KR102488147B1 - 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 제어 방법 - Google Patents

플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102488147B1
KR102488147B1 KR1020180063994A KR20180063994A KR102488147B1 KR 102488147 B1 KR102488147 B1 KR 102488147B1 KR 1020180063994 A KR1020180063994 A KR 1020180063994A KR 20180063994 A KR20180063994 A KR 20180063994A KR 102488147 B1 KR102488147 B1 KR 102488147B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coil
plasma processing
focus ring
power
power supply
Prior art date
Application number
KR1020180063994A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180133328A (ko
Inventor
야스히로 도베
쥰 히로세
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20180133328A publication Critical patent/KR20180133328A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102488147B1 publication Critical patent/KR102488147B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623Mechanical discharge control means
    • H01J37/32642Focus rings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715Workpiece holder
    • H01J37/32724Temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917Plasma diagnostics
    • H01J37/32935Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/20Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/2001Maintaining constant desired temperature

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

플라즈마 처리 장치는, 탑재대와, 전원부와, 전원 제어부를 포함한다. 상기 탑재대는 포커스 링이 탑재되는 탑재면을 따라 내부에 코일이 마련된다. 상기 전원부는 상기 코일에 고주파 전압을 인가하도록 구성된다. 상기 전원부는 상기 포커스 링의 소모 정도에 따라서, 상기 코일에 인가되는 고주파 전압의 파워가 증가되도록 상기 전원부를 제어하도록 구성된다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 제어 방법{PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PLASMA CONTROL METHOD}
본 발명의 여러 측면 및 실시 형태는 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 제어 방법 및 플라즈마 제어 프로그램에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 웨이퍼 등의 피처리체에 대해서 플라즈마를 이용해서, 에칭 등의 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치가 알려져 있다. 이러한 플라즈마 처리 장치에서는, 플라즈마의 균일화를 목적으로 피처리체의 외주부에 포커스 링이 설치된다.
일본 공개 특허 공보 제2010-232476호
그런데, 플라즈마 처리 장치에서는, 피처리체에 대해서 플라즈마 처리를 행하면, 포커스 링도 소모된다. 그리고, 플라즈마 처리 장치에서는, 포커스 링이 소모되면, 피처리체에 대한 플라즈마 시스(plasma sheath)의 높이가 변경되어, 에칭 레이트 등의 처리 특성이 변동해 버린다.
개시하는 플라즈마 처리 장치는, 하나의 실시 형태에 있어서, 탑재대와, 전원부와, 전원 제어부를 갖는다. 탑재대는 포커스 링이 탑재되는 탑재면을 따라 내부에 코일이 마련되어 있다. 전원부는 코일에 고주파 전압을 인가한다. 전원 제어부는 포커스 링의 소모 정도에 따라서, 코일에 인가되는 고주파 전압의 파워가 증가되도록 전원부를 제어한다.
개시하는 플라즈마 처리 장치의 하나의 형태에 따르면, 포커스 링의 소모로 인한 처리 특성의 변동을 억제할 수 있다고 하는 효과를 갖는다.
도 1은 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 개략적인 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 제 1 탑재대 및 제 2 탑재대의 주요부 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은 코일의 주요부 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 플라즈마 처리 장치를 제어하는 제어부의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 5는 포커스 링이 소모된 상태의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 플라즈마 제어 처리의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 7(a)는 코일을 구성하는 배선의 배치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7(b)는 코일을 구성하는 배선의 배치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7(c)는 코일을 구성하는 배선의 배치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 코일의 접속 상태의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 코일의 접속 상태의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 코일의 접속 상태의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 11(a)는 코일을 구성하는 배선의 배치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11(b)는 코일을 구성하는 배선의 배치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11(c)는 코일을 구성하는 배선의 배치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는 온도 조정용의 히터를 마련한 경우의 배치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13은 온도 조정용의 히터를 마련한 경우의 배치의 일례를 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조해서 본원이 개시하는 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 제어 방법, 및 플라즈마 제어 프로그램의 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여한다. 또, 본 실시 형태에 의해 개시되는 발명이 한정되는 것은 아니다. 각 실시 형태는 처리 내용을 모순시키지 않는 범위에서 적절히 조합하는 것이 가능하다.
