(57)【要約】【課題】  循環ガスを容易に制御できる処理装置を提供する。【解決手段】  処理ガスを複数のガス供給孔を介して処理室内に供給するシャワーヘッド２００と，処理室１１０内から処理ガスを排気するターボポンプ１２０と，ターボポンプにより処理室内から排気された排気ガスの少なくとも一部（循環ガスＱ２）をシャワーヘッドに戻す循環ガス用配管１５０とを備えた処理装置１００は，シャワーヘッドは，ガス源１４０から供給される一次ガスＱ１を複数の一次ガス噴出孔ｈ１を介して処理室内に供給する一次ガス供給系統と，循環ガスを複数の循環ガス供給孔を介して処理室内に供給する循環ガス供給系統とを備え，一次ガス供給系統と循環ガス供給系統は相互に独立系統として構成され，一次ガス供給孔と循環ガス供給孔の供給孔の面積比は，ガス供給機構の全面で一定であることを特徴とする。【選択図】  図３
2005101626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理ガスを複数のガス供給孔を介して処理室内に供給するガス供給機構と，前記処理室内から処理ガスを排気する排気機構と，前記排気機構により前記処理室内から排気された排気ガスの少なくとも一部を前記ガス供給機構に戻すガス循環機構とを備えた処理装置において：
前記ガス供給機構は，処理ガス源から供給される一次ガスを複数の一次ガス供給孔を介して処理室内に供給する一次ガス供給系統と，前記排気ガスの少なくとも一部を複数の循環ガス供給孔を介して処理室内に供給する循環ガス供給系統とを備え，前記一次ガス供給系統と前記循環ガス供給系統は相互に独立系統として構成され，
前記一次ガス供給孔と前記循環ガス供給孔の供給孔の面積比は，前記ガス供給機構の全面で一定であることを特徴とする，処理装置。
【請求項２】
前記一次ガス供給系統には一次ガス拡散空間が形成され，前記循環ガス供給系統には循環ガス拡散空間が形成されることを特徴とする，請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記循環ガス供給孔の面積は，前記一次ガス供給孔の面積より大きいことを特徴とする，請求項１または２に記載の処理装置。
【請求項４】
前記ガス供給孔の孔径は全面で一定であり，前記循環ガス供給孔の数は前記一次ガス供給孔の数より多いことを特徴とする，請求項３に記載の処理装置。
【請求項５】
前記循環ガス供給孔は，前記一次ガス供給孔を囲んで形成されることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の処理装置。
【請求項６】
前記循環ガスを目標流量供給した場合に，背圧が前記排気機構の定格背圧以下になるように前記循環ガス供給孔の面積を規定することを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載の処理装置。
【請求項７】
前記循環ガス供給系統のコンダクタンスは，前記ガス供給機構のコンダクタンスよりも大きいことを特徴とする，請求項１〜６のいずれかに記載の処理装置。
【請求項８】
前記ガス循環機構及び／または前記循環ガス供給系統にはバッファ空間が設けられることを特徴とする，請求項１〜７のいずれかに記載の処理装置。
【請求項９】
前記ガス循環機構及び／または前記循環ガス供給系統には前記循環ガスの濾過手段が設けられることを特徴とする，請求項１〜８のいずれかに記載の処理装置。
【請求項１０】
前記一次ガス供給孔から前記処理室への前記一次ガスの供給速度及び／または前記循環ガス供給孔から前記処理室への前記循環ガスの供給速度は，５００ｍ／秒以上であることを特徴とする，請求項１〜９のいずれかに記載の処理装置。
【請求項１１】
処理ガスを複数のガス供給孔を介して処理室内に供給するガス供給機構と，前記処理室内から処理ガスを排気する排気機構と，前記排気機構により前記処理室内から排気された排気ガスの少なくとも一部を前記ガス供給機構に戻すガス循環機構とを備え，
前記ガス供給機構は，処理ガス源から供給される一次ガスを複数の一次ガス供給孔を介して処理室内に供給する一次ガス供給系統と，前記排気ガスの少なくとも一部を複数の循環ガス供給孔を介して処理室内に供給する循環ガス供給系統とを備え，前記一次ガス供給系統と前記循環ガス供給系統は相互に独立系統として構成されることを特徴とする処理装置を使用する，被処理体の処理方法であって，
前記処理室を排気する工程と，
前記一次ガスを前記一次ガス供給孔から供給して前記排気機構により排気し，前記排気ガスを前記循環ガス供給孔から供給せずに前記ガス循環機構に流入させて前記ガス循環機構内の圧力を上昇させる工程と，
その後に行われる前記排気ガスの少なくとも一部を前記循環ガス供給孔から供給し，前記循環ガスの流量を安定化させる安定化工程と，
その後に行われる被処理体を処理する工程と，
を有することを特徴とする，被処理体の処理方法。
【請求項１２】
処理終了後に前記ガス循環機構内に存在する循環ガスが閉じ込められ，次の処理の前記ガス循環機構内の圧力を上昇させる工程で使用されることを特徴とする，請求項１１に記載の被処理体の処理方法。
【請求項１３】
前記ガス循環機構内の圧力を上昇させる工程で供給する一次ガスの流量は，前記被処理体を処理する工程で供給する一次ガスの流量より大きいことを特徴とする，請求項１１に記載の被処理体の処理方法。
【請求項１４】
前記ガス循環機構内の圧力を上昇させる工程で供給する一次ガスの混合比は，前記被処理体を処理する工程で供給する一次ガスの混合比と同じであることを特徴とする，請求項１３に記載の被処理体の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，処理装置及び被処理体の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライエッチング技術においては，プラズマ放電などによりフッ素を含む反応活性種を生成させるため，エッチングガスとしてフッ素原子を多く含むガス類が用いられている。ところで，近年，地球環境を保全しようという取り組みが国際的に進められており，特に地球の温暖化防止策は大きな課題になっている。こうした状況下において，従来ドライエッチング技術に利用されてきたフッ素化合物も，その長い大気寿命と大きな地球温暖化係数のため地球温暖化防止の観点から，その排気量を低減させることが急務となっている。
【０００３】
