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JP4895167B2 - ガス供給装置，基板処理装置，ガス供給方法 - Google Patents
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JP4895167B2 - ガス供給装置，基板処理装置，ガス供給方法 - Google Patents

ガス供給装置，基板処理装置，ガス供給方法 Download PDF

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Description

本発明は，処理室内にガスを供給するガス供給装置，基板処理装置，ガス供給方法に関する。
この種の基板処理装置は，処理室内に所定のガスを供給して，半導体ウエハ，液晶基板などの被処理基板（以下，単に「基板」と称する）に対して成膜やエッチングなどの所定の処理を施すようになっている。
このような基板処理装置としては，例えばプラズマ処理装置が知られている。プラズマ処理装置は，例えば処理室内に基板を載置する載置台を兼ねる下部電極と，基板に向けてガスを噴出するシャワーヘッドを兼ねる上部電極とを配設して構成される。このような平行平板型のプラズマ処理装置では，処理室内の基板上にシャワーヘッドから所定のガスを供給した状態で両電極間に高周波電力を印加してプラズマを生成することによって，成膜やエッチングなど所定の処理を行うようになっている。
特開平８-１５８０７２号公報 特開平９-４５６２４号公報
ところで，基板に対して成膜やエッチングなどの所定の処理を施すに当り，エッチングレートやエッチング選択比，成膜レートなどの処理特性を基板面内において均一にし，基板処理の面内均一性を向上することは，従来からの重要課題である。
このような観点から，例えば特許文献１，２では，シャワーヘッド内部を複数のガス室に仕切り，各ガス室ごとにガス供給配管を独立に接続し，基板面内の複数部位に任意の種類又は任意の流量で処理ガスを供給することが提案されている。これによれば，基板面内のガス濃度を局所的に調整して，エッチングの基板処理の面内均一性を向上することができる。
また，実際の基板処理に用いられるガスは，例えば基板の処理に直接関与する処理ガス，このような処理によって生じる反応生成物のデポ（堆積）をコントロールするためのガス，不活性ガス等のキャリアガスなど複数種のガスの組み合わせにより構成され，そのガス種は基板上の被処理材料やプロセス条件に応じて適宜選択して使用される。このため，例えば特許文献２に示すように，シャワーヘッドの各ガス室ごとにそれぞれ接続されたガス供給配管ごとにマスフローコントローラを設けて流量制御を行う必要がある。
しかしながら，このような従来の構成では，使用するガスの中に共通するガス種が含まれていても，各ガス室から供給するガスごとにそれぞれガス供給系が設けられ，別々に流量制御が行われるので，配管構成が複雑化し，各配管の流量制御も複雑化するため，例えば広い配管スペースが必要になり，さらに制御負担も増大してしまうという問題があった。
また，たとえ処理室内の複数部位から簡単な制御でガスを供給することができたとしても，例えばガスを導入する際の圧力の変動などによって各部位から供給される処理ガスの流量比（分流比）が変動してしまうような制御では，所望の面内均一性を実現できなくなってしまう。このため，圧力変動などの影響を受けないようにガスの供給を制御することも重要である。
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，簡単な配管構成で，しかも簡単な制御で処理室内の複数部位からガスを供給することができ，所望の面内均一性を実現できるガス供給装置等を提供することにある。
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，被処理基板を処理する処理室内にガスを供給するガス供給装置であって，前記被処理基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給手段と，前記処理ガス供給手段からの処理ガスを流す処理ガス供給路と，前記処理ガス供給路から分岐して前記処理室の異なる部位にそれぞれ接続される処理ガス用第１分岐流路及び処理ガス用第２分岐流路と，前記処理ガス供給路から前記各処理ガス用第１，第２分岐流路に分流される処理ガスの分流量を前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力に基づいて調整する分流量調整手段と，所定の付加ガスを供給する付加ガス供給手段と，前記付加ガス供給手段からの付加ガスを流す付加ガス供給路と，前記付加ガス供給路から分岐して前記分流量調整手段より下流側で前記処理ガス用第１分岐流路に接続される付加ガス用第１分岐流路と，前記付加ガス供給路から分岐して前記分流量調整手段より下流側で前記処理ガス用第２分岐流路に接続される付加ガス用第２分岐流路と，前記付加ガス用第１分岐流路と前記付加ガス用第２分岐流路のうち，前記付加ガス供給路からの付加ガスを流す流路を切換えるための流路切換手段と，前記被処理基板の処理に先立って，前記処理ガス供給手段により処理ガスを供給し，前記分流量調整手段に対して前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力比が目標圧力比になるように分流量を調整する圧力比制御を実行し，前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力が安定すると，前記付加ガス用第２分岐流路を介して前記処理ガス用第２分岐流路へ付加ガスを供給する場合は，前記分流量調整手段に対する制御を圧力安定時の前記処理ガス用第１分岐流路内の圧力を保持するように分流量を調整する圧力一定制御に切換えてから前記付加ガス供給手段により付加ガスを供給し，前記付加ガス用第１分岐流路を介して前記処理ガス用第１分岐流路へ付加ガスを供給する場合は，前記分流量調整手段に対する制御を圧力安定時の前記処理ガス用第２分岐流路内の圧力を保持するように分流量を調整する圧力一定制御に切換えてから前記付加ガス供給手段により付加ガスを供給する制御手段とを備えることを特徴とするガス供給装置が提供される。
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，被処理基板を処理する処理室と，この処理室内にガスを供給するガス供給装置と，前記ガス供給装置を制御する制御手段とを備える基板処理装置であって，前記ガス供給装置は，前記被処理基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給手段と，前記処理ガス供給手段からの処理ガスを流す処理ガス供給路と，前記処理ガス供給路から分岐して前記処理室の異なる部位にそれぞれ接続される処理ガス用第１分岐流路及び処理ガス用第２分岐流路と，前記処理ガス供給路から前記各処理ガス用第１，第２分岐流路に分流される処理ガスの分流量を前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力に基づいて調整する分流量調整手段と，所定の付加ガスを供給する付加ガス供給手段と，前記付加ガス供給手段からの付加ガスを流す付加ガス供給路と，前記付加ガス供給路から分岐して前記分流量調整手段より下流側で前記処理ガス用第１分岐流路に接続される付加ガス用第１分岐流路と，前記付加ガス供給路から分岐して前記分流量調整手段より下流側で前記処理ガス用第２分岐流路に接続される付加ガス用第２分岐流路と，前記付加ガス用第１分岐流路と前記付加ガス用第２分岐流路のうち，前記付加ガス供給路からの付加ガスを流す流路を切換えるための流路切換手段とを備え，前記制御手段は，前記被処理基板の処理に先立って，前記処理ガス供給手段により処理ガスを供給し，前記分流量調整手段に対して前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力比が目標圧力比になるように分流量を調整する圧力比制御を実行し，前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力が安定すると，前記付加ガス用第２分岐流路を介して前記処理ガス用第２分岐流路へ付加ガスを供給する場合は，前記分流量調整手段に対する制御を圧力安定時の前記処理ガス用第１分岐流路内の圧力を保持するように分流量を調整する圧力一定制御に切換えてから前記付加ガス供給手段により付加ガスを供給し，前記付加ガス用第１分岐流路を介して前記処理ガス用第１分岐流路へ付加ガスを供給する場合は，前記分流量調整手段に対する制御を圧力安定時の前記処理ガス用第２分岐流路内の圧力を保持するように分流量を調整する圧力一定制御に切換えてから前記付加ガス供給手段により付加ガスを供給することを特徴とする基板処理装置が提供される。
