气体供给系统、气体供给控制方法和气体置换方法与流程

本发明的各方面和实施方式涉及气体供给系统、气体供给控制方法和气体置换方法。

背景技术：

在利用处理气体的等离子体等对半导体晶片等被处理体进行处理的处理装置中，已知有对向处理装置的处理气体的供给进行控制的气体供给装置。在这样的气体供给装置中，包括对气体的流量进行控制的流量控制装置和对气体的供给与供给停止进行控制的多个阀等构成部件。这些构成部件由使气体流通的配管连接，配置在基座的同一面上。

另外，有时将流量控制装置和阀等构成部件间配置在基座的同一面上，将相邻的构成部件间由通过基座的内部的配管连接。由此，能够将气体供给装置所包括的构成部件紧密地配置在基座的同一面上，能够进行使气体供给装置的小型化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5020758号

技术实现要素：

发明想要解决的技术问题

然而，在对向处理装置的处理气体的供给进行控制的气体供给系统中，如果连接气体供给系统所包括的各构成部件的配管的容积较大，则在更换配管内流动的处理气体时，排出残留在配管内的处理气体就需要时间。由此，在一边更换处理气体一边实施多个工艺的处理装置中，提高生产量就变得困难。

另外，通过阀的打开和关闭，高速地切换处理气体时，如果连接气体供给系统所包括的各构成部件的配管的容积较大，则要在配管内的压力达到所希望的压力前打开阀，将处理气体控制在所希望的压力就变得困难。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的一个方面例如是向对被处理体进行处理的处理装置供给气体的气体供给系统，具有构成气体供给系统的多个构成部件和配置多个构成部件的基座。在多个构成部件中，一部分构成部件配置于基座的一个面，另一部分构成部件配置于作为基座的一个面的背面的另一个面。

发明效果

根据本发明的各方面和实施方式，能够提高工艺的生产量，并能够提高处理气体的压力控制的精度。

附图说明

图1是表示实施例1中的处理系统的一个例子的图。

图2是表示实施例1中的流量控制器和二次侧阀的配置的一个例子的图。

图3是表示现有的流量控制器和二次侧阀的配置的图。

图4是表示比较例中的气体流量的控制方法的一个例子的图。

图5是表示实施例1中的气体流量的控制方法的一个例子的图。

图6是表示实施例1和比较例中的气体的发光强度的一个例子的图。

图7是表示比较例中的节流孔周边的配管的压力变化的一个例子的图。

图8是表示实施例1中的节流孔周边的配管的压力变化的一个例子的图。

图9是表示实施例1中的节流孔周边的配管的容积比与平衡压力的关系的一个例子的图。

图10是表示实施例1中的节流孔周边的配管的容积比的适当范围的一个例子的图。

图11是表示实施例1中的规定时间T与蚀刻速度的关系的一个例子的图。

图12是表示使用实施例1的气体供给控制方法的迅速交替工艺的一个例子的流程图。

图13是表示实施例2中的气体供给系统的一个例子的图。

图14是表示实施例2中的处理系统的一个例子的图。

图15是表示实施例2中的处理系统的运用方法的一个例子的流程图。

图16是表示实验体系的一个例子的图。

图17是表示实验结果的一个例子的图。

图18是表示配管的每个长度的处理容器内的压力变化的一个例子的图。

图19是表示实施例3中的处理系统的运用方法的一个例子的流程图。

图20是表示实施例4中的处理系统的一个例子的图。

图21是对涉及阀V11的配置的变形例进行说明的图。

图22是表示实施例4中的处理系统的运用方法的一个例子的流程图。

图23是表示图22所示的运用方法中的气体的流量的变化的一个例子的时间图。

图24是对在图22的流程图所示的步骤ST35中使用的气体A和在步骤ST37中使用的气体B进行例示的表。

图25是表示实施例5中的处理系统的运用方法的一个例子的流程图。

图26是表示图25所示的运用方法中的气体的流量的变化的一个例子的时间图。

图27是表示实施例6中的处理系统的一个例子的图。

附图标记说明

EL 排气管

FD 流量控制器

FU 流量控制单元

FUG 流量控制单元组

FV1 一次侧阀

FV2 二次侧阀

GL1 配管

GL2 配管

GP1 气体供给系统

GP2 气体供给系统

GP3 气体供给系统

GS 气体供给源

W 半导体晶片

10a 处理系统

10b 处理系统

10c 处理系统

10d 处理系统

12 处理容器

50 排气装置

51 排气装置

52 排气管

100 气体供给系统

101a 处理装置

101b 处理装置

150 气体供给管

201 控制阀

202 控制电路

203 压力计

204 压力计

205 节流孔

206 配管

207 配管

208 配管

210 螺孔

212 基座

212a 面

212b 面。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。另外，在本说明书和附图中，针对实质上相同的结构，标注相同的附图标记，省略重复的说明。

[实施例1]

[处理系统的整体结构]

首先，参照图1对实施例1中的处理系统10a的整体结构的一个例子进行说明。图1是表示实施例1中的处理系统10a的一个例子的图。处理系统10a具有气体供给系统100和处理装置101a。气体供给系统100具有流量控制器FD、一次侧阀FV1和二次侧阀FV2，控制从气体供给源GS向处理装置101a的气体的供给。流量控制器FD、一次侧阀FV1和二次侧阀FV2是构成气体供给系统100的多个构成部件的一个例子。在本实施例中，处理装置101a例如是电容耦合型等离子体蚀刻装置。以下，有时将处理装置101a称为反应器部。

[处理装置101a的结构例]

处理装置101a具有例如表面经过氧化铝膜处理(阳极氧化处理)的由铝构成的大致圆筒形的腔室C。腔室C被接地。在腔室C的内部设置有载置台120。载置台120载置作为被处理体的一个例子的半导体晶片W。

用于激发等离子体的高频电源130通过匹配器130a与载置台120连接。高频电源130将适合于在腔室C内生成等离子体的频率、例如60MHz的高频电力施加给载置台120。另外，载置台120载置半导体晶片W，同时也作为下部电极发挥功能。匹配器130a使负载阻抗与高频电源130的内部(或者输出)阻抗匹配。在腔室C内生成等离子体时，匹配器130a以使高频电源130的内部阻抗与负载阻抗表面上一致的方式发挥功能。

在腔室C的顶部设置有喷头110。喷头110也作为上部电极发挥功能。来自高频电源130的高频电力施加在载置台120与喷头110之间。气体从喷头110的气体导入口140被导入到设置在喷头110的内部的缓冲空间110b中，通过在喷头110的下面形成的多个气体通气孔110a被喷出到腔室C内。

处理装置101a利用向腔室C内供给的所希望的气体的等离子体对半导体晶片W施行微细加工。利用流量控制器FD控制向腔室C内供给的气体。在本实施例中，流量控制器FD例如是压力式的流量控制装置(FCS)。

[流量控制器FD的结构例]

流量控制器FD与用于从气体供给源GS向处理装置101a供给气体的气体供给管150连接。气体供给管150与处理装置101a的气体导入口140连接。在流量控制器FD的上游侧(气体供给源GS侧)配置一次侧阀FV1，在流量控制器FD的下游侧(半导体制造装置侧)配置二次侧阀FV2。一次侧阀FV1和二次侧阀FV2能够被控制成全开或者全闭。

流量控制器FD具有控制阀201、对控制阀201的开度进行控制的控制电路202、压力计203、压力计204、节流孔205、配管206、配管207和配管208。流量控制器FD通过对控制阀201的开度进行控制，从而控制流过气体供给管150、向腔室C内供给的气体的流量。作为控制阀201的一个例子，能够举出电磁阀驱动型的金属膜片阀。

一次侧阀FV1的上游侧通过配管与气体供给源GS连接。一次侧阀FV1的下游侧通过连接流量控制器FD和一次侧阀FV1的配管GL1与配管206连接。将配管GL1的长度定义为L_a1。配管206的下游侧与控制阀201的上游侧连接。控制阀201的下游侧与配管207的上游侧连接。配管207的下游侧通过节流孔205与配管208的上游侧连接。配管208的下游侧通过连接流量控制器FD和二次侧阀FV2的配管GL2与二次侧阀FV2的上游侧连接。将配管GL2的长度定义为L_a2。二次侧阀FV2的下游侧与气体供给管150连接。

其中，将配管207的流路内的压力定义为P₁，将配管207的流路内的容积定义为V₁。另外，将配管208和配管GL2的流路内的压力定义为P₂，将配管208和配管GL2的流路内的容积的合计定义为V₂。在流量控制器FD中，在以大致满足临界膨胀压力条件P₁＞2×P₂的方式控制配管207内的压力P₁与配管208和配管GL2内的压力P₂时，如以下的关系式(1)所示，流过节流孔205的气体流量Q只由节流孔205的上游侧的压力P₁决定。

Q＝CP₁···(1)

流量控制器FD按照以下方式进行控制：根据上述式(1)对控制阀201进行控制，调整压力P₁，从而使节流孔205的下游侧的气体流量Q成为与工艺条件相符合的所希望的值。另外，上述式(1)的C是由节流孔205的口径和气体温度等决定的常数。另外，利用压力计203和压力计204分别计量压力P₁和压力P₂。

在以上的结构的处理装置101a中进行蚀刻等处理时，首先，将半导体晶片W搬入到腔室C内，载置在载置台120上。其次，将腔室C内的压力减压至真空状态。接着，将从气体供给源GS输出的气体从喷头110喷淋状地导入到腔室C内。然后，向载置台120施加从高频电源130输出的规定的高频电力。

通过利用高频电力使导入到腔室C内的气体发生电离和解离而生成的等离子体的作用，对载置在载置台120上的半导体晶片W进行等离子体蚀刻等处理。在等离子体蚀刻等处理终止后，将半导体晶片W搬出到腔室C的外部。另外，处理装置101a并不限于使用等离子体进行处理的情况，也可以通过热处理等对半导体晶片W实施微细加工。

[流量控制器FD和二次侧阀FV2的配置]

在本实施例中的气体供给系统100中，在构成气体供给系统100的多个构成部件中，一部分构成部件配置于基座212的一个面，另一部分构成部件配置于作为基座212的背面的另一个面。以下，作为构成气体供给系统100的多个构成部件，以流量控制器FD和二次侧阀FV2为例，对构成气体供给系统100的多个构成部件的配置的一个例子进行说明。

图2是表示实施例1中的流量控制器FD和二次侧阀FV2的配置的一个例子的图。在本实施例中，流量控制器FD和二次侧阀FV2配置于基座212上的不同的面。例如，如图2所示，流量控制器FD配置于基座212的一个面212a，二次侧阀FV2配置于作为配置有流量控制器FD的基座212的面212a的背面的另一个面212b。

另外，例如，如图2所示，连接在流量控制器FD与二次侧阀FV2之间、在内部流动气体的配管GL2在基座212的厚度方向上贯通基座212，在基座212内部形成为直线状。

其中，图2所示的配管GL2的流路的容积V_a例如可以表示为下述的式(2)。

V_a＝πr²L_a2＝πr²(2A+t₁)···(2)

