KR101920937B1 - 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 방법 및 기억 매체 - Google Patents

플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 방법 및 기억 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상부 전극(40)을 온도 조정 기구(47)에 의해 설정 온도로 조정하면서 플라즈마 처리를 수행함에 있어, 처리 환경의 분위기가 변하는 것에 기인하는 기판들 사이의 처리 균일성 저하를 억제하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 처리를 수행하기 위한 처리 레시피가 저장된 레시피 저장부(56)와, 새로운 제2 전극의 사용을 시작한 후의 플라즈마 처리의 적산 시간 또는 기판의 처리 매수와 제2 전극의 설정 온도의 보정값을 입력 화면으로 설정하는 보정값 설정부(54)와, 보정된 설정값을 기억하는 기억부(55)와, 처리 레시피에 기록되어 있는 상부 전극(40)의 설정 온도를 상기 기억부(55) 내의 보정값과 가산하여, 보정 후의 설정 온도에 기초하여 온도 조정 기구(47)를 제어하는 프로그램을 구비하도록 한다.

Description

플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 방법 및 기억 매체{PLASMA PROCESSING APPARATUS, PLASMA PROCESSING METHOD AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은 평행 평판형 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 프로세스에 이용되는 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치는, 진공 용기 내에 하부 전극을 겸용하는 기판 배치대와, 상부 전극을 대향하게 배치하고, 두 전극 사이에 고주파 전력을 인가해서 처리 가스를 플라즈마화하도록 구성되어 있다. 그리고 일반적으로 가스 공급부는 처리 가스를 샤워형으로 토출하는 가스 샤워 헤드로서 구성되므로, 상부 전극은 이 가스 샤워 헤드의 최하부에 위치하는 전극판에 의해 구성되어 있다.
이 장치에 있어서, 기판의 온도는, 배치대 측으로의 방열, 플라즈마로부터의 흡열, 및 상부 전극으로부터의 복사열에 의해 정해지지만, 상부 전극의 온도는 몇 개의프로세스에 대해서는 적절할 것이라고 생각되는 온도로 설정되어 있다. 상부 전극 및 그 주변 부위에는 고주파가 흐르는 등의 이유로 온도 검출부를 설치하기 어렵고, 이 때문에 예컨대 가스 샤워 헤드의 위에 배치한, 상부 전극을 가열하기 위한 히터에 공급하는 전력의 값을 미리 적절한 값으로 설정하고 있다.
한편, 플라즈마 처리 장치는 장치를 가동시킴에 따라 처리 환경이 변해 간다. 구체예로서는, 예컨대 플라즈마 에칭 장치에 있어서, 에칭 시의 반응 생성물이 부재에 부착하는 것의 영향을 들 수 있다. 반응 생성물이 부착되면, 배치대에 있어서의 기판 배치 영역을 둘러싸도록 배치된 플라즈마의 상태 조정용 링부재(포커스 링이라고 함)의 표면 상태의 변화, 가스 샤워 헤드의 가스 공급 구멍의 구경의 변화, 진공 용기 내벽면의 상태 변화 등이 발생하여, 처리 결과나 처리 속도 등이 변화된다. 또한, 본 발명자들의 확인 시험에 따르면, 상부 전극은 플라즈마에 노출되어 판두께가 작아지는 현상도 들 수 있다.
장치 운용 면에서는, 정기적으로 클리닝 가스를 플라즈마화하여 진공 용기 내를 클리닝하거나 부재를 신품으로 교환하는 메인터넌스를 하고 있다. 그러나, 이러한 소위 초기화한 시점의 상태와 그 후운전을 하고 있는 시점에서는 처리 환경의 분위기가 변하고, 이 때문에 기판들 사이에서 처리 상태가 일정하지 않게 된다. 나아가, 기판의 로트를 변경했을 때, 로트의 교체 초기와 그 후의 기판의 처리 매수가 증가해 있는 시점에서도 역시 상기 환경 분위기가 달라, 기판 간에 있어서의 처리 균일성에 영향을 미친다.
특허문헌 1에는, 기판에 대한 처리 결과를 순차로 측정하고, 그 측정 결과를 피드백하여 처리 레시피의 파라미터를 조정하고, 고주파 전력을 인가하는 적산 시간이나 장치 초기화 후의 경과 시간 등으로 피드백 값의 갱신을 관리하는 기술이 기재되어 있다. 그러나 이 수법은 고액의 측정 기기를 필요로 하고, 처리 결과의 측정에 필요한 시간에 기초하는 스루풋의 저하가 불가피하다.
또한, 특허문헌 2에는, 진공 속에서 기판을 반송하는 트랜스퍼 모듈의 주위에, 드라이 에칭 등의 플라즈마 처리를 수행하는 복수의 프로세스 모듈(PM)을 접속한 기판 처리 장치를 운전하는 기술이 기재되어 있다. 특허문헌 2에 따르면, 어떤 PM에서 먼저 활성화된 CJ(Control Job)가 해당 PM에서 실행가능한 PJ(Process Job)를 갖지 않은 때에, 처음에는 다른 CJ에 속하고, 해당 PM에서 실행가능한 PJ의 실행을 허가한다. 이에 따라, PJ를 실행할 때마다 해당 PM 내의 분위기가 대폭 변화하는 것을 방지하고 있다. 그러나, 특허문헌 2에는 장치가 가동함에 따라서 변화하는 처리 환경의 영향을 저감하는 기술에 관한 기재는 없다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2011-3712호 공보
특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2011-9342호 공보
본 발명은 이러한 배경 하에서 이루어진 것으로, 그 목적은, 평행 평판형(용량 결합형)의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 장치의 사용에 의해 처리 환경의 분위기가 변하는 것에 기인하는 기판들 사이의 처리 균일성 저하를 억제할 수 있는 기술을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는, 진공 용기 내에 설치된 제1 전극을 겸용하는 배치대에 기판을 배치하고, 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 고주파 전력을 인가해서 처리 가스를 플라즈마화하며, 얻어진 플라즈마에 의해 기판에 대해 플라즈마 처리를 수행하는 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치로서,
상기 제2 전극의 온도를 조정하기 위한 온도 조정 기구와,
플라즈마 처리 시의 상기 제2 전극의 온도를 설정하는 온도 설정부와,
새로운 제2 전극의 사용을 시작한 후, 사용 시간의 경과에 따라, 해당 제2 전극의 설정 온도를 낮게 하도록 보정하는 설정 온도 보정부와,
상기 제2 전극의 설정 온도에 기초하여 상기 온도 조정 기구를 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 온도 제어부
를 구비하는 것을 특징으로 한다.
「제2 전극의 사용 시간의 경과에 따라」란, 예컨대 새로운 제2 전극의 사용을 시작한 후의 플라즈마 처리의 적산 시간 또는 기판의 처리 매수 등을 예로 들 수 있다.
