特許 5887201 基板処理方法、基板処理装置、基板処理プログラム、及び記憶媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5887201

(24)【登録日】2016年2月19日

(45)【発行日】2016年3月16日

(54)【発明の名称】基板処理方法、基板処理装置、基板処理プログラム、及び記憶媒体

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20160303BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20160303BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/302 101G

   H01L21/302 101B

   H05H1/46 M

【請求項の数】12

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2012-110447(P2012-110447)

(22)【出願日】2012年5月14日

(65)【公開番号】特開2013-239513(P2013-239513A)

(43)【公開日】2013年11月28日

【審査請求日】2015年3月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100125254

【弁理士】

【氏名又は名称】別役 重尚

(74)【代理人】

【識別番号】100118278

【弁理士】

【氏名又は名称】村松 聡

(72)【発明者】

【氏名】仙波 昌平

(72)【発明者】

【氏名】吹野 康彦

【審査官】 杢 哲次

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１５５０４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２８７９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２７６７１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０５Ｈ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に処理空間を有する処理室と、前記処理空間へ処理ガスを導入する処理ガス導入路と、前記処理空間へ高周波電力を印加する高周波電源とを備え、前記印加された高周波電力は前記処理ガスからプラズマを生成する基板処理装置において複数の処理ガスを用いて基板に連続的に複数の処理を施す基板処理方法であって、
一の処理及び該一の処理に続く次の処理の間に、前記処理ガスの前記処理室への導入を停止し、前記一の処理及び前記次の処理のいずれも阻害しない置換ガスを前記処理ガス導入路へ流入させて該置換ガスを前記処理室へ導入するガス置換ステップを有し、
前記高周波電源は、前記複数の処理が実行される間に前記処理空間へ高周波電力を印加するとともに、前記ガス置換ステップにおいても前記処理空間への高周波電力の印加を継続し、
前記ガス置換ステップにおいて前記処理空間へ印加される高周波電力の値は、前記複数の処理が実行される間に前記処理空間へ印加される高周波電力の値よりも小さいことを特徴とする基板処理方法。

【請求項2】

前記置換ガスによって前記一の処理に用いる処理ガスを前記処理ガス導入路及び前記処理室から排出した後に、前記次の処理に用いる処理ガスを前記処理ガス導入路へ流入させ、さらに前記処理室へ導入することを特徴とする請求項１記載の基板処理方法。

【請求項3】

前記基板処理装置は複数の処理ガスの各々を前記処理ガス導入路へ流入させる処理ガス流入装置をさらに備え、
前記ガス置換ステップでは、少なくとも前記処理ガス流入装置の直下において前記処理ガスの前記処理ガス導入路への流入を停止させるとともに、前記置換ガスを前記処理ガス導入路へ流入させることを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理方法。

【請求項4】

前記基板処理装置は、前記処理室を真空引きする排気系と、前記処理ガス導入路から分岐して該処理ガス導入路及び前記排気系を直接連通させる側路とをさらに備え、
前記ガス置換ステップでは、前記処理室及び前記側路の間において前記処理ガス導入路を遮断するとともに、少なくとも前記処理ガス導入路が遮断された箇所より上流でない位置において前記置換ガスを前記処理ガス導入路へ流入させ、さらに前記処理室へ導入することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理方法。

【請求項5】

前記置換ガスは希ガスからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理方法。

【請求項6】

内部に処理空間を有する処理室と、前記処理空間へ処理ガスを導入する処理ガス導入路と、前記処理空間へ高周波電力を印加する高周波電源と、複数の処理ガスの各々を前記処理ガス導入路へ流入させる処理ガス流入装置とを備える基板処理装置において、
前記処理ガス流入装置及び前記処理ガス導入路の間に設けられた開閉弁と、
前記処理ガス導入路へ置換ガスを流入させる置換ガス流入路とを備え、
前記置換ガス流入路は前記開閉弁より上流でない位置において前記処理ガス導入路に合流し、
前記高周波電源は、前記処理ガス導入路へ置換ガスを流入させるときに前記処理空間へ印加する前記高周波電力の値を、前記処理ガス導入路へ前記処理ガスを流入させるときに前記処理空間へ印加する前記高周波電力の値よりも小さくすることを特徴とする基板処理装置。

【請求項7】

前記開放弁は三方弁であり、前記置換ガス流入路は前記三方弁を介して前記処理ガス導入路に合流することを特徴とする請求項６記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記処理室を真空引きする排気系と、前記処理ガス導入路から分岐して該処理ガス導入路及び前記排気系を直接連通させる側路と、前記置換ガスを流入させる他の置換ガス流入路とをさらに備え、
前記処理ガス導入路は前記処理室及び前記側路の間において他の三方弁を有し、
前記他の置換ガス流入路は前記他の三方弁において前記処理ガス導入路と合流することを特徴とする請求項７記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記処理室を真空引きする排気系と、前記処理ガス導入路から分岐して該処理ガス導入路及び前記排気系を直接連通させる側路と、前記置換ガスを流入させる他の置換ガス流入路とをさらに備え、
前記処理ガス導入路は、前記側路と分岐する分岐点において他の三方弁を有し、
前記他の置換ガス流入路は、前記他の三方弁と前記処理室の間において前記処理ガス導入路と合流することを特徴とする請求項７記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記排気系は、排気管と、該排気管に配置された第１の排気ポンプと、前記処理室及び前記第１の排気ポンプの間において前記排気管に配置された第２の排気ポンプとを有し、
前記側路は、前記第１の排気ポンプ及び前記第２の排気ポンプの間において前記排気管と合流することを特徴とする請求項８又は９記載の基板処理装置。

【請求項11】

内部に処理空間を有する処理室と、前記処理空間へ処理ガスを導入する処理ガス導入路と、前記処理空間へ高周波電力を印加する高周波電源とを備え、前記印加された高周波電力は前記処理ガスからプラズマを生成する基板処理装置において複数の処理ガスを用いて基板に連続的に複数の処理を施す基板処理方法であって、一の処理及び該一の処理に続く次の処理の間に、前記処理ガスの前記処理室への導入を停止し、前記一の処理及び前記次の処理のいずれも阻害しない置換ガスを前記処理ガス導入路へ流入させて該置換ガスを前記処理室へ導入するガス置換ステップを有し、前記高周波電源は、前記複数の処理が実行される間に前記処理空間へ高周波電力を印加するとともに、前記ガス置換ステップにおいても前記処理空間への高周波電力の印加を継続し、前記ガス置換ステップにおいて前記処理空間へ印加される高周波電力の値は、前記複数の処理が実行される間に前記処理空間へ印加される高周波電力の値よりも小さい基板処理方法をコンピュータに実行させる基板処理プログラムであって、
前記ガス置換ステップを実行するガス置換モジュールを少なくとも有することを特徴とする基板処理プログラム。

【請求項12】

請求項１１記載の基板処理プログラムを格納することを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の処理ガスを用いて基板へ連続的に複数の処理を施す基板処理方法、基板処理装置、基板処理プログラム、及び記憶媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

ＦＰＤ（Flat Panel Display）等の基板へ処理ガスを用いて所望の処理、例えば、成膜処理やエッチング処理を施す基板処理装置８０は、例えば、図１０に示すように、基板Ｓを収容するチャンバ８１と、該チャンバ８１へ処理ガスを導入する処理ガス導入ライン８２と、複数の処理ガスのそれぞれを選択的に処理ガス導入ライン８２へ流入させるガスボックス８３と、チャンバ８１を真空引きする排気系８４とを備える（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

