KR100799781B1 - 포커스 링, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

포커스 링, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피처리 기판인 Si 웨이퍼(4)의 중앙부와 외주부의 에칭율의 차이를 발생하지 않음으로서, 에칭 장치 및 에칭 방법을 얻는 것을 과제로 한다.
내부에 플라즈마를 발생시키는 처리실과, 이 처리실의 내부에서 피처리 기판을 지지하는 지지대와, 피처리 기판의 주위를 둘러싸도록 배치된 포커스 링과, 이 포커스 링의 온도를 제어하는 온도 제어 기구를 구비한 기판 처리 장치를 이용하여, 포커스 링의 온도를 피처리 기판의 표면 온도와 동일하게 유지한다.
처리실, 플라즈마, 포커스 링, 피처리 기판, 자석, 지지대, 가스 도입관, 고주파 전원, 냉각기, 온도 제어 기구

Description

포커스 링, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{FOCUS-RING, SUBSTRATE PROCESSING DEVICE AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 처리 기판 장치를 도시한 단면도.
도2는 본 발명에 의한 플라즈마 에칭 공정에 있어서의 에칭 상태를 도시한 도면.
도3은 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 포커스 링을 도시한 도면.
도4는 종래의 처리 기판 장치를 도시한 단면도.
도5는 종래의 처리 기판 장치에 의한 에칭 상태를 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 처리실(챔버)
2 : 플라즈마
3 : 포커스 링
4 : 피처리 기판(Si 웨이퍼)
5 : 자석
6 : 하부 지지대(하부 전극대)
7 : 지지대(하부 전극)
8 : 가스 도입관
9 : 상부 전극의 샤워 헤드
10 : 보정 기구
11 : 직류 고전압 전원
12 : 저항
13 : 고주파 전원
14 : 냉각기
15 : 온도 검지기
16 : 온도 제어기
17 : 이온
18 : 래디컬
19 : 온도 제어 기구
본 발명은 반도체 기판 등의 기판 처리 장치와 이 장치 내에서 사용하는 포커스 링 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
본 발명은 전형적인 예로서는, 반도체 제조시의 플라즈마 에칭 공정에 있어서 이용되는 반도체 기판 처리 장치에 관한 것이며, 이하 플라즈마 에칭 공정의 경우를 예로 들어 설명한다.
도4는 이미 알려진 마그네트론 플라즈마를 이용한 플라즈마 에칭 장치를 설 명하기 위한 단면도이다.
도4에 있어서, 부호 1은 처리실(챔버), 부호 5는 자석이다. 부호 7은 하부 전극이며, 고주파 전원(13)으로부터 고주파 전압이 인가되어 있다. 챔버(1)의 내부는 진공 상태로 유지되고, 외부에는 자석(5)이 설치되어 있다. 또한, 부호 4는 피처리 기판인 Si 웨이퍼이며, 하부 전극(7)에 의해 챔버(1) 내에서 수평하게 지지되어 있다. 또한, 하부 전극(7)은 절연 부재를 거쳐서 금속제의 지지대(6)에 수평하게 설치되어 있다. 또, 하부 전극(7)은 고전압을 보정하는 기구(10)와 고주파가 침입하는 것을 방지하기 위한 저항(12)을 거쳐서 직류 고전압 전원(11)에 접속되어 있다.
부호 8은 가스 도입관, 부호 9는 샤워 헤드를 나타낸다. 가스 도입관(8)으로부터 프로세스 가스가 도입되어 샤워 헤드(9)를 통하여 처리실(1) 내(혹은 반응실 내)로 프로세스 가스가 도입되면, 자석(5)에 의한 자계와 하부 전극(7)에 인가된 고주파 전압에 의해 고밀도 플라즈마(2)가 발생하고, 이에 의해 Si 웨이퍼(4)가 에칭되어 소정의 패턴이 형성된다.
이러한 플라즈마 에칭 장치에서는 Si 웨이퍼(4)의 외주부에서의 에칭 특성이 Si 웨이퍼(4) 중앙부의 에칭 특성과 다른 현상이 발생된다. 그 대책으로서, Si 웨이퍼(4)를 둘러싸도록 하여 중공의 얇은 환형의 포커스 링(3)을 설치하는 방법이 이용되고 있다.
