CN116941018A - 等离子体处理装置及等离子体处理方法 - Google Patents

等离子体处理装置及等离子体处理方法 Download PDF

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CN116941018A CN202280015232.7A CN202280015232A CN116941018A CN 116941018 A CN116941018 A CN 116941018A CN 202280015232 A CN202280015232 A CN 202280015232A CN 116941018 A CN116941018 A CN 116941018A
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Abstract

所公开的等离子体处理装置包括：腔室、等离子体生成部、多个环状电磁体单元、电源、至少一个光学传感器及控制部。多个环状电磁体单元相对于通过腔室内部空间的轴线设置成同轴状。至少一个光学传感器检测腔室10内的沿径向的等离子体的发光强度分布。控制部控制电源以根据等离子体的发光强度分布来调整分别供给到多个环状电磁体单元的电流。

Description

等离子体处理装置及等离子体处理方法
技术领域
本发明的示例性实施方式涉及一种等离子体处理装置及等离子体处理方法。
背景技术
对基板的等离子体处理中使用等离子体处理装置。等离子体处理装置具备腔室、载置台、气体供给部及高频电源。载置台设置于腔室内。气体供给部向腔室内供给气体。为了在腔室内由气体生成等离子体，高频电源供给高频功率。下述专利文献1中公开了一种等离子体处理装置，其使用多个电磁体以调整腔室内的等离子体的密度分布。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-158005号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明提供一种基于等离子体的发光强度分布来控制等离子体的密度分布的技术。
用于解决技术课题的手段
在一示例性实施方式中，提供等离子体处理装置。等离子体处理装置具备腔室、基板支承器、气体供给部、等离子体生成部、多个环状电磁体单元、至少一个光学传感器、至少一个电源及控制部。腔室具有内部空间。基板支承器设置于腔室的内部空间内。气体供给部构成为向腔室的内部空间内供给处理气体。等离子体生成部构成为在腔室的内部空间内由处理气体生成等离子体。多个环状电磁体单元在腔室的内部空间的上方相对于通过该内部空间的轴线设置成同轴状。多个环状电磁体单元各自具有一个以上的电磁体。至少一个光学传感器构成为检测相对于上述轴线沿径向的内部空间中的等离子体的发光强度分布。至少一个电源构成为向多个环状电磁体单元个别地供给电流。控制部构成为根据由至少一个光学传感器检测的等离子体的发光强度分布来调整从至少一个电源分别供给到多个环状电磁体单元的电流。
发明效果
根据一示例性实施方式，能够基于等离子体的发光强度分布来控制等离子体的密度分布。
附图说明
图1为表示一示例性实施方式的等离子体处理方法的流程图。
图2为表示一示例性实施方式的等离子体处理装置的图。
图3为一示例性实施方式的等离子体处理装置中的静电卡盘的剖视图。
图4为表示一示例性实施方式的等离子体处理装置中的多个电磁体的配置的俯视图。
图5为表示一示例性实施方式的基板处理系统的图。
图6中，图6的(a)及图6的(b)分别为在一示例性实施方式的等离子体处理方法中能够采用的一部分处理的流程图。
图7为表示另一示例性实施方式的等离子体处理装置的图。
图8为表示另一示例性实施方式的等离子体处理装置中的多个电磁体的配置的俯视图。
具体实施方式
以下，对各种示例性实施方式进行说明。
在一示例性实施方式中，提供等离子体处理装置。等离子体处理装置具备腔室、基板支承器、气体供给部、等离子体生成部、多个环状电磁体单元、至少一个光学传感器、至少一个电源及控制部。腔室具有内部空间。基板支承器设置于腔室的内部空间内。气体供给部构成为向腔室的内部空间内供给处理气体。等离子体生成部构成为在腔室的内部空间内由处理气体生成等离子体。多个环状电磁体单元在腔室的内部空间的上方相对于通过该内部空间的轴线设置成同轴状。多个环状电磁体单元各自具有一个以上的电磁体。至少一个光学传感器构成为检测相对于上述轴线沿径向的内部空间中的等离子体的发光强度分布。至少一个电源构成为向多个环状电磁体单元个别地供给电流。控制部构成为根据由至少一个光学传感器检测的等离子体的发光强度分布来调整从至少一个电源分别供给到多个环状电磁体单元的电流。
在一示例性实施方式中，多个环状电磁体单元各自可以包括至少一个环状电磁体。
在一示例性实施方式中，多个环状电磁体单元各自可以包括相对于上述轴线沿周向排列的多个电磁体。多个电磁体各自可以包括具有圆柱形状的线轴及围绕该线轴缠绕的线圈。
在一示例性实施方式中，等离子体处理装置可以具备多个光学传感器作为至少一个光学传感器。多个光学传感器可以设置于内部空间的上方。多个光学传感器构成为检测等离子体的发光强度分布。多个光学传感器可以沿径向排列。
在一示例性实施方式中，至少一个光学传感器可以沿腔室的侧壁设置。
在一示例性实施方式中，控制部可以构成为调节供给到多个环状电磁体单元的电流，以减少由至少一个光学传感器检测到的发光强度分布与所期望的发光强度分布之差。
在一示例性实施方式中，基板支承器可以包括温度控制机构，该温度控制机构构成为调整载置于基板支承器上的基板的温度分布。
在一示例性实施方式中，气体供给部可以构成为调整处理气体的流量沿径向的分布。
在一示例性实施方式中，控制部可以构成为根据基板的形状来调整从至少一个电源分别供给到多个环状电磁体单元的电流。基板的形状可以由形状测量器在腔室内或腔室外测量。