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，被処理基板を処理する処理室内にガスを供給するガス供給装置を用いるガス供給方法であって，前記ガス供給装置は，前記被処理基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給手段と，前記処理ガス供給手段からの処理ガスを流す処理ガス供給路と，前記処理ガス供給路から分岐して前記処理室の異なる部位にそれぞれ接続される処理ガス用第１分岐流路及び処理ガス用第２分岐流路と，前記処理ガス供給路から前記各処理ガス用第１，第２分岐流路に分流される処理ガスの分流量を前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力に基づいて調整する分流量調整手段と，所定の付加ガスを供給する付加ガス供給手段と，前記付加ガス供給手段からの付加ガスを流す付加ガス供給路と，前記付加ガス供給路から分岐して前記分流量調整手段より下流側で前記処理ガス用第１分岐流路に接続される付加ガス用第１分岐流路と，前記付加ガス供給路から分岐して前記分流量調整手段より下流側で前記処理ガス用第２分岐流路に接続される付加ガス用第２分岐流路と，前記付加ガス用第１分岐流路と前記付加ガス用第２分岐流路のうち，前記付加ガス供給路からの付加ガスを流す流路を切換えるための流路切換手段とを備え，前記被処理基板の処理に先立って，前記処理ガス供給手段により処理ガスを供給し，前記分流量調整手段に対して前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力比が目標圧力比になるように分流量を調整する圧力比制御を実行する工程と，前記圧力比制御によって前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力が安定すると，前記付加ガス用第２分岐流路を介して前記処理ガス用第２分岐流路へ付加ガスを供給する場合は，前記分流量調整手段に対する制御を圧力安定時の前記処理ガス用第１分岐流路内の圧力を保持するように分流量を調整する圧力一定制御に切換えてから前記付加ガス供給手段により付加ガスを供給し，前記付加ガス用第１分岐流路を介して処理ガス用第１分岐流路へ付加ガスを供給する場合は，前記分流量調整手段に対する制御を圧力安定時の前記処理ガス用第２分岐流路内の圧力を保持するように分流量を調整する圧力一定制御に切換えてから前記付加ガス供給手段により付加ガスを供給する工程とを有することを特徴とするガス供給方法が提供される。
このような本発明によれば，処理ガス供給手段からの処理ガスは，処理ガス用第１，第２分岐流路に分流され，一方の処理ガス用分岐流路からは処理ガス供給手段からの処理ガスがそのまま処理室に供給され，他方の処理ガス分岐流路からは所定の付加ガスが付加されて処理ガスのガス成分や流量が調整された上で処理室に供給される。これにより，各処理ガス用分岐流路で共通するガス成分を有する処理ガスは共通の処理ガス供給手段から供給され，さらに他方の処理ガス用分岐流路を流れる処理ガスには必要に応じて付加ガスが付加されてガス成分や流量を調整することができるので，必要最小限の配管数で足り，その分簡単な配管構成が可能となり，流量制御も簡単にすることができる。
さらに，付加ガス供給前に分流量調整手段の分流制御を圧力比制御から圧力一定制御に切換えるので，他方の処理ガス用分岐流路（例えば第２分岐流路）に付加ガスを供給したときにその分岐流路内の圧力が変動しても，その分岐流路へ流れるべき処理ガスが一方の処理ガス分岐流路に流れ込むことを防止することができる。このため，付加ガス供給の前後で各処理ガス用分岐流路に分流される処理ガスの流量比（分流比）が崩れることを防止することができ，所望の流量比で分流された処理ガスを基板表面上の異なる領域へ供給することができる。これにより，所望の面内均一性を実現することができる。
また，上記制御手段は，前記付加ガスの供給開始後に，前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力が安定すると，その圧力安定時の前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力比を新たな目標圧力比とし，前記分流量調整手段に対する制御を前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力比が前記新たな目標圧力比になるように分流量を調整する圧力比制御に切換えるようにしてもよい。このように，分流量調整手段の制御を圧力一定制御から圧力比制御に戻すことによって，その後に実行される基板処理において，ガス噴出孔のコンダクタンスが変化しても，各処理ガス用分岐流路内の圧力はともに変動するので圧力比は変わらないため，圧力比制御によれば各処理ガス用分岐流路内の圧力比が崩れないように制御することができる。これにより，経時的にガス噴出孔のコンダクタンスが変化しても各処理ガス用分岐流路に分流される処理ガスの流量比が崩れることを防止することができる。
また，上記分流量調整手段は，例えば前記各処理ガス用第１，第２分岐流路を流れる処理ガスの流量を調整するためのバルブと前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力を測定するための圧力センサを備え，前記各圧力センサからの検出圧力に基づいて前記バルブの開閉度を調整することにより，前記処理ガス供給流路からの処理ガスの流量比を調整する。
また，上記処理ガス供給手段は，複数のガス供給源を備え，前記各ガス供給源から所定流量で混合された処理ガスを前記処理ガス供給路へ供給するようにしてもよい。また，上記付加ガス供給手段は，複数のガス供給源を備え，前記各ガス供給源から選択され或いは所定のガス流量比で混合された付加ガスを前記付加ガス供給路へ供給するようにしてもよい。これによれば，処理ガス供給手段からは各処理ガス用分岐流路で共通する複数のガス成分が混合された処理ガスが供給され，いずれかの分岐流路を流れる処理ガスには必要に応じて付加ガスが付加されてガス成分や流量が調整されるので，配管数がより少なくて済み，より簡単な配管構成が可能となる。
また，上記処理ガス用第１分岐流路は，例えばこの流路を流れる処理ガスが前記処理室内の被処理基板表面上の中心部領域へ向けて供給されるように配設し，前記処理ガス用第２分岐流路は，例えばこの流路を流れる処理ガスが前記被処理基板表面上の外周部領域へ向けて供給されるように配設する。これにより，被処理基板の中心部領域と外周部領域における処理の均一性を向上させることができる。
また，上記処理ガス用第２分岐流路は，前記処理ガス供給路から分岐する複数の分岐流路からなり，前記各処理ガス用第２分岐流路に前記付加ガス供給手段からの付加ガスを供給可能に構成してもよい。これによれば，被処理基板の外周部領域をさらに複数の領域に分けてそれぞれの領域に処理ガスを供給するように構成することができるので，被処理基板の外周部領域における処理の均一性をより細かく制御することができる。
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，被処理基板を処理する処理室内にガスを供給するガス供給装置であって，前記被処理基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給手段と，前記処理ガス供給手段からの処理ガスを流す処理ガス供給路と，前記処理ガス供給路から分岐して前記処理室の異なる部位にそれぞれ接続される処理ガス用第１分岐流路及び処理ガス用第２分岐流路と，前記処理ガス供給路から前記各処理ガス用第１，第２分岐流路に分流される処理ガスの分流量を前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力に基づいて調整する分流量調整手段と，所定の付加ガスを供給する付加ガス供給手段と，前記付加ガス供給手段からの付加ガスを流す付加ガス供給路と，前記付加ガス供給路から分岐して前記分流量調整手段より下流側で前記処理ガス用第１分岐流路に接続される付加ガス用第１分岐流路と，前記付加ガス供給路から分岐して前記分流量調整手段より下流側で前記処理ガス用第２分岐流路に接続される付加ガス用第２分岐流路と，前記付加ガス用第１分岐流路と前記付加ガス用第２分岐流路の一方又は両方に設けられ，これらの流路を開閉するための開閉バルブとを備えることを特徴とするガス供給装置が提供される。
このような本発明によれば，開閉バルブを制御することにより，付加ガス供給配管２７２からの付加ガスを流す流路を切換えることができる。また，付加ガス用第１，第２分岐流路の両方に開閉バルブを設けることにより，付加ガス用第１，第２分岐配管の両方から付加ガスを処理ガス用第１，第２分岐配管へそれぞれ供給することもできる。
以上説明したように本発明によれば，簡単な配管構成で，しかも簡単な制御で処理室内の複数部位からガスを供給することができ，所望の面内均一性を実現できるガス供給装置等を提供できるものである。
以下に添付図面を参照しながら，本発明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。
（基板処理装置の構成例）
先ず，本発明の実施形態にかかる基板処理装置について図面を参照しながら説明する。図１は，本実施形態にかかる基板処理装置の概略構成を示す断面図である。ここでは，基板処理装置を平行平板型のプラズマエッチング装置として構成したものである。