この基板処理装置８０では、異なる種の処理ガスを用いて基板Ｓ上に形成された第１層、第２層及び第３層のそれぞれへ連続的にエッチング処理を施すが、第１層へエッチング処理を施すための処理ガス（以下、「第１のエッチングガス」という。）を導入して第１層をエッチングした後に第２層へエッチング処理を施すための処理ガス（以下、「第２のエッチングガス」という。）を導入し、第２層をエッチングした後に第３層へエッチング処理を施すための処理ガス（以下、「第３のエッチングガス」という。）を導入し、さらに、第３層をエッチングした後の後処理、例えば、クリーニングのための処理ガス（以下、「後処理ガス」という。）を導入する。

【0004】

図１１は、図１０の基板処理装置が実行する基板への連続エッチング処理のシーケンス図である。なお、図中の各ガスに関する「ＯＮ」、「ＯＦＦ」はそれぞれ「チャンバ８１への導入継続」、「チャンバ８１への導入停止」を表す。

【0005】

図１１において、基板処理装置８０は、第１層のエッチング後にチャンバ８１や処理ガス導入ライン８２に残留する第１のエッチングガスを排気系８４による真空引きによって排出し、その後、処理ガス導入ライン８２を介して第２のエッチングガスをチャンバ８１へ導入し、第２層のエッチング後にチャンバ８１や処理ガス導入ライン８２に残留する第２のエッチングガスを排気系８４による真空引きによって排出し、その後、処理ガス導入ライン８２を介して第３のエッチングガスをチャンバ８１へ導入し、第３層のエッチング後にチャンバ８１や処理ガス導入ライン８２に残留する第３のエッチングガスを排気系８４による真空引きによって排出し、その後、処理ガス導入ライン８２を介して後処理ガスをチャンバ８１へ導入する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００９−２８３７１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、チャンバ８１や処理ガス導入ライン８２に残留する各エッチングガスは排気系８４による真空引きによって排出され、特に、処理ガス導入ライン８２はチャンバ８１を介して真空引きされるために排気系８４が生じさせる負圧が伝わりにくく、各エッチングガスの排出効率が低くなり、各エッチングガスの排出に時間を要するという問題がある。

【0008】

また、排気系８４による真空引きによってチャンバ８１内が大幅に減圧された後、新たなエッチングガスが導入されるため、チャンバ８１内の圧力を新たなエッチング処理に適切な値へ調整するための時間を要するという問題がある。

【0009】

本発明の目的は、複数の処理ガスを用いて基板に連続的に複数の処理を施す際に要する時間を短縮することができる基板処理方法、基板処理装置、基板処理プログラム、及び記憶媒体を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、請求項１記載の基板処理方法は、内部に処理空間を有する処理室と、前記処理空間へ処理ガスを導入する処理ガス導入路と、前記処理空間へ高周波電力を印加する高周波電源とを備え、前記印加された高周波電力は前記処理ガスからプラズマを生成する基板処理装置において複数の処理ガスを用いて基板に連続的に複数の処理を施す基板処理方法であって、一の処理及び該一の処理に続く次の処理の間に、前記処理ガスの前記処理室への導入を停止し、前記一の処理及び前記次の処理のいずれも阻害しない置換ガスを前記処理ガス導入路へ流入させて該置換ガスを前記処理室へ導入するガス置換ステップを有し、前記高周波電源は、前記複数の処理が実行される間に前記処理空間へ高周波電力を印加するとともに、前記ガス置換ステップにおいても前記処理空間への高周波電力の印加を継続し、前記ガス置換ステップにおいて前記処理空間へ印加される高周波電力の値は、前記複数の処理が実行される間に前記処理空間へ印加される高周波電力の値よりも小さいことを特徴とする。

【0011】

請求項２記載の基板処理方法は、請求項１記載の基板処理方法において、前記置換ガスによって前記一の処理に用いる処理ガスを前記処理ガス導入路及び前記処理室から排出した後に、前記次の処理に用いる処理ガスを前記処理ガス導入路へ流入させ、さらに前記処理室へ導入することを特徴とする。

【0012】

請求項３記載の基板処理方法は、請求項１又は２記載の基板処理方法において、前記基板処理装置は複数の処理ガスの各々を前記処理ガス導入路へ流入させる処理ガス流入装置をさらに備え、前記ガス置換ステップでは、少なくとも前記処理ガス流入装置の直下において前記処理ガスの前記処理ガス導入路への流入を停止させるとともに、前記置換ガスを前記処理ガス導入路へ流入させることを特徴とする。

【0013】

請求項４記載の基板処理方法は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理方法において、前記基板処理装置は、前記処理室を真空引きする排気系と、前記処理ガス導入路から分岐して該処理ガス導入路及び前記排気系を直接連通させる側路とをさらに備え、前記ガス置換ステップでは、前記処理室及び前記側路の間において前記処理ガス導入路を遮断するとともに、少なくとも前記処理ガス導入路が遮断された箇所より上流でない位置において前記置換ガスを前記処理ガス導入路へ流入させ、さらに前記処理室へ導入することを特徴とする。

【0014】

請求項５記載の基板処理方法は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理方法において、前記置換ガスは希ガスからなることを特徴とする。

【0017】

上記目的を達成するために、請求項６記載の基板処理装置は、内部に処理空間を有する処理室と、前記処理空間へ処理ガスを導入する処理ガス導入路と、前記処理空間へ高周波電力を印加する高周波電源と、複数の処理ガスの各々を前記処理ガス導入路へ流入させる処理ガス流入装置とを備える基板処理装置において、前記処理ガス流入装置及び前記処理ガス導入路の間に設けられた開閉弁と、前記処理ガス導入路へ置換ガスを流入させる置換ガス流入路とを備え、前記置換ガス流入路は前記開閉弁より上流でない位置において前記処理ガス導入路に合流し、前記高周波電源は、前記処理ガス導入路へ置換ガスを流入させるときに前記処理空間へ印加する前記高周波電力の値を、前記処理ガス導入路へ前記処理ガスを流入させるときに前記処理空間へ印加する前記高周波電力の値よりも小さくすることを特徴とする。

【0018】

請求項７記載の基板処理装置は、請求項６記載の基板処理装置において、前記開放弁は三方弁であり、前記置換ガス流入路は前記三方弁を介して前記処理ガス導入路に合流することを特徴とする。

【0019】

請求項８記載の基板処理装置は、請求項７記載の基板処理装置において、前記処理室を真空引きする排気系と、前記処理ガス導入路から分岐して該処理ガス導入路及び前記排気系を直接連通させる側路と、前記置換ガスを流入させる他の置換ガス流入路とをさらに備え、前記処理ガス導入路は前記処理室及び前記側路の間において他の三方弁を有し、前記他の置換ガス流入路は前記他の三方弁において前記処理ガス導入路と合流することを特徴とする。

【0020】

請求項９記載の基板処理装置は、請求項７記載の基板処理装置において、前記処理室を真空引きする排気系と、前記処理ガス導入路から分岐して該処理ガス導入路及び前記排気系を直接連通させる側路と、前記置換ガスを流入させる他の置換ガス流入路とをさらに備え、前記処理ガス導入路は、前記側路と分岐する分岐点において他の三方弁を有し、前記他の置換ガス流入路は、前記他の三方弁と前記処理室の間において前記処理ガス導入路と合流することを特徴とする。