또 다른 발명은, 진공 용기 내에 설치된 제1 전극을 겸용하는 배치대에 기판을 배치하고, 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 고주파 전력을 인가해서 처리 가스를 플라즈마화하는 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치를 이용하여, 기판에 대해 플라즈마 처리를 수행하는 방법으로서,
플라즈마 처리 시의 상기 제2 전극의 온도를 설정하는 설정 공정과,
새로운 제2 전극의 사용을 시작한 후, 사용 시간의 경과에 따라, 상기 설정 공정에서 설정된 제2 전극의 설정 온도를 낮게 하도록 보정하는 보정 공정과,
상기 보정 공정에서 보정된 제2 전극의 설정 온도에 기초하여, 제2 전극의 온도를 조정하기 위한 온도 조정 기구를 제어하는 제어 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 기판의 배치대를 겸용하는 제1 전극과 이것에 대향하는 제2 전극을 설치한 평행 평판형(용량 결합형)의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 제2 전극의 사용에 의해 그 두께가 작아져서 해당 제2 전극의 온도가 상승하는 현상에 착안하여, 새로운 제2 전극의 사용을 시작한 후, 제2 전극의 사용 시간의 경과에 따라, 제2 전극의 설정 온도를 낮게 하도록 보정한다. 따라서, 제2 전극의 사용에 따른 해당 제2 전극의 온도 변화가 억제되고, 제2 전극의 온도 변화에 기인한 기판들 사이의 처리의 변동을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치의 구성을 도시하는 종단측면도이다.
도 2는 상기 플라즈마 에칭 장치의 전기적 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 상기 플라즈마 에칭 장치를 가동시킬 때에 이용되는 레시피로 설정되어 있는 처리 파라미터의 예를 도시하는 설명도이다.
도 4는 상기 처리 파라미터를 보정하기 위한 보정값 테이블이다.
도 5는 상기 플라즈마 에칭 장치의 동작의 흐름을 도시하는 흐름도이다.
도 6은 상기 플라즈마 에칭 장치에 설치되는 히터의 온도 설정값의 경시 변화를 도시하는 설명도이다.
도 7은 상기 플라즈마 에칭 장치에 의한 포토레지스트 막의 에칭 속도의 경시 변화를 도시하는 설명도이다.
도 8은 포토레지스트 막의 에칭 속도의 경시 변화를 확인하기 위한 실험 결과를 도시하는 설명도이다.
도 9는 상기 플라즈마 에칭 장치로 웨이퍼를 처리했을 때의 상부 전극의 온도 변화를 도시하는 설명도이다.
도 10은 히터의 온도 설정값을 변화시켰을 때의 상기 상부 전극의 온도 변화를 도시하는 설명도이다.
도 11은 제2 실시형태에 따른 배경 기술의 설명도이다.
도 12는 제2 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치의 평면도이다.
도 13은 제2 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치의 전기적 구성을 도시하는 블록도이다.
도 14는 제2 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치로서, 로트 사이의 처리 파라미터를 보정하기 위한 보정값 테이블이다.
[제1 실시형태]
도 1은 본 발명의 플라즈마 처리 장치를 플라즈마 에칭 장치에 적용한 실시형태를 도시하고, 1은 예컨대 알루미늄으로 이루어지는 기밀한 진공 용기(처리 용기)이다. 진공 용기(1)의 밑바닥 중앙부에는 배치대(2)가 설치되어 있다. 배치대(2)는, 원주체(圓柱體)의 상면부의 주연부가 전체 둘레에 걸쳐 절결되어 있고, 단차부(8)가 형성된 형상, 즉 상면부에서 주연부 이외의 부분이 원주형으로 돌출한 형상으로 구성되어 있다. 이 돌출한 부위는 기판인 반도체 웨이퍼(이하,「웨이퍼」라고 함)(W)가 배치되는 배치부(20)를 이루는 것이며, 이 배치부(20)를 둘러싸는 단차부(8)에는 플라즈마의 상태를 조정하기 위한 포커스 링(21)이 배치된다.
배치부(20)의 상면에는 절연막에 도시되지 않은 척전극을 배치하여 이루어진 정전척(22)이 설치되어 있고, 직류 전원(도시되지 않음)으로부터의 전력의 공급/중단에 의해 웨이퍼(W)의 흡착/해제를 전환할 수 있다. 또한, 정전척(22)에는 도시하지 않은 복수의 토출구가 형성되어 있고, 이들 토출구로부터 정전척(22)과 웨이퍼(W) 사이의 전열을 행하는 He 가스 등의 열매체 가스가 공급된다.
배치대(2)의 내부에는 냉매 유통로(231)가 형성되어 있고, 냉매 공급로(232)→ 냉매 유통로(231)→ 냉매 배출로(233)의 경로로 냉매가 통류하도록 구성된다. 냉매 배출로(233)로부터 배출된 냉매는 칠러에 의해 소정의 온도 설정값까지 냉각되어 냉매 공급로(232)로부터 냉매 유통로(231)에 되돌아온다. 이 때문에, 배치대(2)는 냉매에 의해 미리 설정된 기준 온도로 유지되게 되고, 웨이퍼(W)는 플라즈마로부터의 흡열과 열매체 가스를 통해 배치대(2)로 방열되는 열의 밸런스에 의해 온도가 정해진다.
또한, 배치대(2)는 플라즈마 에칭 장치의 하부 전극(제1 전극)으로서 겸용되고, 배치대(2)에는, 플라즈마 생성용의 제1 고주파 전원부(31) 및 플라즈마 안의 이온을 인입하기 위한 바이어스 전력을 인가하기 위한 제2 고주파 전원부(32)가, 각각 정합 회로(310, 320)를 통해 접속되어 있다.
또한, 배치대(2)의 내부에는 도시하지 않은 승강핀이 설치되어 있고, 해당 장치의 밖에 설치된 도시하지 않은 반송 아암과 배치대(2)의 상면[정전척(21)] 사이에서 웨이퍼(W)를 전달할 수 있다.
진공 용기(1)의 천장부에는, 절연 부재(11)를 통해, 배치부(20)에 대향하도록, 처리 가스를 진공 용기(1) 내에 공급하기 위한 가스 공급부인 샤워 헤드(4)가 설치된다. 이 샤워 헤드(4)의 하면에는 다수의 토출구(41)가 형성되어 있고, 진공 용기(1)의 밖에 설치된 처리 가스 공급계(42)로부터 가스 공급로(43), 버퍼실(44) 및 해당 토출구(41)를 거쳐 소정의 처리 가스가 진공 용기(1) 내에 공급된다.
상기 가스 샤워 헤드(4)는 접지되어 있고, 그 최하부에는, 하부 전극인 배치대(2)와의 사이에서 평행 평판을 형성하여, 처리 가스를 플라즈마화하기 위한 상부 전극(제2 전극)(40)이 설치된다. 상부 전극(40)은, 플라즈마가 생성되는 공간에 노출되어 있어 플라즈마와의 접촉에 의해 사용 시간의 경과에 따라 소모되기 때문에, 교체가 자유로운 전극판으로서 구성되어 있다. 상기 토출구(41)는 이 상부 전극(40)의 하면측에 진공 용기(1) 내를 향해서 개구하고 있다.
