JP6986947B2 - 基板処理装置、温度制御方法及び温度制御プログラム - Google Patents
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Description
[基板処理システムの構成]
最初に、実施形態に係る基板処理システムの概略構成について説明する。基板処理システムは、ウエハ等の基板に対して所定の基板処理を行うシステムである。本実施形態では、基板に対して、基板処理として、プラズマエッチングを行う場合を例に説明する。図1は、一実施形態に係る基板処理システムの概略構成図である。基板処理システム1は、基板処理装置10と、計測装置11とを有する。基板処理装置10と計測装置11との間は、ネットワークNを介して相互に通信可能に接続される。ネットワークNには、有線または無線を問わず、LAN(Local Area Network)やVPN(Virtual Private Network)などの任意の種類の通信網を採用できる。
次に、基板処理装置10の構成について説明する。図2は、一実施形態に係る基板処理装置を概略的に示す図である。図2には、一実施形態に係る基板処理装置10の縦断面における構造が概略的に示されている。図2に示す基板処理装置10は、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置である。この基板処理装置10は、略円筒状の処理容器12を備えている。処理容器12は、例えば、アルミニウムから構成されている。また、処理容器12の表面は、陽極酸化処理が施されている。
次に、載置台16について詳細に説明する。図3は、一実施形態に係る載置台を示す平面図である。上述したように載置台16は、支持部材18及び基台20を有している。支持部材18は、セラミック製の本体部18mを有している。本体部18mは、略円盤形状を有している。本体部18mは、載置領域18a及び外周領域18bを提供している。載置領域18aは、平面視において略円形の領域である。この載置領域18aの上面上には、ウエハWが載置される。また、載置領域18aの直径は、ウエハWと略同一の直径であるか、或いは、ウエハWの直径よりも若干小さくなっている。外周領域18bは、この載置領域18aを囲む領域であり、略環状に延在している。一実施形態では、外周領域18bの上面は、載置領域18aの上面より低い位置にある。
次に、制御部100について詳細に説明する。図4は、一実施形態に係る基板処理装置を制御する制御部の概略的な構成を示したブロック図である。制御部100は、通信インターフェース101と、プロセスコントローラ102と、ユーザインターフェース103と、記憶部104とが設けられている。
次に、第1実施形態に係る基板処理装置10を用いた温度制御方法について説明する。図8は、第1実施形態に係る温度制御方法の流れの一例を示すフローチャートである。
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態に係る基板処理システム1及び基板処理装置10は、図1から図4に示す第1実施形態に係る基板処理システム1及び基板処理装置10の構成と同様であるため、説明を省略する。
次に、第2実施形態に係る基板処理装置10を用いた温度制御方法について説明する。図9は、第2実施形態に係る温度制御方法の流れの一例を示すフローチャートである。第2実施形態に係る温度制御方法は、図8に示した第1実施形態に係る温度制御方法と一部の処理が同一であるため、同一の処理については同一の符号を付して説明を省略し、主に異なる処理の部分について説明する。
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態に係る基板処理システム1は、図1に示す第1実施形態および第2実施形態に係る基板処理システム1の構成と同様であるため、説明を省略する。
次に、第4実施形態について説明する。第4実施形態に係る基板処理システム1及び基板処理装置10は、図1から図3、図10、図11に示した第1実施形態から第3実施形態に係る基板処理システム1及び基板処理装置10の構成と同様であるため、説明を省略する。なお、以下では、図1から図3に示した第1実施形態および第2実施形態に係る基板処理装置10の構成を用いて第4実施形態を説明するが、図10、図11に示した第3実施形態に係る基板処理装置10の構成に第4実施形態を適用してもよい。
10 基板処理装置
16 載置台
18 支持部材
18a 載置領域
18b 外周領域
18m 本体部
20 基台
100 制御部
102 プロセスコントローラ
102a 生成部
102b 算出部
102c プラズマ制御部
102d ヒーター制御部
116 第1の載置台
120 第2の載置台
HT、HT1、HT2 ヒータ
Claims (13)