在另一示例性实施方式中，提供一种使用等离子体处理装置的等离子体处理方法。等离子体处理方法具备上述腔室、基板支承器、气体供给部、等离子体生成部、多个环状电磁体单元、至少一个光学传感器及至少一个电源。等离子体处理方法包括利用至少一个光学传感器来检测等离子体的发光强度分布的工序(a)。等离子体处理方法还包括：根据等离子体的发光强度分布来调整从至少一个电源分别供给到多个环状电磁体单元的电流的工序(b)。
在一示例性实施方式中，在工序ST(a)中，可以根据等离子体状态来调整分别供给到多个环状电磁体单元的电流。等离子体状态可以为等离子体的发光强度分布或也可以为从该发光强度分布求出的等离子体中的化学物种的密度或者量的分布。
在一示例性实施方式中，等离子体处理方法还可以包括：使用载置于基板支承器上的传感器基板，测量在腔室内所生成的等离子体状态的工序。等离子体处理方法还可以包括：根据使用传感器基板所测量的等离子体状态来调整从至少一个电源分别供给到多个环状电磁体单元的电流的工序。
在一示例性实施方式中，传感器基板可以构成为测量向传感器基板供给的离子或自由基的通量的分布作为等离子体状态。
在一示例性实施方式中，可以根据预先准备的数据来确定与基于使用至少一个光学传感器而获取到的发光强度分布的等离子体状态对应的基板的形状。数据为表示多个等离子体状态与在该多个等离子体状态分别获得的基板的形状之间的关系的数据，预先进行了准备。在工序(b)中，可以调整从至少一个电源分别供给到多个环状电磁体单元的所述电流，以减少所确定的基板的形状与所期望的基板的形状之差。
在一示例性实施方式中，等离子体处理方法还包括：利用在腔室内所生成的等离子体来处理基板的工序(c)。可以测量在工序(c)中所处理的基板的形状。在工序(b)中，可以调整从至少一个电源分别供给到多个环状电磁体单元的电流，以减少基于由至少一个光学传感器所获取的发光强度分布的等离子体状态与所期望的等离子体状态之差，并且减少所测量的基板的所述形状与所期望的基板的形状之差。
以下，参考附图对各种示例性实施方式详细地进行说明。另外，在各附图中，对相同或相当的部分标注相同的符号。
图1为表示一示例性实施方式的等离子体处理方法的流程图。图1所示的等离子体处理方法(以下，称为“方法MT”)使用等离子体处理装置进行。
图2为表示一示例性实施方式的等离子体处理装置的图。图2所示的等离子体处理装置1能够在方法MT中使用。等离子体处理装置1为电容耦合型等离子体处理装置。等离子体处理装置1具备腔室10。
腔室10具有大致圆筒形状，并且在其中提供内部空间10s。图2所示的轴线AX为腔室10及内部空间10s的中心轴线，在铅垂方向上延伸。腔室10可以包括腔室主体12。腔室主体12具有大致圆筒形状。腔室主体12由诸如铝等金属形成，并接地。在腔室主体12的内侧提供内部空间10s。内部空间10s能够通过排气装置14来减压。
腔室10的侧壁提供通道10p。当在腔室10的内部与外部之间输送基板W时，基板W通过通道10p。通道10p由闸阀10g来打开和关闭。闸阀10g沿腔室10的侧壁而设置。
等离子体处理装置1还具备基板支承器16。基板支承器16设置于腔室10内。基板支承器16构成为支承载置于其上的基板W。基板支承器16的中心轴线与轴线AX一致。
在一实施方式中，基板支承器16可以包括基座18及静电卡盘20。基座18由铝等导电性材料形成，具有大致圆盘形状。
静电卡盘20设置于基座18上。图3为一示例性实施方式的等离子体处理装置中的静电卡盘的剖视图。如图3所示，基板W以其中心位于轴线AX上的方式载置于静电卡盘20上。另外，基板W例如能够具有300mm的直径。基板支承器16可以构成为还支承载置于其上的边缘环ER。基板W配置于静电卡盘20上且被边缘环ER包围的区域内。
静电卡盘20具有主体20m及电极20e。主体20m由诸如氮化铝、氧化铝等电介质形成。主体20m具有大致圆盘形状。电极20e为导电性膜，设置于主体20m内。电极20e介由开关20s与电源20p连接。若来自电源20p的直流电压施加于电极20e，则在静电卡盘20与基板W之间会产生静电引力。通过所产生的静电引力，基板W被静电卡盘20吸引，并被静电卡盘20保持。
基板支承器16可以具有温度控制机构。基板支承器16的温度控制机构构成为能够调整基板W的温度分布。在一实施方式中，基板支承器16可以具有多个加热器HT作为温度控制机构。多个加热器HT各自例如为电阻加热元件。多个加热器HT各自接受从加热器控制器HC个别地提供的电流而发热。多个加热器HT配置于基板W的多个区域的各个下方。如图3所示，多个加热器HT可以设置于静电卡盘20内。
等离子体处理装置1还具备上部电极22。上部电极22设置于基板支承器16的上方。上部电极22关闭腔室主体12的上端开口。上部电极22兼具喷头的功能。在一实施方式中，上部电极22提供多个气体扩散室22a～22c及多个气体孔22h。另外，气体扩散室的数量能够为两个以上的任意数量。
多个气体扩散室22a～22c在上部电极22中以同心状设置。多个气体扩散室22a～22c的中心轴线为轴线AX。气体扩散室22a在俯视时呈圆形，是与轴线AX交叉的空间。多个气体扩散室22b～22c为大致环状的空间。气体扩散室22b在径向上设置于气体扩散室22a的外侧。气体扩散室22c在径向上设置于气体扩散室22b的外侧。多个气体孔22h各自从多个气体扩散室22a～22c中的对应的气体扩散室向下方延伸，并且朝向内部空间10s开口。
等离子体处理装置1还具备气体供给部24。气体供给部24构成为向腔室10内供给处理气体。在一实施方式中，气体供给部24构成为能够调整供给到基板W的处理气体的流量沿基板W的径向的分布。在一实施方式中，气体供给部24构成为介由上述喷头向腔室10内供给处理气体，并且构成为向多个气体扩散室22a～22c各自个别地供给处理气体。
