KR102021570B1 - 플라즈마 처리 장치 및 히터의 온도 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

고주파 전력에 의해 가스를 플라즈마화하고, 이 플라즈마의 작용에 의해 피처리체를 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리 장치로서, 감압 가능한 챔버와, 챔버 내에 설치되고, 피처리체를 재치하는 재치대와, 재치대에 설치되고, 척 전극에 전압을 인가함으로써 피처리체를 정전 흡착하는 정전 척과, 정전 척 내 또는 근방에 설치되고, 원형의 센터 존과 그 외주측에 동심원 형상으로 설치된 2 개 이상의 미들 존과, 최외주에 동심원 형상으로 설치된 엣지 존으로 분할된 히터와, 히터의 제어 온도를 상기 분할된 존마다 조정하는 온도 제어부를 구비하는 플라즈마 처리 장치가 제공된다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 히터의 온도 제어 방법{PLASMA PROCESSING APPARATUS AND HEATER TEMPERATURE CONTROL METHOD}
본 발명은, 플라즈마 처리 장치 및 히터의 온도 제어 방법에 관한 것이다.
재치대(載置臺)에 재치된 피처리체의 온도 제어는, 에칭 레이트 등의 제어에 불가결하며, 피처리체에 대한 플라즈마 처리의 균일성에 영향을 미치기 때문에 중요하다.
재치대에는, 척 전극에 전압을 인가함으로써 피처리체를 정전 흡착하는 정전 척(ESC : Electrostatic Chuck)이 설치되어 있다. 최근, 정전 척 내에 히터를 탑재하여, 그 히터로부터의 발열에 의해 정전 척의 표면 온도를 급속히 변경하는 것이 가능한 히터 내장 정전 척 기구가 제안되고 있다. 예를 들면 특허 문헌 1에는, 히터 내장 정전 척 기구에 의한 온도 제어 기술이 개시되어 있다. 특허 문헌 1에서는, 히터 내장 정전 척 기구에 포함되는 히터가 원형의 센터 존과 그 외주측에 동심원 형상으로 설치된 엣지 존의 2 존으로 분할되고, 존마다 온도 제어되고 있다.
일본특허공개공보 2008-085329호
그러나, 히터를 2 존으로 분할하여 온도 제어하는 방법에서는, 1 존의 히터 면적이 크고, 존마다 온도 제어한 것 만으로는 동일한 존 내에서 온도 분포에 불균일이 발생하여, 에칭 레이트 또는 에칭 형상의 균일성을 도모할 수 없다고 하는 과제가 있었다. 특히, 센터 존과 엣지 존의 경계 부분에서 에칭 특성이 나빠진다고 하는 과제가 있었다.
상기 과제에 대하여, 정전 척 내 또는 근방에 설치된 히터를 4 개 이상의 존으로 분할하고, 존마다 히터를 온도 제어하는 것이 가능한 플라즈마 처리 장치 및 히터의 온도 제어 방법을 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 한 관점에 따르면, 고주파 전력에 의해 가스를 플라즈마화하고, 상기 플라즈마의 작용에 의해 피처리체를 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리 장치로서, 감압 가능한 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에 설치되고, 피처리체를 재치하는 재치대와, 상기 재치대에 설치되고, 척 전극에 전압을 인가함으로써 피처리체를 정전 흡착하는 정전 척과, 상기 정전 척 내 또는 근방에 설치되고, 원형의 센터 존과, 그 외주측에 동심원 형상으로 설치된 2 개 이상의 미들 존과, 최외주에 동심원 형상으로 설치된 엣지 존으로 분할된 히터와, 상기 히터의 제어 온도를, 상기 분할된 존마다 조정하는 온도 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치가 제공된다.
상기 히터는, 상기 센터 존으로부터 상기 2 개 이상의 미들 존까지 외주측으로 갈수록 존의 면적이 작아지고, 최외주의 미들 존은 그 외주측의 상기 엣지 존보다 면적이 작아도 된다.
상기 히터는, 상기 센터 존으로부터 상기 엣지 존까지 외주측으로 갈수록 존의 면적이 작아도 된다.
상기 온도 제어부는, 상기 최외주의 미들 존의 히터만을 오프한 상태로 그 이외의 존의 상기 히터의 제어 온도를 조정해도 된다.
상기 온도 제어부는, 각 존의 설정 온도에 대한 상기 정전 척의 표면 온도의 오차를 보정하여 상기 히터의 제어 온도를 존마다 조정해도 된다.
상기 온도 제어부는, 각 존의 설정 온도에 대한 인접 존으로부터의 온도 간섭을 보정하여 상기 히터의 제어 온도를 존마다 조정해도 된다.
상기 각 존의 설정 온도에 대한 상기 정전 척의 표면 온도의 오차를 보정하기 위한 제 1 보정값, 및 상기 각 존의 설정 온도에 대한 인접 존으로부터의 온도 간섭을 보정하기 위한 제 2 보정값을 설정하는 온도 설정부를 더 구비하고, 상기 온도 제어부는, 상기 제 1 보정값 및 상기 제 2 보정값에 기초하여 상기 히터의 제어 온도를 존마다 조정해도 된다.
상기 온도 설정부는, 상기 각 존의 설정 온도와, 상기 제 1 보정값 및 상기 제 2 보정값에 기초하여 존마다 산출된 제어 온도가 되도록 상기 히터에 흘리는 전류값과의 상관 관계를 미리 기억부에 기억하고, 상기 온도 제어부는, 상기 각 존 중 적어도 하나의 존에 설치된 온도 센서에 의해 검출된 온도를 상기 계측한 존의 설정 온도로 하고, 이 존의 설정 온도와 상기 기억부에 기억된 상기 상관 관계로부터 상기 각 존의 히터에 흘리는 전류값을 산출해도 된다.
상기 산출된 존마다의 히터의 전류값 중 적어도 어느 하나가 미리 정해진 임계치보다 낮을 경우, 상기 정전 척의 교환 시기라고 판정하는 판정부를 더 구비해도 된다.
상기 어느 하나의 존에 설치된 온도 센서는, 원주 상에 3 개 이상 설치되어도 된다.
상기 재치대 내 또는 근방에 설치된 상기 히터 근방에 냉매관을 설치하고, 이 냉매관 내에 냉매를 순환시키는 냉각 장치를 더 구비하고, 상기 냉매관은, 상기 히터의 각 존에 대응하여 분할하여 배치되어도 된다.
상기 재치대는 직경이 450 mm 이상인 피처리체를 재치하고, 상기 히터의 미들 존은, 동심원 형상으로 3 개 이상으로 분할되어도 된다.
또한 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 관점에 따르면, 고주파 전력에 의해 가스를 플라즈마화하고, 상기 플라즈마의 작용에 의해 피처리체를 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리 장치에 설치된 히터의 온도 제어 방법으로서, 상기 플라즈마 처리 장치는, 감압 가능한 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에 설치되고, 피처리체를 재치하는 재치대와, 상기 재치대에 설치되고, 척 전극에 전압을 인가함으로써 피처리체를 정전 흡착하는 정전 척과, 상기 정전 척 내 또는 근방에 설치되고, 원형의 센터 존과, 그 외주측에 동심원 형상으로 설치된 2 개 이상의 미들 존과, 최외주에 동심원 형상으로 설치된 엣지 존으로 분할된 히터와, 상기 각 존의 히터의 설정 온도와, 상기 설정 온도에 대한 상기 정전 척의 표면 온도의 오차 및 상기 각 존의 설정 온도에 대한 인접 존으로부터의 온도 간섭을 보정한 상기 각 존의 제어 온도가 되도록 상기 각 존의 히터에 흘리는 전류값과의 상관 관계를 미리 기억한 기억부를 구비하고, 상기 각 존 중 적어도 하나의 존에 설치된 온도 센서에 의해 검출된 온도를, 상기 검출된 존의 설정 온도로서 취득하는 공정과, 상기 취득한 존의 설정 온도와 상기 기억부에 기억된 상기 상관 관계로부터 각 존의 히터에 흘리는 전류값을 산출하는 공정과, 상기 산출된 전류값을 각 존의 히터에 흘림으로써 상기 각 존의 히터의 온도를 제어하는 공정을 포함하는 히터의 온도 제어 방법이 제공된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 정전 척 내 또는 근방에 설치된 히터를 4 개 이상의 존으로 분할하여, 존마다 히터를 온도 제어할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 전체 구성도이다.
도 2는 도 1의 정전 척 근방의 히터 내장 정전 척 기구의 확대도이다.
도 3은 변형예 1에 따른 정전 척 근방의 히터 내장 정전 척 기구의 확대도이다.
도 4는 변형예 2에 따른 정전 척 근방의 히터 내장 정전 척 기구의 확대도이다.
도 5는 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 이용한 프로세스 공정예를 나타낸 도이다.
도 6은 히터를 2 존으로 분할한 경우의 온도 제어에 따른 프로세스 결과를 나타낸 도이다.
도 7은 히터를 2 존, 4 존으로 분할한 경우의 온도 제어에 따른 프로세스 결과와 예측값을 나타낸 도이다.
도 8은 히터를 2 존 및 4 존으로 분할한 경우의 온도 제어에 따른 프로세스 결과를 나타낸 도이다.
도 9는 일실시예에 따른 히터의 각 존의 면적비 및 전원 전환을 설명하기 위한 도이다.
도 10은 일실시예에 따른 히터의 각 존의 면적비 및 전원 전환을 설명하기 위한 도이다.
도 11은 일실시예에 따른 각 존의 히터와 온도 센서의 배치를 도시한 도이다.
도 12는 일실시예에 따른 각 존의 히터와 온도 센서의 배치를 도시한 도이다.
도 13은 일실시예에 따른 제어 장치의 기능 구성도이다.
도 14는 일실시예에 따른 히터의 설정 온도(Y1)에 대한 보정값(α1, β1)의 산출 방법을 설명하기 위한 도이다.
도 15는 일실시예에 따른 히터의 설정 온도(Y2)에 대한 보정값(α2, β2)의 산출 방법을 설명하기 위한 도이다.
도 16은 일실시예에 따른 히터의 설정 온도(Y3)에 대한 보정값(α3, β3)의 산출 방법을 설명하기 위한 도이다.
도 17은 일실시예에 따른 히터의 설정 온도(Y4)에 대한 보정값(α4, β4)의 산출 방법을 설명하기 위한 도이다.
도 18은 각 존의 설정 온도에 대한 보정과 각 존으로의 입력 전류값을 설명하기 위한 도이다.
도 19는 일실시예에 따른 온도 제어를 나타낸 순서도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 또한 본 명세서 및 도면에서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 가지는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
(플라즈마 처리 장치의 전체 구성)
우선, 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 전체 구성에 대하여, 도 1을 참조하여 설명한다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 하부 2 주파의 용량 결합형 플라즈마 에칭 장치로서 구성되어 있고, 예를 들면 표면이 알루마이트 처리(양극 산화 처리)된 알루미늄으로 이루어지는 원통 형상의 진공 챔버(처리 용기)(10)를 가지고 있다. 챔버(10)는 접지되어 있다.