【0021】

請求項１０記載の基板処理装置は、請求項８又は９記載の基板処理装置において、前記排気系は、排気管と、該排気管に配置された第１の排気ポンプと、前記処理室及び前記第１の排気ポンプの間において前記排気管に配置された第２の排気ポンプとを有し、前記側路は、前記第１の排気ポンプ及び前記第２の排気ポンプの間において前記排気管と合流することを特徴とする。

【0022】

上記目的を達成するために、請求項１１記載の基板処理プログラムは、内部に処理空間を有する処理室と、前記処理空間へ処理ガスを導入する処理ガス導入路と、前記処理空間へ高周波電力を印加する高周波電源とを備え、前記印加された高周波電力は前記処理ガスからプラズマを生成する基板処理装置において複数の処理ガスを用いて基板に連続的に複数の処理を施す基板処理方法であって、一の処理及び該一の処理に続く次の処理の間に、前記処理ガスの前記処理室への導入を停止し、前記一の処理及び前記次の処理のいずれも阻害しない置換ガスを前記処理ガス導入路へ流入させて該置換ガスを前記処理室へ導入するガス置換ステップを有し、前記高周波電源は、前記複数の処理が実行される間に前記処理空間へ高周波電力を印加するとともに、前記ガス置換ステップにおいても前記処理空間への高周波電力の印加を継続し、前記ガス置換ステップにおいて前記処理空間へ印加される高周波電力の値は、前記複数の処理が実行される間に前記処理空間へ印加される高周波電力の値よりも小さい基板処理方法をコンピュータに実行させる基板処理プログラムであって、前記ガス置換ステップを実行するガス置換モジュールを少なくとも有することを特徴とする。

【0023】

請求項１２記載のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、請求項１１記載の基板処理プログラムを格納することを特徴とする。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、一の処理及び該一の処理に続く次の処理の間に、処理ガスの処理室への導入を停止し、一の処理及び次の処理のいずれも阻害しない置換ガスを処理ガス導入路へ流入させて該置換ガスを処理室へ導入するので、処理ガス導入路や処理室に残留する一の処理に用いる処理ガスが置換ガスによって押出されて排出される。したがって、一の処理に用いる処理ガスの排出効率が高くなり、一の処理に用いる処理ガスの排出に時間を要することがなく、その結果、複数の処理ガスを用いて基板に連続的に複数の処理を施す際に要する時間を短縮することができる。また、処理室へ導入される置換ガスは一の処理及び次の処理のいずれも阻害しないので、基板へ一の処理及び次の処理を適切に施すことができる。

【0025】

本発明によれば、処理ガス導入路へ置換ガスを流入させる置換ガス流入路は、処理ガス流入装置及び処理ガス導入路の間に設けられた開閉弁よりも下流で処理ガス導入路に合流するので、処理ガス流入装置からの処理ガスの流入が開閉弁によって遮断された処理ガス導入路へ置換ガスを流入させることができ、もって、処理ガス導入路や処理室に残留する一の処理に用いる処理ガスを置換ガスによって効率的に押出して排出することができる。その結果、一の処理に用いる処理ガスの排出に時間を要することがなく、複数の処理ガスを用いて基板に連続的に複数の処理を施す際に要する時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図2】図１の基板処理装置が実行する本実施の形態に係る基板処理方法のシーケンス図である。

【図3】処理空間への高周波電力の連続印加時における反応生成物の排出の様子を説明するための図である。

【図4】本実施の形態に係る基板処理装置の第１の変形例の構成を概略的に示す断面図である。

【図5】本実施の形態に係る基板処理装置の第２の変形例の構成を概略的に示す断面図である。

【図6】本実施の形態に係る基板処理装置の第３の変形例の構成を概略的に示す断面図である。

【図7】本実施の形態に係る基板処理方法の第１の変形例のシーケンス図である。

【図8】本実施の形態に係る基板処理方法の第２の変形例のシーケンス図である。

【図9】本実施の形態に係る基板処理方法の第３の変形例のシーケンス図である。

【図10】従来の基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図11】図１０の基板処理装置が実行する基板への連続エッチング処理のシーケンス図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

【0028】

まず、本発明の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。

【0029】

図１は、本実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

【0030】

図１において、基板処理装置１０は、基板Ｓを収容するチャンバ１１（処理室）と、チャンバ１１へ処理ガスを導入する処理ガス導入ライン１２（処理ガス導入路）と、複数の処理ガスのそれぞれ又は置換ガスを選択的に処理ガス導入ライン１２へ流入させるガスボックス１３と、チャンバ１１を真空引きする排気ライン１４（排気系）とを備える。

【0031】

チャンバ１１は、筐体状の本体１５と、本体１５の内部下方に配置されて基板Ｓを載置する載置台１６と、本体１５の内部上方に配置されて載置台１６と対向するシャワーヘッド１７と、載置台１６に接続されて該載置台１６へ高周波電力を供給する高周波電源１８とを有し、載置台１６及びシャワーヘッド１７の間の空間は、プラズマが生成される処理空間ＰＳを構成する。

【0032】

チャンバ１１では、処理ガス導入ライン１２から導入された処理ガスがシャワーヘッド１７によって処理空間ＰＳへ拡散され、載置台１６が処理空間ＰＳへ高周波電力を印加し、処理空間ＰＳにおいて処理ガスが高周波電力によって励起されてプラズマが生成され、該プラズマによって処理空間ＰＳへ対向する基板Ｓに所望のプラズマ処理、例えば、エッチング処理が施される。本実施の形態では、チャンバ１１が異なる種の処理ガスを用いて基板Ｓ上形成される第１層、第２層及び第３層（いずれも図示しない）のそれぞれへ連続的にエッチング処理を施す。なお、第１層、第２層及び第３層は上方からこの順で積層される。

【0033】

チャンバ１１において連続的にエッチング処理が施される基板Ｓは、例えば、第２世代以降のＦＰＤ用基板であり、本体１５の大きさは、例えば、高さが１．５ｍ以上であり、長さが１．０ｍ以上であり、幅が１．０ｍ以上である。

【0034】

処理ガス導入ライン１２は、チャンバ１１及びガスボックス１３を接続する導入管１９と、該導入管１９に配置された開閉弁２０とを有する。なお、処理ガス導入ライン１２の長さは、例えば、６ｍである。

【0035】

ガスボックス１３は、基板Ｓ上の被処理層へエッチング処理若しくは後処理（例えば、クリーニング）を施すための、第１の処理ガスの流量を制御する第１のＭＦＣ（Mass Flow Controller：処理ガス流入装置）２１、第２の処理ガスの流量を制御する第２のＭＦＣ２２、第３の処理ガスの流量を制御する第３のＭＦＣ２３及び第４の処理ガスの流量を制御する第４のＭＦＣ２４と、上記処理ガスと置換するための置換ガスの流量を制御する第５のＭＦＣ２５を有する。エッチング処理及び後処理は第１乃至第４の処理ガスを任意の流量比等で組合わせて供給することによって実行される。例えば、基板Ｓ上の被処理層が第１層、第２層、第３層からなる場合、第１乃至第４の処理ガスが、例えば、第１の流量比で組み合わされてなる、第１層へエッチング処理を施すための第１の組成を有する第１のエッチングガス、第１乃至第４の処理ガスが、例えば、第２の流量比で組み合わされてなる、第２層へエッチング処理を施すための第２の組成を有する第２のエッチングガス、第１乃至第４の処理ガスが、例えば、第３の流量比で組み合わされてなる、第３層へエッチング処理を施すための第３の組成を有する第３のエッチングガスによって第１層、第２層、第３層の各々へエッチング処理が施され、第３層へのエッチング処理の後、第１乃至第４の処理ガスが、例えば、第４の流量比で組み合わされてなる、後処理を施すための第４の組成を有する後処理ガスによって後処理が基板Ｓへ施される。