气体供给部24可以包括气体源组24a、流量控制器组24b、阀门组24c及分流器24d。气体源组24a包括一个以上的气体源。来自一个以上的气体源的气体构成处理气体。流量控制器组24b包括一个以上的流量控制器。阀门组24c包括一个以上的开闭阀。气体源组24a的一个以上的气体源各自介由流量控制器组24b的对应的流量控制器及阀门组24c的对应的开闭阀，与分流器24d连接。分流器24d构成为将被供给的处理气体分配到多个气体扩散室22a～22c。分流器24d能够调整分配到多个气体扩散室22a～22c的处理气体的分配比例。
在等离子体处理装置1中，供给到气体扩散室22a的处理气体从与气体扩散室22a连接的多个气体孔22h供给到基板W的中央区域。供给到气体扩散室22b的处理气体从与气体扩散室22b连接的多个气体孔22h供给到基板W的边缘区域。供给到气体扩散室22c的处理气体从与气体扩散室22c连接的多个气体孔22h供给到相对于基板W的边缘位于径向外侧的区域。气体供给部24通过使用分流器24d调整分配到多个气体扩散室22a～22c的处理气体的分配比例，从而能够调整处理气体的流量沿基板W的径向的分布。
等离子体处理装置1还具备高频电源26。高频电源26构成一实施方式的等离子体生成部。高频电源26介由匹配器26m与高频电极连接。高频电源26产生供给到高频电极的高频功率。高频电极可以为基板支承器16内的电极。在一实施方式中，高频电极为基座18。由高频电源26产生的高频功率具有适合于等离子体生成的频率。该频率例如为100MHz。匹配器26m具有用于使高频电源26的负载的阻抗与高频电源26的输出阻抗匹配的匹配电路。另外，高频电源26可以与上部电极22连接。即，上部电极22可以为高频电极。
等离子体处理装置1还可以具备偏置电源28。偏置电源28介由匹配器28m与基板支承器16的偏置电极连接。偏置电源28产生供给到偏置电极的偏置能量。偏置能量供给到基板支承器16的该电极，以将离子引入基板W中。在一实施方式中，偏置电极为基座18。由偏置电源28产生的偏置能量为高频偏置功率或者间歇性地或周期性地产生的电压脉冲。匹配器28m具有用于使偏置电源28的负载的阻抗与偏置电源28的输出阻抗匹配的匹配电路。
在等离子体处理装置1中，处理气体从气体供给部24供给到腔室10内。并且，腔室10内的压力通过排气装置14来减压。并且，高频功率从高频电源26供给到高频电极。其结果，在腔室10内由处理气体生成等离子体。然后，利用来自等离子体的自由基、离子等化学物种来处理基板W。例如，对基板W的膜进行蚀刻。供给到基板W的离子的能量能够通过来自偏置电源28的偏置能量来调整。
以下，与图1一同参考图4。图4为表示一示例性实施方式的等离子体处理装置中的多个电磁体的配置的俯视图。等离子体处理装置1还具备多个电磁体30。多个电磁体30设置于腔室10的顶部(上部电极22)上。多个电磁体30包括电磁体31～3N。多个电磁体30各自由围绕轴线AX缠绕的线圈构成。多个电磁体30具有彼此不同的内径，并且以同心状设置。多个电磁体30中的一些设置于基板W的上方。多个电磁体30中的一个以上可以设置于比基板W的边缘更靠外侧的区域的上方。多个电磁体30构成多个环状电磁体单元30U。多个环状电磁体单元30U相对于轴线AX以同轴状设置。多个环状电磁体单元30U各自包括多个电磁体30中的至少一个对应的电磁体30。
等离子体处理装置1还可以具备线轴部件40。线轴部件40可以由磁性材料形成。线轴部件40包括线轴41～4N。电磁体31～3N的线圈分别围绕线轴41～4N而缠绕。线轴41～4N以同心状设置，它们的中心轴线为轴线AX。线轴41呈圆柱状。线轴42～4N具有圆筒形状，并且设置于线轴41的径向外侧。线轴部件40还可以包括筒状部40e及基部40b。筒状部40e与线轴41～4N以同心状设置，并且在线轴4N的径向外侧包围电磁体3N。基部40b具有大致圆盘形状。线轴41～4N及筒状部40e与基部40b一体化，并且从基部40b向下方延伸。
等离子体处理装置1还具备至少一个电源50。电源50构成为向多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的线圈个别地供给电流。从电源50向多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的线圈供给的电流例如为直流电流。由电源50向多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的线圈供给的电流，由后述的控制部Cnt个别地控制。
多个电磁体30分别在腔室10内形成相对于轴线AX轴对称的磁场。并且，通过多个电磁体30各自形成的磁场，在腔室10内形成合成磁场。该合成磁场也相对于轴线AX轴对称。并且，通过控制分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流来能够调整相对于轴线AX沿径向的磁场强度分布。由此，等离子体处理装置1能够调整沿基板W的径向的腔室10内的等离子体的密度分布。
等离子体处理装置1还具备一个以上的传感器60。一个以上的传感器60构成为获取腔室10内的等离子体状态即等离子体的状态。一个以上的传感器60各自为光学传感器。一个以上的传感器60检测相对于轴线AX沿径向的腔室10内的等离子体的发光强度分布。一个以上的传感器60可以包括设置于内部空间10s的上方的多个传感器60。多个传感器60可以设置于上部电极22内。多个传感器60介由多个气体孔22h检测腔室10内的沿径向的等离子体的发光强度分布。代替多个传感器60或除了多个传感器60以外，一个以上的传感器60可以包括至少一个传感器60。至少一个传感器60沿腔室10的侧壁而设置，介由设置于腔室10的侧壁的光学窗来检测腔室10内的沿径向的等离子体的发光强度分布。