ドライエッチング技術においてフッ素化合物を含む処理ガスの排気量を低減させる一つの方法として，処理装置内において処理ガスを循環させることにより，処理ガスを再利用することが提案されている（以下，この循環させる処理ガスを，「循環ガス」と称する。）。すなわち，排気機構により処理室内から排気された排気ガスの少なくとも一部を処理室内に戻すガス循環機構を備えた処理装置が提案されている。かかるガス循環機構を備えてガスを再利用することにより，ガスの排気量及び使用量を低減させることができ，上述の地球温暖化防止に役立つだけでなく，処理ガスのコスト削減にも効果を奏する。
【０００４】
また，処理室内に処理ガスを均一に供給するために，シャワーヘッド状のガス供給機構が提案されている。そしてかかるガス供給機構を上述のガス循環機構と組み合わせて用いることが行われている。すなわち，排気機構により処理室内から排気された排気ガスの少なくとも一部をシャワーヘッド状のガス供給機構に循環させ，循環ガスをシャワー化して処理室内の被処理体に供給することでさらに処理ガスの使用効率を高めることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで，上述のガス循環機構とガス供給機構とを設けた処理装置において，処理ガスを効率的に循環させるためには，排気機構の下流側の圧力（背圧）を，ガス供給機構の上流側の圧力より常に高く設定しておく必要がある。排気機構として通常用いられるターボポンプの定格背圧は，標準的には２〜３Ｔｏｒｒであり，特殊なもので約１０Ｔｏｒｒ程度となっている。ターボポンプの背圧がこの定格背圧を超えてしまうと，排気能力が極端に低下してしまう。また，ガス供給機構は，装置外部から直接処理室に供給される処理ガス（以下，「一次ガス」と称する。）を供給するための処理ガス源に接続されているが，この一次ガス用配管の圧力は通常１気圧（７６０Ｔｏｒｒ）以上であり，流量制御装置（マスフローコントローラ）により一次ガスの流量を低下させ，一次ガス用配管の圧力を低下させた場合であっても，数Ｔｏｒｒ〜数十Ｔｏｒｒ程度までが限界である。
【０００６】
上述のように，従来の処理装置は，処理ガスを再循環させることにより処理ガスの排気量・使用量を低減させるという観点からは有用であると言えるが，ガスの循環機構が十分であるとは言えない。すなわち，従来の処理装置のように，排気機構の下流側とガス供給機構の上流側との間に循環ガス用配管を設けた場合においては，排気機構の背圧は１０Ｔｏｒｒ程度であり，ガス供給機構の上流側の圧力は数Ｔｏｒｒ〜数十Ｔｏｒｒ程度までに低下させるのが限界であるので，効率的なガスの循環を行えないという問題点があった。
【０００７】
本発明は，従来の処理装置が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，循環ガスを容易に制御することの可能な，新規かつ改良された処理装置及び被処理体の処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため，本発明によれば，処理ガスを複数のガス供給孔を介して処理室内に供給するガス供給機構と，前記処理室内から処理ガスを排気する排気機構と，前記排気機構により前記処理室内から排気された排気ガスの少なくとも一部を前記ガス供給機構に戻すガス循環機構とを備えた処理装置において，前記ガス供給機構は，処理ガス源から供給される一次ガスを複数の一次ガス供給孔を介して処理室内に供給する一次ガス供給系統と，前記排気ガスの少なくとも一部を複数の循環ガス供給孔を介して処理室内に供給する循環ガス供給系統とを備え，前記一次ガス供給系統と前記循環ガス供給系統は相互に独立系統として構成され，前記一次ガス供給孔と前記循環ガス供給孔の供給孔の面積比は，前記ガス供給機構の全面で一定であることを特徴とする処理装置が提供される。
【０００９】
かかる構成によれば，ガス供給機構に，一次ガス供給系統と循環ガス供給系統とを備え，一次ガス供給系統と循環ガス供給系統は相互に独立系統として構成したので，処理室内で初めて一次ガスと排気ガスの少なくとも一部（循環ガス）とを混合させることができる。このため，一次ガス供給機構の上流側の圧力を減少させたり，排気機構の背圧を上昇させたりという圧力制御を行わなくても，循環ガスを容易に制御することができる。また，一次ガス供給系統と循環ガス供給系統は相互に独立系統として構成したので，互いのガス供給系統の影響を受けずに圧力あるいは流量を独立制御することができる。
【００１０】
また，循環ガス供給系統のコンダクタンスは，排気機構の排気能力を低減させないように調整する必要がある。排気機構の排気能力は排気機構の背圧により左右されるが，通常の処理装置に用いられている標準的な排気機構の場合であれば，その背圧が３Ｔｏｒｒ以下となるように，循環ガス供給系統のコンダクタンスが調整される必要がある。あるいは，特殊な排気機構が用いられている場合であれば，背圧が１０Ｔｏｒｒ以下となるように調整されることが必要である。
【００１１】
前記ガス供給孔の孔径及び孔数密度については，以下のように構成することができる。
（ａ）孔径及び孔数密度は全面で一定
（ａ）の構成によれば，一次ガスと循環ガスとを単位面積当たり同一流量で供給し，かつすべてのガス供給孔からの供給流速を一定にすることができる。このため，被処理体の処理の均一性を確保することができる。
【００１２】
（ｂ）孔径は全面で一定，孔数密度は前記循環ガスを目標流量供給した場合に，背圧が前記排気機構の定格背圧以下になるように規定
（ｃ）孔数密度は全面で一定，孔径は前記循環ガスを目標流量供給した場合に，背圧が前記排気機構の定格背圧以下になるように規定
（ｂ），（ｃ）の構成によれば，排気機構の定格背圧が小さい場合でも，一次ガスと循環ガスとの単位面積当たりの供給流量を同じにすることができる。
【００１３】
上記いずれの場合についても，前記ガス供給機構の単位面積当たりの前記一次ガス供給孔数と前記循環ガス供給孔数との比は，前記ガス供給機構の全面で一定であることが好ましい。
【００１４】
さらにまた，前記循環ガス供給系統のコンダクタンスを前記ガス供給機構のコンダクタンスよりも大きいように設定しておくと，循環ガスの制御を容易に行うことができる。
【００１５】
さらに，前記一次ガスを前記循環ガス供給孔から供給するための第２の一次ガス供給系統を備え，前記第２の一次ガス供給系統には，前記一次ガスの流量調節手段が備えられることが好ましい。かかる構成によれば，循環ガスを使用しない処理を行う場合には，循環ガス供給孔を一次ガスの供給孔としても利用することができる。この際，第２の一次ガス用配管に流量調節手段を備えることで，一次ガスを循環ガス供給孔から供給する際の流量制御性を向上させることができる。また，最初に一次ガスのみを用いた処理を行い，次いで，一次ガスと処理ガスを用いた処理を行うといったシーケンス処理を行う際の，流量制御性を向上させることができる。
