KR102363782B1 - 온도 제어 방법 및 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 처리 장치 내에서 배치대의 온도 제어성을 높이는 것을 목적으로 한다.
플라즈마 처리 장치 내에서 기판을 배치하는 배치대의 온도 제어 방법으로서, 상기 플라즈마 처리 장치 내에는 상기 배치대를 냉각하는 냉각 기구 및 상기 배치대를 가열하는 제1 가열 기구를 포함하는 온도 조정 기구가 마련되고, 상기 플라즈마 처리 장치 내에 인가되는 고주파 전력과 상기 배치대에의 입열량의 관계를 나타내는 제1 관계 정보를 측정에 의해 구하며, 미리 기록부에 기록된 데이터 테이블에 기초하여, 미리 정해진 프로세스로 인가되는 고주파 전력에 대한 제1 입열량을 산출하고, 상기 냉각 기구와 상기 제1 가열 기구의 설정 온도의 차분의 제어 허용 범위를 입열량에 따라 단계적으로 설정하며, 미리 상기 기록부에 기억한 오퍼레이션 맵에 기초하여, 상기 냉각 기구와 상기 제1 가열 기구의 설정 온도의 차분이 상기 제1 입열량에 따른 제어 허용 범위 내의 온도가 되도록 상기 제1 가열 기구 및 상기 냉각 기구 중 적어도 어느 하나의 온도를 제어하는, 배치대의 온도 제어 방법이 제공된다.

Description

온도 제어 방법 및 플라즈마 처리 장치{TEMPERATURE CONTROL METHOD AND PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 온도 제어 방법 및 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
에칭 장치 등의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 에칭률 등, 양호한 플라즈마 특성을 얻기 위해 기판의 온도 제어는 중요하다. 그래서, 기판을 배치하는 배치대의 면 내의 온도 분포를 배치대 내의 히터 등에 의해 제어함으로써, 기판의 온도를 제어하게 되어 있다(예컨대, 특허문헌 1을 참조).
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2008-177285호 공보
그러나, 고주파 전력을 인가하였을 때, 플라즈마 처리 장치 내에서 생성되는 플라즈마로부터의 입열이 일정하지 않기 때문에 히터의 출력이 저하하여, 히터의 출력값이 「0」이 되는 경우가 있다. 히터의 출력값이 「0」이 되면 히터의 제어가 불가능해진다. 이에 의해, 배치대의 온도는, 예컨대 고주파 전력의 상승과 함께 상승하여, 기판의 온도를 제어하는 것이 곤란해진다.
상기 과제에 대하여, 일측면에서는, 본 발명은 플라즈마 처리 장치 내에서 배치대의 온도 제어성을 높이는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 하나의 양태에 따르면, 플라즈마 처리 장치 내에서 기판을 배치하는 배치대의 온도 제어 방법으로서, 상기 플라즈마 처리 장치 내에는 상기 배치대를 냉각하는 냉각 기구 및 상기 배치대를 가열하는 제1 가열 기구를 포함하는 온도 조정 기구가 마련되고, 상기 플라즈마 처리 장치 내에 인가되는 고주파 전력과 상기 배치대에의 입열량의 관계를 나타내는 제1 관계 정보를 측정에 의해 구하며, 미리 기록부에 기록된 데이터 테이블에 기초하여, 미리 정해진 프로세스로 인가되는 고주파 전력에 대한 제1 입열량을 산출하고, 상기 냉각 기구와 상기 제1 가열 기구의 설정 온도의 차분의 제어 허용 범위를 입열량에 따라 단계적으로 설정하며, 미리 상기 기록부에 기억한 오퍼레이션 맵에 기초하여, 상기 냉각 기구와 상기 제1 가열 기구의 설정 온도의 차분이 상기 제1 입열량에 따른 제어 허용 범위 내의 온도가 되도록 상기 제1 가열 기구 및 상기 냉각 기구 중 적어도 어느 하나의 온도를 제어하는, 배치대의 온도 제어 방법이 제공된다.
하나의 측면에 따르면, 플라즈마 처리 장치 내에서 배치대의 온도 제어성을 높일 수 있다.
도 1은 일실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 종단면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 일실시형태에 따른 고주파 전력과 입열량의 관계를 나타내는 그래프의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 일실시형태에 따른 온도 제어 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 일실시형태에 따른 입열량에 따른 온도 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일실시형태에 따른 입열량에 따른 온도 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일실시형태에 따른 입열량에 따른 온도 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일실시형태에 따른 입열량에 따른 온도 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일실시형태에 따른 입열량에 따른 온도 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일실시형태에 따른 고주파 전력과 입열량의 관계를 나타내는 그래프의 다른 예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙임으로써 중복되는 설명을 생략한다.
[플라즈마 처리 장치의 구성예]
우선, 본 발명의 일실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)의 구성의 일례에 대해서, 도 1을 참조하면서 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 플라즈마 처리 장치(1)의 일례로서 용량 결합형 플라즈마 에칭 장치를 들어 설명한다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 예컨대 표면이 알루마이트 처리(양극 산화 처리)된 알루미늄으로 이루어지는 원통형의 챔버(10)를 가지고 있다. 챔버(10)는 접지되어 있다.
챔버(10)의 내부에는 배치대(12)가 마련되어 있다. 배치대(12)는 예컨대 알루미늄(Al)이나 티탄(Ti), 탄화규소(SiC) 등의 재질로 이루어지며, 절연성의 유지부(14)를 통해 지지부(16)에 지지되어 있다. 이에 의해, 배치대(12)는 챔버(10)의 바닥부에 설치된다.
챔버(10)의 바닥부에는 배기관(26)이 마련되고, 배기관(26)은 배기 장치(28)에 접속되어 있다. 배기 장치(28)는 터보 분자 펌프나 드라이 펌프 등의 진공 펌프로 구성되어, 챔버(10) 내의 처리 공간을 미리 정해진 진공도까지 감압하며, 챔버(10) 내의 가스를 배기로(20) 및 배기구(24)에 유도하여, 배기한다. 배기로(20)에는 가스의 흐름을 제어하기 위한 배플판(22)이 부착되어 있다.