- 基板及び当該基板を囲むように配置されるリング部材の一方または両方を載置する載置面が設けられ、前記載置面を分割した各分割領域に温度を調整可能なヒーターがそれぞれ設けられた載置台と、
前記載置面に載置した前記基板に所定の基板処理を行った際の前記基板の所定の複数の測定点での臨界寸法を、各分割領域の前記ヒーターの温度をパラメータとして、前記測定点と当該測定点を含んだ分割領域以外の他の分割領域との距離に応じた前記他の分割領域の前記ヒーターの温度の影響を加味して予測する予測モデルを用いて、目標寸法に対する各測定点の臨界寸法の誤差の二乗和が最小となる各分割領域の前記ヒーターの温度を算出し、算出した各分割領域の温度をそれぞれ基準として各分割領域の前記ヒーターの温度を変化させて、各測定点の臨界寸法の最大値と最小値の差、又は各測定点の臨界寸法の偏差の二乗和が最も小さくなる各分割領域の前記ヒーターの目標温度を算出する算出部と、
前記載置面に載置した前記基板に対して基板処理を行う際に、各分割領域の前記ヒーターが算出部により算出された目標温度となるよう制御するヒーター制御部と、
を有することを特徴とする基板処理装置。 - 前記算出部は、前記測定点と当該測定点を含んだ分割領域に隣接する分割領域との距離に応じた隣接する分割領域の前記ヒーターの温度の影響を加味して予測する予測モデルを用いて、前記測定点の臨界寸法が所定条件を満たす各分割領域の前記ヒーターの目標温度を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。 - 前記算出部は、算出した各分割領域の温度をそれぞれ基準として各分割領域の前記ヒーターの温度を変化させて、各測定点の臨界寸法の平均値が所定のスペックの範囲内で、各測定点の臨界寸法の最大値と最小値の差、又は各測定点の臨界寸法の偏差の二乗和が最も小さくなる各分割領域の前記ヒーターの目標温度を算出する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の基板処理装置。 - 基板及び当該基板を囲むように配置されるリング部材の一方または両方を載置する載置面が設けられ、前記載置面を分割した各分割領域に温度を調整可能なヒーターがそれぞれ設けられた載置台と、
各分割領域の前記ヒーターを3つ以上の温度に制御して前記基板に所定の基板処理を行った際の前記基板の所定の測定点の臨界寸法をそれぞれ測定したデータから、前記載置面に載置した前記基板に前記基板処理を行った際の前記測定点での臨界寸法を、各分割領域の前記ヒーターの温度をパラメータとして、前記測定点と当該測定点を含んだ分割領域以外の他の分割領域との距離に応じた前記他の分割領域の前記ヒーターの温度の影響を加味して予測する予測モデルを生成する生成部と、
前記生成部により生成された前記予測モデルを用いて、前記測定点の臨界寸法が所定条件を満たす各分割領域の前記ヒーターの目標温度を算出する算出部と、
前記載置面に載置した前記基板に対して基板処理を行う際に、各分割領域の前記ヒーターが算出部により算出された目標温度となるよう制御するヒーター制御部と、
を有することを特徴とする基板処理装置。 - 前記生成部は、前記測定点の臨界寸法を前記ヒーターの温度の一次関数でモデル化した第1の予測モデル及び前記測定点の臨界寸法を前記ヒーターの温度の二次以上の関数、又は、ヒーターの絶対温度の逆数の指数関数と定数の和でモデル化した第2の予測モデルを生成し、
前記算出部は、前記第1の予測モデルを用いて臨界寸法の誤差の二乗和が最小となる各分割領域の前記ヒーターの温度を算出し、算出した各分割領域の温度をそれぞれ基準として各分割領域の前記ヒーターの温度を変化させて、前記第2の予測モデルを用いて各測定点の臨界寸法の最大値と最小値の差が最も小さくなる各分割領域のヒーターの目標温度を算出する
ことを特徴とする請求項4に記載の基板処理装置。 - 前記基板処理は、プラズマエッチングであり、
前記臨界寸法は、エッチングのパターンの幅とする
ことを特徴とする請求項1〜5の何れか1つに記載の基板処理装置。 - 前記リング部材は、フォーカスリング、インシュレーターリングの一方または両方とする
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか1つに記載の基板処理装置。 - 前記基板の前記測定点の臨界寸法が最大となる最大点と臨界寸法が最小となる最小点とが同じ分割領域内に位置する場合、前記最大点と前記最小点が異なる分割領域に位置するように、前記載置面に対する前記基板の配置を制御する配置制御部
を更に有することを特徴とする請求項1〜7の何れか1つに記載の基板処理装置。 - 前記基板は、円盤状とされ、
前記載置台は、前記載置面を分割した各分割領域のうちの少なくとも一部が前記基板の周方向に沿って設けられ、