【0036】

第１のＭＦＣ２１は、一端において開閉弁２６を介して第１の処理ガス供給源（図示しない）に接続され、他端において配管２７を介して導入管１９に接続され、配管２７には第１のＭＦＣ２１の直下において三方弁２８（開閉弁）が配置される。第２のＭＦＣ２２は、一端において開閉弁２９を介して第２の処理ガス供給源（図示しない）に接続され、他端において配管３０を介して導入管１９に接続され、配管３０には第２のＭＦＣ２２の直下において三方弁３１（開閉弁）が配置される。第３のＭＦＣ２３は、一端において開閉弁３２を介して第３の処理ガス供給源（図示しない）に接続され、他端において配管３３を介して導入管１９に接続され、配管３３には第３のＭＦＣ２３の直下において三方弁３４（開閉弁）が配置される。第４のＭＦＣ２４は、一端において開閉弁３５を介して第４の処理ガス供給源（図示しない）に接続され、他端において配管３６を介して導入管１９に接続され、配管３６には第４のＭＦＣ２４の直下において三方弁３７（開閉弁）が配置される。すなわち、各三方弁２８，３１，３４，３７は、第１のＭＦＣ２１、第２のＭＦＣ２２、第３のＭＦＣ２３、第４のＭＦＣ２４の各々及び導入管１９の間に設けられる。

【0037】

第５のＭＦＣ２５は、一端において開閉弁３８を介して置換ガス供給源（図示しない）に接続され、他端において配管３９を介して各三方弁２８，３１，３４，３７に接続される。本実施の形態では、第５のＭＦＣ２５及び配管３９は置換ガス流入路を構成し、該置換ガス流入路は各三方弁２８，３１，３４，３７を介して導入管１９へ合流する。

【0038】

本実施の形態において、例えば、三方弁２８は、配管３９及び導入管１９を配管２７を介して連通させる際、第１のＭＦＣ２１を導入管１９から遮断し、第１のＭＦＣ２１及び導入管１９を配管２７を介して連通させる際、配管３９を導入管１９から遮断する。なお、他の三方弁３１，３４，３７も同様の機能を有する。

【0039】

ガスボックス１３は、第１のＭＦＣ２１、第２のＭＦＣ２２、第３のＭＦＣ２３、第４のＭＦＣ２４、第５のＭＦＣ２５及び各三方弁２８，３１，３４，３７のそれぞれを操作して処理ガス導入ライン１２へ第１の処理ガス、第２の処理ガス、第３の処理ガス、第４の処理ガス又は置換ガスを流入させる。

【0040】

排気ライン１４は、排気管４０と、排気管４０に配置されたバックポンプ４１（第１の排気ポンプ）と、チャンバ１１及びバックポンプ４１の間において排気管４０に配置されたターボ分子ポンプ４２（第２の排気ポンプ）とを有し、バックポンプ４１及びターボ分子ポンプ４２が協働してチャンバ１１を真空引きする。

【0041】

基板処理装置１０では、第１層のエッチング、第２層のエッチング、第３層のエッチング及び後処理のそれぞれの終了後に、置換ガス流入路から置換ガスを導入管１９へ流入させて該置換ガスをチャンバ１１へ導入し、置換ガスによって導入管１９やチャンバ１１に残留する第１のエッチングガス、第２のエッチングガス、第３のエッチングガス又は後処理ガスを組成する第１の処理ガス、第２の処理ガス、第３の処理ガス及び第４の処理ガス （以下、「第１の処理ガス等」という。）を押出して排出する。

【0042】

基板処理装置１０では、配管３９が各三方弁２８，３１，３４，３７へ接続されるため、置換ガスは置換ガス流入路から第１のＭＦＣ２１、第２のＭＦＣ２２、第３のＭＦＣ２３及び第４のＭＦＣ２４の直下において各配管２７，３０，３３，３６へ流入し、さらに導入管１９へ流入するので、各配管２７，３０，３３，３６や導入管１９に残留する第１の処理ガス等を殆ど押出することができ、第１の処理ガス等を各配管２７，３０，３３，３６や導入管１９から確実に排出することができる。

【0043】

本実施の形態における置換ガスとしては、第１層のエッチング、第２層のエッチング及び第３層のエッチングのいずれも阻害しない不活性なガス、例えば、ヘリウムガス、アルゴンガス、ラドンガス、キセノンガス等の希ガスが好ましい。置換ガスは、導入管１９やチャンバ１１に残留する第１のエッチングガス等を押出して排出するので、分子量が大きいものがより好ましく、特にアルゴンガス、ラドンガスやキセノンガスを用いるのがよい。また、入手のし易さを考慮すると、アルゴンガスが好適に用いられる。なお、置換ガスは希ガスに限られず、各エッチング処理を阻害しないものであれば用いることができ、例えば、窒素ガスを用いることができる場合もある。

【0044】

図２は、図１の基板処理装置が実行する本実施の形態に係る基板処理方法のシーケンス図である。

【0045】

図２において、まず、排気ライン１４によってチャンバ１１を真空引きした後、置換ガスをガスボックス１３から導入管１９へ流入させてチャンバ１１へ導入し、排気ライン１４が備える調圧バルブ（図示しない）等によってチャンバ１１内の圧力を第１層のエッチングに適切な値へ調整する。

【0046】

次いで、三方弁２８，３１，３４，３７を切り替えることにより、第１のエッチングガスを第１の組成で組成する第１乃至第４の処理ガスを置換ガスに代えてガスボックス１３の第１のＭＦＣ２１、第２のＭＦＣ２２、第３のＭＦＣ２３、第４のＭＦＣ２４から配管２７，３０，３３，３６を介して導入管１９へ流入させてチャンバ１１へ導入し、処理空間ＰＳへ印加されている高周波電力によって第１のエッチングガスからプラズマを生成し、該プラズマによって基板Ｓの第１層をエッチングする。また、処理空間ＰＳへの高周波電力の印加はこの後、後処理の終了まで継続される。なお、必ずしも第１のエッチングガスを第１乃至第４の処理ガスを全て用いて組成する必要は無く、処理内容に応じて用いない処理ガスがあってもよい。この場合、用いない処理ガスに対応するＭＦＣは流量を０に制御する。後述の第２のエッチングガス、第３のエッチングガス及び後処理ガスの組成についても同様である。

【0047】

次いで、第１層のエッチング終了後、三方弁２８，３１，３４，３７を切り替えることにより、第１のエッチングガスを組成する第１乃至第４の処理ガスに代えて置換ガスをガスボックス１３から導入管１９へ流入させてチャンバ１１へ導入する（ガス置換ステップ）。このとき、置換ガスは第１のＭＦＣ２１，第２のＭＦＣ２２，第３のＭＦＣ２３，第４のＭＦＣ２４の直下から配管２７，３０，３３，３６を介して導入管１９へ流入するので、配管２７，３０，３３，３６や導入管１９、引いてはチャンバ１１に残留する第１のエッチングガスの殆どを押出して排出することができる。すなわち、配管２７，３０，３３，３６、導入管１９やチャンバ１１に残留する第１乃至第４の処理ガスが置換ガスに置換される。

