)는 제 1 플레이트(18a) 상에 마련되어 있고, 제 1 플레이트(18a)에 전기적으로 접속되어 있다.
제 2 플레이트(18b) 상에는 정전 척(ESC)이 마련되어 있다. 정전 척(ESC)은 도전막인 전극을 한 쌍의 절연층 또는 절연 시트 간에 배치한 구조를 가지고 있다. 정전 척(ESC)의 전극에는 직류 전원(22)이 스위치(23)를 개재하여 전기적으로 접속되어 있다. 이 정전 척(ESC)은, 직류 전원(22)으로부터의 직류 전압에 의해 발생한 쿨롱력 등의 정전력에 의해 웨이퍼(W)를 흡착한다. 이에 의해, 정전 척(ESC)은 웨이퍼(W)를 유지할 수 있다.
제 2 플레이트(18b)의 주연부 상에는 웨이퍼(W)의 엣지 및 정전 척(ESC)을 둘러싸도록 포커스 링(FR)이 배치되어 있다. 포커스 링(FR)은 에칭의 균일성을 향상시키기 위하여 마련되어 있다. 포커스 링(FR)은, 에칭 대상의 막의 재료에 따라 적절히 선택되는 재료로 구성되어 있고, 예를 들면 석영으로 구성될 수 있다.
제 2 플레이트(18b)의 내부에는 냉매 유로(24)가 마련되어 있다. 냉매 유로(24)는 온조(溫調) 기구를 구성하고 있다. 냉매 유로(24)에는 처리 용기(12)의 외부에 마련된 칠러 유닛으로부터 배관(26a)을 거쳐 냉매가 공급된다. 냉매 유로(24)로 공급된 냉매는 배관(26b)을 거쳐 칠러 유닛으로 되돌려진다. 이와 같이, 냉매 유로(24)에는 냉매가 순환하도록 공급된다. 이 냉매의 온도를 제어함으로써, 정전 척(ESC)에 의해 지지된 웨이퍼(W)의 온도가 제어된다.
또한, 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(ESC)의 상면과 웨이퍼(W)의 이면과의 사이로 공급한다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)에는 가열 소자인 히터(HT)가 마련되어 있다. 히터(HT)는 예를 들면 제 2 플레이트(18b) 내에 매립되어 있다. 히터(HT)에는 히터 전원(HP)이 접속되어 있다. 히터 전원(HP)으로부터 히터(HT)에 전력이 공급됨으로써, 배치대(PD)의 온도가 조정되고, 당해 배치대(PD) 상에 배치되는 웨이퍼(W)의 온도가 조정되도록 되어 있다. 또한 히터(HT)는, 정전 척(ESC)에 내장되어 있어도 된다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)는 상부 전극(30)을 구비하고 있다. 상부 전극(30)은, 배치대(PD)의 상방에 있어서 당해 배치대(PD)와 대향 배치되어 있다. 하부 전극(LE)과 상부 전극(30)은 서로 대략 평행하게 마련되어 있다. 이들 상부 전극(30)과 하부 전극(LE)의 사이에는, 웨이퍼(W)에 플라즈마 처리를 행하기 위한 처리 공간(S)이 제공되어 있다.
상부 전극(30)은 절연성 차폐 부재(32)를 개재하여 처리 용기(12)의 상부에 지지되어 있다. 일실시 형태에서는, 상부 전극(30)은 배치대(PD)의 상면, 즉 웨이퍼 배치면으로부터의 연직 방향에 있어서의 거리가 가변이도록 구성될 수 있다. 상부 전극(30)은 전극판(34) 및 전극 지지체(36)를 포함할 수 있다. 전극판(34)은 처리 공간(S)에 면하고 있고, 당해 전극판(34)에는 복수의 가스 토출홀(34a)이 마련되어 있다. 이 전극판(34)은 일실시 형태에서는 실리콘으로 구성되어 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 수냉 구조를 가질 수 있다. 전극 지지체(36)의 내부에는 복수의 가스 확산실(36a)이 마련되어 있다. 복수의 가스 확산실(36a)은 웨이퍼(W)의 중심, 즉 배치대(PD)의 중심을 통과하여 연직 방향으로 연장되는 축선 중심으로 동심 형상으로 마련되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 복수의 가스 확산실(36a)에는 각각 가스 공급계(GP1)의 복수의 합류관(ML)이 접속하고 있다.
도 2에 나타내는 예에서는, 복수의 가스 확산실(36a)은 세 개의 가스 확산실, 즉 가스 확산실(36a(1)), 가스 확산실(36a(2)) 및 가스 확산실(36a(3))을 포함하고 있다. 가스 확산실(36a(1))은 상술한 축선 상에 마련되어 있고, 연직 방향에서 봤을 때 원형의 평면 형상을 가질 수 있다. 가스 확산실(36a(2))은 가스 확산실(36a(1))의 외측에서 환상으로 연장되어 있다. 또한, 가스 확산실(36a(3))은 가스 확산실(36a(2))의 외측에서 환상으로 연장되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 전극 지지체(36)에는, 각 가스 확산실(36a)과 당해 가스 확산실(36a)의 하방으로 연장되는 복수의 가스 토출홀(34a)을 접속하는 복수의 연통홀이 형성되어 있다. 이러한 구성의 상부 전극(30)은 일실시 형태의 샤워 헤드(SH)를 구성하고 있다.
이 샤워 헤드(SH)에서는, 하나의 가스 확산실(36a)과 당해 가스 확산실(36a)에 접속하는 복수의 가스 토출홀이 하나의 가스 토출부를 구성하고 있다. 따라서, 샤워 헤드(SH)는 복수의 가스 토출부를 제공하고 있다. 이들 복수의 가스 토출부로부터는, 처리 용기(12) 내의 상이한 복수의 존을 향해, 즉 웨이퍼(W)의 직경 방향의 상이한 영역을 향해 가스를 공급할 수 있다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)에서는 처리 용기(12)의 내벽을 따라 퇴적물 실드(46)가 착탈 가능하게 마련되어 있다. 퇴적물 실드(46)는 지지부(14)의 외주에도 마련되어 있다. 퇴적물 실드(46)는 처리 용기(12)에 에칭 부생물(퇴적물)이 부착하는 것을 방지하는 것이며, 알루미늄재에 Y2O3 등의 세라믹스를 피복함으로써 구성될 수 있다.
처리 용기(12)의 저부측, 또한 지지부(14)와 처리 용기(12)의 측벽의 사이에는 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 하방, 또한 처리 용기(12)에는 배기구(12e)가 마련되어 있다. 배기구(12e)에는 배기관(52)을 개재하여 배기 장치(50) 및 배기 장치(51)가 접속되어 있다. 일실시 형태에서는, 배기 장치(50)는 터보 분자 펌프이며, 배기 장치(51)는 드라이 펌프이다. 배기 장치(50)는 처리 용기(12)에 대하여 배기 장치(51)보다 상류측에 마련되어 있다. 이들 배기 장치(50)와 배기 장치(51)의 사이의 배관에는 가스 공급계(GP1)의 배기관(EL)이 접속하고 있다. 배기 장치(50)와 배기 장치(51)의 사이에 배기관(EL)이 접속됨으로써, 배기관(EL)으로부터 처리 용기(12) 내로의 가스의 역류가 억제된다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)는 제 1 고주파 전원(62) 및 제 2 고주파 전원(64)을 더 구비하고 있다. 제 1 고주파 전원(62)은 플라즈마 생성용의 제 1 고주파 전력을 발생하는 전원이며, 27 ~ 100 MHz의 주파수, 일례에 있어서는 40 MHz의 고주파 전력을 발생한다. 제 1 고주파 전원(62)은 정합기(66)를 개재하여 하부 전극(LE)에 접속되어 있다. 정합기(66)는 제 1 고주파 전원(62)의 출력 임피던스와 부하측(하부 전극(LE)측)의 입력 임피던스를 정합시키기 위한 회로이다.
제 2 고주파 전원(64)은 웨이퍼(W)에 이온을 인입하기 위한 제 2 고주파 전력, 즉 고주파 바이어스 전력을 발생하는 전원이며, 400 kHz ~ 13.56 MHz의 범위 내의 주파수, 일례에 있어서는 3.2 MHz의 고주파 바이어스 전력을 발생한다. 제 2 고주파 전원(64)은 정합기(68)를 개재하여 하부 전극(LE)에 접속되어 있다. 정합기(68)는 제 2 고주파 전원(64)의 출력 임피던스와 부하측(하부 전극(LE)측)의 입력 임피던스를 정합시키기 위한 회로이다.