在一实施方式中，等离子体处理装置1还可以具备形状测量器70、或包括发送器70t及接收器70r的形状测量器。形状测量器70为传感器，其构成为当基板W从通道10p进入内部空间10s时测量基板W的形状(例如，掩模的开口宽度的面内分布)。发送器70t介由光学窗将测量光发送到载置于基板支承器16上的基板W。接收器70r通过接收来自基板W的反射光来测量基板W的形状(例如，掩模的开口宽度的面内分布)。另外，在划分内部空间10s的腔室10的顶板由光学上透明的材料形成的情况下，形状测量器可以设置于内部空间10s的上方。或者，一个以上的传感器60可以兼作形状测量器。
等离子体处理装置1还包括控制部Cnt。控制部Cnt为具备处理器、存储装置、输入装置、显示装置等的计算机，控制等离子体处理装置1的各部。具体而言，控制部Cnt执行存储于存储装置中的控制程序，并根据存储于该存储装置中的配方数据来控制等离子体处理装置1的各部。通过控制部Cnt的控制，在等离子体处理装置1中执行由配方数据指定的处理(process)。并且，如后述，控制部Cnt根据等离子体状态(例如，等离子体的发光强度分布)来控制电源50，以调整分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流。
在一实施方式中，等离子体处理装置1可以构成基板处理系统的一部分。图5为表示一示例性实施方式的基板处理系统的图。图5所示的基板处理系统(以下，称为“系统100”)能够在方法MT中使用。系统100具备平台122a～122d、容器124a～124d、装载模块LM、装载锁定模块LL1及LL2、输送模块121以及处理模块PM。
平台122a～122d沿装载模块LM的一边缘而排列。容器124a～124d分别设置于平台122a～122d上。能够在容器124a～124d各自中收纳基板W。容器124a～124d各自例如为被称为FOUP(Front-Opening Unified Pod：前开式晶圆传送盒)的容器。
装载模块LM具有腔室。装载模块LM的腔室中的压力被设定为大气压。装载模块LM在其腔室中提供输送机器人Rb1。输送机器人Rb1构成为在容器124a～124d中的任一个与装载锁定模块LL1及LL2中的任一个之间输送基板W。并且，输送机器人Rb1构成为在装载锁定模块LL1及LL2中的任一个与光学观察装置OC之间、在光学观察装置OC与容器124a～124d中的任一个之间输送基板W。
装载锁定模块LL1及LL2与装载模块LM连接。装载锁定模块LL1及LL2各自提供预减压室。装载锁定模块LL1及LL2分别与输送模块121连接。
输送模块121具有能够减压的腔室。输送模块121在其腔室中提供输送机器人Rb2。输送模块121与处理模块PM连接。输送机器人Rb2构成为在装载锁定模块LL1及LL2中的任一个与处理模块PM之间输送基板W。处理模块PM为等离子体处理装置1。
系统100还具备光学观察装置OC(形状测量器)。基板W通过输送机器人Rb1及输送机器人Rb2在光学观察装置OC与处理模块PM之间被输送。光学观察装置OC对收纳在其中的基板W的位置进行对位。之后，光学观察装置OC测量基板W的形状。例如，光学观察装置OC测量由处理模块PM(等离子体处理装置1)在基板W上所形成的多个开口宽度在基板W的面内的分布。并且，光学观察装置OC可以测量由处理模块PM(等离子体处理装置1)进行处理之前的基板W的形状(例如，掩模的开口宽度的面内分布)。
上述的控制部Cnt除了等离子体处理装置1即处理模块PM各部以外，还控制系统100的各部。后述的数据DT读取自如地存储于控制部Cnt的存储装置中。
再次参考图1，以使用等离子体处理装置1的情况为例，对方法MT进行说明。另外，在方法MT中，等离子体处理装置1的各部及系统100的各部能够由控制部Cnt来控制。
在一实施方式中，方法MT可以包括工序ST1～工序ST4。在工序ST1中，将传感器基板搬入腔室10内。传感器基板可以通过输送机器人Rb2搬入腔室10内。传感器基板为具有与基板W大致相同的形状的基板，具有沿其径向排列的多个传感器。在一实施方式中，传感器基板的多个传感器各自构成为获取离子或自由基的通量。在该实施方式中，传感器基板测量向其供给的离子或自由基的通量的分布作为等离子体状态。
在后续工序ST2中，在腔室10内生成等离子体。在工序ST2中，处理气体或其他气体从气体供给部24供给到腔室10内。并且，腔室10内的压力通过排气装置14被调整为指定的压力。并且，从高频电源26供给高频功率。在工序ST2中，可以从偏置电源28供给偏置能量。在工序ST2中，由控制部Cnt来控制气体供给部24、排气装置14、高频电源26及偏置电源28，以生成等离子体。
在后续工序ST3中，通过传感器基板获取在工序ST2中所生成的等离子体的等离子体状态。如上所述，等离子体状态能够为供给到传感器基板的离子或自由基的通量的分布。
在后续工序ST4中，根据使用传感器基板而获取的等离子体状态来调整从电源50分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流。由控制部Cnt来控制从电源50分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流。调整分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流，以减少使用传感器基板而获取的等离子体状态与所期望的等离子体状态之差。所期望的等离子体状态作为输入数据而供于等离子体处理装置1的控制部Cnt。在工序ST4中被调整的分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流在初期能够在后述工序ST12中使用。另外，控制部Cnt能够使用(根据使用传感器基板而获取的等离子体状态和所期望的等离子体状态来确定分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流的)表或函数来确定分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流。该表或函数是预先准备的。