그러나, Si 웨이퍼(4)의 온도는 그 하부로 도입되는 냉각용 가스를 이용한 냉각 기구에 의해, 프로세스 중에서도 제어되고 있으나 포커스 링(3)은 냉각 기구 를 갖지 않으므로, 플라즈마 조사에 의해 프로세스 중에 온도 상승이 발생한다. 그 결과, Si 웨이퍼(4)와 포커스 링(3)에 온도차를 발생해, 이 온도차는 반도체 장치의 미세화에 의한 에칭 시간의 증가에 따라 커지고 있다.
도5는 종래의 플라즈마 에칭 장치에 의한 에칭 상태를 도시한 도면이다. 이 도5에서는 Si 웨이퍼(4)의 일부와 그 외측의 포커스 링(3)과 그 주변의 플라즈마 의 상태를 도시하고 있다. 이를 이용하여, Si 웨이퍼(4)와 포커스 링(3)의 온도차의 증가에 따라 발생하는 에칭 특성의 열화에 대해 설명한다. 도5에 있어서, 부호 17은 이온, 부호 18은 래디컬을 나타낸다.
도5의 (a)는 이 장치에 있어서, 에칭 개시 초기의 상태를 도시한다. 에칭 개시 초기의 상태에서는 이온(17)이나 래디컬(18)이 Si 웨이퍼(4) 표면이나 포커스 링(3)의 표면에 입사하기 시작하지만, 포커스 링(3)의 온도는 지나치게 상승하지 않는다.
도5의 (b)는 에칭 중기의 상태를 도시한다. 에칭 중기의 상태에서는 이온(17)이나 래디컬(18)의 조사에 의해 포커스 링(3)의 온도는 상승하지만, Si 웨이퍼(4)의 온도는 그 하부로 도입되는 냉각용 가스를 이용한 냉각 기구에 의해 억제된다. 이로 인해, Si 웨이퍼(4)와 포커스 링(3)의 온도차는 커지고, 래디컬(18)이 포커스 링(3)보다도 Si 웨이퍼(4)의 외주부에 입사하기 쉬워진다.
이로서, Si 웨이퍼(4) 외주부의 에칭율이 Si 웨이퍼(4)의 중앙부의 에칭율에 비해 낮아져 Si 웨이퍼(4) 면 내의 에칭 균일성이 열화한다.
이상 설명한 바와 같이, 종래의 방법에서는 Si 웨이퍼(4)의 에칭 처리 공정에 있어서는 Si 웨이퍼(4)의 중앙부의 온도와 Si 웨이퍼(4)의 외주부에 온도차가 발생함으로써, Si 웨이퍼(4)의 외주부의 에칭율에 차가 발생한다.
이러한 상황하에서는 Si 웨이퍼(4)의 중앙부와 Si 웨이퍼(4)의 외주부와의 에칭율의 차이에 의해 에칭이 불균일한 상태가 되며, 가공 형상의 불량에 의한 장치의 수율의 저하가 발생한다고 하는 문제가 있었다.
그리고, 이 문제를 해결하기 위해 포커스 링(3)을 냉각하는 방법을 고려할 수 있으나, 그 때 포커스 링(3)을 과도하게 냉각하면 포커스 링(3) 상의 래디컬의 표면 반응이 증속하여 반응 생성물이 퇴적하기 쉬워진다. 이 퇴적물은 Si 웨이퍼(4)의 반송시에 Si 웨이퍼(4) 상으로 이동할 가능성이 있으며, 퇴적물이 Si 웨이퍼(4) 상으로 이동하면, 퇴적물에 의해 장치의 수율이 저하한다고 하는 문제를 발생한다. 또한, 포커스 링(3)으로의 퇴적물의 증가는 장치의 보수 빈도를 많게 해 버려 장치의 생산성을 저하시킨다고 하는 문제를 발생하게 된다.