또한 일실시 형태에 있어서는, 플라즈마 처리 장치(10)는 제어부(Cnt)를 더 구비할 수 있다. 이 제어부(Cnt)는 프로세서, 기억부, 입력 장치, 표시 장치 등을 구비하는 컴퓨터이며, 플라즈마 처리 장치(10)의 각 부를 제어한다. 구체적으로, 제어부(Cnt)는 후술하는 운용 방법으로 플라즈마 처리 장치(10)를 동작시키도록, 당해 플라즈마 처리 장치(10)의 각 부를 제어한다.
이 플라즈마 처리 장치(10)에서는 처리 용기(12) 내로 공급된 가스를 여기시켜, 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 그리고, 활성종에 의해 웨이퍼(W)를 처리할 수 있다. 또한, 가스 공급계(GP1)에 의해, 상이한 가스를 고속으로 전환하여 처리 용기(12) 내로 공급할 수 있다. 따라서, 상이한 플라즈마 처리를 웨이퍼(W)에 대하여 교호로 행하는 프로세스의 스루풋을 높이는 것이 가능하다.
이하, 플라즈마 처리 장치(10)의 운용 방법의 몇 개의 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 3은 플라즈마 처리 장치의 운용 방법의 일실시 형태를 나타내는 순서도이다. 도 3에 나타내는 운용 방법(MT1)은 가스 공급계(GP1) 내의 가스를 배기하기 위한 몇 개의 공정을 포함한다. 또한 운용 방법(MT1)은, 가스 공급계(GP1) 내의 가스를 치환하여 플라즈마 처리 장치(10)의 처리 용기(12) 내로 순차 상이한 가스를 공급함으로써, 웨이퍼(W)에 대하여 상이한 플라즈마 처리를 행하는 것이 가능한 운용 방법이다. 도 3의 흐름도에는, 가스 공급계(GP1) 내의 가스를 배기하고, 그 후에 가스를 처리 용기(12) 내로 공급하는 운용 방법의 흐름이 나타나 있다.
구체적으로, 운용 방법(MT1)은 공정(ST1) ~ 공정(ST4)에서 가스 공급계(GP1) 내의 가스를 배기한다. 공정(ST1)에서는, 복수의 유량 제어 유닛군(FUG)의 모든 유량 제어 유닛(FU)이 정지된다. 이어지는 공정(ST2)에서는 모든 밸브(V1)가 닫힌다. 이에 의해, 모든 가스 소스(GS)로부터의 가스 공급계(GP1) 내로의 가스의 공급이 정지한다. 이어지는 공정(ST3)에서 밸브(V2), 밸브(V3) 및 모든 밸브(V4)가 열린다. 이에 의해, 모든 밸브(V1)로부터 모든 유량 제어 유닛(FU)까지의 사이의 유량 중의 가스가 배기관(EL)으로 흘러 배기된다.
이어지는 공정(ST4)에서는, 압력계(PM)에 의해 배기관(EL) 내의 유로의 압력이 계측된다. 공정(ST4)에서는, 배기관(EL) 내의 유로의 압력이 임계치 이하인지 여부가 판정된다. 임계치는 예를 들면 500 mTorr(66.66 Pa)이다. 배기관(EL) 내의 유로의 압력이 임계치보다 큰 경우에는 배기가 계속된다. 한편, 배기관(EL) 내의 유로의 압력이 임계치 이하인 경우에는, 가스 공급계(GP1)의 배기가 완료된 것으로 판정된다. 그리고, 이어지는 공정(ST5)으로 이행한다.
이어지는 공정(ST5)에서는, 밸브(V2), 밸브(V3) 및 모든 밸브(V4)가 닫힌다. 이어지는 공정(ST6)에서는, 복수의 밸브(V1) 중 원하는 가스 소스(GS)에 접속되어 있는 밸브(V1)가 열린다. 이어지는 공정(ST7)에서는, 복수의 유량 제어 유닛(FU)에 의해 가스의 유량이 조정된다. 이에 의해, 처리 용기(12) 내로 원하는 가스가 공급된다. 그리고, 당해 가스가 여기되고, 활성종에 의해 웨이퍼(W)가 처리된다.
이 후, 공정(ST8)에서 처리가 종료되었는지 여부가 판정된다. 처리가 종료되어 있지 않은 경우, 즉 상이한 가스에 의한 가일층의 처리가 행해지는 경우에는 공정(ST1)으로부터의 처리가 반복된다. 한편, 공정(ST8)에서 처리가 종료되어 있다고 판정되는 경우에는 운용 방법(MT1)이 종료된다. 또한 공정(ST1) ~ 공정(ST8)의 실행을 위하여, 이들 공정에 관련되는 플라즈마 처리 장치(10)의 각 부는 제어부(Cnt)에 의해 제어되어도 된다.
이 운용 방법(MT1)에 의하면, 처리 용기(12)로 공급하는 가스를 변경할 시, 가스 공급계(GP1) 내의 가스를 고속으로 배기관으로부터 배기할 수 있다. 따라서, 가스 공급계(GP1)로부터 공급하는 가스를 변경할 시, 가스 공급계(GP1) 내의 가스의 치환에 요하는 시간을 저감시키는 것이 가능하다. 결과적으로, 상이한 가스를 순차 이용하는 프로세스를 높은 스루풋으로 실현할 수 있다. 또한 이 운용 방법(MT1)은, 후술하는 다른 몇 개의 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에도 적용 가능하다.
이어서, 도 3에 나타내는 플라즈마 처리 장치의 운용 방법의 변형 태양에 대하여 설명한다. 도 13은 도 3에 나타내는 플라즈마 처리 장치의 운용 방법의 변형 태양을 나타내는 순서도이다. 도 13에 나타내는 운용 방법(MT1A)은 유량 제어 유닛(FU)의 유량 제어기(FD)가 압력 제어식의 유량 제어기인 경우에 유용한 방법이다.
도 14는 압력 제어식의 유량 제어기를 예시하는 도이다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 압력 제어식의 유량 제어기(FD)는 컨트롤 밸브(CV), 압력계(FPM) 및 오리피스(OF)를 가지고 있다. 컨트롤 밸브(CV)는 일차측 밸브(FV1)의 하류에 마련되어 있고, 오리피스(OF)는 컨트롤 밸브(CV)의 하류 또한 이차측 밸브(FV2)의 상류에 마련되어 있다. 또한, 압력계(FPM)는 컨트롤 밸브(CV)와 오리피스(OF)와의 사이의 가스 라인에 있어서의 압력을 계측한다. 압력 제어식의 유량 제어기(FD)는, 오리피스(OF)의 상류측의 가스 라인의 압력이 오리피스(OF)의 하류측의 가스 라인의 압력의 2 배보다 클 때, 오리피스(OF)를 통과하는 가스의 유량이 오리피스(OF)의 상류측의 가스 라인의 압력에 비례한다고 하는 원리를 이용하여, 가스의 유량을 제어하는 것이다. 즉, 압력 제어식의 유량 제어기(FD)는 컨트롤 밸브(CV)에 의해 오리피스(OF)의 상류측의 가스 라인의 압력을 제어함으로써, 당해 유량 제어기(FD)를 통과하는 가스의 유량을 조정한다.
이러한 압력 제어식의 유량 제어기(FD)를 이용하여 가스의 유량을 전환할 경우, 예를 들면 당해 유량 제어기(FD)를 이용하여 가스의 유량을 대유량으로부터 소유량으로 전환할 경우에는, 오리피스(OF)로부터의 가스의 유출을 대기할 필요가 있으며, 가스의 유량이 안정되기까지 매우 긴 시간(이하, '대기 시간'이라고 함)이 필요해진다. 이 대기 시간을 짧게 하기 위하여, 일반적으로는, 오리피스(OF)의 상류측의 가스 라인의 용량을 작게 하는 대책이 취해지고 있다. 그러나 이 대책은, 유량 제어기의 설계의 변경이 필요하며, 또한 가스 라인의 작성을 위한 가공이 곤란한 미세 가공이 된다고 하는 문제를 가진다.
도 13에 나타내는 운용 방법(MT1A)은, 상술한 대기 시간을 짧게 하기 위하여, 운용 방법(MT1)의 공정(ST3)에 대신하는 공정(ST3A)을 포함하고 있다. 구체적으로, 공정(ST3A)에서는, 공정(ST3)과 마찬가지로 밸브(V2), 밸브(V3) 및 모든 밸브(V4)가 열리고, 또한 각 유량 제어 유닛(FU)의 일차측 밸브(FV1)가 열린다. 이에 의해, 유량 제어기(FD)의 가스 라인 중의 가스를 배기관(EL)으로부터 고속으로 배기하는 것이 가능해진다. 그 결과, 압력 제어식의 유량 제어기(FD)에 의한 가스 유량 제어의 응답 속도를 향상시키는 것이 가능해진다.