如图1所示，方法MT包括工序ST11～工序ST14。在一实施方式中，在从腔室10搬出传感器基板之后进行工序ST11～工序ST14。
在工序ST11中，将基板W搬入腔室10内。基板W为在工序ST12中进行处理的基板。在工序ST11之前，基板W收纳于容器124a～124d中的任一个中。基板W可以通过输送机器人Rb2搬入腔室10内。
在后续工序ST12中，在腔室10内生成等离子体，并利用该等离子体来处理基板W。例如，对基板W进行蚀刻。在工序ST12中，处理气体从气体供给部24供给到腔室10内。并且，腔室10内的压力通过排气装置14被调整为指定的压力。并且，从高频电源26供给高频功率。在工序ST12中，可以从偏置电源28供给偏置能量。在工序ST12中，由控制部Cnt来控制气体供给部24、排气装置14、高频电源26及偏置电源28，以生成等离子体。
在工序ST12中利用等离子体来处理基板W时进行工序ST13。在工序ST13中，使用一个以上的传感器60来获取在工序ST12中在腔室10内所生成的等离子体的状态即等离子体状态。在工序ST13中获取的等离子体状态可以为使用一个以上的传感器60来获取的等离子体的发光强度分布。或者，在工序ST13中获取的等离子体状态可以为从使用一个以上的传感器60来获取的发光强度分布求出的等离子体中的化学物种(例如自由基和/或离子)的密度或量的分布。等离子体中的化学物种的密度或量的分布通过光量测定法(Actinometry)从发光强度分布求出。
工序ST12中的基板W的处理结束后进行工序ST14。在工序ST14中，从腔室10搬出基板W。可以通过输送机器人Rb2从腔室10搬出基板W。从腔室10搬出的基板W可以收纳于容器124a～124d中的任一个中。
方法MT还包括工序STC。正在进行工序ST12时或工序ST12之后(例如，后述工序ST15之后)进行工序STC。在工序STC中，根据在工序ST13中所获取的等离子体状态来调整从电源50分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流。在工序STC中，可以通过基板支承器16的温度控制机构来进一步调整基板W的温度分布。在工序STC中，可以通过气体供给部24来进一步调整处理气体的流量沿基板W的径向分布。在工序STC中，由控制部Cnt来控制电源50、基板支承器16的温度控制机构及气体供给部24。
在一实施方式中，调整分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流，以减少在工序ST13中所获取的等离子体状态与所期望的等离子体状态之差。所期望的等离子体状态作为输入数据而供于等离子体处理装置1的控制部Cnt。另外，控制部Cnt能够使用(根据在工序ST13中所获取的等离子体状态和所期望的等离子体状态来确定分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流的)表或函数来确定分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流。该表或函数是预先准备的。
或者，在工序STC中，也可以根据预先准备的数据DT来确定与在工序ST13中所获取的等离子体状态对应的基板W的形状。基板W的形状例如为利用等离子体在基板W上形成的多个开口宽度在基板W的面内的分布。数据DT表示多个等离子体状态与在多个等离子体状态分别获得的基板W的形状之间的关系。可以在工序STC中调整从电源50分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流，以减少根据在工序ST13中所获取的等离子体状态通过参考数据DT而确定的基板W的形状与所期望的基板的形状之差。所期望的基板的形状作为输入数据而供于等离子体处理装置1的控制部Cnt。另外，控制部Cnt能够使用(根据所获取的基板W的形状和所期望的基板W的形状来确定分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流的)表或函数来确定分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流。该表或函数是预先准备的。
方法MT还包括工序STJ。在工序STJ中，判定是否满足停止条件。当不存在应处理的其他基板W时，满足停止条件。当不满足停止条件时，对其他基板W进行从工序ST11的处理。另一方面，当满足停止条件时，结束方法MT。
方法MT还可以包括工序ST15。在工序ST12之后进行该工序。在一实施方式中，在工序ST14之后进行工序ST15。在工序ST15中，测量在工序ST12中所处理的基板W的形状。基板W的形状例如为利用等离子体在基板W上所形成的多个开口宽度在基板W的面内的分布。基板W的形状可以在光学观察装置OC中测量。或者，基板W的形状也可以使用设置于等离子体处理装置1中的高光谱相机等摄像装置来测量。
