利用了等离子反应炉处理系统的电子装置的制造方法.pdf

可瞬时变更加工箱内气体介质的浓度，能够以高生产率且低成本来实现液晶设备或半导体设备的生产所需的等离子反应处理加工。对各个成分气体的压力控制型流量调整器提供的新的流量设定值设为，以在浓度变更前后总流量值相同作为条件，根据所假设的变更后的加工气体浓度通过逆运算而求出的值，并且排出管道中的压力控制器从变更开始仅限于在规定的微少时间，从压力设定模式被切换到阀开度设定模式，同时被提供应缓和刚变更后的压力变动的由经验求出的阀开度设定值。

1、  一种利用了等离子反应炉处理系统的电子装置的制造方法，
所述等离子反应炉处理系统包括：
加工箱，内置等离子发生器；
惰性气体的供应管道，将1种或者2种以上的惰性气体源分别与加工箱连接；
加工气体的供应管道，将1种或者2种以上的加工气体源分别与加工箱连接；以及
箱内气体的排出管道，连接加工箱和排气泵，
在惰性气体的供应管道以及加工气体的供应管道的每一个中有压力控制型流量调整器，该压力控制型流量调整器具有以下功能，即将流量控制阀的开度向着被提供的流量设定值和对应于由压力测量单元测量的流体压力的流量检测值的偏差减少的方向自动地变更，并且，
在箱内气体的排出管道中有具有第1动作模式的压力控制器，所述第1动作模式是指，将流量控制阀的开度向着被提供的压力设定值和压力测量值的偏差减少的方向自动地变更，
所述制造方法的特征在于，具有
第1步骤，对介于各个成分气体的供应管道的所述压力控制型流量调整器分别提供新的流量设定值，以变更加工箱内的加工气体的浓度，并且，
在所述第1步骤中，对各个流量调整器提供的新的流量设定值的每一个是，以在浓度变更前后总流量值相同作为条件，根据所假设的变更后的加工气体浓度通过逆运算而求出的值。

2、  如权利要求1所述的利用了等离子反应炉处理系统的电子装置的制造方法，其特征在于，
在所述第1步骤中，对各个流量调整器提供的新的流量设定值的每一个被设定为，从变更开始仅限于在规定的第1微少时间，关于变更后减少的成分气体相加减少方向的超额部分，关于变更后增加的成分气体相加增加方向的超额部分，并且减少方向的超额部分总量和增加方向的超额部分总量相等。

3、  如权利要求2所述的利用了等离子反应炉处理系统的电子装置的制造方法，其特征在于，
所述第1微少时间为2秒以下。

4、  如权利要求1或2所述的利用了等离子反应炉处理系统的电子装置的制造方法，其特征在于，
介于所述箱内气体的排出管道中的压力控制器还具有第2动作模式，所述第2动作模式是指，将流量控制阀的开度向着开度设定值和开度当前值的偏差减少的方向自动地变更，并且，
所述制造方法还具有：
第2步骤，从变更开始仅限于在规定的第2微少时间，将介于所述排出管道中的压力控制器从所述第1动作模式切换到所述第2动作模式，并提供应缓和刚变更后的压力变动的由经验求出的阀开度设定值。

5、  如权利要求4所述的利用了等离子反应炉处理系统的电子装置的制造方法，其特征在于，
所述第2微少时间为3秒以下。

6、  如权利要求1至5的任一项所述的利用了等离子反应炉处理系统的电子装置的制造方法，其特征在于，
加工气体的浓度变更包括加工开始时、加工途中或者加工结束时的加工气体的浓度变更。

利用了等离子反应炉处理系统的电子装置的制造方法
技术领域
该发明涉及适合液晶设备或半导体设备等电子装置的制造的利用了等离子(plasma)反应炉处理系统的电子装置的制造方法。
背景技术
这种等离子反应炉处理系统具有：内置等离子发生器(例如，平行平板型电极方式、微波天线方式等)的加工箱(process chamber)；将1种或者2种以上的惰性气体源(例如，Ar、Kr、Xe等)分别与加工箱连接的惰性气体的供应管道；将1种或者2种以上的加工气体源(例如，H₂、O₂、NF₃、Cl₂、SiCl₄、HBr、SF₆、C₅F₈、CF₄等)分别与加工箱连接的加工气体的供应管道；以及连接加工箱和排气泵的箱内气体的排出管道。
在各个惰性气体以及各个加工气体的供应管道的每一个中有可将流过其管道的气体的流量调整为所设定的值的流量调整器，并且在箱内气体的排出管道中有压力控制器，该压力控制器具有将流量控制阀的开度向着被提供的压力设定值和经由压力测量单元测量的压力测量值的偏差减少的方向自动地变更的功能。