이어서, 플라즈마 처리 장치(10)의 운용 방법의 다른 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 4는 플라즈마 처리 장치의 운용 방법의 다른 실시 형태를 나타내는 순서도이다. 도 4에 나타내는 플라즈마 처리 장치의 운용 방법(MT2)은, 복수의 밸브(V1)의 리크를 검출하기 위한 방법이다. 또한 운용 방법(MT2)은, 후술하는 몇 개의 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에도 적용 가능하다.
운용 방법(MT2)에서는, 리크의 검출을 위하여, 먼저 공정(ST21)에서 모든 유량 제어 유닛(FU)이 정지된다. 이어지는 공정(ST22)에서는 모든 밸브(V1), 밸브(V2) 및 밸브(V3)가 닫힌다. 이어지는 공정(ST23)에서는 모든 밸브(V4)가 열린다. 그리고, 공정(ST24)에서 압력계(PM)에 의해 배기관(EL) 내의 유로의 압력이 계측된다.
공정(ST24)의 압력 계측 시에는, 가스 소스(GS)에 접속하는 모든 밸브(V1), 밸브(V2) 및 밸브(V3)가 닫혀 있고, 모든 유량 제어 유닛(FU)이 정지되어 있으므로, 밸브(V1)가 리크하고 있지 않으면, 배기관(EL) 내의 압력에는 대략 변동이 발생하지 않는다. 따라서, 공정(ST24)에서 압력계(PM)의 계측치에 변동이 발생하고 있는 것을 검출함으로써, 어느 한 밸브(V1)에 리크가 발생하고 있는 것을 검출할 수 있다.
이하, 다른 실시 형태에 따른 가스 공급계 및 당해 가스 공급계를 구비하는 플라즈마 처리 장치에 대하여 설명한다. 도 5는 다른 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도이다. 도 5에 나타내는 플라즈마 처리 장치(102)는, 도 2에 나타낸 플라즈마 처리 장치(10)의 가스 공급계(GP1) 이외의 구성, 즉 처리 용기(12), 샤워 헤드(SH), 배기 장치(50), 배기 장치(51) 등을 구비하고 있다. 이하, 가스 공급계 이외의 처리 용기 등을 포함하는 구성을 리액터부라고 한다.
또한, 플라즈마 처리 장치(102)는 가스 공급계(GP2)를 더 구비하고 있다. 가스 공급계(GP2)는 제 1 기구(GM21), 제 2 기구(GM22) 및 제 3 기구(GM23)를 포함하고 있다. 제 1 기구(GM21)는, 당해 제 1 기구(GM21)의 통합부(GI)의 개수가 가스 공급계(GP1)의 제 1 기구(GM1)의 통합부(GI)의 개수보다 많은 점에서 당해 제 1 기구(GM1)와 상이할 뿐이다. 이 때문에, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제 1 기구(GM21)로부터는 다수의 배관(L2)이 연장되어 있다.
제 3 기구(GM23)는, 제 1 기구(GM21)의 배관(L2)의 개수와 동일 수의 배관(L4) 및 밸브(V4)를 가지는 점에서 가스 공급계(GP1)의 제 3 기구(GM3)와는 상이하다. 이 제 3 기구(GM23)의 배기관(EL)은 가스 공급계(GP1)의 제 3 기구(GM3)의 배기관(EL)과 마찬가지로, 배기 장치(50)와 배기 장치(51)의 사이의 배관에 접속하고 있다.
제 2 기구(GM22)는 복수의 유량 제어 유닛군(FUG)을 가지고 있다. 도 5에 나타내는 예에서는, 제 2 기구(GM22)의 복수의 유량 제어 유닛군(FUG)의 개수는 3 개이지만, 이 개수에 한정되는 것은 아니다. 복수의 유량 제어 유닛군(FUG)의 각각은 복수의 유량 제어 유닛(FU)을 가지고 있다. 제 2 기구(GM22)에 있어서는, 각 유량 제어 유닛군(FUG)이 가지는 유량 제어 유닛(FU)의 개수는, 가스 공급계(GP1)의 각 유량 제어 유닛군(FUG)이 가지는 유량 제어 유닛(FU)의 개수보다 많게 되어 있다.
제 2 기구(GM22)는 복수의 분기관(BL1)(제 1 분기관(BL1)), 복수의 분기관(BL2)(제 2 분기관(BL2)), 복수의 밸브(V5)(제 5 밸브(V5)), 복수의 밸브(V6)(제 6 밸브(V6)), 복수의 합류관(ML1)(제 1 합류관(ML1)) 및 복수의 합류관(ML2)(제 2 합류관(ML2))을 가지고 있다.
복수의 분기관(BL1)은 각각 복수의 유량 제어 유닛(FU)에 접속되어 있다. 복수의 분기관(BL2)도 각각 복수의 유량 제어 유닛(FU)에 접속되어 있다. 즉, 한 쌍의 분기관(BL1) 및 분기관(BL2)이 각 유량 제어 유닛(FU)의 출력으로부터 분기하고 있다. 각 분기관(BL1)에는 밸브(V5)가 마련되어 있고, 각 분기관(BL2)에는 밸브(V6)가 마련되어 있다.
복수의 합류관(ML1)은 유량 제어 유닛군(FUG)마다, 복수의 분기관(BL1)으로부터의 가스를 합류시키도록 구성되어 있다. 즉, 하나의 합류관(ML1)에는, 대응하는 하나의 유량 제어 유닛군(FUG)의 복수의 유량 제어 유닛(FU)에 접속하는 복수의 분기관(BL1)이 접속하고 있다. 또한, 복수의 합류관(ML2)은 유량 제어 유닛군(FUG)마다, 복수의 분기관(BL2)으로부터의 가스를 합류시키도록 구성되어 있다. 즉, 하나의 합류관(ML2)에는, 대응하는 하나의 유량 제어 유닛군(FUG)의 복수의 유량 제어 유닛(FU)에 접속하는 복수의 분기관(BL2)이 접속하고 있다.
또한, 도 5에 나타내는 가스 공급계(GP2)의 제 2 기구(GM22)는, 복수의 밸브(V7)(제 7 밸브(V7)), 복수의 밸브(V8)(제 8 밸브(V8)), 복수의 밸브(V9)(제 9 밸브(V9)) 및 복수의 밸브(V10)(제 10 밸브(V10))를 더 구비하고 있다.
각 합류관(ML1)은, 샤워 헤드(SH)의 복수의 가스 토출부 중 대응하는 가스 토출부에 밸브(V7)를 개재하여 접속하고 있다. 또한 각 합류관(ML1)은, 밸브(V8)를 개재하여 배기 장치(50)와 배기 장치(51)의 사이의 배관에 접속하고 있다. 즉, 각 합류관(ML1)은 밸브(V7)를 가지는 배관(LA) 및 밸브(V8)를 가지는 배관(LB)으로 분기하고 있다. 배관(LA)은 배관(LM)에 합류하고, 당해 배관(LM)은 샤워 헤드(SH)의 복수의 가스 토출부 중 대응하는 가스 토출부에 접속하고 있다. 또한, 배관(LB)은 배기 장치(50)와 배기 장치(51)의 사이의 배관에 접속하고 있다.
각 합류관(ML2)은, 샤워 헤드(SH)의 복수의 가스 토출부 중 대응하는 가스 토출부에 밸브(V9)를 개재하여 접속하고 있다. 또한 각 합류관(ML2)은, 밸브(V10)를 개재하여 배기 장치(50)와 배기 장치(51)의 사이의 배관에 접속하고 있다. 즉, 각 합류관(ML2)은 밸브(V9)를 가지는 배관(LC) 및 밸브(V10)를 가지는 배관(LD)으로 분기하고 있다. 배관(LC)은, 동일한 유량 제어 유닛군(FUG)으로부터의 가스를 유도하는 배관(LA)과 함께 배관(LM)에 합류하고, 당해 배관(LM)은 샤워 헤드(SH)의 복수의 가스 토출부 중 대응하는 가스 토출부에 접속하고 있다. 또한, 배관(LD)은 배기 장치(50)와 배기 장치(51)의 사이의 배관에 접속하고 있다.
또한 일실시 형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치(102)는 밸브(V11)(제 11 밸브(V11))를 더 구비하고 있다. 밸브(V11)는 샤워 헤드(SH)와, 처리 용기(12)와 배기 장치(50)의 사이의 배기관(52)(도 2 참조)에 접속하는 배관에 마련되어 있다. 이 밸브(V11)는 가스 공급계(GP2) 내의 가스를 배기할 때 열린다. 이에 의해, 샤워 헤드(SH) 내의 가스는 배기 장치(50)로 배기된다. 따라서, 샤워 헤드(SH) 내의 가스도 고속으로 배기하는 것이 가능하다.
