(57)【要約】【課題】  簡単な配管構成で，処理容器の複数個所に任意の混合ガスを供給する。【解決手段】  ガス供給装置１００に，複数のガス供給源を備えた第１のガスボックス１１１と，複数の付加ガス供給源を備えた第２のガスボックス１１３が設けられる。各ガス供給源には混合配管１２０が接続され，混合配管１２０には異なるバッファ室６３ａ，６３ｂに通じる分岐配管１２２，１２３が接続される。分岐配管にはそれぞれ圧力調整部が設けられ，圧力比制御装置１２６により圧力比が調整される。分岐配管１２３の圧力調整部よりも下流側には第２のガスボックス１１３に通じる付加ガス供給配管１３０が接続される。第１のガスボックス１１１の各ガスが混合配管１２０で混合され，分岐配管で分流して各バッファ室に供給される。分岐配管１２３には第２のガスボックス１１３の付加ガスが付加され，バッファ室６３ｂにはバッファ室６３ａと異なる混合ガスが供給される。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理容器にガスを供給するガス供給装置であって，
複数のガス供給源と，
前記複数のガス供給源から供給される複数のガスを混合する混合配管と，
前記混合配管で混合された混合ガスを分流して処理容器の複数箇所に供給する複数の分岐配管と，
少なくとも一つの分岐配管を流れる混合ガスに所定の付加ガスを供給する付加ガス供給装置と，を備えたことを特徴とする，ガス供給装置。
【請求項２】
ガス流量を調整するためのバルブと圧力計を各分岐配管に備え，
さらに，前記圧力計の計測結果に基づいて，前記バルブの開閉度を調整して，前記混合配管の混合ガスを所定の圧力比で前記分岐配管に分流する圧力比制御装置を備えたことを特徴とする，請求項１に記載のガス供給装置。
【請求項３】
前記付加ガス供給装置は，前記分岐配管に連通する付加ガス供給配管を有し，
前記付加ガス供給配管は，前記圧力計と前記バルブの下流側に接続されていることを特徴とする，請求項２に記載のガス供給装置。
【請求項４】
前記圧力比制御装置は，前記付加ガス供給装置から分岐配管に前記付加ガスを供給しない状態で，前記各分岐配管に分流される混合ガスの圧力比を前記バルブにより所定の圧力比に調整し，その状態で前記バルブの開閉度を固定することを特徴とする，請求項３に記載のガス供給装置。
【請求項５】
前記圧力比制御装置により前記分岐配管の混合ガスが所定の圧力比に調整された後に，前記付加ガス供給装置から前記分岐配管に付加ガスを供給する制御部をさらに備えたことを特徴とする，請求項４に記載のガス供給装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のガス供給装置における分岐配管に接続された処理容器を備えた基板処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の基板処理装置は，減圧した状態で基板を処理する減圧処理装置である。
【請求項８】
基板を載置する載置部を有し，
前記載置部に載置された基板の中央部と外周部に対し，異なる分岐配管からガスが供給されていることを特徴とする，請求項６又は７のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項９】
請求項２又は３のいずれかに記載のガス供給装置を用いた供給ガス設定方法であって，
付加ガス供給装置から分岐配管に付加ガスを供給しない状態で，混合配管から各分岐配管に分流される混合ガスの圧力比をバルブにより所定の混合比に調整し，その後分岐配管のバルブの開閉度を固定する工程と，
その後，付加ガス供給装置から所定の分岐配管に所定流量の付加ガスを供給する工程と，を有することを特徴とする，供給ガス設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，処理容器にガスを供給するガス供給装置，当該ガス供給装置に接続される基板処理装置及び供給ガス設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体装置や液晶表示装置等の電子デバイスの製造プロセスにおいては，例えば基板の表面に導電性の膜や絶縁膜を形成する成膜処理や，基板上に形成された膜を蝕刻するエッチング処理などが行われている。
