CN102737945B

CN102737945B - 等离子体处理装置、等离子体处理方法

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Publication number: CN102737945B
Application number: CN201210093432.2A
Authority: CN
Inventors: 大木达也; 小泽亘; 深泽公博; 金谷和博
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2012-03-31
Publication date: 2015-04-01
Anticipated expiration: 2032-03-31
Also published as: JP5712741B2; KR101920937B1; JP2012216639A; CN102737945A; US9299540B2; US20120248067A1; US8864934B2; TW201306079A; TWI581301B; US20150001181A1; KR20120112202A

Abstract

本发明提供一种等离子体处理装置、等离子体处理方法。在平行平板型的等离子体处理装置中，一边利用温度调整机构(47)将上部电极(40)调整至设定温度一边进行等离子体处理，以抑制由处理的环境气氛改变所引起的基板间的处理的均匀性的下降。包括：存储有用于进行等离子体处理的处理方案的方案存储部(56)；在输入画面中设定在开始使用新的第二电极之后的等离子体处理的累计时间或基板的处理个数和第二电极的设定温度的修正值的修正值设定部(54)；存储修正后的设定值的存储部(55)；和将写入处理方案的上部电极(40)的设定温度与上述存储部(55)内的修正值相加，基于修正后的设定温度控制温度调整机构(47)的程序。

Description

等离子体处理装置、等离子体处理方法

技术领域

本发明涉及平行平板型的等离子体处理装置。

背景技术

在半导体制造工艺中使用的平行平板型的等离子体处理装置构成为，在真空容器内使兼用作下部电极的基板的载置台和上部电极相对配置，在两电极间施加高频电力，以将处理气体等离子体化。而且，一般来说，气体供给部构成为将处理气体淋浴状喷出的气体喷淋头，因此，上部电极由位于该气体喷淋头的最下部的电极板构成。

在该装置中，基板的温度由向载置台侧的散热、来自等离子体的热输入和来自上部电极的辐射热决定，但上部电极的温度被设定为对于多个处理而言被认为是适当的温度。高频传播至上部电极和其周边部位，因此难以设置温度检测部，因此预先将向例如配置在气体喷淋头上的用于加热上部电极的加热器供给的电力的值设定为适当的值。

另一方面，等离子体处理装置随着装置的运转其处理环境发生变化。作为具体的例子能够举出，例如在等离子体蚀刻装置中，蚀刻时的反应生成物附着于部件而带来的影响。当附着反应生成物时，发生以包围载置台中的基板载置区域的方式配置的用于调整等离子体的状态的环部件(称为聚焦环)的表面状态的变化、气体喷淋头的气体供给孔的口径的变化、真空容器的内壁面的状态的变化等，处理结果和处理速度等发生变化。此外，根据本发明人的确认试验，也能够举出上部电极由于曝露于等离子体中而板厚变小的现象。

在装置的运用时，定期地进行使清洁气体等离子体化而对真空容器内进行清洁、或者将部件更换为新品的维护。但是，这样的话，初始化时刻的状态和其后进行运转的时刻的处理环境气氛改变，因此在基板之间其处理状态不一致。而且，在变更基板批次时，批次的切换初期和其后基板的处理个数增加的时刻的上述环境气氛不同，对于基板间的处理均匀性造成影响。

在专利文献1中记载有下述技术，依次测定对于基板的处理结果，反馈该测定结果，调整处理方案的参数，并且根据施加高频电力的累记时间、装置的初始化后的经过时间等管理反馈值的更新。但是，这种方法需要高价的测定设备，而且不能够避免因处理结果的测定需要的时间导致的通过量的下降。

此外，专利文献2中记载有，使进行干蚀刻等等离子体处理的多个处理模块(PM)连接于在真空中搬送基板的输送模块(transfer module)的周围的基板处理装置运转的技术。根据专利文献1，在某个PM中首先激活的CJ在该PM中没有能够执行的PJ时，允许执行属于其它CJ在该PM中能够执行的PJ。由此，能够防止在每次执行PJ时该PM内的气氛大幅变化。但是，在专利文献2中，对于减少随着装置的运转而变化的处理环境的影响的技术没有记载。

现在技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-3712号公报

专利文献2：日本特开2011-9342号公报

发明内容

本发明基于这样的背景而提出，其目的在于提供在平行平板型(电容结合型)的等离子体处理装置中，能够抑制由于装置的使用导致处理的环境气氛变化所引起的基板间的处理均匀性的下降的技术。

本发明的等离子体处理装置是平行平板型的等离子体处理装置，其是平行平板型的等离子体处理装置，其在设置于真空容器内的兼用作第一电极的载置台载置基板，在上述第一电极与第二电极之间施加高频电力，将处理气体等离子体化，利用得到的等离子体对基板进行等离子体处理，该等离子体处理装置的特征在于，包括：