배치대(12)에는 플라즈마를 여기하기 위한 제1 고주파 전원(31)이 정합기(33)를 통해 접속되고, 웨이퍼(W)에 플라즈마 중의 이온을 인입하기 위한 제2 고주파 전원(32)이 정합기(34)를 통해 접속되어 있다. 예컨대, 제1 고주파 전원(31)은, 챔버(10) 내에서 플라즈마를 생성하기 위해 알맞은 주파수, 예컨대 60 ㎒의 고주파 전력(HF)(플라즈마 여기용의 고주파 전력)을 배치대(12)에 인가한다. 제2 고주파 전원(32)은, 배치대(12) 상의 웨이퍼(W)에 플라즈마 중의 이온을 인입하는 데 알맞은 낮은 주파수, 예컨대 13.56 ㎒의 고주파 전력(LF)(이온 인입용의 고주파 전력)을 배치대(12)에 인가한다. 이와 같이 하여 배치대(12)는 웨이퍼(W)를 배치하며, 하부 전극으로서의 기능을 갖는다.
배치대(12)의 상면에는 웨이퍼(W)를 정전 흡착력으로 유지하기 위한 정전 척(40)이 마련되어 있다. 정전 척(40)은 도전막으로 이루어지는 전극(40a)을 한쌍의 절연층(40b)(또는 절연 시트) 사이에 끼운 것으로, 전극(40a)에는 직류 전압원(42)이 스위치(43)를 통해 접속되어 있다. 정전 척(40)은 직류 전압원(42)으로부터의 전압에 의해, 쿨롱력에 의해 웨이퍼(W)를 정전 척 상에 흡착하여 유지한다. 정전 척(40)에는 온도 센서(77)가 마련되어, 정전 척(40)의 온도를 측정하도록 되어 있다. 이에 의해, 정전 척(40) 상의 웨이퍼(W)의 온도가 측정된다.
정전 척(40)의 주연부에는 배치대(12)의 주위를 둘러싸도록 포커스 링(18)이 배치되어 있다. 포커스 링(18)은 예컨대 실리콘이나 석영으로 형성되어 있다. 포커스 링(18)은 에칭의 면 내 균일성을 높이도록 기능한다.
챔버(10)의 천장부에는, 가스 샤워 헤드(38)가 접지 전위의 상부 전극으로서 마련되어 있다. 이에 의해, 제1 고주파 전원(31)으로부터 출력되는 고주파 전력이 배치대(12)와 가스 샤워 헤드(38) 사이에 용량적으로 인가된다.
가스 샤워 헤드(38)는, 다수의 가스 통기 구멍(56a)을 갖는 전극판(56)과, 전극판(56)을 착탈 가능하게 지지하는 전극 지지체(58)를 갖는다. 가스 공급원(62)은 가스 공급 배관(64)을 통해 가스 도입구(60a)로부터 가스 샤워 헤드(38) 내에 가스를 공급한다. 가스는 가스 확산실(57)에서 확산되어, 다수의 가스 통기 구멍(56a)으로부터 챔버(10) 내에 도입된다. 챔버(10)의 주위에는 환형 또는 동심 원형으로 연장하는 자석(66)이 배치되고, 자력에 의해 상부 전극 및 하부 전극 사이의 플라즈마 생성 공간에 생성되는 플라즈마를 제어한다.
정전 척(40)에는 히터(75a, 75b, 75c, 75d, 75e)(이하, 총칭하여 「히터(75)」라고도 함)가 매립되어 있다. 히터(75)는 정전 척(40) 내에 매립하는 대신에 정전 척(40)의 이면에 접착하도록 하여도 좋다. 히터(75a, 75b, 75c, 75d, 75e)에는 급전선(47)을 통해 교류 전원(44)으로부터 출력된 전류가 공급된다.
이에 의해, 히터(75a)는 배치대(12)의 센터부를 가열한다. 히터(75b)는 배치대(12)의 미들부를 가열한다. 히터(75c)는 배치대(12)의 엣지부를 가열한다. 히터(75d)는 배치대(12)의 베리 엣지부를 가열한다. 히터(75e)는 포커스 링(18)을 가열한다. 히터(75a, 75b, 75c, 75d)는 배치대(12)의 면 내를 중앙으로부터 순서대로 외주측을 향하여 원형의 존[센터부(C)] 및 3개의 환형의 존[미들부(M), 엣지부(E), 베리 엣지부(VE)]으로 분할하였을 때의 존마다의 가열을 가능하게 한다. 또한, 히터(75a, 75b, 75c, 75d)는 배치대(12)의 면 내를 복수의 존으로 나누어 존마다 가열하는 제1 가열 기구의 일례이다. 또한, 히터(75e)는 포커스 링을 가열하는 제2 가열 기구의 일례이다. 본 실시형태에서는, 배치대(12)의 면 내를 4개의 존으로 나누어 온도 제어하지만, 존수는 4개에 한정되지 않고, 1개여도 좋고, 2개 이상이어도 좋다. 히터(75)의 분할수는 존수 및 포커스 링(18)의 유무에 대응시켜 결정할 수 있다. 또한, 각 존의 형상은 원형이나 환형 이외여도 좋다.
배치대(12)의 내부에는 냉매관(70)이 형성되어 있다. 칠러 유닛(71)으로부터 공급된 냉매(이하, 「브라인(Brine)」이라고도 함)는 냉매관(70) 및 냉매 순환관(73)을 순환하여, 배치대(12)를 냉각한다. 브라인을 냉매관(70)에 공급하는 기구는, 배치대(12)를 냉각하는 냉각 기구의 일례이다.
이러한 구성에 의해, 배치대(12)는 히터(75a, 75b, 75c, 75d, 75e)가 각각 매립된 존마다 독립적으로 가열되며, 미리 정해진 온도의 브라인이 배치대(12) 내의 냉매관(70)을 흐름으로써 냉각된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)가 원하는 온도로 조정된다. 또한, 정전 척(40)의 상면과 웨이퍼(W)의 이면 사이에는, 전열 가스 공급 라인(72)을 통해 헬륨(He) 가스 등의 전열 가스가 공급된다.
제어부(50)는 CPU(51), ROM(Read Only Memory)(52), RAM(Random Access Memory)(53) 및 HDD(Hard Disk Drive)(54)를 갖는다. CPU(51)는 ROM(52), RAM(53) 또는 HDD(54)의 기록부에 기록된 레시피에 설정된 순서에 따라, 에칭 등의 플라즈마 처리를 행한다. 또한, 기록부에는 후술되는 데이터 테이블 등의 각종 데이터가 기록된다. 제어부(50)는 히터(75)에 의한 가열 기구나 브라인에 의한 냉각 기구의 온도를 제어한다.