但是，在这种等离子反应炉处理系统中，需要在加工开始时、加工的途中、加工的结束时进行加工箱内气体介质(atmosphere)的浓度变更。例如在加工的开始时，需要进行从惰性气体(稀释气体)的单个气体介质到惰性气体和1种或者2种以上的加工气体的混合气体介质的浓度变更。此外，在加工的途中，有时需要进行从惰性气体和加工气体的某一浓度的混合气体介质到其它浓度的混合气体介质或者气体种类不同的混合气体介质的浓度变更。进而在加工的结束时，需要进行从惰性气体和加工气体的混合气体介质到惰性气体的单个气体介质的浓度变更。
一般，该浓度变更是通过对分别介于各个成分气体的供应管道中的流量调整器提供新的流量设定值来实现。以往，作为用于这样的目的的流量调整器，采用了在刚开始气体供应后经常产生过剩流量的温度分布式的调整器，因此存在直到加工箱内的压力稳定为止需要时间的问题。
这样的问题通过采用压力控制型流量调整器作为流量调整器而被解决(参照专利文献1)。即，压力控制型流量调整器具有将流量控制阀的开度向着被提供的流量设定值和对应于由压力测量单元测量的流体压力的流量检测值的偏差减少的方向自动地变更的功能，在刚开始气体供应后可得到流量设定值那样的流量。
另一方面，即使采用压力控制型流量调整器作为流量调整器，在对各个成分气体的流量调整器提供新的流量设定值而改变流量时，就算在加工箱内气体的排出管道中有压力控制器，也存在加工箱内会产生比较大的压力变动的问题。
这样的问题通过以下方法来解决，即通过介于加工箱内气体的排出管道中的开度可变型流体控制阀或者排气速度可变型排气泵，与压力控制型流量调整器引起的流量变更联动地，瞬时变更(增大)排气量(参照专利文献2)。
专利文献1：(日本)特开2000-200780号公报
专利文献2：(日本)特开2002-203795号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，专利文献2所记载的利用了等离子反应炉处理系统的电子装置的制造方法中，由于可流动性或可排气性按各个气体种类而有所不同，因此存在即使与压力控制型流量调整器引起的流量变更联动地瞬时变更排气量，也不能完全吸收压力控制型流量调整器引起的流量变更所导致的加工箱内的压力变动的问题。
本发明着眼于上述问题点而完成，其目的在于提供利用了等离子反应炉处理系统的电子装置的制造方法，该制造方法可在加工开始时、加工的途中、加工的结束时瞬时变更加工箱内气体介质的浓度，从而能够以高生产率且低成本来实现液晶设备或半导体设备的生产所需的等离子反应处理加工。
对于本发明其他目的以及作用效果，本领域的技术人员通过参照说明书的以下记载应该很容易理解。
用于解决课题的方案
发明所要解决的上述课题可通过利用了由如下那样的结构构成的等离子反应炉处理系统的电子装置的制造方法来解决。
即，应用了该电子装置的制造方法的等离子反应炉处理系统具有：加工箱(等离子反应炉主体)，内置等离子发生器；惰性气体的供应管道，将1种或者2种以上的惰性气体源分别与加工箱连接；加工气体的供应管道，将1种或者2种以上的加工气体源分别与加工箱连接；以及箱内气体的排出管道，连接加工箱和排气泵。
本发明在这样的等离子反应炉处理系统中，具有第1步骤，对介于各个成分气体的供应管道的所述压力控制型流量调整器提供新的流量设定值，以变更加工箱内的加工气体的浓度，并且在所述第1步骤中，对各个流量调整器提供的新流量设定值的每一个是，以在浓度变更前后总流量值相同作为条件，根据所假设的变更后的加工气体浓度通过逆运算而求出的值。
并且，在箱内气体的排出管道中有具有第1动作模式的压力控制器，所述第1动作模式是指，将流量控制阀的开度向着被提供的压力设定值和经由压力测量单元测量的压力测量值的偏差减少的方向自动地变更。
根据这样的结构，在加工气体的浓度变更时，对介于各个成分气体的供应管道的流量调整器所提供的新的流量设定值是，以在浓度变更前后总流量值相同作为条件，根据所假设的变更后的加工气体浓度通过逆运算而求出的值，因此就算通过介于各个成分气体的供应管道的流量调整器进行了流量变更，流量变更量互相被抵消，从而加工箱内不会产生压力变动，或者就算产生压力变动那也只是很小的值。因此，如果是这种程度的压力变动，通过介于箱内气体的排出管道的压力控制器产生作用，箱内压力的变动将会立即稳定。
在优选的实施方式中，在所述第1步骤中，对各个流量调整器提供的新的流量设定值的每一个被设定为，从变更开始仅限于在规定的第1微少时间，关于变更后减少的成分气体相加减少方向的超额部分，关于变更后增加的成分气体相加增加方向的超额部分，并且减少方向的超额部分总量和增加方向的超额部分总量相等。这时，优选第1微少时间为2秒以下。