샤워 헤드(4)의 상면에는 상부 전극(40)의 온도를 조정하는 온도 조정 기구(47)가 설치되어 있다. 이 온도 조정 기구(47)는 펠티에 소자나 냉각 매체를 통류시키는 냉각 유로를 포함하는 쿨러(45)와 발열 저항체 등으로 이루어지는 가열부인 히터(46)로 구성되고, 양자(兩者)의 복합 작용에 의해 프로세스 상황이나 챔버 상황[진공 용기(1)에 설치된 각 기기의 상황]에 따라서 상부 전극(40)을 원하는 온도로 조정하는 기능을 갖고 있다.
진공 용기(1)의 측벽에는 셔터(12)에 의해 개폐가능한 웨이퍼(W)의 반입출구(13)가 설치되어 있다. 진공 용기(1)의 밑바닥에는 배기 포트(14)가 설치되어 있고, 이 배기 포트(14)에는 밸브 등의 압력 조정부(15)가 설치된 배기관(16)을 통해 진공 펌프(17)가 접속되어 있다.
이상에 설명한 플라즈마 에칭 장치는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이 제어부(5)와 접속되어 있다. 도 2의 블록도에 도시한 바와 같이, 제어부(5)는 예컨대 CPU(Central Processing Unit)(51)과 프로그램 저장부(52)를 구비한 컴퓨터로 이루어지고, 처리 가스 공급계(42)나 고주파 전원부(31, 32), 압력 조정부(15) 등과 접속되어 있다.
그리고, 상기 프로그램 저장부(52)에는, 본 플라즈마 에칭 장치의 작용, 즉 진공 용기(1)에 웨이퍼(W)를 반입하고, 진공 배기하며, 진공 용기(1) 내에 공급된 처리 가스를 플라즈마화하여 웨이퍼(W)를 에칭한 후, 웨이퍼(W)를 반출하기까지의 제어에 관한 스텝(명령)군이 임베디드된 프로그램이 기록되어 있다. 이 프로그램은, 예컨대 하드디스크, 컴팩트 디스크, 마그넷 광디스크, 메모리 카드 등의 기억 매체에 저장되고, 그것은 컴퓨터에 인스톨된다.
전술한 구성을 구비하는 플라즈마 에칭 장치에서는, 배경기술로써 설명한 바와 같이, 가동에 따라서 처리 환경이 변화하는 현상을 볼 수 있는 경우가 있다. 특히, 본 발명자들은 운전 시간의 경과에 따라서 웨이퍼(W)의 표면에 형성된 막을 에칭하는 속도가 서서히 떨어지는 현상을 볼 수 있음을 파악하고 있다.
이러한 현상이 발생하는 원인을 추구하였는 바, 진공 용기(1) 내의 플라즈마에 노출됨에 따라 상부 전극(40)의 소모가 진행하면, 해당 상부 전극(40)의 온도가 상승하고, 이 온도 상승이 플라즈마 에칭의 속도를 저하시킨다는 것을 발명자들은 발견했다.
상부 전극(40)의 소모는, 그 열용량의 저하를 야기하고, 그 결과, 온도 설정값을 일정하게 하여 온도 조정 기구(47)에 의한 온도 조정을 하고 있더라도 상부 전극(40)의 온도가 상승하는 것으로 이해된다. 그리고, 상부 전극(40)의 온도 상승에 따라, 증착 성분이 상부 전극(40)으로부터 웨이퍼(W)로 이동하여, 에칭에 기여하는 활성종의 증착성이 상승해서 에칭 속도의 저하로 이어지는 것은 아닌가하고 추정하고 있다.
이러한 현상의 발생을 개선하기 위해서, 본 예의 플라즈마 에칭 장치는, 상부 전극(40)의 사용 시간의 경과에 따라 온도 조정 기구(47)를 통해 상부 전극(40)의 온도 상승을 억제하여, 에칭 속도의 저하를 방지하는 기능을 구비하고 있다. 특히, 상부 전극(40)은, 고주파 회로의 일부를 구성하고 있고, 열전쌍 등의 간편한 수법으로 온도를 측정하기 어려운 부재이기 때문에, 실제의 온도 측정을 하지 않고서 온도 제어가 수행된다. 구체적으로는 온도 조정 기구(47)의 조정량, 예컨대 히터(46)에의 급전량이나 쿨러(45)에의 냉각 매체의 유량 등과 상부 전극(40)의 온도 간의 관계를 미리 파악해 두고, 이 관계와 설정 온도에 기초하여 온도 조정 기구(47)가 제어된다. 이하, 그 상세에 관해서 설명한다.
본 실시형태의 플라즈마 처리 장치는 제어부(5)를 구비하고 있다. 제어부(5)는, CPU(51)와, 프로그램(53)을 저장하는 프로그램 저장부(52)와, 파라미터(처리 파라미터)의 보정값을 설정하기 위한 보정값 설정부(54)와, 파라미터 보정값 테이블(551)을 기억하는 기억부(55)와, 처리 레시피를 기억하는 레시피 기억부(56)와, 워크메모리(57)를 구비하고 있다.
프로그램(53)은, 레시피 기억부(56)로부터 처리 레시피를 독출하고, 레시피의 내용을 실행하도록 장치를 제어하기 위한 프로그램, 및 처리 레시피에 기록되어 있는 파라미터의 값을 파라미터 보정값 테이블(551)을 참조하여 보정하기 위한 프로그램 등을 포함하며, 이들 프로그램을 총칭한다.
보정값 설정부(54)는 터치패널식 액정 디스플레이 등에 의해 구성되는 입력 화면(541)을 통해 오퍼레이터에 의한 파라미터의 보정값의 입력을 접수한다. 파라미터로서는 후술과 같이 예컨대 상부 전극(40)의 온도, 고주파 전력, 처리 압력, 처리 시간 등을 들 수 있다. 도 2에서 입력 화면(541)의 구성예를 도시하는 바와 같이, 본 예의 보정값 설정부(54)에는 온도 보정을 할 보정 간격 및 그 보정 간격의 경과마다 보정될 상부 전극(40)의 온도 보정값이 입력될 수 있다. 보정값 설정부(54)에서 입력된 보정 간격이나 온도 보정값은 개서 가능한 메모리 등에 기억된다.
설정 화면(541)에 입력하는 보정 간격 및 온도 보정값은, 예컨대 후술하는 실험 결과에 나타내는 바와 같이, 새로운 상부 전극(40)의 사용을 시작하고 나서, 상부 전극(40)에의 고주파 전력의 인가 시간과 상부 전극(40)의 온도나 에칭 속도의 변화 간의 관계를 예비 실험 등에 의해서 미리 파악해 두는 것 등에 의해 결정될 수 있다.