[플라즈마 처리 장치의 구성]
최초에, 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(10)의 개략적인 구성을 설명한다. 도 1은 플라즈마 처리 장치의 개략적인 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 플라즈마 처리 장치(10)는 기밀하게 구성되어 전기적으로 접지 전위로 된 처리 용기(1)를 갖고 있다. 이 처리 용기(1)는 원통형으로 이루어지고, 예를 들면 표면에 양극 산화 피막이 형성된 알루미늄 등으로 구성되어 있다. 처리 용기(1)는 플라즈마가 생성되는 처리 공간을 형성한다. 처리 용기(1) 내에는, 피처리체(work-piece)인 반도체 웨이퍼(이하, 단순히 「웨이퍼」라고 한다.)(W)를 수평으로 지지하는 제 1 탑재대(2)가 수용되어 있다.
제 1 탑재대(2)는 바닥면이 상하 방향으로 향하는 대략 원 기둥 형상을 나타내고 있고, 상측의 바닥면은 웨이퍼(W)가 탑재되는 탑재면(6d)으로 되어 있다. 제 1 탑재대(2)의 탑재면(6d)은 웨이퍼(W)와 동일한 정도의 사이즈로 되어 있다. 제 1 탑재대(2)는 베이스(3)와, 정전 척(6)을 포함하고 있다.
베이스(3)는 도전성의 금속, 예를 들면 알루미늄 등으로 구성되어 있다. 베이스(3)는 하부 전극으로서 기능한다. 베이스(3)는 절연체의 지지대(4)에 지지되어 있다. 지지대(4)는 처리 용기(1)의 바닥부에 설치되어 있다.
정전 척(6)은 상면이 평탄한 원반 형상으로 되고, 해당 상면은 웨이퍼(W)가 탑재되는 탑재면(6d)으로 되어 있다. 정전 척(6)은 평면에서 보았을 때에 제 1 탑재대(2)의 중앙에 설치되어 있다. 정전 척(6)은 전극(6a) 및 절연체(6b)를 갖고 있다. 전극(6a)은 절연체(6b)의 내부에 마련되어 있고, 전극(6a)에는 직류 전원(12)이 접속되어 있다. 정전 척(6)은 전극(6a)에 직류 전원(12)으로부터 직류 전압이 인가됨으로서, 쿨롱의 힘에 의해 웨이퍼(W)를 흡착하도록 구성되어 있다. 또, 정전 척(6)은 절연체(6b)의 내부에 히터(6c)가 마련되어 있다. 히터(6c)는 미도시의 급전 기구를 통해서 전력이 공급되어, 웨이퍼(W)의 온도를 제어한다.
제 1 탑재대(2)는 외주면을 따라 주위에 제 2 탑재대(7)가 마련되어 있다. 제 2 탑재대(7)는 내경이 제 1 탑재대(2)의 외경보다 소정 사이즈 큰 원통 형상으로 형성되고, 제 1 탑재대(2)와 축을 동일하게 해서 배치되어 있다. 제 2 탑재대(7)는 상측의 면이 환상의 포커스 링(5)이 탑재되는 탑재면(7a)으로 되어 있다. 포커스 링(5)은 예를 들면 단결정 실리콘으로 형성되어 있고, 제 2 탑재대(7)에 탑재된다.
제 2 탑재대(7)는 베이스(8)를 포함하고 있다. 베이스(8)는 예를 들면 표면에 양극 산화 피막이 형성된 알루미늄 등으로 구성되어 있다. 베이스(8)는 지지대(4)에 지지되어 있다. 베이스(8)는 코일(9)을 포함하고 있다. 코일(9)의 상세한 구성은 후술한다.