用于调整上述第二电极的温度的温度调整机构；

设定等离子体处理时的上述第二电极的温度的温度设定部；

在开始使用新的第二电极之后，以随着使用时间的经过，使该第二电极的设定温度变低的方式进行修正的设定温度修正部；和

基于上述第二电极的设定温度，输出用于控制上述温度调整机构的控制信号的温度控制部。

“随着第二电极的使用时间的经过”的意思，例如能够举出在开始使用新的第二电极之后的等离子体处理的累计时间或基板的处理个数等。

此外，另一发明是使用平行平板型的等离子体处理装置，对基板进行等离子体处理的方法，该等离子体处理装置在设置于真空容器内的兼用作第一电极的载置台载置基板，在上述第一电极与第二电极之间施加高频电力，将处理气体等离子体化，该等离子体处理方法的特征在于，包括：

设定等离子体处理时的上述第二电极的温度的工序；

在开始使用新的第二电极之后，以随着使用时间的经过，使在上述工序中设定的第二电极的设定温度变低的方式进行修正的工序；和

基于在该工序中已修正的第二电极的设定温度，控制用于调整第二电极的温度的温度调整机构的工序。

发明效果

本发明在设置有兼用作基板的载置台的第一电极和与该第一电极相对的第二电极的平行平板型(电容耦合型)的等离子体处理装置中，关注由于第二电极的使用其厚度变小从而导致该第二电极的温度上升的现象，在开始使用新的第二电极之后，以随着第二电极的使用时间的经过，使第二电极的设定温度变低的方式进行修正。由此，能够抑制伴随第二电极的使用的该第二电极的温度变化，减少由第二电极的温度变化引起的基板间的处理的偏差。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的等离子体蚀刻装置的结构的纵截侧面图。

图2是表示上述等离子体蚀刻装置的电结构的框图。

图3是表示在使上述等离子体蚀刻装置运转时使用的方案中设定的处理参数的例子的说明图。

图4是用于修正上述处理参数的修正值表。

图5是表示上述等离子体蚀刻装置的动作的流程的流程图。

图6是表示在上述等离子体蚀刻装置中设置的加热器的温度设定值的经时变化的说明图。

图7是表示上述等离子体蚀刻装置的光致抗蚀剂膜的蚀刻速率的经时变化的说明图。

图8是表示用于确认光致抗蚀剂膜的蚀刻速率的经时变化的实验结果的说明图。

图9是表示在上述等离子体蚀刻装置中处理晶片时的上部电极的温度变化的说明图。

图10是表示使加热器的温度设定值变化时的上述上部电极的温度变化的说明图。

图11是第二实施方式的背景技术的说明图。

图12是第二实施方式的等离子体蚀刻装置的平面图。

图13是表示第二实施方式的等离子体蚀刻装置的电结构的框图。

图14是在第二实施方式的等离子体蚀刻装置中，用于修正批次间的处理参数的修正值表。

具体实施方式

(第一实施方式)

图1表示将本发明的等离子体处理装置应用于等离子体蚀刻装置的实施方式，1是例如由铝构成的气密的真空容器(处理容器)。在真空容器1的底部的中央部设置有载置台2。载置台2中，圆柱体的上表面部的周缘部遍及整周被切掉，载置台2构成为形成有台阶部8的形状，即在上表面部，周缘部以外的部分圆柱状突出的形状。该突出的部位成为载置作为基板的半导体晶片(以下称为“晶片”)W的载置部20，在包围该载置部20的台阶部8，配置有用于调整等离子体的状态的聚焦环21。

在载置部20的上表面设置有在绝缘膜配置未图示的吸盘电极(chuck electrode)而成的静电吸盘22，通过来自直流电源(未图示)的电力的供给断开，能够切换晶片W的吸附、解除。进一步，在静电吸盘22穿透(贯穿)设置有未图示的多个喷出口，从这些喷出口供给用于静电吸盘22与晶片W之间的传热的He气等热介质气体。

在载置台2的内部形成有致冷剂通流路径231，致冷剂以致冷剂供给路径232→致冷剂通流路径231→致冷剂排出路径233的路径流通。从致冷剂排出路径233排出的致冷剂，通过冷却器冷却至规定的温度设定值，从致冷剂供给路径232回到致冷剂通流路径231。因此，载置台2由致冷剂维持在预先设定的基准温度，晶片W由来自等离子体的输入热和经由热介质气体向载置台2放出的热的平衡来决定温度。