레시피 기억부(56)는 처리 대상의 웨이퍼(W)의 표면에 형성된 막을 에칭할 때에 실행되는 처리 시퀀스를 파라미터와 연관지어 작성한 처리 레시피를 기억하고 있다. 예컨대, 본 예의 플라즈마 에칭 장치는, 처리 가스나 압력 등의 처리 파라미터를 전환하여, 웨이퍼(W)에 형성된 다층막을 연속해서 에칭할 수 있게 되어 있고, 처리 레시피에는 이러한 연속 에칭을 실행하기 위한 스텝이 기억되어 있다.
도 3은 각 레시피에 설정된 처리 파라미터의 설정예를 모식적으로 나타내고 있고, 상부 전극(40)의 온도나 처리 시간 등이 처리 파라미터의 설정 항목으로 되어 있다. 그리고, 하나의 레시피 내에서, 예컨대 에칭 대상인 다층막의 각 막에 대응하는 스텝마다 이들 처리 파라미터가 설정되고, 이에 따라, 종류가 다른 막에 대하여 연속해서 에칭을 하는 것이 가능해진다.
파라미터 보정값 테이블(551)은, 각 레시피의 처리 파라미터 중, 예컨대 시간의 경과와 함께, 그 설정값을 변경할 필요가 있는 설정 항목에 관해서, 도 3에 기재된 설정값을 보정하기 위한 보정값과 보정을 수행할 타이밍을 연관지은 테이블로서 작성되어 있다. 도 4는, 미리 설정한 개시 시점으로부터, 본 플라즈마 에칭 장치로써 처리된 웨이퍼(W)의 적산 로트수가 N 로트 번째인 때에, 해당 로트 내의 웨이퍼의 매수와 파라미터의 보정값을 연관지은 파라미터 보정값 테이블(551)의 일례를 나타내고 있다. 또, 도 4에 나타낸 파라미터 보정값 테이블(551)에 기재된 보정값은 설명의 편의를 위한 수치에 불과하다.
이 파라미터 보정값 테이블(551)은, 보정값 설정부(54)에 의해 도 3에 나타낸 설정 항목에 대하여, 스텝이나 웨이퍼(W)를 지정하여 레시피의 처리 파라미터의 보정값을 입력함으로써 작성된다. 이와 같이 파라미터값을 보정함으로써 예컨대, 해당 로트의 첫 번째 웨이퍼(W)에 대해서는 스텝 S4, S5에서는 레시피에 설정되어 있는 프로세스 시간보다도 3초 길게 처리가 수행되고, 두 번째 웨이퍼(W)에 대해서는 동 레시피의 설정값보다도 2초 길게 처리가 수행되는 것을 알 수 있다.
나아가, 이 파라미터 보정값 테이블(551)에는, 상부 전극(40)에 관해서 이미 상술한 보정 간격이나 온도 보정값에 기초하여 산출되는 보정 온도를, 해당 처리 파라미터[상부 전극(40)의 온도]의 보정값으로서 설정할 수 있다. 본 예에서는, 파라미터 보정값 테이블(551) 내에는, 상부 전극(40)의 온도 보정값이 설정되어 있지 않고, 이하에 설명하는 구조에 의해, 해당 N 번째 로트의 실행 시에 온도 보정값이 설정된다.
파라미터 보정값 테이블(551)에 설정되는, 상부 전극(40)의 온도 보정값의 산출은 예컨대 다음과 같이 수행된다. 제어부(5)는, 상부 전극(40)으로서 신품인 것의 사용을 시작한 시점을 계시(計時) 개시점으로 해서, 플라즈마 생성용의 제1 고주파 전원부(31)로부터 고주파 전력이 인가된 시간을 계시하여 적산하는 도시되지 않은 계시부를 구비하고 있다. 또한, 제어부(5)는, 상기 보정 간격을 가산하고, 이 가산값과, 계시부에서 계시된 고주파 전력의 인가 시간의 적산값(플라즈마 처리의 적산 시간)을 비교하는 기능을 구비하고 있으며, 인가 시간의 적산이 보정 간격의 가산값을 상회할 때마다, 보정 간격의 가산이 실행되도록 되어 있다. 예컨대, 상부 전극(40)의 온도의 보정 간격을 Ic[초], 고주파 전력의 인가 시간의 적산값을 Ta[초]라고 하면, 「nIc> Ta(n=1,2,3,…)」의 기간 동안은 제어부(5)는 그 상태로 대기하고, 「Ta> nIc」이 되면「n= n+ 1」로 재기록하여 다음 비교를 하는 동작을 반복한다.
그리고, 제어부(5)는, 「Ta> nIc」이 될 때마다 온도 보정값을 가산하고, 이것을 상부 전극(40)의 온도에 관한 처리 파라미터의 보정값으로서 파라미터 보정값 테이블(551)에 기록하는 기능을 구비하고 있다. 여기서, 온도 보정값을「-1.5℃」, n=1인 때의 보정값을 0℃라고 하면, 고주파 전력의 인가 시간이「0≤Ta<Ic」인 기간 동안에 처리되는 로트의 보정값은 0℃, 「Ic≤ Ta<2Ic」의 기간 동안에 처리되는 로트의 보정값은 -1.5℃로 하는 바와 같이, 고주파 전력의 인가 시간의 증가와 함께 보정값이 순차로 가산되게 된다.
또한, 제어부(5)는, 이와 같이 하여 생성한 N 로트 번째의 보정값 테이블의 각 보정값을 로트로써 실시되는 레시피의 처리 파라미터의 각 값에 가산하여 실행 레시피를 생성하는 기능도 구비하고 있다.
프로그램(53)에 있어서, 온도 조정 기구(47)를 제어하기 위한 프로그램에 관해서 설명한다. 이 프로그램은, 레시피 저장부(56)로부터 독출한 레시피에 포함되어 있는 파라미터 값에, 파라미터 보정값 테이블(551)에 기록된 보정값을 가산하고, 보정 후의 파라미터 값을 예컨대 워크메모리(57)에 기록한다. 레시피의 실행에 관해서는, 워크메모리(57) 내의 보정 후의 파라미터 값을 독출하여 장치의 각 부가 제어되게 된다. 그리고 파라미터 값으로서 상부 전극(40)의 설정 온도도 포함되고, 프로그램은 이미 상술한 바와 같이 하여 보정 후의 설정 온도에 기초하여, 온도 조정 기구(47)를 제어하는 제어 신호를 출력하게 된다. 상부 전극(40)의 온도 제어는, 온도 검출값을 피드백하지 않으므로, 보정값 설정부(54)에서 설정된 설정 온도의 보정값은, 예컨대 히터(46)에의 급전량의 보정 급전량을 온도로 환산한 값이라고 할 수 있다. 또, 온도 조정 기구(47)에 있어서의 조정 열량과 설정 온도 간의 관계는 도시하지 않은 기억부 내에 데이터로서 기억되어 있고, 이 데이터와 설정 온도에 기초하여 조정 열량을 결정하는, 예컨대 히터(46)의 급전량, 쿨러(45)에 있어서의 냉각 매체의 유량 혹은 쿨러(45)가 펠티에 소자로 구성되어 있는 경우에는 급전량 등이 결정되게 된다.