【００１６】
さらに，ガス循環機構及び／または循環ガス供給系統には，バッファ空間が設けられることが好ましい。かかる構成によれば，処理を終えた後に，ガス循環機構及び／または循環ガス供給系統に残留している循環ガスをこのバッファ空間に一時的に貯留しておき，次処理時に用いることができる。このため，循環ガス供給系統に残留しているガスを排気する必要がないため，ガスの排気量を減らすことができる。また，次処理時において，ガスの使用量を低減し，また処理の初期設定に要する時間を短縮することが可能である。
【００１７】
さらに，ガス循環機構及び／または循環ガス供給系統には，循環ガスの濾過手段が設けられていることが好ましい。かかる構成によれば，循環ガスに含まれる副生成物やパーティクルを除去することができるので，ガスを循環させることにより生ずる被処理体への悪影響やメンテナンスの手間等を軽減させることが可能である。
【００１８】
前記一次ガス供給孔から前記処理室への前記一次ガスの供給速度や前記循環ガス供給孔から前記処理室への前記循環ガスの供給速度は早い方が好ましい。例えば，前記一次ガス供給孔から前記処理室への前記一次ガスの供給速度及び／または前記循環ガス供給孔から前記処理室への前記循環ガスの供給速度は，５００ｍ／秒以上であることが好ましい。かかる構成によれば，処理室内で発生した副生成物やパーティクルが循環ガス供給孔に付着するのを防止することができるので，被処理体への悪影響やメンテナンスの手間を軽減させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように，本発明によれば，ガス供給機構に，一次ガス供給系統と循環ガス供給系統とを備え，一次ガス供給系統と循環ガス供給系統は相互に独立系統として構成したので，処理室内で初めて一次ガスと循環ガスとを混合させることができる。このため，ガス供給機構の上流側の圧力を減少させたり，排気機構の背圧を上昇させたりという圧力制御を行わなくても，循環ガスを容易に制御することができる。また，一次ガス供給系統と循環ガス供給系統は相互に独立系統として構成したので，互いのガス供給系統の影響を受けずに圧力あるいは流量を独立制御することができる。
【００２０】
また，本発明によれば，処理を終えた後に，ガス循環機構及び／または循環ガス供給系統に残留している循環ガスをバッファ空間に一時的に貯留しておき，次処理時に用いることができる。このため，循環ガス供給系統に残留しているガスを排気する必要がないため，ガスの排気量を減らすことができる。また，次処理時において，ガスの使用量を低減し，また処理の初期設定に要する時間を短縮することが可能である。
【００２１】
さらにまた，本発明によれば，循環ガスに含まれる副生成物やパーティクルを除去することができるので，ガスを循環させることにより生ずる被処理体への悪影響やメンテナンスの手間等を軽減させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかる処理装置及び被処理体の処理方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について説明する。
本実施の形態にかかる処理装置１００を，図１を参照しながら説明する。なお，図１は処理装置１００の内部構造の概略を示す説明図である。
【００２４】
（処理装置１００）
処理装置１００は，図１に示したように，処理室１１０と，処理室１１０の上部に設けられ，処理ガスを複数のガス供給孔を介して処理室１１０内に供給するガス供給機構の一例たるシャワーヘッド２００と，処理室１１０内から処理ガスを排気する排気機構の一例たるターボポンプ１２０と，ターボポンプ１２０の下流側をさらに排気して減圧するドライポンプ１３０と，ガス源１４０から供給される処理ガス（一次ガス）Ｑ１をシャワーヘッド２００に供給するための一次ガス用配管１４５と，ターボポンプ１２０によって排気された排気ガスの少なくとも一部（循環ガス）Ｑ２をシャワーヘッド２００に戻すガス循環機構の一例たる循環ガス用配管１５０とにより主に構成されている。
【００２５】
処理装置１００の内部構成について，図１を参照しながら説明する。
ガス源１４０に接続される一次ガス用配管１４５には，ガス源１４０からの一次ガスの流量を制御するバルブＶ０及び流量制御装置（マスフローコントローラ）ＭＦＣと，配管内の圧力を測定する真空計Ｐ０とが介挿されている。一次ガス用配管１４５は処理室１１０上部に設けられたシャワーヘッド２００に接続されている。
【００２６】
処理室１１０内には，被処理体たる半導体ウェハ（以下，単に「ウェハ」という）Ｗが載置されるサセプタ１１５が配設されている。このサセプタ１１５には，マッチングボックス１６０を介して高周波電源１７０が接続されている。さらに，処理室１１０内の圧力を測定する真空計Ｐ２が設けられている。
【００２７】
処理室１１０の排気側には，バルブＶ１を介してターボポンプ１２０が設けられており，ターボポンプ１２０の下流側には，ターボポンプ１２０の背圧を制御するためのバルブＶ２と，ターボポンプ１２０の背圧を測定する真空計Ｐ３が設けられている。バルブＶ２の下流側には，ターボポンプ１２０の下流側をさらに排気して減圧するドライポンプ１３０が設けられている。循環ガスＱ２を循環させるための循環ガス用配管１５０の一端はターボポンプ１２０とバルブＶ２との間に接続され，他端はシャワーヘッド２００に接続されている。
【００２８】
循環ガス用配管１５０内には，上流側にバルブＶ３が設けられ，下流側にバルブＶ４が設けられている。このバルブＶ３とバルブＶ４とにより囲まれる循環ガス用配管１５０の一部分は循環ガスＱ２を一時的に貯留するバッファ空間としての役割を有する。この点についてはさらに後述する。
【００２９】
以上，本実施の形態にかかる処理装置１００の構成について説明したが，かかる構成は一例に過ぎない。例えば，上記４つの真空計Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は必ずしも個別に設ける必要はなく，実質的に上記４箇所の圧力を測定できるように構成されていればよい。また，バルブからのガスのリークを防ぐため，必要に応じて複数のバルブを直列に配設することも可能である。
【００３０】