도 6은 밸브(V11)에 관한 다른 실시 형태를 나타내는 도이다. 도 6에 나타내는 실시 형태에서는, 샤워 헤드(SH)는 복수의 가스 토출부, 예를 들면 가스 토출부(D1), 가스 토출부(D2) 및 가스 토출부(D3)를 가지고 있다. 가스 토출부(D1)는 가스 확산실(36a(1))을 포함하고, 가스 토출부(D2)는 가스 확산실(36a(2))을 포함하고, 가스 토출부(D3)는 가스 확산실(36a(3))을 포함하고 있다. 이 실시 형태에서는, 가스 확산실(36a(1))에 접속하는 가스 토출홀(34a)의 개수보다, 가스 확산실(36a(3))에 접속하는 가스 토출홀(34a)의 개수가 많게 되어 있다. 따라서, 가스 토출부(D1)의 컨덕턴스보다, 가스 토출부(D3)의 컨덕턴스가 높게 되어 있다. 이러한 샤워 헤드(SH) 내의 가스를 고속으로 배기하기 위하여, 밸브(V11)를 가지는 배관이 가스 토출부(D1)와 가스 토출부(D3)를 접속하고 있다. 이 밸브(V11)는 가스 공급계(GP2) 내의 가스를 배기할 때 열린다. 이에 의해, 가스 토출부(D1)로부터의 가스는 가스 토출부(D3)로 흐르고, 처리 용기(12) 내의 공간을 통하여 고속으로 배기된다.
이상 설명한 가스 공급계(GP2)에 있어서도, 가스 공급계(GP1)와 마찬가지로, 당해 가스 공급계(GP2) 내의 유로 내의 가스를 고속으로, 즉 단시간에 치환하는 것이 가능하다. 또한, 가스 공급계(GP2) 내의 가스의 배기가 완료되었는지 여부를 압력계(PM)의 계측 결과로부터 판정할 수 있다. 또한, 가스 공급계(GP2) 내의 밸브(V1)의 리크를 압력계(PM)의 계측 결과로부터 검출할 수 있다.
또한 가스 공급계(GP2)에서는, 각 유량 제어 유닛(FU)에 접속하는 한 쌍의 분기관(BL1) 및 분기관(BL2)에 각각 마련된 밸브(V5) 및 밸브(V6) 중 일방을 엶으로써, 각 유량 제어 유닛군(FUG)의 복수의 유량 제어 유닛(FU) 중 일부로부터의 가스(A)를 합류관(ML1)으로 공급하고, 다른 일부로부터의 가스(B)를 합류관(ML2)으로 공급할 수 있다.
이러한 가스 공급계(GP2)를 가지는 플라즈마 처리 장치(102)에 의하면, 복수의 합류관(ML1)으로부터의 가스(A) 및 복수의 합류관(ML2)으로부터의 가스(B)를 교호로 처리 용기(12) 내로 공급할 수 있다. 이 경우의 가스(A)와 가스(B)는 이종의 가스이다. 따라서, 상이한 플라즈마 처리를 웨이퍼(W)에 대하여 교호로 행하는 프로세스의 스루풋을 높일 수 있다.
혹은, 플라즈마 처리 장치(102)에 의하면, 합류관(ML1)으로부터 처리 용기(12) 내로 연속적으로 가스(A)를 공급하고, 합류관(ML2)으로부터의 가스(B)를 단속적으로, 즉 펄스 형상으로 처리 용기(12) 내로 공급할 수 있다. 이 경우에, 합류관(ML2)으로부터의 가스는, 합류관(ML1)으로부터의 가스와 상이한 가스여도 되고, 동일한 가스여도 된다.
이하, 플라즈마 처리 장치(102)의 운용 방법의 몇 개의 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 7은 도 5 또는 도 6에 나타내는 플라즈마 처리 장치의 운용 방법의 일실시 형태를 나타내는 순서도이다. 도 7에 나타내는 운용 방법(MT3)은, 처리 용기(12) 내로 상이한 가스를 교호로 공급함으로써, 처리 용기(12) 내에서 상이한 플라즈마 처리를 교호로 행하는 방법이다. 도 8은 도 7에 나타내는 운용 방법에 있어서의 가스의 유량을 나타내는 타이밍 차트이다. 도 8에 있어서 상단에는, 운용 방법(MT3)의 공정(ST33) 이후에 합류관(ML1)을 흐르는 가스(A)의 유량 및 합류관(ML2)을 흐르는 가스(B)의 유량의 타이밍 차트가 나타나 있다. 또한 중단에는, 공정(ST35) 및 공정(ST37)에 있어서의 처리 용기 내의 가스(A)의 유량의 타이밍 차트가 나타나 있다. 또한 하단에는, 공정(ST35) 및 공정(ST37)에 있어서의 처리 용기 내의 가스(B)의 유량의 타이밍 차트가 나타나 있다. 이하, 도 7 및 도 8을 참조한다.
운용 방법(MT3)에서는, 먼저 공정(ST31)에서 밸브(V2), 밸브(V3) 및 모든 밸브(V4)가 닫힌다. 이어지는 공정(ST32)에서 복수의 밸브(V1) 중 원하는 밸브(V1)가 열린다. 이어지는 공정(ST33)에서는, 복수의 유량 제어 유닛군(FUG)의 복수의 유량 제어 유닛에 의해 가스의 유량이 조정된다. 이어지는 공정(ST34)에서는, 각 유량 제어 유닛(FU)에 접속하고 있는 한 쌍의 분기관(BL1) 및 분기관(BL2)에 각각 마련된 밸브(V5 및 V6) 중 일방이 열린다. 즉, 각 유량 제어 유닛군(FUG)의 복수의 유량 제어 유닛(FU) 중 일부로부터는 합류관(ML1)으로 가스(A)가 공급되고, 다른 일부로부터는 합류관(ML2)으로 가스(B)가 공급된다. 예를 들면, 도 8의 상단의 타이밍 차트에 나타내는 유량의 가스(A)가 합류관(ML1)으로 흐르고, 당해 타이밍 차트에 나타내는 유량의 가스(B)가 합류관(ML2)으로 흐른다.
이어지는 공정(ST35)에서는, 복수의 밸브(V7)가 열리고, 복수의 밸브(V8)가 닫힌다. 또한, 복수의 밸브(V9)가 닫히고, 복수의 밸브(V10)가 열린다. 이에 의해, 복수의 합류관(ML1)으로부터의 가스(A)가 배관(LM)을 거쳐 샤워 헤드(SH)로 공급된다. 또한, 복수의 합류관(ML2)으로부터의 가스(B)는 배관(LD)을 거쳐 배기된다. 이에 의해, 도 8의 중단 및 하단의 타이밍 차트에 나타내는 바와 같이, 처리 용기(12) 내로는 가스(A)만이 공급된다. 그리고, 샤워 헤드(SH)로부터 공급된 가스(A)가 여기되고, 웨이퍼(W)에 대한 플라즈마 처리가 행해진다.
이어지는 공정(ST36)에서는, 복수의 밸브(V7), 복수의 밸브(V8) 및 복수의 밸브(V9)가 닫히고, 복수의 밸브(V10)가 열린다. 이에 의해, 복수의 합류관(ML1)으로부터의 가스(A)의 샤워 헤드(SH)로의 공급이 정지된다. 또한, 복수의 합류관(ML2)으로부터의 가스(B)는 배관(LD)을 거쳐 배기된다. 또한 밸브(V11)가 열린다. 이에 의해, 샤워 헤드(SH) 내의 가스가 배기된다. 이 후, 밸브(V11)가 닫힌다.
이어지는 공정(ST37)에서는, 복수의 밸브(V9)가 열리고, 복수의 밸브(V10)가 닫힌다. 또한, 복수의 밸브(V7)가 닫히고, 복수의 밸브(V8)가 열린다. 이에 의해, 복수의 합류관(ML2)으로부터의 가스(B)가 배관(LM)을 거쳐 샤워 헤드(SH)로 공급된다. 또한, 복수의 합류관(ML1)으로부터의 가스(A)는 배관(LB)을 거쳐 배기된다. 이에 의해, 도 8의 중단 및 하단의 타이밍 차트에 나타내는 바와 같이, 처리 용기(12) 내로는 가스(B)만이 공급된다. 그리고, 샤워 헤드(SH)로부터 공급된 가스(B)가 여기되고, 웨이퍼(W)에 대하여 공정(ST35)과는 상이한 플라즈마 처리가 행해진다.
이어지는 공정(ST38)에서는, 공정(ST35)과 공정(ST37)의 교호의 반복을 종료할지 여부가 판정된다. 예를 들면, 공정(ST35)과 공정(ST37)의 교호의 반복이 정해진 횟수 행해졌는지 여부가 판정된다. 공정(ST38)에서 공정(ST35)과 공정(ST37)의 교호의 반복을 종료하지 않는다고 판정되는 경우에는 공정(ST39)이 실행된다.