여기서, 본 실시형태에 있어서의 각 부와 특허청구범위의 구성 요소의 대응에 관해서 설명하면, 레시피 저장부(56) 내의 레시피가 상부 전극(40)의 온도를 설정하므로 온도 설정부에 해당한다. 또한, 보정값 설정부(54) 및 파라미터 보정 테이블(551)은 설정 온도 보정부에 해당하고, 프로그램은, 설정 온도에 기초하여 온도 조정 기구(47)를 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 온도 제어부에 해당한다.
이하, 전술한 구성을 구비한 플라즈마 에칭 장치의 작용에 관해서, 도 5에 나타내는 흐름도를 참조하면서 설명한다. 우선, 실행하는 N 번째 로트에 관해서, 고주파 전력의 인가 시간의 적산값과 보정 간격의 가산값을 비교하고, 각 보정 간격에 대한 단위 온도 보정값을 가산하여 온도 보정값을 구한다(스텝 K1).
계속해서, 처리 파라미터의 보정값 테이블에, 상부 전극(40)의 온도 보정값을 기록하고(스텝 K2), 레시피 기억부(56)의 레시피로부터 히터(46)의 온도 설정값을 독출하며, 보정값 테이블의 온도 보정값에 의해 보정하고, 보정된 온도 설정값을 실행 레시피로서 워크메모리(57)에 기록한다(스텝 K3).
여기서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 히터(46)의 온도 보정을 실행할 때는, 동일 로트 내의 모든 웨이퍼(W)에 관해서, 공통의 온도 보정을 수행함으로써, 플라즈마 생성 상태의 급격한 변화를 억제하여, 동일 로트 내의 웨이퍼(W) 사이의 처리 결과에 큰 차이가 생기지 않도록 해도 좋다.
또한, 해당 레시피 내의 다른 처리 파라미터에 관해서도 보정값 파라미터의 보정값에 기초하는 보정이 수행되어, 실행 레시피로서 워크메모리(57)에 기록된다.
한편, 진공 용기(1)에는, 외부의 진공 반송실로부터 웨이퍼(W)를 유지한 도시되지 않은 반송 아암이 진입하고, 도시하지 않은 승강핀을 통해 웨이퍼(W)가 배치대(2)에 전달되며, 정전척(22)에 의해 흡착이 유지된다. 그리고, 배치대(2)[정전척(21)]와 웨이퍼(W) 간의 간극에는 열매체 가스가 공급된다.
이 웨이퍼(W)의 표면에는 반사 방지막이나 유기막, 저유전률 막 등이 적층되고, 그 최상면에는 레지스트 막 및 티탄니트라이드 막의 패턴 마스크가 형성된다.
그 후, 워크메모리(57)로부터 실행 레시피를 독출하고, 제1 및 제2 고주파 전원부(31, 32)로부터의 전력 공급, 처리 가스 공급계(42)로부터의 처리 가스의 공급, 진공 펌프(17)에 의한 진공 배기나 압력 조정부(15)에 의한 압력 조정이 수행되어, 하부 전극[배치대(2)]과 상부 전극(40) 사이의 처리 분위기에 플라즈마가 생성된다.
그리고, 바이어스 전력에 의해 플라즈마 안의 이온이 웨이퍼(W)에 인입되면서, 웨이퍼(W) 표면의 박막 에칭이 진행된다. 그 후, 실행 레시피의 처리 파라미터에 기초하여, 처리 가스나 그 공급량, 고주파 전력이나 프로세스 압력을 전환하고, 순차로, 하층측의 막의 에칭을 실행한다.
이때, 상부 전극(40)에 설치되는 히터(46)의 출력에 관해서도, 워크메모리(57) 내의 실행 레시피로부터 판독된 보정 후의 온도 설정값에 기초하여, 온도 조정 기구(47)에 의한 온도 조정이 수행된다(스텝 K4). 즉, 상부 전극(40)의 소모에 따른 온도 상승을 상쇄하도록 예컨대 해당 히터(46)의 발열량을 저감하는 조절이 수행된다.
여기서, 실시형태의 이해를 쉽게 하기 위해서, 만일 각 프로세스 레시피에 있어서 상부 전극(40)의 설정 온도가 동일하다고 하면, 도 6에 실선으로 나타낸 바와 같이 히터(46)의 온도 설정값은 단계적으로 하강하고, 상부 전극(40)의 실제 온도는 거의 일정한 범위 내의 온도로 유지된다. 이에 따라, 도 7에 실선으로 나타낸 바와 같이 웨이퍼(W) 표면에 형성된 각종 막의 에칭 속도는, 온도 설정값의 단계적 변화에 맞춰 톱니 형상으로 일정한 범위 내에서 변화하게 된다. 여기서, 도 7에는 포토레지스트(PR)로 이루어지는 단일의 막을 에칭했을 때의 에칭 속도의 모습을 모식적으로 도시하고 있다. 또한, 도 6 및 도 7에 나타낸 파선은 히터(46)의 온도 설정값을 보정하지 않은 경우의 해당 온도 설정값 및 PR의 에칭 속도를 나타내고 있다. 따라서, 각 레시피 사이에서 혹은 레시피 내의 각 스텝의 사이에서 상부 전극(40)의 온도 설정값이 다른 경우에도 적절한 상태에서 에칭되지만 상부 전극(40)의 소모에 의한 온도 상승에 의해 적절성이 결여되는 현상이, 온도 설정값의 보정을 수행함으로써 억제되게 된다.
이와 같이 하여, 웨이퍼(W) 표면에 형성된 처리 대상의 적층막이 에칭되면, 처리 가스나 열매체 가스의 공급을 정지하고, 진공 용기(1) 내의 진공 상태나 웨이퍼(W)의 흡착 유지를 해제하여, 반입 동작과는 역동작으로 진공 용기(1)로부터 웨이퍼(W)를 반출한다(종료). 이상에 설명한 동작을, 진공 용기(1) 내에 반입되는 웨이퍼(W)에 대하여 반복함으로써, 복수의 웨이퍼(W)에 에칭을 수행할 수 있다.
본 실시형태의 플라즈마 에칭 장치에 따르면 이하의 효과가 있다. 웨이퍼(W)의 배치대(2)를 겸용하는 하부 전극(제1 전극)과 이것에 대향하는 상부 전극(40)(제2 전극)을 설치한 평행 평판형(용량 결합형)의 플라즈마 에칭 장치로서, 상부 전극(40)의 사용에 의해 그 두께가 작아짐으로써 해당 상부 전극(40)의 온도가 상승하는 현상에 착안하여, 새로운 상부 전극(40)의 사용을 시작한 후, 상부 전극(40)의 사용 시간의 경과에 따라, 상부 전극(40)의 설정 온도를 낮게 하도록 보정한다. 이 때문에, 상부 전극(40)의 온도가 소모에 의해 높아지는 현상이 개략적인 말로 하면 상쇄되며, 상부 전극(40)의 사용에 따른 해당 상부 전극(40)의 온도 변화가 억제되고, 상부 전극(40)의 온도 변화에 기인하는 웨이퍼(W) 사이의 처리의 변동을 저감할 수 있다.