【0048】

次いで、三方弁２８，３１，３４，３７を切り替えることにより、第２のエッチングガスを第２の組成で組成する第１乃至第４の処理ガスを置換ガスに代えてガスボックス１３の第１のＭＦＣ２１，第２のＭＦＣ２２，第３のＭＦＣ２３，第４のＭＦＣ２４から配管２７，３０，３３，３６を介して導入管１９へ流入させてチャンバ１１へ導入し、処理空間ＰＳへ印加されている高周波電力によって第２のエッチングガスからプラズマを生成し、該プラズマによって基板Ｓの第２層をエッチングする。

【0049】

次いで、第２層のエッチング終了後、三方弁２８，３１，３４，３７を切り替えることによって第２のエッチングガスを組成する第１乃至第４の処理ガスに代えて置換ガスをガスボックス１３から導入管１９へ流入させてチャンバ１１へ導入する（ガス置換ステップ）。このとき、置換ガスは第１のＭＦＣ２１，第２のＭＦＣ２２，第３のＭＦＣ２３，第４のＭＦＣ２４の直下から配管２７，３０，３３，３６、導入管１９へ流入するので、配管２７，３０，３３，３６や導入管１９、引いてはチャンバ１１に残留する第２のエッチングガスの殆どが押出されて排出され、配管２７，３０，３３，３６、導入管１９やチャンバ１１に残留する第１乃至第４の処理ガスが置換ガスに置換される。

【0050】

次いで、同様に、三方弁２８，３１，３４，３７を切り替えることにより、第３のエッチングガスを第３の組成にて組成する第１乃至第４の処理ガスを置換ガスに代えてガスボックス１３の第１のＭＦＣ２１、第２のＭＦＣ２２、第３のＭＦＣ２３、第４のＭＦＣ２４から配管２７，３０，３３，３６を介して導入管１９へ流入させてチャンバ１１へ導入し、処理空間ＰＳへ印加されている高周波電力によって第３のエッチングガスにからプラズマを生成し、該プラズマによって基板Ｓの第３層をエッチングする。

【0051】

次いで、第３層のエッチング終了後、三方弁２８，３１，３４，３７を切り替えることによって第３のエッチングガスを組成する第１乃至第４の処理ガスに代えて置換ガスをガスボックス１３から導入管１９へ流入させてチャンバ１１へ導入する（ガス置換ステップ）。このとき、置換ガスは第１のＭＦＣ２１、第２のＭＦＣ２２、第３のＭＦＣ２３、第４のＭＦＣ２４の直下から配管２７，３０，３３，３６を介して導入管１９へ流入するので、配管２７，３０，３３，３６や導入管１９、引いてはチャンバ１１に残留する第３のエッチングガスの殆どが押出されて排出され、配管２７，３０，３３，３６、導入管１９やチャンバ１１に残留する第１乃至第４の処理ガスが置換ガスに置換される。

【0052】

次いで、三方弁２８，３１，３４，３７を切り替えることにより、後処理ガスを第４の組成にて組成する第１乃至第４の処理ガスを置換ガスに代えてガスボックス１３の第１のＭＦＣ２１、第２のＭＦＣ２２、第３のＭＦＣ２３、第４のＭＦＣ２４から配管２７，３０，３３，３６を介して導入管１９へ流入させてチャンバ１１へ導入し、処理空間ＰＳへ印加されている高周波電力によって後処理ガスからプラズマを生成し、該プラズマによって後処理、例えば、チャンバ１１内の部品等をクリーニングを実行する。また、後処理の終了後、直ちに処理空間ＰＳへの高周波電力の印加が停止される。

【0053】

次いで、後処理の終了後、三方弁２８，３１，３４，３７を切り替えることにより、後処理ガスに代えて置換ガスをガスボックス１３から導入管１９へ流入させてチャンバ１１へ導入する（ガス置換ステップ）。このとき、置換ガスは第１のＭＦＣ２１、第２のＭＦＣ２２、第３のＭＦＣ２３、第４のＭＦＣ２４の直下から配管２７，３０，３３，３６を介して導入管１９へ流入するので、配管２７，３０，３３，３６や導入管１９、引いてはチャンバ１１に残留する後処理ガスの殆どが押出されて排出され、配管２７，３０，３３，３６、導入管１９やチャンバ１１に残留する後処理ガスが置換ガスに置換される。

【0054】

その後、置換ガスをガスボックス１３から導入管１９への流入を停止して基板Ｓへの連続的なエッチング処理を終了する。

【0055】

本実施の形態に係る基板処理方法によれば、第１層のエッチング及び第２層のエッチングの間、第２層のエッチング及び第３層のエッチングの間、並びに、第３層のエッチング及び後処理の間（以下、まとめて「先のプラズマ処理及び次のプラズマ処理の間」という。）に、先のプラズマ処理及び次のプラズマ処理のいずれも阻害しない置換ガスを処理ガス導入ライン１２の導入管１９へ流入させて該置換ガスをチャンバ１１へ導入するので、導入管１９やチャンバ１１に残留する第１の処理ガス等が置換ガスによって押出されて排出される。したがって、第１の処理ガス等の排出効率が高くなり、第１の処理ガス等の排出に時間を要することがなく、その結果、第１の処理ガス等を用いて基板Ｓに連続的なプラズマ処理を施す際に要する時間を短縮することができる。また、チャンバ１１へ導入される置換ガスは先のプラズマ処理及び次のプラズマ処理のいずれも阻害しないので、基板Ｓへ先のプラズマ処理及び次のプラズマ処理を適切に施すことができる。

【0056】

上述した本実施の形態に係る基板処理方法では、先のプラズマ処理の終了後に置換ガスがチャンバ１１へ導入されるので、該チャンバ１１に残留する第１の処理ガス等を迅速に希釈することができ、もって、残留する第１の処理ガス等によって第１層等が所望値以上にエッチングされるのを抑制することができる。

【0057】

また、上述した本実施の形態に係る基板処理方法では、例えば、置換ガスによって第１の組成を有する第１のエッチングガスを導入管１９及びチャンバ１１から排出した後に、第２の組成を有する第２のエッチングガスを導入管１９へ流入させて該置換ガスをチャンバ１１へ導入するので、互いに組成の異なる第１のエッチングガスと第２のエッチングガスが混合することがない。また、例えば、第１のエッチングガスを導入管１９及びチャンバ１１から排出した後も、置換ガスが導入管１９やチャンバ１１に留まるため、導入管１９やチャンバ１１が大幅に減圧されることがなく、もって、第２のエッチングガスをチャンバ１１へ導入する際に、チャンバ１１内の圧力を次のプラズマ処理に適切な値へ調整するための時間を短縮することができ、その結果、第１のエッチングガス等を用いて基板Ｓに連続的なプラズマ処理を施す際に要する時間をさらに短縮することができる。