베이스(3)에는, 급전봉(50)이 접속되어 있다. 급전봉(50)에는, 제 1 정합기(11a)를 통해서 제 1 RF 전원(10a)이 접속되고, 또한, 제 2 정합기(11b)를 통해서 제 2 RF 전원(10b)이 접속되어 있다. 제 1 RF 전원(10a)은 플라즈마 발생용의 전원이며, 이 제 1 RF 전원(10a)으로부터는 소정의 주파수의 고주파 전력이 제 1 탑재대(2)의 베이스(3)에 공급되도록 구성되어 있다. 또, 제 2 RF 전원(10b)은 이온 인입용(바이어스용)의 전원이며, 이 제 2 RF 전원(10b)으로부터는 제 1 RF 전원(10a)보다 낮은 소정 주파수의 고주파 전력이 제 1 탑재대(2)의 베이스(3)에 공급되도록 구성되어 있다.
베이스(3)의 내부에는, 냉매 유로(2d)가 형성되어 있다. 냉매 유로(2d)는, 한쪽의 단부에 냉매 입구 배관(2b)이 접속되고, 다른 쪽의 단부에 냉매 출구 배관(2c)이 접속되어 있다. 냉매 유로(2d)는 웨이퍼(W)의 아래쪽에 위치해서 웨이퍼(W)의 열을 흡열하도록 기능한다. 플라즈마 처리 장치(10)는 미도시의 칠러 유닛으로부터 냉매 입구 배관(2b) 및 냉매 출구 배관(2c)을 통해서 냉매 유로(2d) 내에 냉매, 예를 들면 냉각수 등을 순환시키는 것에 의해, 제 1 탑재대(2)의 온도를 제어 가능한 구성으로 되어 있다. 또한, 플라즈마 처리 장치(10)는 웨이퍼(W)나 포커스 링(5)의 이면 측에 냉열 전달용 가스를 공급해서 온도를 개별적으로 제어 가능한 구성으로 해도 좋다. 예를 들면, 제 1 탑재대(2) 등을 관통하도록, 웨이퍼(W)의 이면에 헬륨 가스 등의 냉열 전달용 가스(백 사이드 가스)를 공급하기 위한 가스 공급관이 설치되어도 좋다. 가스 공급관은 가스 공급원에 접속되어 있다. 이들의 구성에 의해, 제 1 탑재대(2)의 상면에 정전 척(6)에 의해 흡착 유지된 웨이퍼(W)를 소정의 온도로 제어한다.
한편, 제 1 탑재대(2)의 위쪽에는, 제 1 탑재대(2)에 평행하게 대면하도록, 상부 전극으로서의 기능을 갖는 샤워 헤드(16)가 마련되어 있다. 샤워 헤드(16)와 제 1 탑재대(2)는 한 쌍의 전극(상부 전극과 하부 전극)으로서 기능한다.
샤워 헤드(16)는 처리 용기(1)의 천정벽 부분에 마련되어 있다. 샤워 헤드(16)는 본체부(16a)와 전극판을 이루는 상부 천정판(16b)을 구비하고 있고, 절연성 부재(95)를 통해서 처리 용기(1)의 상부에 지지된다. 본체부(16a)는 도전성 재료, 예를 들면 표면에 양극 산화 피막이 형성된 알루미늄 등으로 이루어지고, 그 하부에 상부 천정판(16b)을 자유롭게 착탈하도록 지지할 수 있도록 구성되어 있다.
본체부(16a)의 내부에는, 가스 확산실(16c)이 마련되고, 이 가스 확산실(16c)의 하부에 위치하도록, 본체부(16a)의 바닥부에는, 다수의 가스 통류 구멍(16d)이 형성되어 있다. 또, 상부 천정판(16b)에는, 해당 상부 천정판(16b)을 두께 방향으로 관통하도록 가스 도입 구멍(16e)이, 상기 가스 통류 구멍(16d)과 겹치도록 마련되어 있다. 이러한 구성에 의해, 가스 확산실(16c)에 공급된 처리 가스는 가스 통류 구멍(16d) 및 가스 도입 구멍(16e)을 통해서 처리 용기(1) 내에 샤워 형상으로 분산되어 공급된다.