전술한 실시형태에서는 새로운 상부 전극(40)의 사용을 시작한 후의 플라즈마 처리의 적산 시간에 따라서 상부 전극(40)의 설정 온도를 보정하는 예를 나타냈지만, 시간의 경과를 계측하는 수법은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 새로운 상부 전극(40)의 사용 개시 후의 웨이퍼(W)의 처리 매수의 증가에 따라서 설정 온도를 보정해도 좋다.
[제1 실시형태에 있어서의 평가 시험]
도 1에 나타내는 플라즈마 에칭 장치와 같은 장치를 이용하여, 상부 전극(40)의 온도 보정을 수행하지 않고서 시험 운전을 했다. 이 시험 운전은, 시험용 웨이퍼(W)를 진공 용기(1)에 실제 운용과 같은 간격으로 반입하고 소정의 시험용 프로세스 환경을 형성하여, 표면에 PR 막이 형성된 시험용 웨이퍼(W)에 대한 처리를 소정의 매수분만 수행했다. 그리고, 이 시험용 웨이퍼 상의 PR 막에 관해서 상기 시험용 프로세스 전후의 막 두께를 측정하여 에칭 속도를 구했다.
시험용 프로세스의 조건에 관해서는, 처리 가스로서 플루오로카본 가스, 아르곤 가스, 산소 가스를 이용하고, 진공 용기(1) 내의 압력을 30[mTorr](3.99[Pa])로 설정하고, 플라즈마 생성용 제1 고주파 전원부(31) 및 바이어스용 고주파 전원부(32)로부터 공급되는 전력을 각각 12.88 MHz, 4500 W 및 40 MHz, 1200 W로 설정하고, 프로세스 시간을 600초로 설정했다.
각 타이밍의 에칭 속도의 측정값을 플롯하고, 이들 플롯 군에 기초하여 PR 막의 에칭 속도 변화의 경향을 나타내는 직선을 빼낸 결과, 도 8에 도시하는 결과를 얻을 수 있었다. 도 8의 A∼D의 부호를 붙인 시험 결과는 시험을 한 진공 용기(1)가 서로 다르고, 또한 시험 개시 타이밍도 다르다. 또한 각 진공 용기(1)는, 이 시험을 할 때까지 별도의 런닝 시험을 하고, 진공 용기(1)마다 런닝 시험의 이력이 다르다는 것으로부터, 직선의 기울기나 시점은 다르지만, A∼D의 어느 쪽의 실험 결과에 관해서도 시간의 경과와 함께 에칭 속도가 저하하는 경향이 있다는 것을 확인할 수 있었다.
그 결과에 기초하여 포커스 링(21)의 마모 등도 포함시켜, PR 막의 에칭 속도의 경시 변화의 기여도를 해석하였는 바, 상부 전극(40)의 온도의 기여도가 꽤 크다는 것이 판명되었다.
또한 동일한 진공 용기(1)에서, 신품인 상부 전극(40)과, 실제 운용에 사용하여 소모한 상부 전극(40)을 교체하여, 이들 상부 전극(40)마다 5장의 웨이퍼(W)에 대하여 처리를 했다. 상부 전극(40)의 중앙부에 실험용 온도계를 설치하고 그 온도를 모니터하였는 바, 도 9에 도시하는 결과를 얻을 수 있었다.
도 9에 도시한 실험 결과에 따르면, 웨이퍼(W)에 대한 플라즈마 에칭 처리를 시작하면 상부 전극(40)의 온도가 상승하고, 처리를 종료하면 그 온도가 저하한다. 이 점에 관해서는 상부 전극(40)이 신품의 경우(도 9에 파선으로 도시함) 및 상부 전극(40)이 사용품인 경우(동 도면에 실선으로 도시함)에서 공통이었다.
한편, 플라즈마 에칭 처리 중에 상부 전극(40)이 도달하는 온도, 및 처리 후의 온도는 어느 것이나 상부 전극(40)이 사용품인 경우 쪽이 높아진다는 것을 확인할 수 있었다. 이 실험 결과로부터, PR 막에 대하여 에칭 속도가 저하하는 현상(도 8)에는, 상부 전극(40)의 소모에 따른 해당 상부 전극(40)의 온도 상승이 영향을 미치고 있는 것으로 이해된다.
그래서, 신품의 상부 전극(40)을 사용하고, 상부 전극(40)을 가열하는 히터(46)의 온도 설정값을 변경하여 도 9의 경우와 같은 실험을 했다. 그 결과, 도 10에 도시한 바와 같이 히터(46)의 온도 설정값을 각각 150℃(파선으로 도시되어 있음)와 180℃(실선으로 도시되어 있음)로 하면, 플라즈마 에칭 시의 상부 전극(40)의 온도에 관해서도, 히터(46)의 온도 설정값과 거의 같은 온도차가 발생한다는 것을 알 수 있었다.
이들 도 8∼도 10에 도시한 실험 결과에 의해, 상부 전극(40)에 대한 고주파 전력의 인가 시간이 길어짐에 따라, 히터(46)의 온도 설정값을 낮추면, 상부 전극(40)의 소모에 따른 온도 상승이 상쇄되어, 에칭 속도의 저하를 억제할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
[제2 실시형태]
본 발명의 제2 실시형태는, 이미 상술한 히터(46)의 온도 설정값(히터에의 공급 전력값)의 보정에 한하지 않고, 플라즈마 에칭 장치의 레시피를 구성하는 처리 파라미터의 보정을 어떤 방법으로 하는가라는 관점에서 검토한 기술이다. 우선, 도 11을 참조하면서, 웨이퍼에 대한 처리 결과의 변동에 관해서 모식적으로 설명한다.
레지스트 마스크가 형성된 웨이퍼(W)의 피에칭막을 에칭한 경우에 있어서의 에칭 후의 선폭에 착안했을 때, 예컨대 T1의 시점에서 플라즈마 에칭 장치를 클리닝하고 나서의 사용 시간(프로세스 시간)의 경과에 따라서 도 11의 (a)와 같이 에칭 후의 선폭이 CD1로부터 CD2로 굵어지는 경향이 나타나는 일이 있다.
도 11의 (a)에 도시한 클리닝 직후의 시점 T1에 있어서 실행되는 플라즈마 에칭 처리를 더 자세히 살펴보면, 동일한 로트 내에서도 웨이퍼(W) 처리 매수의 증가와 함께, 도 11의 (b)에 도시한 바와 같이 선폭이 서서히 굵어져, 결국 선폭이 CD3의 굵기로 포화하는 경향이 나타난다.