根据这样的结构，从变更开始仅限于在规定的微少时间，就算基于各个流量调整器的流量值因超出作为目的的增加目标值而增加，或者超出作为目的的减少目标值而减少，从而加工箱的容量比较大的情况下，加工箱内气体介质的浓度也会从浓度变更开始迅速地到达目标浓度，并在之后稳定。并且，就算是在流量超出的期间，由于被设定为减少方向的超额部分总量和增加方向的超额部分总量相等，因此这些超额总量之间被相互抵消，不会对压力变动起作用。
本发明的进一步优选实施方式中，介于所述箱内气体的排出管道中的压力控制器还具有第2动作模式，所述第2动作模式是指，将流量控制阀的开度向着被提供的开度设定值和开度当前值的偏差减少的方向自动地变更，并且所述制造方法还具有：第2步骤，从变更开始仅限于在规定的第2微少时间，将介于所述排出管道中的压力控制器从所述第1动作模式切换到所述第2动作模式，并提供应缓和刚变更后的压力变动的由经验求出的阀开度设定值。
根据这样的结构，就算对介于各个成分气体的供应管道的流量调整器所提供的新的流量设定值是，以在浓度变更前后总流量值相同作为条件，根据所假设的变更后的加工气体浓度通过逆运算而求出的值，当因每个气体种类在可流动性或可排气性上的差异而在加工箱内产生压力变动时，由于介于排出管道中的压力控制器从变更开始仅限于在规定的微少时间从第1动作模式被切换到第2动作模式，同时被提供应缓和刚变更后的压力变动的由经验求出的阀开度设定值，因此对于这样的气体种类引起的压力变动，通过阀开度瞬时追随而立刻被缓和。
作为本发明的制作装置的特征的加工气体的浓度变更可以应用在加工开始时、加工途中、或者加工结束时的加工气体的浓度变更的任意一个中是不言而喻的。
这样在本发明中，由于能够将被导入到反应炉内的加工气体立即等离子化而对等离子反应处理做出贡献，因此加工气体的利用效率提高，相应地制造成本下降。并且，由于还能够大幅减少反应处理开始前的等待时间，因此通过工程的TAT(Turn-Around Time)的缩短而生产率也提高。
此外，由于能够在等离子反应处理完成的同时立即停止供应加工气体，并在此后迅速地对等离子发生器提供等离子发生停止指令，因此能够防止不对等离子反应做出贡献的加工气体被浪费使用，通过加工气体的利用效率的提高能够实现制造成本的下降。
此外，由于还能够大幅地减少反应处理结束时的等待时间，因此通过工程的TAT(Turn-Around Time)的缩短而生产率也提高。
此外，除了被提供的加工气体立即对等离子反应处理做出贡献之外，在等离子反应处理开始时电力不会浪费消耗，由此除了生产率的提高和加工气体的节省之外，通过电能的节省，能够将低成本化追求到极致。
并且，在断电而等离子反应处理结束的同时，加工气体的供应也被停止，因此加工气体不会浪费消耗，由此除了生产率的提高和加工气体的节省之外，通过电能的节省，能够将低成本化追求到极致。
发明效果
根据本发明，在加工气体的浓度变更时，对介于各个成分气体的供应管道的流量调整器所提供的新的流量设定值是，以在浓度变更前后总流量值相同作为条件，根据所假设的变更后的加工气体浓度通过逆运算而求出的值，因此就算通过介于各个成分气体的供应管道的流量调整器进行了流量变更，流量变更量互相被抵消，从而加工箱内不会产生压力变动，或者就算产生压力变动那也只是很小的值。因此，如果是这种程度的压力变动，通过介于箱内气体的排出管道的压力控制器产生作用，箱内压力的变动将会立即稳定。
附图说明
图1是等离子反应炉处理系统的整体结构图。
图2是FCS以及APC的概略结构图。
图3是表示等离子发生器的结构例子的图。
图4是加工开始时的浓度变更控制的说明图(其一)。
图5是加工开始时的浓度变更控制的说明图(其二)。
图6是表示使用本发明方法时的气体浓度变化的图。
图7是表示使用以往方法时的气体浓度变化的图。
图8是分别对3种气体种类表示加工箱内的气体流量和压力的关系的图。
图9是表示APC中的阀(valve)开度和加工箱内压力的关系(气体流量100sccm)的图。
图10是表示APC中的阀开度和加工箱内压力的关系(气体流量500sccm)的图。
图11是表示加工气体的供应和APC的动作模式的关系的定时图。
图12是表示应用了本发明的电子装置的制造方法的一例的流程图。