基板処理装置１００は，略円筒形状の処理容器により構成される処理室１１０を有している。処理容器は，例えばアルミニウム合金により形成され，電気的に接地されている。また，処理容器の内壁面は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。
処理室１１０内には，基板としてのウエハＷを載置する載置台を兼ねる下部電極を構成するサセプタ１１６が配設されている。具体的には，サセプタ１１６は，処理室１１０内の底部略中央に絶縁板１１２を介して設けられた円柱状のサセプタ支持台１１４上に支持される。サセプタ１１６は，例えばアルミニウム合金により形成される。
サセプタ１１６の上部には，ウエハＷを保持する静電チャック１１８が設けられている。静電チャック１１８は，内部に電極１２０を有している。この電極１２０には，直流電源１２２が電気的に接続されている。静電チャック１１８は，直流電源１２２から電極１２０に直流電圧が印加されて発生するクーロン力により，その上面にウエハＷを吸着できるようになっている。
また，サセプタ１１６の上面には，静電チャック１１８の周囲を囲むように，フォーカスリング１２４が設けられている。なお，サセプタ１１６及びサセプタ支持台１１４の外周面には，例えば石英からなる円筒状の内壁部材１２６が取り付けられている。
サセプタ支持台１１４の内部には，リング状の冷媒室１２８が形成されている。冷媒室１２８は，例えば処理室１１０の外部に設置されたチラーユニット（図示せず）に，配管１３０ａ，１３０ｂを介して連通している。冷媒室１２８には，配管１３０ａ，１３０ｂを介して冷媒（冷媒液又は冷却水）が循環供給される。これにより，サセプタ１１６上のウエハＷの温度を制御することができる。
静電チャック１１８の上面には，サセプタ１１６及びサセプタ支持台１１４内を通るガス供給ライン１３２が通じている。このガス供給ライン１３２を介してウエハＷと静電チャック１１８との間にＨｅガスなどの伝熱ガス（バックサイドガス）を供給できるようになっている。
サセプタ１１６の上方には，下部電極を構成するサセプタ１１６と平行に対向する上部電極１３４が設けられている。サセプタ１１６と上部電極１３４との間には，プラズマ生成空間ＰＳが形成される。
上部電極１３４は，円板状の内側上部電極１３８と，この内側上部電極１３８の外側を囲むリング状の外側上部電極１３６とを備える。外側上部電極１３６と内側上部電極１３８との間には，リング状の誘電体１４２が介在されている。外側上部電極１３６と処理室１１０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１４４が気密に介在されている。
外側上部電極１３６には，給電筒１５２，コネクタ１５０，上部給電棒１４８，整合器１４６を介して第１高周波電源１５４が電気的に接続されている。第１高周波電源１５４は，４０ＭＨｚ以上（例えば６０ＭＨｚ）の周波数の高周波電圧を出力できる。
給電筒１５２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１３６に接続されている。給電筒１５２の上面中央部には，コネクタ１５０によって上部給電棒１４８の下端部が電気的に接続されている。上部給電棒１４８の上端部は，整合器１４６の出力側に接続されている。整合器１４６は，第１高周波電源１５４に接続されており，第１高周波電源１５４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１５２の外側は，処理室１１０とほぼ同じ径の側壁を有する円筒状の接地導体１１１により覆われている。接地導体１１１の下端部は，処理室１１０の側壁上部に接続されている。接地導体１１１の上面中央部には，上述した上部給電棒１４８が貫通しており，接地導体１１１と上部給電棒１４８の接触部には，絶縁部材１５６が介在している。
内側上部電極１３８は，サセプタ１１６に載置されたウエハＷ上に所定のガスを噴出するシャワーヘッドを構成する。内側上部電極１３８は，多数のガス噴出孔１６０ａを有する円形状の電極板１６０と，電極板１６０の上面側を着脱自在に支持する電極支持体１６２を備える。電極支持体１６２は，電極板１６０とほぼ同じ径の円板状に形成される。
電極支持体１６２の内部には，円板状の空間からなるバッファ室１６３が形成されている。バッファ室１６３内には環状隔壁部材１６４が設けられており，この環状隔壁部材１６４によってバッファ室１６３内は円板状の空間からなる内側の第１バッファ室１６３ａとこの第１バッファ室１６３ａを囲むリング状の空間からなる外側の第２バッファ室１６３ｂとに区画される。この環状隔壁部材１６４は，例えばＯリングにより構成される。
ここで，サセプタ１１６上のウエハＷの中心部領域（センタ部）と，中心部領域を囲む外周部領域（エッジ部）とに分けて考えれば，第１バッファ室１６３ａはウエハＷのセンタ部に対向し，第２バッファ室１６３ｂはウエハＷのエッジ部に対向するように構成されている。
このような各バッファ室１６３ａ，１６３ｂの下面には，ガス噴出孔１６０ａが連通している。そして，ウエハＷのセンタ部には第１バッファ室１６３ａから所定のガスを噴出することができ，ウエハＷのエッジ部には第２バッファ室１６３ｂから所定のガスを噴出することができる。各バッファ室１６３ａ，１６３ｂにはそれぞれ，ガス供給装置２００から所定のガスが供給されるようになっている。
電極支持体１６２の上面には，図１に示すように下部給電筒１７０が電気的に接続されている。下部給電筒１７０は，上部給電棒１４８にコネクタ１５０を介して接続されている。下部給電筒１７０の途中には，可変コンデンサ１７２が設けられている。この可変コンデンサ１７２の静電容量を調整することによって，第１高周波電源１５４から高周波電圧を印加したときに外側上部電極１３６の直下に形成される電界強度と，内側上部電極１３８の直下に形成される電界強度との相対的な比率を調整することができる。
処理室１１０の底部には，排気口１７４が形成されている。排気口１７４は，排気管１７６を介して真空ポンプなどを備えた排気装置１７８に接続されている。この排気装置１７８によって処理室１１０内を排気することによって，処理室１１０内を所望の真空度に減圧することができる。
サセプタ１１６には，整合器１８０を介して第２高周波電源１８２が電気的に接続されている。第２高周波電源１８２は，例えば２ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの範囲，例えば２ＭＨｚの周波数の高周波電圧を出力できる。
上部電極１３４の内側上部電極１３８には，ローパスフィルタ１８４が電気的に接続されている。ローパスフィルタ１８４は第１高周波電源１５４からの高周波を遮断し，第２高周波電源１８２からの高周波をグランド（ground）に通すためのものである。一方，下部電極を構成するサセプタ１１６には，ハイパスフィルタ１８６が電気的に接続されている。ハイパスフィルタ１８６は第１高周波電源１５４からの高周波をグランド（ground）に通すためのものである。
（ガス供給装置）
次に，ガス供給装置２００について図面を参照しながら説明する。図１は，処理ガスを処理室１１０内のウエハＷのセンタ部へ向けて供給する第１処理ガス（センタ部用処理ガス）と，ウエハＷのエッジ部へ向けて供給する第２処理ガス（エッジ部用処理ガス）の２つに分流する場合の例である。なお，本実施形態のように処理ガスを２つに分流する場合に限られず，３つ以上に分流するようにしてもよい。
ガス供給装置２００は，例えば図１に示すようにウエハ対して成膜やエッチングなどの所定の処理を施すための処理ガスを供給する処理ガス供給手段２１０と，所定の付加ガスを供給する付加ガス供給手段２２０とを備える。
処理ガス供給手段２１０は処理ガス供給路を構成する処理ガス供給配管２５２が接続される。処理ガス供給配管２５２には，この配管２５２を開閉する開閉バルブ２６２が設けられている。処理ガス供給配管２５２からは，処理ガス用の第１分岐流路を構成する処理ガス用第１分岐配管２５４（以下，単に「第１分岐配管２５４」とも称する。）及び処理ガス用の第２分岐流路を構成する処理ガス用第２分岐配管２５６（以下，単に「第２分岐配管２５６」とも称する。）が分岐している。
これら処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６はそれぞれ，処理室１１０の上部電極１３４の異なる部位，例えば内側上部電極１３８の第１，第２バッファ室１６３ａ，１６３ｂに接続される。なお，処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６は，後述の分流量調整手段２３０の内部で分岐していてもよく，また分流量調整手段２３０の外部で分岐していてもよい。
ガス供給装置２００はさらに，処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６を流れる第１，第２処理ガスの分流量を第１，第２分岐配管２５４，２５６内の圧力に基づいて調整する分流量調整手段（例えばフロースプリッタ）２３０を備える。