另外，在上述(2)中，r表示配管GL2的流路的半径，A表示用于将流量控制器FD和二次侧阀FV2用螺钉固定在基座212上的螺孔210的深度，t₁表示螺孔210的间隔。

例如，将配管GL2的流路的半径r假设为1.5mm，将螺孔210的深度A假设为5mm，将螺孔210的间隔t₁假设为1mm时，图2所示的配管GL2的流路的容积V_a大约为0.077cc。

其中，在现有的气体供给系统中，构成气体供给系统的多个构成部件配置于基座的同一面。图3是表示现有的流量控制器FD和二次侧阀FV2的配置的图。在构成气体供给系统的多个构成部件例如是流量控制器FD和二次侧阀FV2的情况下，在现有的气体供给系统中，例如如图3所示，流量控制器FD和二次侧阀FV2配置于基座212的同一面212a。

如图3所示，在现有的气体供给系统中，由于流量控制器FD和二次侧阀FV2紧密地配置于基座212的同一面212a，连接在流量控制器FD与二次侧阀FV2之间的配管GL2′以从配置有流量控制器FD和二次侧阀FV2的基座212的面212a向基座212的内部延伸、再向基座212的面212a延伸的方式成为弯曲的形状。

其中，图3所示的配管GL2′的流路的容积V_a′例如能够表示为下述的式(3)。

V_a′＝πr²(2α₁+α₂)＝πr²{2(A+t₂+2r)+α₂}···(3)

另外，在上述(3)中，α₁表示基座212的厚度方向的配管GL2′的流路的长度，α₂表示基座212的平面方向的配管GL2′的流路的长度，t₂表示螺孔210与配管GL2′的间隔。

例如，将配管GL2′的流路的半径r假设为1.5mm，将螺孔210的深度A假设为5mm，将螺孔210与配管GL2′的间隔t₂假设为1mm，将基座212的平面方向的配管GL2′的流路的长度α₂假设为24mm时，图3所示的配管GL2′的流路的容积V_a′大约为0.296cc。

这样，将二次侧阀FV2配置于配置有流量控制器FD的基座212的面的背面，利用贯通基座212的直线状的配管GL2连接流量控制器FD和二次侧阀FV2，由此本实施例的气体供给系统100与流量控制器FD和二次侧阀FV2配置于基座212的同一面的现有的气体供给系统相比，能够缩短连接流量控制器FD和二次侧阀FV2的配管GL2。由此，本实施例的气体供给系统100与现有的气体供给系统相比，能够减小连接流量控制器FD和二次侧阀FV2的配管GL2的容积。

另外，在图2中，例示了流量控制器FD和二次侧阀FV2的配置，关于流量控制器FD和一次侧阀FV1的配置也是同样的情况，在配置有流量控制器FD的基座212的面的背面配置一次侧阀FV1，利用贯通基座212的直线状的配管GL1连接流量控制器FD和一次侧阀FV1。

[气体供给控制方法]

接着，在参照图4对比较例中的气体供给控制方法进行说明，之后参照图5对本实施例中的气体供给控制方法进行说明。图4是表示比较例中的气体流量的控制方法的一个例子的图。图5是表示实施例1中的气体流量的控制方法的一个例子的图。

在图4的(a)中，横轴表示时间，纵轴表示一次侧阀FV1、二次侧阀FV2和控制阀201的各自的控制状态。在图4的(b)中，横轴表示时间，纵轴表示流量控制器FD内的压力P₁和P₂。在图4的(c)中，横轴表示时间，纵轴表示流过二次侧阀FV2的气体的流量。

在比较例中，通过图4的(a)所示的各阀的开闭控制对气体供给进行控制。按照步骤1→步骤2→步骤3→步骤2→步骤3→···的顺序控制各阀。将步骤2和步骤3重复规定次数。

另外，一次侧阀FV1和二次侧阀FV2能够进行全开或者全闭的控制。一次侧阀FV1和二次侧阀FV2为“打开(OPEN)”时，表示其阀是全开。另外，一次侧阀FV1和二次侧阀FV2为“关闭(CLOSE)”时，表示其阀是全闭。控制阀201能够进行全开、全闭和成为其中间的开度的控制。控制阀201为“控制中”时，通过控制电路202的控制对控制阀201的开度进行控制，将与开度相对应的流量的气体供给处理装置101a。控制阀201为“控制停止”时，控制阀201成为全闭的状态，向处理装置101a的气体供给停止。

将图4的(a)所示的各步骤中的各阀的状态表示如下。

(步骤1)

在步骤1中，一次侧阀FV1和二次侧阀FV2被控制为全闭，停止控制阀201的控制，向处理装置101a的气体供给停止。

(步骤2)

在步骤2中，一次侧阀FV1和二次侧阀FV2被控制为全开，之后控制阀201变成控制中，向处理装置101a供给气体。

(步骤3)

在步骤3中，一次侧阀FV1和二次侧阀FV2被控制为全闭，之后再停止控制阀201的控制，向处理装置101a的气体供给停止。

另外，一次侧阀FV1和二次侧阀FV2的开闭动作的顺序可以是同时，也可以在二次侧阀FV2进行打开的动作之后经过规定的时间后，一次侧阀FV1进行打开的动作。另外，在步骤2中，在一次侧阀FV1和二次侧阀FV2的打开的动作结束后进行控制阀201的控制。从而，一次侧阀FV1和二次侧阀FV2的打开的动作结束后，在经过规定时间T后开始控制阀201的控制动作。在本实施例中，规定时间T例如为200毫秒，但不限于此。

接着，相对于上述各步骤中的各阀的控制，对图4的(b)所示的流量控制器FD内的压力P₁和P₂、以及图4的(c)所示的流过二次侧阀FV2的气体的流量进行说明。

在向处理装置101a的气体供给停止前，满足临界膨胀压力条件P₁＞2×P₂，因此在步骤1中向处理装置101a的气体供给停止后，在配管207与配管208之间，如果要成为平衡状态，就会通过节流孔205发生气体的移动。因此，如图4的(b)所示，配管207内的压力P₁缓慢地下降，配管208内的压力P₂缓慢地上升。另外，在步骤1中二次侧阀FV2被控制为全闭，因此如图4的(c)所示，气体不会流过二次侧阀FV2。

在步骤2中，首先，将一次侧阀FV1和二次侧阀FV2控制为全开。由此，如图4的(b)所示，流量控制器FD的压力P₁和P₂一旦下降，如图4的(c)所示，残留在配管207、配管208和配管GL2内的气体就会流过二次侧阀FV2。然后，经过规定时间T后，如图4的(a)所示，流量控制器FD内的控制阀201开始控制，因此图4的(b)所示的流量控制器FD的压力P₁上升，所希望的流量的气体流过二次侧阀FV2。

然后，利用控制阀201，如图4的(b)所示，固定地控制配管207内的压力P₁和配管208内的压力P₂，如图4的(c)所示，固定地控制通过二次侧阀FV2的气体流量。也就是说，如果控制阀201变成控制中，就能将向腔室C供给的气体的流量控制在规定的量。

在步骤3中，将一次侧阀FV1和二次侧阀FV2控制为全闭后，控制阀201变成全闭的状态，向处理装置101a的气体供给停止。由此，在配管207与配管208之间，如果要成为平衡状态，就会通过节流孔205发生气体的移动。其结果是，如图4的(b)所示，配管207的压力P₁下降，配管208的压力P₂上升。另外，在步骤3中，二次侧阀FV2被控制为全闭，因此如图4的(c)所示，气体不会流过二次侧阀FV2。

图6是表示实施例1和比较例中的气体的发光强度的一个例子的图。根据腔室C内的气体的发光强度能够观测向腔室C内供给的气体的流量的时间性变化。如果腔室C内的气体的发光强度变高，气体的流量就增加，如果腔室C内的气体的发光强度变低，气体的流量就下降。

在比较例中，如图4的(a)的步骤2所示，(1)一次侧阀FV1和二次侧阀FV2成为全开的状态，(2)之后控制阀201成为控制中。在比较例中，在打开二次侧阀FV2的时刻开始向处理装置101a的气体供给。因此，在从将一次侧阀FV1和二次侧阀FV2控制为全开到控制阀201成为控制中的规定时间T内，图4的(a)所示的残留在一次侧阀FV1与二次侧阀FV2之间的配管内的气体流过二次侧阀FV2，向腔室C内供给。控制阀201开始控制时，控制为规定流量的气体流过二次侧阀FV2，向腔室C供给。这样，在比较例中，在步骤2中通过上述(1)和(2)的2阶段的控制，向腔室C内供给的气体流量在发生图6的2阶段I1和I2的上升后，被控制为规定的流量。

图6所示的、控制阀201开始控制前的第1段I1的气体的流量的上升的高度和倾斜度，由残留在流量控制器FD内的气体决定。该残留气体的状态因即将开始此次的气体的供给之前的流量控制器FD的使用状态和流量控制器FD的个体差异不同而不同。因此，对第1段I1的气体的流量的上升进行完全地管理是困难的。因此，特别而言，对第1段I1的发光强度的波形、即第1段I1的气体的流量的控制进行完全地管理比第二段I2的气体流量的控制难。

作为用于消除气体的流量的第1段I1的上升的一个方法，有减小停止向处理装置101a的气体供给期间的配管207内的压力P₁的变动的方法。实现其方法的一个手段是本实施例中的气体供给控制方法。

在本实施例中的气体供给控制方法中，将一次侧阀FV1控制为全开，通过二次侧阀FV2的开闭动作进行气体的流量的控制。由此，对于向腔室C内供给的气体的流量，能够抑制发生上述的2阶段I1和I2的上升那样的、腔室C内的气体供给时的急剧变化。

具体而言，在本实施例中的气体供给控制方法中，如图5的(a)所示地控制各阀。将各步骤中的各阀的状态表示如下。

(步骤1)

在步骤1中，一次侧阀FV1被控制为全开，控制阀201为控制中。二次侧阀FV2被控制为全闭，向处理装置101a的气体供给停止。

(步骤2)

在步骤2中，一次侧阀FV1继续被控制为全开，控制阀201原样被维持为控制中。二次侧阀FV2被控制为全开，向处理装置101a供给气体。

(步骤3)

在步骤3中，一次侧阀FV1继续被控制为全开，控制阀201原样被维持为控制中。二次侧阀FV2被控制为全闭，向处理装置101a的气体供给停止。

相对于上述各步骤中的各阀的控制，对图5的(b)所示的流量控制器FD内的压力P₁和P₂、以及图5的(c)的流过二次侧阀FV2的气体的流量进行说明。在本实施例中，在全部的步骤中一次侧阀FV1继续被控制为全开，控制阀201被维持为控制中。因此，配管207内的压力P₁大致固定。

另外，在本实施例中，配管208和配管GL2内的压力P₂与流过二次侧阀FV2的气体的流量根据二次侧阀FV2的打开和关闭而变动。即：在图5的(a)所示的本实施例的步骤1中，二次侧阀FV2是闭的状态，因此如图5的(b)所示，配管208和配管GL2内的压力P₂变高，达到与配管207内的压力P₁相同的压力时，维持为其压力。另外，在步骤1中，二次侧阀FV2被控制为全闭，因此如图5的(c)所示，气体不会流过二次侧阀FV2。