챔버(10) 내에는, 피처리체로서의 반도체 웨이퍼(W)(이하, 웨이퍼(W)라 함)를 재치하는 재치대(12)가 설치되어 있다. 재치대(12)는 예를 들면 알루미늄으로 이루어지고, 절연성의 통 형상 보지부(保持部)(14)를 개재하여 챔버(10)의 바닥으로부터 수직 상방으로 연장되는 통 형상 지지부(16)에 지지되어 있다. 재치대(12)의 상면으로서 정전 척(40)의 주연부에는, 에칭의 면내 균일성을 높이기 위하여, 예를 들면 실리콘으로 구성된 포커스 링(18)이 배치되어 있다.
챔버(10)의 측벽과 통 형상 지지부(16)의 사이에는 배기로(20)가 형성되어 있다. 배기로(20)에는 환상(環狀)의 배플판(22)이 장착되어 있다. 배기로(20)의 저부에는 배기구(24)가 형성되고, 배기관(26)을 개재하여 배기 장치(28)에 접속되어 있다. 배기 장치(28)는 도시하지 않은 진공 펌프를 가지고 있고, 챔버(10) 내의 처리 공간을 소정의 진공도까지 감압한다. 챔버(10)의 측벽에는, 웨이퍼(W)의 반입출구를 개폐하는 반송용의 게이트 밸브(30)가 장착되어 있다.
재치대(12)에는, 이온 인입용의 제 1 고주파 전원(31) 및 플라즈마 생성용의 제 2 고주파 전원(32)이 정합기(33) 및 정합기(34)를 개재하여 전기적으로 접속되어 있다. 제 1 고주파 전원(31)은, 재치대(12) 상의 웨이퍼(W)에 플라즈마의 이온을 인입하는데 적합한 낮은 주파수, 예를 들면 0.8 MHz의 제 1 고주파 전력을 재치대(12)에 인가한다. 제 2 고주파 전원(32)은, 챔버(10) 내에서 플라즈마를 생성하기 위하여 적합한 주파수, 예를 들면 60 MHz의 제 2 고주파 전력을 재치대(12)에 인가한다. 이와 같이 하여 재치대(12)는 하부 전극으로서도 기능한다. 챔버(10)의 천장부에는, 후술하는 샤워 헤드(38)가 접지 전위의 상부 전극으로서 설치되어 있다. 이에 의해, 제 2 고주파 전원(32)으로부터의 고주파 전력은 재치대(12)와 샤워 헤드(38)의 사이에 용량적으로 인가된다.
재치대(12)의 상면에는 웨이퍼(W)를 정전 흡착력으로 보지하기 위한 정전 척(40)이 설치되어 있다. 정전 척(40)은 도전막으로 이루어지는 전극(40a)을 한 쌍의 절연층(40b)(도 2 ~ 도 4 참조) 또는 절연 시트의 사이에 개재한 것이며, 전극(40a)에는 직류 전압원(42)이 스위치(43)를 개재하여 전기적으로 접속되어 있다. 정전 척(40)은, 직류 전압원(42)으로부터의 전압에 의해, 쿨롱력으로 웨이퍼(W)를 정전 척 상에 흡착 보지한다.
전열 가스 공급원(52)은, He 가스 등의 전열 가스를 가스 공급 라인(54)에 통과시켜 정전 척(40)의 상면과 웨이퍼(W)의 이면과의 사이로 공급한다.
천장부의 샤워 헤드(38)는, 다수의 가스 통기홀(56a)을 가지는 전극판(56)과, 이 전극판(56)을 착탈 가능하게 지지하는 전극 지지체(58)를 가진다. 가스 공급원(62)은, 가스 공급 배관(64)을 거쳐 가스 도입구(60a)로부터 샤워 헤드(38) 내로 가스를 공급하고, 다수의 가스 통기홀(56a)로부터 챔버(10) 내로 도입된다.
챔버(10)의 주위에는, 환상 또는 동심원 형상으로 연장되는 자석(66)이 배치되고, 자력에 의해 챔버(10) 내의 플라즈마 생성 공간에 생성되는 플라즈마를 제어한다.
재치대(12)의 내부에는 냉매관(70)이 설치되어 있다. 이 냉매관(70)에는, 칠러 유닛(71)으로부터 배관(72, 73)을 거쳐 소정 온도의 냉매가 순환 공급된다. 또한, 정전 척(40)의 이면에는 4 분할된 히터(75)가 부착되어 있다. 또한, 히터(75)의 구조에 대해서는 후술한다. 히터(75)에는 교류 전원(44)으로부터 원하는 교류 전압이 인가된다. 이러한 구성에 의하면, 칠러 유닛(71)에 의한 냉각과 히터(75)에 의한 가열에 의해 웨이퍼(W)를 원하는 온도로 조정할 수 있다. 또한 이들의 온도 제어는, 제어 장치(80)로부터의 지령에 기초하여 행해진다.
제어 장치(80)는, 플라즈마 처리 장치(1)에 장착된 각 부, 예를 들면 배기 장치(28), 교류 전원(44), 직류 전압원(42), 정전 척용의 스위치(43), 제 1 및 제 2 고주파 전원(31, 32), 정합기(33, 34), 전열 가스 공급원(52), 가스 공급원(62) 및 칠러 유닛(71)을 제어한다. 또한 제어 장치(80)는, 히터(75)의 이면에 장착된 온도 센서(77)로부터 검출된 센서 온도를 취득한다. 또한 제어 장치(80)는, 도시하지 않은 호스트 컴퓨터와도 접속되어 있다.
제어 장치(80)는, 도시하지 않은 CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory)을 가지고, CPU는, 예를 들면 도 13에 나타낸 기억부(83)에 저장된 각종 레시피에 따라 플라즈마 처리를 실행한다. 레시피가 저장되는 기억부(83)는 예를 들면 반도체 메모리, 자기 디스크 또는 광학 디스크 등을 이용하여 RAM, ROM으로서 실현될 수 있다. 레시피는, 기억 매체에 저장하여 제공되고, 도시하지 않은 드라이버를 개재하여 기억부(83)에 판독되는 것이어도 되고, 또한 도시하지 않은 네트워크로부터 다운로드되어 기억부(83)에 저장되는 것이어도 된다. 또한, 상기 각 부의 기능을 실현하기 위하여, CPU 대신에 DSP(Digital Signal Processor)가 이용되어도 된다. 또한 제어 장치(80)의 기능은, 소프트웨어를 이용하여 동작함으로써 실현되어도 되고, 하드웨어를 이용하여 동작함으로써 실현되어도 된다.
이러한 구성의 플라즈마 처리 장치(1)에서, 에칭을 행하기 위해서는, 먼저 게이트 밸브(30)를 개구하여 반송 암 상에 보지된 웨이퍼(W)를 챔버(10) 내로 반입한다. 웨이퍼(W)는, 도시하지 않은 푸셔 핀에 의해 보지되고, 푸셔 핀이 하강함으로써 정전 척(40) 상에 재치된다. 웨이퍼(W)를 반입 후, 게이트 밸브(30)가 닫히고, 가스 공급원(62)으로부터 에칭 가스를 소정의 유량 및 유량비로 챔버(10) 내로 도입하고, 배기 장치(28)에 의해 챔버(10) 내의 압력을 설정값으로 감압한다. 또한, 제 1 고주파 전원(31) 및 제 2 고주파 전원(32)으로부터 소정의 파워의 고주파 전력을 재치대(12)에 공급한다. 또한, 직류 전압원(42)으로부터 전압을 정전 척(40)의 전극(40a)에 인가하여, 웨이퍼(W)를 정전 척(40) 상에 고정하고, 전열 가스 공급원(52)으로부터 정전 척(40)의 상면과 웨이퍼(W)의 이면과의 사이로 공급한다. 샤워 헤드(38)로부터 샤워 형상으로 도입된 에칭 가스는, 제 2 고주파 전원(32)으로부터의 고주파 전력에 의해 플라즈마화되고, 이에 의해, 상부 전극(샤워 헤드(38))과 하부 전극(재치대(12))의 사이의 플라즈마 생성 공간에서 플라즈마가 생성되어, 플라즈마 중의 라디칼 또는 이온에 의해 웨이퍼(W)의 주면(主面)이 에칭된다. 또한, 제 1 고주파 전원(31)으로부터의 고주파 전력에 의해 웨이퍼(W)를 향해 이온을 인입할 수 있다.
플라즈마 에칭 종료 후, 웨이퍼(W)가 푸셔 핀에 의해 상승되어 보지되고, 게이트 밸브(30)를 개구하여 반송 암이 챔버(10) 내로 반입된 후에, 푸셔 핀이 하강하고 웨이퍼(W)가 반송 암 상에 보지된다. 이어서, 그 반송 암이 챔버(10)의 외부로 나와, 다음의 웨이퍼(W)가 반송 암에 의해 챔버(10) 내로 반입된다. 이 처리를 반복함으로써 연속하여 웨이퍼(W)가 처리된다.
(히터의 구성)
여기서, 히터(75)의 구성에 대하여 도 2를 이용하여 더 상세히 설명한다. 도 2는, 도 1의 재치대(12) 및 정전 척(40)의 확대도이다. 정전 척(40)의 이면에는 히터(75)가 부착되어 있다. 단, 히터(75)는, 정전 척(40) 내 또는 근방에 설치되어도 된다. 예를 들면 도 3에서는, 히터(75)는 절연층(40b)의 내부에 매립되어 있다.
히터(75)는, 원형의 센터 존(A)과, 그 외주측에 동심원 형상으로 설치된 2 개의 미들 존(내측 미들 존(B), 외측 미들 존(C))과, 최외주에 동심원 형상으로 설치된 엣지 존(D)으로 분할되어 있다(도 11, 도 12를 참조). 본 실시예에서는 미들 존은 2 개로 분할되어 있지만, 미들 존은 3 개 이상으로 분할되어도 된다. 특히, 직경이 450 mm 이상인 웨이퍼(W)의 경우, 히터(75)의 미들 존은, 동심원 형상으로 3 개 이상으로 분할되어 있는 것이 바람직하다. 미들 존에서의 온도 제어성을 높이기 위함이다.
정전 척(40)과 재치대(12)는 접착제에 의해 접합되어 있다. 이에 의해, 정전 척(40)에 부착된 히터(75)는, 접착층(74)에 매립된 상태로, 정전 척(40)과 재치대(12)의 사이에서 고정된다. 도 2와 같이 정전 척(40)의 이면에 히터(75)를 부착하는 타입에서는, 접착층(74)으로 정전 척(40)과 재치대(12)를 접합하기 직전까지 자유롭게 히터(75)의 배치(히터 패턴)를 변경할 수 있다. 접착층(74)으로 접합한 후라도 정전 척(40)과 재치대(12)를 떨어뜨려 히터 패턴을 변경한 후, 다시 히터(75) 상에 접착제를 붙여 정전 척(40)과 재치대(12)를 접착시켜도 된다.
한편, 정전 척(40)에 히터(75)를 매립하는 타입에서는, 절연층(40b)에 히터(75)를 매립한 상태로 소고(燒固)한다. 따라서, 절연층(40b)에 히터(75)를 매립한 후, 히터 패턴을 변경하는 것은 불가능하다. 따라서 본 실시예와 같이, 4 존 이상으로 히터(75)를 분할하여 제어할 경우에는, 히터 패턴이 복잡해지기 때문에, 도 3의 히터(75)를 매립하는 타입보다, 용이하게 히터(75)의 배치를 변경할 수 있는, 도 2의 히터(75)를 부착하는 타입을 채용하는 것이 바람직하다.