在一实施方式中，可以在工序ST15之后进行工序STC。此时，调整从电源50分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流，以处理下一个基板W。调整从电源50分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流，以减少在工序ST13中所获取的等离子体状态与所期望的等离子体状态之差，并且减少所测量的基板W的形状与所期望的基板的形状之差。所期望的等离子体状态及所期望的基板的形状作为输入数据而供于等离子体处理装置1的控制部Cnt。控制部Cnt能够使用(根据在工序ST13中所获取的等离子体的状态及所期望的等离子体的状态、以及在工序ST15中所测量的基板W的形状及所期望的基板W的形状来确定供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流的)表或函数来确定分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流。该表或函数是预先准备的。
根据方法MT，可获取等离子体状态(例如，等离子体的发光强度分布)。而且，根据所获取的等离子体状态来调整分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流。其结果，可根据等离子体状态来调整等离子体的密度分布。例如，在利用等离子体来处理基板W时获取等离子体状态。因此，能够根据实际处理基板W时的等离子体状态来调整等离子体的密度分布。
以下，参考图6。图6的(a)及图6的(b)分别为在一示例性实施方式的等离子体处理方法中能够采用的一部分处理的流程图。能够在方法MT中代替工序ST11而采用分别示于图6的(a)及图6的(b)的处理。
图6的(a)所示的处理包括工序ST21、工序ST22及工序STC。在工序ST21中，将基板W搬入腔室10内。在工序ST22中，在腔室10内测量基板W的形状(例如，掩模的开口宽度的面内分布)。基板W的形状使用形状测量器70、包括发送器70t和接收器70r的形状测量器等上述形状测量器来测量。
在图6的(a)所示的工序STC中，调整从电源50分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流。调整从电源50分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流，以从具有在工序ST22中所获取的形状的基板W经工序ST12的处理之后可获得具有所期望的形状的基板。经工序ST12的处理之后的基板的所期望的形状作为输入数据而供于等离子体处理装置1的控制部Cnt。为了从具有在工序ST22中所测量的形状的基板W通过工序ST12的处理来获得具有所期望的形状的基板，控制部Cnt能够使用确定应供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流的表或函数来确定分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流。该表或函数是预先准备的。
图6的(b)所示的处理包括工序ST31、工序ST32及工序STC。在工序ST31中，在腔室10的外部测量基板W的形状(例如，掩模的开口宽度的面内分布)。基板W的形状例如使用光学观察装置OC来测量。在后续工序ST32中，将基板W搬入腔室10内。
在图6的(b)所示的工序STC中，调整从电源50分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流。调整从电源50分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流，以从具有在工序ST31中所获取的形状的基板W经工序ST12的处理之后可获得具有所期望的形状的基板。经工序ST12的处理之后的基板的所期望的形状作为输入数据而供于等离子体处理装置1的控制部Cnt。为了从具有在工序ST31中所测量的形状的基板W，通过工序ST12的处理来获得具有所期望的形状的基板，控制部Cnt能够使用确定应供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流的表或函数来确定分别供给到多个电磁体30(或多个环状电磁体单元30U)的电流。该表或函数是预先准备的。
以下，参考图7及图8。图7为表示另一示例性实施方式的等离子体处理装置的图。图8为表示另一示例性实施方式的等离子体处理装置中的多个电磁体的配置的俯视图。图7及图8所示的等离子体处理装置1A能够在方法MT中使用。等离子体处理装置1A与等离子体处理装置1的不同之处在于，代替多个电磁体30具备多个电磁体30A。等离子体处理装置1A的其他结构与等离子体处理装置1的对应的结构相同。
多个电磁体30A设置于腔室10的顶部(上部电极22)上。多个电磁体30A沿围绕轴线AX的多个同心圆且相对于轴线AX排列在辐射方向(径向)上。多个电磁体30A中的一个可以设置于轴线AX上。多个电磁体30A构成多个环状电磁体单元30U。多个环状电磁体单元30U各自由沿多个同心圆中的对应的一个同心圆而排列的多个电磁体30A构成。
多个电磁体30A各自包括线轴30b及线圈30c。线轴30b具有圆柱形状，并且在铅垂方向上延伸。线轴30b例如由磁性材料形成。线圈30c围绕线轴30b而缠绕。即，线圈30c设置于在铅垂方向上延伸的轴线的周围。
来自电源50的电流个别地供给到多个电磁体30A(或多个环状电磁体单元30U)各自的线圈30c。能够由控制部Cnt来控制供给到多个电磁体30A(或多个环状电磁体单元30U)各自的线圈30c的电流。在等离子体处理装置1A中，向沿多个同心圆中的同一圆排列的电磁体30A的线圈30c，供给相同方向且相同值的电流。
在等离子体处理装置1A中，通过多个电磁体30A在腔室10内形成相对于轴线AX轴对称的合成磁场。并且，通过控制供给到多个电磁体30A(或多个环状电磁体单元30U)的电流来能够调整相对于轴线AX沿径向的磁场强度分布。由此，等离子体处理装置1能够调整沿基板W的径向的腔室10内的等离子体的密度分布。