进一步，载置台2兼用作等离子体蚀刻装置的下部电极(第一电极)，用于生成等离子体的第一高频电源部31和用于施加用于引入等离子体中的离子的偏置电力的第二高频电源部32分别经由匹配电路310、320连接于载置台2。

此外，在载置台2的内部设置有未图示的升降销，能够在设置在该装置之外的未图示的搬送臂与载置台2的上表面(静电吸盘21)之间进行晶片W的交接。

在真空容器1的顶部，经由绝缘部件11以与载置部20相对的方式，设置有作为用于将处理气体供给至真空容器1内的气体供给部的喷淋头4。在该喷淋头4的下表面穿透设置有多个喷出口41，从设置于真空容器1之外的气体供给系统42经由气体供给路径43和缓冲室44以及该喷出口41，将规定的处理气体向真空容器1内供给。

该喷淋头4接地，在其最下部，在其与作为下部电极的载置台2之间设置有形成为平行平板的用于使处理气体等离子体化的上部电极(第二电极)40。上部电极40，因为露出于等离子体所生成的空间，由于与等离子体的接触而随着使用时间的经过逐渐消耗，因此构成为能够自由更换的电极板。上述喷出口41在该上部电极40的下表面侧向真空容器1内开口。

在喷淋头4的上表面设置有调整上部电极40的温度的温度调整机构47。该温度调整机构47具有：包含珀耳帖元件、流通冷却介质的冷却流路的冷却部45；和由发热电阻体等构成的作为加热部的加热器46，该温度调整机构47具有通过两者的复合作用，根据处理状况、腔室状况(设置于真空容器1的各设备的状况)，将上部电极40调整为期望的温度的功能。

在真空容器1的侧壁设置有利用闸门12能够开闭的晶片W的搬入搬出口13。在真空容器1的底部设置有排气口14，真空泵17经由插入设置有阀等压力调整部15的排气管16与该排气口14连接。

以上说明的等离子体蚀刻装置，如图1、图2所示与控制部5连接。如图2的框图所示，控制部5包括例如具有CPU(Central ProcessingUnit：中央处理器)51和程序存储部52的计算机，与气体供给系统42、高频电源部31、32、压力调整部15等连接。

而且，在上述程序存储部52记录有关于本等离子体蚀刻装置的作用即将晶片W搬入真空容器1、进行真空排气、将供给至真空容器1内的处理气体等离子体化来进行晶片W的蚀刻、之后直至搬出晶片W为止的控制的步骤(命令)组组合而成的程序。该程序例如存储在硬盘、光盘、磁光盘、存储卡等存储介质中，从它们安装于计算机中。

在具有上述结构的等离子体蚀刻装置中，如背景技术所说明的那样，能够看到随着运转的进行，处理环境发生变化的现象。特别是，本发明人发现了随着运转时间的经过，对在晶片W的表面形成的膜进行蚀刻的速度逐渐下降的现象。

在研究这样的现象发生的原因的过程中，发明人发现，当由于曝露于真空容器1内的等离子体而上部电极40的消耗不断进行时，该上部电极40的温度上升，该温度上升使得等离子体蚀刻的速度下降。

上部电极40的消耗引起其热容量的下降，结果，即使将温度设定值保持一定地由温度调整机构47进行温度调整，上部电极40的温度也会上升。推测是由于，随着上部电极40的温度上升，沉积成分从上部电极40向晶片W移动，有助于蚀刻的活性种的沉积性上升，从而导致了蚀刻速度的下降。

为了改善该现象的发生，本例的等离子体蚀刻装置具有随着上部电极40的使用时间的经过，通过温度调整机构47抑制上部电极40的温度上升、防止蚀刻速度下降的功能。特别是，上部电极40构成高频电路的一部分，是难以用热电偶等简便的方法测定温度的部件，因此，不进行实际的温度测定地进行温度控制。具体地说，预先掌握温度调整机构47的调整量例如向加热器46的供电量、向冷却部45的冷却介质的流量等与上部电极40的温度的关系，基于该关系和设定温度控制温度调整机构47。以下说明其详细内容。

本实施方式的等离子体处理装置具有控制部5。控制部5包括：CPU51、存储程序53的程序存储部52、用于设定参数(处理参数)的修正值的修正值设定部54、存储参数修正值表551的存储部55、存储处理方案的方案存储部56和工作存储器57。

程序53包括，从方案存储部56读出处理方案，用于控制装置使得执行方案的内容的程序，和用于参照参数修正值表551修正被写入处理方案中的参数的值的程序等，是这些程序的总称。