또한, 종래의 장치에 있어서 에칭 처리 중은 포커스 링(3)의 표면에 플라즈마가 조사되므로, 표면 온도가 변화한다. 따라서, 포커스 링(3)의 온도를 제어하기 위해 포커스 링(3)의 온도를 측정하여 온도 변화를 모니터하는 것이 필요하다. 그러나, 서모레벨과 같은 것을 이용한 표면 온도 측정에서는 오차가 크고, 또한 서모 레벨로부터의 불순물의 발생, 서모 레벨에 의한 플라즈마의 변동 등의 문제를 발생하므로, 반도체 장치의 에칭 처리시에는 사용할 수 없다. 덧붙여서, 포커스 링(3) 이면의 온도 측정에서는 표면 온도와의 차가 커지기 때문에 현실적이지는 않 다. 따라서, 포커스 링(3)의 온도 측정 방법도 중요한 과제이다.
본 발명은 이러한 종래의 과제를 해결하기 위해, 포커스 링 상의 반응 생성물의 퇴적을 억제하고, 또한 양호한 포커스 링의 온도 측정과 에칭 균일성을 가능하게 하는 에칭 장치와 이에 이용하는 포커스 링 및 에칭 방법을 제안하는 것이다.
본 발명의 청구항 1에 관한 포커스 링은 피처리 기판의 플라즈마 에칭 공정에 있어서 피처리 기판을 둘러싸도록 피처리 기판의 외측에 배치되는 환형의 포커스 링으로서, 온도 검지기를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 청구항 2에 관한 포커스 링은 청구항 1의 포커스 링에 있어서, 상기 온도 검지기가 그 표면에 노출되는 일 없이 내부의 표면 근방에 배치된 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 청구항 3에 관한 기판 처리 장치는
내부에 플라즈마를 발생시키는 처리실과,
상기 처리실의 내부에서 피처리 기판을 지지하는 지지대와,
상기 피처리 기판의 주위를 둘러싸도록 배치된 포커스 링과,
상기 포커스 링의 온도를 제어하는 온도 제어 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 청구항 4에 관한 기판 처리 장치는
진공을 보유 지지하는 구조를 갖는 처리실과,
상기 처리실에 에칭 가스를 도입하여 상기 처리실을 소정의 압력으로 제어하 는 가스 공급계와,
상기 처리실에 플라즈마를 발생ㆍ유지하는 기구를 갖고, 또한 직류 고압 전원과,
이 직류 고압 전원에 의해 직류 고전압이 인가되어 피처리 기판을 흡착 보유 지지하는 지지대와,
상기 피처리 기판의 온도를 제어하는 기구와,
상기 피처리 기판을 둘러싸도록 상기 피처리 기판의 외측에 설치되는 포커스 링을 갖는 것에 있어서,
상기 포커스 링의 온도를 제어하는 온도 제어 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 청구항 5에 관한 기판 처리 장치는 청구항 3 또는 청구항 4에 기재된 기판 처리 장치로서, 상기 온도 제어 기구는 상기 포커스 링의 온도를 검지하는 온도 검지기와, 상기 포커스 링을 냉각하는 냉각기와, 상기 온도 검지기의 출력에 의해 상기 냉각기의 냉각 정도를 제어하는 온도 제어기를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 청구항 6에 관한 기판 처리 장치는 청구항 5에 기재된 기판 처리장치로서, 상기 온도 검지기는 상기 포커스 링에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 청구항 7에 관한 기판 처리 장치는 청구항 5에 기재된 기판 처리장치로서, 상기 온도 검지기는 상기 포커스 링의 내부의 표면 근방에 표면으로 노 출되는 일 없이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 청구항 8에 관한 기판 처리 장치는 청구항 5에 기재된 기판 처리 장치로서, 상기 냉각기는 상기 지지대에 매립되어 상기 포커스 링과 접촉하도록 배치된 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 청구항 9에 관한 기판 처리 방법은 피처리 기판의 주위를 둘러싸도록 포커스 링을 배치하여 상기 피처리 기판을 플라즈마 처리하는 기판 처리 방법에 있어서, 상기 포커스 링의 온도 제어를 하면서 상기 피처리 기판의 플라즈마 처리를 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 청구항 10에 관한 기판 처리 방법은 피처리 기판의 주위를 둘러싸도록 포커스 링을 배치하여 상기 피처리 기판을 플라즈마 처리하는 기판 처리 방법에 있어서, 온도 검지기의 출력에 의해 냉각기의 냉각 정도를 조정함으로써, 상기 포커스 링의 온도를 제어하면서 상기 피처리 기판의 플라즈마 처리를 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 청구항 11에 관한 기판 처리 방법은 청구항 9 또는 청구항 10에 기재된 기판 처리 방법으로서, 상기 포커스 링의 온도를 상기 포커스 링의 내부의 표면 근방에서 모니터하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 청구항 12에 관한 반도체 장치는 청구항 9 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 방법을 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 것이다.