공정(ST39)에서는, 복수의 밸브(V7), 복수의 밸브(V9) 및 복수의 밸브(V10)가 닫히고, 복수의 밸브(V8)가 열린다. 이에 의해, 복수의 합류관(ML2)으로부터의 가스(B)의 샤워 헤드(SH)로의 공급이 정지된다. 또한, 복수의 합류관(ML1)으로부터의 가스(A)는 배관(LB)을 거쳐 배기된다. 또한, 밸브(V11)가 열린다. 이에 의해, 샤워 헤드(SH) 내의 가스가 배기된다. 이 후, 밸브(V11)가 닫힌다. 이어서, 공정(ST35)으로부터의 처리가 반복된다.
한편, 공정(ST38)에서 공정(ST35)과 공정(ST37)의 교호의 반복을 종료한다고 판정되는 경우에는 운용 방법(MT3)은 종료된다. 또한 공정(ST31) ~ 공정(ST39)의 실행을 위하여, 이들 공정에 관련되는 플라즈마 처리 장치(102)의 각 부는 제어부(Cnt)에 의해 제어되어도 된다. 이 운용 방법(MT3)에 의하면, 복수의 합류관(ML1)으로부터의 가스(A) 및 복수의 합류관(ML2)으로부터의 가스(B)를 교호로 처리 용기(12) 내로 공급하고, 처리 용기(12) 내로 공급되지 않는 가스를 배기측으로 흘릴 수 있다. 이에 의해, 처리 용기(12) 내로 공급하는 가스의 변경을 고속으로 행할 수 있다. 따라서, 상이한 플라즈마 처리를 웨이퍼(W)에 대하여 교호로 행하는 프로세스의 스루풋을 높이는 것이 가능하다.
여기서, 운용 방법(MT3)에 이용되는 가스(A)와 가스(B)를 예시한다. 도 9는 공정(ST35)에서 이용되는 가스(A)와 공정(ST37)에서 이용되는 가스(B)를 예시하는 표이다. 표 중의 각 공정에서 점 패턴이 부여되어 있는 란의 가스(A) 및 가스(B)는 그 공정 중에 배기되는 가스이며, 점 패턴이 부여되어 있지 않은 란의 가스(A) 및 가스(B)는 그 공정 중에 처리 용기(12) 내로 공급되는 가스이다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 첫 회의 공정(ST35)에서 처리 용기(12) 내로 공급되는 가스(A)에는 O2 가스, Ar 가스 및 CF4 가스를 포함하는 혼합 가스를 이용할 수 있다. 또한, 첫 회의 공정(ST35)에 배기되는 가스(B)에는 O2 가스, Ar 가스 및 SiCl4 가스를 포함하는 혼합 가스를 이용할 수 있다. 또한, 첫 회의 공정(ST35)의 가스(A)는 실리콘 산화막과 같은 피에칭층을 에칭하기 위한 가스이며, 가스(B)는 퇴적성을 가지는 가스이다. 즉, 첫회의 공정(ST35)에서는 피에칭층을 에칭하고, 또한 후속의 공정(ST37)을 위하여 퇴적성의 가스(B)를 준비해 둘 수 있다.
이어지는 공정(ST37)에서 배기되는 가스(A)는 O2 가스와 Ar 가스를 포함하는 혼합 가스이며, 당해 공정(ST37)에서 처리 용기(12) 내로 공급되는 가스(B)는 O2 가스, Ar 가스 및 SiCl4 가스를 포함하는 혼합 가스이다. 즉, 당해 공정(ST37)에서는, 피에칭층을 포함하는 피처리체 상에 퇴적물을 형성하고, 또한 후속의 공정(ST35)용으로 다른 가스(A)를 준비해 둘 수 있다.
이어지는 공정(ST35)에서 처리 용기(12) 내로 공급되는 가스(A)는 O2 가스와 Ar 가스를 포함하는 퇴적성의 혼합 가스이며, 당해 공정(ST35)에서 배기되는 가스(B)는 O2 가스, Ar 가스 및 CF4 가스를 포함하는 혼합 가스이다. 즉, 당해 공정(ST35)에서는, 피처리체 상에 퇴적물을 형성하고, 또한 피에칭층의 에칭용의 가스(B)를 준비해 둘 수 있다.
이어지는 공정(ST37)에서 처리 용기(12) 내로 공급되는 가스(B)는, O2 가스, Ar 가스 및 CF4 가스를 포함하는 에칭용의 혼합 가스이며, 당해 공정(ST37)에서 배기되는 가스(A)는 O2 가스, Ar 가스 및 SiCl4 가스를 포함하는 퇴적성의 혼합 가스이다. 즉, 당해 공정(ST37)에서는 피에칭층을 에칭하고, 또한 후속의 공정(ST35)을 위하여 퇴적성의 가스(A)를 준비해 둘 수 있다. 그리고, 후속의 공정(ST35) 및 공정(ST37)에서도 적절한 가스(A) 및 적절한 가스(B) 중 일방이 처리 용기(12) 내로 공급되고, 타방이 배기된다.
이와 같이, 일례에 있어서는, 퇴적성 또는 에칭용의 가스(A) 및 가스(B)를 고속으로 전환하여, 교호로 처리 용기(12) 내로 공급하는 것이 가능하다. 따라서, 상이한 플라즈마 처리를 웨이퍼(W)에 대하여 교호로 행하는 프로세스의 스루풋을 높이는 것이 가능하다.
이하, 도 5 또는 도 6에 나타내는 플라즈마 처리 장치의 운용 방법의 다른 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 10은 도 5 또는 도 6에 나타내는 플라즈마 처리 장치의 운용 방법의 다른 실시 형태를 나타내는 순서도이다. 도 10에 나타내는 운용 방법(MT4)은, 처리 용기(12) 내로 가스(A)를 연속적으로 공급하고, 가스(B)를 단속적으로, 즉 펄스 형상으로 공급함으로써 플라즈마 처리를 행하는 방법이다. 도 11은 도 10에 나타내는 운용 방법에 있어서의 가스의 유량을 나타내는 타이밍 차트이다. 도 11에서 상단에는, 운용 방법(MT4)의 공정(ST46) 이후에 합류관(ML1)을 흐르는 가스(A)의 유량 및 합류관(ML2)을 흐르는 가스(B)의 유량의 타이밍 차트가 나타나 있다. 또한 중단에는, 공정(ST46) 및 공정(ST47)에 있어서의 처리 용기 내의 가스(A)의 유량의 타이밍 차트가 나타나 있다. 또한 하단에는, 공정(ST46) 및 공정(ST47)에 있어서의 처리 용기 내의 가스(B)의 유량의 타이밍 차트가 나타나 있다. 이하, 도 10 및 도 11을 참조한다.
운용 방법(MT4)에서는, 먼저 운용 방법(MT3)의 공정(ST31) ~ 공정(ST34)과 동일한 공정이 행해진다. 이어지는 공정(ST45)에서, 복수의 밸브(V7)가 열리고, 복수의 밸브(V8)가 닫힌다. 이에 의해, 합류관(ML1)으로부터의 가스(A)가 샤워 헤드(SH)로 공급된다. 대략 동시에, 공정(ST46)에서 복수의 밸브(V9) 및 복수의 밸브(V10)가 닫힌다. 이에 의해, 밸브(V9) 및 밸브(V10)의 상류의 유로에 가스(B)가 고인다. 이 때, 당해 상류의 유로, 즉 합류관(ML2)을 포함하는 유로의 압력은, 가스(A)용의 합류관(ML1) 내의 유로의 압력보다 높은 압력이 된다. 이 공정(ST46)의 실행 중에 가스(A)가 여기되고, 웨이퍼(W)에 대하여 가스(A)의 플라즈마에 의한 처리가 행해진다.
이어지는 공정(ST47)에서는, 복수의 밸브(V9)가 열린다. 이에 의해, 밸브(V9) 및 밸브(V10)의 상류의 유로에 고여 있던 가스(B)가 샤워 헤드(SH)로 공급되고, 당해 샤워 헤드(SH)로부터 처리 용기(12) 내로 공급된다. 그리고, 가스(A)와 가스(B)의 혼합 가스가 여기되고, 웨이퍼(W)에 대하여 당해 혼합 가스의 플라즈마에 의한 처리가 행해진다. 또한 공정(ST46)에서, 가스(B)용의 합류관(ML2)을 포함하는 유로의 압력이 높은 압력으로 설정되어 있으므로, 가스(A)의 유량보다 소유량의 가스(B)를, 배관(LM)에서 혼합하면서 샤워 헤드(SH)로 공급하는 것이 가능하다.
이어지는 공정(ST48)에서는, 공정(ST46)과 공정(ST47)의 교호의 반복을 종료할지 여부가 판정된다. 예를 들면, 공정(ST46)과 공정(ST47)의 교호의 반복이 정해진 횟수 행해졌는지 여부가 판정된다. 공정(ST48)에서 공정(ST46)과 공정(ST47)의 교호의 반복을 종료하지 않는다고 판정되는 경우에는, 공정(ST46)으로부터의 처리가 반복된다. 한편, 공정(ST46)과 공정(ST47)의 교호의 반복을 종료한다고 판정되는 경우에는 운용 방법(MT4)은 종료된다.