【0058】

さらに、上述した本実施の形態に係る基板処理方法では、第１層のエッチング、第２層のエッチング、第３層のエッチング又は後処理が実行される間に処理空間ＰＳへ高周波電力が印加されるだけでなく、先のプラズマ処理及び次のプラズマ処理の間においても処理空間ＰＳへ高周波電力が印加される。処理空間ＰＳへ印加される高周波電力は置換ガスをプラズマ化し、プラズマは先のプラズマ処理において生じた反応生成物Ｐへエネルギーを付与し、図３に示すように、チャンバ１１の内壁への反応生成物Ｐの付着を抑制し、且つ、チャンバ１１の内壁へ付着した反応生成物Ｐの脱離を促進するので、浮遊又は脱離した反応生成物Ｐを排気ライン１４によってチャンバ１１内に生じる排気流４３によって巻き込んでチャンバ１１から効率的に排出することができる。その結果、チャンバ１１において基板Ｓへの反応生成物の付着を防止することができ、もって、基板Ｓからの製品の生産性を向上することができる。また、結果として第１層のエッチングから後処理まで高周波電力の印加が継続されるので、高周波電力の印加開始時に必要な印加の安定処理を行う回数を減らすことができ、もって、基板Ｓに連続的なプラズマ処理を施す際に要する時間をさらに短縮することができる。

【0059】

また、図１の基板処理装置１０によれば、置換ガス流入路は各三方弁２８，３１，３４，３７を介して導入管１９に合流するので、例えば、三方弁２８によって、第１のＭＦＣ２１及び導入管１９を連通させる際、置換ガス流入路は当該三方弁２８によって遮断されるため、第１の処理ガス等が置換ガス流入路へ回り込むのを防止して第１の処理ガス等のチャンバ１１への導入効率を向上することができる。また、例えば、三方弁２８によって、置換ガス流入路及び導入管１９を連通させる際、第１のＭＦＣ２１は当該三方弁２８によって遮断されるため、置換ガスが第１のＭＦＣ２１へ回り込むのを防止して置換ガスの導入管１９への流入効率を向上することができ、もって、導入管１９に残留する第１の処理ガス等の排出効率をより向上することができる。

【0060】

図４は、本実施の形態に係る基板処理装置の第１の変形例の構成を概略的に示す断面図である。第１の変形例に係る基板処理装置４４は、チャンバ１１を迂回するバイパス管４５と、チャンバ１１のみに置換ガスを導入する他の置換ガス流入路とを備える点で図１の基板処理装置１０と異なる。

【0061】

図４において、基板処理装置４４は、導入管１９から分岐して該導入管１９及び排気管４０を直接連通させるとともに、開放弁６１を有するバイパス管４５（側路）と、導入管１９においてチャンバ１１及びバイパス管４５への分岐点４６の間に設けられた三方弁４７（他の開閉弁）と、該三方弁４７によって導入管１９と合流する他の置換ガス流入路とを備える。

【0062】

バイパス管４５は、バックポンプ４１及びターボ分子ポンプ４２の間において排気管４０と合流する。また、他の置換ガス流入路は配管４８と、該配管４８を介して三方弁４７に接続される第６のＭＦＣ４９とからなる。第６のＭＦＣ４９は置換ガス供給源（図示しない）にも接続され、置換ガスを導入管１９へ流入させる。

【0063】

置換ガス流入路と他の置換ガス流入路の関係に関し、基板処理装置４４では、置換ガス流入路から導入管１９へ置換ガスを流入させる際、三方弁４７によってチャンバ１１を置換ガス流入路から遮断し、他の置換ガス流入路をチャンバ１１と連通させる。このとき、置換ガス流入路から導入管１９へ流入された置換ガスはチャンバ１１へ導入されず、開放弁６１が開放されたバイパス管４５を介して排気ライン１４へ至る。また、他の置換ガス流入路から導入管１９へ流入された置換ガスはチャンバ１１へ導入され、その後、排気ライン１４へ至る。すなわち、置換ガス流入路から導入管１９へ流入された置換ガスは導入管１９に残留するガス（例えば、第１のエッチングガス）のみをバイパス管４５を介して排出し、チャンバ１１へ導入された置換ガスはチャンバ１１に残留するガス（例えば、第１のエッチングガス）のみを排出する。したがって、導入管１９及びチャンバ１１に残留する第１のエッチングガス等を効率よく排出することができる。

【0064】

また、基板処理装置４４では、バイパス管４５はバックポンプ４１の間及びターボ分子ポンプ４２の間において排気管４０と合流するので、バイパス管４５を流れる第１のエッチングガス等はターボ分子ポンプ４２に阻害されてチャンバ１１へ逆流することがない。

【0065】

本変形例において基板Ｓへプラズマ処理を施す際の動作に関し、バイパス管４５の開閉弁６１を閉じること、並びに、三方弁４７によってチャンバ１１を配管４８から遮断し、且つ導入管１９を介してガスボックス１３をチャンバ１１と連通させること以外の動作は図１の基板処理装置１０が基板Ｓへプラズマ処理を施す際の動作と同じである。

【0066】

図５は、本実施の形態に係る基板処理装置の第２の変形例の構成を概略的に示す断面図である。第２の変形例に係る基板処理装置５０は、ガスボックス１３が置換ガス流入路を備えない点で図４の基板処理装置４４と異なる。

【0067】

図５において、基板処理装置５０のガスボックス１３は第５のＭＦＣ２５及び配管３９によって構成される置換ガス流入路を有さず、第１のＭＦＣ２１及び導入管１９を接続する配管２７には単に第１のＭＦＣ２１及び導入管１９の遮断、連通のみを行う開閉弁５１が配置され、第２のＭＦＣ２２及び導入管１９を接続する配管３０には単に第２のＭＦＣ２２及び導入管１９の遮断、連通のみを行う開閉弁５２が配置され、第３のＭＦＣ２３及び導入管１９を接続する配管３３には単に第３のＭＦＣ２３及び導入管１９の遮断、連通のみを行う開閉弁５３が配置され、第４のＭＦＣ２４及び導入管１９を接続する配管３６には単に第４のＭＦＣ２４及び導入管１９の遮断、連通のみを行う開閉弁５４が配置される。

【0068】

基板処理装置５０では、先のプラズマ処理及び次のプラズマ処理の間に、三方弁４７によってチャンバ１１をガスボックス１３から遮断し、他の置換ガス流入路をチャンバ１１と連通させる。このとき、他の置換ガス流入路から導入管１９へ流入された置換ガスはチャンバ１１へ導入され、その後、排気ライン１４へ至るので、チャンバ１１に残留する第１のエッチングガス等を置換ガスによって押出して排出することができる。これにより、第１のエッチングガス等のチャンバ１１からの排出効率を高めることができる。

【0069】

なお、基板処理装置５０では、導入管１９に残留する第１のエッチングガス等は、開放弁６１を開放し、バックポンプ４１によってバイパス管４５を介して導入管１９を真空引きすることによって排出される。

【0070】

また、第２の変形例ではガスボックス１３の構成が簡素化されるが、各ＭＦＣの２次側、具体的には各ＭＦＣと三方弁４７の間の導入管１９において各ＭＦＣから導入された残留ガスの影響が残りやすいため、処理ガスを変えながら連続して複数のプラズマ処理を実行する場合、異なる処理ガス相互の反応性等を考慮する必要がある。