在步骤2中，二次侧阀FV2被控制为全开，与此对应如图5的(b)所示，配管208和配管GL2内的压力P₂变低，维持为规定的压力。另外，如图5的(c)所示，规定的流量的气体流过二次侧阀FV2。在步骤3中，二次侧阀FV2再次被控制为全闭，如图5的(b)所示，配管208和配管GL2内的压力P₂变高，达到与配管207内的压力P₁相同的压力时，维持为其压力。在步骤3中，二次侧阀FV2被控制为全闭，因此如图5的(c)所示，气体不会流过二次侧阀FV2。

这样，在本实施例中，一次侧阀FV1继续被控制为全开，并且控制阀201继续成为控制中。因此，不能控制的气体不会残留在流量控制器FD内，能够追随二次侧阀FV2的打开和关闭来控制气体流量。由此，对应二次侧阀FV2的打开和关闭而流过二次侧阀FV的气体流量大致固定，向腔室C供给控制了流量的气体。

如上所述，本实施例中的气体供给控制方法将一次侧阀FV1经常控制为全开，并且使控制阀201经常处于控制中。由此，在将二次侧阀FV2控制为全开，开始向处理装置101a的气体供给时，存在于限制了传导的节流孔205的下游侧的一部分气体不通过节流孔205顺畅地被供给腔室C内。由此，如果开始向处理装置101a的气体供给，气体就立刻被供给腔室C内，其结果是，能够消除如比较例中发生的那样的、气体的流量的2阶段的上升。

然而，在上述的气体供给控制方法中，存在发生配管207内的压力P₁以及配管208和配管GL2内的压力P₂的变动的情况。例如，在非常短的周期内重复二次侧阀FV2的打开和关闭时，配管207内的压力P₁以及配管208和配管GL2内的压力P₂不能达到平衡状态，因此有时会发生2阶段的上升。

因此，在本实施例中，在实施上述的气体供给控制方法的流量控制器FD中，对配管207的容积V₁与配管208和配管GL2的合计容积V₂的容积比V₁/V₂进行适当化。这样，通过使用容积V₁与V₂的容积比V₁/V₂已适当化的流量控制器FD，实施本实施例的气体供给控制方法，能够完全地避免因残留气体而导致的气体流量的2阶段的上升。以下，对容积V₁和V₂的容积比V₁/V₂的适当化进行说明。

[气体供给管的容积比的适当化]

在本实施例中，改变流量控制器FD内的控制阀201、节流孔205和二次侧阀FV2的配置，对配管207的容积V₁与配管208和配管GL2的合计容积V₂的容积比V₁/V₂进行适当化。具体而言，以配管207的容积V₁成为配管208和配管GL2的合计容积V₂的9倍以上的方式，变更控制阀201和二次侧阀FV2的配置。另外，在以下的说明中，使用容积比V₁/V₂为3/2的结构的流量控制器FD作为比较例。

例如，将配管207内的压力P₁与配管208和配管GL2内的压力P₂大致满足临界膨胀压力条件P₁＞2×P₂作为条件，考虑将配管207的容积V₁与配管208和配管GL2的合计容积V₂的容积比V₁/V₂设定为3/2的情况。在这种情况下，停止向处理装置101a的气体供给后、即将控制阀201和二次侧阀FV2控制为全闭后的配管207内的压力P₁和配管208内的压力P₂的变化成为例如图7那样。图7是表示比较例中的节流孔205周边的配管的压力变化的一个例子的图。在图7中，配管207内的压力P₁的变动大，直至稳定需要时间。其结果是，在向处理装置101a的气体供给的开始和停止的控制中，产生与变动后的压力P₁对应的气体的峰值，气体的流量控制变得困难。另外，变更气体的流量时，直至压力P₁稳定需要时间。

另一方面，将配管207内的压力P₁与配管208和配管GL2内的压力P₂大致满足临界膨胀压力条件P₁＞2×P₂作为条件，考虑将配管207的容积V₁与配管208和配管GL2的合计容积V₂的容积比V₁/V₂设定为90/1的情况。在这种情况下，停止向处理装置101a的气体供给后、即将控制阀201和二次侧阀FV2控制为全闭后的配管207内的压力P₁以及配管208和配管GL2内的压力P₂的变化成为例如图8那样。图8是表示实施例1中的节流孔205周边的配管的压力变化的一个例子的图。在图8中，可知配管207内的压力P₁基本不变动，可以立刻稳定。另外，显示了这样变更向处理装置101a的气体流量时，能够缩短直到压力P₁稳定为止的时间。

图6所示的本实施例的发光强度的曲线I3是使用配管207的容积V₁与配管208和配管GL2的合计容积V₂的容积比V₁/V₂被设定为90/1的流量控制器FD而测定的曲线。据此，通过将配管207的容积V₁与配管208和配管GL2的合计容积V₂的容积比V₁/V₂设定为90/1，能够缩短直至压力P₁稳定的时间，因此开始向处理装置101a的气体供给后，气体能够顺畅地被供给腔室C内。由此，不会发生如图6所示的比较例那样的、气体流量的2阶段的上升。

[平衡状态的压力P₁]

图9是表示实施例1中的节流孔205周边的配管的容积比与平衡压力的关系的一个例子的图。在图9中，绘制了使配管207的容积V₁与配管208和配管GL2的合计容积V₂的容积比V₁/V₂发生变化时的、配管207内的压力P₁的平衡状态的压力相对初期压力的比率。如上所述，关于配管207的容积V₁与配管208和配管GL2的合计容积V₂的容积比V₁/V₂被设定为90/1时的压力P₁的平衡压力/初期压力，如图9的Re所示，表示大致接近100％的值。如果对图9所示的曲线图所绘制的具体的值进行例示，关于压力P₁的平衡压力/初期压力，容积比V₁/V₂为1.5时则为62％，容积比V₁/V₂为3.0时则为75％，容积比V₁/V₂为9.0时则为90％，容积比V₁/V₂为18.0时则为95％，容积比V₁/V₂为30.0时则为97％，容积比V₁/V₂为90.0时则为99％。

容积比V₁/V₂被设定为90/1时在腔室C内进行蚀刻处理时的蚀刻速度E/R与容积比V₁/V₂被设定为3/2时在腔室C内进行蚀刻处理时的蚀刻速度E/R的变动为20％。

理想的情况是，容积比V₁/V₂被设定为90/1，并且观测不到图6的比较例所示的2阶段I1和I2的上升的波形。因此，为了将从容积比V₁/V₂被设定为90/1时的蚀刻速度E/R的变动抑制在5％以内，优选使平衡状态的压力P₁与初期压力的比例为90％～100％。即，只要将配管207的容积V₁与配管208和配管GL2的合计容积V₂的容积比V₁/V₂设定在9/1以上即可。

即，只要以成为图10所示的容积比V₁﹕V₂为9﹕1以上的部分(图10的点和斜线部分)的方式设定容积V₁和V₂即可。其中，为了使配管207的容积V₁与配管208和配管GL2的合计容积V₂的容积比V₁/V₂成为9/1以上，可以考虑增大配管207的容积V₁，或者缩小配管208和配管GL2的合计容积V₂。增大配管207的容积V₁时，存在流量控制器FD的小型化变得困难的情况。另外，配管207的容积V₁变大时，将为了切换向处理装置101a供给的气体进行处理而舍弃残留在配管207内的气体的情况下，增加了不必要地消耗的气体。

因此，为了使配管207的容积V₁与配管208和配管GL2的合计容积V₂的容积比V₁/V₂成为9/1以上，从小型化和气体消耗的观点考虑，优选减小配管208和配管GL2的合计容积V₂。但是，如图3所示的现有的气体供给系统那样，如果将流量控制器FD和二次侧阀FV2配置于基座212的同一面，连接在流量控制器FD与二次侧阀FV2之间的配管GL2′就会变长。如果使配管GL2′变细，就能够减小配管208和配管GL2的合计容积V₂，但是加工困难。因此，在将流量控制器FD和二次侧阀FV2配置于基座212的同一面上的现有的气体供给系统中，难以减小配管208和配管GL2′的合计容积V₂。

相对于此，在本实施例的气体供给系统100中，例如图2所示，在配置有流量控制器FD的基座212的面的背面配置二次侧阀FV2，利用贯通基座212的直线状的配管GL2连接流量控制器FD和二次侧阀FV2。由此，与现有的气体供给系统相比，能够缩短连接流量控制器FD和二次侧阀FV2的配管GL2，从而能够减小连接流量控制器FD和二次侧阀FV2的配管GL2的容积。因此，本实施例的气体供给系统100能够容易地使配管207的容积V₁与配管208和配管GL2的合计容积V₂的容积比V₁/V₂成为9/1以上。而且，能够减小配管207的容积V₁以及配管208和配管GL2的合计容积V₂，因此在切换气体进行处理时，能够减少不必要地舍弃的气体。

另外，由于安装流量控制器FD和二次侧阀FV2的基座212的厚度和流量控制器FD内的配管208的物理加工的限制等，优选以容积比V₁﹕V₂成为200﹕1以下的方式，设定配管207的容积V₁以及配管208和配管GL2的合计容积V₂。实际上，优选容积比V₁﹕V₂为9﹕1以上、200﹕1以下，在容积V₁为0.09～2.0(cc)的范围时容积V₂为0.01～0.2(cc)的范围，即优选将图10所示的区域Ar内作为设定容积V₁与V₂的比率时的范围。

如上所述，在本实施例中，通过设置于流量控制器FD内的节流孔205的下游侧的二次侧阀FV2的开闭动作，进行向腔室C的气体供给和气体供给停止的控制。此时，为了利用流量控制器FD所特有的结构缓和气体停止时的压力变化，与从控制阀201到节流孔205的配管207的容积V₁相比，将从节流孔205到二次侧阀FV2的配管的容积V₂减小一个数量级以上。

由此，使用流量控制器FD能够迅速地使向腔室C内供给的气体上升到规定的流量。根据本实施例，这样气体的应答性良好，从而能够高速地进行气体的切换。也就是说，使用本实施例中的流量控制器FD的气体供给控制方法对以高速重复气体供给和气体供给停止那样的工艺(Gas Pulse：气脉冲)是有效的。

另外，在本实施例中，提高了气体的应答性，因此能够缩短在腔室C内气体的流量直至稳定的时间，能够提高工艺的生产量。

其中，图4的(a)所示的规定时间T变长时，能够使向腔室C供给的气体的流量稳定。但是，如果规定时间T太长，在气体供给的阀打开时间S内实际上供给气体的时间就变短。其结果是，如果规定时间T变长，蚀刻速度就下降。图11是表示实施例1中的规定时间T与蚀刻速度的关系的一个例子的图。图11的横轴表示规定时间T相对于步骤2中阀被控制为全开的时间S的比T/S。图11的纵轴表示相对于T/S的蚀刻速度(E/R)。