본체부(16a)에는, 가스 확산실(16c)에 처리 가스를 도입하기 위한 가스 도입구(16g)가 형성되어 있다. 이 가스 도입구(16g)에는, 가스 공급 배관(15a)의 일단이 접속되어 있다. 이 가스 공급 배관(15a)의 타단에는, 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급원(15)이 접속된다. 가스 공급 배관(15a)에는, 상류측으로부터 차례로 매스 플로우 콘트롤러(MFC)(15b) 및 개폐 밸브(V2)가 마련되어 있다. 그리고, 처리 가스 공급원(15)으로부터 플라즈마 에칭을 위한 처리 가스가 가스 공급 배관(15a)을 통해서 가스 확산실(16c)에 공급되고, 이 가스 확산실(16c)로부터 가스 통류 구멍(16d) 및 가스 도입 구멍(16e)을 통해서 처리 용기(1) 내에 샤워 형상으로 분산되어 공급된다.
상기 상부 전극으로서의 샤워 헤드(16)에는, 로우 패스 필터(LPF; Low Pass Filter)(71)를 통해서 가변 직류 전원(72)이 전기적으로 접속되어 있다. 이 가변 직류 전원(72)은 온·오프 스위치(73)에 의해 급전의 온·오프가 가능하도록 구성되어 있다. 가변 직류 전원(72)의 전류·전압 및 온·오프 스위치(73)의 온·오프는 후술하는 제어부(100)에 의해 제어된다. 예를 들면, 샤워 헤드(16)는 제 1 RF 전원(10a), 제 2 RF 전원(10b)으로부터 고주파가 제 1 탑재대(2)에 인가되어 처리 공간에 플라즈마가 발생할 때에, 온·오프 스위치(73)가 필요에 따라서 온으로 되어, 소정의 직류 전압이 인가된다.
또, 처리 용기(1)의 측벽으로부터 샤워 헤드(16)의 높이 위치보다 위쪽에 연장하도록 원통형의 접지 도체(1a)가 마련되어 있다. 이 원통형의 접지 도체(1a)는 그 상부에 천정벽을 갖고 있다.
처리 용기(1)의 바닥부에는, 배기구(81)가 형성되어 있고, 이 배기구(81)에는, 배기관(82)을 통해서 제 1 배기 장치(83)가 접속되어 있다. 제 1 배기 장치(83)는 진공 펌프를 가지고 있고, 이 진공 펌프를 작동시킴으로써 처리 용기(1) 내를 소정의 진공도까지 감압할 수 있도록 구성되어 있다. 한편, 처리 용기(1) 내의 측벽에는, 웨이퍼(W)의 반입출구(84)가 마련되어 있고, 이 반입출구(84)에는, 해당 반입출구(84)를 개폐하는 게이트 밸브(85)가 마련되어 있다.
처리 용기(1)의 측부 내측에는, 내벽면을 따라 데포 실드(86)가 마련되어 있다. 데포 실드(86)는 처리 용기(1)에 에칭 부생성물(데포)이 부착하는 것을 방지한다. 이 데포 실드(86)의 웨이퍼(W)와 대략 동일 높이 위치에는, 그라운드에 대한 전위가 제어 가능하게 접속된 도전성 부재(GND 블록)(89)가 마련되어 있고, 이것에 의해 이상 방전이 방지된다. 또, 데포 실드(86)의 하단부에는, 제 1 탑재대(2)를 따라 연장하는 데포 실드(87)가 마련되어 있다. 데포 실드(86, 87)는 자유롭게 착탈 가능하게 구성되어 있다.
상기 구성의 플라즈마 처리 장치(10)는 제어부(100)에 의해 그 동작이 통괄적으로 제어된다. 이 제어부(100)는 예를 들면, 컴퓨터이며, 플라즈마 처리 장치(10)의 각 부를 제어한다. 플라즈마 처리 장치(10)는 제어부(100)에 의해 그 동작이 통괄적으로 제어된다.