이하, 도면에 따라서 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다. 도면 중, 동일 또는 상당 부분에 대해서는 동일 부호를 붙여 설명을 간략화 내지 생략한다.
<제1 실시 형태>
도1 및 도2는 본 발명의 실시 형태를 설명하는 도면이며, 도1은 본 실시 형태에 의한 기판 처리 장치를 도시한 단면도, 도2는 본 실시 형태에 의한 플라즈마에칭 공정에 있어서의 에칭 상태를 도시한 도면이다. 또, 도1의 처리 기판 장치는 마그네트론 타입의 플라즈마 에칭 처리 장치를 예상하고 있다.
도1에 있어서, 부호 1은 처리실인 챔버, 부호 5는 자석이다. 챔버(1)의 내부는 진공 상태로 유지되고, 외부에는 자석(5)이 설치되어 있다. 또, 부호 7은 하부 전극이며, 고주파 전원(13)에 의해 고주파 전력이 인가된다. 부호 8은 가스 도입관, 부호 9는 상부 전극의 샤워 헤드를 나타낸다.
가스 도입관(8)으로부터 프로세스 가스가 도입되어 상부 전극의 샤워 헤드(9)를 통하여 처리실(1) 내[혹은 반응실(1) 내]로 프로세스 가스가 도입되면, 고주파 전원(13)으로부터 하부 전극(7)에 인가된 고주파 전압과 자석(5)에 의한 자계의 중첩에 의해 프로세스 가스가 해리되어 고밀도 플라즈마(2)가 발생한다.
부호 4는 피처리 기판인 웨이퍼이며, 이 웨이퍼(4)를 지지하는 지지대로서의 하부 전극(7)에는 직류 고전압 전원(11)으로부터 직류 고전압이 인가되고, 이에 의해 웨이퍼(4)는 하부 전극(7)에 흡착되어 챔버(1) 내에서 수평하게 지지된다. 또한, 하부 전극(7)은 절연 부재(도시하지 않음)를 거쳐서 금속제의 하부 지지대(6)(하부 전극대)에 수평하게 설치되어 있다. 또한, 부호 12는 고주파가 직류 고전압 전원(11)에 침입하는 것을 방지하기 위한 저항, 부호 10은 고전압을 보정하는 기구를 나타낸다.
통상, 하부 전극(7)의 표면에는 딤플 혹은 홈에 의해, He이 널리 퍼지도록 되어 있다. 이 He 가스는 웨이퍼(4)를 냉각하기 위한 냉매로서 이용되는 것으로, 외주부에서 차단되어 처리실(반응실) 내로 새지 않는 구조로 되어 있다.
혹은, 하부 전극(7)의 표면에 복수의 구멍을 뚫어 그곳으로부터 He 가스를 웨이퍼 이면에 분무하는 냉각 기구와 히터에 의한 웨이퍼 가열 기구 등을 가지고 있고, 프로세스시의 웨이퍼의 온도 제어를 행한다. 또한, 웨이퍼 온도를 검지하는 센서를 필요에 따라 적절하게 설치한다.