图13是用于说明本发明的效果的流程图。
标号说明
1  加工箱
1a 等离子发生器
2  第1导入端口
3  第2导入端口
4  APC(压力调整器)
5  排气泵
6  微波电源
7  RF电源(13.56MHz)
8  RF电源(2MHz)
9  可编程控制器(PLC)
9a～9e PLC的接口
10 可编程终端(programmable terminal：PT)
11 通信
MV 手动阀
FCS 流量控制系统(压力控制型流量调整器)
SV 电磁阀(停止阀)
41 控制单元
42 控制阀
43 压力测量单元
51 控制单元
52 控制阀
53 压力测量单元
54 节流口(orifice)
100 等离子反应炉处理系统
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本发明的利用了等离子反应炉处理系统的电子装置的制造方法的优选实施方式。
图1表示等离子反应炉系统的整体结构图。如图所示，该等离子反应炉处理系统100具有：内置等离子发生器1a的加工箱1；将1种或者2种以上的惰性气体源(该例子中为Ar、Kr、Xe)分别与加工箱1连接的惰性气体的供应管道；将1种或者2种以上的加工气体源(该例子中为H₂、O₂、NF₃、Cl₂、SiCl₄、HBr、SF₆、C₅F₈、CF₄)分别与加工箱1连接的加工气体的供应管道；以及连接加工箱1和排气泵(Pump)5的箱内气体的排出管道。
在惰性气体的供应管道以及加工气体的供应管道的每一个中有作为压力控制型的流量调整器起作用的流量控制系统(以下，称为FCS)，压力控制型流量调整器具有以下功能，即将流量控制阀的开度向着被提供的流量设定值和对应于由压力测量单元测量的流体压力的流量检测值的偏差减少的方向自动地变更。
更具体地说明的话，Ar气体的供应管道被分支为，朝向对上段簇射面(shower plate)的导入用端口2的第1供应管道和朝向对下段簇射面的导入用端口3的第2供应管道。并且在第1供应管道中有手动阀MV11、FCS11、作为停止阀起作用的电磁阀SV11，在第2供应管道中有手动阀MV9、FCS9、电磁阀SV9。因此，通过操作FCS11和/或FCS9的流量设定值，可以控制Ar气体的流量。
对于Kr气体以及Xe气体的供应路径也是同样。因此，通过操作FCS10和/或FCS8的流量设定值，可以控制Kr气体或者Xe气体的流量。
H₂气体的供应管道直接与对下段簇射面的气体导入用端口3连接。该管道中有手动阀MV7、FCS7、电磁阀SV7。因此，通过操作FCS7的流量设定值，可以控制H₂气体的流量。
对于HBr气体、SF₆气体、C₅F₈气体的供应管道也是同样。因此，通过操作FCS2或FCS3的流量设定值，可以控制HBr气体、SF₆气体、C₅F₈气体的流量。
O₂气体的供应管道在经由手动阀MV6、FCS6、电磁阀SV6之后，分支为朝向对上段簇射面的导入用端口2的第1供应管道和朝向对下段簇射面的导入用端口3的第2供应管道。并且，在第1供应管道中有手动阀MV62，在第2供应管道中有手动阀MV61。因此，通过操作FCS6的流量设定值，可以控制O2气体的流量。
对于NF₃气体、Cl₂气体、SiCl₄气体的供应管道也是同样。因此，通过操作FCS5或FCS4的流量设定值，可以控制NF₃气体、Cl₂气体、SiCl₄气体的流量。
图2(a)表示作为压力控制型流量调整器起作用的FCS的概略结构图。如该图所示，FCS具有控制单元51、控制阀52、压力测量单元53和节流口54。控制单元51内省略了图示，但其中包括放大电路、流量运算电路、比较电路和阀驱动电路(参照特开2003-203789，图3)。压力测量单元53的测量信号在放大电路中被放大之后，在流量运算电路中被变换为对应的流量检测信号。该流量检测信号在比较电路中与流量设定信号进行比较，求得它们的偏差信号。阀驱动电路向着该偏差信号的值减少的方向控制控制阀52的开度。
该FCS是利用若上流的压力P1为下流的压力P2的2倍以上，则流体进入声速区域并与上流侧的压力成比例的原理的设备，通过调整上流的压力P1来控制流量，因此在刚供应气体后也可瞬时供应目标那样的气体流量。作为具有这样的功能的FCS，由多个制造商销售着各种产品，作为一例，可列举フジキン株式会社制造的型式FCS-4WS-798-F3L、型式FCS-4WS-798-F500、型式FCS-4WS-798-F1600等。