如果参照图11，可知规定时间T越长，蚀刻速度越低。如果(S－T)/S比90％小、即T/S比0.1大，就不能忽视蚀刻速度的下降。因此，规定时间T优选为在步骤2中阀被控制为全开的时间S的1/10以下。

另外，在本实施例中，通过二次侧阀FV2的控制开始气体的供给后，能够使向腔室C供给的气体的流量迅速地稳定在所希望的流量。因此，通过将匹配器130a事前设定在流量稳定后的匹配状态，能够抑制从高频电源130输出的高频电力的反射波，能够改善处理装置101a的处理的稳定性。

而且，在本实施例中，不会发生像比较例那样控制困难的气体的流量变化。因此，能够吸收因流量控制器FD的个体差异和处理装置101a的个体差异而导致的向腔室C内的气体供给的偏差，能够稳定地在处理装置101a中进行处理。

[迅速交替工艺]

另外，作为以高速重复气体供给和气体供给的停止那样的工艺的一个例子，参照图12对迅速交替工艺进行简单地说明。图12是表示使用实施例1的气体供给控制方法的迅速交替工艺的一个例子的流程图。在使用图12所示的本实施例的气体供给控制方法的迅速交替工艺中，交替且迅速地实施蚀刻工艺和沉积工艺。但是，这是迅速交替工艺的一个例子，工艺的种类不限于此。另外，在实施迅速交替工艺期间，一次侧阀FV1经常被控制为全开，并且控制阀201经常处于控制中。

开始图12所示的处理时，首先，将二次侧阀FV2控制为全开，投入第一气体(步骤S10)。接着，施加高频电力，利用第一气体实施蚀刻工艺(步骤S12)。接着，将二次侧阀FV2控制为全闭(步骤S14)。

接着，将二次侧阀FV2控制为全开，投入第二气体(步骤S16)。接着，施加高频电力，利用第二气体实施沉积工艺(步骤S18)。接着，将二次侧阀FV2控制为全闭(步骤S20)。

接着，判定是否需要更进一步的迅速交替工艺的循环(步骤S22)，在判定需要更进一步的迅速交替工艺的循环时(步骤S22：是)，返回到步骤S10，重复步骤S10～S22的处理。在判定不需要更进一步的迅速交替工艺的循环时(步骤S22：否)，终止本处理。

根据本实施例中的迅速交替工艺，追随二次侧阀FV2的打开和关闭的控制，迅速地向腔室C内供给规定流量的气体，因此能够实现良好的工艺。另外，能够不需要考虑了气体到达腔室C之前的时间的控制。这样，特别而言，在以高速重复气体供给和气体供给的停止的迅速交替工艺中，能够有效地使用提高了气体的应答性的本实施例的气体供给控制方法。

其中，关于与在图4的(a)的步骤2中阀被控制为全开的时间S相对的规定时间T的容许范围，如图11所示，规定时间T越长(T/S越大)，蚀刻速度(E/R)越低。如果(S－T)/S比90％小、即T/S比0.1大，就不能忽视蚀刻速度的下降。因此，规定时间T优选为在步骤2中阀被控制为全开的时间S的1/10以下。

[实施例2]

[气体供给系统GP1的结构]

接着，对实施例2进行说明。图13是表示实施例2中的气体供给系统GP1的一个例子的图。图13所示的气体供给系统GP1具有第一机构GM1、第二机构GM2和第三机构GM3。

第一机构GM1具有多个综合部GI。在本实施例中，第一机构GM1具有五个综合部GI。但是，综合部GI的个数是任意的。第一机构GM1以在多个综合部GI的每一个中从各自的配管输出所选择的气体的方式构成。

第一机构GM1具有多个配管L1(第一配管L1)、多个阀V1(第一阀V1)和多个配管L2(第二配管L2)。在多个配管L1中，各自设置有多个阀V1。多个配管L1分别与多个气体供给源GS连接。

在本实施例中，多个气体供给源GS包括14个气体供给源GS、即气体供给源GS(1)～GS(14)。但是，气体供给源GS的个数是任意的。在一个例子中，气体供给源GS(1)～GS(14)分别是C₂F₈气体源、C₄F₆气体源、He气体源、CF₄气体源、CH₄气体源、CO气体源、COS气体源、N₂气体源、NF₃气体源、CHF₃气体源、Ar气体源、CH₂F₂气体源、CO₂气体源。

多个综合部GI的每一个包括多个配管L2中的一个配管L2、从该一个配管L2分支且与一个以上的气体供给源GS连接的一个以上的配管L1和设置在该一个以上的配管L1中的一个以上的阀V1。不同时使用的一个以上的气体供给源GS与各综合部GI连接。各综合部GI能够供给来自在与该综合部GI连接的气体供给源GS中选择的气体供给源GS的气体。

在图13所示的例子中，与气体源GS(1)～GS(3)连接的三个配管L1、设置在这些配管L1中的三个阀V1和连接该三个配管L1的一个配管L2构成一个综合部GI。另外，与气体供给源GS(4)～GS(6)连接的三个配管L1、设置在这些配管L1中的三个阀V1和连接该三个配管L1的一个配管L2构成一个综合部GI。另外，与气体供给源GS(7)～GS(8)连接的二个配管L1、设置在这些配管L1中的二个阀V1和连接该二个配管L1的一个配管L2构成一个综合部GI。另外，与气体供给源GS(9)～GS(11)连接的三个配管L1、设置在这些配管L1中的三个阀V1和连接该三个配管L1的一个配管L2构成另一个综合部GI。然后，与气体供给源GS(12)～GS(14)连接的三个配管L1、设置在这些配管L1中的三个阀V1和连接该三个配管L1的一个配管L2构成另一个综合部GI。

第二机构GM2设置在第一机构GM1的下游。第二机构GM2构成为对来自多个综合部GI的多个气体进行分配、对分配的气体的流量进行调整并输出。

第二机构GM2具有多个流量控制单元组FUG和多个配管L3(第三配管L3)。多个流量控制单元组FUG的个数是与后述的处理装置的气体喷出部相同的数量。在图13所示的例子中，多个流量控制单元组FUG的个数为三个。但是，如果流量控制单元组FUG的个数和气体喷出部的个数是多个，则可以是任意的个数。

各流量控制单元组FUG包括多个流量控制单元FU。多个流量控制单元FU的个数是与配管L2的个数相同的数量。各流量控制单元FU对输入的气体的流量进行调整。各流量控制单元FU具有一次侧阀FV1、流量控制器FD和二次侧阀FV2。流量控制器FD设置在一次侧阀FV1与二次侧阀FV2之间。

其中，本实施例中的流量控制器FD例如是使用图1说明的压力式流量控制装置(FCS)。另外，在各流量控制单元FU中，一次侧阀FV1和二次侧阀FV2例如使用图2说明的那样，配置在基座212上。另外，在各流量控制单元FU中，一次侧阀FV1和二次侧阀FV2配置于配置有流量控制器FD的基座212的面212a的背侧的面212b。另外，流量控制器FD与一次侧阀FV1之间利用贯通基座212的直线状的配管GL1连接，流量控制器FD与二次侧阀FV2之间利用贯通基座212的直线状的配管GL2连接。

由此，本实施例中的各流量控制单元FU与将一次侧阀FV1、二次侧阀FV2和流量控制器FD配置于基座212的同一面的情况相比，能够缩短流量控制器FD与一次侧阀FV1之间的配管GL1和流量控制器FD与二次侧阀FV2之间的配管GL2。由此，本实施例中的各流量控制单元FU容易减小流量控制器FD与一次侧阀FV1之间的配管GL1和流量控制器FD与二次侧阀FV2之间的配管GL2的容积。另外，流量控制器FD除了压力式流量控制装置以外，也能够使用根据流体的质量流量进行流量的控制的质量流量控制器(MFC)等。

多个配管L3的每一个构成为将来自对应的一个配管L2的气体分配给多个流量控制单元组FUG、并向多个流量控制单元组FUG的每一个所包括的1个流量控制单元FU供给。因此，多个配管L3的每一个从一个配管分支为多个配管。一个配管L3的分支数为与流量控制单元组FUG的个数相同的数量。

在本实施例中，第二机构GM2还具有多个合流管ML。多个合流管ML构成为在每个流量控制单元组FUG中使来自该流量控制单元组FUG所包括的多个流量控制单元FU的气体合流。因此，各合流管ML构成为从多个配管合流为一个配管。在各合流管ML内合流的配管的个数是与配管L2的个数和各流量控制单元组FUG内的流量控制单元FU的个数相同的数量。

第三机构GM3是气体供给系统GP1的排气机构。第三机构GM3具有排气管EL、多个配管L4(第四配管L4)和多个阀V4(第四阀V4)。

在排气管EL中设置有阀V2(第二阀V2)和阀V3(第三阀V3)。阀V2设置在排气管EL的上游侧，阀V3设置在排气管EL的下游侧。排气管EL在其上游侧通过阀V2与吹扫气体的气体供给源GSP连接。吹扫气体例如是N₂气等不活泼性气体。另外，排气管EL在其下游侧通过阀V3与涡轮分子泵和干泵等排气装置连接。在本实施例中，排气管EL与涡轮分子泵和干泵之间的配管连接。另外，如后所述，在本实施例的处理系统中，涡轮分子泵与处理容器连接，干泵可以设置在该涡轮分子泵的下游。

配管L4分别连接排气管EL和多个配管L2。在各配管L4中设置有阀V4。

在本实施例中，压力计PM与排气管EL连接。压力计PM计量排气管EL内的流路的压力。在本实施例中，压力计PM在阀V3的上游侧、即比阀V3更靠近阀V2侧与排气管EL连接。另外，压力计PM能够设置在比阀V3更靠近上游、且比多个配管L4和排气管EL的连接位置更靠近下游的位置。

根据本实施例的气体供给系统GP1，关闭阀V2、阀V3和全部的阀V4，打开在各综合部GI的阀V1中与所希望的气体的气体供给源GS连接的一个阀V1，通过多个流量控制单元组FUG的多个流量控制单元FU调整流量，由此能够以所希望的流量从各合流管ML向后述的处理装置供给所希望的气体。

另外，在变更从气体供给系统GP1向处理装置供给的气体时，停止多个流量控制单元组FUG的多个流量控制单元FU，关闭全部的阀V1，打开阀V2、阀V3和全部的阀V4，由此能够将残留在从阀V1到各流量控制单元FU的流路内的气体通过排气管EL高速地排出。另外，在本实施例中，各流量控制单元FU内的流量控制器FD是压力控制式的流量控制器，因此在关闭全部的阀V1，并打开阀V2、阀V3和全部的阀V4时，通过打开各流量控制单元FU内的一次侧阀FV1，也能够在流量控制单元FU的内部将残留在节流孔的上游侧的气体线路内的气体高速地排出。