부호 3은 하부 전극(7)의 외주부를 보호하기 위해, 혹은 플라즈마를 가두기 위한 포커스 링이다. 이 포커스 링(3)은 웨이퍼(4)의 외측을 둘러싸도록 설치되어 있으며, 내부에는 온도 검지기(15)가 조립되어 있다. 또, 포커스 링(3)의 재질은 산화막 에칭의 경우에는, 일반적으로는 다결정 실리콘이나 탄화 실리콘을 이용하지만, 본 발명의 범위 내에서 다른 재질이라도 좋다.
또, 부호 14는 포커스 링(3)을 냉각하는 냉각기, 부호 16은 온도 제어기이다. 냉각기(14)는 지지대(하부 전극)(7)에 매립되어 포커스 링(3)과 접촉하도록 배치되어 있다. 예를 들어, 냉각기(14)는 양호한 열전도성을 갖는 재료로 형성되어 포커스 링의 바닥면에 따라서 냉매를 순환시키는 냉매관을 내설하고 있다.
그리고, 냉각기(14), 온도 검지기(15) 및 온도 제어기(16)에 의해 온도 제어 기구(19)를 구성하고 있다. 온도 제어기(16)에는 냉각기(14)와 온도 검지기(15)가 접속되어 포커스 링(3)의 온도를 온도 검지기(15)에 의해 판독하여, 그 출력에 의해 냉각기(14)를 제어할 수 있다.
다음에, 이상과 같이 구성된 플라즈마 에칭 장치의 동작에 대해 도1을 이용하여 설명한다.
우선, 장치의 반송 시스템에 의해 처리되는 웨이퍼(4)가 하부 전극(7) 상으로 반송, 설치된다. 웨이퍼(4)는 포커스 링(3)에 접촉하거나, 올라 앉거나 하지 않도록 반송된다.
가스 도입관(8)으로부터 프로세스 가스가 도입되어 상부 전극의 샤워 헤드(9)를 통하여 처리실(반응실) 내로 프로세스 가스가 도입되고, 챔버(1) 내의 가스 유량, 압력을 조정한 후, 고주파 전원(13)으로부터 고주파 전력이 하부 전극(7)에 인가되면, 인가된 고주파 전력과 자석(5)에 의한 자계의 중첩에 의해 프로세스 가스가 해리되어 고밀도 플라즈마(2)가 발생하여 웨이퍼(4)가 에칭된다.
고주파 전력의 인가후, 직류 고전압 전원(11)에 의해 직류 고전압을 하부 전극(7)에 인가함으로써, 웨이퍼(4)와 하부 전극(7) 사이에 쿨롱력 혹은 쟌센ㆍ라베크력과 같은 정전기력을 발생시켜 웨이퍼(4)를 하부 전극(7)에 흡착시켜 에칭을 행한다. 그로써, 웨이퍼(4)의 온도를 제어할 수 있어 안정된 에칭을 실현할 수 있다.
또한, 에칭 처리 중은 온도 검지기(15)에 의해 포커스 링(3)의 온도를 판독하여, 그 온도에 의해 온도 제어기(16)는 포커스 링(3)에 접하는 냉각기(14)의 온도를 제어한다. 포커스 링(3)은 냉각기(14)에 의해 웨이퍼(4)와 동일한 온도로 유지하도록 제어되고, 이에 의해 웨이퍼(4) 상과 포커스 링(3) 상에서의 래디컬의 표면 반응의 차를 억제할 수 있다.
이와 같이 웨이퍼(4)의 온도 제어 혹은 온도 검지와 링크하여 포커스 링(3)의 온도 제어를 행한다.
이에 대해 도2를 이용하여 설명한다. 도2는 본 발명의 에칭 장치에 있어서, 에칭시의 플라즈마의 거동을 도시한 도면이다. 도2의 (a)는 에칭 개시 초기의 상태를, 도2의 (b)는 에칭 중기의 상태를 도시하고 있다.