以上，对各种示例性实施方式进行了说明，但并不限于上述的示例性实施方式，可以进行各种追加、省略、替换及变更。并且，也能够组合不同实施方式中的要件来形成其他实施方式。
例如，在等离子体处理装置1及1A各自中，多个电磁体及多个环状电磁体单元可以设置于腔室10的顶部(上部电极22)中。
并且，在另一实施方式中，等离子体处理装置也可以为电容耦合型以外的类型的等离子体处理装置。另一实施方式的等离子体处理装置也可以为例如电感耦合型等离子体处理装置、ECR(电子回旋共振)等离子体处理装置等其他类型的等离子体处理装置。
并且，本发明进一步包括以下实施方式E1～E10。
[E1]
一种等离子体处理方法，其为使用等离子体处理装置的等离子体处理方法，其中，
所述等离子体处理装置具备：
腔室；
基板支承器，设置于所述腔室内；
气体供给部，构成为向所述腔室内供给处理气体；
等离子体生成部，构成为在所述腔室内由所述处理气体生成等离子体；
多个电磁体，其在所述腔室的顶部上，由相对于以铅垂方向通过所述基板支承器的中心的中心轴线以同轴状设置的多个线圈构成，或者，其各自具有围绕沿铅垂方向延伸的轴线而设置的线圈，并且在所述顶部上沿围绕所述中心轴线的多个同心圆且沿辐射方向排列；及
电源，构成为向所述多个电磁体个别地供给电流，
该等离子体处理方法包括：
(a)将基板搬入所述腔室内的工序；
(b)利用在所述腔室内所生成的等离子体来处理所述基板的工序；
(c)当利用所述等离子体来处理所述基板时，使用一个以上的传感器来获取等离子体状态的工序；及
(d)在处理所述基板的所述工序之后，搬出所述基板的工序，
对多个基板依次进行所述(a)～所述(d)，
该等离子体处理方法还包括：
(e)正在进行所述(b)时或所述(b)之后，根据所述等离子体状态来调整从所述电源分别供给到所述多个电磁体的电流的工序。
[E2]
根据实施方式E1所述的等离子体处理方法，其中，
所述等离子体状态为所述等离子体的发光强度分布或从该发光强度分布求出的所述等离子体中的化学物种的密度或者量的分布。
[E3]
根据实施方式E1或E2所述的等离子体处理方法，其还包括：
在所述(a)之前，使用载置于所述基板支承器上的传感器基板，测量在所述腔室内所生成的等离子体状态的工序；及
根据使用所述传感器基板所测量的所述等离子体状态来调整从所述电源分别供给到所述多个电磁体的电流的工序。
[E4]
根据实施方式E3所述的等离子体处理方法，其中，
所述传感器基板构成为测量向该传感器基板供给的离子或自由基的通量的分布作为所述等离子体状态。
[E5]
根据实施方式E1～E4中的任一项所述的等离子体处理方法，其中，
在所述(e)中，调整从所述电源分别供给到所述多个电磁体的所述电流，以减少使用所述一个以上的传感器来获取的所述等离子体状态与所期望的等离子体状态之差。
[E6]
根据实施方式E1～E4中任一项所述的等离子体处理方法，其中，
根据预先准备的数据来确定与基于使用所述一个以上的传感器而获取到的所述等离子体状态对应的基板的形状，该预先准备的数据表示多个等离子体状态与在该多个等离子体状态分别获得的基板的形状之间的关系，在所述(e)中，调整从所述电源分别供给到所述多个电磁体的所述电流，以减少所确定的该基板的形状与所期望的基板的形状之差。
[E7]
根据实施方式E1～E4中任一项所述的等离子体处理方法，其中，
测量在所述(b)中所处理的所述基板的形状，
在所述(e)中，调整从所述电源分别供给到所述多个电磁体的所述电流，以减少由所述一个以上的传感器所获取的所述等离子体状态与所期望的等离子体状态之差，并且减少所测量的所述基板的所述形状与所期望的基板的形状之差。
[E8]
根据实施方式E1～E7中任一项所述的等离子体处理方法，其中，
所述基板支承器包括温度控制机构，该温度控制机构构成为能够调整所述基板的温度分布，
在所述(e)中，控制所述温度控制机构，以调整所述基板的温度分布。
[E9]
根据实施方式E1～E8中任一项所述的等离子体处理方法，其中，
所述气体供给部构成为能够调整向所述基板供给的所述处理气体的流量沿该基板的径向的分布，
在所述(e)中，控制所述气体供给部，以调整所述处理气体的流量沿所述基板的径向的分布。
[E10]
一种等离子体处理装置，其具备：
腔室；
基板支承器，设置于所述腔室内；
气体供给部，构成为向所述腔室内供给处理气体；
等离子体生成部，构成为在所述腔室内由所述处理气体生成等离子体；
多个电磁体，其在所述腔室的顶部上，由相对于以铅垂方向通过所述基板支承器的中心的中心轴线以同轴状设置的多个线圈构成，或者，其各自具有围绕沿铅垂方向延伸的轴线而设置的线圈，并且在所述顶部上沿围绕所述中心轴线的多个同心圆且沿辐射方向排列；
电源，构成为向所述多个电磁体个别地供给电流；及
控制部，构成为控制所述等离子体生成部及电源，
其中，
所述控制部进行如下处理：
控制所述等离子体生成部，以在所述腔室内由所述处理气体生成等离子体，以处理所述基板，
控制所述电源，以根据在利用所述等离子体的所述基板的处理中使用一个以上的传感器而获取的等离子体状态来调整分别供给到所述多个电磁体的电流。
根据以上说明可以理解，在本说明书中出于说明的目的对本发明的各种实施方式进行了说明，在不脱离本发明的范围及主旨的情况下，可以进行各种变更。因此，本说明书中所公开的各种实施方式并不旨在对其进行限定，真正的范围和主旨由所附权利要求书来表示。
符号说明
1-等离子体处理装置，10-腔室，16-基板支承器，24-气体供给部，26-高频电源，30-电磁体，50-电源。

Claims (17)

1.一种等离子体处理装置，其具备：
腔室，具有内部空间；
基板支承器，设置于所述腔室的所述内部空间内；
气体供给部，构成为向所述腔室的所述内部空间内供给处理气体；