接着，关闭阀V2、阀V3和全部的阀V4，打开在各综合部GI的阀V1中与所希望的气体的气体供给源GS连接的一个阀V1，通过多个流量控制单元组FUG的多个流量控制单元FU调整流量，由此能够向处理装置供给变更的气体。这样，气体供给系统GP1能够高速地、即以较短时间对气体供给系统GP1的流路内的气体进行置换。

[处理系统10b的整体结构]

接着，对本实施例的处理系统的一个例子进行说明。图14是表示实施例2中的处理系统10b的一个例子的图。图14所示的处理系统10b具有处理装置101b和使用图13说明的气体供给系统GP1。在本实施例中，处理装置101b例如是电容耦合型等离子体蚀刻装置。以下，有时将处理装置101b称为反应器部。

处理装置101b具有大致圆筒形状的处理容器12。处理容器12例如由铝构成，对其内壁面实施阳极氧化处理。另外，处理容器12被保护接地。另外，在处理容器12的侧壁设置有半导体晶片W的搬入搬出口12g。搬入搬出口12g利用闸阀54能够打开和关闭。

在处理容器12的底部上设置有大致圆筒状的支承部14。支承部14例如由绝缘材料构成。支承部14在处理容器12内从处理容器12的底部沿铅垂方向延伸。另外，在处理容器12内设置有载置台PD。载置台PD被支承部14支承。

载置台PD在其上表面保持半导体晶片W。载置台PD具有下部电极LE和静电卡盘ESC。下部电极LE包括大致圆盘形状的第一板18a和第二板18b。第一板18a和第二板18b例如由铝等金属构成。第二板18b设置在第一板18a上，与第一板18a电连接。

在第二板18b上设置有静电卡盘ESC。静电卡盘ESC是将作为导电膜的电极配置在一对的绝缘层或者绝缘片间的结构。直流电源22通过开关23与静电卡盘ESC的电极电连接。静电卡盘ESC利用来自直流电源22的直流电压所产生的库仑力等静电力吸附半导体晶片W。由此，静电卡盘ESC能够保持半导体晶片W。

在第二板18b的周缘部上，以包围半导体晶片W的边缘和静电卡盘ESC的方式配置有聚焦环FR。为了提高蚀刻的均匀性，设置聚焦环FR。聚焦环FR根据蚀刻对象的膜的材料由适宜选择的材料构成，例如由石英构成。

在第二板18b的内部设置有冷却介质流路24。冷却介质流路24构成温调机构。通过配管26a从设置在处理容器12的外部的冷却单元向冷却介质流路24供给冷却介质。向冷却介质流路24供给的冷却介质通过配管26b返回到冷却单元。这样，从冷却单元供给的冷却介质在冷却介质流路24中循环。利用冷却单元对在冷却介质流路24内循环的冷却介质的温度进行控制，从而将被静电卡盘ESC保持的半导体晶片W的温度控制在规定的温度。

另外，在处理装置101b中设置有气体供给线路28。气体供给线路28将从传热气体供给机构供给的He气等传热气体供给静电卡盘ESC的上表面与半导体晶片W的背面之间。

另外，在处理装置101b中设置有作为加热元件的加热器HT。加热器HT例如埋入第二板18b内。加热器电源HP与加热器HT连接。通过从加热器电源HP向加热器HT供给电力，对载置台PD的温度进行调整，将载置在该载置台PD上的半导体晶片W的温度控制在规定的温度。另外，加热器HT也可以设置在静电卡盘ESC内。

另外，处理装置101b具有上部电极30。上部电极30以在载置台PD的上方、与该载置台PD相对的方式配置。下部电极LE和上部电极30相互大致平行地设置。上部电极30与下部电极LE之间的空间是用于对半导体晶片W进行等离子体处理的处理空间S。

上部电极30隔着绝缘性遮蔽部件32被支承在处理容器12的上部。在本实施例中，上部电极30能够以在铅垂方向上能够对距载置台PD的上表面、即载置半导体晶片W的载置面的距离进行变更的方式构成。上部电极30可以包括电极板34和电极支承体36。电极板34面对处理空间S。在电极板34设置有多个气体喷出孔34a。在本实施例中，电极板34例如由硅构成。

电极支承体36是装卸自由地支承电极板34的部件，例如能够以由铝等导电性材料构成。电极支承体36能够具有水冷结构。在电极支承体36的内部设置有多个气体扩散室36a。多个气体扩散室36a以载置在载置台PD上的半导体晶片W的中心、即通过载置台PD的中心沿铅垂方向延伸的轴线为中心，设置成大致同心状。如图14所示，气体供给系统GP1所具有的多个合流管ML中的任一个分别与多个气体扩散室36a连接。

在图14所示的例子中，多个气体扩散室36a包括三个气体扩散室，即气体扩散室36a(1)、气体扩散室36a(2)和气体扩散室36a(3)。气体扩散室36a(1)可以设置在上述的轴线上，从铅垂方向看时具有大致圆形的平面形状。气体扩散室36a(2)向气体扩散室36a(1)的外侧环状地延伸。另外，气体扩散室36a(3)向气体扩散室36a(2)的外侧环状地延伸。

如图14所示，在电极支承体36中形成有连接各气体扩散室36a和向该气体扩散室36a的下方延伸的多个气体喷出孔34a的多个连通孔36b。本实施例中的上部电极30作为将从气体供给系统GP1供给的气体供给处理装置101b的处理空间S内的喷头SH发挥功能。

在喷头SH中，一个气体扩散室36a和与该气体扩散室36a连接的多个气体喷出孔34a构成一个气体喷出部。因此，喷头SH提供多个气体喷出部。能够从这些多个气体喷出部向处理容器12内的不同的多个区域、即向半导体晶片W的直径方向的不同区域供给气体。

另外，在本实施例的处理装置101b中，能够沿处理容器12的内壁装卸自由地设置沉积屏蔽件46。沉积屏蔽件46也可以设置在支承部14的外周。沉积屏蔽件46是防止蚀刻副产物(沉积物)附着在处理容器12上的部件，能够通过在铝材上覆盖Y₂O₃等陶瓷而构成。

在处理容器12的底部侧、且在支承部14与处理容器12的侧壁之间设置有排气板48。排气板48例如能够通过在铝材上覆盖Y₂O₃等陶瓷而构成。在排气板48的下方的处理容器12的底部设置有排气口12e。通过排气管52，排气装置50和排气装置51与排气口12e连接。在本实施例中，排气装置50例如是涡轮分子泵，排气装置51例如是干泵。排气装置50相对于排气通路，设置在比排气装置51更靠上游侧的位置。气体供给系统GP1的排气管EL与排气装置50和排气装置51之间的配管连接。通过在排气装置50与排气装置51之间连接排气管EL，抑制从排气管EL向处理容器12内的气体的逆流。

另外，处理装置101b还具有第一高频电源62和第二高频电源64。第一高频电源62是产生等离子体生成用的第一高频电力的电源。第一高频电源62产生27～100MHz的频率、在一个例子中为40MHz的高频电力。第一高频电源62通过匹配器66与下部电极LE连接。匹配器66是用于使第一高频电源62的输出阻抗与负载侧(下部电极LE侧)的输入阻抗匹配的电路。

第二高频电源64是产生用于向半导体晶片W引入离子的第二高频电力、即高频偏置电力的电源，产生400kHz～13.56MHz的范围内的频率、在一个例子中为3.2MHz的高频偏置电力。第二高频电源64通过匹配器68与下部电极LE连接。匹配器68是用于使第二高频电源64的输出阻抗与负载侧(下部电极LE侧)的输入阻抗匹配的电路。

另外，处理装置101b还可以具有控制部Cnt。控制部Cnt是具有处理器、存储部、输入装置、显示装置等的计算机，对处理装置101b的各部进行控制。具体而言，控制部Cnt以后述的运用方法使处理装置101b动作，对处理装置101b的各部进行控制。

处理装置101b能够激发从气体供给系统GP1向处理容器12内供给的气体，产生等离子体。因此，处理装置101b能够利用等离子体所产生的活性种对半导体晶片W进行处理。另外，利用气体供给系统GP1，将在半导体晶片W的处理中使用的气体高速地进行切换，并供给处理容器12内。因此，在对半导体晶片W交替地进行不同的等离子体处理的工艺等中，能够提高工艺的生产量。

以下，对本实施例中的处理系统10b的运用方法进行说明。图15是表示实施例2中的处理系统10b的运用方法的一个例子的流程图。图15所示的运用方法MT1包括用于将气体供给系统GP1内的气体排出的几个步骤。另外，运用方法MT1将气体供给系统GP1内的气体进行置换，向处理装置101b的处理容器12内依次供给不同的气体，由此能够对半导体晶片W进行不同的等离子体处理。在图15中，表示了将气体供给系统GP1内的气体排出，之后将气体供给处理容器12内的运用方法的步骤。

关于运用方法MT1，例如如图15所示，在步骤ST1～步骤ST4中，将气体供给系统GP1内的气体排出。在步骤ST1中，停止多个流量控制单元组FUG的全部的流量控制单元FU。在紧接着的步骤ST2中，关闭全部的阀V1。由此，来自全部的气体供给源GS的向气体供给系统GP1内的气体供给停止。在紧接着的步骤ST3中，打开阀V2、阀V3和全部的阀V4，接着打开各流量控制单元FU的一次侧阀FV1。由此，残留在从全部的阀V1到全部的流量控制单元FU之间的配管的气体通过排气管EL被排出。

在紧接着的步骤ST4中，利用压力计PM计量排气管EL内的流路的压力。在步骤ST4中，判定排气管EL内的流路的压力是否在阈值以下。阈值例如为500mTorr(66.66Pa)。排气管EL内的流路的压力比阈值大时，继续排气。另一方面，排气管EL内的流路的压力在阈值以下时，判定气体供给系统GP1的排气结束，实施紧接着的步骤ST5。

在紧接着的步骤ST5中，关闭阀V2、阀V3和全部的阀V4。在紧接着的步骤ST6中，打开在多个阀V1中与所希望的气体的气体供给源GS连接的一个阀V1。在紧接着的步骤ST7中，利用多个流量控制单元FU调整气体的流量。由此，向处理装置101b的处理容器12内供给所希望的气体。然后，在处理装置101b的处理容器12内，生成从气体供给系统GP1供给的气体的等离子体，利用等离子体所包含的活性种对半导体晶片W实施规定的处理W。

在紧接着的步骤ST8中，判定是否终止对半导体晶片W的处理。在不终止对半导体晶片W的处理时、即进行利用不同的气体的更进一步的处理时，重复从步骤ST1至步骤ST7的处理。另一方面，在步骤ST8中判定终止处理时，终止运用方法MT1。另外，处理装置101b的各部根据来自控制部Cnt的控制而动作，从而实现从步骤ST1至步骤ST8的处理。

根据图15所示的运用方法MT1，在变更向处理装置101b供给的气体时，能够将残留在气体供给系统GP1内的配管内的气体高速地排出。由此，在变更从气体供给系统GP1供给的气体时，能够减少气体供给系统GP1内的气体的置换所需要的时间。其结果是，能够以高的生产量实现依次使用不同的气体的工艺。