【0071】

なお、図４の第１の変形例及び図５の第２の変形例においては、他の置換ガス流入路の配管４８と導入管１９との接続点に三方弁４７を設けるとともに、バイパス管４５に開放弁６１を設けたが、図６に示す第３の変形例に係る基板処理装置５５のように分岐点４６に三方弁を設けるとともに、配管４８に開放弁６３を設けるようにしてもよい。

【0072】

図６は、本実施の形態に係る基板処理装置の第３の変形例の構成を概略的に示す断面図である。

【0073】

図６において、基板処理装置５５は、導入管１９から分岐して該導入管１９及び排気管４０を直接連通させるバイパス管４５（側路）と、導入管１９においてチャンバ１１及びバイパス管４５への分岐点に設けられた三方弁６２と、該三方弁６２とチャンバ１１の間において導入管１９と合流する他の置換ガス流入路とを備える。

【0074】

バイパス管４５は、バックポンプ４１及びターボ分子ポンプ４２の間において排気管４０と合流する。また、他の置換ガス流入路は開放弁６３を有する配管４８と、該配管４８を介して導入管１９に接続される第６のＭＦＣ４９とからなる。第６のＭＦＣ４９は置換ガス供給源（図示しない）にも接続され、置換ガスを導入管１９へ流入させる。

【0075】

置換ガス流入路と他の置換ガス流入路の関係に関し、基板処理装置５５では、置換ガス流入路から導入管１９へ置換ガスを流入させる際、三方弁６２によってチャンバ１１を置換ガス流入路から遮断し、開放弁６３を開放して他の置換ガス流入路をチャンバ１１と連通させる。このとき、置換ガス流入路から導入管１９へ流入された置換ガスはチャンバ１１へ導入されず、バイパス管４５を介して排気ライン１４へ至る。また、他の置換ガス流入路から導入管１９へ流入された置換ガスはチャンバ１１へ導入され、その後、排気ライン１４へ至る。すなわち、置換ガス流入路から導入管１９へ流入された置換ガスは導入管１９に残留するガス（例えば、第１のエッチングガス）のみをバイパス管４５を介して排出し、チャンバ１１へ導入された置換ガスはチャンバ１１に残留するガス（例えば、第１のエッチングガス）のみを排出する。したがって、導入管１９及びチャンバ１１に残留する第１のエッチングガス等を効率よく排出することができる。

【0076】

また、基板処理装置５５では、バイパス管４５はバックポンプ４１の間及びターボ分子ポンプ４２の間において排気管４０と合流するので、バイパス管４５を流れる第１のエッチングガス等はターボ分子ポンプ４２に阻害されてチャンバ１１へ逆流することがない。

【0077】

本変形例において基板Ｓへプラズマ処理を施す際の動作に関し、配管４８の開閉弁６３を閉じることと、並びに、三方弁６２によってバイパス４５を導入管１９から遮断し、且つ導入管１９を介してガスボックス１３をチャンバ１１と連通させること以外の動作は図１の基板処理装置１０が基板Ｓへプラズマ処理を施す際の動作と同じである。

【0078】

図７は、本実施の形態に係る基板処理方法の第１の変形例のシーケンス図である。本変形例に係る基板処理方法は、処理空間ＰＳへ印加される高周波電力の値が一定でない点で図２の基板処理方法と異なる。

【0079】

図７において、高周波電源１８は、先のプラズマ処理及び次のプラズマ処理の間において処理空間ＰＳへ印加される高周波電力の値を、第１層のエッチング、第２層のエッチング、第３層のエッチング及び後処理（以下、まとめて「各プラズマ処理」という。）において処理空間ＰＳへ印加される高周波電力の値よりも小さく設定する。

【0080】

先のプラズマ処理及び次のプラズマ処理の間では、先のプラズマ処理に用いるエッチングガスがチャンバ１１にしばらく残留するため、当該先のプラズマ処理に用いるエッチングガスによって基板Ｓへ先のプラズマ処理によるエッチングが継続的に施されることがある。

【0081】

これに対応して、本変形例に係る基板処理方法では、先のプラズマ処理及び次のプラズマ処理の間において処理空間ＰＳへ印加される高周波電力の値を小さくする。これにより、先のプラズマ処理及び次のプラズマ処理の間におけるエッチングガスの励起を抑制してプラズマの生成量を少なくし、継続的に施される先のプラズマ処理によるエッチングの基板Ｓへの影響を低減することができる。

【0082】

図８は、本実施の形態に係る基板処理方法の第２の変形例のシーケンス図である。本変形例に係る基板処理方法は、図６の基板処理装置５５で実行され、特に、置換ガス流入路からの置換ガス（図中「第１の置換ガス」で示す。）の流入時間、及び他の置換ガス流入路からの置換ガス（図中「第２の置換ガス」で示す。）の流入時間が同一でない点で図２の基板処理方法と異なる。

【0083】

図８では、置換ガス流入路から導入管１９へ置換ガスを流入させる際、三方弁６２によってチャンバ１１を置換ガス流入路から遮断し、開放弁６３を開放して他の置換ガス流入路をチャンバ１１と連通させるが、他の置換ガス流入路からの置換ガスの流入時間を置換ガス流入路からの置換ガスの流入時間よりも長くする。これにより、チャンバ１１には多量の置換ガスが流入してチャンバ１１に残留するガスを効率よく排出できるとともに、導入管１９へは必要十分な置換ガスのみを流入させることができ、残留するガスの排出の効率化と置換ガスの節約を同時に達成することができる。

【0084】

図９は、本実施の形態に係る基板処理方法の第３の変形例のシーケンス図である。本変形例に係る基板処理方法は、図６の基板処理装置５５で実行され、特に、先のプラズマ処理及び次のプラズマ処理の間において処理空間ＰＳへ印加される高周波電力の値を０にする期間がある点で図２の基板処理方法と異なる。

【0085】

図９では、先のプラズマ処理及び次のプラズマ処理の間において、置換ガス流入路から導入管１９へ置換ガス（図中「第１の置換ガス」で示す。）を流入させるとともに、他の置換ガス流入路からチャンバ１１へ置換ガス（図中「第２の置換ガス」で示す。）を流入させるが、チャンバ１１への置換ガスの流入を停止した後は、次のプラズマ処理までの期間に亘って処理空間ＰＳへ印加される高周波電力の値を０にする。これにより、チャンバ１１へ置換ガスを流入させた後に先のプラズマ処理に用いるエッチングガスがチャンバ１１に残留したとしても、当該エッチングガスからプラズマが生じないため、先のプラズマ処理による過剰なエッチングの基板Ｓへの影響を無くすことができる。

【0086】

以上、本発明について上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、図２の基板処理方法ではＦＰＤ用基板へ連続的なエッチング処理が施されたが、図２の基板処理方法を用いて半導体ウエハへ連続的なエッチング処理を施してもよい。

【0087】

本発明の目的は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを記録した記憶媒体を、コンピュータ等に供給し、コンピュータのＣＰＵが記憶媒体に格納されたプログラム、例えば、上述したステージ冷却プログラムを読み出して実行することによっても達成される。

【0088】

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラム自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、プログラム及びそのプログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

【0089】

また、プログラムを供給するための記憶媒体としては、例えば、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ）等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他のＲＯＭ等の上記プログラムを記憶できるものであればよい。或いは、上記プログラムは、インターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることによりコンピュータに供給されてもよい。

【0090】

また、コンピュータのＣＰＵが読み出したプログラムを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、ＣＰＵ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