이러한 구성의 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서 에칭 등의 플라즈마 처리를 행할 때에는, 먼저, 웨이퍼(W)가 게이트 밸브(30)로부터 챔버(10) 내에 반입된다. 웨이퍼(W)는 정전 척(40) 상에 배치된다. 게이트 밸브(30)는 웨이퍼(W)를 반입 후에 폐쇄된다. 챔버(10) 내의 압력은 배기 장치(28)에 의해 설정값으로 감압된다. 정전 척(40)의 전극(40a)에 직류 전압원(42)으로부터의 전압을 인가함으로써, 웨이퍼(W)는 정전 척(40) 상에 정전 흡착된다.
미리 정해진 가스가 가스 샤워 헤드(38)로부터 샤워형으로 챔버(10) 내에 도입되고, 미리 정해진 파워의 플라즈마 여기용의 고주파 전력(HF)이 배치대(12)에 인가된다. 도입된 가스가 고주파 전력(HF)에 의해 전리 및 해리함으로써 플라즈마가 생성되고, 플라즈마의 작용에 의해 웨이퍼(W)에 에칭 등의 플라즈마 처리가 실시된다. 배치대(12)에는 이온 인입용의 고주파 전력(LF)이 인가되어도 좋다. 플라즈마 에칭 종료 후, 웨이퍼(W)는 챔버(10) 밖으로 반출된다.
[고주파 전력과 입열량의 관계를 나타내는 그래프의 작성예]
다음에, 본 실시형태에 따른 온도 제어를 행하기 위한 고주파 전력과 입열량의 관계를 나타내는 관계식에 대해서, 도 2의 그래프를 참조하면서 설명한다. 도 2는 고주파 전력과 입열량의 관계를 나타내는 관계식을 도시한 그래프의 일례를 나타낸다. 고주파 전력과 입열량의 관계를 나타내는 관계식을 도시한 그래프의 작성은 이하의 순서로 행해진다.
우선, 플라즈마 여기용의 고주파 전력(HF) 및 이온 인입용의 고주파 전력(LF)이 배치대(12)에 인가되었을 때의 정전 척(40)의 온도가 온도 센서(77)에 의해 측정된다. 측정된 온도는 제어부(50)에 송신된다. 플라즈마 여기용의 고주파 전력(HF) 및 이온 인입용의 고주파 전력(LF)의 상승에 대응하여, 측정된 온도에 따른 플라즈마로부터의 입열량을 플롯함으로써, 고주파 전력과 입열량의 관계를 나타내는 그래프가 작성된다.
도 2의 예에서는, 플라즈마 여기용의 고주파 전력(HF) 및 이온 인입용의 고주파 전력(LF)의 합계 전력값(x)을 횡축에 나타내고, 측정된 온도에 따른 입열량(y)을 종축에 나타낸다. 이에 의해, 고주파 전력에 대한 입열량을 정량화할 수 있다. 도 2의 관계식(y2=0.0097x2)은 배치대(12)의 센터부(C), 미들부(M), 엣지부(E), 베리 엣지부(VE)에 있어서의 고주파 전력(x2)에 대한 입열량(y2)을 나타낸다. 관계식(y1=0.0112x1)은 포커스 링(18)에 있어서의 고주파 전력(x1)에 대한 입열량(y1)을 나타낸다.
도 2의 R2는 관계식(y1=0.0112x1), 관계식(y2=0.0112x2)의 신뢰성을 나타내는 값이며, 각 플롯에 기초하여 최소 제곱법을 이용하여 유도한 직선(y1, y2)의 신뢰성을 산출한 결과를 나타낸다. R2가 1에 가까울수록 관계식(y1, y2)의 신뢰성이 높은 것을 나타낸다. 이에 따르면, 관계식(y1, y2)의 신뢰성이 높은 것을 알 수 있다.
또한, 도 2에 나타내는 고주파 전력과 입열량의 관계를 나타내는 관계식(y1, y2)은 미리 정해진 프로세스에 있어서의 에칭에 있어서 얻어진 결과의 일례이다. 그 에칭에서는, 플라즈마 처리 장치(1) 내의 압력이 40 mT(5.33 ㎩)로 제어되고, 플라즈마 처리 장치(1) 내에 4불화탄소(CF4) 가스 및 아르곤(Ar) 가스가 공급되며, 고주파 전력(HF, LF)이 인가된다. 이러한 프로세스 조건에 있어서 생성되는 플라즈마에 의해 에칭이 실행되었을 때의 온도 센서(77)의 측정값에 기초하여 관계식(y1, y2)이 유도된다. 이와 같이, 도 2의 고주파 전력과 입열량의 관계를 나타내는 관계식은 하나의 프로세스 조건에 기초하여 작성된 고주파 전력과 입열량의 관계를 나타내는 것에 지나지 않는다.
따라서, 다른 프로세스 조건에 있어서, 플라즈마 처리 장치(1)로 에칭이 실행되었을 때의 온도 센서(77)의 측정값을 사용하여 고주파 전력과 입열량의 관계를 나타내는 다른 관계식을 유도할 수 있다.
또한, 고주파 전력과 입열량의 관계를 나타내는 관계식은, 가스종, 압력, 가스 유량 등의 프로세스 조건이 상이하면 달라진다. 예컨대, 플라즈마로부터의 입열량은 플라즈마의 전자 밀도, 플라즈마의 이온 밀도, 이온을 인입하는 고주파 전력(LF) 및 플라즈마를 생성하는 고주파 전력(HF) 등의 값에 따라 결정된다. 예컨대 가스종이 상이하면 생성되는 이온의 크기가 상이하기 때문에, 플라즈마로부터의 입열량이 변화한다. 즉, 가스종은 플라즈마로부터의 입열량을 변화시키는 요인이 된다. 마찬가지로 압력도 플라즈마로부터의 입열량을 변화시키는 요인이 된다. 또한, 가스 샤워 헤드(38)로부터 공급하는 가스가 핫 가스인 경우, 핫 가스가 플라즈마 이외로부터의 입열량이 된다.
이 때문에, 고주파 전력(HF, LF)과 입열량의 관계를 나타내는 관계식을 측정에 의해 프로세스마다 구하고, 생성한 데이터 테이블을 미리 기록부에 기록한다. 또한, 핫 가스의 유량과 입열량의 관계를 나타내는 관계식을 측정에 의해 구하고, 생성한 데이터 테이블을 미리 기록부에 기록하여도 좋다.