另一方面，在箱内气体的排出管道中有作为压力控制器起作用的自动压力控制器(Auto Pressure Controller)(以下称为APC)4，压力控制器具有将流量控制阀的开度向着被提供的压力设定值和经由压力测量单元测量的压力测量值的偏差减少的方向自动地变更的功能。
图2(b)表示APC4的概略结构图。如该图所示，APC内置有控制单元41和控制阀42。控制单元41具有第1动作模式(压力设定模式)和第2动作模式(开度设定模式)，第1动作模式是指，将控制阀42的开度向着被提供的压力设定值和经由安装在加工箱中的压力测量单元43测量的压力测量值的偏差减少的方向自动地变更的模式，第2动作模式是指将控制阀42的开度向着被提供的开度设定值和开度当前值的偏差减少的方向自动地变更的模式。作为具有这样的功能的APC，由多个制造商销售着各种产品，作为一例，可列举VAT SKK VACUUMLTD公司制造的型式控制器PM-3、控制器阀(valve)F61-87665-18等。
图3表示等离子发生器的结构例子。作为等离子发生器1a，可列举平行平板型电极方式的设备和微波天线方式的设备。
如图3(a)所示，平行平板型电极方式的等离子发生器包括：平行平板型电极(由等离子激发电极112和电极113构成)；用于对其提供高频电力的RF电源7、8(参照图1)；提供加工用气体等的簇射面115；容纳这些的箱111。并且，通过利用平行平板电极对所提供的加工用气体施加高频波，加工用气体被激发而成为等离子状态。另一方面，如图3(b)所示，微波天线方式的等离子发生器代替利用高频电力，而从由微波驱动电路117所驱动的微波天线116对箱111内放射微波，从而激发加工用气体。在任意一种等离子发生器中，都能够通过导通截止等离子电源(RF电源7、8或微波电源6等)来控制等离子的发生或者停止。
回到图1，在等离子反应炉处理系统中所包含的FCS1～11、电磁阀SV1～SV11、APC4、微波电源6、RF电源7、8的控制在该例子中是使用可编程控制器(以下称为PLC)9来进行。PLC9经由通信11与作为操作/显示单元起作用的可编程终端(以下称为PT)10连接。
即，PLC9和FCS1～FCS11之间，经由包含DA/AD单元的PLC接口9a而连接。PLC9和电磁阀SV1～SV11之间，经由包含DO单元的PLC接口9b而连接。PLC9和微波电源6之间，经由包含DA/AD单元或DO/DI单元的PLC接口9c而连接。PLC9和APC4之间，经由包含RS232的PLC接口9d而连接。并且，PLC9和RF电源7、8之间，经由包含DA/AD单元或DO/DI单元的PLC接口9e而连接。并且，PLC9经由用户程序来执行后述的图11的流程图所示的处理，从而实现本发明的制造方法。
接着，说明作为本发明的利用了等离子反应炉处理系统的电子装置的制造方法的重要部分的浓度变更控制。本发明方法的特征在于，在加工气体的浓度变更时，作为对介于各个成分气体的供应管道中的FCS(压力控制型流量调整器)提供的新的流量设定值，以在浓度变更的前后总流量值相同作为条件，采用根据所假设的变更后的加工气体浓度通过逆运算而求出的值。
图4表示本发明的浓度变更控制的说明图。现在假定，将浓度变更前的加工气体浓度设为A1(例如，0％)，将加工气体供应量设为F11(例如，0sccm)，将惰性气体供应量设为F21(例如，420sccm)，将浓度变更后的加工气体浓度设为A2(例如，24％)，将加工气体供应量设为F13(例如，100sccm)，将惰性气体供应量设为F23(例如，320sccm)时，在本发明的浓度变更控制中，作为对介于各个成分气体的供应管道中的FCS(压力控制型流量调整器)提供的新的流量设定值(F13，F23)，以在浓度变更的前后总流量值相同(F11+F21＝F13+F23＝K)作为条件，采用根据所假设的变更后的加工气体浓度(A2)通过逆运算而求出的值(F13＝A2×K，F23＝(1-A2)×K)。
若将这样求得的流量设定值(F13，F23)提供给各个FCS，则在浓度变更的前后，箱内总流量在原理上不会增加，在浓度变更时加工箱内的压力不会大幅变动(增加)，箱内压力估计会瞬时稳定。
可是，若一律采用这样的方法，则浓度变更前后中的各个气体的流量变动幅度会受到限制，因此在基于气体种类的不易流动或加工箱的容量大的情况等，达到作为目的的加工气体浓度为止花费时间，结果，在加工开始产生延迟。