其中，本实施例中的流量控制器FD是例如图1所示那样的结构的压力控制式的流量控制器FD。关于压力控制式的流量控制器FD，例如，在对成为流量的控制对象的气体进行切换时，需要等待到排出流量控制器FD内的气体线路(图1所示的配管GL1、配管206、配管207、配管208和配管GL2)内的气体。在将气体的流量从大流量切换至小流量时，也需要等待气体的排气直到流量控制器FD的气体线路内变成规定的压力以下。

在关闭一次侧阀FV1时，节流孔205的上游侧的气体线路(图1所示的配管GL1、配管206和配管207)内的气体通过节流孔205流到处理装置101b内，从与处理容器12连接的排气装置50和排气装置51排出。由于来自节流孔205的气体的流出需要时间，因此直到排出残留在节流孔205的上游侧的气体线路的气体需要非常长的时间(以下称为“等待时间”)。

为了削减该等待时间，能够考虑减小节流孔205的上游侧的气体线路的容积，但是存在加工困难的情况。另外，如在实施例1中说明的那样，从提高气体流量的控制性的观点出发，优选使节流孔205的上游侧的气体线路的容积V₁比节流孔205的下游侧的气体线路的容积V₂大1个数量级以上。因此，在减小节流孔205的上游侧的气体线路的容积V₁时，就需要进一步减小节流孔205的下游侧的气体线路的容积V₂，节流孔205的下游侧的气体线路的加工变得困难。

因此，在本实施例中，在对成为流量的控制对象的气体进行切换时，如图15的步骤ST3所示，打开一次侧阀FV1，由此通过排气管EL将残留在节流孔205的上游侧的气体线路内的气体排出。由此，能够削减对成为流量的控制对象的气体进行切换时的等待时间。因此，在切换气体并对半导体晶片W交替地进行不同的等离子体处理的工艺等中，能够提高工艺的生产量。

[配管的容积与排气所需要的时间的关系]

其中，在图13所示的气体供给系统GP1中，进行了用于调查各配管L2和各配管L3的容积与残留在各配管L2和各配管L3的气体的排气所需要的时间的关系的实验。图16是表示实验体系的一个例子的图。关于在实验中使用的实验体系，例如图16所示，多个气体供给源(气体In(Gr1)～气体In(Gr5))各自通过阀V1与流量控制单元FU连接。另外，阀V1与流量控制单元FU的一次侧阀FV1之间的配管通过阀V4与排气管EL连接。通过阀，压力计PM与排气管EL连接。另外，排气管EL通过用于模拟气体供给系统GP1的排气管EL的容积的Tank与干泵和涡轮分子泵(TMP)连接。阀V1与一次侧阀FV1之间的配管相当于图14所示的气体供给系统GP1中的配管L2和配管L3。在实验中，使用图16所示的实验体系，测定打开阀V4时的排气管EL的压力和TMP的背压。另外，在实验中，打开各流量控制单元FU的一次侧阀FV1和流量控制器FD内的控制阀201，关闭二次侧阀FV2。

[实验结果]

图17是表示实验结果的一个例子的图。在图17中，横轴表示时间，纵轴表示排气管EL内的压力或者TMP的背压。在图17中，P_e5表示将与气体In(Gr1)～气体In(Gr5)的配管连接的全部的阀V4打开时的排气管EL内的压力的时间变化。P_e3表示将与气体In(Gr1)～气体In(Gr3)的配管连接的3个阀V4打开时的排气管EL内的压力的时间变化。P_e1表示将与气体In(Gr1)的配管连接的1个阀V4打开时的排气管EL内的压力的时间变化。

另外，在图17中，P_b5表示将与气体In(Gr1)～气体In(Gr5)的配管连接的全部的阀V4打开时的TMP的背压的时间变化。P_b3表示将与气体In(Gr1)～气体In(Gr3)的配管连接的3个阀V4打开时的TMP的背压的时间变化。P_b1表示将与气体In(Gr1)的配管连接的1个阀V4打开时的TMP的背压的时间变化。

在图17所示的实验结果中，打开阀V4时，排气管EL内的压力会暂时上升至4500Torr，之后会下降至10Torr以下。关于从打开阀V4到排气管EL内的压力下降至10Torr所需要的时间，对于P_e1约为0.5秒，对于P_e3约为0.8秒，对于P_e5约为0.9秒。根据图17的实验结果，可知排气对象的配管的数变多时、即排气对象的配管的合计容积变大时，存在直至排气管EL内的压力变成规定的压力以下所需要的时间会变长的倾向。

另外，在图17所示的实验结果中，关于TMP的背压的峰值，对于P_b1约为3.0Torr，对于P_b3约为2.5Torr，对于P_b5约为1.1Torr。根据图17的实验结果，可知排气对象的配管的合计容积变大时，存在TMP的背压的峰值上升的倾向。

根据图17所示的实验结果，可知通过减小成为排气对象的配管的容积，能够缩短排气时间，同时能够抑制TMP的背压的峰值。

因此，关于本实施例的气体供给系统GP1内的各流量控制单元FU，例如像使用图2说明的那样，将一次侧阀FV1和二次侧阀FV2配置于配置有流量控制器FD的基座212的面212a的背侧的面212b，利用贯通基座212的直线状的配管GL1连接流量控制器FD和一次侧阀FV1，利用贯通基座212的直线状的配管GL2连接流量控制器FD和二次侧阀FV2。由此，能够减小构成成为残留气体的排气对象的配管的一部分的配管GL1和配管GL2的容积。从而能够减小成为残留气体的排气对象的配管的容积，使缩短排气时间和抑制TMP的背压的峰值成为可能。另外，由于能够减小配管的容积，因此在切换气体进行处理时，能够减少不必要地舍弃的气体。

另外，在本实施例中，对于作为构成气体供给系统GP1的多个构成部件的一个例子的一次侧阀FV1、流量控制器FD和二次侧阀FV2，将一部分构成部件配置于基座212的一个面212a，将另一部分构成部件配置于作为配置有一部分构成部件的面212a的背面的另一个面212b，利用贯通基座212的直线状的配管连接一部分构成部件和另一部分构成部件。但是，分别配置于基座212的各自的面的构成部件不限于一次侧阀FV1、流量控制器FD和二次侧阀FV2，对于图13所示的构成气体供给系统GP1的其它构成部件，也优选分别配置于基座212的各自的面，利用贯通基座212的直线状的配管连接配置于各自的面的构成部件。由此，使进一步缩短排气时间和进一步抑制TMP的背压的峰值成为可能。另外，在切换气体进行处理时，能够减少不必要地舍弃的气体。

[配管的长度与处理装置101b内的压力的关系]

图18是表示配管的每个长度的处理容器12内的压力变化的一个例子的图。图18的(a)表示开始从气体供给系统GP1向处理装置101b的处理容器12内的气体供给起的处理容器12内的压力变化的实验结果。图18的(b)表示从气体供给系统GP1向处理装置101b的处理容器12内的气体供给停止并对处理容器12内进行排气时的处理容器12内的压力变化的实验结果。另外，在图18中，P₁₁表示从气体供给系统GP1内的流量控制器FD到处理装置101b的配管长为0.5m时的处理容器12内的压力变化，P₂₂表示从气体供给系统GP1内的流量控制器FD到处理装置101b的配管长为3.0m时的处理容器12内的压力变化。

如果参照图18的(a)，则可知使用0.5m的配管时的压力P₁₁比使用3.0m的配管时的压力P₂₂早上升约0.1～0.2秒。另外，如果参照18(b)，则可知使用0.5m的配管时的压力P₁₁比使用3.0m的配管时的压力P₂₂早下降约1秒。这样，通过缩短从气体供给系统GP1内的流量控制器FD到处理装置101b的配管，能够提高处理容器12内的压力的应答特性。

其中，关于本实施例的气体供给系统GP1内的各流量控制单元FU，例如像使用图2说明的那样，二次侧阀FV2配置于配置有流量控制器FD的基座212的面212a的背侧的面212b，流量控制器FD和一次侧阀FV1利用贯通基座212的直线状的配管GL1连接。由此，能够缩短从流量控制器FD到处理装置101b的配管所包括的配管GL2。因此，本实施例的气体供给系统GP1能够提高处理容器12内的压力的应答特性。

[实施例3]

接着，对实施例3进行说明。图19是表示实施例3中的处理系统10b的运用方法的一个例子的流程图。图19所示的处理系统10b的运用方法MT2是用于对多个阀V1的泄漏进行检测的方法。另外，本实施例的运用方法MT2也可以在后述的实施例4和实施例5中的处理系统10c、实施例6中的处理系统10d中适用。

关于本实施例中的运用方法MT2，为了检测泄漏，首先，在步骤ST21中，停止全部的流量控制单元FU。在紧接着的步骤ST22中，关闭全部的阀V1、阀V2和阀V3。在紧接着的步骤ST23中，打开全部的阀V4。然后，在步骤ST24中，利用压力计PM计量排气管EL内的流路的压力。

在进行步骤ST24的压力计量时，关闭与气体供给源GS连接的全部的阀V1、阀V2和阀V3，停止全部的流量控制单元FU，因此，如果阀V1没有泄漏，排气管EL内的压力就几乎不会变动。因此，在步骤ST24中，通过判定压力计PM的计量值是否发生变动，就能够对任一个阀V1发生泄漏的情况进行检测。

[实施例4]

接着，对实施例4进行说明。图20是表示实施例4中的处理系统10c的一个例子的图。本实施例的处理系统10c具有气体供给系统GP2和处理装置101b。处理装置101b与在实施例2中说明的处理装置101b相同，因此省略了说明。

气体供给系统GP2包括第一机构GM21、第二机构GM22和第三机构GM23。关于第一机构GM21，在第一机构GM21内的综合部GI的个数比气体供给系统GP1的第一机构GM1内的综合部GI的个数多的方面，与第一机构GM1是不同的，但是在其以外的方面，与第一机构GM1是相同的。因此，如图20所示，从第一机构GM21出发，延伸了比第一机构GM1多的数量的配管L2。

在具有与第一机构GM21内的配管L2的个数相同的数量的配管L4和阀V4的方面，第三机构GM23与气体供给系统GP1的第三机构GM3不同。与气体供给系统GP1的第三机构GM3内的排气管EL同样，第三机构GM23内的排气管EL与排气装置50和排气装置51之间的配管连接。

第二机构GM22具有多个流量控制单元组FUG。在图20所示的例子中，第二机构GM22内的多个流量控制单元组FUG的个数是3个，但流量控制单元组FUG的个数不限于此。多个流量控制单元组FUG的每一个具有多个流量控制单元FU。多个流量控制单元FU的每一个具有一次侧阀FV1、流量控制器FD和二次侧阀FV2。另外，在本实施例的各流量控制单元FU中，也与实施例1～3同样，例如使用图2说明的那样，一次侧阀FV1和二次侧阀FV2配置于配置有流量控制器FD的基座212的面212a的背侧的面212b，流量控制器FD与一次侧阀FV1之间利用贯通基座212的直线状的配管GL1连接，流量控制器FD与二次侧阀FV2之间利用贯通基座212的直线状的配管GL2连接。另外，除了一次侧阀FV1、流量控制器FD和二次侧阀FV2，对于图20所例示的构成气体供给系统GP2的其它构成部件，同样地，也分别配置于基座212的各自的面，配置于各自的面的构成部件彼此利用贯通基座212的直线状的配管连接。