이 운용 방법(MT4)에 의하면, 처리 용기(12) 내에 연속적으로 공급되는 가스(A)에 단속적으로 가스(B)를 고속으로 첨가할 수 있다. 가스(A)와 가스(B)는 이종의 가스여도 되고, 가스(A)와 가스(B)는 동종의 가스여도 된다. 따라서, 가스(A)를 이용한 플라즈마 처리와, 가스(A)에 이종의 가스(B)를 첨가한 플라즈마 처리를 교호로 실행할 수 있다. 혹은, 가스(A)를 이용한 플라즈마 처리와, 가스(A)에 동종의 가스(B)를 첨가한, 즉 가스(A)의 유량을 증가시킨 플라즈마 처리를 교호로 실행할 수 있다.
이하, 또 다른 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 12는 또 다른 실시 형태의 플라즈마 처리 장치(103)를 개략적으로 나타내는 도이다. 도 12에 나타내는 플라즈마 처리 장치(103)는 리액터부(RA) 및 리액터부(RB)를 구비하고 있다. 리액터부(RA) 및 리액터부(RB)는 플라즈마 처리 장치(10) 및 플라즈마 처리 장치(102)의 리액터부와 동일한 리액터부이다.
플라즈마 처리 장치(103)는 가스 공급계(GP3)를 더 구비하고 있다. 가스 공급계(GP3)는 가스 공급계(GP2)와 마찬가지로 제 1 기구(GM21) 및 제 3 기구(GM23)를 가지고 있다. 가스 공급계(GP3)는 제 2 기구(GM32)를 더 가지고 있다. 플라즈마 처리 장치(102)에서는, 제 2 기구(GM22)의 합류관(ML1) 및 합류관(ML2)이 단일의 리액터부의 샤워 헤드(SH)에 접속되어 있었지만, 플라즈마 처리 장치(103)에서는 제 2 기구(GM32)의 복수의 합류관(ML1)은 각각 리액터부(RA)의 샤워 헤드(SH)의 복수의 가스 토출부에 접속되어 있고, 복수의 합류관(ML2)은 각각 리액터부(RB)의 샤워 헤드(SH)의 복수의 가스 토출부에 접속되어 있다.
또한 플라즈마 처리 장치(103)에서는, 제 3 기구(GM23)의 배기관(EL)은, 리액터부(RA)의 배기 장치(50)와 배기 장치(51)의 사이의 배관, 또는 리액터부(RB)의 배기 장치(50)와 배기 장치(51)의 사이의 배관에 접속될 수 있다.
이러한 플라즈마 처리 장치(103)에 의하면, 단일의 가스 공급계(GP3)로부터 리액터부(RA)의 처리 용기(12) 내로 가스(A)를 공급하고, 리액터부(RB)의 처리 용기(12) 내로 가스(B)를 공급할 수 있다. 가스(A)와 가스(B)는 이종의 가스여도 되고, 동종의 가스여도 된다. 가스(A)와 가스(B)가 이종의 가스인 경우에는, 리액터부(RA)와 리액터부(RB)에서 상이한 플라즈마 처리를 행할 수 있다. 한편, 가스(A)와 가스(B)가 동종의 가스인 경우에는, 리액터부(RA)와 리액터부(RB)에서 동일한 플라즈마 처리를 행할 수 있다.
이상, 각종 실시 형태에 대하여 설명했지만, 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며 각종 변형 태양을 구성 가능하다. 예를 들면, 상술한 실시 형태의 플라즈마 처리 장치는 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치였지만, 본 발명의 사상은 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치, 마이크로파를 플라즈마원으로서 이용하는 플라즈마 처리 장치 등의 임의의 타입의 플라즈마 처리 장치에 적용하는 것이 가능하다. 또한, 상술한 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서는, 샤워 헤드에 의해 복수의 가스 토출부가 제공되고 있지만, 처리 용기 내의 상이한 복수의 존, 즉 피처리체의 복수의 영역을 향해 가스를 공급할 수 있는 한, 복수의 가스 토출부는 임의의 형태로 제공될 수 있다.
GP1, GP2, GP3 : 가스 공급계
GM1, GM21 : 제 1 기구
GI : 통합부
L1 : 배관(제 1 배관)
V1 : 밸브(제 1 밸브)
L2 : 배관(제 2 배관)
GM2, GM22, GM32 : 제 2 기구
L3 : 배관(제 3 배관)
FUG : 유량 제어 유닛군
FU : 유량 제어 유닛
BL1 : 분기관(제 1 분기관)
BL2 : 분기관(제 2 분기관)
V5 : 밸브(제 5 밸브)
V6 : 밸브(제 6 밸브)
ML : 합류관
ML1 : 합류관(제 1 합류관)
ML2 : 합류관(제 2 합류관)
V7 : 밸브(제 7 밸브)
V8 : 밸브(제 8 밸브)
V9 : 밸브(제 9 밸브)
V10 : 밸브(제 10 밸브)
LA, LB, LC, LD, LM : 배관
GM3, GM23 : 제 3 기구
EL : 배기관
V2 : 밸브(제 2 밸브)
V3 : 밸브(제 3 밸브)
L4 : 배관
V4 : 밸브(제 4 밸브)
PM : 압력계
V11 : 밸브(제 11 밸브)
GS : 가스 소스
GSP : 가스 소스
10, 102, 103 : 플라즈마 처리 장치
12 : 처리 용기
PD : 배치대
LE : 하부 전극
ESC : 정전 척
30 : 상부 전극
SH : 샤워 헤드
34a : 가스 토출홀
36a : 가스 확산실
D1, D2, D3 : 가스 토출부
50 : 배기 장치
51 : 배기 장치
52 : 배기관
62 : 고주파 전원
64 : 고주파 전원

Claims (21)

  1. 플라즈마 처리 장치로 가스를 공급하는 가스 공급계로서,
    각각이 하나 이상의 가스 소스로부터의 가스를 선택하여, 선택한 가스를 출력하는 복수의 통합부를 가지는 제 1 기구와,
    상기 복수의 통합부로부터의 복수의 가스를 분배하고, 분배된 가스의 유량을 조정하여 출력하는 제 2 기구와,
    상기 가스 공급계의 배기용의 제 3 기구와,
    상기 제 1 기구, 상기 제 2 기구 및 상기 제 3 기구를 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제 1 기구는,
    복수의 가스 소스에 각각 접속되는 복수의 제 1 배관과,
    상기 복수의 제 1 배관에 각각 마련된 복수의 제 1 밸브와,
    상기 복수의 제 1 배관의 개수보다 소수의 복수의 제 2 배관
    을 가지고,
    상기 복수의 통합부의 각각은,
    상기 복수의 제 2 배관 중 하나인 제 2 배관과,
    상기 복수의 제 1 배관 중, 상기 하나인 제 2 배관으로부터 분기하여 하나 이상의 가스 소스에 접속하는 하나 이상의 제 1 배관과,
    상기 복수의 제 1 밸브 중 상기 하나 이상의 제 1 배관에 마련된 하나 이상의 제 1 밸브
    를 가지고,
    상기 제 2 기구는,
    각각이 상기 복수의 제 2 배관의 개수와 동일 수의 복수의 유량 제어 유닛을 가지는 복수의 유량 제어 유닛군과,
    상기 복수의 제 2 배관으로부터의 가스를 상기 복수의 유량 제어 유닛군의 각각의 대응하는 유량 제어 유닛으로 분배하는 복수의 제 3 배관
    을 가지고,
    상기 제 3 기구는,
    퍼지 가스의 소스에 접속되는 제 2 밸브와 배기 장치에 접속되는 제 3 밸브가 마련된 배기관과,
    상기 제 2 밸브와 상기 제 3 밸브의 사이에 있어서, 상기 배기관과 상기 복수의 제 2 배관을 각각 접속하는 복수의 제 4 배관과,
    상기 복수의 제 4 배관에 각각 마련된 복수의 제 4 밸브
    를 가지고,
    상기 제어부는, 상기 가스 공급계로부터 공급되는 가스를 변경하는 경우, 상기 복수의 제 1 밸브를 닫고, 상기 제 2 밸브, 상기 제 3 밸브 및 상기 복수의 제 4 밸브를 여는,
    가스 공급계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기구는 상기 복수의 유량 제어 유닛군마다, 상기 복수의 유량 제어 유닛으로부터의 가스를 합류시키기 위한 복수의 합류관을 더 가지는, 가스 공급계.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기구는,
    상기 복수의 유량 제어 유닛에 각각 접속된 복수의 제 1 분기관과,
    상기 복수의 유량 제어 유닛에 각각 접속된 복수의 제 2 분기관과,
    상기 복수의 제 1 분기관에 각각 마련된 복수의 제 5 밸브와,
    상기 복수의 제 2 분기관에 각각 마련된 복수의 제 6 밸브와,
    상기 복수의 유량 제어 유닛군마다, 상기 복수의 제 1 분기관으로부터의 가스를 합류시키기 위한 복수의 제 1 합류관과,
    상기 복수의 유량 제어 유닛군마다, 상기 복수의 제 2 분기관으로부터의 가스를 합류시키기 위한 복수의 제 2 합류관
    을 더 가지는, 가스 공급계.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배기관에 접속된 압력계를 더 구비하는, 가스 공급계.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 압력계는, 상기 제 3 밸브보다 상류에서 상기 배기관에 접속하고 있는, 가스 공급계.