도 2의 고주파 전력과 입열량의 관계식(y1, y2)은 플라즈마 여기용의 고주파 전력(HF) 및 이온 인입용의 고주파 전력(LF)의 합계 전력값과 입열량의 관계를 나타낸다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 플라즈마 여기용의 고주파 전력(HF)과 입열량의 관계를 나타내는 관계식을 도출하여도 좋다. 또한, 이온 인입용의 고주파 전력(LF)과 입열량의 관계를 나타내는 관계식을 도출하여도 좋다. 또한, 본 실시형태에서는, 플라즈마 여기용의 고주파 전력(HF)은 배치대(12)에 인가되지만, 이에 한정되지 않고, 플라즈마 여기용의 고주파 전력(HF)은 가스 샤워 헤드(38)에 인가되어도 좋다.
이와 같이 하여 작성된 고주파 전력과 입열량의 관계를 나타내는 관계식의 데이터 테이블은, 본 실시형태에 따른 온도 제어 방법이 실행되기 전에 수집되어, 기록부가 RAM(53) 또는 HDD(54) 등에 보존하여, 관리한다. 데이터 테이블에 기록되는 관계식(y2)은 플라즈마 처리 장치(1)에 인가되는 고주파 전력과 배치대(12)에의 입열량의 관계를 나타내는 제1 관계 정보의 일례이다. 기록부에 기록되는 관계식(y1)은 플라즈마 처리 장치(1)에 인가되는 고주파 전력과 포커스 링에의 입열량과의 관계를 나타내는 제2 관계 정보의 일례이다.
제어부(50)는 기록부에 기록되어 있는 다수의 관계식으로부터, 다음에 실행하는 플라즈마 처리의 프로세스 조건에 합치한 관계식을 선택하여, 배치대(12)의 온도 제어에 사용한다.
실제의 에칭 등의 플라즈마 처리에 있어서, 고주파 전력(HF, LF)이 온된 경우, 관계식(y1, y2)으로 산출되는 입열량분만큼 히터(75)와 브라인의 온도차가 적어진다. 히터(75)의 출력값은 브라인과 히터(75)의 온도차에 따라 결정된다. 즉, 히터(75)와 브라인의 온도차가 적어지면 히터(75)의 출력이 저하한다. 히터(75)의 출력값이 「0」이 되면 히터(75)의 제어가 불능해져, 웨이퍼(W)의 온도 제어가 곤란해진다. 따라서, 웨이퍼(W)의 온도 제어가 곤란해지는 것을 회피하기 위해, 히터(75)의 출력값을 「0」보다 크게 할 필요가 있다. 따라서, 본 실시형태에 따른 온도 제어 방법에서는, 고주파 전력(HF, LF)가 인가되어 히터(75)와 브라인과의 온도차가 감소한 분만큼, 히터(75)의 출력값을 변경시켜 브라인과 히터(75)의 온도차를 확보한다. 이에 의해, 히터(75)의 출력값이 「0」이 되는 것에 따른 히터(75)의 제어 불능을 회피할 수 있다. 이하의 온도 제어에서는, 전제로서 브라인의 온도는 히터(75)의 온도보다 낮게 제어하도록 되어 있다.
[배치대의 온도 제어 처리예]
본 실시형태에 따른 온도 제어 방법에서는, 브라인과 히터(75)의 온도차를 확보하기 위해, 히터(75)의 출력값을 변경시킨다. 본 실시형태에 따른 온도 제어 처리의 일례에 대해서, 도 3의 흐름도를 참조하면서 설명한다.
도 3의 처리가 개시되면, 제어부(50)는 고주파 전력과 입열량의 관계식(관계 정보)을 기록한 데이터 테이블을 취득한다(단계 S10). 기록부에 복수의 데이터 테이블이 기록되어 있는 경우, 제어부(50)는 다음에 실행하는 플라즈마 처리의 프로세스 조건에 합치한 데이터 테이블을 선택한다. 이에 의해, 예컨대 도 2에 나타내는 데이터 테이블이 선택되었다고 한다.
다음에, 제어부(50)는 도 2에 나타내는 관계식(y2=0.0112x2)에 기초하여 프로세스 레시피에 설정되어 있는 고주파 전력(HF, LF)의 합계 전력값에 대한 제1 입열량을 산출한다(단계 S12). 예컨대, 고주파 전력(HF, LF)의 합계 전력값이 2000 W인 경우, 제1 입열량은 20℃로 산출된다.
도 3으로 되돌아가서, 다음에, 제어부(50)는 브라인과 센터부, 미들부, 엣지부, 베리 엣지부의 히터(75a, 75b, 75c, 75d)의 설정 온도의 차분이 제1 입열량에 따른 온도차가 되도록 각 부의 히터(75)의 온도를 제어한다(단계 S14).
예컨대, 도 4의 (a) 및 (b)는 고주파 전력(HF, LF)이 오프인 경우의 브라인(Brine)에 대한 센터부(C), 미들부(M), 엣지부(E), 베리 엣지부(VE) 및 포커스 링의 온도 제어용의 오퍼레이션 맵의 일례를 나타낸다. 도 4의 (b)는 도 4의 (a)에 나타낸 브라인과 히터(75)의 온도차에 따른 센터부(C), 미들부(M), 엣지부(E), 베리 엣지부(VE)의 각각에 부착된 히터(75)의 온도 제어 범위를 나타내는 오퍼레이션 맵의 일례이다.
고주파 전력(HF, LF)이 오프되어 있는 경우, 플라즈마로부터의 입열량은 「0」이다. 이 경우, 도 4의 (a)에 일례를 나타내는 바와 같이, 제어부(50)가 설정하는 배치대(12)의 면 내의 미들부, 엣지부, 베리 엣지부의 온도는 온도 센서(77)에 의해 측정한 센터부와 브라인의 온도차에 기초하여 이하와 같이 제어된다.
·미들부의 온도 제어
(1) 센터부의 온도(C)가 브라인의 온도보다 20℃∼30℃ 높은 경우 미들부의 온도(M: Middle Temp.)는, 센터부의 온도(C: Center Temp.)보다 0℃∼20℃ 높은 온도로 제어
(2) 센터부의 온도(C)가 브라인의 온도보다 30℃∼40℃ 높은 경우 미들부의 온도(M)는, 센터부의 온도(C)보다 0℃∼20℃ 높은 온도로 제어
(3) 센터부의 온도(C)가 브라인의 온도보다 40℃∼50℃ 높은 경우 미들부의 온도(M)는, 센터부의 온도(C)보다 0℃∼20℃ 높은 온도로 제어
(4) 센터부의 온도(C)가 브라인의 온도보다 50℃∼60℃ 높은 경우 미들부의 온도(M)는, 센터부의 온도(C)보다 0℃∼20℃ 높은 온도로 제어
(6) 센터부의 온도(C)가 브라인의 온도보다 60℃∼70℃ 높은 경우 미들부의 온도(M)는, 센터부의 온도(C)보다 0℃∼10℃ 높은 온도로 제어
(7) 센터부의 온도(C)가 브라인의 온도보다 70℃ 높은 경우 미들부의 온도(M)는, 센터부의 온도(C)와 동일한 온도로 제어
·엣지부의 온도 제어(Edge Temp.)