또한, 도 2의 히터(75)를 부착하는 타입에서는, 접착층(74)에 히터(75)가 매립되어 있다. 도 3의 절연층(40b)에 히터(75)를 매립하는 타입은, 소고 시에 절연층(40b)의 세라믹의 얇은 부분이 균열되기 때문에 히터(75)를 정전 척(40)의 단부(端部) 근방까지 연장되게 할 수 없다. 그러나, 도 2의 접착층에는 이러한 제한이 없다. 이 때문에, 히터(75)를 정전 척(40)의 단부 근방까지 연장되게 할 수 있다. 그 결과, 도 2의 히터(75)를 부착하는 타입에서는, 정전 척(40)의 최외주까지 균일하게 온도를 제어할 수 있다.
또한 도 4에 도시한 바와 같이, 히터(75) 근방에 설치된 냉매관(70)은, 히터(75)의 각 존에 대응하여 배치되어 있어도 된다. 이에 의해, 대응하여 배치된 냉매관(70) 내를 흐르는 냉매에 의한 냉각 및 히터(75)에 의한 가열에 의해 온도 제어성 및 응답성을 높일 수 있다.
(플라즈마 처리)
이상, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(1) 및 히터(75)의 구성에 대하여 설명했다. 이어서, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(1)에서 실행되는 플라즈마 처리의 일례를, 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5에는, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(1)에서 행해지는 플라즈마 처리의 각 공정의 일례를 나타낸다. 프로세스 조건 중 하나인 히터의 온도 제어로서는, 비교예로서 히터를 2 분할한 2 존(센터 / 엣지)의 설정 온도가 나타내진다.
도 5의 S1에 도시한 바와 같이, 실리콘 산화막(SiO2)(108) 상에, 실리콘 질화막(SiN)(106), 아몰퍼스 실리콘막(α-Si)(104), 반사 방지막(BARC : Bottom Anti-Reflective Coating)(102) 및 포토레지스트막(100)이 차례로 적층되어 있다. 실리콘 산화막(108)은, TEOS(Tetraethoxysilan)를 이용한 CVD(Chemical Vapor Deposition)에 의해 형성된 층간 절연막이다.
아몰퍼스 실리콘막(α-Si)(104) 상에, 예를 들면 도포 처리에 의해 BARC막(반사 방지막)(102)이 형성된다. BARC막(102)은 어느 특정의 파장의 광, 예를 들면 포토레지스트막(100)을 향해 조사되는 ArF 엑시머 레이저광을 흡수하는 색소를 포함하는 고분자 수지로 이루어지고, 포토레지스트막(100)을 투과한 ArF 엑시머 레이저광이 아몰퍼스 실리콘막(104)에 의해 반사되어 다시 포토레지스트막(100)에 도달하는 것을 방지한다. 포토레지스트막(100)은, BARC막(102) 상에, 예를 들면 스핀 코터(도시하지 않음)를 이용하여 형성된다. 포토레지스트막(100)에는, 소정의 홀을 형성하는 위치에 개구부를 가지는 패턴이 형성되어 있다.
먼저, S2에 도시한 바와 같이, 레지스트막(100)을 마스크로서 BARC막(102)이 에칭된다. 이에 의해, 레지스트 패턴의 개구부는 BARC막(102)에 전사된다. 본 공정도의 프로세스 조건은 압력이 5(mTorr), 제 2 고주파 전력 / 제 1 고주파 전력이 200 / 50(W), 가스가 CF4 / O2, 히터의 설정 온도가 센터 / 엣지 = 60 / 50℃이다.
이어서 S3에 도시한 바와 같이, 레지스트막(100) 및 BARC막(102)을 마스크로서 아몰퍼스 실리콘막(104)이 에칭된다. 이에 의해, BARC막(102)의 패턴이 아몰퍼스 실리콘막(104)에 전사된다. 본 공정의 프로세스 조건은 압력이 25(mTorr), 제 2 고주파 전력 / 제 1 고주파 전력이 200 / 100(W), 가스가 HBr, 히터의 설정 온도가 센터 / 엣지 = 50 / 40℃이다.
이어서 S4에 도시한 바와 같이, O2 애싱이 실행되고, 레지스트막(100) 및 BARC막(102)이 제거된다. 본 공정의 프로세스 조건은 압력이 50(mTorr), 제 2 고주파 전력 / 제 1 고주파 전력이 750 / 0(W), 가스가 O2, 히터의 설정 온도가 센터 / 엣지 = 50 / 40℃이다.
이어서 S5에 도시한 바와 같이, 아몰퍼스 실리콘막(104)을 마스크로서 실리콘 질화막(106)이 에칭된다(메인 에칭). 이에 의해, 아몰퍼스 실리콘막(104)의 패턴이 실리콘 질화막(106)에 전사된다. 본 공정의 프로세스 조건은 압력이 20(mTorr), 제 2 고주파 전력 / 제 1 고주파 전력이 400 / 300(W), 가스가 CH2F2 / CH3F / O2, 히터의 설정 온도가 센터 / 엣지 = 35 / 35℃이다.
이어서 S6에 도시한 바와 같이, 아몰퍼스 실리콘막(104) 및 실리콘 질화막(106)을 마스크로서 실리콘 산화막(108)이 에칭된다(오버 에칭). 이 때, 실리콘 질화막(106)이 실리콘 산화막(108)에 조금 남은 상태가 된다. 본 공정의 프로세스 조건은 압력이 20(mTorr), 제 2 고주파 전력 / 제 1 고주파 전력이 400 / 300(W), 가스가 CH2F2 / CH3F / O2, 히터의 설정 온도가 센터 / 엣지 = 35 / 35℃이다.
마지막으로 S7에 도시한 바와 같이, 완전히 실리콘 질화막(106)이 제거된다(브레이크 스루 에칭). 본 공정의 프로세스 조건은 압력이 10(mTorr), 제 2 고주파 전력 / 제 1 고주파 전력이 200 / 150(W), 가스가 Cl2, 히터의 설정 온도가 센터 / 엣지 = 35 / 35℃이다. 또한, 브레이크 스루 에칭 후, O2 애싱이 실행된다. 이에 의해, 디포지션이 제거된다. 본 공정의 프로세스 조건은 압력이 50(mTorr), 제 2 고주파 전력 / 제 1 고주파 전력이 750 / 0(W), 가스가 O2, 히터의 설정 온도가 센터 / 엣지 = 35 / 35℃이다.
이상의 공정에 의해, 레지스트 패턴이 순차 하층막에 전사되고, 최종적으로 실리콘 산화막(108)에 소정의 개구 폭을 가지는 홀이 형성된다.
(CD값의 계측 결과 : 2 존)
이상의 공정에서, 형성되는 홀의 직경(이하, CD(Critical Dimension)라 함)의 불균일을 웨이퍼의 중심으로부터 외주 방향(직경 방향)으로 나타낸 결과를 도 6에 나타낸다. 계측은, 원주 방향으로 90 도씩 떨어진 4 점(십자의 4 포인트)에 대하여 웨이퍼의 중심으로부터 직경 방향으로 복수 포인트 계측했다. 도 6은 이들 계측 포인트를 1 개의 축에 중첩한 결과이다.
도 6의 횡축은 웨이퍼의 중심으로부터의 직경 방향의 위치를 나타내고, 도 6의 종축은 각 위치에 형성된 홀의 CD값을 나타낸다. 도 6의 좌측 도면은, S3에 도시한 아몰퍼스 실리콘막(104)의 에칭 공정 후에, 아몰퍼스 실리콘막(104)에 형성된 홀의 CD값을 나타내고, 도 6의 우측 도면은, S7의 전체 공정 후, 실리콘 산화막(108)에 형성된 홀의 CD값을 나타낸다. 또한 히터(75)는, 웨이퍼의 외주단으로부터 대략 130(mm)의 위치에서 센터 존(75c)과 엣지 존(75e)으로 2 분할되어 있다.
도 6의 좌측 도면의 결과로부터, 아몰퍼스 실리콘막(104)의 에칭 공정의 단계에서 이미 직경 방향의 CD값에 최대 5(nm) 정도의 차이가 발생하고 있다. 웨이퍼의 중심으로부터 직경 방향으로 온도 제어의 균일성이 도모되어 있지 않기 때문에, 에칭 레이트에 불균일이 발생한 결과라고 상정된다.
또한 도 6의 우측 도면의 결과로부터, 전체 공정 후에는 CD값의 불균일이 보다 현저해졌다. 특히, 웨이퍼 중심 부근에서 CD값이 커져 있는 점(웨이퍼 중심 부근의 두꺼워짐), 및 웨이퍼의 최외주 부근에서 CD값이 작아져 있는 점(웨이퍼 최외주 부근의 가늘어짐)에서 온도 제어가 불충분하다는 것을 알 수 있다. 이와 같이 웨이퍼(W)의 중심 부근에 특이점이 있는 것은, 웨이퍼(W)의 중심 부근의 상방에서 플라즈마의 밀도가 높고, 특히 라디칼의 밀도가 높기 때문이며, 웨이퍼의 최외주 영역에 특이점이 있는 것은, 웨이퍼의 외주측은 열이 빠져나가기 어려워 쉽게 갇히기 때문이다.
이상의 결과로부터, 본 실시예에서는, 온도가 균일하게 되기 어려운 웨이퍼 중심 부근 및 웨이퍼 최외주 부근을 온도 제어의 특이점으로서, 특이점이 있는 센터 존(A) 및 엣지 존(D)은 각각이 별도로 온도 제어 가능하도록 분할했다. 또한 그 사이의 미들 영역에 대해서도 도 6의 결과에서는 외주측을 향해 CD값이 완만하게 커지고 있는 점에서, 1 개의 존으로서 제어하면 웨이퍼 온도의 면내 균일성이 유지되지 않는다. 이 때문에, 본 실시예에서는, 미들 영역을 2 개의 미들 존(내측 미들 존(B), 외측 미들 존(C))으로 분할했다. 이와 같이 하여, 본 실시예에 따른 히터(75)에서는, 4 개의 존으로 분할된 구성을 채용하지만, 이에 한정되지 않고, 히터(75)는 미들 영역을 3 개 이상의 존으로 분할함으로써 전부 5 개 이상의 존으로 분할해도 된다.
(각 존의 설정 온도)
이어서, 각 존의 설정 온도에 대하여, 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7의 상측 도면은, 히터를 2 존으로 분할하여 온도 제어했을 경우의 히터의 설정 온도와 웨이퍼 온도의 면내 균일성과의 관계를 계측한 결과이다. 도 5에서 설명한 프로세스 중에 센터 존을 60℃로 설정하고, 엣지 존의 히터의 설정 온도를 40℃, 50℃, 60℃, 70℃로 설정한 상태로 플라즈마 처리를 행했을 시의 웨이퍼의 온도의 평균값이다. 온도가 설정 온도보다 높아져 있는 것은, 플라즈마로부터의 입열에 의한 웨이퍼의 온도 상승이다. 어느 경우에도 웨이퍼 온도의 면내 균일성이 도모되지 않았다. 특히, 미들 존의 온도를 제어할 수 없기 때문에 센터의 외주측과 엣지 영역에서 불균일이 커져 있는 것을 알 수 있다. 또한, 히터의 설정 온도가 높아질수록, 웨이퍼의 외주측에서 열이 빠져나가기 어려워 갇히고, 웨이퍼 온도가 높아져 있는 것을 알 수 있다.