付加ガス供給手段２２０は，付加ガス供給路を構成する付加ガス供給配管２７２が接続される。付加ガス供給配管２７２には，この配管２７２を開閉する開閉バルブ２８２が設けられている。付加ガス供給配管２７２からは，付加ガス用の第１分岐流路を構成する付加ガス用第１分岐配管２７４（以下，単に「第１分岐配管２７４」とも称する。）及び付加ガス用の第２分岐流路を構成する付加ガス用第２分岐配管２７６（以下，単に「第２分岐配管２７６」とも称する）が分岐している。
これら付加ガス用第１，第２分岐配管２７４，２７６はそれぞれ，分流量調整手段２３０の下流側で，処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６の途中に接続される。付加ガス用第１分岐配管２７４には，その配管２７４を開閉する開閉バルブ２８４が設けられ，付加ガス用第２分岐配管２７６には，その配管２７６を開閉する開閉バルブ２８６が設けられている。この開閉バルブ２８４，２８６を制御することにより，付加ガス供給手段２２０からの付加ガスを第１，第２分岐配管２７４，２７６のいずれかに供給できる。なお，これら開閉バルブ２８４，２８６は付加ガス用分岐流路の流路切換手段を構成する。
このようなガス供給装置２００によれば，処理ガス供給手段２１０からの処理ガスは，分流量調整手段２３０によって分流量が調整されつつ，処理ガス用第１分岐配管２５４と処理ガス用第２分岐配管２５６に分流される。そして，第１分岐配管２５４を流れる第１処理ガスは第１バッファ室１６３ａを介してウエハＷのセンタ部に向けて供給され，第２分岐配管２５６を流れる第２処理ガスは第２バッファ室１６３ｂを介してウエハＷのエッジ部に向けて供給される。
そして，処理ガス用第２分岐配管２５６へ付加ガスを供給する場合には，付加ガス用第１分岐配管２７４の開閉バルブ２８４を閉じたまま，付加ガス用第２分岐配管２７６の開閉バルブ２８６を開いて，付加ガス供給手段２２０から付加ガスの供給を開始する。これにより，その付加ガスは付加ガス供給配管２７２，付加ガス用第２分岐配管２７６を介して処理ガス用第２分岐配管２５６に流れて，第２処理ガスと混合される。そして，付加ガスは第２処理ガスとともに，第２バッファ室１６３ｂを介してウエハＷのエッジ部に向けて供給される。
一方，処理ガス用第１分岐配管２５４へ付加ガスを供給する場合には，付加ガス用第２分岐配管２７６の開閉バルブ２８６を閉じたまま，付加ガス用第１分岐配管２７４の開閉バルブ２８４を開いて，付加ガス供給手段２２０から付加ガスの供給を開始する。これにより，その付加ガスは付加ガス供給配管２７２，付加ガス用第１分岐配管２７４を介して処理ガス用第１分岐配管２５４に流れて，第１処理ガスと混合される。そして，付加ガスは第１処理ガスとともに，第１バッファ室１６３ａを介してウエハＷのセンタ部に向けて供給される。なお，ガス供給装置２００の具体的構成例は後述する。
基板処理装置１００には，その各部を制御する制御部３００が接続されている。制御部３００により，例えばガス供給装置２００における処理ガス供給手段２１０，付加ガス供給手段２２０，分流量調整手段２３０などの他，直流電源１２２，第１高周波電源１５４及び第２高周波電源１８２などが制御されるようになっている。
（制御部の構成例）
ここで，制御部３００の構成例を図面を参照しながら説明する。図２は制御部３００の構成例を示すブロック図である。図２に示すように，制御部３００は，制御部本体を構成するＣＰＵ（中央処理装置）３１０，ＣＰＵ３１０が行う各種データ処理のために使用されるメモリエリア等を設けたＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）３２０，操作画面や選択画面などを表示する液晶ディスプレイなどで構成される表示手段３３０，オペレータによるプロセスレシピの入力や編集など種々のデータの入力及び所定の記憶媒体へのプロセスレシピやプロセス・ログの出力など種々のデータの出力などを行うことができるタッチパネルなどで構成される操作手段３４０，記憶手段３５０，インタフェース３６０を備える。
記憶手段３５０には，例えば基板処理装置１００の種々の処理を実行するための処理プログラム，その処理プログラムを実行するために必要な情報（データ）などが記憶される。記憶手段３５０は，例えばメモリ，ハードディスク（ＨＤＤ）などにより構成される。ＣＰＵ３１０は必要に応じてプログラムデータ等を読み出して，各種の処理プログラムを実行する。例えばＣＰＵ３１０は，ウエハを処理するのに先立って処理室１１０内にガス供給装置２００を制御して所定のガスを供給するガス供給処理などを実行する。
インタフェース３６０には，ＣＰＵ３１０により制御を行う分流量調整手段２３０，処理ガス供給手段２１０，付加ガス供給手段２２０などの各部が接続される。インタフェース３６０は，例えば複数のＩ／Ｏポートなどにより構成される。
上記ＣＰＵ３１０と，ＲＡＭ３２０，表示手段３３０，操作手段３４０，記憶手段３５０，インタフェース３６０等とは，制御バス，データバス等のバスラインにより接続されている。
（ガス供給装置の具体的構成例）
次に，ガス供給装置２００の各部の具体的な構成例について説明する。図３は，ガス供給装置２００の具体的な構成例を示すブロック図である。処理ガス供給手段２１０は例えば図３に示すように複数（例えば３つ）のガス供給源２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃが収容されたガスボックスにより構成される。各ガス供給源２１２ａ〜２１２ｃの配管は，これらからの各ガスが合流する処理ガス供給配管２５２に接続される。各ガス供給源２１２ａ〜２１２ｃの配管にはそれぞれ，各ガスの流量を調整するためのマスフローコントローラ２１４ａ〜２１４ｃが設けられている。このような処理ガス供給手段２１０によれば，各ガス供給源２１２ａ〜２１２ｃからのガスは所定の流量比で混合されて，処理ガス供給配管２５２に流れ出て，第１，第２分岐配管２５４，２５６に分流される。
ガス供給源２１２ａには例えば図３に示すようにエッチングガスとしてのフロロカーボン系のフッ素化合物，ＣＦ４，Ｃ４Ｆ６，Ｃ４Ｆ８，Ｃ５Ｆ８などのＣＸＦＹガスが封入される。ガス供給源２１２ｂ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２１２ｃ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。なお，処理ガス供給手段２１０のガス供給源の数は，図３に示す例に限られるものではなく，例えば１つでも，２つでもよく，また４つ以上設けてもよい。
一方，付加ガス供給手段２２０は例えば図３に示すように複数（例えば２つ）のガス供給源２２２ａ，２２２ｂが収容されたガスボックスにより構成される。各ガス供給源２２２ａ，２２２ｂの配管は，これらからの各ガスが合流する付加ガス供給配管２７２に接続される。各ガス供給源２２２ａ，２２２ｂの配管にはそれぞれ，各ガスの流量を調整するためのマスフローコントローラ２２４ａ，２２４ｂが設けられている。このような付加ガス供給手段２２０によれば，各ガス供給源２２２ａ，２２２ｂからのガスは選択されて或は所定のガス流量比で混合されて，付加ガス供給配管２７２に流れ出て，分流量調整手段２３０よりも下流側の処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６のいずれかへ供給される。
ガス供給源２２２ａには，例えばエッチングを促進可能なＣＸＦＹガスが封入され，ガス供給源２２２ｂ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。なお，付加ガス供給手段２２０のガス供給源の数は，図３に示す例に限られるものではなく，例えば１つでもよく，また３つ以上設けてもよい。
分流量調整手段２３０は，処理ガス用第１分岐配管２５４内の圧力を調整する圧力調整部２３２と，処理ガス用第２分岐配管２５６内の圧力を調整する圧力調整部２３４とを備える。具体的には，圧力調整部２３２は処理ガス用第１分岐配管２５４内の圧力を検出する圧力センサ２３２ａと処理ガス用第１分岐配管２５４の開閉度を調整するバルブ２３２ｂを備え，圧力調整部２３４は処理ガス用第２分岐配管２５６内の圧力を検出する圧力センサ２３４ａと処理ガス用第２分岐配管２５６の開閉度を調整するバルブ２３４ｂを備える。
圧力調整部２３２，２３４は圧力コントローラ２４０に接続されており，圧力コントローラ２４０は，制御部３００からの指令に応じて，各圧力センサ２３２ａ，２３４ａからの検出圧力に基づいて各バルブ２３２ｂ，２３４ｂの開閉度を調整する。例えば制御部３００は，圧力比制御によって分流量調整手段２３０を制御する。この場合，圧力コントローラ２４０は，第１，第２処理ガスが制御部３００からの指令による目標流量比になるように，すなわち各処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６内の圧力が目標圧力比になるように，各バルブ２３２ｂ，２３４ｂの開閉度を調整する。なお，圧力コントローラ２４０は，分流量調整手段２３０に制御ボードとして内蔵してもよく，また分流量調整手段２３０とは別個で構成してもよい。また，圧力コントローラ２４０は制御部３００内に設けるようにしてもよい。