因此，在该例子中，各个成分气体的新的流量设定值被设定为，从变更开始仅限于在规定的微少时间(Δt)，关于变更后减少的成分气体相加减少方向的超额部分(-ΔF)，关于变更后增加的成分气体相加增加方向的超额部分(+ΔF)，并且减少方向的超额部分总量和增加方向的超额部分总量相等。
另外，若满足减少方向的超额部分总量和增加方向的超额部分总量相等的条件，则超额部分也可以由多个脉冲来实现。作为多个脉冲的一例，图5表示超额部分为两个脉冲时的说明图。在该图中，各个成本气体的新的流量设定值被设定为，首先，从变更开始仅限于在规定的微小时间(Δt1)内，关于变更后减少的成分气体相加减少方向的超额部分(-ΔF1)，关于变更后增加的成分气体相加增加方向的超额部分(+ΔF1)，并且减少方向的超额部分总量和增加方向的超额部分总量相等。进而，在之后的规定的微小时间(Δt2)内也被设定为，关于变更后减少的成分气体相加减少方向的超额部分(-ΔF2)，关于变更后增加的成分气体相加增加方向的超额部分(+ΔF2)，并且减少方向的超额部分总量和增加方向的超额部分总量相等。
根据这样的超额部分相加方式，从浓度变更开始仅限于在规定的微小时间(Δt)，总流量虽然维持一定，但关于各种气体种类产生大的流量变动，因此能够缩短达到作为目的的加工气体浓度为止的时间。另外，图5的(e)表示微小时间内的APC的开度。另外，作为规定的微少时间(Δt)，虽然也依赖于气体的种类，但2秒以下是适合的。
下面，以具体的等离子反应炉处理系统为例来说明基于本发明的浓度变更控制(参照图4)的控制结果和基于以往的浓度变更控制的控制结果。使用微波方式的等离子发生器(参照图3(b))，通过等离子激发刻蚀(etching)对poly-Si膜进行刻蚀。箱容量为53升，箱内气体流量合计为420cc/min，气体种类将加工气体种类设为HBr，将等离子激发气体设为作为惰性气体的Ar。稳定状态的HBr、Ar的浓度比分别以24％、76％为目标。此外，将加工箱内目标压力设为30mTorr，等离子发生用微波为2.45GHz，自我偏压用高频为13.56MHz，基板温度为20℃，加工处理反应时间为30秒。
图6表示使用本发明的浓度变更控制(参照图4)时的气体浓度变化，图7表示使用以往的浓度变更控制时的气体浓度变化。
在使用了以往的浓度变更控制的情况下，如图7所示，在时刻t21接通(ON)了等离子电源之后，在时刻t22开始供应加工气体时，在之后加工气体的浓度稳定的时刻t23为止，花费大约7秒的时间。因此，在该以往例子中，在加工气体供应开始后，将RF电源接通从而开始加工处理反应为止，需要用于气体浓度以及压力稳定的等待时间(约7秒)。并且，在该等待时间所提供的加工气体都不会用于加工处理反应中，而从加工箱排出并浪费。
在使用了本发明的浓度变更控制的情况下，如图6所示，在时刻t11接通(ON)了等离子电源之后，在时刻t12开始供应加工气体时，在之后加工气体的浓度稳定的时刻t13为止，仅花费大约1秒左右的时间。从而判断，在加工气体供应开始后，将RF电源接通从而开始加工处理反应为止，作为用于气体浓度以及压力稳定的等待时间只要约1秒就足够。该稳定时间只要是加工气体浓度的过渡状态引起的刻蚀、或者成膜的不规则度根据加工的目的而收敛到容许范围的程度那样短即可。RF电源的接通和加工气体的供应开始几乎可以设为同时(例如，在从加工气体浓度的变化开始到稳定为止的期间接通RF等)。
这样，在以往方法中相对于加工处理反应时间30秒，加工处理反应开始的等待时间为7秒从而是高比率，但在本发明方法中等待时间为1秒以下从而工程时间飞跃性地缩短，同时由于不需要等待时间中提供的加工气体因此可实现加工气体的有效利用。
另外，在上述的例子中构成为，进行从惰性气体的氩气体(Ar)到惰性气体和加工气体的混合气体(Ar/HBr：76比24)的气体切换，从而开始poly-Si刻蚀加工，但应理解这只不过是本发明的一个例子。
即，本发明的浓度变更控制也能够适用于在接通了等离子电源的状态下进行从加工气体(A)到加工气体(B)的切换的情况。若进行这样的等离子发生中的加工气体切换，则可在作为处理对象的基板上层叠形成种类不同的多种膜。此外通过施加自身偏压，还能够对种类不同的多种膜进行刻蚀。