상기 (1)∼(7) 중 어느 경우에 있어서도, 이하의 식에 기초하여 엣지부의 온도(E)가 제어된다.
(3×미들부의 온도(M)+베리 엣지부의 온도(VE))/4
·베리 엣지부의 온도 제어
(1) 센터부의 온도(C)가 브라인의 온도보다 20℃∼30℃ 높은 경우 베리 엣지부의 온도(VE: Very Edge Temp.)는, 미들부의 온도(M)와 동일한 온도로 제어
(2) 센터부의 온도(C)가 브라인의 온도보다 30℃∼40℃ 높은 경우 베리 엣지부의 온도(VE)는, 미들부의 온도(M)보다 0℃∼10℃ 높은 온도로 제어
(3) 센터부의 온도(C)가 브라인의 온도보다 40℃∼50℃ 높은 경우 베리 엣지부의 온도(VE)는, 미들부의 온도(M)보다 0℃∼20℃ 높은 온도로 제어
(4) 센터부의 온도(C)가 브라인의 온도보다 50℃∼60℃ 높은 경우 베리 엣지부의 온도(VE)는, 미들부의 온도(M)보다 0℃∼20℃ 높은 온도로 제어
(6) 센터부의 온도(C)가 브라인의 온도보다 60℃∼70℃ 높은 경우 베리 엣지부의 온도(VE)는, 미들부의 온도(M)보다 0℃∼10℃ 높은 온도로 제어
(7) 센터부의 온도(C)가 브라인의 온도보다 70℃ 높은 경우 베리 엣지부의 온도(VE)는, 미들부의 온도(M)와 동일한 온도로 제어
·포커스 링의 온도 제어(Focus Ring Temp.)
브라인의 온도보다 20℃ 이상 높은 온도로서 최대값이 120℃가 되도록 제어
제어부(50)는 센터부∼베리 엣지부의 히터(75a∼75d)와 브라인의 온도차를 70℃ 이하로 제어한다.
또한, 제어부(50)는 센터부의 히터(75a)와 베리 엣지부의 히터(75d)의 온도차를 30℃ 이하로 제어한다.
이상으로부터, 도 4의 (b)의 오퍼레이션 맵에 나타내는 바와 같이, 센터부(C)의 기준 온도에 대하여, 미들부(M), 엣지부(E), 베리 엣지부(VE)의 온도의 하한값은 흰 동그라미 중 최소값, 상한값은 검은 동그라미 중 최대값으로 나타내는 범위에서 각 부의 온도 제어가 행해진다.
예컨대, 센터부의 온도(C)가 브라인의 온도보다 20℃∼30℃ 높은 경우, 센터부(C)에 부착된 히터(75a)의 설정 온도는, 브라인의 온도보다 20℃ 높아지도록 제어된다. 또한, 미들부(M), 엣지부(E), 베리 엣지부(VE)의 각각에 부착된 히터(75b, 75c, 75d)의 설정 온도는, 브라인의 온도보다 20℃∼40℃ 높아지도록 제어된다.
또한, 센터부의 온도(C)가 브라인의 온도보다 30℃∼40℃ 높은 경우, 센터부(C)에 부착된 히터(75a)의 설정 온도는, 브라인의 온도보다 30℃ 높아지도록 제어된다. 또한, 미들부(M)에 부착된 히터(75b)의 설정 온도는, 브라인의 온도보다 30℃∼50℃ 높아지도록 제어된다. 또한, 엣지부(E)에 부착된 히터(75c)의 설정 온도는, 브라인의 온도보다 30℃∼55℃ 높아지도록 제어된다. 또한, 베리 엣지부(VE)에 부착된 히터(75d)의 설정 온도는, 브라인의 온도보다 30℃∼60℃ 높아지도록 제어된다.
그러나, 고주파 전력(HF, LF)이 온(인가)된 경우, 플라즈마로부터 배치대(12)에의 입열량이 발생하기 때문에, 히터(75)의 출력이 저하하여, 브라인과 히터(75)의 온도차가 작아져, 히터(75)의 온도 제어가 불안정해지는 경우가 있다. 이에 대하여, 본 실시형태에서는, 플라즈마로부터의 입열량에 기초하여 히터(75)의 온도를 제어함으로써 히터(75) 및 브라인의 온도 제어의 안정성을 확보한다.
그 일례로서 고주파 전력(HF, LF)의 합계 전력값이 1000 W인 경우의 히터(75)의 온도 제어 방법에 대해서, 도 5를 참조하면서 설명한다. 도 5의 (a) 및 (b)는 고주파 전력(HF, LF)의 합계 전력값이 1000 W인 경우의 브라인에 대한 센터부(C), 미들부(M), 엣지부(E), 베리 엣지부(VE) 및 포커스 링(18)의 온도 제어용의 오퍼레이션 맵의 일례를 나타낸다. 도 5의 (b)는 도 5의 (a)에 나타낸 브라인과 히터(75)의 온도차에 따른 센터부(C), 미들부(M), 엣지부(E), 베리 엣지부(VE)의 각각에 부착된 히터(75)의 온도 제어 범위를 나타내는 오퍼레이션 맵의 일례이다.
제어부(50)는 도 2에 나타내는 관계식(y2=0.0097x2)에 기초하여 고주파 전력(HF, LF)의 합계 전력값이 1000 W인 경우, 플라즈마로부터의 입열량에 의해 배치대(12) 내의 히터(75a, 75b, 75c, 75d)에 입력되는 온도를 10℃로 산출한다.