以下に，本実施の形態にかかる処理装置１００において特徴的な構成要素であるガス供給機構について説明する。本実施の形態では，ガス供給機構の構成例として，シャワーヘッド２００及びシャワーヘッド３００について説明する。
【００３１】
（シャワーヘッド２００）
ガス供給機構の一例たるシャワーヘッド２００について，図２〜図４を参照しながら説明する。なお，図２はシャワーヘッド２００の外観の概略を示す斜視図であり，図３は図２のＡ−Ａ’断面図である。また，図４は，ガス供給孔の配置を示す説明図である。
【００３２】
ガス供給機構の一例たるシャワーヘッド２００は，ガス源１４０から供給される一次ガスＱ１を複数の一次ガス供給孔を介して処理室１１０内に供給する一次ガス供給系統と，循環ガスＱ２を複数の循環ガス供給孔を介して処理室１１０内に供給する循環ガス供給系統を備え，一次ガス供給系統と循環ガス供給系統は相互に独立系統として構成されている。以下に，かかるシャワーヘッド２００の構成の一例を詳細に説明する。
【００３３】
シャワーヘッド２００は，図２に示したように，例えばアルマイトからなる３枚の電極板２１０（第１電極板２１０ａ，第２電極板２１０ｂ，第３電極板２１０ｃ）により構成されている。最上部の第１電極板２１０ａには，一次ガス用配管１４５と循環ガス用配管１５０とが連通されている。図示の例では，循環ガス用配管１５０は，コンダクタンスの低下を防止し，シャワーヘッド２００内での拡散を容易にするために，４つの配管１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄに分割されている。４つの配管１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄの配管径ｒは，循環ガス用配管１５０の配管径Ｒの約２分の１であり，４つの配管１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄの断面積の合計は，循環ガス用配管１５０の断面積に実質的に等しくなっている。例えば，循環ガス用配管１５０の配管径Ｒは４０ミリメートル程度であり，配管１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄの配管径ｒは２０ミリメートル程度とすることができる。
【００３４】
また，シャワーヘッド２００は，処理中にヘッド表面や内部のガス経路等に発生する副生成物やパーティクルを容易に除去するために，単純形状のパーツに分解される構成とすることが好ましいが，図２に示した構成によれば，３つの電極板を分解して容易にメンテナンスすることが可能である。
【００３５】
シャワーヘッド２００の内部構成について，図３を参照しながら説明する。
まず，一次ガス供給系統について説明する。
第１電極板２１０ａと第２電極板２１０ｂとの間の空間は，一次ガス用配管１４５に連通され一次ガスＱ１を拡散させるための一次ガス拡散空間２２０として設けられている。一次ガス拡散空間２２０は，第２電極板２１０ｂと第３電極板２１０ｃとの間の空間においてスペーサｓ１によって区画された通路を介して，複数の一次ガス供給孔ｈ１に連通されている。このスペーサｓ１と第２電極板２１０ｂ及び第３電極板２１０ｃとの接触部には，一次ガスＱ１と循環ガスＱ２との混合を防止するため，Ｏリング（封止部材）Ｏが設けられている。一次ガス用配管１４５より供給された一次ガスは，一次ガス拡散空間２２０により拡散された後，複数の一次ガス供給孔ｈ１によりシャワー化されて処理室１１０に供給される。
【００３６】
次いで，循環ガス供給系統について説明する。
第２電極板２１０ｂと第３電極板２１０ｃとの間の空間は，循環ガス用配管１５０（１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄ）に連通され循環ガスＱ２を拡散させるための循環ガス拡散空間２３０として設けられている。循環ガス用配管１５０は，第１電極板２１０ａと第２電極板２１０ｂとの間の空間においてスペーサｓ２によって区画された通路を介して，循環ガス拡散空間２３０に連通されている。このスペーサｓ２と第１電極板２１０ａ及び第２電極板２１０ｂとの接触部には，一次ガスＱ１と循環ガスＱ２との混合を防止するため，Ｏリング（封止部材）Ｏが設けられている。循環ガス拡散空間２３０は，複数の循環ガス供給孔ｈ２に連通されている。そして，循環ガス用配管１５０により供給された循環ガスＱ２は，循環ガス拡散空間２３０により拡散された後，複数の循環ガス供給孔ｈ２によりシャワー化されて処理室１１０に供給される。
【００３７】
一次ガス供給孔ｈ１及び循環ガス供給孔ｈ２は，シャワーヘッド２００から処理室１１０内に導入されるガスがウェハＷ面上に均一に到達するよう，経験あるいはシミュレーション等により決定される最適な配置となっている。図４は，一次ガス供給孔ｈ１及び循環ガス供給孔ｈ２の配置の一例であり，通常のターボポンプ（背圧２〜３ｍＴｏｒｒ程度）用のパターンである。
【００３８】
図４では，一次ガス供給孔ｈ１は４０個程度穿設されており，各孔径は１ｍｍ程度である。循環ガス供給孔ｈ２は，一次ガス供給孔ｈ１を囲むように３００個程度穿設されており，各孔径は１ｍｍ程度である。このように，図４では，ガス供給孔の孔径及び孔数密度は全面で一定であり，一次ガス供給孔ｈ１と循環ガス供給孔ｈ２との孔数比率を，一次ガスＱ１と循環ガスＱ２の目標流量の比と同じに構成している。そして，循環ガス供給孔ｈ２の孔数密度は，循環ガスＱ２を目標流量供給した場合に，背圧がターボポンプ１２０の定格背圧以下になるように規定している。
【００３９】
（シャワーヘッド３００）
ガス供給機構の他の一例たるシャワーヘッド３００について，図５〜図７を参照しながら説明する。なお，図５はシャワーヘッド３００の外観の概略を示す概略図であり，図６は図５のＡ−Ａ’断面図である。また，図７は，ガス供給孔の配置を示す説明図である。
【００４０】
ガス供給機構の他の一例たるシャワーヘッド３００は，ガス源１４０から供給される一次ガスＱ１を複数の一次ガス供給孔を介して処理室１１０内に供給する一次ガス供給系統と，循環ガスＱ２を複数の循環ガス供給孔を介して処理室１１０内に供給する循環ガス供給系統を備え，一次ガス供給系統と循環ガス供給系統は相互に独立系統として構成されている。
【００４１】