【０００３】
例えば，上述のエッチング処理には，プラズマエッチング装置が広く用いられている。プラズマエッチング装置は，基板を収容する処理容器内に，基板を載置する下部電極と，下部電極の基板に向けてガスを噴出するシャワーヘッドを有している。シャワーヘッドは，上部電極を構成している。エッチング処理は，シャワーヘッドから所定の混合ガスを噴出した状態で両電極間に高周波を印加し，処理容器内にプラズマを生成することによって，基板上の膜をエッチングしている。
【０００４】
ところで，エッチングレートやエッチング選択比などのエッチング特性は，基板上に供給されるガス濃度に影響される。また，エッチング特性を基板面内において均一にし，基板面内のエッチングの均一性を向上することは，従来からの重要課題である。そこで，シャワーヘッドの内部を複数のガス室に仕切り，各ガス室毎にガス導入管を独立に接続し，基板面内の各部分に任意の種類或いは流量の混合ガスを供給することが提案されている（例えば，特許文献１参照。）。これにより，基板面内のガス濃度を局所的に調整して，エッチングの基板面内の均一性を向上することができる。
【０００５】
しかしながら，エッチング処理時に用いられる混合ガスは，例えば直接エッチングに関与するエッチングガスや，反応生成物のデポ（堆積）をコントロールするためのガス，不活性ガスなどのキャリアガスなどの多種類のガスの組み合わせにより構成され，被エッチング材料やプロセス条件に応じて選択される。このため，例えばシャワーヘッド内を複数のガス室を分割し，各ガス室毎にガス導入管を接続する場合，例えば特開平９−４５６２４号公報（特許文献２）の第１図に示すように各ガス導入管毎に，多数のガス供給源に通じる配管を接続し，さらに各配管毎にマスフローコントローラを設けるようにしていた。それ故，ガス供給系の配管構造が複雑化し，各配管のガス流量の制御も複雑化していた。このため，例えば広い配管スペースが必要になり，装置制御系の負担も増大していた。
【０００６】
【特許文献１】特開平８-１５８０７２号公報
【特許文献２】特開平９-４５６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は，かかる点に鑑みてなされたものであり，エッチング装置などの基板処理装置における処理容器の複数個所に任意の混合ガスを供給するにあたり，簡単な配管構成を実現できるガス供給装置と，ガス供給装置に接続された処理容器を備えた基板処理装置及びガス供給装置を用いた供給ガス設定方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明は，基板を処理する処理容器にガスを供給するガス供給装置であって，複数のガス供給源と，前記複数のガス供給源から供給される複数のガスを混合する混合配管と，前記混合配管で混合された混合ガスを分流して処理容器の複数箇所に供給する複数の分岐配管と，少なくとも一つの分岐配管を流れる混合ガスに所定の付加ガスを供給する付加ガス供給装置と，を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば，複数のガス供給源のガスが混合配管において混合され，その後複数の分岐配管に分流される。そして，特定の分岐配管では，所定の付加ガスが付加され，混合ガスのガス成分や流量が調整される。付加ガスが付加されない分岐配管では，混合配管からの混合ガスがそのまま処理容器に供給される。かかる場合，例えば混合配管においてガス成分の共通な混合ガスが生成され，各分岐配管において，必要に応じて混合ガスのガス成分や流量が調整されるので，必要最小限の配管数で足りる。この結果，処理容器の複数個所への任意の混合ガスの供給を，単純な配管構成で実現できる。
【００１０】