이상의 결과에 근거하여, 도 7의 하측 도면의 곡선(S1)에, 히터를 4 존으로 분할하여 온도 제어했을 경우의 히터의 설정 온도와 웨이퍼 온도의 면내 균일성과의 관계를 예측하여 나타낸다.
도 7의 하측 도면의 마름모의 플롯은 2 존으로 분할된 히터의 센터 및 엣지의 온도를 60℃, 40℃로 설정했을 경우의 CD값이며, 도 7의 하측 도면의 사각의 플롯은 2 존으로 분할된 히터의 센터 및 엣지의 온도를 60℃, 50℃로 설정했을 경우의 CD값이다. 이에 따르면, 엣지 존의 설정 온도가 높아지면 엣지의 CD값이 작아진다. 또한, 센터 존의 설정 온도가 높아지면 센터측의 CD값은 작아지는 것도 가미하면, 센터 및 엣지의 온도를 60℃, 60℃로 설정했을 경우에는, 곡선(S2)이 된다고 예측된다.
따라서, 히터를 4 존으로 분할했을 경우로서, 각 존의 설정 온도를 70℃, 60℃, 70℃, 50℃로 설정했을 경우에는, 센터 존(A), 외측 미들 존(C)에서는 설정 온도가 60℃ → 70℃로 높아지기 때문에 CD값은 낮아진다고 예측되고, 곡선(S1)과 같이 웨이퍼 온도의 면내 균일성이 도모된다고 예측된다.
(CD값의 계측 결과 : 4 존)
이상에 나타낸 설정 온도와 CD값과의 상관 관계에 기초하여, 도 5의 각 공정에 대하여 4 존의 히터의 설정 온도의 적정화를 도모하고, 최적 온도를 레시피에 설정하여, 전체 공정의 처리를 행했다. 그 결과를 도 8의 우측 도면에 나타낸다. 도 8의 좌측 도면에 나타낸 2 존의 경우의 전체 공정의 처리 결과와 비교하면, 4 존의 히터의 온도 제어에서는, 2 존의 경우와 같이 '웨이퍼 중심 부근의 두꺼워짐' 및 '웨이퍼 최외주 부근의 가늘어짐'이 보이지 않고, 웨이퍼 온도의 면내 균일성이 도모되고 있다. 또한, 2 존 제어 시의 BARC막(102)의 에칭 공정에서의 센터 존 / 엣지 존의 설정 온도는 60 / 50℃이며, 2 존 제어 시의 실리콘 질화막(106)의 에칭 공정에서의 센터 존 / 엣지 존의 설정 온도는 35 / 35℃였다. 또한, 4 존 제어 시의 BARC막(102)의 에칭 공정에서의 센터 존 / 내측 미들 존 / 외측 미들 존 / 엣지 존의 설정 온도는 60 / 45 / 45 / 43℃이며, 4 존 제어 시의 실리콘 질화막(106)의 에칭 공정에서의 센터 존 / 내측 미들 존 / 외측 미들 존 / 엣지 존의 설정 온도는 40 / 45 / 50 / 50℃였다.
(존 면적)
이어서, 각 존의 면적에 대하여, 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다. 도 9 및 도 10은, 일실시예에 따른 히터를 4 분할한 각 존을 나타낸 도이다. 도 9에서는, 센터 존(A)의 면적이 가장 크고, 센터 존(A)으로부터 엣지 존(D)까지 외주측으로 갈수록 존의 면적이 작아진다. 즉, 최외주부의 히터의 면적이 가장 작아진다. 이에 의하면, 최외주부로 갈수록 세밀하게 온도 조절을 할 수 있기 때문에 온도의 균일성을 개선할 수 있다.
도 10에서는, 센터 존(A)의 면적이 가장 크고, 센터 존(A)으로부터 외측 미들 존(C)까지 외주측으로 갈수록 존의 면적이 작아지지만, 외측 미들 존(C)은 엣지 존(D)보다 면적이 작아져 있다. 즉, 최외주부로부터 2 번째의 외측 미들 존(C)의 히터의 면적이 가장 작아진다. 이에 의하면, 최외주부보다 내측의 미들 존을 보다 세밀하게 온도 조정할 수 있기 때문에 온도의 균일성을 개선할 수 있다.
(전원의 전환)
도 9 및 도 10에서 도시한 히터(75)의 구성에서는, 미들 존(내측 미들 존(B), 외측 미들 존(C))에서, 교류 전원(44)의 온, 오프를 전환할 수 있다. 예를 들면, 도 10에 도시한 가장 존 면적이 작은 외측 미들 존(C)의 전원을 오프함으로써, 외측 미들 존(C)으로부터 인접 존(D, B)으로의 온도 간섭을 회피할 수 있다. 이에 의해 인접 존(D, B)의 온도의 상관 관계에 의한 제어가 가능해져, 웨이퍼(W)의 온도 제어성을 높일 수 있는 경우가 있다. 또한, 전원을 오프함으로써 소비 에너지의 저감을 도모할 수 있다.
한편, 센터 존(A) 및 엣지 존(D)에서는, 교류 전원(44)의 온, 오프의 전환은 할 수 없다. 이는 전술한 바와 같이, 웨이퍼의 중심 부근은 플라즈마 밀도가 높고, 웨이퍼의 최외주 영역은 열이 빠져나가기 어려워 쉽게 갇히기 때문에 센터 존(A) 및 엣지 존(D)에는 온도 분포의 특이점이 있어, 온도 제어가 불가결한 영역이라고 생각되기 때문이다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 히터(75)를 설치한 플라즈마 처리 장치(1)에 의하면, 정전 척(40) 내 또는 근방에 설치된 히터(75)를 4 개 이상의 존으로 분할한다. 이에 의해, 플라즈마 상태 또는 장치 구성으로부터 특이점이 발생하는 센터 존(A)과 최외주의 엣지 존(D)을 개별로 온도 제어하고, 또한 미들 영역을 2 개 이상으로 분할함으로써, 보다 세밀한 히터의 온도 제어를 행할 수 있다. 그 결과, 웨이퍼 온도의 면내 균일성을 도모할 수 있다. 웨이퍼의 사이즈가 450 mm 이상이 되었을 경우에는 특히 미들 영역의 면적이 커지기 때문에, 미들 영역의 온도 제어가 어려워진다. 따라서, 웨이퍼의 사이즈가 커질수록 미들 영역을 웨이퍼(W)의 사이즈에 따라 세밀하게 분할하여 온도 제어하는 것은 특히 의의가 있다.
(히터의 온도 제어 방법)
본 실시예의 히터(75)는, 4 개의 존으로 분할되어 있고, 양단의 존(A, D)에는 인접 존이 1 개, 중앙의 미들 존(B, C)에는 인접 존이 2 개 존재한다. 따라서, 각 존은 인접 존으로부터의 온도 간섭을 받는다. 특히 중앙의 미들 존(B, C)은 양측의 존으로부터 온도 간섭을 받게 된다. 따라서, 각 존의 설정 온도에 대한 인접 존으로부터의 온도 간섭을 보정하면, 보다 정밀도가 높은 온도 제어가 가능해진다.
또한, 정전 척(40)의 표면은 히터(75)의 상방에 위치하기 때문에, 각 존의 히터(75)의 설정 온도에 대하여 정전 척(40)의 표면 온도는 반드시 동일하게는 되지 않으며, 오차가 생길 수 있다. 따라서, 그 오차를 보정하면, 보다 정밀도가 높은 온도 제어가 가능해진다.
이하에서는, 인접 존으로부터의 온도 간섭, 및 히터(75)의 온도와 정전 척(40)의 표면 온도와의 오차를 보정하고, 보정 후의 온도로 각 존의 히터를 온도 제어하는 온도 제어 방법에 대하여 설명한다.
또한 이하에서는, 도 18에 나타낸 바와 같이 센터 존(A), 내측 미들 존(B), 외측 미들 존(C), 엣지 존(D)의 설정 온도에 대한 정전 척(40)의 표면 온도의 오차를 보정하기 위한 제 1 보정값을 α1, α2, α3, α4로 나타낸다. 또한 센터 존(A), 내측 미들 존(B), 외측 미들 존(C), 엣지 존(D)의 인접 존으로부터의 온도 간섭을 보정하기 위한 제 2 보정값을 β1, β2, β3, β4로 나타낸다. 또한, 이들의 보정값을 설정하기 위하여, 온도 센서(77)를 이용한다. 온도 센서(77)의 위치는, 도 11에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는 내측 미들 존(B)의 히터 이면에 설치된다. 그러나, 온도 센서(77)의 위치는 이에 한정되지 않고, 다른 존에 설치되어도 된다. 또한, 온도 센서(77)는 1 개에 한정되지 않고, 복수 설치되어도 된다. 특히, 온도 센서(77)는 원주 상에 3 개 이상 설치되는 것이 바람직하다. 예를 들면 도 12에서는, 4 개의 온도 센서(77a, 77b, 77c, 77d)가 원주 상에 설치되어 있다. 이에 의해 원주 방향의 온도 분포를 보다 정확하게 계측할 수 있다.
(제어 장치(80)의 기능 구성)
히터의 온도 제어 방법은 제어 장치(80)에 의해 실행된다. 이하에서는, 본 실시예에 따른 제어 장치(80)의 기능 구성에 대하여 도 13을 참조하여 설명한 후, 그 동작(온도 제어)에 대하여 도 19를 참조하여 설명한다.
도 13은 제어 장치(80)의 기능 구성도이다. 제어 장치(80)는 취득부(81), 기억부(83), 온도 설정부(84), 온도 제어부(85), 판정부(86) 및 플라즈마 처리 실행부(87)를 가진다.
취득부(81)는, 온도 센서(77)에 의해 검출된 히터(75) 이면의 온도를 수시 입력한다. 복수의 온도 센서(77)가 설치되어 있는 경우에는, 복수의 온도 센서(77)로부터의 센서값을 입력한다.
온도 설정부(84)는, 각 존의 설정 온도에 대한 정전 척(40)의 표면 온도의 오차를 보정하기 위한 제 1 보정값(α1, α2, α3, α4), 및 각 존의 설정 온도에 대한 인접 존으로부터의 온도 간섭을 보정하기 위한 제 2 보정값(β1, β2, β3, β4)을 산출하고, 기억부(83)에 미리 기억한다. 산출 방법에 대해서는 후술한다.
기억부(83)에는, 각 존의 설정 온도와, 제 1 보정값(α1, α2, α3, α4) 및 제 2 보정값(β1, β2, β3, β4)에 기초하여 존마다 보정된 온도가 되도록 히터(75)에 흘리는 전류값과의 상관 관계를 미리 기억한다. 또한 기억부(83)는, 프로세스의 순서와 조건을 설정한 프로세스 레시피를 기억한다. 예를 들면 프로세스 레시피에는, 도 5에 나타낸 프로세스의 순서와 각 공정의 프로세스 조건이 설정되어도 된다.