シャワーヘッド３００は，図５に示したように，例えばアルマイトからなる小型の第１電極板３１０ａと，大型の第２電極板３１０ｂ，第３電極板３１０ｃにより構成されている。第１電極板３１０ａには，一次ガス用配管１４５が連通されている。第２電極板３１０ｂには，循環ガス用配管１５０が連通されている。図示の例では，循環ガス用配管１５０は，コンダクタンスの低下を防止し，シャワーヘッド３００内での拡散を容易にするために，４つの配管１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄに分割されている。４つの配管１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄの配管径ｒは，循環ガス用配管１５０の配管径Ｒと実質的に等しくなっている。例えば，循環ガス用配管１５０の配管径Ｒは１０ミリメートル程度であり，配管１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄの配管径ｒも１０ミリメートル程度とすることができる。
【００４２】
また，シャワーヘッド３００は，処理中にヘッド表面や内部のガス経路等に発生する副生成物やパーティクルを容易に除去するために，単純形状のパーツに分解される構成とすることが好ましいが，図４に示した構成によれば，３つの電極板を分解して容易にメンテナンスすることが可能である。
【００４３】
シャワーヘッド３００の内部構成について，図６を参照しながら説明する。
第１電極板３１０ａと第２電極板３１０ｂとの間の空間は，一次ガス用配管１４５に連通され一次ガスＱ１を拡散させるための一次ガス拡散空間３２０として設けられている。また，第２電極板３１０ｂと第３電極板３１０ｃとの間の空間は，循環ガス用配管１５０に連通され循環ガスＱ２を拡散させるための循環ガス拡散空間３３０として設けられている。第１電極板３１０ａと第２電極板３１０ｂとの間，及び，第２電極板３１０ｂと第３電極板３１０ｃとの間には，一次ガスＱ１，循環ガスＱ２のリークを防止するため，Ｏリング（封止部材）Ｏが設けられている。
【００４４】
一次ガス拡散空間３２０は，第２電極板３１０ｂによって区画された通路を介して，循環ガス拡散空間３３０に連通されている。循環ガス拡散空間３３０において，一次ガスＱ１と循環ガスＱ２とが混合される。一次ガスＱ１と循環ガスＱ２との混合ガスＱ３は，複数の混合ガス供給孔ｈ３よりシャワー化されて処理室１１０に供給される。
【００４５】
なお，このように，処理ガスを処理ガスを処理室１１０へ供給する前に混合するためには，ターボポンプ１５０の背圧がある程度高いことが必要である。すなわち，シャワーヘッド３００は，高背圧でも運転可能な（すなわち，排気速度の低下しない）ターボポンプを用いた場合にのみ，使用可能である。
【００４６】
混合ガス供給孔ｈ３は，シャワーヘッド３００から処理室１１０内に導入されるガスがウェハＷ面上に均一に到達するよう，経験あるいはシミュレーション等により決定される最適な配置となっている。図７は，一次ガス供給孔ｈ１及び循環ガス供給孔ｈ２の配置の一例であり，高背圧ターボポンプ（背圧１０Ｔｏｒｒ程度）用のパターンである。
【００４７】
図７では，混合ガス供給孔ｈ３は，１５０個程度穿設されており，各孔径は１ｍｍ程度である。このように，図７では，混合ガス供給孔ｈ３の孔径及び孔数密度は全面で一定である。そして，混合ガス供給孔ｈ３の孔数密度は，一次ガスＱ１及び循環ガスＱ２を目標流量供給した場合に，背圧がターボポンプ１２０の定格背圧以下になるように規定している。
【００４８】
以上説明したように，シャワーヘッド３００では，循環ガス用配管１５０の配管径Ｒ（＝配管１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄの配管径ｒ）を１０ｍｍ程度とし，ターボポンプ１２０の背圧を７．７Ｔｏｒｒ程度とすることにより，循環率８０％程度の運転が可能となる。また，シャワーヘッド２００と異なり，スペーサＳ１，Ｓ２などを含まない分，簡単な構成とすることができる。
【００４９】
次いで，循環ガス供給配管１５０のコンダクタンスについて説明する。循環ガスＱ２がターボポンプ１２０の下流側からシャワーヘッド２００の上流側に容易に供給されるためには，循環ガス用供給系統のコンダクタンスの設定が重要である。かかるコンダクタンスの設定は，ターボポンプの性能を考慮しつつ十分大きく設定できることが好ましい。上述のシャワーヘッド２００あるいはシャワーヘッド３００のガス供給孔の数及び径は，後述する循環ガス用配管１５０のコンダクタンスに影響を与えるものである。
【００５０】
循環ガス供給系統のコンダクタンスは，一次ガス供給系統のコンダクタンスよりも大きいことが好ましい。その一方，ターボポンプ１２０の性能を考慮して，その排気能力を低下させないように調整する必要がある。例えば，ドライエッチング装置に用いられるターボポンプの一例をあげると，循環ガス供給系統のコンダクタンスは，標準的なターボポンプを用いた場合，その背圧が３Ｔｏｒｒ以下となるように調整される必要がある。さらには，特殊なターボポンプを用いた場合においても，その背圧が１０Ｔｏｒｒ以下となるように調整されることが好ましい。ただし，この特性は一例に過ぎず，循環ガス供給系統のコンダクタンスは，用いられるターボポンプの特性に応じた所定の背圧以下となるように調整されることが好ましい。
【００５１】
本実施の形態では，循環ガス供給系統のコンダクタンスを，循環ガス供給配管１５０の長さを３メートル，内径Ｒを１０ミリメートル（シャワーヘッド３００の場合）あるいは４０ミリメートル（シャワーヘッド２００の場合）とし，粘性流領域（１Ｔｏｒｒ以上）であるとして計算した。また，循環ガス吹出孔ｈ２の径を１ミリメートル，長さ（第３電極板２１０ｃの幅）を１０ミリメートル，孔数を１００個あるいは３００個とし，分子流領域（４０ｍＴｏｒｒ〜１Ｔｏｒｒ）としてコンダクタンスを計算した。なお，処理室１１０内の圧力は４０ｍＴｏｒｒで一定としている。
【００５２】
（表１）は，標準的なターボポンプを用いた場合の，シャワーヘッドの孔数，ガス噴き出し速度，配管径，ターボポンプの背圧の関係を示したものである。
【００５３】
【表１】
2005101626.tif 000003
【００５４】
なお，（表１）及び後述の（表２）において，Ｖ１は一次ガス供給孔ｈ１より吹き出す一次ガスＱ１の流速であり，Ｖ２は循環ガス供給孔ｈ２より吹き出す循環ガスＱ２の流速である。また，Ｃ１は循環ガス用配管１５０のコンダクタンスであり，Ｃ２は循環ガス供給孔ｈ２のコンダクタンスである。
【００５５】
また，循環ガス用配管１５０のコンダクタンスをＣ１，循環ガス供給孔ｈ２のコンダクタンスをＣ２とすると，循環ガス用配管１５０（コンダクタンスＣ１）及び循環ガス供給孔ｈ２（コンダクタンスＣ２）が直列に並んだときの合成コンダクタンスＣは，