那么，如图8所示，在箱内存在多个气体种类(Ar、HBr、O₂)时，各自的气体其流量相等但可以看出箱内压力的差别。这是因为依赖于气体种类的气体的可流动性的差异、或者对泵的排气的可流动性差异。就算气体流量相同但在气体种类不同时可以看出箱内压力的差别，因此在混合气体中同样地就算总流量相同但在气体比率不同时会呈现箱内压力的差别。因此，在气体种类、气体比率变化时将压力设为一定的情况下，即使总流量一定，也需要APC4的压力控制。
即，就算对介于各个成分气体的供应管道的FCS(压力控制型流量调整器)所提供的新的流量设定值是，以在浓度变更前后总流量值相同作为条件，根据所假设的变更后的加工气体浓度通过逆运算而求出的值，因每个气体种类在可流动性或可排气性上的差异，加工箱内仍然会产生压力变动。
这时，由于介于排出管道中的APC(参照图1)从变更开始仅限于在规定的微少时间从第1动作模式(压力设定模式)被切换到第2动作模式(阀开度设定模式)，同时被提供应缓和刚变更后的压力变动的由经验求出的阀开度设定值，因此对于这样的气体种类引起的压力变动，通过阀开度瞬时追随而立刻被缓和。另外，这里从第1动作模式切换到第2动作模式是因为，第2动作模式(阀开度设定模式)比第1动作模式(压力设定模式)能够在短时间内达到作为目的的阀开度。
这里，如图9以及图10所示，APC4所内置的控制阀的开度和箱内压力之间，以箱内气体流量作为参数，可看出一定的关系。因此，根据该关系，并通过重复实验，求得缓和浓度刚变更前后的压力变动所需的阀开度设定值，并在从第1动作模式切换到第2动作模式的基础上，将这样求得的阀开度设定值提供给APC4。
更具体地说，如图11所示，在时刻t31开始供应加工气体(浓度变更)，并将APC4的动作模式从第1动作模式(压力设定模式)切换到第2动作模式(阀开度设定模式)，同时将应缓和刚变更后的压力变动的由经验求出的阀开度设定值提供给APC4。
这样，气体种类的差异等引起的浓度变更时的压力变动，不必等待基于第1动作模式(压力设定模式)的缓慢的稳定，而通过第2动作模式(阀开度设定模式)瞬时且强制性地被制定。
并且，若并用基于该第2动作模式(阀开度设定模式)的控制，则关于将对各个成分气体的FCS(压力控制型流量调整器)所提供的新的流量设定值设为，以在浓度变更前后总流量值相同作为条件，根据所假设的变更后的加工气体浓度通过逆运算而求出的值的控制，不需要考虑气体种类的差异，相应地能够避免控制的复杂度。另外，作为从第1动作模式切换到第2动作模式(时刻t31)开始，返回到第1动作模式(时刻t32)为止的时间，即第1动作模式切换到第2动作模式的微少时间，虽然也依赖气体的种类，但3秒以下适合。此外，该切换可以与气体流量值的变更同时进行，也可以在其他定时进行。
图12表示应用了本发明的制造方法(包括图4以及图11的控制)的一例的流程图。在该例子中，作为惰性气体采用了Ar，作为加工气体采用了HBr。另外，由该流程图所示的一连串的处理也可以在PLC9中实现。
首先，在步骤1201中，进行对于Ar气体的FCS的Ar流量值设定。在下一步骤1202中，Ar气体阀(介于Ar气体的FCS的二次侧的电磁阀)的开启、以及对于APC的压力设定(第1动作模式中的压力设定)同时进行。由此，箱内被导入Ar气体并且其压力在APC的第1动作模式(压力设定模式)的作用下被稳定为规定压力。
在下一步骤1203中，进行对于微波电源6的微波功率值设定。在下一步骤1204中，微波电源接通(微波电源的接入)。
在下一步骤1205中，对于HBr气体的FCS的HBr流量值设定(包括图4的超额部分ΔF的F12)、Ar气体的流量值变更(包括图4的超额部分ΔF的F22)、以及APC的开度设定(第2模式中的开度设定)同时进行。在下一步骤1206中，进行HBr气体阀(介于HBr气体的FCS的二次侧的电磁阀)的开启。
在下一步骤1207中，HBr流量值变更(图4的F13)以及Ar流量值变更(图4的F23)同时进行。此外，根据需要进行APC的开度设定。该步骤1207根据需要而如图5所示那样执行多次。在下一步骤1208中，进行APC压力设定(第1模式中的压力设定)。在下一步骤1209中，进行对于RF电源7、8的RF功率值设定(对于下部电极的RF电源的设定)。在下一步骤1210中，进行RF电源接通。由此，加工开始的准备完成。然后，与该每一时刻的加工内容相匹配地进行RF功率值的变更，从而实施半导体制造加工或者液晶制造加工等。
若加工结束，则在下一步骤1211中，切断RF电源，在步骤1212中，进行HBr气体阀关闭以及Ar流量值变更，在下一步骤1213中，切断微波电源。在下一步骤1214中，进行Ar气体阀关闭以及APC开度全部开启。