修正值设定部54通过由触摸面板式的液晶显示器等构成的输入画面541接受操作员进行的参数修正值的输入。作为参数能够举出后述的例如上部电极40的温度、高频电力、处理压力、处理时间等。如图2中表示的输入画面541的结构例那样，能够对本例的修正值设定部54输入进行温度修正的修正间隔，和在每经过该修正间隔时被修正的上部电极40的温度修正值。由修正值设定部54输入的修正间隔、温度修正值存储于能够改写的存储器等中。

输入设定画面541的修正间隔和温度修正值，能够例如像后述的实验结果所示的那样，从开始使用新的上部电极40起，通过预备实验等预先掌握向上部电极40施加高频电力的时间与上部电极40的温度、蚀刻速度的变化的关系来决定。

方案存储部56存储有将对形成在处理对象的晶片W的表面的膜进行蚀刻时执行的处理顺序与参数关联对应(相对应)而制作得到的处理方案。例如，本例的等离子体蚀刻装置能够切换处理气体、压力等处理参数，连续蚀刻形成于晶片W的多层膜，在处理方案中存储有用于执行该连续蚀刻的步骤。

图3示意性地表示设定于各方案的处理参数的设定例，上部电极40的温度、处理时间等成为处理参数的设定项目。而且，在一个方案内，例如能够对与作为蚀刻对象的多层膜的各膜对应的各个步骤设定这些处理参数，由此能够对种类不同的膜连续地进行蚀刻。

参数修正值表551制作成，对于各方案的处理参数中例如随着时间的经过必须变更其设定值的设定项目，将用于修正图3记载的设定值的修正值和进行修正的定时(timing，时刻)对应的表。图4表示，从预先设定的开始时刻起，在本等离子体蚀刻装置中已被处理的晶片W的累计的批次数为第N批次时，将该批次内的晶片的个数与参数的修正值对应的参数修正值表551的一个例子。另外，记载于图4所示的参数修正值表551的修正值仅是用于说明的方便而使用的数值。

该参数修正值表551通过由修正值设定部54对于图3所示的设定项目，指定步骤、晶片W而输入方案的处理参数的修正值来制作得到。通过像这样修正参数值，例如对于该批次的第一个晶片W，在步骤S4、S5中进行比在方案中设定的处理时间长3秒的处理，对于第二个晶片W进行比该方案的设定值长2秒的处理。

进一步，在该参数修正值表551中，对于上部电极40能够将基于上述的修正间隔、温度修正值计算出的修正温度设定为该处理参数(上部电极40的温度)的修正值。在本例中，在参数修正值表551内，不设定上部电极40的温度修正值，通过以下说明的方法，在执行该第N批次时设定温度修正值。

在参数修正值表551中设定的上部电极40的温度修正值的计算例如像以下所述的那样进行。控制部5具有，将开始使用作为上部电极40的新品的时刻作为计时开始点，对从用于生成等离子体的第一高频电源部31施加高频电力的时间进行计时并累计的未图示的计时部。进一步，控制部5具有将上述修正间隔相加，对该相加值和由计时部计时得到的高频电力的施加时间的累计值(等离子体处理的累计时间)进行比较的功能，在每次施加时间的累计超过修正间隔的相加值时，执行修正间隔的相加。例如，当令上部电极40的温度的修正间隔为Ic(秒)，令高频电力的施加时间的累计值为Ta(秒)时，反复进行下述动作：在“nIc＞Ta(n＝1，2，3，……)”的期间中，控制部5以该状态待机，当“Ta＞nIc”时，改写成“n＝n+1”，进行下次比较。

而且，控制部5具有在每次“Ta＞nIc”时将温度修正值相加，将其作为关于上部电极40的温度的处理参数的修正值写入参数修正值表551的功能。此处，如果令温度修正值为“-1.5℃”、n＝1时的修正值为0℃，则以在高频电力的施加时间为“0≤Ta＜Ic”的期间中被处理的批次的修正值为0℃，在“Ic≤Ta＜2Ic”的期间中被处理的批次的修正值为-1.5℃的方式，随着高频电力的施加时间的增加，依次将修正值相加。

进一步，控制部5还具有将这样生成的第N批次的修正值表的各修正值与对批次实施的方案的处理参数的各值相加而生成执行方案的功能。

对在程序53中，用于控制温度调整机构47的程序进行叙述。该程序将包含在从方案存储部56读出的方案中的参数的值与被写入参数修正值表551的修正值相加，将修正后的参数的值例如写入工作存储器57。通过读出工作存储器57内的修正后的参数值来控制装置的各部分，以执行方案。而且，作为参数的值也包含上部电极40的设定温度，程序如上所述基于修正后的设定温度，输出控制温度调整机构47的控制信号。上部电极40的温度控制并不反馈温度检测值，因此由修正值设定部54设定的设定温度的修正值能够例如为将向加热器46的供电量的修正供电量进行温度换算得到的值。另外，温度调整机构47中的调整热量和设定温度的关系以数据的形式存储在未图示的存储部内，基于该数据和设定温度决定调整热量，例如决定加热器46的供电量、冷却部45中的冷却介质的流量或冷却部45由珀耳帖元件构成的情况下的供电量等。