前記配置制御部は、前記最大点と前記最小点とが、前記基板の周方向に沿って設けられた同じ分割領域内に位置する場合、前記最大点と前記最小点が異なる分割領域に位置するように、前記基板を周方向に回転させる制御を行う
ことを特徴とする請求項8に記載の基板処理装置。 - 基板及び当該基板を囲むように配置されるリング部材の一方または両方を載置する載置面が設けられ、前記載置面を分割した各分割領域に温度を調整可能なヒーターがそれぞれ設けられた載置台の前記載置面に載置した前記基板に所定の基板処理を行った際の前記基板の所定の複数の測定点での臨界寸法を、各分割領域の前記ヒーターの温度をパラメータとして、前記測定点と当該測定点を含んだ分割領域以外の他の分割領域との距離に応じた前記他の分割領域の前記ヒーターの温度の影響を加味して予測する予測モデルを用いて、目標寸法に対する各測定点の臨界寸法の誤差の二乗和が最小となる各分割領域の前記ヒーターの温度を算出し、算出した各分割領域の温度をそれぞれ基準として各分割領域の前記ヒーターの温度を変化させて、各測定点の臨界寸法の最大値と最小値の差、又は各測定点の臨界寸法の偏差の二乗和が最も小さくなる各分割領域の前記ヒーターの目標温度を算出し、
前記載置面に載置した前記基板に対して基板処理を行う際に、各分割領域の前記ヒーターが算出された目標温度となるよう制御する、
処理をコンピュータが実行することを特徴とする温度制御方法。 - 基板及び当該基板を囲むように配置されるリング部材の一方または両方を載置する載置面が設けられ、前記載置面を分割した各分割領域に温度を調整可能なヒーターがそれぞれ設けられた載置台の前記載置面に載置した前記基板に所定の基板処理を行った際の前記基板の所定の複数の測定点での臨界寸法を、各分割領域の前記ヒーターの温度をパラメータとして、前記測定点と当該測定点を含んだ分割領域以外の他の分割領域との距離に応じた前記他の分割領域の前記ヒーターの温度の影響を加味して予測する予測モデルを用いて、目標寸法に対する各測定点の臨界寸法の誤差の二乗和が最小となる各分割領域の前記ヒーターの温度を算出し、算出した各分割領域の温度をそれぞれ基準として各分割領域の前記ヒーターの温度を変化させて、各測定点の臨界寸法の最大値と最小値の差、又は各測定点の臨界寸法の偏差の二乗和が最も小さくなる各分割領域の前記ヒーターの目標温度を算出し、
前記載置面に載置した前記基板に対して基板処理を行う際に、各分割領域の前記ヒーターが算出された目標温度となるよう制御する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする温度制御プログラム。 - 基板及び当該基板を囲むように配置されるリング部材の一方または両方を載置する載置面が設けられ、前記載置面を分割した各分割領域に温度を調整可能なヒーターがそれぞれ設けられた載置台の各分割領域の前記ヒーターを3つ以上の温度に制御して前記基板に所定の基板処理を行った際の前記基板の所定の測定点の臨界寸法をそれぞれ測定したデータから、前記載置面に載置した前記基板に前記基板処理を行った際の前記測定点での臨界寸法を、各分割領域の前記ヒーターの温度をパラメータとして、前記測定点と当該測定点を含んだ分割領域以外の他の分割領域との距離に応じた前記他の分割領域の前記ヒーターの温度の影響を加味して予測する予測モデルを生成し、
生成された前記予測モデルを用いて、前記測定点の臨界寸法が所定条件を満たす各分割領域の前記ヒーターの目標温度を算出し、
前記載置面に載置した前記基板に対して基板処理を行う際に、各分割領域の前記ヒーターが算出された目標温度となるよう制御する、
処理をコンピュータが実行することを特徴とする温度制御方法。 - 基板及び当該基板を囲むように配置されるリング部材の一方または両方を載置する載置面が設けられ、前記載置面を分割した各分割領域に温度を調整可能なヒーターがそれぞれ設けられた載置台の各分割領域の前記ヒーターを3つ以上の温度に制御して前記基板に所定の基板処理を行った際の前記基板の所定の測定点の臨界寸法をそれぞれ測定したデータから、前記載置面に載置した前記基板に前記基板処理を行った際の前記測定点での臨界寸法を、各分割領域の前記ヒーターの温度をパラメータとして、前記測定点と当該測定点を含んだ分割領域以外の他の分割領域との距離に応じた前記他の分割領域の前記ヒーターの温度の影響を加味して予測する予測モデルを生成し、
生成された前記予測モデルを用いて、前記測定点の臨界寸法が所定条件を満たす各分割領域の前記ヒーターの目標温度を算出し、
前記載置面に載置した前記基板に対して基板処理を行う際に、各分割領域の前記ヒーターが算出された目標温度となるよう制御する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする温度制御プログラム。
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