이 결과, 제어부(50)는 도 5의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 센터부(C)∼베리 엣지부(VE)의 각 부의 히터(75)와 브라인의 온도차를 도 4의 (a) 및 (b)의 고주파 전력(HF, LF)이 오프되어 있는 경우의 온도차+10℃의 온도차로 제어한다. 즉, 도 4에 나타내는 센터부의 히터(75a)와 브라인의 온도차가 10℃ 피치로 설정된 오퍼레이션 맵의 10℃ 피치의 온도 제어대를 하나 우측으로 시프트시킨 도 5의 오퍼레이션 맵을 생성한다. 이에 의해, 제어부(50)는 도 5의 오퍼레이션 맵을 이용하여, 고주파 전력(HF, LF)이 오프되어 있는 경우의 온도차+10℃의 온도차로 각 부의 히터(75)의 온도를 제어할 수 있다. 이에 의해, 플라즈마로부터의 입열량을 고려한 히터(75)와 브라인의 온도차가 얻어지도록 히터(75)의 온도가 제어되어, 히터(75) 및 브라인의 온도 제어가 불안정해지는 것을 회피할 수 있다.
마찬가지로 하여, 고주파 전력(HF, LF)의 합계 전력값이 2000 W인 경우의 브라인에 대한 센터부(C)∼베리 엣지부(VE)의 온도 제어용의 오퍼레이션 맵의 일례를 도 6의 (a) 및 (b)에 나타낸다. 제어부(50)는 각 부의 히터(75)와 브라인의 온도차가 도 4의 (a) 및 (b)에 나타내는 고주파 전력(HF, LF)이 오프되어 있는 경우의 온도차에, 도 2의 그래프에 기초하여 20℃를 가산한 값이 되도록 각 부의 히터(75)의 온도를 제어한다. 그때, 제어부(50)는 도 4의 오퍼레이션 맵의 10℃ 피치의 온도 제어대를 두개 우측으로 시프트시킨 도 6의 오퍼레이션 맵을 생성한다. 그리고, 제어부(50)는 도 6의 오퍼레이션 맵에 기초한 설정 온도로 각 부의 히터(75)의 온도를 제어한다.
마찬가지로 하여, 고주파 전력(HF, LF)의 합계 전력값이 3000 W인 경우의 브라인에 대한 센터부(C)∼베리 엣지부(VE)의 온도 제어용의 오퍼레이션 맵의 일례를 도 7의 (a) 및 (b)에 나타낸다. 제어부(50)는 각 부의 히터(75)와 브라인의 온도차가 도 4의 (a) 및 (b)에 나타내는 고주파 전력(HF, LF)이 오프되어 있는 경우의 온도차에, 도 2의 그래프에 기초하여 30℃를 가산한 값이 되도록 각 부의 히터(75)의 온도를 제어한다. 그때, 제어부(50)는 도 4의 오퍼레이션 맵의 10℃ 피치의 온도 제어대를 세개 우측으로 시프트시킨 도 7의 오퍼레이션 맵을 생성한다. 그리고, 제어부(50)는 도 7의 오퍼레이션 맵에 기초한 설정 온도로 각 부의 히터(75)의 온도를 제어한다.
마찬가지로 하여, 고주파 전력(HF, LF)의 합계 전력값이 4000 W인 경우의 브라인에 대한 센터부(C)∼베리 엣지부(VE)의 온도 제어용의 오퍼레이션 맵의 일례를 도 8의 (a) 및 (b)에 나타낸다. 제어부(50)는 각 부의 히터(75)와 브라인의 온도차가 도 4의 (a) 및 (b)에 나타내는 고주파 전력(HF, LF)이 오프되어 있는 경우의 온도차에, 도 2의 그래프에 기초하여 40℃를 가산한 값이 되도록 각 부의 히터(75)의 온도를 제어한다. 그때, 제어부(50)는 도 4의 오퍼레이션 맵의 10℃ 피치의 온도 제어대를 네개 우측으로 시프트시킨 도 8의 오퍼레이션 맵을 생성한다. 그리고, 제어부(50)는 도 8의 오퍼레이션 맵에 기초한 설정 온도로 각 부의 히터(75)의 온도를 제어한다.
이에 의해, 브라인과 히터(75)의 온도차가, 고주파 전력(HF, LF)이 오프되어 있는 경우의 브라인과 히터(75)의 온도차에 플라즈마로부터의 입열량에 대응하는 온도를 가산한 값이 되도록 각 부의 히터(75)의 온도를 제어할 수 있다. 이 결과, 히터(75)와 브라인의 온도차가 작아짐으로써 생기는 제어의 불안정을 회피할 수 있다.
또한, 도 5∼도 8에 나타내는 오퍼레이션 맵에 의한 온도 제어의 경우, 도 4에 나타내는 온도 제어와 마찬가지로, 제어부(50)는 센터부∼베리 엣지부의 히터(75a∼75d)와 브라인의 온도차를 70℃ 이하로 제어한다. 또한, 제어부(50)는 센터부의 히터(75a)와 베리 엣지부의 히터(75d)의 온도차를 30℃ 이하로 제어한다.
또한, 본 실시형태에서는, 제어부(50)는 도 2의 그래프의 관계식(y1=0.0112x1)에 기초하여, 고주파 전력(HF, LF)의 합계 전력값에 대한 포커스 링(18)에의 입열량을 산출한다. 제어부(50)는 브라인의 온도에, 산출 결과에 기초한 온도를 가산한 값 이상으로서 최대값이 120℃를 넘지 않도록 포커스 링(18)의 온도를 제어하여도 좋다.
도 3에서는, 단계 S16에 있어서, 제어부(50)는 도 2의 그래프의 관계식(y1=0.0112x1)에 기초하여, 고주파 전력(HF, LF)의 합계 전력값에 대한 포커스 링(18)에의 제2 입열량을 산출한다.
또한, 도 5∼도 8에 나타내는 오퍼레이션 맵에 따르면, 고주파 전력(HF, LF)의 합계 전력값이 1000 W인 경우, 제어부(50)는 포커스 링(18)의 온도를, 브라인의 온도보다 35℃ 이상 높은 온도로서 최대값이 120℃가 되도록 제어한다(도 5). 고주파 전력(HF, LF)의 합계 전력값이 2000 W인 경우, 제어부(50)는 포커스 링(18)의 온도를, 브라인의 온도보다 45℃ 이상 높은 온도로서 최대값이 120℃가 되도록 제어한다(도 6). 고주파 전력(HF, LF)의 합계 전력값이 3000 W인 경우, 제어부(50)는 포커스 링(18)의 온도를, 브라인의 온도보다 55℃ 이상 높은 온도로서 최대값이 120℃가 되도록 제어한다(도 7). 고주파 전력(HF, LF)의 합계 전력값이 4000 W인 경우, 제어부(50)는 포커스 링(18)의 온도를, 브라인의 온도보다 65℃ 이상 높은 온도로서 최대값이 120℃가 되도록 제어한다(도 8).