此处，叙述本实施方式的各部分与权利要求的保护范围的构成要素的对应，方案存储部56内的方案设定上部电极40的温度，因此相当于温度设定部。此外，修正值设定部54和参数修正值表551相当于设定温度修正部，程序相当于输出用于基于设定温度控制温度调整机构47的控制信号的温度控制部。

以下，参照图5所示的流程图说明具有上述结构的等离子体蚀刻装置的作用。首先，对于执行的第N批次，进行高频电力的施加时间的累计值与修正间隔的相加值的比较，将每个修正间隔的单位温度修正值相加以求取温度修正值(步骤K1)。

接着，在处理参数的修正值表中写入上部电极40的温度修正值(步骤K2)，从方案存储部56的方案读出加热器46的温度设定值，利用修正值表的温度修正值进行修正，将修正后的温度设定值作为执行方案写入工作存储器57(步骤K3)。

此处，如图4所示，在进行加热器46的温度修正时，对于同一批次内的所有晶片W进行共通的温度修正，由此能够抑制等离子体的生成状态的急剧变化，使得同一批次内的晶片W间的处理结果不会产生很大的不同。

此外，对于该方案内的其它处理参数，也基于修正值参数的修正值进行修正，作为执行方案写入工作存储器57。

另一方面，保持晶片W的未图示的搬送臂从外部的真空搬送室进入真空容器1中，经由未图示的升降销将晶片W交接至载置台2，被静电吸盘22吸附保持。然后，对载置台2(静电吸盘21)与晶片W的间隙供给热介质气体。

在该晶片W的表面叠层有反射防止膜、有机膜、低介电常数膜等，在其最上表面形成有抗蚀剂膜和氮化钛膜的图案掩模。

之后，从工作存储器57读出执行方案，进行从第一高频电源部31、第二高频电源部32的电力供给、从处理气体供给系统42的处理气体的供给、利用真空泵17的真空排气、利用压力调整部15的压力调整，在下部电极(载置台2)与上部电极40之间的处理气氛中生成等离子体。

然后，利用偏置电力将等离子体中的离子引入晶片W，同时进行晶片W的表面的薄膜的蚀刻。之后，基于执行方案的处理参数，切换处理气体及其供给量、高频电力、处理压力，依次执行下层侧的膜的蚀刻。

此时，关于设置于上部电极40的加热器46的输出，基于从工作存储器57内的执行方案读出的修正后的温度设定值，由温度调整机构47进行温度调整(步骤K4)。即，例如进行减少该加热器46的发热量的调节，使得能够抵消伴随上部电极40的消耗的温度上升。

此处，为了容易理解实施方式，假设各处理方案中上部电极40的设定温度相同，则如图6中实线所示，加热器46的温度设定值分阶段(分步骤)地下降，上部电极40的实际温度维持在大致一定的范围内的温度。由此，如图7中实线所示，在晶片W表面形成的各种膜的蚀刻速度与温度设定值的步骤性变化相对应地锯齿状地在一定的范围内变化。此处，图7示意性地表示对由光致抗蚀剂(PR)构成的单一的膜进行蚀刻时的蚀刻速度的状况。此外，图6、图7所示的虚线表示没有修正加热器46的温度设定值的情况下的该温度设定值和PR的蚀刻速度。由此，在各方案之间或者方案内的各步骤之间，上部电极40的温度设定值不同的情况下，也能够通过进行温度设定值的修正，来抑制虽然应该以适宜的状态被蚀刻但是由于上部电极40的消耗导致的温度上升而使得适宜性欠缺的现象。

这样，在晶片W的表面形成的处理对象的叠层膜被蚀刻后，停止处理气体、热介质气体的供给，解除真空容器1内的真空状态、晶片W的吸附保持，以与搬入动作相反的动作从真空容器1搬出晶片W(结束)。通过对搬入真空容器1内的晶片W反复进行以上说明的动作，能够进行对多个晶片W的蚀刻。