１／Ｃ＝１／Ｃ１＋１／Ｃ２＝（Ｃ１＋Ｃ２）／Ｃ１・Ｃ２
で与えられる。
【００５６】
（表２）は，高背圧でも運転可能な（すなわち，排気速度の低下しない）ターボポンプを用いた場合の，シャワーヘッドの孔数，ガス噴き出し速度，配管径，ターボポンプの背圧の関係を示したものである。
【００５７】
【表２】
2005101626.tif 000004
【００５８】
（表１），（表２）から，高背圧でも運転可能なターボポンプを用いることで，以下の効果があることが分かる。
【００５９】
（１）Ａタイプ，Ｃタイプのシャワーヘッドでは，循環ガス供給孔ｈ２の個数を減らすことができる。これにより，シャワーヘッドの加工費の削減が可能になる。
（２）Ａタイプ，Ｃタイプのシャワーヘッドでは，循環ガス供給孔ｈ２の個数が少なくなることで，一次ガスＱ１の吹き出し速度Ｖ１と循環ガスＱ２の吹き出し速度Ｖ２の速度をほぼ等しくすることができる。これにより，ウェハＷのエッチングレートなどのプロセス特性の面内均一性を向上させることができる。
（３）Ａタイプ，Ｃタイプのシャワーヘッドでは，１次ガス孔ｈ１の数と，循環ガス孔ｈ２の合計個数が標準シャワーヘッド（すなわち，ガスを循環させないタイプ）と同等であるので，孔加工パターンも標準シャワーヘッドと同等にすることができる。Ａタイプ，Ｃタイプのシャワーヘッドを使用する場合には，標準シャワーヘッドと同等のプロセス性能を得ることができる。
（４）Ａタイプ，Ｃタイプのシャワーヘッドでは，循環ガス供給孔ｈ２の数が少なくなることで，循環ガス吹き出し速度Ｖ２は大きくなる。これにより，シャワー上への不純物の堆積を抑制することができる。
（５）Ａタイプ，Ｂタイプのシャワーヘッドを用いた場合は，循環配管の径Ｒを細くすることが可能となる。これにより，バルブなどの部品も小型のものを使用できる。このため，装置全体からみての省スペース化が可能となる。
【００６０】
以上のように，（表２）では，タイプＡが最もよく，次いでタイプＢまたはタイプＣで，次いでタイプＤが好ましいことが分かる。
【００６１】
以上説明した（表１），（表２）の値は一例にすぎず，ターボポンプ１２０の背圧を所定の圧力に調整することができれば，循環ガスＱ２の流量，循環ガス用配管１５０の内径，及び循環ガス吹出孔ｈ２の数は，適宜最適な値を用いることができる。
【００６２】
次いで，上記構成からなる処理装置１００における，循環ガス制御方法について説明する。循環ガス制御方法の一例として，処理室１１０内の圧力を４０ｍＴｏｒｒとし，処理室１１０から排気されるガスの約８０％を循環ガスＱ２として用いる場合について説明する。なお，処理時における一次ガスＱ１の供給量と，ターボポンプ１２０の前後のバルブＶ１，Ｖ２の開度との関係を予め調べておく必要があるが，ここでは，一例として，一次ガスＱ１の供給量が６０ｓｃｃｍ（循環ガスＱ２の供給量が２４０ｓｃｃｍ）のときには，バルブＶ１の開度を３０％，バルブＶ２の開度を２０％とすればよいことが予め明らかにされているものとする。
【００６３】
まず，ターボポンプ１２０の前後のバルブＶ１，Ｖ２を開放し，循環ガス用配管１５０内のバルブＶ３，Ｖ４を閉止した状態で，ターボポンプ１２０とドライポンプ１３０とを用いて処理室１１０内を排気する。次いで，バルブＶ１の開度を３０％に固定して，ガス源１４０から一次ガスＱ１を６０ｓｃｃｍ供給する。流量制御装置ＭＦＣによる流量の安定化の後，バルブＶ２の開度を２０％に固定する。バルブＶ２の開度を２０％とすることにより，ターボポンプ１２０によって処理室１１０から排出された処理ガスの一部は循環ガス用配管１５０へ流入することとなる。
【００６４】
次いで，循環ガス用配管１５０内のバルブＶ３，Ｖ４を開放する。バルブＶ３，Ｖ４を開放することにより，循環ガス用配管１５０へ流入してきた処理ガスの一部は，循環ガスＱ２として再びシャワーヘッド２００へ流入することとなる。循環ガスＱ２の流量がおよそ２４０ｍｓｃｃｍで安定化すると，処理室１１０内の圧力Ｐ２は約４０ｍＴｏｒｒとなっている。この状態で処理が開始される。
【００６５】
処理が終了すると，一次ガス供給配管１４５内のバルブＶ０及び循環ガス供給配管１５０内のバルブＶ３，Ｖ４を同時に閉止する。バルブＶ３，Ｖ４を閉止したときにバルブＶ３，Ｖ４により囲まれる循環ガス供給配管１５０の一部分に残留した処理ガスＱ２は，次回の処理時に使用される。例えば，循環ガス供給配管１５０の径が４０ミリメートル，長さが３メートル，ガス圧力が１Ｔｏｒｒである場合には，バルブＶ３，Ｖ４間の残留ガスの量は，３．８Ｔｏｒｒ・ｌ（５．０ｓｃｃ）程度であり，この残留ガスを次回の処理時に用いることにより，次処理時における初期化を５秒ほど短縮することが可能である。次いで，バルブＶ１，Ｖ２を完全に開放する。
【００６６】
バッファ空間を利用して，循環安定までの時間を短縮するシーケンスについて説明する。説明の便宜上，循環ガス導入配管１５０を配管部１５１，１５２，１５３に分割して説明する。すなわち，配管１５１はターボポンプ下流配管及びバルブＶ２，Ｖ３で囲まれる空間であり，容積は１０００ｃｃ程度である。
また，ウェハＷの処理を，ウェハ１枚目と２枚目以降とに分けて説明する。
【００６７】
コンタクトホール形成を例にとると，処理条件は，
循環なしの場合，Ｃ４Ｆ８／ＣＯ／Ａｒ／Ｏ２＝１０／５０／２００／５ｓｃｃｍとする。また，循環８０％の場合，Ｃ４Ｆ８／ＣＯ／Ａｒ／Ｏ２＝６／１０／４０／５ｓｃｃｍとする。
【００６８】
まず，１枚目のウェハについて説明する。
（ガス導入前）
バルブＶ４は閉止し，バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３は開放する。このとき，処理室１１０内及び配管１５３の領域は，ターボポンプ１２０及びドライポンプ１３０の排気能力により，圧力が１０−６Ｔｏｒｒ程度まで排気される。ターボポンプ１２０の下流側，配管１５１，１５２の流域は，ドライポンプ１３０の排気能力のみで排気される。
【００６９】
（ガス導入〜安定化）
処理ガスを８０％循環して処理を行うときの一次ガスＱ１の導入量は，（１）Ｑ１＝Ｃ４Ｆ８／ＣＯ／Ａｒ／Ｏ２＝６／１０／４０／５ｓｃｃｍである。配管１５１，１５２の領域が十分圧力上昇（例えば，２Ｔｏｒｒ）するまで，一次ガスＱ１の流量を上の流量比を保ちつつ，流量制御装置ＭＦＣの最大流量を流す。すなわち，（２）Ｑ１＝Ｃ４Ｆ８／ＣＯ／Ａｒ／Ｏ２＝３０／５０／２００／２５ｓｃｃｍとする。このとき，バルブＶ１で処理室１１０内の圧力Ｐ２の調整を行い，バルブＶ２，Ｖ４は閉止し，バルブＶ３は開放した状態を保つ。
【００７０】