[제 1 탑재대(2) 및 제 2 탑재대의 구성]
다음으로, 도 2를 참조해서, 제 1 탑재대(2) 및 제 2 탑재대(7)의 주요부 구성에 대해 설명한다. 도 2는 제 1 탑재대 및 제 2 탑재대의 주요부 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
제 1 탑재대(2)는 베이스(3)와 정전 척(6)을 포함하고 있다. 정전 척(6)은 절연층(30)을 통해서 베이스(3)에 접착되어 있다. 정전 척(6)은 원판 형상을 나타내고, 베이스(3)와 동축으로 되도록 마련되어 있다.
제 2 탑재대(7)는 베이스(8)를 포함하고 있다. 제 2 탑재대(7)의 상면은 포커스 링(5)이 탑재되는 탑재면(7a)으로 되어 있다.
포커스 링(5)은 링 형상의 부재이며, 제 2 탑재대(7)와 동축으로 되도록 탑재면(7a)에 탑재된다.
베이스(8)는 탑재면(7a)을 따라 내부에 코일(9)이 마련되어 있다. 베이스(8)는 적어도 코일(9)의 주위가 유전체로 형성되어 있다. 또한, 베이스(8)는 전부가 유전체로 형성되어도 좋다. 코일(9)은 베이스(8)의 내부를 베이스(8)의 둘레 방향을 따라서 복수회 권선되어 있다. 도 3은 코일의 주요부 구성을 나타내는 도면이다. 예를 들면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 코일(9)은 베이스(8)의 내부를 3회 권선되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 코일(9)을 구성하는 배선(9a)은 단면이 직사각형 형상으로 되고, 내부가 중공 형상으로 되어 있다. 그리고, 배선(9a)은 중공 내가 열 매체의 유로로 되어 있다. 예를 들면, 배선(9a)은 중공의 직사각형 형상의 배관으로 되어 있고, 외주의 둘레면에 도전성의 도전막이 형성되어 있다. 코일(9)은 배선(9a)의 내부에, 미도시의 칠러 유닛으로부터 냉매, 예를 들면 냉각수 등을 순환시키는 것이 가능하도록 되어 있다.
코일(9)은 턴(turn) 마다, 배선(9a)의 둘레 방향의 직경이 서서히 커지도록 배치되어 있고, 각 턴의 배선(9a)이 탑재면(7a)을 따르도록 배치되어 있다. 또, 코일(9)은 각 턴의 배선(9a)의 평탄면이 각각 탑재면(7a)과 평행하게 되도록 배치되어 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 코일(9)의 일단은 제 3 정합기(11c)를 통해서 제 3 RF 전원(10c)이 접속되어 있다. 코일(9)의 타단은 가변 콘덴서(13)에 접속되어 있다. 가변 콘덴서(13)는 정전 용량을 변경 가능하게 되어 있다. 예를 들면, 가변 콘덴서(13)는 회전축에 모터(13a)가 마련되어 있고, 제어부(100)로부터의 제어에 근거해서, 모터(13a)에 의해 회전축을 회전시킴으로써 정전 용량을 변경 가능하게 되어 있다. 제 3 RF 전원(10c)은 포커스 링(5)의 소모에 따른 플라즈마 제어용의 전원이며, 이 제 3 RF 전원(10c)으로부터는 소정의 주파수의 고주파 전력이 코일(9)에 공급되도록 구성되어 있다. 또, 제 3 RF 전원(10c)은 제어부(100)로부터의 제어에 근거해서, 공급하는 고주파 전력의 파워도 변경 가능하게 되어 있다. 제 3 RF 전원(10c)이 공급하는 고주파 전력의 주파수는 제 1 RF 전원(10a) 및 제 2 RF 전원(10b)으로부터 공급되는 고주파 전력과 공진하기 어려운 주파수로 되어 있다. 코일(9)은 제 3 RF 전원(10c)으로부터 고주파 전력이 공급됨으로써, ICP(Inductively Coupled Plasma) 코일로서 기능한다.