利用本实施方式的等离子体蚀刻装置能够得到以下的效果。在设置有兼用作晶片W的载置台2的下部电极(第一电极)和与下部电极相对的上部电极40(第二电极)的平行平板型(电容耦合型)的等离子体蚀刻装置中，关注由于上部电极40的使用其厚度变小从而导致该上部电极40的温度上升的现象，在开始使用新的上部电极40之后，以随着上部电极40的使用时间的经过，使上部电极40的设定温度变低的方式进行修正。因此，简而言之，与上部电极40的温度由于消耗而变高的现象相抵消，抑制随着上部电极40的使用的该上部电极40的温度变化，能够减少由上部电极40的温度变化引起的晶片W间的处理的偏差。

在上述实施方式中，表示在开始使用新的上部电极40之后，根据等离子体处理的累计时间修正上部电极40的设定温度的例子，但是计算时间的经过的方法并不限定于此。例如也可以根据开始使用新的上部电极40之后的晶片W的处理个数的增加来修正设定温度。

(第一实施方式的评价试验)

使用与图1所示的等离子体蚀刻装置同样的装置，不进行上部电极40的温度修正地进行试验运转。该试验运转以与实际的运转同样的间隔将试验用的晶片W搬入真空容器1，并且形成规定的试验用的处理环境，仅对规定个数的晶片W进行对于在表面形成有PR膜的试验用的晶片W的处理。然后，对于该试验用晶片上的PR膜测定上述试验用的处理前后的膜厚，求得蚀刻速度。

关于试验用的处理的条件，作为处理气体使用氟碳气体(fluorocarbon gas)、氩气、氧气，将真空容器1内的压力设定为30(mTorr)(3.99(Pa))，将从用于生成等离子体的第一高频电源部31和用于偏置的高频电源部32供给的电力分别设定为12.88MHz、4500W和40MHz、1200W，将处理时间设定为600秒的时间。

对各时刻的蚀刻速度的测定值绘制点，基于这些点组画出表示PR膜的蚀刻速度的变化倾向的直线，由此得到图8所示的结果。图8中标注有A～D符号的试验结果中，进行了试验的真空容器1相互不同，此外试验开始的定时也不同。此外，各真空容器1在进行该试验之前进行别的运行试验，每个真空容器1中运行试验的历史(履历)不同，因此直线的倾斜、起始点也不同，但是在A～D的任一个实验结果中均能够确认存在蚀刻速度随着时间的经过而下降的倾向。

基于该结果，分析包含聚焦环21的磨耗等的情况对PR膜的蚀刻速度的经时变化的影响度，了解到上部电极40的温度的影响度非常大。

此外，在相同的真空容器1中，更换新品的上部电极40和在实际的运转中因使用而消耗的上部电极40，由这些上部电极40的各个对5个晶片W进行处理。在上部电极40的中央部设置实验用的温度计，监视其温度，得到图9所示的结果。

根据图9所示的实验结果，当开始对晶片W进行等离子体蚀刻处理时，上部电极40的温度上升，当结束处理时其温度下降。关于这一点，在上部电极40为新品(新)的情况下(图9中虚线所示)和上部电极40为使用品的情况下(图9中实线所示)都存在该特点。

另一方面，能够确认，等离子体蚀刻处理中上部电极40到达的温度和处理后的温度均是在上部电极40为使用品的情况下更高。根据该实验结果可知，伴随上部电极40(上部电极40)的消耗的该上部电极40的温度上升，对于对PR膜的蚀刻速度下降的现象(图8)存在影响。

于是，使用新品的上部电极40，变更加热上部电极40的加热器46的温度设定值，进行与图9的情况相同的实验。结果可知，当如图10所示使加热器46的温度设定值分别为150℃(虚线所示)、180℃(实线所示)时，等离子体蚀刻时的上部电极40的温度也产生与加热器46的温度设定值大致同样的温度差。

根据这些图8～图10所示的实验结果能够确认，当随着对上部电极40施加高频电力的时间变长，使加热器46的温度设定值下降时，随着上部电极40的消耗而产生的温度上升被抵消，能够抑制蚀刻速度的下降。

(第二实施方式)

本发明的第二实施方式是，基于不限于上述加热器46的温度设定值(向加热器供给的电力值)的修正，而是怎样进行构成等离子体蚀刻装置的方案的处理参数的修正的观点进行研究的技术。首先，参照图11，示意性地说明对晶片的处理的结果的变动。

关注对形成有抗蚀剂掩模的晶片W的被蚀刻膜进行蚀刻的情况下的蚀刻后的线宽，能够发现例如在T1的时刻清洁等离子体蚀刻装置之后，随着使用时间(处理时间)的经过，如图11(a)所示蚀刻后的线宽从CD1向CD2变粗的倾向。

进一步详细研究在图11(a)所示的刚刚清洁后的时刻T1执行的等离子体蚀刻处理，能够发现在同一批次内随着晶片W的处理个数的增加，如图11(b)所示线宽逐渐变粗，最终线宽粗至CD3而饱和的倾向。