前記ガス供給装置は，ガス流量を調整するためのバルブと圧力計を各分岐配管に備え，さらに，前記圧力計の計測結果に基づいて，前記バルブの開閉度を調整して，前記混合配管の混合ガスを所定の圧力比で前記分岐配管に分流する圧力比制御装置を備えていてもよい。かかる場合，分岐配管の流量が圧力比（分圧比）を基準に制御されるので，例えば分岐配管内の圧力が低い場合であっても，分岐配管の流量制御を適正に行うことができる。
【００１１】
前記付加ガス供給装置は，前記分岐配管に連通する付加ガス供給配管を有し，前記付加ガス供給配管は，前記圧力計と前記バルブの下流側に接続されていてもよい。
【００１２】
前記圧力比制御装置は，前記付加ガス供給装置から分岐配管に前記付加ガスを供給しない状態で，前記各分岐配管に分流される混合ガスの圧力比を前記バルブにより所定の圧力比に調整し，その状態で前記バルブの開閉度を固定するようにしてもよい。
【００１３】
前記ガス供給装置は，前記圧力比制御装置により前記分岐配管の混合ガスが所定の圧力比に調整された後に，前記付加ガス供給装置から前記分岐配管に付加ガスを供給する制御部をさらに備えていてもよい。
【００１４】
別の観点による本発明によれば，請求項１〜５のいずれかに記載のガス供給装置における分岐配管に接続された処理容器を備えた基板処理装置が提供される。この基板処理装置は，減圧した状態で基板を処理する減圧処理装置であってもよい。
【００１５】
上記基板処理装置は，基板を載置する載置部を有し，前記載置部に載置された基板の中央部と外周部に対し，異なる分岐配管からガスが供給されるようにしてもよい。
【００１６】
別の観点による本発明は，請求項２又は３のいずれかに記載のガス供給装置を用いた供給ガス設定方法であって，付加ガス供給装置から分岐配管に付加ガスを供給しない状態で，混合配管から各分岐配管に分流される混合ガスの圧力比をバルブにより所定の混合比に調整し，その後分岐配管のバルブの開閉度を固定する工程と，その後，付加ガス供給装置から所定の分岐配管に所定流量の付加ガスを供給する工程と，を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば，配管構成が単純化し，配管スペースの低減や流量制御の負担の低減が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下，本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は，本実施の形態にかかるガス供給装置が適用される基板処理装置としてのプラズマエッチング装置１の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【００１９】
プラズマエッチング装置１は，平行平板型電極構造の容量結合型のプラズマエッチング装置である。プラズマエッチング装置１は，略円筒形状の処理容器１０を有している。処理容器１０は，例えばアルミニウム合金により形成され，内壁面がアルミナ膜又はイットリウム酸化膜により被覆されている。処理容器１０は，接地されている。
【００２０】
処理容器１０内の中央の底部には，絶縁板１２を介在して円柱状のサセプタ支持台１４が設けられている。サセプタ支持台１４上には，基板としてのウェハＷを載置する載置部としてのサセプタ１６が支持されている。サセプタ１６は，平行平板型電極構造の下部電極を構成している。サセプタ１６は，例えばアルミニウム合金により形成されている。
【００２１】
サセプタ１６の上部には，ウェハＷを保持する静電チャック１８が設けられている。静電チャック１８は，内部に電極２０を有している。電極２０には，直流電源２２が電気的に接続されている。直流電源２２から電極２０に直流電圧を印加することによって，クーロン力を発生させ，サセプタ１６の上面にウェハＷを吸着できる。
【００２２】
静電チャック１８の周囲のサセプタ１６の上面には，フォーカスリング２４が設けられている。サセプタ１６及びサセプタ支持台１４の外周面には，例えば石英からなる円筒状の内壁部材２６が貼り付けられている。
【００２３】