온도 제어부(85)는 히터(75)의 제어 온도를 존마다 조정한다. 온도 제어부(85)는, 각 존의 설정 온도에 대한 정전 척(40)의 표면 온도의 오차를 보정하여 히터(75)의 제어 온도를 존마다 조정해도 된다. 또한 온도 제어부(85)는, 각 존의 설정 온도에 대한 인접 존으로부터의 온도 간섭을 보정하여 히터(75)의 제어 온도를 존마다 조정해도 된다. 온도 제어부(85)는, 이들의 조정의 일방만을 제어해도 되고, 양방을 제어해도 된다. 이들 조정 시, 기억부(83)에 기억된 제 1 보정값(α1, α2, α3, α4) 및 제 2 보정값(β1, β2, β3, β4) 중 적어도 어느 하나에 기초하여 히터(75)의 제어 온도를 존마다 조정해도 된다. 그 때, 온도 제어부(85)는, 각 존 중 적어도 하나의 존에 설치된 온도 센서(77)에 의해 검출된 온도를, 온도 검출된 존의 설정 온도로 하고, 기억부(83)에 기억된 이 존의 설정 온도와 각 존의 히터에 흘리는 전류값과의 상관 관계로부터 각 존의 히터에 흘리는 전류값을 산출한다.
판정부(86)는, 산출된 존마다의 히터의 전류값 중 적어도 어느 하나가 미리 정해진 임계치보다 낮을 경우, 정전 척(40)을 교환해야 할 시기라고 판정한다. 그 이유는, 히터(75)를 반복하여 사용하면 열팽창 등에 의해 히터(75)가 세라믹의 정전 척(40)으로부터 박리되고, 그 부분의 온도가 고온 상태로 유지되어, 그 결과 전류값이 낮아지기 때문이다. 또한 임계치는, 미리 기억부(83)에 기억되어도 된다.
플라즈마 처리 실행부(87)는, 기억부(83)에 기억된 프로세스 레시피에 따라 플라즈마 에칭 처리를 실행한다.
(보정값의 산출)
이어서, 히터 설정 온도(Y1, Y2, Y3, Y4)의 보정 함수를 구한다. 구체적으로, 제 1 보정값(α1, α2, α3, α4) 및 제 2 보정값(β1, β2, β3, β4)을 미리 산출하고, 제 1 보정값(α1, α2, α3, α4) 및 제 2 보정값(β1, β2, β3, β4)을 이용하여 보정 후의 히터 제어 온도를 구하는 방법에 대하여, 도 14 ~ 도 18을 참조하여 설명한다. 도 14는, 본 실시예에 따른 히터의 설정 온도(Y1)에 대한 보정값(α1, β1)의 산출 방법을 설명하기 위한 도이다. 도 15는 본 실시예에 따른 히터의 설정 온도(Y2)에 대한 보정값(α2, β2)의 산출 방법, 도 16은 본 실시예에 따른 히터의 설정 온도(Y3)에 대한 보정값(α3, β3)의 산출 방법, 도 17은 본 실시예에 따른 히터의 설정 온도(Y4)에 대한 보정값(α4, β4)의 산출 방법을 설명하기 위한 도이다. 도 18은, 각 존의 설정 온도에 대한 보정과 각 존으로의 입력 전류값을 설명하기 위한 도이다.
이하와 같이, 히터 제어 온도를 보정함으로써, 인접 존으로부터의 온도 간섭 및 히터(75)의 설정 온도와 정전 척(40)의 표면 온도와의 오차를 보정하고, 이들의 요인을 보정한 히터(75)의 제어 온도에 대응하는 히터로의 입력 전류값에 의해 히터의 온도가 정밀도 좋게 제어된다.
이하의 설명에서는, 변수(X1, X2, X3, X4)는 센터 존(A), 내측 미들 존(B), 외측 미들 존(C), 엣지 존(D)의 각 목표 온도, 즉 실제로 제어해야 할 온도인 정전 척(40)의 각 존으로서의 표면 온도를 나타내고, 변수(Y1, Y2, Y3, Y4)는 각 존에서의 히터(75)의 설정 온도를 나타낸다. 변수(Z1, Z2, Z3)는 인접 존으로부터의 온도 간섭을 나타내는 인접 온도이다. 구체적으로 도 14에 나타낸 바와 같이, 센터 존(A)에 대한 인접 온도는 변수(Z1)로 나타내진다. 또한, 도 15 중 내측 미들 존(B)에 대한 인접 온도는 변수(Z1, Z2)로 나타내지고, 도 16의 외측 미들 존(C)에 대한 인접 온도는 변수(Z2, Z3)로 나타내지고, 도 17의 엣지 존에 대한 인접 온도는 변수(Z3)로 나타내진다.
또한, 존 자신의 목표 온도(정전 척(40)의 표면 온도)를 나타내는 변수(X1, X2, X3, X4) 및 인접 온도를 나타내는 변수(Z1, Z2, Z3)는 적외 분광법(IR)을 이용하여 측정된다. 또한, 히터(75)의 설정 온도를 나타내는 변수(Y1, Y2, Y3, Y4)는 형광 온도계를 이용하여 측정된다.
예를 들면, 센터 존(A)의 히터에 관하여, 히터 설정 온도(Y1)와 목표 온도(X1)의 관계는, 인접 존의 온도(Z1)의 영향을 고려했을 경우, 식(1)으로 나타내진다.
Y1 = α1X1 ＋ β1(Z1) ··· (1)
식(1)의 직선을 도 14의 그래프에 나타낸다. 존 자신의 정전 척(40)의 표면 온도를 실측하면, 인접 온도(Z1)의 영향을 받지 않으면, 기울기(α1)는 동일해진다. 여기서는, β1(Z1)은 일정하다고 가정한다. 온도 센서(77)가 센터 존(A)의 이면의 센서 온도(T1)를 검출한 경우, 히터 설정 온도(Y1)는 실측값인 센서 온도(T1)와 동일 값으로 할 수 있다. 따라서, 히터 설정 온도(Y1)(= 센서 온도(T1)) 및 정전 척(40)의 표면 온도의 실측값(X1)을, 적어도 2 개 상이한 점에서 측정함으로써, 제 1 보정값(α1) 및 제 2 보정값(β1)이 산출된다.
마찬가지로 하여, 내측 미들 존(B)의 히터에 관하여, 히터 설정 온도(Y2)와 목표 온도(X2)의 관계는, 인접 온도(Z1, Z2)의 영향을 고려했을 경우, 식(2)으로 나타내진다.
Y2 = α2X2 ＋ β2(Z1, Z2) ··· (2)
식(2)의 직선을 도 15의 그래프에 나타낸다. 이 때, 인접 온도(Z1 및 Z2)는 온도 제어로서 상정되는 범위 내의 특정의 조합으로 고정한 값이며, β2(Z1, Z2)는 일정하게 하고 있다. 온도 센서(77)가 내측 미들 존(B)의 이면의 센서 온도(T2)를 검출한 경우, 히터 설정 온도(Y2)는 실측값인 센서 온도(T2)와 동일 값으로 할 수 있다. 따라서, 히터 설정 온도(Y2)(= 센서 온도(T2)) 및 정전 척(40)의 표면 온도의 실측값(X2)을, 적어도 2 개 상이한 점에서 측정함으로써, 제 1 보정값(α2) 및 제 2 보정값(β2)이 산출된다.
마찬가지로 하여, 식(3), 식(4)으로부터 외측 미들 존(C), 엣지 존(D)의 온도 제어를 위한 제 1 보정값(α3, α4) 및 제 2 보정값(β3, β4)을 산출한다.
Y3 = α3X3 ＋ β3(Z2, Z3) ··· (3)
Y4 = α4X4 ＋ β4(Z3) ··· (4)
식(3)의 직선을 도 16의 그래프에 나타내고, 식(4)의 직선을 도 17의 그래프에 나타낸다. 또한, 히터 설정 온도(Y3) = 센서 온도(T3), 히터 설정 온도(Y4) = 센서 온도(T4)로 한다.
이와 같이 하여, 상정되는 인접 존의 온도 설정값의 조합의 모두에서 온도 설정부(84)는, 도 18에 나타낸 모든 보정값을 미리 산출한다. 산출된 제 1 보정값(α1, α2, α3, α4) 및 제 2 보정값(β1, β2, β3, β4)은 기억부(83)에 기억된다. 또한 기억부(83)에는, 각 존의 설정 온도(Y1, Y2, Y3, Y4)와 제 1 보정값(α1, α2, α3, α4) 및 제 2 보정값(β1, β2, β3, β4)에 기초하여 존마다 산출된 제어 온도가 되도록 히터(75)의 각 존에 흘리는 전류값(I1, I2, I3, I4)과의 상관 관계가 미리 기억되어 있다.
이상의 보정값의 산출 방법에 의하면, 미리 인접하는 각 존 간의 온도 변화에 대한 상대 관계를 미리 측정하고, 1 존의 온도를 실제로 계측하고, 계측된 온도를 베이스 온도로서 각 존의 히터(75)로의 입력 전류값을 구한다. 이에 의해, 각 존의 히터에 대하여 보정된 온도 제어가 가능해진다.
또한 상기 설명에서는, 예를 들면 내측 미들 존(B)의 히터에 관하여, 인접 존으로부터의 영향을 β2(Z1, Z2)로서 근사했지만, 인접 존뿐 아니라 그 외측 존으로부터의 영향을 고려하면 보정의 정밀도가 더 향상된다. 예를 들면 내측 미들 존(B)의 히터에 관하여 말하면, 센터 존(A) 및 외측 미들 존(C)뿐 아니라, 엣지 존(D)으로부터의 영향을 고려하여 β2(Z1, Z2, Z3)로서 근사하면 보정의 정밀도가 더 높아진다(식(6) 참조). 마찬가지로 하여 하기 식(5) ~ 식(8)과 같이 인접뿐 아니라 그 외측의 온도(Z)의 조합까지가 포함된 보정값을 미리 산출하면 된다.
Y1 = α1X1 ＋ β1(Z1, Z2, Z3) ··· (5)
Y2 = α2X2 ＋ β2(Z1, Z2, Z3) ··· (6)
Y3 = α3X3 ＋ β3(Z1, Z2, Z3) ··· (7)
Y4 = α4X4 ＋ β4(Z1, Z2, Z3) ··· (8)
또한, 외측 미들 존(C)의 전원을 오프로 했을 경우, 외측 미들 존(C)으로부터의 온도 간섭은 없어지기 때문에, 각 존의 히터 설정 온도와 목표 온도와의 관계는 식(9) ~ 식(11)과 같이 된다.