这样，在存在依存于等离子体蚀刻装置的使用时间的所谓批次间的线宽的变化(图11(a))和同一批次内的晶片W间的线宽的变化(图11(b))的情况下，将实施清洁之后经过时间T2的时刻的蚀刻后的线宽的变化显示于图11(c)。在该情况下，该批次开始时的线宽为CD2，该线宽逐渐变大，最终成为“CD2+(CD3-CD1)”的线宽而饱和。

此处，图11(a)～图11(c)所示的例子是为了容易理解第二实施方式的技术的背景而示意性表示的，并不是依据实际的特性进行的说明。但是可知，像这样随着等离子体蚀刻装置的使用时间的经过，批次间处理结果发生变化、各批次内的晶片W间处理结果发生变化的时间规模(scale)不同的两种变化，并不仅限于蚀刻的线宽，在蚀刻速率等其它控制项目中也是存在的。

于是，以图12的系统为例，说明用于使得在批次间和同一批次内的晶片W间处理结果一致(抑制偏差)的技术。图12的等离子体处理装置表示了多腔室型的等离子体蚀刻装置的例子，该多腔室型的等离子体蚀刻装置利用设置于装载模块102内的搬送臂103，从载置台101上的FOUP100取出晶片W，经由负载锁定模块104、真空搬送室105，将晶片W搬送至与该真空搬送室105连接的各等离子体蚀刻单元111～114来进行处理。

各等离子体蚀刻单元111～114构成为与图1所示的第一实施方式同样的平行平板型的等离子体蚀刻单元，能够在各等离子体蚀刻单元111～114单独地进行晶片W的蚀刻。图12所示的106是设置于真空搬送室105内的搬送臂。

说明在具有这样的结构的多腔室型的等离子体蚀刻装置中，从FOUP100取出的一批次的量的晶片W被搬入两个等离子体蚀刻单元111、112，并行地进行等离子体蚀刻的情况。例如在FOUP100形成有能够一个一个地保持25个晶片W的25个槽缝(slot)，对这些槽缝从上方开始依次标注第一个～第二十五个的槽缝编号。

在等离子体蚀刻单元111、112中，并行地进行蚀刻处理，因此，在等离子体蚀刻单元111中搬入“第一个、第三个、第五个、……”的奇数编号的槽缝的晶片W，在等离子体蚀刻单元112中搬入“第二个、第四个、第六个、……”的偶数编号的槽缝的晶片W。

图13表示进行这样的处理的等离子体蚀刻装置的电结构。在本图中，对于与第一实施方式的等离子体蚀刻装置共同的构成要素标注与图2所示的符号相同的符号。在第二实施方式的等离子体蚀刻装置中，与第一实施方式的不同点在于，在存储部55中具有修正多个批次间的参数的参数修正值表552和修正同一批次内的晶片W间的参数的参数修正值表551这两种修正值表551、552。

在这样的修正值表551、552中修正同一批次内的参数的修正值表551，与第一实施方式的图4所示的修正值表同样，存储有对同一批次内的第一个、第二个、……晶片W的处理参数的修正值。但是，在本例中与第一实施方式的不同点在于，采用共用的修正值。

此处，批次内的修正值表551对等离子体蚀刻单元111、112分别进行设定。其结果是，对于FOUP100的“第一个、第三个、第五个、……”奇数编号的槽缝的晶片W，使用等离子体蚀刻单元111的修正值表551的“第一个、第二个、第三个、……”的修正值。此外，对于FOUP100的“第二个、第四个、第六个、……”偶数编号的槽缝的晶片W，使用等离子体蚀刻单元112的修正值表551的“第一个、第二个、第三个、……”的修正值。

此处，在一个批次中含有25个晶片W的情况下，在下一批次中将奇数编号的槽缝的晶片W搬入等离子体蚀刻单元112，偶数编号的槽缝的晶片W搬入等离子体蚀刻单元111。与此相配合，在接着处理FOUP100中的奇数编号的槽缝的晶片W时，使用等离子体蚀刻单元112的修正值表551，在处理偶数编号槽缝的晶片W时，使用等离子体蚀刻单元111的修正值表551。

另一方面，批次间的修正值表552，如图14所示例如将实施清洁后开始处理的晶片W作为第一个，设定相对于跨过多个批次的累计的晶片W处理个数的修正值。例如在图14所示的例子中，对搬入各等离子体蚀刻单元111、112的累计的晶片W个数例如每100个，设定各处理参数的修正值。该批次间的修正值表552，也对等离子体蚀刻单元111、112的每一个设定修正值。