等离子体生成部，构成为在所述腔室的所述内部空间内由所述处理气体生成等离子体；
多个环状电磁体单元，在所述腔室的所述内部空间的上方，相对于通过该内部空间的轴线设置成同轴状，并且该多个环状电磁体单元各自具有一个以上的电磁体；
至少一个光学传感器，构成为检测相对于所述轴线沿径向的所述内部空间中的等离子体的发光强度分布；
至少一个电源，构成为向所述多个环状电磁体单元个别地供给电流；及
控制部，构成为根据由所述至少一个光学传感器检测的所述等离子体的所述发光强度分布来调整从所述至少一个电源分别供给到所述多个环状电磁体单元的电流。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，
所述多个环状电磁体单元各自包括至少一个环状电磁体。
3.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，
所述多个环状电磁体单元各自包括相对于所述轴线沿周向排列的多个电磁体。
4.根据权利要求3所述的等离子体处理装置，其中，
所述多个电磁体各自包括具有圆柱形状的线轴及围绕该线轴缠绕的线圈。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的等离子体处理装置，其具备：
多个光学传感器，其作为所述至少一个光学传感器设置于所述内部空间的上方，并构成为检测所述发光强度分布。
6.根据权利要求5所述的等离子体处理装置，其中，
所述多个光学传感器沿所述径向排列。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的等离子体处理装置，其中，
所述至少一个光学传感器沿所述腔室的侧壁设置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的等离子体处理装置，其中，
所述控制部构成为调节供给到所述多个环状电磁体单元的电流，以减少由所述至少一个光学传感器检测到的发光强度分布与所期望的发光强度分布之差。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的等离子体处理装置，其中，
所述基板支承器包括温度控制机构，所述温度控制机构构成为调整载置于所述基板支承器上的基板的温度分布。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的等离子体处理装置，其中，
所述气体供给部构成为调整所述处理气体的流量沿径向的分布。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的等离子体处理装置，其中，
所述控制部构成为根据由形状测量器在所述腔室内或所述腔室外所测量的基板的形状来调整从所述至少一个电源分别供给到所述多个环状电磁体单元的电流。
12.一种等离子体处理方法，其为使用等离子体处理装置的等离子体处理方法，其中，
所述等离子体处理装置具备：
腔室，具有内部空间；
基板支承器，设置于所述腔室的所述内部空间内；
气体供给部，构成为向所述腔室的所述内部空间内供给处理气体；
等离子体生成部，构成为在所述腔室的所述内部空间内由所述处理气体生成等离子体；
多个环状电磁体单元，在所述腔室的所述内部空间的上方，相对于通过该内部空间的轴线设置成同轴状，并且该多个环状电磁体单元各自具有一个以上的电磁体；
至少一个光学传感器，构成为检测相对于所述轴线沿径向的所述内部空间中的等离子体的发光强度分布；及
至少一个电源，构成为向所述多个环状电磁体单元个别地供给电流，
该等离子体处理方法包括：
(a)利用所述至少一个光学传感器来检测所述等离子体的发光强度分布的工序；及
(b)根据所述等离子体的所述发光强度分布来调整从所述至少一个电源分别供给到所述多个环状电磁体单元的电流的工序。
13.根据权利要求12所述的等离子体处理方法，其中，
在所述(a)中，根据所述等离子体的所述发光强度分布或从该发光强度分布求出的所述等离子体中的化学物种的密度或者量的分布、即等离子体状态来调整分别供给到所述多个环状电磁体单元的电流。
14.根据权利要求12或13所述的等离子体处理方法，其还包括：
使用载置于所述基板支承器上的传感器基板，测量在所述腔室内所生成的等离子体状态的工序；及
根据使用所述传感器基板所测量的所述等离子体状态来调整从所述至少一个电源分别供给到所述多个环状电磁体单元的电流的工序。
15.根据权利要求14所述的等离子体处理方法，其中，
所述传感器基板构成为测量向该传感器基板供给的离子或自由基的通量的分布作为所述等离子体状态。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的等离子体处理方法，其中，
根据预先准备的数据来确定与基于使用所述至少一个光学传感器而获取到的所述发光强度分布的等离子体状态对应的基板的形状，该预先准备的数据表示多个等离子体状态与在该多个等离子体状态分别获得的基板的形状之间的关系，
在所述(b)中，调整从所述至少一个电源分别供给到所述多个环状电磁体单元的所述电流，以减少所确定的该基板的形状与所期望的基板的形状之差。
17.根据权利要求12至15中任一项所述的等离子体处理方法，其还包括：
(c)利用在所述腔室内所生成的等离子体来处理基板的工序，其中，
测量在所述(c)中所处理的基板的形状，
在所述(b)中，调整从所述至少一个电源分别供给到所述多个环状电磁体单元的电流，以减少基于由所述至少一个光学传感器所获取的所述发光强度分布的等离子体状态与所期望的等离子体状态之差，并且减少所测量的所述基板的所述形状与所期望的基板的形状之差。
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