에칭 초기에서는 웨이퍼(4)의 온도와 포커스 링(3)의 온도에 차는 적다. 또한, 에칭 중기에서도 포커스 링(3)은 온도 제어되어 있으므로, 웨이퍼(4) 표면과 포커스 링(3)의 온도차는 적고, 웨이퍼(4) 표면과 마찬가지로 래디컬(18)이 입사한다. 따라서, 종래와 같은 웨이퍼(4)의 외주부에서의 래디컬(18)의 표면 반응의 변동은 발생하지 않는다. 이로서, 웨이퍼(4) 면 내의 에칭율의 변동이 억제되므로 에칭 균일성이 개선된다.
또한, 온도 제어 기구(19)에 의해 포커스 링(3)의 온도를 제어할 수 있으므로, 포커스 링(3)을 과도하게 냉각함에 따른 반응 생성물의 퇴적을 억제할 수 있고, 반응 생성물의 영향에 의한 반도체 장치의 수율 저하를 억제할 수 있다.
또, 이 제1 실시 형태에서는 포커스 링(3)에 온도 검지기(15)가 조립되어 있는 것을 이용하였으나, 본 발명의 범위 내에서 외부 장치로서, 온도 검지기를 부착하는 것이라도 좋다.
<제2 실시 형태>
본 발명의 제2 실시 형태를 도3에 의거하여 설명한다.
도3은 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 포커스 링의 형상을 도시한 것이다. 도3의 (a)는 평면도, 도3의 (b)는 도3의 (a)의 A-A'선을 분할한 때의 사시도를 도시한다. 이 포커스 링은 예를 들어 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 플라즈마 에칭 장치 등에 있어서, 피처리 기판인 웨이퍼를 둘러싸도록 지지대 상에 배치하는 것이다.
도3에 도시한 바와 같이, 포커스 링(3) 내부의 표면 근방에는 온도 검지기(15)가 설치되어 있다. 이 온도 검지기(15)에 의해, 포커스 링 표면 근방의 온도를 정확하게 측정할 수 있다. 또 이 온도 검지기(15)는 표면에 노출되지 않도록 형성되어 있으므로, 온도 검지기가 플라즈마에 영향을 끼치는 일이 없으며 또한 불순물의 발생도 없다. 따라서, 이 온도 검지기(15)에 의해 에칭 특성에 영향을 끼치는 일 없이 포커스 링(3)의 온도를 정확하게 측정할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 플라즈마 에칭 장치 등의 기판 처리 장치에 있어서, 포커스 링의 온도 제어가 가능해진다. 따라서, 포커스 링은 피처리 기판(웨이퍼)과 동일한 온도로 유지하도록 제어되고, 이에 의해 웨이퍼 상과 포커스 링 상에서의 래디컬의 표면 반응의 차를 억제할 수 있어 웨이퍼면 내의 에칭율의 변동이 억제되므로 에칭 균일성이 개선된다.
또한, 포커스 링의 온도 제어에 의해 포커스 링의 과냉각에 의한 반응 생성물의 포커스 링 상에서의 퇴적을 억제할 수 있고, 그에 의해 반도체 장치의 수율을 개선할 수 있고, 또한 기판 처리 장치의 보수 빈도도 개선할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 온도 검지기를 포커스 링 내부의 표면 근방에 조립 함으로써, 포커스 링의 온도를 고정밀도로 모니터링할 수 있다. 또한, 온도 검지기는 표면에 노출되지 않도록 형성되어 있으므로, 불순물을 발생시키지 않고 에칭 특성에 영향을 주는 일은 없다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 플라즈마 에칭 장치 등의 기판 처리 장치를 이용하여, 에칭시에 웨이퍼 온도와 포커스 링의 온도를 동일하게 함으로써, 에칭 균일성이 좋은 에칭이 가능해진다.

Claims (12)

  1. 피처리 기판의 플라즈마 에칭 공정에 있어서 피처리 기판을 둘러싸도록 피처리 기판의 외측에 배치되는 환형의 포커스 링이며,
    상기 포커스 링은 온도 검지기를 구비하고,
    상기 온도 검지기가 상기 포커스 링의 플라즈마와 접촉하는 표면에 노출되는 일 없이 상기 포커스 링 내부의 상기 표면 근방에 배치된 것을 특징으로 하는 포커스 링.