サセプタ支持台１４の内部には，リング状の冷媒室２８が形成されている。冷媒室２８は，配管３０ａ，３０ｂを通じて，処理容器１０の外部に設置されたチラーユニット（図示せず）に連通している。冷媒室２８には，配管３０ａ，３０ｂを通じて冷媒又は冷却水が循環供給され，この循環供給によりサセプタ１６上のウェハＷの温度を制御できる。静電チャック１８の上面には，サセプタ１６及びサセプタ支持台１４内を通るガス供給ライン３２が通じており，ウェハＷと静電チャック１８との間にＨｅガスなどの伝熱ガスを供給できる。
【００２４】
サセプタ１６の上方には，サセプタ１６と平行に対向する上部電極３４が設けられている。サセプタ１６と上部電極３４との間には，プラズマ生成空間ＰＳが形成されている。
【００２５】
上部電極３４は，リング状の外側上部電極３６と，その内側の円板形状の内側上部電極３８を備えている。外側上部電極３６と内側上部電極３８との間には，リング状の誘電体４２が介在されている。外側上部電極３６と処理容器１０の内周壁との間には，例えばアルミナからなるリング状の絶縁性遮蔽部材４４が気密に介在されている。
【００２６】
外側上部電極３６には，整合器４６，上部給電棒４８，コネクタ５０及び給電筒５２を介して第１の高周波電源５４が電気的に接続されている。第１の高周波電源５４は，４０ＭＨｚ以上，例えば６０ＭＨｚの周波数の高周波電圧を出力できる。
【００２７】
給電筒５２は，例えば下面が開口した略円筒状に形成され，下端部が外側上部電極３６に接続されている。給電筒５２の上面の中央部には，コネクタ５０によって上部給電棒４８の下端部が電気的に接続されている。上部給電棒４８の上端部は，整合器４６の出力側に接続されている。整合器４６は，第１の高周波電源５４に接続されており，第１の高周波電源５４の内部インピーダンスと負荷インピーダンスを整合させることができる。給電筒５２の外方は，処理容器１０と同じ径の側壁を有する円筒状の接地導体１０ａにより覆われている。接地導体１０ａの下端部は，処理容器１０の側壁の上部に接続されている。接地導体１０ａの上面の中央部には，上述の上部給電棒４８が貫通しており，接地導体１０ａと上部給電棒４８の接触部には，絶縁部材５６が介在されている。
【００２８】
内側上部電極３８は，サセプタ１６に載置されたウェハＷ上に所定の混合ガスを噴出するシャワーヘッドを構成している。内側上部電極３８は，多数のガス噴出孔６０ａを有する円形状の電極板６０と，電極板６０の上面側を着脱自在に支持する電極支持体６２を備えている。電極支持体６２は，電極板６０と同じ径の円盤形状に形成され，内部に円形状のバッファ室６３が形成されている。バッファ室６３内には，例えば図２に示すようにＯリングからなる環状隔壁部材６４が設けられ，バッファ室６３を中心部側の第１のバッファ室６３ａと外周部側の第２のバッファ室６３ｂに分割している。第１のバッファ室６３ａは，サセプタ１６上のウェハＷの中央部に対向し，第２のバッファ室６３ｂは，サセプタ１６上のウェハＷの外周部に対向している。各バッファ室６３ａ，６３ｂの下面には，ガス噴出孔６０ａが連通しており，第１のバッファ室６３ａからは，ウェハＷの中央部に，第２のバッファ室６３ｂからは，ウェハＷの外周部に向けて所定の混合ガスを噴出できる。なお，各バッファ室６３に所定の混合ガスを供給するガス供給装置１００については後述する。
【００２９】
電極支持体６２の上面には，図１に示すように上部給電棒４８に接続された下部給電筒７０が電気的に接続されている。下部給電筒７０には，可変コンデンサ７２が設けられている。可変コンデンサ７２は，第１の高周波電源５４による高周波電圧により外側上部電極３６の直下に形成される電界強度と，内側上部電極３８の直下に形成される電界強度との相対的な比率を調整できる。
【００３０】
処理容器１０の底部には，排気口７４が形成されている。排気口７４は，排気管７６を通じて，真空ポンプなどを備えた排気装置７８に接続されている。排気装置７８により，処理容器１０内の所望の真空度に減圧できる。
【００３１】
サセプタ１６には，整合器８０を介して第２の高周波電源８２が電気的に接続されている。第２の高周波電源８２は，例えば２ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの範囲，例えば２０ＭＨｚの周波数の高周波電圧を出力できる。