Y1 = α1X1 ＋ β1(Z1, Z3) ··· (9)
Y2 = α2X2 ＋ β2(Z1, Z3) ··· (10)
Y4 = α4X4 ＋ β4(Z1, Z2) ··· (11)
(제어 장치의 동작)
마지막으로, 제어 장치(80)의 동작, 즉 제어 장치(80)에 의해 실행되는 온도 제어에 대하여, 도 19의 순서도를 참조하여 설명한다. 또한 여기서는, 인접 존의 온도를 Z로 나타낸다. 전술한 바와 같이, 각 존의 제 1 및 제 2 보정값(α1 ~ α4, β1 ~ β4)은 미리 산출되고, 기억부(83)에 기억되어 있다. 또한, 보정 후의 히터 설정 온도(Y1 ~ Y4)에 대응하는 입력 전류값(I1 ~ I4)의 상관 관계도 기억부(83)에 기억되어 있다.
본 처리가 개시되면, 우선, 취득부(81)는, 내측 미들 존(B)에 장착된 온도 센서(77)에 의해 검출된 센서 온도(T2)를 취득한다(단계 S100). 이어서 온도 설정부(84)는, 센서 온도(T2)를 베이스 온도로서, 식(2)의 히터 설정 온도(Y2)에 센서 온도(T2)를 대입하고, 목표 온도(X2)에 목표값을 대입하여, 인접 존의 온도(Z)를 산출한다(단계(S102)).
Y2 = α2X2 ＋ β2(Z1, Z2) ··· (2)
이어서 온도 설정부(84)는, 식(1), 식(3), 식(4)에 기초하여, X1, X3, X4에 목표값을 대입하고, 인접 존의 온도 영향(Z)을 대입하여, 이에 의해 히터 설정 온도(Y1, Y3, Y4)를 산출한다(단계(S104)).
Y1 = α1X1 ＋ β1(Z1) ··· (1)
Y3 = α3X3 ＋ β3(Z2, Z3) ··· (3)
Y4 = α4X4 ＋ β4(Z3) ··· (4)
이어서, 기억부(83)에 기억된 각 존의 설정 온도(Y)와 전류값(I)의 상관 관계에 기초하여, 온도 제어부(85)는, 히터 설정 온도(Y1, Y2, Y3, Y4)에 대응하는 히터의 입력 전류값(I1, I2, I3, I4)을 산출하고, 히터의 입력 전류값(I1, I2, I3, I4)을 각 존의 히터에 통전시킴으로써, 각 존의 히터 온도를 제어한다(단계(S106)).
이어서 판정부(86)는, 히터의 입력 전류값(I1, I2, I3, I4) 중, 소정의 임계치보다 낮은 입력 전류값이 있는지를 판정하고, 있다고 판정한 경우, 정전 척(40)을 교환해야 할 시기라고 판정하고(단계 S108), 본 처리를 종료한다. 없다고 판정된 경우, 즉시 본 처리를 종료한다.
(효과)
이상에 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 히터(75)를 설치한 플라즈마 처리 장치(1)에 의하면, 정전 척(40) 내 또는 근방에 설치된 히터(75)는 4 개 이상의 존으로 분할된다. 이에 의해, 플라즈마 상태 또는 장치 구성으로부터 특이점이 발생하는 센터 존(A)과 최외주의 엣지 존(D)을 별도로 온도 제어하고, 또한 미들 영역을 2 개 이상으로 분할함으로써, 보다 세밀하게 히터의 온도 제어를 행할 수 있다. 그 결과, 웨이퍼 온도의 면내 균일성을 도모할 수 있다.
또한, 각 존은 인접 존으로부터의 온도 간섭을 받는다. 특히 중앙의 존에서 온도 간섭이 커진다. 따라서, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(1)에서 실행될 수 있는 온도 제어 방법에서는, 각 존의 설정 온도에 대한 인접 존으로부터의 온도 간섭을 보정한다. 또한 각 존의 설정 온도에 대하여, 히터(75)보다 상방에 설치되어 있는 정전 척(40)의 표면 온도의 오차를 보정한다. 이에 의해, 보다 정밀도가 높은 온도 제어가 가능해진다.
이상, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시예에 대하여 상세히 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술의 분야에서의 통상의 지식을 가지는 자라면, 특허 청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주에서 각종의 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하며, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.
이상에서는 플라즈마 처리 장치에서 실행되는 플라즈마 처리로서 플라즈마 에칭을 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 플라즈마 에칭에 한정되지 않고, 예를 들면 화학 기상 증착(CVD : Chemical Vapor Deposition)에 의해 웨이퍼 상에 박막을 형성하는 플라즈마 CVD, 플라즈마 산화, 플라즈마 질화, 스퍼터링, 애싱 등을 행하는 플라즈마 처리 장치에도 적용 가능하다.
또한 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는, 챔버 내의 평행 평판 전극 간에 발생하는 고주파의 방전에 의해 용량 결합 플라즈마(CCP : Capacitively Coupled Plasma)를 생성하는 용량 결합형 플라즈마 처리 장치에 한정되지 않고, 예를 들면 챔버의 상면 또는 주위에 안테나를 배치하여 고주파의 유도 전자계 하에서 유도 결합 플라즈마(ICP : Inductively Coupled Plasma)를 생성하는 유도 결합형 플라즈마 처리 장치, 마이크로파의 파워를 이용하여 플라즈마파를 생성하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치 등에도 적용 가능하다.
본 발명에서 플라즈마 처리가 실시되는 피처리체는 반도체 웨이퍼에 한정되지 않고, 예를 들면 플랫 패널 디스플레이(FPD : Flat Panel Display)용의 대형 기판, EL 소자 또는 태양 전지용의 기판이어도 된다.
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본 국제 출원은, 2012년 1월 13일에 출원된 일본특허출원 2012-005590호에 기초하는 우선권 및 2012년 1월 18일에 출원된 미국가출원 61/587706호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체 내용을 본 국제 출원에 원용한다.
1 : 플라즈마 처리 장치
10 : 챔버
12 : 재치대(하부 전극)
31 : 제 1 고주파 전원
32 : 제 2 고주파 전원
38 : 샤워 헤드(상부 전극)
40 : 정전 척
44 : 교류 전원
62 : 가스 공급원
70 : 냉매관
71 : 칠러 유닛
75 : 히터
77 : 온도 센서
80 : 제어 장치
81 : 취득부
83 : 기억부
84 : 온도 설정부
85 : 온도 제어부
86 : 판정부
87 : 플라즈마 처리 실행부
100 : 레지스트막
102 : BARC막
104 : α-Si막
106 : SiN막
108 : SiO2막
A : 센터 존
B : 내측 미들 존
C : 외측 미들 존
D : 엣지 존

Claims (13)

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  2. 고주파 전력에 의해 가스를 플라즈마화하고, 상기 플라즈마의 작용에 의해 피처리체를 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리 장치로서,
    감압 가능한 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 설치되고, 피처리체를 재치하는 재치대와,
    상기 재치대에 설치되고, 척 전극에 전압을 인가함으로써 피처리체를 정전 흡착하는 정전 척과,
    상기 정전 척 내 또는 근방에 설치되고, 원형의 센터 존과, 그 외주측에 동심원 형상으로 설치된 2 개 이상의 미들 존과, 최외주에 동심원 형상으로 설치된 엣지 존으로 분할된 히터와,
    상기 히터의 제어 온도를, 상기 분할된 존마다 조정하는 온도 제어부를 구비하고,
    상기 히터는, 상기 센터 존으로부터 상기 2 개 이상의 미들 존까지 외주측으로 갈수록 존의 면적이 작아지고, 최외주의 미들 존은 그 외주측의 상기 엣지 존보다 면적이 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  3. 고주파 전력에 의해 가스를 플라즈마화하고, 상기 플라즈마의 작용에 의해 피처리체를 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리 장치로서,
    감압 가능한 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 설치되고, 피처리체를 재치하는 재치대와,
    상기 재치대에 설치되고, 척 전극에 전압을 인가함으로써 피처리체를 정전 흡착하는 정전 척과,
    상기 정전 척 내 또는 근방에 설치되고, 원형의 센터 존과, 그 외주측에 동심원 형상으로 설치된 2 개 이상의 미들 존과, 최외주에 동심원 형상으로 설치된 엣지 존으로 분할된 히터와,
    상기 히터의 제어 온도를, 상기 분할된 존마다 조정하는 온도 제어부를 구비하고,
    상기 히터는, 상기 센터 존으로부터 상기 엣지 존까지 외주측으로 갈수록 존의 면적이 작아지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 온도 제어부는, 상기 최외주의 미들 존의 히터만을 오프한 상태로 그 이외의 존의 상기 히터의 제어 온도를 조정하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 온도 제어부는, 각 존의 설정 온도에 대한 상기 정전 척의 표면 온도의 오차를 보정하여 상기 히터의 제어 온도를 존마다 조정하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 온도 제어부는, 각 존의 설정 온도에 대한 인접 존으로부터의 온도 간섭을 보정하여 상기 히터의 제어 온도를 존마다 조정하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 각 존의 설정 온도에 대한 상기 정전 척의 표면 온도의 오차를 보정하기 위한 제 1 보정값, 및 상기 각 존의 설정 온도에 대한 인접 존으로부터의 온도 간섭을 보정하기 위한 제 2 보정값을 설정하는 온도 설정부를 더 구비하고,
    상기 온도 제어부는, 상기 제 1 보정값 및 상기 제 2 보정값에 기초하여 상기 히터의 제어 온도를 존마다 조정하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 온도 설정부는, 상기 각 존의 설정 온도와, 상기 제 1 보정값 및 상기 제 2 보정값에 기초하여 존마다 산출된 제어 온도가 되도록 상기 각 존의 히터에 흘리는 전류값과의 상관 관계를 미리 기억부에 기억하고,
    상기 온도 제어부는, 상기 각 존 중 적어도 하나의 존에 설치된 온도 센서에 의해 검출된 온도를 상기 검출된 존의 설정 온도로 하고, 상기 존의 설정 온도와 상기 기억부에 기억된 상기 상관 관계로부터 상기 각 존의 히터에 흘리는 전류값을 산출하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 산출된 존마다의 히터의 전류값 중 적어도 어느 하나가 미리 정해진 임계치보다 낮을 경우, 상기 정전 척의 교환 시기라고 판정하는 판정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 각 존 중 어느 하나의 존에 설치된 온도 센서는, 원주 상에 3 개 이상 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  11. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 재치대 내 또는 근방에 설치된 상기 히터와 대향하는 위치에 냉매관을 설치하고, 상기 냉매관 내에 냉매를 순환시키는 냉각 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  12. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 재치대는, 직경이 450 mm 이상의 피처리체를 재치하고,
    상기 히터의 미들 존은, 동심원 형상으로 3 개 이상으로 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  13. 고주파 전력에 의해 가스를 플라즈마화하고, 상기 플라즈마의 작용에 의해 피처리체를 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리 장치에 설치된 히터의 온도 제어 방법으로서,
    상기 플라즈마 처리 장치는, 감압 가능한 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에 설치되고, 피처리체를 재치하는 재치대와, 상기 재치대에 설치되고, 척 전극에 전압을 인가함으로써 피처리체를 정전 흡착하는 정전 척과, 상기 정전 척 내 또는 근방에 설치되고, 원형의 센터 존과 그 외주측에 동심원 형상으로 설치된 2 개 이상의 미들 존과, 최외주에 동심원 형상으로 설치된 엣지 존으로 분할된 히터와, 상기 각 존의 히터의 설정 온도와, 상기 설정 온도에 대한 상기 정전 척의 표면 온도의 오차 및 상기 각 존의 설정 온도에 대한 인접 존으로부터의 온도 간섭을 보정한 상기 각 존의 제어 온도가 되도록 상기 히터에 흘리는 전류값과의 상관 관계를 미리 기억한 기억부를 구비하고, 상기 히터는, 상기 센터 존으로부터 상기 2 개 이상의 미들 존까지 외주측으로 갈수록 존의 면적이 작아지고, 최외주의 미들 존은 그 외주측의 상기 엣지 존보다 면적이 작으며,
    상기 각 존 중 적어도 하나의 존에 설치된 온도 센서에 의해 검출된 온도를, 상기 검출된 존의 설정 온도로서 취득하는 공정과,
    상기 취득한 존의 설정 온도와 상기 기억부에 기억된 상기 상관 관계로부터 각 존의 히터에 흘리는 전류값을 산출하는 공정과,
    상기 산출된 전류값을 각 존의 히터에 흘림으로써 상기 각 존의 히터의 온도를 제어하는 공정을 포함하는 히터의 온도 제어 방법.