このような基板処理装置１００では，例えばウエハに対してエッチングなどの処理を行うのに先立って，ガス供給装置２００によって処理室１１０内に所定のガスが供給される。具体的には，先ず処理ガス供給手段２１０からの処理ガスの供給が開始され，分流量調整手段２３０は圧力比制御される。そして，各処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６内の圧力比が目標圧力比に調整された後に，付加ガス供給手段２２０からの付加ガスが処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６のいずれかに供給される。
この場合，もし分流量調整手段２３０に対する制御を圧力比制御にしたまま，付加ガスを処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６のいずれかに供給すると，次のような問題がある。例えば付加ガスを処理ガス用第２分岐配管２５６に供給した場合には，第２分岐配管２５６内の圧力の方が第１分岐配管２５４内の圧力よりも上昇して圧力比が崩れるので，分流量調整手段２３０は目標圧力比になるように自動的にバルブ２３２ｂ，２３４ｂの開閉度を調整しようとする。このため，第１処理ガスの方が第２処理ガスよりも多く流れてしまい，付加ガスの供給の前後で第１，第２処理ガスの流量比が崩れてしまうという問題がある。
この点，処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６内の圧力比が目標圧力比に調整され各圧力が安定した時点で分流量調整手段２３０の各バルブ２３２ｂ，２３４ｂを固定し，その後に付加ガスを供給するようにすれば，付加ガスが供給されても各バルブ２３２ｂ，２３４ｂが自動的に可動されないので，第１，第２処理ガスの流量比が崩れることを防止できるとも考えられる。
ところが，付加ガスの供給により処理ガス用第２分岐配管２５６内の圧力は上昇するので，上記のように分流量調整手段２３０の各バルブ２３２ｂ，２３４ｂを固定してしまうと，処理ガスは第２分岐配管２５６側へは流れにくくなり，その分第１分岐配管２５４側へ流れ込んでしまう。従って，分流量調整手段２３０の各バルブ２３２ｂ，２３４ｂを固定しても，結果的には付加ガス供給の前後で処理ガス用第１，第２処理ガスの流量比が崩れてしまう。
また，付加ガスを処理ガス用第１分岐配管２５４に供給した場合にも，同様の問題がある。すなわち，この場合には付加ガスの供給により処理ガス用第１分岐配管２５４内の圧力が上昇するので，上記のように分流量調整手段２３０の各バルブ２３２ｂ，２３４ｂを固定してしまうと，処理ガスは第１分岐配管２５４側へは流れにくくなり，その分第２分岐配管２５６側へ流れ込んでしまう。従って，この場合にも，付加ガス供給の前後で処理ガス用第１，第２処理ガスの流量比が崩れてしまう。
そこで，本発明によるガス供給処理では，付加ガスを供給する前に，分流量調整手段２３０の分流制御を，処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６内の圧力を目標圧力比に保持する圧力比制御から，処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６のいずれかの配管内の圧力を一定に保持する圧力一定制御に切換える。具体的には，処理ガス用第１分岐配管２５４へ付加ガスを供給する場合には処理ガス用第２分岐配管２５６内の圧力を一定に保持する制御に切換えた上で付加ガスの供給を開始する。また，処理ガス用第２分岐配管２５６へ付加ガスを供給する場合には処理ガス用第１分岐配管２５４内の圧力を一定に保持する制御に切換えた上で付加ガスの供給を開始する。
これによれば，付加ガスを供給しても，一方の分岐配管（例えば処理ガス用第１分岐配管２５４）内の圧力が一定に保持されるので，たとえ他方の分岐配管（例えば処理ガス用第２分岐配管２５６）内の圧力が変動しても，他方の分岐配管（例えば処理ガス用第２分岐配管２５６）へ流れるべき処理ガスが一方の分岐配管（例えば処理ガス用第１分岐配管２５４）に流れ込むことを防止できる。これにより，いずれの分岐配管２５４，２５６へ付加ガスを供給する場合においても，付加ガス供給の前後で第１，第２処理ガスの流量比が崩れることを防止することができる。
（ガス供給処理の具体例）
ここで，このような本発明の実施形態にかかるガス供給処理の具体例について説明する。図４は本実施形態にかかるガス供給処理を含む基板処理装置の処理の具体例を示すフローチャートである。先ずステップＳ１１０にて制御部３００は，開閉バルブ２６２を開いて処理ガス供給手段２１０による処理ガスの供給を開始する。これにより，処理ガス供給手段２１０内の予め設定されているガスが所定流量で処理ガス供給配管２５２に流される。具体的には例えばガス供給源２１２ａ〜２１２ｃのＣＸＦＹガス，Ｏ２ガス及びＡｒガスがそれぞれ所定流量で供給が開始されると，各ガスは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，その混合ガスが処理ガスとして処理ガス供給配管２５２へ流れる。
次いで，ステップＳ１２０にて制御部３００は分流量調整手段２３０に対して圧力比制御による処理ガスの分流量調整を行わせる。具体的には例えば制御部３００が圧力比制御指令を発すると，分流量調整手段２３０は圧力コントローラ２４０の制御により圧力センサ２３２ａ，２３４ａの測定圧力に基づいてバルブ２３２ｂ，２３４ｂの開閉度を調整し，処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６の圧力比が目標圧力比になるように調整する。これにより，処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６を介して第１，第２バッファ室１６３ａ，１６３ｂにそれぞれ供給される第１，第２処理ガスの流量比が決まる。
そして，ステップＳ１３０にて処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６の各圧力が安定したか否かを判断する。各圧力が安定したと判断した場合はステップＳ１４０にて処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６うち，どちらの分岐配管へ付加ガスを供給するかを判断する。具体的には例えば処理ガス用第２分岐配管２５６へ付加ガスを供給するかを判断する。
ステップＳ１４０にて処理ガス用第２分岐配管２５６へ付加ガスを供給すると判断した場合は，ステップＳ１５０にて制御部３００は分流量調整手段２３０に対して処理ガス用第１配管２５４内圧力一定制御による処理ガスの分流量調整を行わせる。
具体的には例えば制御部３００が処理ガス用第１分岐配管２５４内の圧力一定制御指令を発する。すると，分流量調整手段２３０は圧力コントローラ２４０の制御により圧力センサ２３２ａ，２３４ａの測定圧力に基づいてバルブ２３２ｂ，２３４ｂの開閉度を調整し，処理ガス用第１分岐配管２５４の第１処理ガスの圧力が一定になるように調整する。なお，この時点では，第２バッファ室１６３ｂには，少なくとも第１のバッファ室６３ａと同じガス成分の混合ガス（同じエッチング処理が可能な混合ガス）が供給されている。
次いで，ステップＳ１６０にて，開閉バルブ２８４，２８６を制御して，付加ガス用第２分岐配管２７６を介して付加ガスの供給を開始する。具体的には，付加ガス用第１分岐配管２７４の開閉バルブ２８４を閉じたまま，付加ガス用第２分岐配管２７６の開閉バルブ２８６を開き，開閉バルブ２８２を開いて付加ガス供給手段２２０から付加ガスの供給を開始する。これにより，付加ガス供給手段２２０から予め設定されている付加ガスが所定流量で処理ガス用第２分岐配管２５６へ供給される。
この場合，付加ガス供給手段２２０からは，例えばガス供給源２２２ａ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分岐配管２５６に合流し，第２分岐配管２５６を介して第２バッファ室１６３ｂへ供給される。これにより，第２バッファ室１６３ｂには，第１バッファ室１６３ａよりもＣＦ４ガスの多い処理ガスが供給される。こうして，第２バッファ室１６３ｂに供給される処理ガスのガス成分及び流量が決まる。
これに対して，ステップＳ１４０にて処理ガス用第１分岐配管２５４へ付加ガスを供給すると判断した場合は，ステップＳ１７０にて制御部３００は分流量調整手段２３０に対して処理ガス用第２配管２５６内圧力一定制御による処理ガスの分流量調整を行わせる。
具体的には例えば制御部３００が処理ガス用第２分岐配管２５６内の圧力一定制御指令を発する。すると，分流量調整手段２３０は圧力コントローラ２４０の制御により圧力センサ２３２ａ，２３４ａの測定圧力に基づいてバルブ２３２ｂ，２３４ｂの開閉度を調整し，処理ガス用第２分岐配管２５６の第２処理ガスの圧力が一定になるように調整する。
次いで，ステップＳ１８０にて，開閉バルブ２８４，２８６を制御して，付加ガス用第１分岐配管２７４を介して付加ガスの供給を開始する。具体的には，付加ガス用第２分岐配管２７６の開閉バルブ２８６を閉じたまま，付加ガス用第１分岐配管２７４の開閉バルブ２８４を開き，開閉バルブ２８２を開いて付加ガス供給手段２２０から付加ガスの供給を開始する。これにより，付加ガス供給手段２２０から予め設定されている付加ガスが所定流量で処理ガス用第１分岐配管２５４へ供給される。