在第二机构GM22中，各流量控制单元组FUG内的流量控制单元FU的个数比气体供给系统GP1的各流量控制单元组FUG内的流量控制单元FU的个数多。第二机构GM22具有多个分支管BL1(第一分支管BL1)、多个分支管BL2(第二分支管BL2)、多个阀V5(第五阀V5)、多个阀V6(第六阀V6)、多个合流管ML1(第一合流管ML1)和多个合流管ML2(第二合流管ML2)。

多个分支管BL1分别与多个流量控制单元FU连接。多个分支管BL2也分别与多个流量控制单元FU连接。即：一对分支管BL1和分支管BL2从各流量控制单元FU的输出分支。在各分支管BL1上设置有阀V5，在各分支管BL2上设置有阀V6。

多个合流管ML1构成为在每个流量控制单元组FUG中、使来自多个分支管BL1的气体合流。即：与对应的一个流量控制单元组FUG内的多个流量控制单元FU连接的多个分支管BL1与一个合流管ML1连接。另外，多个合流管ML2构成为在每个流量控制单元组FUG中、使来自多个分支管BL2的气体合流。即：与对应的一个流量控制单元组FUG的多个流量控制单元FU连接的多个分支管BL2与一个合流管ML2连接。

另外，图20所示的气体供给系统GP2的第二机构GM22还具有多个阀V7(第七阀V7)、多个阀V8(第八阀V8)、多个阀V9(第九阀V9)和多个阀V10(第十阀V10)。

各合流管ML1通过阀V7与喷头SH内的多个气体喷出部中对应的气体喷出部连接。另外，各合流管ML1通过阀V8与排气装置50和排气装置51之间的配管连接。即：各合流管ML1分支为具有阀V7的配管LA和具有阀V8的配管LB。配管LA与配管LM合流，该配管LM与喷头SH内的多个气体喷出部中对应的气体喷出部连接。另外，配管LB与排气装置50和排气装置51之间的配管连接。

各合流管ML2通过阀V9与喷头SH内的多个气体喷出部中对应的气体喷出部连接。另外，各合流管ML2通过阀V10与排气装置50和排气装置51之间的配管连接。即：各合流管ML2分支为具有阀V9的配管LC和具有阀V10的配管LD。配管LC与对来自相同的流量控制单元组FUG的气体进行引导的配管LA一起与配管LM合流，该配管LM与喷头SH内的多个气体喷出部中对应的气体喷出部连接。另外，配管LD与排气装置50和排气装置51之间的配管连接。

另外，本实施例中的处理系统10c还具有阀V11(第十一阀V11)。阀V11设置在连接喷头SH和设置于处理容器12的下部的排气管52(参照图2)的配管上。在将气体供给系统GP2内的气体排出时打开阀V11。通过打开阀V11，喷头SH内的气体向排气装置50排出。从而能够将喷头SH内的气体高速地排出。

图21是对涉及阀V11的配置的变形例进行说明的图。如图21所示，喷头SH具有多个气体喷出部，例如气体喷出部D1、气体喷出部D2和气体喷出部D3。气体喷出部D1包括气体扩散室36a(1)，气体喷出部D2包括气体扩散室36a(2)，气体喷出部D3包括气体扩散室36a(3)。在图21所示的变形例中，与气体扩散室36a(1)连接的气体喷出孔34a的个数比与气体扩散室36a(3)连接的气体喷出孔34a的个数少。因此，气体喷出部D3的传导比气体喷出部D1的传导高。因此，为了将喷头SH内的气体高速地排出，通过具有阀V11的配管连接气体喷出部D1和气体喷出部D3。在将气体供给系统GP2内的气体排出时打开阀V11。由此，在排出气体供给系统GP2内的气体时，来自气体喷出部D1的气体流向气体喷出部D3，通过处理容器12内的空间被高速地排出。

在以上说明的气体供给系统GP2中，与气体供给系统GP1同样，也能够高速地、即以短时间置换残留在该气体供给系统GP2内的流路内的气体。另外，能够根据压力计PM的计量结果判定残留在气体供给系统GP2内的气体的排气是否已结束。另外，能够从压力计PM的计量结果检测气体供给系统GP2内的阀V1的泄漏。

另外，在气体供给系统GP2中，通过打开分别设置在与各流量控制单元FU连接的一对分支管BL1和分支管BL2上的阀V5和阀V6中的一者，能够将在各流量控制单元组FUG的多个流量控制单元FU中来自一部分流量控制单元FU的气体A供给合流管ML1，将来自另一部分的气体B供给合流管ML2。

根据本实施例的具有气体供给系统GP2的处理系统10c，能够将来自多个合流管ML1的气体A和来自多个合流管ML2的气体B交替地供给处理容器12内。气体A和气体B是种类不同的气体时，能够提高对半导体晶片W交替地进行不同的等离子体处理的工艺的生产量。

另外，根据本实施例的处理系统10c，也能够从合流管ML1向处理容器12内连续地供给气体A，将来自合流管ML2的气体B断续地、即脉冲状地供给处理容器12内。在这种情况下，通过合流管ML2向处理容器12内供给的气体可以是与通过合流管ML1向处理容器12内供给的气体不同种类的气体，也可以是相同种类的气体。

以下，对实施例4中的处理系统10c的运用方法进行说明。图22是表示实施例4中的处理系统10c的运用方法的一个例子的流程图。图22所示的运用方法MT3是向处理容器12内交替地供给不同的气体，从而在处理容器12内交替地进行不同的等离子体处理的方法。图23是表示图22所示的运用方法中的气体的流量的变化的一个例子的时间图。图23的上部是在运用方法MT3的步骤ST33以后在合流管ML1流动的气体A的流量和在合流管ML2中流动的气体B的流量的时间图。另外，图23的中部是步骤ST35和步骤ST37中在处理容器12内流动的气体A的流量的时间图。另外，图23的下部是步骤ST35和步骤ST37中在处理容器12内流动的气体B的流量的时间图。以下，参照图22和图23进行说明。

在本实施例的运用方法MT3中，首先，在步骤ST31中，关闭阀V2、阀V3和全部的阀V4。在紧接着的步骤ST32中，打开多个阀V1中的规定的阀V1。在紧接着的步骤ST33中，利用多个流量控制单元组FUG内的多个流量控制单元FU调整气体的流量。在紧接着的步骤ST34中，打开分别设置在与各流量控制单元FU连接的一对分支管BL1和分支管BL2上的阀V5和阀V6中的一者。即：从各流量控制单元组FUG内的多个流量控制单元FU中的一部分流量控制单元FU向合流管ML1供给气体A，从另一部分流量控制单元FU向合流管ML2供给气体B。例如，图23的上部的时间图所示的流量的气体A在合流管ML1中流动，该时间图所示的流量的气体B在合流管ML2中流动。

在紧接着的步骤ST35中，打开多个阀V7，关闭多个阀V8。另外，关闭多个阀V9，打开多个阀V10。由此，来自多个合流管ML1的气体A通过配管LM被供给到喷头SH。另外，来自多个合流管ML2的气体B通过配管LD被排出。由此，如图23的中部和下部的时间图所示，在步骤ST35中，向处理容器12内仅供给气体A。然后，从喷头SH供给的气体A被激发，进行针对半导体晶片W的等离子体处理。

在紧接着的步骤ST36中，关闭多个阀V7、多个阀V8和多个阀V9，打开多个阀V10。由此，停止从多个合流管ML1向喷头SH的气体A的供给。另外，来自多个合流管ML2的气体B通过配管LD被排出。接着，打开阀V11。由此，排出喷头SH内的气体。然后，关闭阀V11。

在紧接着的步骤ST37中，打开多个阀V9，关闭多个阀V10。另外，关闭多个阀V7，打开多个阀V8。由此，通过配管LM将来自多个合流管ML2的气体B供给喷头SH。另外，通过配管LB将来自多个合流管ML1的气体A排出。由此，如图23的中部和下部的时间图所示，在步骤ST37中，向处理容器12内仅供给气体B。然后，从喷头SH供给的气体B被激发，针对半导体晶片W进行与步骤ST35不同的等离子体处理。

在紧接着的步骤ST38中，判定是否终止步骤ST35和步骤ST37的交替的重复。在步骤ST38中，例如，判定是否将步骤ST35和步骤ST37交替地重复规定次数。在步骤ST38中，在判定不终止步骤ST35和步骤ST37的交替的重复时，实施步骤ST39。

在步骤ST39中，关闭多个阀V7、多个阀V9和多个阀V10，打开多个阀V8。由此，停止从多个合流管ML2向喷头SH的气体B的供给。另外，来自多个合流管ML1的气体A通过配管LB被排出。接着，打开阀V11。由此，排出喷头SH内的气体。然后，关闭阀V11，再次实施从步骤ST35的处理。

另一方面，在步骤ST38中，在判定为终止步骤ST35和步骤ST37的交替的重复时，终止运用方法MT3。另外，关于从步骤ST31至步骤ST39的处理，通过处理装置101b的各部根据来自控制部Cnt的控制而动作，从而被实现。根据本实施例的运用方法MT3，能够将来自多个合流管ML1的气体A和来自多个合流管ML2的气体B交替地供给处理容器12内，使没有供给到处理容器12内的气体流向排气侧。由此，能够高速地进行向处理容器12内供给的气体的变更。从而能够提高对半导体晶片W交替地进行不同的等离子体处理的工艺的生产量。

此处，对运用方法MT3所使用的气体A和气体B进行例示。图24是对图22的流程图所示的在步骤ST35中使用的气体A和在步骤ST37中使用的气体B进行例示的表。在图24所示的表中，附加了点图案的栏的气体A和气体B是在其步骤中被排出的气体，没有附加点图案的栏的气体A和气体B是在其步骤中向处理容器12内供给的气体。

如图24所示，例如，关于在初次的步骤ST35中向处理容器12内供给的气体A，可以使用包含O₂气、Ar气和CF₄气体的混合气体。另外，关于在初次的步骤ST35中被排出的气体B，可以使用包含O₂气、Ar气和SiCl₄气体的混合气体。另外，初次的步骤ST35的气体A是用于对氧化硅膜等被蚀刻层进行蚀刻的气体，气体B是具有堆积性的气体。即：在初次的步骤ST35中，可以对被蚀刻层进行蚀刻，并且可以为后续的步骤ST37准备堆积性的气体B。

在紧接着的步骤ST37中被排出的气体A是包含O₂气和Ar气的混合气体，在该步骤ST37中向处理容器12内供给的气体B是包含O₂气、Ar气和SiCl₄气体的混合气体。即：在该步骤ST37中，能够在包含被蚀刻层的被处理体上形成堆积物，并且可以准备后续的步骤ST35用的另外的气体A。