配管１５１，１５２の空間（容積約３８００ｃｃ）が，圧力Ｐ３と等しい２ｔｏｒｒになるまでの所要時間は，（１）Ｑ１＝Ｃ４Ｆ８／ＣＯ／Ａｒ／Ｏ２＝６／１０／４０／５ｓｃｃｍ（合計６１ｓｃｃｍ）のとき１２．５秒であり，（２）Ｑ１＝Ｃ４Ｆ８／ＣＯ／Ａｒ／Ｏ２＝３０／５０／２００／２５ｓｃｃｍ（合計３０５ｓｃｃｍ）のとき２．５秒である。
【００７１】
従って，（２）Ｑ１＝Ｃ４Ｆ８／ＣＯ／Ａｒ／Ｏ２＝３０／５０／２００／２５ｓｃｃｍの流量で，配管１５１，１５２の圧力を上昇（例えば２Ｔｏｒｒまで）させた後，バルブＶ４を開き，循環を開始する。これと同時に，一次ガスＱ１を（１）Ｑ１＝Ｃ４Ｆ８／ＣＯ／Ａｒ／Ｏ２＝６／１０／４０／５ｓｃｃｍの流量に設定変更し，圧力Ｐ３を，所望の循環ガスＱ２の流量（循環率８０％）が得られる値になるようバルブＶ２の制御を開始する。
【００７２】
その後一次ガスＱ１の流量が安定し，圧力Ｐ２，Ｐ３が安定した時点で，ガス循環が定常状態となったとみなせるので，ＲＦ放電を開始し，ウェハＷの処理を行う。
【００７３】
（ウェハ処理終了時）
ＲＦ放電が終了すると同時に，一次ガスＱ１＝０ｓｃｃｍとし，バルブＶ１，Ｖ２は処理室１１０内のガスを除くために開放される。同時に，バルブＶ３，Ｖ４は，循環されていたガスを配管１５２の空間に閉じ込めるために閉止される。配管１５２の空間に閉じ込められたガスは，２枚目のウェハの循環ガス安定化に使われる。
【００７４】
次いで，２枚目以降のウェハについて説明する。
（ガス導入前）
バルブＶ１，Ｖ２は開放し，バルブＶ３，Ｖ４は閉止する。このとき，循環ガスＱ２が配管１５２内に２Ｔｏｒｒあるとする。
【００７５】
（ガス導入〜安定化）
１枚目のウェハの場合と同様に，（２）Ｑ１＝Ｃ４Ｆ８／ＣＯ／Ａｒ／Ｏ２＝３０／５０／２００／２５ｓｃｃｍとする。このとき，バルブＶ１で処理室１１０内の圧力Ｐ２の調整を行い，バルブＶ３，Ｖ４は閉止し，バルブＶ２も閉止した状態を保つ。
【００７６】
ウェハ２枚目以後の安定化の際には，バッファ空間たる配管１５２にガスが封入されているので，配管１５１の空間に所定の圧力でガスを蓄積すればよい。配管１５１の空間に，（２）Ｑ１＝Ｃ４Ｆ８／ＣＯ／Ａｒ／Ｏ２＝３０／５０／２００／２５ｓｃｃｍの流量で２Ｔｏｒｒのガスが蓄積される空間は，０．５秒である。この時点以降，バルブＶ３，Ｖ４を開放し，ガス循環を開始する。これと同時に，（１）Ｑ１＝Ｃ４Ｆ８／ＣＯ／Ａｒ／Ｏ２＝６／１０／４０／５ｓｃｃｍの設定に変更する。バルブＶ２は，圧力Ｐ３が所望の設定圧力になるように制御を開始する。
【００７７】
以後はウェハ１枚目と同様の工程を行う。
【００７８】
以上説明したように，バッファ空間たる配管１５２に，ウェハ処理終了と同時にガスを封入することで，ウェハ２枚目以降のガス循環の安定に至る時間の短縮化が図れる。また，一次ガスＱ１の導入を開始する時点で，使用している流量制御装置ＭＦＣの最大流量を，所定のガス流量比を保ちつつ導入すること，及び，バルブＶ２を閉止した状態に保持することで，所定のガス循環率に至る安定化時間の短縮が図れる。
【００７９】
本実施の形態では，循環ガス供給配管１５０を直接シャワーヘッド２００に連通するように構成した。そして，シャワーヘッド２００に，一次ガス供給系統（一次ガス拡散空間２２０及び一次ガス供給孔ｈ１）と，循環ガス供給系統（循環ガス拡散空間２３０及び循環ガス供給孔ｈ２）とを備え，一次ガス供給系統と循環ガス供給系統は相互に独立系統として構成したので，処理室１１０内で初めて一次ガスＱ１と循環ガスＱ２とを混合させることができる。このため，シャワーヘッド２００の上流側の圧力を減少させたり，ターボポンプ１２０の背圧を上昇させたりという圧力制御を行わなくても，容易に循環ガスＱ２を制御することができる。
【００８０】
さらに，循環ガス供給配管１５０には，循環ガスＱ２を一時的に貯留するためのバッファ空間を構成するバルブＶ３，Ｖ４が設けられているので，処理を終えた後に循環ガス供給配管１５０に残留している循環ガスＱ２を一時的に貯留しておき，次処理時に用いることができる。このため，循環ガス供給配管１５０に残留しているガスを排気する必要がないため，ガスの排気量を減らすことができる。また，次処理時において，ガスの使用量を低減し，また処理の初期設定に要する時間を短縮することが可能である。
【００８１】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について説明する。
本実施の形態にかかる処理装置は，図８に示したように，一次ガスＱ１を循環ガス供給孔から供給するための第２の一次ガス用配管１４８を備え，第２の一次ガス用配管１４８に，一次ガスＱ１の流量調節手段たるバルブＶ５を備えたことを特徴としている。なお，第２の一次ガス用配管１４８及びバルブＶ５以外の構成要素については，上記第１の実施の形態と同様である。
【００８２】
本実施の形態によれば，循環ガスＱ２を使用しない処理を行う場合には，循環ガス供給孔ｈ２を一次ガスＱ１の供給孔としても利用することができる。この際，第２の一次ガス用配管１４８にバルブＶ５を備えることで，一次ガスＱ１を循環ガス供給孔ｈ２から供給する際の流量制御性を向上させることができる。このため，最初に一次ガスのみを用いた処理（一次ガスは使い捨てる）を行い，次いで，一次ガスと循環ガスを用いた処理を行うといったシーケンス処理の流量制御性を向上させることができる。
【００８３】
以下に，最初に一次ガスのみを用いた処理を行い，次いで，一次ガスと循環ガスを用いた処理を行うといったシーケンス処理の一例を説明する。
【００８４】
（第１段階）
まず，ガス流量をＮ２／Ｏ２＝８０／４０ｓｃｃｍとし，圧力を２０ｍＴｏｒｒとし，電力を１２０Ｗとし，３０秒間処理を行った。処理ガスに地球温暖化ガス（ＰＦＣ）が用いられておらず，処理時間が短いことから，処理ガスの循環は行わない。この際，バルブＶ５を開放することにより，一次ガスＱ１を，一次ガス供給孔ｈ１及び循環ガス供給孔ｈ２の双方から供給する。
【００８５】
（第２段階）
次いで，ガス流量をＣ４Ｆ８／ＣＯ／Ａｒ＝１０／５０／８０ｓｃｃｍとし，圧力を６０ｍＴｏｒｒとし，電力を１５００Ｗ（ＤＲＭの標準的電力）とし，１８０秒間処理を行った。処理ガスに地球温暖化ガス（ＰＦＣ）であるＣ４Ｆ８が含まれており，処理時間も長いことから，処理ガスの循環を行う。この際，バルブＶ５を閉止することにより，一次ガスＱ１を一次ガス供給孔ｈ１から供給し，循環ガスＱ２を循環ガス供給孔ｈ２から供給する。
【００８６】