そして，ステップＳ１９０にて処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６の各圧力が安定したか否かを判断する。ステップＳ１９０にて各圧力が安定したと判断した場合は，ステップＳ３００にてウエハの処理を実行する。
このようなガス供給処理によって，付加ガスが処理ガス用第２分岐配管２５６へ供給される場合には，基板処理装置１００では，減圧雰囲気の下，サセプタ１１６上のウエハＷの中心部付近には，第１バッファ室１６３ａからの処理ガスの混合ガスが供給され，ウエハＷの外周部（エッジ部）には，第２バッファ室１６３ｂからの処理ガスと付加ガスの混合ガス（例えばＣＦ４ガスの多い混合ガス）が供給される。これにより，ウエハＷの外周部（エッジ部）におけるエッチング特性がウエハＷの中心部（センタ部）に対して相対的に調整され，ウエハＷの面内のエッチング特性を均一にすることができる。
これに対して，付加ガスが処理ガス用第１分岐配管２５４へ供給される場合には，サセプタ１１６上のウエハＷの中心部付近には，第１バッファ室１６３ａからの処理ガスと付加ガスの混合ガスが供給され，ウエハＷの外周部（エッジ部）には，第２バッファ室１６３ｂからの処理ガスの混合ガスが供給される。これにより，ウエハＷの中心部（センタ部）におけるエッチング特性がウエハＷの外周部（エッジ部）に対して相対的に調整され，ウエハＷの面内のエッチング特性を均一にすることができる。
このような図４に示す処理によれば，処理ガス供給手段２１０からの処理ガスは，第１，第２分岐配管２５４，２５６に分流され，一方の処理ガス用分岐配管（例えば第１分岐配管２５４）からは処理ガス供給手段２１０からの処理ガスがそのまま処理室１１０に供給され，他方の処理ガス用分岐配管（例えば第２分岐配管２５６）からは所定の付加ガスが付加されて処理ガスのガス成分や流量が調整された上で処理室１１０に供給される。これにより，処理ガス供給手段２１０からは各処理ガス用分岐配管２５４，２５６で共通するガス成分を有する処理ガスが供給され，他方の処理ガス用分岐配管（例えば第２分岐配管２５６）を流れる処理ガスには必要に応じて付加ガスが付加されてガス成分や流量が調整される。このため，例えば各処理ガス用分岐配管で共通するガス成分の数が多い場合には，各分岐配管ごとに処理ガス源を設ける場合に比してより少ない配管数で足りる。このように，ガス供給装置２００の配管数を必要最小限にすることができるので，より簡単な配管構成でガス供給装置２００を構成することができる。しかも各処理ガス用分岐配管２５４，２５６の圧力に基づいて処理ガスの分流量を調整するので，簡単な制御で処理室１１０内の複数部位からガスを供給することができる。
また，付加ガス供給前に分流量調整手段２３０を圧力比制御から圧力一定制御に切換えるという簡単な制御によって，付加ガス供給開始によって処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６の圧力比が変動しても，分流量調整手段２３０は圧力一定制御により一方の処理ガス用分岐配管（例えば第１分岐配管２５４）の圧力が一定になるように各バルブ２３２ｂ，２３４ｂが調整される。
このため，他方の処理ガス用分岐配管（例えば第２分岐配管２５６）へ流れるべき処理ガスの一部が一方の処理ガス用分岐配管（例えば第１分岐配管２５４）へ流れ込むことを防止することができる。これにより，付加ガス供給前後で分流量調整手段２３０から各処理ガス用分岐配管を流れる処理ガスの流量比が崩れることを防止できるので，所望の面内均一性を実現することができる。
なお，図４に示す処理では，ステップＳ１４０にて分流量調整手段２３０に対する制御を圧力一定制御に切換えたままでウエハの処理を行う場合を例に挙げたが，ウエハの処理前に分流量調整手段２３０の制御を再び圧力比制御に戻すようにしてもよい。
例えば単一のウエハ処理又は複数のウエハの連続処理を実行している間に，例えば上部電極１３４の温度が徐々に上昇してガス噴出孔１６０ａのコンダクタンスが変化してガスが流れ難くなる場合がある。
このような場合には，処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６内の圧力が両方とも上昇するので，分流量調整手段２３０に対する制御を圧力一定制御にしたままにしておくと，一方の処理ガス用分岐配管（例えば第１分岐配管２５４）のみの圧力が一定になるように各バルブ２３２ｂ，２３４ｂが調整されるので，結果として他方の処理ガス用分岐配管（第２分岐配管２５６）に流れる処理ガスの割合の方が一方の処理ガス用分岐配管（例えば第１分岐配管２５４）に流れる処理ガスよりも次第に多くなり，各処理ガス用分岐配管を流れる処理ガスの流量比が崩れてしまうという現象が生じる。
この現象は，ウエハの処理を行う前に圧力比制御に戻すことによって防止することができる。すなわち，圧力比制御に戻すことによって，たとえガス噴出孔１６０ａのコンダクタンスが変化しても，各処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６内の圧力はともに変動するので圧力比は変わらないため，各処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６内の圧力比が崩れないように制御することができる。これにより，経時的にガス噴出孔のコンダクタンスが変化しても，各処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６を流れる処理ガスの流量比が崩れることを防止することができる。
具体的には例えば図５に示すように，ステップＳ３００の処理の前にステップＳ２１０，ステップＳ２２０の処理を追加する。すなわち，図５に示す処理では，ステップＳ１９０にて処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６の各圧力が安定したと判断した場合は，ステップＳ２１０にて制御部３００は分流量調整手段２３０の制御を圧力比制御に切換える。具体的には圧力安定時の処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６内の圧力比を新たな目標圧力比とし，分流量調整手段２３０に対する制御を処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６内の圧力比が新たな目標圧力比になるように分流量を調整する圧力比制御に切換える。圧力安定時の処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６内の圧力比を新たな目標圧力比とするのは，いずれかの処理ガス用分岐配管に付加ガスを供給すると，処理ガス用分岐配管内の圧力が変わるので，その付加ガス供給による圧力の変動分も考慮して圧力比を制御することによって，第１，第２処理ガスの流量比を変えることなく，分流量調整手段２３０による分流量の調整を行うためである。
次いでステップＳ２２０にて処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６の各圧力が安定したか否かを判断する。そして，ステップＳ２２０にて各圧力が安定したと判断した場合に，ステップＳ３００にてウエハの処理を実行する。
このような図５に示す処理によれば，ウエハの処理を実行している間に上部電極１３４のガス噴出孔１６０ａのコンダクタンスが変化するような場合にも，第１，第２処理ガスの流量比の変動を防止しつつ，ウエハの処理を行うことができる。
なお，上記実施形態における処理ガス第２分岐配管２５６は，処理ガス供給配管２５２から分岐する複数の分岐配管で構成し，これら各第２分岐配管に付加ガス供給手段２２０からの付加ガスを供給可能に構成してもよい。これによれば，ウエハの外周部領域をさらに複数の領域に分けてそれぞれの領域に処理ガスを供給するように構成することができるので，ウエハの外周部領域における処理の均一性をより細かく制御することができる。
また，上記実施形態では，ガス供給装置２００から供給された処理ガスが，処理室１１０の上部からウエハＷに向けて噴出される場合について説明したが，必ずしもこれに限られるものではなく，処理室１１０の他の部分，例えば処理室１１０におけるプラズマ生成空間ＰＳの側面からも処理ガスが噴出されるようにしてもよい。これによれば，プラズマ生成空間ＰＳの上部と側部からそれぞれ所定の処理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することができる。これにより，ウエハの処理の面内均一性をさらに向上することができる。
また，上記実施形態では，付加ガス用第１，第２分岐配管２７４，２７６にそれぞれ開閉バルブ２８４，２８６を設け，これらの開閉バルブ２８４，２８６を開閉制御することにより，付加ガス供給配管２７２からの付加ガスを流す流路を切換えるようにした場合について説明したが，必ずしもこれに限定されるものではなく，付加ガス用第１，第２分岐配管２７４，２７６のいずれか一方に流路切換手段の他の例としての開閉バルブを設け，その開閉バルブを開閉制御することにより，付加ガス供給配管２７２からの付加ガスを流す流路を切換えるようにしてもよい。