这样，控制部5基于程序存储部52内的方案修正用程序53的设定，对于方案存储部56内的被选择的方案的处理参数，对批次内的修正值表551、批次间的修正值表552的各修正值进行相加运算。这样，对每个等离子体蚀刻单元111、112生成执行方案，写入工作存储器57。

各等离子体蚀刻单元111、112基于从执行方案改出的处理参数执行等离子体蚀刻处理。该执行利用程序存储部52内的处理用程序53a进行。而且，在每次更换批次时生成新的执行方案，由此能够抑制使用图11(a)～图11(c)说明的批次间和批次内的晶片W间的偏差，使处理结果一致。

此处，在图4、图14所示的修正值表551、552中，表示了以晶片W个数为基准切换修正值的例子，但是当然也可以基于其它时间基准切换修正值。例如，在批次间的修正值表551中，可以以进行了处理的累计的批次数为基准来切换修正值，也可以以高频电力的施加时间等进行等离子体处理的累计时间为基准来进行切换。此外，关于批次内的修正值表552，也可以以从开始处理起的经过时间、高频电力的施加时间的累计值等为基准进行修正值的切换。

此外，在第一实施方式中表示了对于上部电极40仅进行批次间的修正的例子，但是也可以在其中应用第二实施方式，加以在同一批次内使修正值变化的修正。

进一步，在图12所示的多腔室型的等离子体蚀刻装置中，例如像在等离子体蚀刻单元111中进行步骤S1～S3的等离子体蚀刻，之后将晶片W搬送至等离子体蚀刻单元112，进行步骤S4～S6的等离子体蚀刻这样，对于在不同的等离子体蚀刻单元111～114中连续进行蚀刻的串联式的等离子体蚀刻装置中也能够应用第二实施方式的技术。

第二实施方式的处理参数的修正方法，不限于应用在等离子体蚀刻装置、等离子体CVD装置、等离子体灰化装置等各种等离子体处理装置的情况。也能够应用于涂敷、显影装置、纵型热处理装置等。

附图标记说明

W晶片

1真空容器

15压力调整部

2载置台

31第一高频电源

32第二高频电源

4喷淋头

40上部电极

42气体供给系统

47温度调整机构

5控制部

54修正值设定部

55修正值存储部

56方案存储部

57工作存储器

Claims

1.一种等离子体处理装置，其是平行平板型的等离子体处理装置，在设置于真空容器内的兼用作第一电极的载置台载置基板，在所述第一电极与第二电极之间施加高频电力，将处理气体等离子体化，利用得到的等离子体对基板进行等离子体处理，该等离子体处理装置的特征在于，包括：

用于调整所述第二电极的温度的温度调整机构；

设定等离子体处理时的所述第二电极的温度的温度设定部；

设定温度修正部，在开始使用新的第二电极之后，以随着使用时间的经过，降低该第二电极的设定温度的方式进行修正；和

温度控制部，基于所述温度设定部设定的所述第二电极的设定温度和所述设定温度修正部修正的所述第二电极的修正温度，输出用于控制所述温度调整机构的控制信号。

2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述设定温度修正部构成为：具有存储部，该存储部存储修正数据，该修正数据使在开始使用新的第二电极之后的等离子体处理的累计时间或基板的处理个数与第二电极的设定温度的修正值对应，从所述存储部读出与所述等离子体处理的累计时间或基板的处理个数相应的所述设定温度的修正值，对由所述温度设定部设定的设定温度进行修正。

3.如权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述设定温度修正部具有输入画面，该输入画面用于输入在开始使用新的第二电极之后的等离子体处理的累计时间或基板的处理个数和第二电极的设定温度的修正值。

4.一种等离子体处理方法，其使用平行平板型的等离子体处理装置，对基板进行等离子体处理，该等离子体处理装置在设置于真空容器内的兼用作第一电极的载置台载置基板，在所述第一电极与第二电极之间施加高频电力，将处理气体等离子体化，该等离子体处理方法的特征在于，包括：

设定等离子体处理时的所述第二电极的温度的温度设定工序；

在开始使用新的第二电极之后，以随着使用时间的经过，降低在所述温度设定工序中设定的第二电极的设定温度的方式进行修正的设定温度修正工序；和

基于在该设定温度修正工序中修正后的第二电极的设定温度，控制用于调整第二电极的温度的温度调整机构的工序。

5.如权利要求4所述的等离子体处理方法，其特征在于：

修正第二电极的设定温度的设定温度修正工序，基于使在开始使用新的第二电极之后的等离子体处理的累计时间或基板的处理个数与第二电极的设定温度的修正值对应的修正数据而进行。