다음에, 제어부(50)는 브라인과 포커스 링(18)의 히터(75d)의 온도차가 제2 입열량에 따른 온도차가 되도록 히터(75d)의 온도를 제어한다(단계 S18). 그리고, 본 처리를 종료한다.
고주파 전력(HF, LF)이 온된 경우, 플라즈마로부터의 입열량이 발생하기 때문에, 히터(75)의 출력이 저하하여, 브라인과 히터(75)의 온도차가 작은 영역에 있어서 히터(75)의 온도 제어가 불안정해지는 경우가 있다. 이들의 온도 제어를 안정시키기 위해서는, 종래, 히터(75)의 온도와 브라인의 온도를 따로따로 제어할 필요가 있어, 번잡하였다. 이에 대하여, 본 실시형태에서는, 고주파 전력과 입열량의 관계를 나타내는 데이터 테이블을 미리 작성하고, 고주파 전력과 입열량의 관계를 나타내는 데이터 테이블에 기초하여, 플라즈마로부터의 입열량에 따른 히터(75)의 온도 제어 범위를 예상할 수 있다. 이에 의해, 히터(75) 및 브라인의 온도 제어의 안정성을 확보할 수 있다.
상기 실시형태에서는, 히터(75)와 브라인의 미리 정해진 것 이상의 온도차를 확보하기 위해, 히터(75)의 온도가 제어되었다. 그러나, 제어부(50)는 히터(75)의 온도 제어 대신에 브라인의 온도를 제어하여도 좋고, 히터(75)와 브라인의 온도를 양방 제어하여도 좋다. 즉, 히터(75)의 온도 및 브라인의 온도 중 적어도 어느 하나를 제어함으로써, 히터(75)와 브라인의 온도차가 지나치게 작아지지 않도록 할 수 있어, 플라즈마로부터의 입열량을 고려하여 히터(75) 및 브라인의 온도 제어의 안정성을 확보할 수 있다.
브라인의 온도를 제어하는 경우의 일례로서는, 칠러 유닛(71)에 고온 브라인층과 저온 브라인층을 마련하고, 이들의 층을 전환함으로써 고속으로 브라인의 온도 제어를 행하는 방법을 들 수 있다.
상기 실시형태에서는, 센터부(C)와 브라인의 온도차를 기준으로 하여 오퍼레이션 맵이 생성되었다. 그러나, 오퍼레이션 맵의 생성은 이에 한정되지 않고 미들부(M), 엣지부(E), 베리 엣지부(VE) 중 어느 하나와 브라인의 온도차를 기준으로 하여 오퍼레이션 맵을 생성하여도 좋다. 오퍼레이션 맵은 고주파 전력과 입열량과의 관계를 나타내는 관계식으로부터 자동으로 생성 가능하다.
(입열량과의 관계를 나타내는 그래프의 다른 예)
마지막으로, 입열량과의 관계를 나타내는 관계식을 도시한 그래프의 다른 예에 대해서 설명한다. 도 9는 고주파 전력(HF, LF)의 합계 전력값과 플라즈마로부터의 입열량의 관계식을 도시한 그래프의 다른 예를 나타낸다. 도 2는 배치대(12)의 센터부∼베리 엣지부에 대한 입열량을 동일하게 하여 관계식(y2)에 따라 고주파 전력(HF, LF)의 합계 전력값과 입열량의 관계를 나타낸다. 이에 대하여, 도 9는 배치대(12)의 센터부로부터 엣지부에 대한 입열량을 동일하게 하여, 관계식(y2)에 따라 고주파 전력(HF, LF)의 합계 전력값과 입열량의 관계를 나타낸다. 베리 엣지부 에 대해서는, 관계식(y3)에 의해 고주파 전력(HF, LF)의 합계 전력값과 입열량의 관계가 나타난다. 이에 따라, 브라인의 냉매관(70)의 위치에 의해 센터부∼엣지부에의 플라즈마로부터의 입열량보다 베리 엣지부에의 입열량이 높아지는 경우를 고려하여 히터(75)의 온도 제어를 보다 정밀도 좋게 행할 수 있다.
상기 실시형태에서는, 고주파 전력(HF, LF)의 인가에 의한 플라즈마로부터의 입열량의 변화에 기초하여 히터(75)의 온도를 제어하고, 다른 요인에 의한 입열량의 변화는 고려하지 않았다. 그러나, 본 실시형태의 온도 제어 방법은, 고주파 전력뿐만 아니라, 핫 가스 등의 플라즈마 이외의 입열량을 고려하여 히터나 브라인을 온도 제어하여도 좋다. 이 경우, 핫 가스 등과 입열량의 관계를 나타내는 데이터 테이블을 미리 작성하고, 핫 가스 등과 입열량의 관계를 나타내는 관계식에 기초하여, 플라즈마 이외로부터의 입열량에 따른 히터(75)의 온도 제어 범위를 예상할 수 있다. 상기 플라즈마로부터의 입열량에 따른 히터(75)의 온도 제어 범위와 조합함으로써, 히터(75) 및 브라인의 온도 제어의 안정성을 보다 확보할 수 있다. 또한, 브라인과 히터(75)란, 플라즈마 처리 장치에 마련된 온도 조정 기구의 일례이다.
이상, 배치대의 온도 제어 방법 및 플라즈마 처리 장치를 상기 실시형태에 의해 설명하였지만, 본 발명에 따른 배치대의 온도 제어 방법 및 플라즈마 처리 장치는 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 범위 내에서 여러 가지 변형 및 개량이 가능하다. 상기 복수의 실시형태에 기재된 사항은, 모순되지 않는 범위에서 조합할 수 있다.
예컨대, 본 발명의 온도 제어 방법은 미리 도출된 고주파 전력이나 핫 가스의 양과 입열량의 관계를 나타내는 관계식에 기초하여, 히터나 브라인의 온도에 더하여, 가스 샤워 헤드(38)의 온도, 챔버(10)의 내벽이나 디포지션 실드의 온도 제어를 하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 배치대의 온도 제어 방법은 용량 결합형 플라즈마(CCP: Capacitively Coupled Plasma) 장치뿐만 아니라, 그 외의 플라즈마 처리 장치에 적용 가능하다. 그 외의 플라즈마 처리 장치로서는, 유도 결합형 플라즈마(ICP: Inductively Coupled Plasma), 레이디얼 라인 슬롯 안테나를 이용한 플라즈마 처리 장치, 헬리콘파 여기형 플라즈마(HWP: Helicon Wave Plasma) 장치, 전자 사이클로트론 공명 플라즈마(ECR: Electron Cyclotron Resonance Plasma) 장치 등이어도 좋다.