なお，上記実施形態では，付加ガス用第１，第２分岐配管２７４，２７６にそれぞれ開閉バルブ２８４，２８６を設けたので，付加ガス用第１，第２分岐配管２７４，２７６の両方から付加ガスを処理ガス用第１，第２分岐配管２５４，２５６へそれぞれ供給することもできる。この場合には，付加ガス用第１，第２分岐配管２７４，２７６に例えばマスプローコントローラのような流量制御手段を設けてもよい。これにより，付加ガス用第１，第２分岐配管２７４，２７６を流れる付加ガスの流量を正確に制御することができる。
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，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。
例えば，上記実施形態では，処理ガス用分岐配管の分流量を圧力調整部により調整する場合を例に挙げて説明したが，これに限定されるものではなく，マスフローコントローラを用いて処理ガス用分岐配管の分流量を調整してもよい。また，基板処理装置としてプラズマエッチング装置に適用した場合を説明したが，処理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本発明を適用してもよい。さらに本発明は，被処理基板としてウエハ以外の例えば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。
本発明は，処理室内にガスを供給するガス供給装置，基板処理装置，ガス供給方法に適用可能である。
本発明の実施形態にかかる基板処理装置の構成例を示す断面図である。 図１に示す制御部の構成例を示すブロック図である。 同実施形態にかかるガス供給装置の構成例を示すブロック図である。 同実施形態にかかる基板処理装置の処理の１例を示すフローチャートである。 同実施形態にかかる基板処理装置の処理の他の例を示すフローチャートである。
符号の説明
１００ 基板処理装置
１１０ 処理室
１１１ 接地導体
１１２ 絶縁板
１１４ サセプタ支持台
１１６ サセプタ
１１８ 静電チャック
１２０ 電極
１２２ 直流電源
１２４ フォーカスリング
１２６ 内壁部材
１２８ 冷媒室
１３０ａ，１３０ｂ 配管
１３２ ガス供給ライン
１３４ 上部電極
１３６ 外側上部電極
１３８ 内側上部電極
１４２ 誘電体
１４４ 絶縁性遮蔽部材
１４６ 整合器
１４８ 上部給電棒
１５０ コネクタ
１５２ 給電筒
１５６ 絶縁部材
１６０ 電極板
１６０ａ ガス噴出孔
１６２ 電極支持体
１６３（１６３ａ，１６３ｂ） バッファ室
１６４ 環状隔壁部材
１７０ 下部給電筒
１７２ 可変コンデンサ
１７４ 排気口
１７６ 排気管
１７８ 排気装置
１８０ 整合器
１８４ ローパスフィルタ
１８６ ハイパスフィルタ
２００ ガス供給装置
２１０ 処理ガス供給手段
２１２ａ〜２１２ｃ ガス供給源
２１４ａ〜２１４ｃ マスフローコントローラ
２２０ 付加ガス供給手段
２２２ａ，２２２ｂ ガス供給源
２２４ａ，２２４ｂ マスフローコントローラ
２３０ 分流量調整手段
２３２，２３４ 圧力調整部
２３２ａ，２３４ａ 圧力センサ
２３２ｂ，２３４ｂ バルブ
２４０ 圧力コントローラ
２５２ 処理ガス供給配管
２５４ 処理ガス用第１分岐配管
２５６ 処理ガス用第２分岐配管
２６２ 開閉バルブ
２７２ 付加ガス供給配管
２７４ 付加ガス用第１分岐配管
２７６ 付加ガス用第２分岐配管
２８４，２８６ 開閉バルブ
３００ 制御部
３１０ ＣＰＵ
３２０ ＲＡＭ
３３０ 表示手段
３４０ 操作手段
３５０ 記憶手段
３６０ インタフェース
Ｗ ウエハ

Claims (12)

  1. 被処理基板を処理する処理室内にガスを供給するガス供給装置であって，
    前記被処理基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給手段と，
    前記処理ガス供給手段からの処理ガスを流す処理ガス供給路と，
    前記処理ガス供給路から分岐して前記処理室の異なる部位にそれぞれ接続される処理ガス用第１分岐流路及び処理ガス用第２分岐流路と，
    前記処理ガス供給路から前記各処理ガス用第１，第２分岐流路に分流される処理ガスの分流量を前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力に基づいて調整する分流量調整手段と，
    所定の付加ガスを供給する付加ガス供給手段と，
    前記付加ガス供給手段からの付加ガスを流す付加ガス供給路と，
    前記付加ガス供給路から分岐して前記分流量調整手段より下流側で前記処理ガス用第１分岐流路に接続される付加ガス用第１分岐流路と，
    前記付加ガス供給路から分岐して前記分流量調整手段より下流側で前記処理ガス用第２分岐流路に接続される付加ガス用第２分岐流路と，
    前記付加ガス用第１分岐流路と前記付加ガス用第２分岐流路のうち，前記付加ガス供給路からの付加ガスを流す流路を切換えるための流路切換手段と，
    前記被処理基板の処理に先立って，前記処理ガス供給手段により処理ガスを供給し，前記分流量調整手段に対して前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力比が目標圧力比になるように分流量を調整する圧力比制御を実行し，前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力が安定すると，これら処理ガス用第１，第２分岐流路のいずれか一方に前記付加ガス供給手段により付加ガスを供給し，その際，前記付加ガス用第２分岐流路を介して前記処理ガス用第２分岐流路へ付加ガスを供給する場合は，前記分流量調整手段に対する制御を圧力安定時の前記処理ガス用第１分岐流路内の圧力を保持するように分流量を調整する圧力一定制御に切換えてから前記付加ガス供給手段により付加ガスを供給し，前記付加ガス用第１分岐流路を介して前記処理ガス用第１分岐流路へ付加ガスを供給する場合は，前記分流量調整手段に対する制御を圧力安定時の前記処理ガス用第２分岐流路内の圧力を保持するように分流量を調整する圧力一定制御に切換えてから前記付加ガス供給手段により付加ガスを供給する制御手段と，
    を備えることを特徴とするガス供給装置。
  2. 前記制御手段は，前記付加ガスの供給開始後に，前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力が安定すると，その圧力安定時の前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力比を新たな目標圧力比とし，前記分流量調整手段に対する制御を前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力比が前記新たな目標圧力比になるように分流量を調整する圧力比制御に切換えることを特徴とする請求項１に記載のガス供給装置。
  3. 前記分流量調整手段は，前記各処理ガス用第１，第２分岐流路を流れる処理ガスの流量を調整するためのバルブと前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力を測定するための圧力センサを備え，
    前記各圧力センサからの検出圧力に基づいて前記バルブの開閉度を調整することにより，前記処理ガス供給流路からの処理ガスの流量比を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載のガス供給装置。
  4. 前記処理ガス供給手段は，複数のガス供給源を備え，前記各ガス供給源から所定流量で混合された処理ガスを前記処理ガス供給路へ供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガス供給装置。
  5. 前記付加ガス供給手段は，複数のガス供給源を備え，前記各ガス供給源から選択され或いは所定のガス流量比で混合された付加ガスを前記付加ガス供給路へ供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のガス供給装置。
  6. 前記処理ガス用第１分岐流路は，この流路を流れる処理ガスが前記処理室内の被処理基板表面上の中心部領域へ向けて供給されるように配設し，
    前記処理ガス用第２分岐流路は，この流路を流れる処理ガスが前記被処理基板表面上の外周部領域へ向けて供給されるように配設したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のガス供給装置。
  7. 前記処理ガス用第２分岐流路は，前記処理ガス供給路から分岐する複数の分岐流路からなり，前記各処理ガス用第２分岐流路に前記付加ガス供給手段からの付加ガスを供給可能に構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のガス供給装置。
  8. 被処理基板を処理する処理室内にガスを供給するガス供給装置であって，
    前記被処理基板を処理する複数の処理ガスを所定の流量比で混合して供給する処理ガス供給手段と，