이와 같이, 플라즈마 에칭 장치의 사용 시간에 의존하는, 말하자면 로트 사이의 선폭 변화[도 11의 (a)]와, 동일한 로트 내의 웨이퍼(W) 사이의 선폭 변화[도 11의 (b)]가 있는 경우에, 클리닝을 실시하고 나서 시간 T2가 경과한 시점에서의 에칭 후의 선폭 변화를 도 11의 (c)에 도시한다. 이 경우에는, 해당 로트 개시 시의 선폭은 CD2이며, 이 선폭이 서서히 굵어져, 결국「CD2+(CD3-CD1)」의 선폭으로써 포화한다.
여기서, 도 11의 (a)∼도 11의 (c)에 도시한 예는, 제2 실시형태에 따른 기술의 배경을 이해하기 쉽게 하기 위해서 모식적으로 표현된 것이며, 실제 특성에 따라서 설명한 것이 아니다. 다만, 이와 같이 플라즈마 에칭 장치의 사용 시간 경과에 따라서 로트 사이에 처리 결과가 변화되고, 각 로트 내의 웨이퍼(W) 사이에 처리 결과가 변화된다고 하는 시간 스케일이 다른 두 가지 종류의 변화가 존재하는 것은, 에칭의 선폭에 한하지 않고, 에칭 속도 등 다른 제어 항목에 있어서도 이해하고 있다.
그래서, 로트 사이 및 동일 로트 내의 웨이퍼(W) 사이에 처리 결과를 일정하게 하기(변동을 억제하기) 위한 기술을 도 12의 시스템을 예로 들어 설명한다. 도 12의 플라즈마 처리 장치는, 로더 모듈(102) 내에 설치된 반송 아암(103)에 의해, 배치대(101) 상의 FOUP(100)로부터 웨이퍼(W)를 추출하고, 로드록 모듈(104)과 진공 반송실(105)을 거쳐, 해당 진공 반송실(105)에 접속된 각 플라즈마 에칭 유닛(111∼114)에 웨이퍼(W)를 반송하여 처리를 수행하는, 멀티챔버형 플라즈마 에칭 장치의 예를 도시하고 있다.
각 플라즈마 에칭 유닛(111∼114)은 도 1에 도시한 제1 실시형태와 같은 평행 평판형 플라즈마 에칭 유닛으로서 구성되어 있고, 각 플라즈마 에칭 유닛(111∼114)에서 독립적으로 웨이퍼(W)의 에칭을 수행할 수 있다. 도 12에 도시한 106은 진공 반송실(105) 내에 설치된 반송 아암이다.
이러한 구성을 구비한 멀티챔버형 플라즈마 에칭 장치에 있어서, FOUP(100)로부터 추출된 1로트 분의 웨이퍼(W)가 2개의 플라즈마 에칭 유닛(111, 112)에 반입되고, 병행하여 플라즈마 에칭이 되는 경우에 관해서 설명한다. 예컨대 FOUP(100)에는, 25장의 웨이퍼(W)를 1장씩 유지하는 것이 가능한 25개의 슬롯이 형성되어 있고, 이들 슬롯에는 위에서부터 순번대로 1번∼25번까지의 슬롯 번호가 붙여진 것으로 한다.
플라즈마 에칭 유닛(111, 112)에서는, 병렬로 에칭 처리가 수행되기 때문에, 플라즈마 에칭 유닛(111)에는「1번, 3번, 5번, …」의 홀수 번호 슬롯의 웨이퍼(W)가 반입되고, 플라즈마 에칭 유닛(112)에는「2번, 4번, 6번, …」의 짝수 번호 슬롯의 웨이퍼(W)가 반입된다.
도 13은 이러한 처리가 수행되는 플라즈마 에칭 장치의 전기적 구성을 나타내고 있다. 본 도면에서는 제1 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치와 공통의 구성 요소에는 도 2에 도시한 부호와 동일한 부호를 부여하고 있다. 제2 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치에서는, 기억부(55)에, 복수의 로트 사이의 파라미터를 보정하는 파라미터 보정값 테이블(552)과, 동일 로트 내의 웨이퍼(W) 사이의 파라미터를 보정하는 파라미터 보정값 테이블(551)의 두 가지 종류의 파라미터 보정값 테이블(551, 552)을 구비한다는 점이 제1 실시형태와 다르다.
이들 파마리터 보정값 테이블(551, 552) 중, 동일 로트 내의 파라미터를 보정하는 파라미터 보정값 테이블(551)에서는, 제1 실시형태인 도 4에 나타낸 보정값 테이블과 같이, 동일한 로트 내의 첫 번째, 두 번째 등의 웨이퍼(W)에 대한 처리 파라미터의 보정값이 기억되어 있다. 다만, 본 예에서는 로트 사이에서 공통의 보정값을 채용한다는 점이 제1 실시형태와 다르다.
여기서, 로트 내의 파라미터 보정값 테이블(551)은 플라즈마 에칭 유닛(111, 112)의 각각에 설정되어 있다. 그 결과, FOUP(100)의「1번, 3번, 5번…」의 홀수 번호 슬롯의 웨이퍼(W)에 대해서는 플라즈마 에칭 유닛(111)의 파라미터 보정값 테이블(551)의 「첫 번째, 두 번째, 세 번째, …」의 보정값이 사용된다. 또한, FOUP(100)의「2번, 4번, 6번…」의 짝수 번호 슬롯의 웨이퍼(W)에 대해서는 플라즈마 에칭 유닛(112)의 파라미터 보정값 테이블(551)의「첫 번째, 두 번째, 세 번째, …」의 보정값이 사용된다.
여기서, 1로트에 25장의 웨이퍼(W)가 포함되어 있는 경우에는, 다음 로트에서는 플라즈마 에칭 유닛(112)에 홀수 번호 슬롯의 웨이퍼(W)가 반입되고, 플라즈마 에칭 유닛(111)에 짝수 번호 슬롯의 웨이퍼(W)가 반입되게 된다. 이것에 부합하여, 다음 FOUP(100)에 있어서의 홀수 번호 슬롯의 웨이퍼(W)를 처리할 때는 플라즈마 에칭 유닛(112)의 파라미터 보정값 테이블(551)이 이용되고, 짝수 번호 슬롯의 웨이퍼(W)를 처리할 때는 플라즈마 에칭 유닛(111)의 파라미터 보정값 테이블(551)이 이용되게 된다.
한편, 로트 사이의 보정값 테이블(552)은, 도 14에 나타내는 바와 같이 예컨대 클리닝 실시 후에, 처음에 처리되는 웨이퍼(W)를 첫 번째로 하고, 복수의 로트를 걸친 적산의 웨이퍼(W) 처리 매수에 대한 보정값이 설정되어 있다. 예컨대 도 14에 나타내는 예에서는, 각 플라즈마 에칭 유닛(111, 112)에 반입되는 적산의 웨이퍼(W) 매수, 예컨대 100장마다 각 처리 파라미터의 보정값이 설정되어 있다. 해당 로트 사이의 보정값 테이블(552)에 관해서도 플라즈마 에칭 유닛(111, 112)마다 보정값이 설정되어 있다.