以上説明したように，本実施の形態によれば，循環ガスＱ２を使用しない処理を行う場合には，循環ガス供給孔ｈ２を一次ガスＱ１の供給孔としても利用することができる。この際，第２の一次ガス用配管１４８にバルブＶ５を備えることで，一次ガスＱ１を循環ガス供給孔ｈ２から供給する際の流量制御性を向上させることができる。
【００８７】
次に，本発明にかかる処理装置を用いた実施例について説明する。なお，本実施例は，上記実施の形態で説明した処理装置１００を用いて，（ａ）コンタクトホールの形成，（ｂ）ＳＡＣ（Ｓｅｌｆ  Ａｌｉｇｎ  Ｃｏｎｔａｃｔ）プロセス，（ｃ）ＳｉＮ：溝を形成するプロセス，のそれぞれのプロセスを実施したものであるので，上記処理装置１００及びウェハＷと略同一の機能及び構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また，エッチングプロセス条件は，以下で特に示さない限り，上述した実施の形態と略同一に設定されている。
【００８８】
（ａ）コンタクトホールの形成
ガス流量は，Ｃ４Ｆ８／ＣＯ／Ａｒ／Ｏ２＝１０／５０／２００／５ｓｃｃｍである。このガス流量でのエッチング特性は，酸化膜エッチングレートが約５００ｎｍ／ｍｉｎ，マスクであるフォトレジストに対する酸化膜の選択比は，約５．５である。
約８０％循環を行って，ガス流量を調整することにより，Ｃ４Ｆ８／ＣＯ／Ａｒ／Ｏ２＝５／１０／４０／５ｓｃｃｍで同等の結果が得られた。すなわち，酸化膜エッチングレート＝５００ｎｍ／ｍｉｎ，対レジスト選択比が５．５である。
【００８９】
（ｂ）ＳＡＣプロセス
Ｃ４Ｆ８／ＣＯ／Ａｒ／＝１６／３００／３８０ｓｃｃｍを，約８０％循環を行うことにより，Ｃ４Ｆ８／ＣＯ／Ａｒ／＝７．５／４５／８０ｓｃｃｍを達成した。ＳｉＯ２エッチレートは４５０ｎｍ／ｍｉｎ，対ＳｉＮ選択比は１４である。なお，図９は，上記ＳＡＣプロセスによるエッチング形状の概略を示す断面図である。
【００９０】
（ｃ）ＳｉＮ：溝を形成するプロセス
ＣＦ４／Ａｒ／Ｏ２＝８０／１６０／２０ｓｃｃｍを，約８０％循環を行うことにより，Ｃ４Ｆ８／ＣＯ／Ａｒ／＝１６／３２／１２ｓｃｃｍを達成した。ＳｉＮエッチレートは２００ｎｍ／ｍｉｎである。
【００９１】
以上のように，本実施例では，酸化膜エッチングプロセスの代表例として，Ｃ４Ｆ８あるいはＣＦ４を用いたプロセスについて説明した。そして，処理条件のうち，圧力，印加パワーなど他のパラメータを変えずに，循環プロセスを用いて，ガス流量調整することで，同等のエッチング形状を達成した。すなわち，処理ガスを循環させる場合と循環させない場合とでエッチング形状を比較したが，コンタクトホールの形成，ＳＡＣプロセス，ＳｉＮ：溝を形成するプロセスのいずれの場合もエッチング形状は同等であることが分かった。
【００９２】
以上，添付図面を参照しながら本発明にかかる処理装置及び被処理体の処理方法の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９３】
例えば，上記実施の形態においては，循環ガスを目標流量供給した場合に，背圧がターボポンプの定格背圧以下になるように，循環ガス供給孔の孔数密度を規定したが，本発明はこれに限定されない。例えば，循環ガス供給孔の孔径を規定することにより，ターボポンプの背圧を定格背圧以下とするようにしてもよい。
【００９４】
また，上記実施の形態においては，処理後に残留した循環ガスを，ガス循環機構の一例たる循環ガス用配管１５０の一部分に貯留しておく一例につき説明したが，かかるバッファ空間は，一次ガス供給系統の側に設けられるようにしてもよい。
【００９５】
また，循環ガス供給配管に，循環ガスの濾過手段，例えばフィルタ等を設けるようにしてもよい。循環ガスに含まれる副生成物やパーティクルを除去することができるので，ガスを循環させることにより生ずる被処理体への悪影響やメンテナンスの手間等を軽減させることができる。
【００９６】
また，上記実施の形態においては，シャワーヘッド２００に一次ガスＱ１と循環ガスＱ２とを導入させる場合の一例につき説明したが，本発明にかかるシャワーヘッドの構造は，例えば，２つの処理ガス源から２種類の処理ガスを導入する処理装置においても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】第１の実施の形態にかかる処理装置の内部構造の説明図である。
【図２】シャワーヘッドの外観を示す説明図である。
【図３】図２のシャワーヘッドのＡ−Ａ’断面図である。
【図４】図２のシャワーヘッドのガス供給孔の配置の一例を示す説明図である。
【図５】シャワーヘッドの外観を示す説明図である。
【図６】図５のシャワーヘッドのＡ−Ａ’断面図である。
【図７】図５のシャワーヘッドのガス供給孔の配置の一例を示す説明図である。
【図８】第２の実施の形態にかかる処理装置の内部構造の説明図である。
【図９】ＳＡＣプロセスによるエッチング形状の概略を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９８】
１００  処理装置
１１０  処理室
１１５  サセプタ
１２０  ターボポンプ
１３０  ドライポンプ
１４０  ガス源
１４５  一次ガス用配管
１４８  第２の一次ガス用配管
１５０（１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄ）  循環ガス用配管
１６０  マッチングボックス
１７０  高周波電源（ＲＦ電源）
２００  シャワーヘッド
２１０  金属板
２２０  一次ガス拡散空間
２３０  循環ガス拡散空間
Ｑ１  一次ガス
Ｑ２  循環ガス
ｈ１  一次ガス供給孔
ｈ２  循環ガス供給孔
Ｗ  ウェハ
ＭＦＣ  流量制御装置（マスフローコントローラ）
Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３  真空計
Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５  バルブ
【図１】
2005101626.tif 000005
【図２】
2005101626.tif 000006
【図３】
2005101626.tif 000007
【図４】
2005101626.tif 000008
【図５】
2005101626.tif 000009
【図６】
2005101626.tif 000010
【図７】
2005101626.tif 000011
【図８】
2005101626.tif 000012
【図９】
2005101626.tif 000013