然后，只要一连串的制造工程在继续(步骤1215为“否”)，就与加工相对应地切换所使用的加工气体(在图12中相当于HBr的气体)，并重复执行步骤1201～步骤1214的处理。若一连串的制造工程结束(步骤1215为“是”)，则处理结束。根据本发明的实施方式，在加工气体切换时，连续地进行不同的加工处理而不在中途停止反应，因此实现工程整体的时间缩短。
如上所述，包含本发明的浓度变更处理的制造方法例如可使用PLC9，通过适当地控制FCS1～FCS11、电磁阀SV1～SV11、APC4、微波电源6、RF电源7、8等来实现。
最后，图13表示与以往例子进行比较从而用于说明本发明的效果的流程图。
如图13(a)所示，在以往的制造方法中，在开始供应了加工气体(从惰性气体到加工气体的切换)后(步骤1310)，等待加工箱内的加工气体的浓度以及压力稳定为目标值(步骤1311)，然后接通等离子电源从而开始加工处理反应(步骤1312)。并且，在加工处理反应结束时，切断等离子电源从而结束加工处理反应(步骤1313)，然后停止供应加工气体(从加工气体到惰性气体的切换)(步骤1314)，在加工箱内的气体的浓度以及压力稳定为目标值之前，不进行用于下一工程的处理(例如，打开加工箱的门而取出基板等)而等待(步骤1315)。这时，等待箱内的气体的浓度以及压力的稳定的时间成为不进行任何处理的浪费的时间。
相对于此，在本发明中如图13(b)所示，可以几乎同时进行加工气体供应开始(步骤1320)和等离子电源接通(步骤1321)，同样地也可以几乎同时进行等离子电源切断(步骤1322)和加工气体供应停止(步骤1323)。与以往不同，这可行是因为，在加工箱1内气体浓度会在瞬时达到目标值而稳定，从供应了气体的瞬间开始就可执行加工处理的原故。这里，加工气体有时是材料气体(成为由加工生成的膜等材料的气体)和惰性气体的混合气体，有时只是材料气体。
此外，在本发明中如图13(c)所示，在加工箱内接通了等离子电源之后(步骤1330)，开始供应加工气体(从惰性气体到加工气体的切换)(步骤1331)。并且在加工结束时停止供应加工气体(从加工气体到惰性气体的切换)后(步骤1332)，切断等离子电源(步骤1333)。与以往不同，这可行是因为，在加工箱1内气体浓度会在瞬时达到目标值而稳定，从供应了气体的瞬间开始就可执行加工处理的原故。
这时，可以几乎同时进行加工气体供应开始(从惰性气体到加工气体的切换)和等离子电源接通，同样地也可以几乎同时进行加工气体的供应停止(从加工气体到惰性气体的切换)和等离子电源切断。这里，加工气体有时是材料气体(成为由加工生成的膜等材料的气体)和惰性气体的混合气体，有时只是材料气体。
工业上的可利用性
根据本发明，由于能够将被导入到反应炉内的加工气体立即等离子化而对等离子反应处理做出贡献，因此加工气体的利用效率提高，相应地制造成本下降。并且，由于还能够大幅减少反应处理开始前的等待时间，因此通过工程的TAT(Turn-Around Time)的缩短而生产率也提高。
此外，由于能够在等离子反应处理完成的同时立即停止供应加工气体，并在此后迅速地对等离子发生器提供等离子发生停止指令，因此能够防止不对等离子反应做出贡献的加工气体被浪费使用，通过加工气体的利用效率的提高能够实现制造成本的下降。
此外，由于还能够大幅地减少反应处理结束后的等待时间，因此通过工程的TAT(Turn-Around Time)的缩短而生产率也提高。
此外，除了被提供的加工气体立即对等离子反应处理做出贡献之外，在等离子反应处理开始时电力不会浪费消耗，由此除了生产率的提高和加工气体的节省之外，通过电能的节省，能够将低成本化追求到极致。
并且，在断电而等离子反应处理结束的同时，加工气体的供应也被停止，因此加工气体不会浪费消耗，由此除了生产率的提高和加工气体的节省之外，通过电能的节省，能够将低成本化追求到极致。
使用了本发明的等离子反应炉处理系统的电子装置的制造方法在半导体装置、太阳能电池、大型平面显示器装置(液晶显示装置或有机EL显示装置等)、其它电子装置的制造中，能够应用于基板的等离子反应处理(等离子氧化处理、等离子氮化处理、等离子CVD处理、等离子刻蚀处理、等离子灰化(ashing)处理等)或箱内壁等的等离子清除处理中。即，本发明的方法适用于电子装置一般的制造中。