【0091】

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

【0092】

上記プログラムの形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給されるスクリプトデータ等の形態から成ってもよい。

【実施例】

【0093】

まず、従来技術に係る基板処理装置８０において処理ガスとして酸素ガスを用い、チャンバ８１において酸素ガスから生成されたプラズマによって基板にエッチング処理を施した後、チャンバ８１への酸素ガスの導入を停止するとともに高周波電源から処理空間への高周波電力の印加を停止し、排気系８４によってチャンバ８１を１０秒間に亘って真空引きし、その後、ガスボックス８３からアルゴンガスを１０００ｓｃｃｍで処理ガス導入ライン８２へ流入させてチャンバ８１へ導入し、さらにアルゴンガスの導入開始から８秒後に高周波電力を処理空間へ再び印加し、このときに観測された、チャンバ８１に残留する酸素ガスから生成されたプラズマの発光強度を基準発光強度とした。すなわち、チャンバ８１への酸素ガスの導入停止から基準発光強度に対応する密度へ酸素ガスの密度が低下するまでの時間は１８秒であった（比較例１）。

【0094】

次に、本実施の形態に係る基板処理装置１０において処理ガスとして酸素ガスを用い、チャンバ１１において酸素ガスから生成されたプラズマによって基板Ｓにエッチング処理を施した後、高周波電源１８からの処理空間ＰＳへの高周波電力の印加を継続しつつ、チャンバ１１への酸素ガスの導入を停止し、次いで、置換ガスとして置換ガス流入路からアルゴンガスを１０００ｓｃｃｍで処理ガス導入ライン１２の導入管１９へ流入させてチャンバ１１へ導入し、チャンバ１１に残留する酸素ガスから生成されたプラズマの発光強度を観測した。そして、チャンバ１１への酸素ガスの導入停止から、観測されたプラズマの発光強度が基準発光強度まで低下するのに要した時間を計測したところ、計測された時間は９秒であった（実施例１）。

【0095】

また、置換ガスとして導入管１９へ流入されるアルゴンガスの流量を２０００ｓｃｃｍに設定した以外は、実施例１と同じ条件でチャンバ１１に残留する酸素ガスから生成されたプラズマの発光強度を観測したところ、チャンバ１１への酸素ガスの導入停止から観測されたプラズマの発光強度が基準発光強度まで低下するのに要した時間は６秒であった（実施例２）。

【0096】

さらに、導入管１９の長さを６ｍから２ｍに変更した以外は、実施例２と同じ条件でチャンバ１１に残留する酸素ガスから生成されたプラズマの発光強度を観測したところ、チャンバ１１への酸素ガスの導入停止から観測されたプラズマの発光強度が基準発光強度まで低下するのに要した時間は５秒であった（実施例３）。

【0097】

比較例１と実施例１との対比より、導入管１９やチャンバ１１に残留する処理ガスとしての酸素ガスを、排気系８４による真空引きによって排出するよりも、置換ガスによって導入管１９やチャンバ１１から押出して排出する方が、酸素ガスの排出効率が高くなり、結果として基板Ｓに連続的なエッチング処理を施す際に要する時間を短縮することができることが分かった。

【0098】

また、実施例１と実施例２の対比より、置換ガスの流量を大きくした方が酸素ガスの排出効率を高くできることが分かり、実施例２と実施例３の対比より、導入管１９に残留する酸素ガスの量を少なくした方が酸素ガスの排出時間を短くすることができることが分かった。

【0099】

次に、基板処理装置８０において処理ガスとして六弗化硫黄（ＳＦ_６）ガスを用い、チャンバ８１において六弗化硫黄ガスから生成されたプラズマにより、３０秒に亘って基板のシリコン層にエッチング処理を施したときのエッチング量（１０５４６Å）を基準エッチング量とした（比較例２）。

【0100】

次に、基板処理装置１０において処理ガスとして六弗化硫黄ガスを用い、チャンバ１１において六弗化硫黄ガスから生成されたプラズマにより、３０秒に亘って基板Ｓのシリコン層にエッチング処理を施した後、高周波電源１８からの処理空間ＰＳへの１０００Ｗの高周波電力の印加を継続しつつ、チャンバ１１への六弗化硫黄ガスの導入を停止し、次いで、置換ガスとして置換ガス流入路からアルゴンガスを１５００ｓｃｃｍで処理ガス導入ライン１２の導入管１９へ流入させてチャンバ１１へ導入したときのシリコン層のエッチング量を測定した。ここで測定されるエッチング量は、比較例２の基準エッチング量にチャンバ１１への六弗化硫黄ガスの導入を停止した後にチャンバ１１に残留する六弗化硫黄ガスから生成されたプラズマによるエッチング量が上乗せされたものである。このとき、測定されたエッチング量は１２００６Åであった（実施例４）。

【0101】

また、置換ガスとして導入管１９へ流入されるアルゴンガスの流量を２０００ｓｃｃｍに設定した以外は、実施例４と同じ条件でシリコン層のエッチングを行い、エッチング量を測定したところ、測定されたエッチング量は１１８９０Åであった（実施例５）。

【0102】

次に、処理空間ＰＳへ印加される高周波電力の値を３００Ｗに設定した以外は、実施例５と同じ条件でシリコン層のエッチングを行い、エッチング量を測定したところ、測定されたエッチング量は１１３９６Åであった（実施例６）。

【0103】

次に、導入管１９の長さを６ｍから２ｍに変更した以外は、実施例４と同じ条件でシリコン層のエッチングを行い、エッチング量を測定したところ、測定されたエッチング量は１１１１６Åであった（実施例７）。

【0104】

次に、置換ガスとして導入管１９へ流入されるアルゴンガスの流量を２０００ｓｃｃｍに設定した以外は、実施例７と同じ条件でシリコン層のエッチングを行い、エッチング量を測定したところ、測定されたエッチング量は１１１１６Åであった（実施例８）。

【0105】

実施例４乃至８で測定されたエッチング量は基準エッチング量を大幅に上回るものではなく、シリコン層のエッチングへの悪影響、例えば、過剰なエッチングが余り認められなかった。特に、実施例８で測定されたエッチング量は基準エッチング量の５％増しに留まっており、シリコン層のエッチングへの悪影響が殆ど認められなかった。以上より、処理空間ＰＳへの高周波電力の連続印加によるシリコン層のエッチングへの悪影響は、置換ガスとして導入管１９へ流入されるアルゴンガスの流量を１５００ｓｃｃｍ以上にすればほぼ解消できることが分かり、導入管１９の長さを短くするのがシリコン層のエッチングへの悪影響の抑制の観点から好ましいことが分かった。

【符号の説明】

【0106】

Ｓ 基板
Ｐ 反応生成物
ＰＳ 処理空間
１０，４４，５０，５５ 基板処理装置
１１ チャンバ
１２ 処理ガス導入ライン
１３ ガスボックス
１４ 排気ライン
１８ 高周波電源
１９ 導入管
２１ 第１のＭＦＣ
２２ 第２のＭＦＣ
２３ 第３のＭＦＣ
２４ 第４のＭＦＣ
２５ 第５のＭＦＣ
２７，３０，３３，３６，３９，４８ 配管
２８，３１，３４，３７，４７ 三方弁
４０ 排気管
４１ バックポンプ
４２ ターボ分子ポンプ
４５ バイパス管
４９ 第６のＭＦＣ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】