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Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5973731B2 (ja) * 2012-01-13 2016-08-23 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びヒータの温度制御方法
JP6106519B2 (ja) * 2013-05-09 2017-04-05 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、プログラム、制御装置、成膜装置及び基板処理システム
DE102013109155A1 (de) * 2013-08-23 2015-02-26 Aixtron Se Substratbehandlungsvorrichtung
US9435692B2 (en) * 2014-02-05 2016-09-06 Lam Research Corporation Calculating power input to an array of thermal control elements to achieve a two-dimensional temperature output
JP6240532B2 (ja) * 2014-02-27 2017-11-29 東京エレクトロン株式会社 静電チャックの温度制御方法
KR101575505B1 (ko) 2014-07-21 2015-12-07 주식회사 스피드터치 공정온도 조절 장치
KR102343226B1 (ko) 2014-09-04 2021-12-23 삼성전자주식회사 스팟 히터 및 이를 이용한 웨이퍼 클리닝 장치
JP6407694B2 (ja) * 2014-12-16 2018-10-17 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
JP6530220B2 (ja) * 2015-03-30 2019-06-12 日本特殊陶業株式会社 セラミックヒータ及びその制御方法、並びに、静電チャック及びその制御方法
JP6537329B2 (ja) * 2015-04-07 2019-07-03 東京エレクトロン株式会社 温度制御装置、温度制御方法およびプログラム
JP6525751B2 (ja) * 2015-06-11 2019-06-05 東京エレクトロン株式会社 温度制御方法及びプラズマ処理装置
US10763142B2 (en) 2015-06-22 2020-09-01 Lam Research Corporation System and method for determining field non-uniformities of a wafer processing chamber using a wafer processing parameter
US10381248B2 (en) 2015-06-22 2019-08-13 Lam Research Corporation Auto-correction of electrostatic chuck temperature non-uniformity
US10386821B2 (en) * 2015-06-22 2019-08-20 Lam Research Corporation Systems and methods for calibrating scalar field contribution values for a limited number of sensors including a temperature value of an electrostatic chuck and estimating temperature distribution profiles based on calibrated values
US9779974B2 (en) 2015-06-22 2017-10-03 Lam Research Corporation System and method for reducing temperature transition in an electrostatic chuck
US10237916B2 (en) 2015-09-30 2019-03-19 Tokyo Electron Limited Systems and methods for ESC temperature control
JP6618336B2 (ja) * 2015-11-19 2019-12-11 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板の温度分布調整方法
US10582570B2 (en) * 2016-01-22 2020-03-03 Applied Materials, Inc. Sensor system for multi-zone electrostatic chuck
US10345802B2 (en) * 2016-02-17 2019-07-09 Lam Research Corporation Common terminal heater for ceramic pedestals used in semiconductor fabrication
JP6587955B2 (ja) 2016-02-24 2019-10-09 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理装置
US10634479B2 (en) * 2016-06-20 2020-04-28 Tokyo Electron Limited Measuring instrument for measuring electrostatic capacity and method of calibrating transfer position data in processing system by using measuring instrument
JP6961025B2 (ja) * 2016-06-24 2021-11-05 東京エレクトロン株式会社 基板処理システム
US11069545B2 (en) * 2017-01-19 2021-07-20 Tokyo Electron Limited Substrate processing apparatus, temperature control method, and temperature control program
JP6986947B2 (ja) * 2017-01-19 2021-12-22 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、温度制御方法及び温度制御プログラム
US10509425B2 (en) * 2017-01-20 2019-12-17 Lam Research Corporation Virtual metrology method for ESC temperature estimation using thermal control elements
JP6688763B2 (ja) * 2017-05-30 2020-04-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法
JP7158131B2 (ja) * 2017-05-30 2022-10-21 東京エレクトロン株式会社 ステージ及びプラズマ処理装置
JP7077006B2 (ja) * 2017-12-20 2022-05-30 日本特殊陶業株式会社 保持装置
JP7088732B2 (ja) * 2018-04-27 2022-06-21 株式会社堀場エステック 基板処理装置及び基板処理装置用プログラム
CN108624871A (zh) * 2018-05-11 2018-10-09 中晟光电设备（上海）股份有限公司 一种温度控制系统、薄膜沉积设备及温度控制方法
KR20210022068A (ko) * 2018-07-17 2021-03-02 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 입자 빔 검사 장치
JP2020043171A (ja) * 2018-09-07 2020-03-19 東京エレクトロン株式会社 温調方法
CN111009454B (zh) * 2018-10-05 2024-05-17 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置、监视方法以及记录介质
JP7249791B2 (ja) * 2019-01-25 2023-03-31 東京エレクトロン株式会社 ヒータの温度制御方法、ヒータ及び載置台
JP7071946B2 (ja) * 2019-06-21 2022-05-19 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP7339905B2 (ja) * 2020-03-13 2023-09-06 キオクシア株式会社 貼合装置および貼合方法
US11646183B2 (en) * 2020-03-20 2023-05-09 Applied Materials, Inc. Substrate support assembly with arc resistant coolant conduit
JP7116249B2 (ja) * 2020-04-21 2022-08-09 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
US11688615B2 (en) * 2020-08-19 2023-06-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. System and method for heating semiconductor wafers
JP2022046103A (ja) * 2020-09-10 2022-03-23 東京エレクトロン株式会社 基板を加熱する装置及び方法
JP2022111771A (ja) * 2021-01-20 2022-08-01 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理システム及びプラズマ処理方法
CN113110644B (zh) * 2021-04-26 2022-09-16 北京北方华创微电子装备有限公司 静电卡盘的温度控制方法和温度控制系统
EP4352780A1 (en) * 2021-06-09 2024-04-17 Watlow Electric Manufacturing Company Cold conduit insulation device
US11485124B1 (en) * 2021-07-29 2022-11-01 Nikko-Materials Co., Ltd. Laminating apparatus and laminating method using same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008177285A (ja) * 2007-01-17 2008-07-31 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
JP2009141034A (ja) * 2007-12-05 2009-06-25 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Family Cites Families (106)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5668524A (en) * 1994-02-09 1997-09-16 Kyocera Corporation Ceramic resistor and electrostatic chuck having an aluminum nitride crystal phase
JPH08302474A (ja) * 1995-04-28 1996-11-19 Anelva Corp Ｃｖｄ装置の加熱装置
US5796074A (en) * 1995-11-28 1998-08-18 Applied Materials, Inc. Wafer heater assembly
US5880923A (en) * 1997-06-09 1999-03-09 Applied Materials Inc. Method and apparatus for improved retention of a semiconductor wafer within a semiconductor wafer processing system
JP4040814B2 (ja) * 1998-11-30 2008-01-30 株式会社小松製作所 円盤状ヒータ及び温度制御装置
US6423949B1 (en) * 1999-05-19 2002-07-23 Applied Materials, Inc. Multi-zone resistive heater
US6740853B1 (en) * 1999-09-29 2004-05-25 Tokyo Electron Limited Multi-zone resistance heater
EP1199908A4 (en) * 1999-10-22 2003-01-22 Ibiden Co Ltd CERAMIC HEATING PLATE
EP1383167A1 (en) * 1999-12-09 2004-01-21 Ibiden Co., Ltd. Ceramic plate for semiconductor producing/inspecting apparatus
WO2001078454A1 (fr) * 2000-04-07 2001-10-18 Ibiden Co., Ltd. Dispositif chauffant ceramique
WO2001091166A1 (fr) * 2000-05-26 2001-11-29 Ibiden Co., Ltd. Dispositif de fabrication et de controle d'un semi-conducteur
KR20010111058A (ko) * 2000-06-09 2001-12-15 조셉 제이. 스위니 전체 영역 온도 제어 정전기 척 및 그 제조방법
JP2002076102A (ja) * 2000-08-31 2002-03-15 Ibiden Co Ltd セラミック基板
US6960743B2 (en) * 2000-12-05 2005-11-01 Ibiden Co., Ltd. Ceramic substrate for semiconductor manufacturing, and method of manufacturing the ceramic substrate
JP4128339B2 (ja) * 2001-03-05 2008-07-30 株式会社日立製作所 試料処理装置用プロセスモニタ及び試料の製造方法
US6741446B2 (en) * 2001-03-30 2004-05-25 Lam Research Corporation Vacuum plasma processor and method of operating same
JP3825277B2 (ja) * 2001-05-25 2006-09-27 東京エレクトロン株式会社 加熱処理装置
US6535372B2 (en) * 2001-06-20 2003-03-18 Applied Materials, Inc. Controlled resistivity boron nitride electrostatic chuck apparatus for retaining a semiconductor wafer and method of fabricating the same
JP3708031B2 (ja) * 2001-06-29 2005-10-19 株式会社日立製作所 プラズマ処理装置および処理方法
JP4502168B2 (ja) * 2001-07-06 2010-07-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 化学機械研磨装置および化学機械研磨方法
TWI234417B (en) * 2001-07-10 2005-06-11 Tokyo Electron Ltd Plasma procesor and plasma processing method
CN1533370A (zh) * 2001-07-19 2004-09-29 Ҿ쳵���ʽ���� 陶瓷接合体、陶瓷接合体的接合方法和陶瓷结构体
JP3639546B2 (ja) * 2001-07-25 2005-04-20 株式会社日立国際電気 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
US6736720B2 (en) * 2001-12-26 2004-05-18 Lam Research Corporation Apparatus and methods for controlling wafer temperature in chemical mechanical polishing
US6921724B2 (en) * 2002-04-02 2005-07-26 Lam Research Corporation Variable temperature processes for tunable electrostatic chuck
US7734439B2 (en) * 2002-06-24 2010-06-08 Mattson Technology, Inc. System and process for calibrating pyrometers in thermal processing chambers
US7778533B2 (en) * 2002-09-12 2010-08-17 Applied Materials, Inc. Semiconductor thermal process control
US7347901B2 (en) * 2002-11-29 2008-03-25 Tokyo Electron Limited Thermally zoned substrate holder assembly
CN100377773C (zh) * 2003-07-14 2008-04-02 三菱丽阳株式会社 固定床多管式反应器
US7110917B2 (en) * 2003-11-14 2006-09-19 Ricoh Company, Ltd. Abnormality determining method, and abnormality determining apparatus and image forming apparatus using same
CN101019208B (zh) * 2004-06-28 2010-12-08 京瓷株式会社 晶片加热装置及半导体制造装置
US7544251B2 (en) * 2004-10-07 2009-06-09 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for controlling temperature of a substrate
TWI281833B (en) * 2004-10-28 2007-05-21 Kyocera Corp Heater, wafer heating apparatus and method for manufacturing heater