    前記処理ガス供給手段からの処理ガスを流す処理ガス供給路と，
    前記処理ガス供給路から分岐して前記処理室の異なる部位にそれぞれ接続される処理ガス用第１分岐流路及び処理ガス用第２分岐流路と，
    前記処理ガス供給路から前記各処理ガス用第１，第２分岐流路に分流される処理ガスの分流量を前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力に基づいて調整する分流量調整手段と，
    複数の付加ガスを所定の流量比で混合して供給する付加ガス供給手段と，
    前記付加ガス供給手段からの付加ガスを流す付加ガス供給路と，
    前記付加ガス供給路から分岐して前記分流量調整手段より下流側で前記処理ガス用第１分岐流路に接続される付加ガス用第１分岐流路と，
    前記付加ガス供給路から分岐して前記分流量調整手段より下流側で前記処理ガス用第２分岐流路に接続される付加ガス用第２分岐流路と，
    前記付加ガス用第１分岐流路と前記付加ガス用第２分岐流路の一方又は両方に設けられ，これらの流路を開閉するための開閉バルブと，
    前記被処理基板の処理に先立って，前記処理ガス供給手段により処理ガスを供給し，前記分流量調整手段に対して前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力比が目標圧力比になるように分流量を調整する圧力比制御を実行し，前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力が安定すると，これら処理ガス用第１，第２分岐流路のいずれか一方に又は両方に片方ずつ前記付加ガス供給手段により付加ガスを供給し，その際，前記付加ガス用第２分岐流路の方から前記処理ガス用第２分岐流路へ付加ガスの供給を開始する場合は，前記分流量調整手段に対する制御を圧力安定時の前記処理ガス用第１分岐流路内の圧力を保持するように分流量を調整する圧力一定制御に切換えてから前記開閉バルブを制御して前記付加ガス用第２分岐流路の方から付加ガスを供給し，前記付加ガス用第１分岐流路の方から前記処理ガス用第１分岐流路へ付加ガスの供給を開始する場合は，前記分流量調整手段に対する制御を圧力安定時の前記処理ガス用第２分岐流路内の圧力を保持するように分流量を調整する圧力一定制御に切換えてから前記開閉バルブを制御して前記付加ガス用第１分岐流路の方から付加ガスを供給する制御手段と，
    を備えることを特徴とするガス供給装置。
  9. 被処理基板を処理する処理室と，この処理室内にガスを供給するガス供給装置と，前記ガス供給装置を制御する制御手段とを備える基板処理装置であって，
    前記ガス供給装置は，前記被処理基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給手段と，前記処理ガス供給手段からの処理ガスを流す処理ガス供給路と，前記処理ガス供給路から分岐して前記処理室の異なる部位にそれぞれ接続される処理ガス用第１分岐流路及び処理ガス用第２分岐流路と，前記処理ガス供給路から前記各処理ガス用第１，第２分岐流路に分流される処理ガスの分流量を前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力に基づいて調整する分流量調整手段と，所定の付加ガスを供給する付加ガス供給手段と，前記付加ガス供給手段からの付加ガスを流す付加ガス供給路と，前記付加ガス供給路から分岐して前記分流量調整手段より下流側で前記処理ガス用第１分岐流路に接続される付加ガス用第１分岐流路と，前記付加ガス供給路から分岐して前記分流量調整手段より下流側で前記処理ガス用第２分岐流路に接続される付加ガス用第２分岐流路と，前記付加ガス用第１分岐流路と前記付加ガス用第２分岐流路のうち，前記付加ガス供給路からの付加ガスを流す流路を切換えるための流路切換手段とを備え，
    前記制御手段は，前記被処理基板の処理に先立って，前記処理ガス供給手段により処理ガスを供給し，前記分流量調整手段に対して前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力比が目標圧力比になるように分流量を調整する圧力比制御を実行し，前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力が安定すると，これら処理ガス用第１，第２分岐流路のいずれか一方に前記付加ガス供給手段により付加ガスを供給し，その際，前記付加ガス用第２分岐流路を介して前記処理ガス用第２分岐流路へ付加ガスを供給する場合は，前記分流量調整手段に対する制御を圧力安定時の前記処理ガス用第１分岐流路内の圧力を保持するように分流量を調整する圧力一定制御に切換えてから前記付加ガス供給手段により付加ガスを供給し，前記付加ガス用第１分岐流路を介して前記処理ガス用第１分岐流路へ付加ガスを供給する場合は，前記分流量調整手段に対する制御を圧力安定時の前記処理ガス用第２分岐流路内の圧力を保持するように分流量を調整する圧力一定制御に切換えてから前記付加ガス供給手段により付加ガスを供給することを特徴とする基板処理装置。
  10. 前記制御手段は，前記付加ガスの供給開始後に，前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力が安定すると，その圧力安定時の前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力比を新たな目標圧力比とし，前記分流量調整手段に対する制御を前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力比が前記新たな目標圧力比になるように分流量を調整する圧力比制御に切換えてから，前記被処理基板の処理を開始することを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。
  11. 被処理基板を処理する処理室内にガスを供給するガス供給装置を用いるガス供給方法であって，
    前記ガス供給装置は，前記被処理基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給手段と，前記処理ガス供給手段からの処理ガスを流す処理ガス供給路と，前記処理ガス供給路から分岐して前記処理室の異なる部位にそれぞれ接続される処理ガス用第１分岐流路及び処理ガス用第２分岐流路と，前記処理ガス供給路から前記各処理ガス用第１，第２分岐流路に分流される処理ガスの分流量を前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力に基づいて調整する分流量調整手段と，所定の付加ガスを供給する付加ガス供給手段と，前記付加ガス供給手段からの付加ガスを流す付加ガス供給路と，前記付加ガス供給路から分岐して前記分流量調整手段より下流側で前記処理ガス用第１分岐流路に接続される付加ガス用第１分岐流路と，前記付加ガス供給路から分岐して前記分流量調整手段より下流側で前記処理ガス用第２分岐流路に接続される付加ガス用第２分岐流路と，前記付加ガス用第１分岐流路と前記付加ガス用第２分岐流路のうち，前記付加ガス供給路からの付加ガスを流す流路を切換えるための流路切換手段とを備え，
    前記被処理基板の処理に先立って，前記処理ガス供給手段により処理ガスを供給し，前記分流量調整手段に対して前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力比が目標圧力比になるように分流量を調整する圧力比制御を実行する工程と，
    前記圧力比制御によって前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力が安定すると，これら処理ガス用第１，第２分岐流路のいずれか一方に前記付加ガス供給手段により付加ガスを供給し，その際，前記付加ガス用第２分岐流路を介して前記処理ガス用第２分岐流路へ付加ガスを供給する場合は，前記分流量調整手段に対する制御を圧力安定時の前記処理ガス用第１分岐流路内の圧力を保持するように分流量を調整する圧力一定制御に切換えてから前記付加ガス供給手段により付加ガスを供給し，前記付加ガス用第１分岐流路を介して処理ガス用第１分岐流路へ付加ガスを供給する場合は，前記分流量調整手段に対する制御を圧力安定時の前記処理ガス用第２分岐流路内の圧力を保持するように分流量を調整する圧力一定制御に切換えてから前記付加ガス供給手段により付加ガスを供給する工程と，
    を有することを特徴とするガス供給方法。
  12. 前記付加ガスの供給開始後に，前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力が安定すると，その圧力安定時の前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力比を新たな目標圧力比とし，前記分流量調整手段に対する制御を前記各処理ガス用第１，第２分岐流路内の圧力比が前記新たな目標圧力比になるように分流量を調整する圧力比制御に切換える工程を有することを特徴とする請求項１１に記載のガス供給方法。
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