【００３２】
内側上部電極３８には，第１の高周波電源５４からの高周波を遮断し，第２の高周波電源８２からの高周波をグランドに通すためのローパスフィルタ８４が電気的に接続されている。サセプタ１６には，第１の高周波電源５４からの高周波をグランドに通すためのハイパスフィルタ８６が電気的に接続されている。
【００３３】
プラズマエッチング装置１には，直流電源２２，第１の高周波電源５４及び第２の高周波電源８２などのエッチング処理を実行するための各種諸元の動作を制御する装置制御部９０が設けられている。
【００３４】
次に，プラズマエッチング装置１の内側上部電極３８に混合ガスを供給するガス供給装置１００について説明する。
【００３５】
ガス供給装置１００は，図３に示すように複数，例えば３つのガス供給源１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃが収容された第１のガスボックス１１１と，複数，例えば２つの付加ガス供給源１１２ａ，１１２ｂが収容された第２のガスボックス１１３を備えている。本実施の形態においては，例えばガス供給源１１０ａには，エッチングガスとしての例えばフロロカーボン系のフッ素化合物，例えばＣＦ４，Ｃ４Ｆ６，Ｃ４Ｆ８，Ｃ５Ｆ８などのＣＸＦＹガスが封入され，ガス供給源１１０ｂには，例えばＣＦ系の反応生成物のデポをコントロールするガスとしての例えばＯ２ガスが封入され，ガス供給源１１０ｃには，キャリアガスとしての希ガス，例えばＡｒガスが封入されている。また，付加ガス供給源１１２ａには，例えばエッチングを促進可能なＣＸＦＹガスが封入され，付加ガス供給源１１２ｂには，例えばＣＦ系の反応生成物のデポをコントロール可能なＯ２ガスが封入されている。
【００３６】
第１のガスボックス１１１の各ガス供給源１１０ａ〜１１０ｃには，各ガス供給源１１０ａ〜１１０ｃからの各種ガスが合流され混合される混合配管１２０が接続されている。混合配管１２０には，各ガス供給源１１０ａ〜１１０ｃからのガスの流量を調整するマスフローコントローラ１２１がガス供給源毎に設けられている。混合配管１２０には，混合配管１２０で混合された混合ガスを分流する第１の分岐配管１２２と第２の分岐配管１２３が接続されている。第１の分岐配管１２２は，上記処理容器１０の内側上部電極３８の第１のバッファ室６３ａに接続されている。第２の分岐配管１２３は，内側上部電極３８の第２のバッファ室６３ｂに接続されている。
【００３７】
第１の分岐配管１２２には，圧力調整部１２４が設けられている。同様に第２の分岐配管１２３には，圧力調整部１２５が設けられている。圧力調整部１２４は，圧力計１２４ａとバルブ１２４ｂを備えている。同様に圧力調整部１２５は，圧力計１２５ａとバルブ１２５ｂを備えている。圧力調整部１２４の圧力計１２４ａによる計測結果と，圧力調整部１２５の圧力計１２５ａによる計測結果は，圧力比制御装置１２６に出力できる。圧力比制御装置１２６は，圧力計１２４ａ，１２５ａの計測結果に基づいて，各バルブ１２４ｂ，１２５ｂの開閉度を調整し，第１の分岐配管１２２と第２の分岐配管１２３に分流される混合ガスの圧力比，つまり流量比を制御できる。また，圧力比制御装置１２６は，供給ガスの設定時において，後述する第２のガスボックス１１３から第２の分岐配管１２３に付加ガスが供給されていない状態で，第１の分岐配管１２２と第２の分岐配管１２３を流れる混合ガスの圧力比を所定の目標圧力比に調整し，その状態でバルブ１２４ｂ，１２５ｂの開閉度を固定することができる。
【００３８】