在紧接着的步骤ST35中向处理容器12内供给的气体A是包含O₂气和Ar气的堆积性的混合气体，在该步骤ST35中被排出的气体B是包含O₂气、Ar气和CF₄气体的混合气体。即：在该步骤ST35中，可以在被处理体上形成堆积物，并且能够准备被蚀刻层的蚀刻用的气体B。

在紧接着的步骤ST37中向处理容器12内供给的气体B是包含O₂气、Ar气和CF₄气体的蚀刻用的混合气体，在该步骤ST37中被排出的气体A是包含O₂气、Ar气和SiCl₄气体的堆积性的混合气体。即：在该步骤ST37中，能够对被蚀刻层进行蚀刻，并且可以为后续的步骤ST35准备堆积性的气体A。然后，在后续的步骤ST35和步骤ST37中也将适宜的气体A和适宜的气体B中的一个供给处理容器12内，将另一个排出。

这样，根据本实施例的处理系统10c，例如如图2所示，将构成气体供给系统GP2的构成部件分别配置于基座212的各自的面，配置于各自的面的构成部件彼此利用贯通基座212的直线状的配管连接。由此，能够减小连接构成气体供给系统GP2的各构成部件间的配管的容量，并能够缩短残留在配管内的气体的排气时间。因此，在像蚀刻用的气体A和堆积性的气体B那样将不同种类的气体断续地脉冲状地进行切换并向处理容器12内供给的本实施例的工艺中，能够缩短各自的脉冲宽度。从而，在切换不同种类的气体并对半导体晶片W交替地进行不同的等离子体处理的工艺中，能够提高工艺的生产量。

另外，由于能够减小连接构成气体供给系统GP2的各构成部件间的配管的容量，因此能够提高气体的流量的应答性，并能够缩短在处理容器12内直到气体的流量稳定的等待时间。由此，在将不同种类的气体断续地脉冲状地进行切换并向处理容器12内供给的本实施例的工艺中，能够缩短各自的脉冲宽度。从而，在一边切换不同种类的气体一边对半导体晶片W交替地进行不同的等离子体处理的工艺中，能够提高工艺的生产量。

另外，由于能够减小连接构成气体供给系统GP2的各构成部件间的配管的容量，因此能够减少在置换气体时排出的气体的量。由此，能够减少不必要地消耗的气体。

[实施例5]

接着，对实施例5进行说明。图25是表示实施例5中的处理系统10c的运用方法的一个例子的流程图。图25所示的运用方法MT4是向处理容器12内连续地供给气体A，断续地、即脉冲状地供给气体B，从而进行等离子体处理的方法。另外，本实施例中的处理系统10c与实施例4中说明的处理系统10c相同，因此省略了说明。

图26是表示图25所示的运用方法MT4中的气体的流量变化的一个例子的时间图。图26的上部是在运用方法MT4的步骤ST46以后在合流管ML1中流动的气体A的流量和在合流管ML2中流动的气体B的流量的时间图。另外，图26的中部是步骤ST46和步骤ST47中在处理容器12内流动的气体A的流量的时间图。另外，图26的下部是步骤ST46和步骤ST47中在处理容器12内流动的气体B的流量的时间图。以下，参照图25和图26进行说明。

在本实施例的运用方法MT4中，首先，进行与运用方法MT3的步骤ST31～步骤ST34相同的步骤。在紧接着的步骤ST45中，打开多个阀V7，关闭多个阀V8。由此，将来自合流管ML1的气体A供给到喷头SH。与此几乎同时，在步骤ST46中，关闭多个阀V9和多个阀V10。由此，在阀V9和阀V10的上游的流路内积聚气体B。此时，该上游的流路、即包括合流管ML2的流路内的压力变成比气体A所流动的合流管ML1内的流路内的压力高的压力。在步骤ST46的实施中，在处理容器12内气体A被激发，对半导体晶片W进行利用气体A的等离子体的处理。

在紧接着的步骤ST47中，打开多个阀V9。由此，将积聚在阀V9和阀V10的上游的流路内的气体B供给到喷头SH，从喷头SH向处理容器12内供给气体B。然后，在处理容器12内气体A和气体B的混合气体被激发，对半导体晶片W进行利用该混合气体的等离子体的处理。另外，在步骤ST46中，将包括气体B所流动的合流管ML2的流路内的压力设定为高的压力，因此能够使比气体A的流量少的流量的气体B在配管LM内进行混合，并供给到喷头SH。

在紧接着的步骤ST48中，判定是否终止步骤ST46和步骤ST47的交替的重复。在步骤ST48中，例如，判定是否将步骤ST46和步骤ST47交替地重复规定次数。在步骤ST48中，在判定不终止步骤ST46和步骤ST47的交替的重复时，再次实施从步骤ST46开始的处理。另一方面，在步骤ST48中，在判定终止步骤ST46和步骤ST47的交替的重复时，终止运用方法MT4。

根据本实施例的运用方法MT4，能够在向处理容器12内连续地供给的气体A中断续且高速地添加气体B。另外，气体A和气体B可以是异种的气体，也可以是同种的气体。因此，能够交替地实施使用气体A的等离子体处理和在气体A中添加了异种的气体B的等离子体处理。另外，能够交替地实施使用气体A的等离子体处理和在气体A中添加了同种的气体B、即增加了气体A的流量的等离子体处理。

其中，在本实施例的处理系统10c中，例如如图2所示，也将构成气体供给系统GP2的构成部件分别配置于基座212的各自的面，配置于各自的面的构成部件彼此利用贯通基座212的直线状的配管连接。由此，能够减小连接构成气体供给系统GP2的各构成部件间的配管的容量，并能够缩短残留在配管内的气体的排气时间。因此，在将气体A连续地供给处理容器12内、同时将气体B脉冲状地断续地供给处理容器12内的本实施例的工艺中，能够缩短气体B的各自的脉冲宽度。从而，在交替地进行使用气体A对半导体晶片W进行的规定的等离子体处理与使用气体A和气体B对半导体晶片W进行的其它的等离子体处理的工艺中，能够提高工艺的生产量。

另外，由于能够减小连接构成气体供给系统GP2的各构成部件间的配管的容量，因此能够提高气体的流量的应答性，并能够缩短在处理容器12内直到气体的流量稳定的等待时间。由此，在将气体B脉冲状地断续地供给处理容器12内的本实施例的工艺中，能够缩短气体B的各自的脉冲宽度。从而，在交替地进行使用气体A对半导体晶片W进行的规定的等离子体处理与使用气体A和气体B对半导体晶片W进行的其它的等离子体处理的工艺中，能够提高工艺的生产量。

[实施例6]

接着，对实施例6进行说明。图27是表示实施例6中的处理系统10d的一个例子的图。图27所示的处理系统10d具有气体供给系统GP3、反应器部RA和反应器部RB。反应器部RA和反应器部RB与在实施例1或者实施例2中说明的反应器部(处理装置101a或者处理装置101b)相同。

与使用图20说明的实施例4的气体供给系统GP2同样，气体供给系统GP3具有第一机构GM21和第三机构GM23。本实施例中的气体供给系统GP3还具有第二机构GM32。另外，在实施例4中的处理系统10c中，第二机构GM22的合流管ML1和合流管ML2与单一的反应器部的喷头SH连接，但是在本实施例的处理系统10d中，第二机构GM32的多个合流管ML1分别与反应器部RA的喷头SH的多个气体喷出部连接，多个合流管ML2分别与反应器部RB的喷头SH的多个气体喷出部连接。

另外，在本实施例的处理系统10d中，第三机构GM23的排气管EL可以与反应器部RA的排气装置50和排气装置51之间的配管、或者反应器部RB的排气装置50和排气装置51之间的配管连接。另外，在本实施例的各流量控制单元FU中，也与实施例1～5同样，将一次侧阀FV1和二次侧阀FV2例如像使用图2说明的那样地配置于配置有流量控制器FD的基座212的面212a的背侧的面212b，流量控制器FD与一次侧阀FV1之间利用贯通基座212的直线状的配管GL1连接，流量控制器FD与二次侧阀FV2之间利用贯通基座212的直线状的配管GL2连接。

根据本实施例的处理系统10d，能够从单一的气体供给系统GP3向反应器部RA的处理容器12内供给气体A，向反应器部RB的处理容器12内供给气体B。气体A和气体B可以是异种的气体，也可以是同种的气体。当气体A和气体B是异种的气体时，能够在反应器部RA和反应器部RB内进行不同的等离子体处理。另一方面，当气体A和气体B是同种的气体时，能够在反应器部RA和反应器部RB内进行相同的等离子体处理。

其中，在本实施例的处理系统10d中，例如如图2所示，也将构成气体供给系统GP3的构成部件分别配置于基座212的各自的面，配置于各自的面的构成部件彼此利用贯通基座212的直线状的配管连接。由此，能够减小连接构成气体供给系统GP3的各构成部件间的配管的容量，并能够缩短残留在配管内的气体的排气时间。因此，在将不同种类的气体进行切换并供给各自的反应器部的处理容器12内的工艺中，能够缩短直至气体被置换的等待时间。从而，在使用多个反应器部、切换不同种类的气体并对半导体晶片W交替地进行不同的等离子体处理的工艺中，能够提高在各自的反应器部中实施的工艺的生产量。

另外，由于能够减小连接构成气体供给系统GP3的各构成部件间的配管的容量，因此能够提高气体的流量的应答性，并能够缩短在各自的反应器部的处理容器12中气体的流量直至稳定的等待时间。由此，在将不同种类的气体进行切换并供给各自的反应器部的处理容器12内的工艺中，能够缩短各个种类的气体的供给时间。从而，在使用多个反应器部、切换不同种类的气体并对半导体晶片W交替地进行不同的等离子体处理的工艺中，能够提高在各自的反应器部中实施的工艺的生产量。

另外，由于能够减小连接构成气体供给系统GP3的各构成部件间的配管的容量，因此能够减少在置换气体时排出的气体的量。由此，在使用多个反应器部的工艺中，能够减少不必要地消耗的气体。

以上，使用各实施例对气体供给系统和气体供给控制方法进行了说明，但气体供给系统和气体供给控制方法不限于上述的各实施例，在本发明的范围内可以有各种的变形和改良。另外，上述多个实施例所记载的事项可以在不矛盾的范围内进行适当组合。

例如，在上述的各实施例中，作为处理装置以电容耦合型的等离子体处理装置为例进行了说明，但本发明的思想可以适用于电感耦合型的等离子体处理装置、使用微波作为等离子体源的等离子体处理装置等的任意类型的等离子体处理装置。另外，在上述的各实施例的处理系统所包括的处理装置中，利用喷头提供多个气体喷出部，但是只要能够向处理容器内的不同的多个区域、即被处理体的多个区域供给气体，就可以以任意的方式提供多个气体喷出部。

另外，在上述的各实施例中，利用处理装置所处理的被处理体不限于半导体晶片W，例如，也可以是平板显示器用的大型基板、EL(EctroLuminescence)元件或者太阳能电池用的基板等。