본 명세서에서는, 에칭 대상으로서 반도체 웨이퍼(W)에 대해서 설명하였지만, LCD(Liquid Crystal Display), FPD(Flat ㎩nel Display) 등에 이용되는 각종 기판이나, 포토 마스크, CD 기판, 프린트 기판 등이어도 좋다.
1: 플라즈마 처리 장치
10: 챔버
12: 배치대(하부 전극)
18: 포커스 링
28: 배기 장치
31: 제1 고주파 전력
32: 제2 고주파 전력
38: 가스 샤워 헤드(상부 전극)
40: 정전 척
44: 교류 전원
47: 급전선
50: 제어부
62: 가스 공급원
70: 냉매관
71: 칠러 유닛
75: 히터
77: 온도 센서

Claims (8)

  1. 플라즈마 처리 장치 내에서 기판을 배치하는 배치대의 온도 제어 방법에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 장치 내에는 상기 배치대를 냉각하는 냉각 기구 및 상기 배치대를 가열하는 제1 가열 기구를 포함하는 온도 조정 기구가 마련되고,
    상기 플라즈마 처리 장치 내에 인가되는 고주파 전력과 상기 배치대에의 입열량의 관계를 나타내는 제1 관계 정보를 측정에 의해 구하며, 미리 기록부에 기록된 데이터 테이블에 기초하여, 미리 정해진 프로세스로 인가되는 고주파 전력에 대한 제1 입열량을 산출하고,
    상기 냉각 기구와 상기 제1 가열 기구의 설정 온도의 차분의 제어 허용 범위를 입열량에 따라 단계적으로 설정하며, 미리 상기 기록부에 기억한 오퍼레이션 맵에 기초하여, 상기 냉각 기구와 상기 제1 가열 기구의 설정 온도의 차분이 상기 제1 입열량에 따른 제어 허용 범위 내의 온도가 되도록 상기 제1 가열 기구 및 상기 냉각 기구 중 적어도 어느 하나의 온도를 제어하는, 배치대의 온도 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가열 기구는 상기 배치대의 면 내를 복수의 존으로 나누어 존마다 가열하는 것이 가능하고,
    상기 기록부에는, 상기 냉각 기구와 상기 제1 가열 기구의 설정 온도의 차분의 제어 허용 범위를 입열량에 따라 존마다 단계적으로 설정한 오퍼레이션 맵이 기록되며,
    상기 오퍼레이션 맵에 기초하여, 상기 복수의 존의 각각에 대하여, 상기 제1 입열량에 따른 제어 허용 범위 내의 온도가 되도록 상기 제1 가열 기구의 각 존의 온도 및 상기 냉각 기구의 온도 중 적어도 어느 하나를 제어하는, 배치대의 온도 제어 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 온도 조정 기구는 상기 배치대의 주위를 둘러싸는 포커스 링을 가열하는 제2 가열 기구를 포함하고,
    상기 기록부에는, 상기 플라즈마 처리 장치 내에 인가되는 고주파 전력과 상기 포커스 링에의 입열량의 관계를 나타내는 제2 관계 정보를 측정에 의해 구한 데이터 테이블이 기록되며,
    상기 데이터 테이블에 기초하여, 미리 정해진 프로세스로 인가되는 고주파 전력에 대한 제2 입열량을 산출하고,
    상기 오퍼레이션 맵에 기초하여, 상기 냉각 기구와 상기 제2 가열 기구의 설정 온도의 차분이 상기 제2 입열량에 따른 제어 허용 범위 내의 온도가 되도록 상기 제2 가열 기구 및 상기 냉각 기구 중 적어도 어느 하나의 온도를 제어하는, 배치대의 온도 제어 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 가열 기구와 상기 냉각 기구의 온도의 차분이 70℃ 이하가 되도록, 상기 제1 가열 기구 및 상기 냉각 기구 중 적어도 어느 하나의 온도를 제어하는, 배치대의 온도 제어 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 가열 기구의 가장 외측의 존과 가장 내측의 존의 온도의 차분이 30℃ 이하가 되도록, 상기 제1 가열 기구의 각 존의 온도를 제어하는, 배치대의 온도 제어 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 가열 기구는 상기 배치대의 면 내를 상기 배치대의 내측으로부터 외측을 향하여 센터(center)부, 미들(middle)부, 엣지(edge)부 및 베리 엣지(very edge)부의 4개 존으로 나누어 존마다 가열하고,
    상기 제1 가열 기구의 엣지부의 온도가 (3×미들부의 온도+베리 엣지부의 온도)/4로 표시되는 온도가 되도록, 상기 제1 가열 기구의 엣지부의 온도를 제어하는, 배치대의 온도 제어 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 오퍼레이션 맵에 기초하여, 상기 냉각 기구와 상기 제2 가열 기구의 설정 온도의 차분의 하한값이 상기 제2 입열량에 따른 제어 허용 범위 내의 온도가 되고, 또한, 상기 차분의 최대값이 120℃를 넘지 않도록 상기 제2 가열 기구 및 상기 냉각 기구 중 적어도 어느 하나의 온도를 제어하는, 배치대의 온도 제어 방법.
  8. 기판을 배치하는 배치대의 온도 제어를 하는 제어부를 갖는 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 장치 내에는 상기 배치대를 냉각하는 냉각 기구 및 상기 배치대를 가열하는 제1 가열 기구를 포함하는 온도 조정 기구가 마련되고,
    상기 제어부는,
    상기 플라즈마 처리 장치 내에 인가되는 고주파 전력과 상기 배치대에의 입열량의 관계를 나타내는 제1 관계 정보를 측정에 의해 구하며, 미리 기록부에 기록된 데이터 테이블에 기초하여, 미리 정해진 프로세스로 인가되는 고주파 전력에 대한 제1 입열량을 산출하고,
    상기 냉각 기구와 상기 제1 가열 기구의 설정 온도의 차분의 제어 허용 범위를 입열량에 따라 단계적으로 설정하며, 미리 상기 기록부에 기억한 오퍼레이션 맵에 기초하여, 상기 냉각 기구와 상기 제1 가열 기구의 설정 온도의 차분이 상기 제1 입열량에 따른 제어 허용 범위 내의 온도가 되도록 상기 제1 가열 기구 및 상기 냉각 기구 중 적어도 어느 하나의 온도를 제어하는, 플라즈마 처리 장치.
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