第２のガスボックス１１３の各付加ガス供給源１１２ａ，１１２ｂには，例えば第２の分岐配管１２３に連通する付加ガス供給配管１３０が接続されている。例えば付加ガス供給配管１３０は，各付加ガス供給源１１２ａ，１１２ｂに接続され，途中で集合して第２の分岐配管１２３に接続されている。付加ガス供給配管１３０は，圧力調整部１２５の下流側に接続されている。付加ガス供給配管１３０には，各付加ガス供給源１１２ａ，１１２ｂからの付加ガスの流量を調整するマスフローコントローラ１３１が付加ガス供給源毎に設けられている。かかる構成により，第２のガスボックス１１３の付加ガスを選択して或いは混合させて第２の分岐配管１２３に供給することができる。なお，本実施の形態では，第２のガスボックス１１３，付加ガス供給源１１２ａ，１１２ｂ，付加ガス供給配管１３０及びマスフローコントローラ１３１により付加ガス供給装置が構成されている。
【００３９】
第１のガスボックス１１１におけるマスフローコントローラ１２１と，第２のガスボックス１１３におけるマスフローコントローラ１３１の動作は，例えばプラズマエッチング装置１の装置制御部９０により制御されている。したがって，装置制御部９０により，第１のガスボックス１１１及び第２のガスボックス１１３からの各種ガスの供給の開始と停止，各種ガスのガス流量を制御できる。
【００４０】
次に，以上のように構成されたガス供給装置１００の動作について説明する。図４は，処理容器１０に供給される混合ガスのガス成分や流量を設定する際のフロー図である。先ず，装置制御部９０の指示信号により，第１のガスボックス１１１内の予め設定されているガスが所定流量で混合配管１２０に流される（図４中の工程Ｓ１）。例えば，ガス供給源１１０ａ〜１１０ｃのＣＸＦＹガス，Ｏ２ガス及びＡｒガスがそれぞれ所定流量で供給され，混合配管１２０において混合されて，所定の混合比のＣＸＦＹガス，Ｏ２ガス及びＡｒガスからなる混合ガスが生成される。続いて，圧力比制御装置１２６により，圧力計１２４ａ，１２５ａの計測結果に基づいて，バルブ１２４ｂ，１２５ｂの開閉度が調整され，第１の分岐配管１２２及び第２の分岐配管１２３に流れる混合ガスの圧力比が目標圧力比に調整される（図４中の工程Ｓ２）。これにより，第１の分岐配管１２２を通じて第１のバッファ室６３ａに供給される混合ガスのガス成分（混合比）と流量が設定される。また，第２の分岐配管１２３が通じる第２のバッファ室６３ｂには，この時点で，少なくとも第１のバッファ室６３ａと同じ混合ガス，つまりエッチング処理が可能な混合ガスが供給されている。
【００４１】
そして，第１の分岐配管１２２及び第２の分岐配管１２３に流れる混合ガスが目標圧力比に調整され安定すると，圧力比制御装置１２６により，圧力調整部１２４，１２５のバルブ１２４ｂ，１２５ｂの開閉度が固定される（図４中の工程Ｓ３）。バルブ１２４ｂ，１２５ｂの開閉度が固定されるのを見計らって，装置制御部９０の指示信号により，第２のガスボックス１１３から予め設定されている付加ガスが所定流量で付加ガス供給配管１３０に流される（図４中の工程Ｓ４）。この第２のガスボックス１１３からの付加ガスの供給を開始させるための指示信号は，装置制御部９０に予め設定された設定時間が経過することにより送信される。例えば付加ガス供給源１１２ａからエッチングを促進可能なＣＸＦＹガス，例えばＣＦ４ガスが所定の流量で供給され，第２の分岐配管１２３に合流される。これにより，第２の分岐配管１２３が連通する第２のバッファ室６３ｂには，第１のバッファ室６３ａよりもＣＦ４ガスの多い混合ガスが供給される。こうして，第２のバッファ室６３ｂに供給される混合ガスのガス成分及び流量が設定される。なお，この第２の分岐配管１２３への付加ガスの供給により第１の分岐配管１２２と第２の分岐配管１２３の圧力比は変動するが，バルブ１２４ｂ，１２５ｂが固定されているので，第１のバッファ室６３ａには，当初の流量の混合ガスが供給される。
【００４２】
そして，プラズマエッチング装置１では，減圧雰囲気の下，サセプタ１６上のウェハＷの中心部付近には，第１のバッファ室６３ａからの混合ガスが供給され，ウェハＷの外周部には，第２のバッファ室６３ｂからのＣＦ４ガスの多い混合ガスが供給される。これにより，ウェハＷの外周部におけるエッチング特性がウェハＷの中心部に対して相対的に調整され，ウェハＷ面内のエッチング特性が均一になる。
【００４３】