  6. 피처리체에 플라즈마 처리를 행하기 위한 플라즈마 처리 장치로서,
    제 2 항에 기재된 가스 공급계와,
    피처리체를 수용하기 위한 공간을 제공하는 처리 용기와,
    상기 복수의 유량 제어 유닛군의 개수와 동일 수의 상기 처리 용기 내의 복수의 존에 가스를 토출하기 위한 복수의 가스 토출부
    를 구비하고,
    상기 복수의 합류관이 상기 복수의 가스 토출부에 각각 접속되어 있는,
    플라즈마 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 처리 용기에 접속된 터보 분자 펌프와,
    상기 터보 분자 펌프의 하류에 마련된 드라이 펌프
    를 구비하고,
    상기 배기관은, 상기 제 3 밸브의 하류에서, 상기 터보 분자 펌프와 상기 드라이 펌프의 사이의 배관에 접속하고 있는,
    플라즈마 처리 장치.
  8. 피처리체에 플라즈마 처리를 행하기 위한 플라즈마 처리 장치로서,
    제 3 항에 기재된 가스 공급계와,
    피처리체를 수용하기 위한 공간을 제공하는 처리 용기와,
    상기 복수의 유량 제어 유닛군의 개수와 동일 수의 상기 처리 용기 내의 복수의 존에 가스를 토출하기 위한 복수의 가스 토출부와,
    상기 처리 용기에 접속된 터보 분자 펌프와,
    상기 터보 분자 펌프의 하류에 마련된 드라이 펌프
    를 구비하고,
    상기 복수의 제 1 합류관은 각각 복수의 제 7 밸브를 개재하여 상기 복수의 가스 토출부에 접속되어 있고, 또한 복수의 제 8 밸브를 개재하여 상기 터보 분자 펌프와 상기 드라이 펌프의 사이의 배관에 접속되어 있고,
    상기 복수의 제 2 합류관은 각각 복수의 제 9 밸브를 개재하여 상기 복수의 가스 토출부에 접속되어 있고, 또한 복수의 제 10 밸브를 개재하여 상기 터보 분자 펌프와 상기 드라이 펌프의 사이의 상기 배관에 접속되어 있는,
    플라즈마 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 가스 토출부를 제공하는 샤워 헤드와,
    상기 샤워 헤드와, 상기 처리 용기와 상기 터보 분자 펌프의 사이의 배관에 접속된 다른 배기관이며, 제 11 밸브가 마련된, 상기 다른 배기관
    을 더 구비하는, 플라즈마 처리 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 가스 토출부 중 제 1 가스 토출부와, 상기 복수의 가스 토출부 중 상기 제 1 가스 토출부보다 높은 컨덕턴스를 가지는 제 2 가스 토출부를 접속하는 다른 배기관이며, 제 11 밸브가 마련된, 상기 다른 배기관을 더 구비하는, 플라즈마 처리 장치.
  11. 피처리체에 플라즈마 처리를 행하기 위한 플라즈마 처리 장치로서,
    피처리체를 수용하기 위한 공간을 제공하는 제 1 처리 용기와,
    피처리체를 수용하기 위한 공간을 제공하는 제 2 처리 용기와,
    상기 제 1 처리 용기 내의 복수의 존에 가스를 토출하기 위한 복수의 가스 토출부와,
    상기 제 2 처리 용기 내의 복수의 존에 가스를 토출하기 위한 복수의 다른 가스 토출부와,
    제 3 항에 기재된 가스 공급계
    를 구비하고,
    상기 복수의 제 1 합류관은 상기 복수의 가스 토출부에 각각 접속되어 있고,
    상기 복수의 제 2 합류관은 상기 복수의 다른 가스 토출부에 각각 접속되어 있는,
    플라즈마 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 처리 용기에 접속된 제 1 터보 분자 펌프와,
    상기 제 1 터보 분자 펌프의 하류에 마련된 제 1 드라이 펌프와,
    상기 제 2 처리 용기에 접속된 제 2 터보 분자 펌프와,
    상기 제 2 터보 분자 펌프의 하류에 마련된 제 2 드라이 펌프
    를 더 구비하고,
    상기 배기관은, 상기 제 3 밸브의 하류에서, 상기 제 1 터보 분자 펌프와 상기 제 1 드라이 펌프의 사이의 배관, 또는, 상기 제 2 터보 분자 펌프와 상기 제 2 드라이 펌프의 사이의 배관에 접속하고 있는, 플라즈마 처리 장치.
  13. 제 6 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 공급계는 상기 배기관에 접속된 압력계를 더 가지는, 플라즈마 처리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 압력계는 상기 제 3 밸브보다 상류에서 상기 배기관에 접속하고 있는, 플라즈마 처리 장치.
  15. 피처리체에 플라즈마 처리를 행하기 위한 플라즈마 처리 장치에 가스를 공급하는 가스 공급계 내의 가스를 치환하기 위한 운용 방법으로서,
    상기 플라즈마 처리 장치는,
    가스 공급계와,
    피처리체를 수용하기 위한 공간을 제공하는 처리 용기와,
    복수의 유량 제어 유닛군의 개수와 동일 수의 상기 처리 용기 내의 복수의 존에 가스를 토출하기 위한 복수의 가스 토출부
    를 구비하고,
    상기 가스 공급계는,
    각각이 하나 이상의 가스 소스로부터의 가스를 선택하여, 선택한 가스를 출력하는 복수의 통합부를 가지는 제 1 기구와,
    상기 복수의 통합부로부터의 복수의 가스를 분배하고, 분배된 가스의 유량을 조정하여 출력하는 제 2 기구와,
    상기 가스 공급계의 배기용의 제 3 기구
    를 구비하고,
    상기 제 1 기구는,
    복수의 가스 소스에 각각 접속되는 복수의 제 1 배관과,
    상기 복수의 제 1 배관에 각각 마련된 복수의 제 1 밸브와,
    상기 복수의 제 1 배관의 개수보다 소수의 복수의 제 2 배관
    을 가지고,
    상기 복수의 통합부의 각각은,
    상기 복수의 제 2 배관 중 하나인 제 2 배관과,
    상기 복수의 제 1 배관 중, 상기 하나인 제 2 배관으로부터 분기하여 하나 이상의 가스 소스에 접속하는 하나 이상의 제 1 배관과,
    상기 복수의 제 1 밸브 중 상기 하나 이상의 제 1 배관에 마련된 하나 이상의 제 1 밸브
    를 가지고,
    상기 제 2 기구는,
    각각이 상기 복수의 제 2 배관의 개수와 동일 수의 복수의 유량 제어 유닛을 가지는 상기 복수의 유량 제어 유닛군과,
    상기 복수의 제 2 배관으로부터의 가스를 상기 복수의 유량 제어 유닛군의 각각의 대응하는 유량 제어 유닛으로 분배하는 복수의 제 3 배관
    을 가지고,
    상기 제 3 기구는,
    퍼지 가스의 소스에 접속되는 제 2 밸브와 배기 장치에 접속되는 제 3 밸브가 마련된 배기관과,
    상기 제 2 밸브와 상기 제 3 밸브의 사이에 있어서, 상기 배기관과 상기 복수의 제 2 배관을 각각 접속하는 복수의 제 4 배관과,
    상기 복수의 제 4 배관에 각각 마련된 복수의 제 4 밸브
    를 가지고,
    상기 제 2 기구는 상기 복수의 유량 제어 유닛군마다, 상기 복수의 유량 제어 유닛으로부터의 가스를 합류시키기 위한 복수의 합류관을 더 가지고,
    상기 복수의 합류관이 상기 복수의 가스 토출부에 각각 접속되어 있고,
    상기 플라즈마 처리 장치의 상기 가스 공급계는, 상기 배기관에 접속된 압력계를 더 가지고,
    상기 운용 방법은,
    상기 복수의 유량 제어 유닛을 정지시키는 공정과,
    상기 복수의 제 1 밸브를 닫는 공정과,
    상기 제 2 밸브, 상기 제 3 밸브, 상기 복수의 제 4 밸브를 여는 공정과,
    상기 압력계에 의해 계측되는 상기 배기관의 압력이 임계치 이하가 되었을 때, 상기 제 2 밸브, 상기 제 3 밸브, 상기 복수의 제 4 밸브를 닫는 공정과,
    상기 복수의 제 1 밸브 중 정해진 가스 소스에 접속된 제 1 밸브를 여는 공정과,
    상기 복수의 유량 제어 유닛에 의해 가스의 유량을 조정하는 공정
    을 포함하는, 운용 방법.