이와 같이, 제어부(5)는 프로그램 저장부(52) 내의 레시피 보정용 프로그램(53)의 설정에 기초하여, 레시피 기억부(56) 내의 선택된 레시피의 처리 파라미터에 대하여, 로트 내의 파라미터 보정값 테이블(551)과 로트 사이의 보정값 테이블(552)의 각 보정값을 가산한다. 이렇게 해서 플라즈마 에칭 유닛(111, 112)마다의 실행 레시피를 생성하여 워크메모리(57)에 기록한다.
각 플라즈마 에칭 유닛(111, 112)은 실행 레시피로부터 판독된 처리 파라미터에 기초하여 플라즈마 에칭 처리를 실행한다. 이 실행은 프로그램 저장부(52) 내의 프로세스용 프로그램(53a)에 의해 행해진다. 그리고, 로트가 전환할 때마다 새로운 실행 레시피를 생성함으로써, 도 11의 (a)∼도 11의 (c)를 이용하여 설명한 로트 사이 및 로트 내의 웨이퍼(W) 사이의 변동을 억제하여, 처리 결과를 일정하게 할 수 있다.
여기서, 도 4나 도 14에 나타내는 파라미터 보정값 테이블(551, 552)에서는 웨이퍼(W) 매수를 기준으로 보정값을 전환하는 예를 나타냈지만, 다른 시간 기준에 기초하여 보정값을 전환해도 됨은 물론이다. 예컨대, 로트 사이의 파라미터 보정값 테이블(551)에 있어서, 처리를 수행한 적산의 로트 수를 기준으로 보정값을 전환해도 좋고, 고주파 전력의 인가 시간 등 플라즈마 처리를 수행한 적산 시간을 기준으로 전환을 수행해도 좋다. 또한, 로트 내의 보정 테이블(552)에 관해서도, 처리를 시작하고 나서의 경과 시간이나, 고주파 전력의 인가 시간의 적산값 등을 기준으로 보정값의 전환을 수행해도 좋다.
또한, 제1 실시형태에 있어서는 상부 전극(40)에 관해서 로트 사이의 보정만 을 수행한 예를 나타냈지만, 이것에 제2 실시형태를 적용하여 동일 로트 내에서 보정값을 변화시키는 보정을 가해도 좋다.
또한, 도 12에 도시한 멀티챔버형 플라즈마 에칭 장치에 있어서, 예컨대 플라즈마 에칭 유닛(111)에서는 스텝 S1∼S3까지의 플라즈마 에칭을 수행하고, 그 후, 웨이퍼(W)를 플라즈마 에칭 유닛(112)에 반송하여 스텝 S4∼S6까지의 플라즈마 에칭을 수행하도록, 다른 플라즈마 에칭 유닛(111∼114)에서 연속해서 에칭을 수행하는 직렬식 플라즈마 에칭 장치에도 제2 실시형태의 기술은 적용할 수 있다.
제2 실시형태에 따른 처리 파라미터의 보정 방법은, 플라즈마 에칭 장치나 플라즈마 CVD 장치, 플라즈마 애싱 장치 등의 각종 플라즈마 처리 장치에 적용하는 경우에 한정되지 않는다. 도포, 현상 장치나 종형 열처리 장치 등에도 적용할 수 있다.
W: 웨이퍼
1: 진공 용기
15: 압력 조정부
2: 배치대
31: 제1 고주파 전원
32: 제2 고주파 전원
4: 샤워 헤드
40: 상부 전극
42: 처리 가스 공급계
47: 온도 조정 기구
5: 제어부
54: 보정값 설정부
55: 보정값 기억부
56: 레시피 기억부
57: 워크메모리

Claims (6)

  1. 진공 용기 내에 설치된 제1 전극을 겸용하는 배치대에 기판을 배치하고, 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 고주파 전력을 인가해서 처리 가스를 플라즈마화하며, 얻어진 플라즈마에 의해 기판에 대해 플라즈마 처리를 수행하는 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    상기 제2 전극의 온도를 조정하기 위한 온도 조정 기구와,
    플라즈마 처리 시의 상기 제2 전극의 온도를 설정하는 온도 설정부와,
    새로운 제2 전극의 사용을 시작한 후, 사용 시간의 경과에 따라, 해당 제2 전극의 설정 온도를 낮게 하도록 보정하는 설정 온도 보정부와,
    상기 온도 설정부에 의해 설정되는 상기 제2 전극의 설정 온도 및 상기 설정 온도 보정부에 의해 보정되는 상기 제2 전극의 보정 온도에 기초하여 상기 온도 조정 기구를 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 온도 제어부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 설정 온도 보정부는, 새로운 제2 전극의 사용을 시작한 후의 플라즈마 처리의 적산 시간 또는 기판의 처리 매수와 제2 전극의 설정 온도의 보정값을 연관지은 보정 데이터를 기억하는 기억부를 구비하고, 상기 기억부로부터 상기 플라즈마 처리의 적산 시간 또는 기판의 처리 매수에 따른 상기 설정 온도의 보정값을 독출하여, 상기 온도 설정부에서 설정된 설정 온도를 보정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 설정 온도 보정부는, 새로운 제2 전극의 사용을 시작한 후의 플라즈마 처리의 적산 시간 또는 기판의 처리 매수와 제2 전극의 설정 온도의 보정값을 입력하기 위한 입력 화면을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  4. 진공 용기 내에 설치된 제1 전극을 겸용하는 배치대에 기판을 배치하고, 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 고주파 전력을 인가해서 처리 가스를 플라즈마화하는 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치를 이용하여, 기판에 대해 플라즈마 처리를 수행하는 방법으로서,
    플라즈마 처리 시의 상기 제2 전극의 온도를 설정하는 설정 공정과,
    새로운 제2 전극의 사용을 시작한 후, 사용 시간의 경과에 따라, 상기 설정 공정에서 설정된 제2 전극의 설정 온도를 낮게 하도록 보정하는 보정 공정과,
    상기 설정 공정에서 설정된 제2 전극의 설정 온도 및 상기 보정 공정에서 보정된 제2 전극의 보정 온도에 기초하여, 제2 전극의 온도를 조정하기 위한 온도 조정 기구를 제어하는 제어 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서, 제2 전극의 설정 온도를 보정하는 보정 공정은, 새로운 제2 전극의 사용을 시작한 후의 플라즈마 처리의 적산 시간 또는 기판의 처리 매수와 제2 전극의 설정 온도의 보정값을 연관지은 보정 데이터에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  6. 진공 용기 내에 설치된 제1 전극을 겸용하는 배치대에 기판을 배치하고, 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 고주파 전력을 인가해서 처리 가스를 플라즈마화하며, 얻어진 플라즈마에 의해 기판에 대해 플라즈마 처리를 수행하는 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치에 이용되는 컴퓨터 프로그램을 기억한 기억 매체로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은 제4항 또는 제5항에 기재된 플라즈마 처리 방법을 실행하도록 스텝군이 마련되는 것을 특징으로 하는 기억 매체.
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