以上の実施の形態によれば，第１のガスボックスからの複数種類のガスが混合配管１２０で混合され，その混合ガスが第１の分岐配管１２２と第２の分岐配管１２３に分流して処理容器１０の第１のバッファ室６３ａと第２のバッファ室６３ｂに供給される。第２の分岐配管１２３には，エッチング特性を調整するための付加ガスが供給され，第２のバッファ室６３ｂには，第１のバッファ室６３ａと異なる成分で流量の混合ガスが供給される。このように，処理容器１０における第１のバッファ室６３ａと第２のバッファ室６３ｂに供給される混合ガスのガス成分や流量を，簡単な配管構成で任意に調整できる。
【００４４】
また，第１の分岐配管１２２と第２の分岐配管１２３の流量を圧力調整部１２４，１２５により調整したので，プラズマエッチング装置１のようにガスの供給先の圧力が極めて低い場合であっても，供給配管の流量調整を適正に行うことができる。
【００４５】
以上の実施の形態において，第２の分岐配管１２３には，エッチングを促進可能なＣＦ４ガスを供給したが，例えばウェハＷの中心部よりも外周部の方がＣＦ系の反応生成物の堆積が多く，エッチングが遅れるような場合には，第２の分岐配管１２３に，ＣＦ系の反応生成物を除去するＯ２ガスを供給してもよい。また，第２の分岐配管１２３には，ＣＦ４ガスとＯ２ガスの両方を所定の混合比で混合して供給してもよい。
【００４６】
上記実施の形態では，第２のガスボックス１１３から第２の分岐配管１２３に付加ガスを供給するタイミングは，装置制御部９０における設定時間により予め設定されていたが，例えば装置制御部９０が圧力比制御装置１２６を通じて圧力計１２４ａ，１２５ｂによる計測値を監視し，所望の目標圧力比に安定した時点で，第２のガスボックス１１３側に指示信号を発信して，付加ガスの供給を開始してもよい。
【００４７】
また，第２のガスボックス１１３の各付加ガス供給源１１２ａ，１１２ｂを，付加ガス供給配管１３０によって第１の分岐配管１２２側にも接続してもよい。こうすることにより，必要な場合には，第１のバッファ室６３に供給される混合ガスのガス成分や流量も微調整できる。
【００４８】
以上の実施の形態で記載した第２のガスボックス１１３には，ＣＦ４ガスとＯ２ガスの付加ガス供給源が設けられていたが，エッチングを促進したり抑制したりする他の付加ガス，例えばエッチングを促進するガスとして，ＣＨＦ３，ＣＨ２Ｆ２，ＣＨ３ＦなどのＣＸＨＹＦＺガス，ＣＦ系反応生成物をコントロールするガスとして，Ｎ２ガスやＣＯガス，希釈ガスとして，ＸｅガスやＨｅガスなどの付加ガス供給源が設けられてもよい。この他，以上の実施の形態で記載した第１のガスボックス１１１や第２のガスボックス１１３に収容されるガスのガス種や数は，被エッチング材料やプロセス条件などに応じて，任意に選択できる。
【００４９】
以上の実施の形態で記載したガス供給装置１００は，処理容器１０における第１のバッファ室６３ａと第２のバッファ室６３ｂの二箇所に混合ガスを供給していたが，処理容器１０の三箇所以上に混合ガスを供給してもよい。図５は，かかる一例を示すものであり，例えば内側上部電極３８には，同心円状の３つのバッファ室６３が形成されている。つまり，内側上部電極３８の第２のバッファ室６３ｂのさらに外側に，環状の第３のバッファ室６３ｃが形成されている。この場合，混合配管１２０には，第１，第２の分岐配管１２２，１２３に加えて，さらに第３の分岐配管１５０が分岐されている。第３の分岐配管１５０は，第３のバッファ室６３ｃに接続されている。第３の分岐配管１５０には，他の分岐配管１２２，１２３と同様に圧力調整室１５１，圧力計１５１ａ及びバルブ１５１ｂが設けられている。また，この例のガス供給装置１００には，第３の分岐配管１５０に所定の付加ガスを供給するための第３のガスボックス１５２が設けられている。第３のガスボックス１５２は，例えば第２のガスボックス１１３と同様の構成を有し，ＣＦ４の付加ガス供給源１５３ａとＯ２ガスの付加ガス供給源１５３ｂを備えている。各付加ガス供給源１５３ａ，１５３ｂは，付加ガス供給配管１５４によって第３の分岐配管１５０に接続され，付加ガス供給配管１５４には，付加ガス供給源毎にマスフローコントローラ１５５が設けられている。なお，この他の部分の構成は，上記実施の形態と同様なので，説明を省略する。