US7815740B2 (en) * 2005-03-18 2010-10-19 Tokyo Electron Limited Substrate mounting table, substrate processing apparatus and substrate processing method
US20060289447A1 (en) * 2005-06-20 2006-12-28 Mohamed Zakaria A Heating chuck assembly
JP4758716B2 (ja) * 2005-09-16 2011-08-31 株式会社タムラ製作所 加熱装置の制御方法
JP4790458B2 (ja) * 2006-03-22 2011-10-12 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US8226769B2 (en) * 2006-04-27 2012-07-24 Applied Materials, Inc. Substrate support with electrostatic chuck having dual temperature zones
JP5245268B2 (ja) * 2006-06-16 2013-07-24 東京エレクトロン株式会社 載置台構造及び熱処理装置
US9275887B2 (en) * 2006-07-20 2016-03-01 Applied Materials, Inc. Substrate processing with rapid temperature gradient control
US7901509B2 (en) * 2006-09-19 2011-03-08 Momentive Performance Materials Inc. Heating apparatus with enhanced thermal uniformity and method for making thereof
US7838800B2 (en) 2006-09-25 2010-11-23 Tokyo Electron Limited Temperature controlled substrate holder having erosion resistant insulating layer for a substrate processing system
US7445446B2 (en) * 2006-09-29 2008-11-04 Tokyo Electron Limited Method for in-line monitoring and controlling in heat-treating of resist coated wafers
WO2008053929A1 (fr) * 2006-11-02 2008-05-08 Tokyo Electron Limited Appareil permettant d'inspecter une structure fine, procédé permettant d'inspecter une structure fine et appareil de support de substrat
JP5029257B2 (ja) * 2007-01-17 2012-09-19 東京エレクトロン株式会社 載置台構造及び処理装置
US20080228308A1 (en) * 2007-03-13 2008-09-18 Tokyo Electron Limited Critical dimension uniformity optimization
JP2008288340A (ja) * 2007-05-16 2008-11-27 Panasonic Corp プラズマ処理装置、プラズマ処理方法、及び洗浄時期予測プログラム
JP2009054871A (ja) * 2007-08-28 2009-03-12 Tokyo Electron Ltd 載置台構造及び処理装置
WO2009058376A2 (en) * 2007-10-31 2009-05-07 Lam Research Corporation Temperature control module using gas pressure to control thermal conductance between liquid coolant and component body
JP5032269B2 (ja) * 2007-11-02 2012-09-26 東京エレクトロン株式会社 被処理基板の温度調節装置及び温度調節方法、並びにこれを備えたプラズマ処理装置
KR101203038B1 (ko) * 2007-11-14 2012-11-20 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치 및 반도체 기판의 플라즈마 처리 방법
US7848840B2 (en) * 2008-01-04 2010-12-07 Applied Materials, Inc. Method of controlling process parameters for semiconductor manufacturing apparatus
US9263298B2 (en) * 2008-02-27 2016-02-16 Tokyo Electron Limited Plasma etching apparatus and plasma etching method
JP2009231401A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Tokyo Electron Ltd 載置台構造及び熱処理装置
JP5210706B2 (ja) * 2008-05-09 2013-06-12 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP5433171B2 (ja) * 2008-06-16 2014-03-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ 試料温度の制御方法
US8419960B2 (en) * 2008-07-11 2013-04-16 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and method
KR101582785B1 (ko) * 2008-08-12 2016-01-07 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 정전 척 조립체
JP2010050046A (ja) * 2008-08-25 2010-03-04 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
US8600543B2 (en) * 2008-11-10 2013-12-03 Kelk Ltd. Apparatus and method for controlling temperature of semiconductor wafers
KR101691044B1 (ko) * 2009-02-04 2016-12-29 맷슨 테크놀로지, 인크. 기판의 표면에 걸친 온도 프로파일을 방사상으로 튜닝하는 정전 척 시스템 및 방법
US8404572B2 (en) * 2009-02-13 2013-03-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Multi-zone temperature control for semiconductor wafer
JP5239988B2 (ja) * 2009-03-24 2013-07-17 東京エレクトロン株式会社 載置台構造及び処理装置
JP5651317B2 (ja) * 2009-03-31 2015-01-07 東京エレクトロン株式会社 半導体製造装置及び温調方法
US20100279435A1 (en) * 2009-04-30 2010-11-04 Applied Materials, Inc. Temperature control of chemical mechanical polishing
JP2010278166A (ja) * 2009-05-27 2010-12-09 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理用円環状部品、及びプラズマ処理装置
US20110061810A1 (en) * 2009-09-11 2011-03-17 Applied Materials, Inc. Apparatus and Methods for Cyclical Oxidation and Etching
US8637794B2 (en) * 2009-10-21 2014-01-28 Lam Research Corporation Heating plate with planar heating zones for semiconductor processing
US8916793B2 (en) * 2010-06-08 2014-12-23 Applied Materials, Inc. Temperature control in plasma processing apparatus using pulsed heat transfer fluid flow
JP2011187758A (ja) * 2010-03-10 2011-09-22 Tokyo Electron Ltd 温度制御システム、温度制御方法、プラズマ処理装置及びコンピュータ記憶媒体
US8608852B2 (en) * 2010-06-11 2013-12-17 Applied Materials, Inc. Temperature controlled plasma processing chamber component with zone dependent thermal efficiencies
US8435901B2 (en) * 2010-06-11 2013-05-07 Tokyo Electron Limited Method of selectively etching an insulation stack for a metal interconnect
KR101141261B1 (ko) * 2010-08-12 2012-05-04 한국에너지기술연구원 미세구조유체의 동적 열전도도 측정장치 및 방법
JP5552401B2 (ja) * 2010-09-08 2014-07-16 株式会社荏原製作所 研磨装置および方法
US8633423B2 (en) * 2010-10-14 2014-01-21 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for controlling substrate temperature in a process chamber
US9207689B2 (en) * 2011-03-08 2015-12-08 Tokyo Electron Limited Substrate temperature control method and plasma processing apparatus
JP5712741B2 (ja) * 2011-03-31 2015-05-07 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び記憶媒体
US8552346B2 (en) * 2011-05-20 2013-10-08 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for controlling temperature of a multi-zone heater in an process chamber
JP5810674B2 (ja) * 2011-06-28 2015-11-11 オムロン株式会社 制御装置、加熱装置制御システム、制御方法、プログラムおよび記録媒体
US9279774B2 (en) * 2011-07-12 2016-03-08 Kla-Tencor Corp. Wafer inspection
JP6184958B2 (ja) * 2011-08-30 2017-08-23 ワトロウ エレクトリック マニュファクチュアリング カンパニー 高精度ヒータおよびその動作方法
US10269615B2 (en) * 2011-09-09 2019-04-23 Lam Research Ag Apparatus for treating surfaces of wafer-shaped articles
US9048178B2 (en) * 2011-09-27 2015-06-02 Tokyo Electron Limited Plasma etching method and semiconductor device manufacturing method
CN103843129B (zh) * 2011-09-30 2017-03-01 应用材料公司 具有温度控制的静电夹具
US9494875B2 (en) * 2011-10-06 2016-11-15 Asml Netherlands B.V. Chuck, a chuck control system, a lithography apparatus and a method of using a chuck
US10256123B2 (en) * 2011-10-27 2019-04-09 Applied Materials, Inc. Component temperature control using a combination of proportional control valves and pulsed valves
US8844106B2 (en) * 2011-11-10 2014-09-30 Lam Research Corporation Installation fixture for elastomer bands and methods of using the same
JP5912439B2 (ja) * 2011-11-15 2016-04-27 東京エレクトロン株式会社 温度制御システム、半導体製造装置及び温度制御方法
JP5973731B2 (ja) * 2012-01-13 2016-08-23 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びヒータの温度制御方法
KR20130098707A (ko) * 2012-02-28 2013-09-05 삼성전자주식회사 정전 척 장치 및 그 제어방법
US9706605B2 (en) * 2012-03-30 2017-07-11 Applied Materials, Inc. Substrate support with feedthrough structure
US9984866B2 (en) * 2012-06-12 2018-05-29 Component Re-Engineering Company, Inc. Multiple zone heater
US9100992B2 (en) * 2012-10-08 2015-08-04 Minco Products, Inc. Heater assembly
US10049948B2 (en) * 2012-11-30 2018-08-14 Lam Research Corporation Power switching system for ESC with array of thermal control elements
JP6312451B2 (ja) * 2014-01-29 2018-04-18 東京エレクトロン株式会社 給電部カバー構造及び半導体製造装置
US11158526B2 (en) * 2014-02-07 2021-10-26 Applied Materials, Inc. Temperature controlled substrate support assembly
US9831111B2 (en) * 2014-02-12 2017-11-28 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for measurement of the thermal performance of an electrostatic wafer chuck
JP6219227B2 (ja) * 2014-05-12 2017-10-25 東京エレクトロン株式会社 ヒータ給電機構及びステージの温度制御方法
JP6219229B2 (ja) * 2014-05-19 2017-10-25 東京エレクトロン株式会社 ヒータ給電機構
US10079165B2 (en) * 2014-05-20 2018-09-18 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck with independent zone cooling and reduced crosstalk
JP6530220B2 (ja) * 2015-03-30 2019-06-12 日本特殊陶業株式会社 セラミックヒータ及びその制御方法、並びに、静電チャック及びその制御方法
CN113675115A (zh) * 2015-05-22 2021-11-19 应用材料公司 方位可调整的多区域静电夹具
US9812342B2 (en) * 2015-12-08 2017-11-07 Watlow Electric Manufacturing Company Reduced wire count heater array block
US10690414B2 (en) * 2015-12-11 2020-06-23 Lam Research Corporation Multi-plane heater for semiconductor substrate support
JP6688172B2 (ja) * 2016-06-24 2020-04-28 東京エレクトロン株式会社 基板処理システムおよび方法
JP2019067846A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 東京エレクトロン株式会社 温度制御方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008177285A (ja) * 2007-01-17 2008-07-31 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
JP2009141034A (ja) * 2007-12-05 2009-06-25 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5973731B2 (ja) 2016-08-23
US20180301362A1 (en) 2018-10-18
TWI582819B (zh) 2017-05-11
JP2013145806A (ja) 2013-07-25
US20170213751A1 (en) 2017-07-27
US20200219740A1 (en) 2020-07-09
US10026631B2 (en) 2018-07-17
US20150132863A1 (en) 2015-05-14
TW201344740A (zh) 2013-11-01
KR20140114817A (ko) 2014-09-29
WO2013105575A1 (ja) 2013-07-18
US10629464B2 (en) 2020-04-21

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