  16. 피처리체에 플라즈마 처리를 행하기 위한 플라즈마 처리 장치에 있어서 복수의 제 1 밸브의 리크를 검출하기 위한 운용 방법으로서,
    상기 플라즈마 처리 장치는,
    가스 공급계와,
    피처리체를 수용하기 위한 공간을 제공하는 처리 용기와,
    복수의 유량 제어 유닛군의 개수와 동일 수의 상기 처리 용기 내의 복수의 존에 가스를 토출하기 위한 복수의 가스 토출부
    를 구비하고,
    상기 가스 공급계는,
    각각이 하나 이상의 가스 소스로부터의 가스를 선택하여, 선택한 가스를 출력하는 복수의 통합부를 가지는 제 1 기구와,
    상기 복수의 통합부로부터의 복수의 가스를 분배하고, 분배된 가스의 유량을 조정하여 출력하는 제 2 기구와,
    상기 가스 공급계의 배기용의 제 3 기구
    를 구비하고,
    상기 제 1 기구는,
    복수의 가스 소스에 각각 접속되는 복수의 제 1 배관과,
    상기 복수의 제 1 배관에 각각 마련된 복수의 제 1 밸브와,
    상기 복수의 제 1 배관의 개수보다 소수의 복수의 제 2 배관
    을 가지고,
    상기 복수의 통합부의 각각은,
    상기 복수의 제 2 배관 중 하나인 제 2 배관과,
    상기 복수의 제 1 배관 중, 상기 하나인 제 2 배관으로부터 분기하여 하나 이상의 가스 소스에 접속하는 하나 이상의 제 1 배관과,
    상기 복수의 제 1 밸브 중 상기 하나 이상의 제 1 배관에 마련된 하나 이상의 제 1 밸브
    를 가지고,
    상기 제 2 기구는,
    각각이 상기 복수의 제 2 배관의 개수와 동일 수의 복수의 유량 제어 유닛을 가지는 상기 복수의 유량 제어 유닛군과,
    상기 복수의 제 2 배관으로부터의 가스를 상기 복수의 유량 제어 유닛군의 각각의 대응하는 유량 제어 유닛으로 분배하는 복수의 제 3 배관
    을 가지고,
    상기 제 3 기구는,
    퍼지 가스의 소스에 접속되는 제 2 밸브와 배기 장치에 접속되는 제 3 밸브가 마련된 배기관과,
    상기 제 2 밸브와 상기 제 3 밸브의 사이에 있어서, 상기 배기관과 상기 복수의 제 2 배관을 각각 접속하는 복수의 제 4 배관과,
    상기 복수의 제 4 배관에 각각 마련된 복수의 제 4 밸브
    를 가지고,
    상기 제 2 기구는 상기 복수의 유량 제어 유닛군마다, 상기 복수의 유량 제어 유닛으로부터의 가스를 합류시키기 위한 복수의 합류관을 더 가지고,
    상기 복수의 합류관이 상기 복수의 가스 토출부에 각각 접속되어 있고,
    상기 가스 공급계는 상기 배기관에 접속된 압력계를 더 구비하고, 상기 압력계는 상기 제 3 밸브보다 상류에서 상기 배기관에 접속하고 있고,
    상기 운용 방법은,
    상기 복수의 유량 제어 유닛을 정지시키는 공정과,
    상기 복수의 제 1 밸브, 상기 제 2 밸브 및 상기 제 3 밸브를 닫는 공정과,
    상기 복수의 제 4 밸브를 여는 공정과,
    상기 압력계에 의해 상기 배기관의 압력을 계측하는 공정
    을 포함하는, 운용 방법.
  17. 제 8 항에 기재된 플라즈마 처리 장치의 운용 방법으로서,
    상기 제 2 밸브, 상기 제 3 밸브 및 상기 복수의 제 4 밸브를 닫는 제 1 공정과,
    상기 복수의 제 1 밸브 중 정해진 제 1 밸브를 여는 제 2 공정과,
    상기 복수의 유량 제어 유닛에 의해 가스의 유량을 조정하는 제 3 공정과,
    상기 복수의 유량 제어 유닛의 각각에 접속하는 제 1 분기관 및 제 2 분기관에 각각 마련된 제 5 밸브 및 제 6 밸브 중 정해진 일방의 밸브를 여는 제 4 공정과,
    상기 복수의 제 7 밸브를 열고 상기 복수의 제 8 밸브를 닫고, 또한 상기 복수의 제 9 밸브를 닫고 상기 복수의 제 10 밸브를 여는 제 5 공정과,
    상기 복수의 제 9 밸브를 열고 상기 복수의 제 10 밸브를 닫고, 또한 상기 복수의 제 7 밸브를 닫고 상기 복수의 제 8 밸브를 여는 제 6 공정
    을 포함하고,
    상기 제 5 공정 및 상기 제 6 공정이 교호로 반복되는,
    운용 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 장치는,
    상기 복수의 가스 토출부를 제공하는 샤워 헤드와,
    상기 샤워 헤드와, 상기 처리 용기와 상기 터보 분자 펌프의 사이의 배관에 접속된 다른 배기관이며, 제 11 밸브가 마련된 상기 다른 배기관
    을 더 구비하고,
    상기 제 5 공정으로부터 상기 제 6 공정으로 이행하는 사이에, 상기 복수의 제 7 밸브, 상기 복수의 제 8 밸브 및 상기 복수의 제 9 밸브를 닫고, 상기 복수의 제 10 밸브 및 상기 제 11 밸브를 여는 제 7 공정과,
    상기 제 6 공정으로부터 상기 제 5 공정으로 이행하는 사이에, 상기 복수의 제 7 밸브, 상기 복수의 제 9 밸브 및 상기 복수의 제 10 밸브를 닫고, 상기 복수의 제 8 밸브 및 상기 제 11 밸브를 여는 제 8 공정
    을 더 포함하는, 운용 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 장치는, 상기 복수의 가스 토출부 중 제 1 가스 토출부와, 상기 복수의 가스 토출부 중 상기 제 1 가스 토출부보다 높은 컨덕턴스를 가지는 제 2 가스 토출부를 접속하는 다른 배기관이며, 제 11 밸브가 마련된, 상기 다른 배기관을 더 구비하고,
    상기 제 5 공정으로부터 상기 제 6 공정으로 이행하는 사이에, 상기 복수의 제 7 밸브, 상기 복수의 제 8 밸브 및 상기 복수의 제 9 밸브를 닫고, 상기 복수의 제 10 밸브 및 상기 제 11 밸브를 여는 제 7 공정과,
    상기 제 6 공정으로부터 상기 제 5 공정으로 이행하는 사이에, 상기 복수의 제 7 밸브, 상기 복수의 제 9 밸브 및 상기 복수의 제 10 밸브를 닫고, 상기 복수의 제 8 밸브 및 상기 제 11 밸브를 여는 제 8 공정
    을 더 포함하는, 운용 방법.
  20. 제 8 항에 기재된 플라즈마 처리 장치의 운용 방법으로서,
    상기 제 2 밸브, 상기 제 3 밸브 및 상기 복수의 제 4 밸브를 닫는 제 1 공정과,
    상기 복수의 제 1 밸브 중 정해진 제 1 밸브를 여는 제 2 공정과,
    상기 복수의 유량 제어 유닛에 의해 가스의 유량을 조정하는 제 3 공정과,
    상기 복수의 유량 제어 유닛의 각각에 접속하는 제 1 분기관 및 제 2 분기관에 각각 마련된 제 5 밸브 및 제 6 밸브 중 정해진 일방의 밸브를 여는 제 4 공정과,
    상기 복수의 제 7 밸브를 열고 상기 복수의 제 8 밸브를 닫는 제 5 공정과,
    상기 복수의 제 9 밸브 및 상기 제 10 밸브를 닫는 제 6 공정과,
    상기 복수의 제 9 밸브를 여는 제 7 공정
    을 포함하고,
    상기 제 6 공정과 상기 제 7 공정이 교호로 반복되는, 운용 방법.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 밸브, 상기 제 3 밸브, 상기 복수의 제 4 밸브를 여는 상기 공정에 있어서, 상기 복수의 유량 제어 유닛에 포함되는 일차측의 밸브가 더 열리는, 운용 방법.
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