【００５０】
そして，各バッファ室６３ａ〜６３ｃに混合ガスが供給される際には，第１のガスボックス１１１の例えばガス供給源１１０ａ〜１１０ｃのガスが混合配管１２０に供給され，混合された後，その混合ガスが３つの分岐配管１２２，１２３，１５０に分流される。圧力比制御装置１２６により，分岐配管１２２，１２３，１５０の圧力比が所定の目標圧力比に調整され，その後バルブ１２４ｂ，１２５ｂ，１５１ｂの開閉度が固定される。これにより，第１の分岐配管１２２が連通する第１のバッファ室６３ａの混合ガスのガス成分と流量が設定される。その後，第２のガスボックス１３３から付加ガス供給配管１３０を通じて所定種類の所定流量の付加ガスが第２の分岐配管１２３に供給され，また第３のガスボックス１５２から付加ガス供給配管１５４を通じて所定種類の所定流量の付加ガスが第３の分岐配管１５０に供給される。こうして，第２のバッファ室６３ｂ，第３のバッファ室６３ｃに供給される混合ガスのガス成分と流量が設定される。かかる場合においても，簡単な配管構成で，処理容器１０の三箇所に任意の混合ガスを供給できる。
【００５１】
以上の実施の形態では，ガス供給装置１００から供給された混合ガスが，処理容器１０の上部からウェハＷに向けて噴出されていたが，処理容器１０の他の部分，例えば処理容器１０におけるプラズマ生成空間ＰＳの側面からも混合ガスが噴出されてもよい。かかる場合，例えば図６に示すように上記第３の分岐配管１５０が処理容器１０の両側面に接続される。かかる場合，プラズマ生成空間ＰＳの上部と側部からそれぞれ所定の混合ガスを供給できるので，プラズマ生成空間ＰＳ内のガス濃度を調整し，ウェハ面内のエッチング特性の均一性をさらに向上することができる。
【００５２】
以上の実施の形態では，分岐配管の流量を圧力調整部により調整していたが，マスフローコントローラを用いてもよい。また，以上の実施の形態で記載したガス供給装置１００は，プラズマエッチング装置１に混合ガスを供給するものであったが，混合ガスが供給される他の基板処理装置，例えばプラズマＣＶＤ装置，スパッタリング装置，熱酸化装置などの成膜装置にも本発明は適用できる。さらに本発明は，ウェハ以外の例えばＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ），フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板処理装置やＭＥＭＳ(マイクロエレクトロメカニカルシステム)製造装置にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は，基板の処理容器の複数個所に任意の混合ガスを供給する際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】プラズマエッチング装置の構成の概略を説明する縦断面図である。
【図２】内側上部電極の横断面図である。
【図３】ガス供給装置の構成の概略を説明する模式図である。
【図４】供給ガス設定時のフロー図である。
【図５】処理容器の三箇所に混合ガスを供給するガス供給装置の構成の概略を示す模式図である。
【図６】処理容器の側面から混合ガスを供給するガス供給装置の構成の概略を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５５】
１    プラズマエッチング装置
１０  処理容器
３８  内側上部電極
６３  バッファ室
９０  装置制御部
１００  ガス供給装置
１１１  第１のガスボックス
１１３  第２のガスボックス
１２０  混合配管
１２２  第１の分岐配管
１２３  第２の分岐配管
１２４，１２５  圧力調整部
１３０  付加ガス供給配管
１２６  圧力比制御装置
Ｗ    ウェハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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