  2. 삭제
  3. 내부에 플라즈마를 발생시키는 처리실과,
    상기 처리실의 내부에서 피처리 기판을 지지하는 지지대와,
    상기 피처리 기판의 주위를 둘러싸도록 배치된 포커스 링과,
    상기 포커스 링은 온도 검지기를 구비하고,
    상기 포커스 링의 온도를 제어하는 온도 제어 기구를 구비하고,
    상기 온도 검지기가 상기 포커스 링의 플라즈마와 접촉하는 표면에 노출되는 일 없이 상기 포커스 링 내부의 상기 표면 근방에 배치된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 진공을 보유 지지하는 구조를 갖는 처리실과,
    상기 처리실에 에칭 가스를 도입하여 상기 처리실을 소정의 압력으로 제어하는 가스 공급계와,
    상기 처리실에 플라즈마를 발생ㆍ유지하는 기구를 갖고, 또한 직류 고압 전원과,
    이 직류 고압 전원에 의해 직류 고전압이 인가되어 피처리 기판을 흡착 보유 지지하는 지지대와,
    상기 피처리 기판의 온도를 제어하는 기구와,
    상기 피처리 기판을 둘러싸도록 상기 처리 기판의 외측에 배치되는 포커스 링을 갖는 것에 있어서,
    상기 포커스 링은 온도 검지기를 구비하고,
    상기 포커스 링의 온도를 제어하는 온도 제어 기구를 구비하고,
    상기 온도 검지기가 상기 포커스 링의 플라즈마와 접촉하는 표면에 노출되는 일 없이 상기 포커스 링 내부의 상기 표면 근방에 배치된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 온도 제어 기구는 상기 포커스 링의 온도를 검지하는 온도 검지기와, 상기 포커스 링을 냉각하는 냉각기와, 상기 온도 검지기의 출력에 의해 상기 냉각기의 냉각 정도를 제어하는 온도 제어기를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서, 상기 냉각기는 상기 지지대에 매립되어 상기 포커스 링과 접촉하도록 배치된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 기재된 포커스 링을 배치하여 상기 피처리 기판을 플라즈마 처리하는 기판 처리 방법이며,
    상기 포커스 링의 온도 제어를 하면서 상기 피처리 기판의 플라즈마 처리를 하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  10. 제1항에 기재된 포커스 링을 배치하여 상기 피처리 기판을 플라즈마 처리하는 기판 처리 방법이며,
    온도 검지기의 출력에 의해 냉각기의 냉각 정도를 조정함으로써, 상기 포커스 링의 온도를 제어하면서 상기 피처리 기판의 플라즈마 처리를 하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 포커스 링의 온도를 상기 포커스 링 내부의 표면 근방에서 모니터하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  12. 제9항 또는 제10항에 기재된 기판 처리 방법을 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4756845B2 (ja) * 2004-10-12 2011-08-24 東京エレクトロン株式会社 温度測定装置，温度測定方法，温度測定システム，制御システム，制御方法
JP4761774B2 (ja) * 2005-01-12 2011-08-31 東京エレクトロン株式会社 温度／厚さ測定装置，温度／厚さ測定方法，温度／厚さ測定システム，制御システム，制御方法
KR101559913B1 (ko) 2009-06-25 2015-10-27 삼성전자주식회사 플라즈마 건식 식각 장치
JP5496630B2 (ja) * 2009-12-10 2014-05-21 東京エレクトロン株式会社 静電チャック装置
US8920564B2 (en) * 2010-07-02 2014-12-30 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for thermal based substrate processing with variable temperature capability
US9783889B2 (en) 2012-03-26 2017-10-10 Applied Materials, Inc. Apparatus for variable substrate temperature control

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08335567A (ja) * 1995-06-07 1996-12-17 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JPH1064882A (ja) * 1996-05-13 1998-03-06 Applied Materials Inc ポリマ硬化前駆体材料の熱源を有するプラズマリアクタ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08335567A (ja) * 1995-06-07 1996-12-17 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JPH1064882A (ja) * 1996-05-13 1998-03-06 Applied Materials Inc ポリマ硬化前駆体材料の熱源を有するプラズマリアクタ

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