코일(9)은 제 3 RF 전원(10c)으로부터의 고주파 전력에 의해 발열하지만, 중공 내에 냉매를 순환시킴으로서 열을 뺀다. 또, 코일(9)은 포커스 링(5)의 아래쪽에 위치하기 때문에, 베이스(8)를 통해서 포커스 링(5)의 열을 흡열하도록 기능한다. 플라즈마 처리 장치(10)는 냉매 유로(2d) 내에 냉매를 순환시킴으로써, 제 2 탑재대(7)의 온도를 제어 가능한 구성으로 되어 있다.
코일(9)은 배선(9a) 사이의 베이스(8)를 구성하는 유전체 부분이 절연층(8a)으로서 기능한다. 코일(9)은 배선(9a) 간의 거리를 작게 해서, 배선(9a)의 상면 평탄부의 면적을 넓게 하는 쪽이 플라즈마 균일성 개선 효과를 기대할 수 있지만, 배선(9a) 간의 절연층(8a)의 두께와의 트레이드 오프로 된다. 코일(9)은 절연층(8a)이 너무 얇으면 절연 파괴 및 이상 방전의 원인으로 될 우려가 있다. 본 실시 형태에서는, 예를 들면, 절연층(8a)의 두께를 1mm 정도로 해서, 코일(9)을 상면측에서 보았을 경우에, 배선(9a)의 상면 평탄부의 면적이 차지하는 비율이 커지도록 구성하고 있다.
[제어부의 구성]
다음으로, 제어부(100)에 대해 상세하게 설명한다. 도 4는 플라즈마 처리 장치를 제어하는 제어부의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도이다. 제어부(100)는 프로세스 콘트롤러(101)와, 유저 인터페이스(102)와, 기억부(103)가 마련되어 있다.
프로세스 콘트롤러(101)는 CPU(Central Processing Unit)를 구비한 플라즈마 처리 장치(10)의 각 부를 제어한다.
유저 인터페이스(102)는 공정 관리자가 플라즈마 처리 장치(10)를 관리하기 위해서 커멘드의 입력 조작을 행하는 키보드나, 플라즈마 처리 장치(10)의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 구성되어 있다.
기억부(103)에는, 플라즈마 처리 장치(10)에서 실행되는 각종 처리를 프로세스 콘트롤러(101)의 제어로 실현되기 위한 제어 프로그램(소프트웨어)이나, 처리 조건 데이터 등이 기억된 레시피가 저장되어 있다. 또, 기억부(103)에는, 포커스 링(5)의 소모로 인한 처리 특성의 변동에 대응하기 위한 각종의 정보가 저장되어 있다. 예를 들면, 기억부(103)에는, 포커스 링(5)의 소모 정도를 나타내는 소모 정보(103a)와, 코일(9)에 공급하는 고주파 전력의 전력량을 나타내는 전력량 정보(103b)가 기억되어 있다. 또한, 제어 프로그램이나 처리 조건 데이터 등의 레시피는 컴퓨터로 판독 가능한 컴퓨터 기록 매체(예를 들면, 하드 디스크, DVD 등의 광디스크, 플렉시블 디스크, 반도체 메모리 등) 등에 저장된 상태의 것을 이용하거나 혹은, 다른 장치로부터 예를 들면 전용 회선을 통해서 수시 전송시켜 온라인에서 이용하거나 하는 것도 가능하다.
프로세스 콘트롤러(101)는 프로그램이나 데이터를 저장하기 위한 내부 메모리를 가지며, 기억부(103)에 기억된 제어 프로그램을 판독하고, 판독한 제어 프로그램의 처리를 실행한다. 프로세스 콘트롤러(101)는 제어 프로그램이 동작함으로써 각종의 처리부로서 기능한다. 예를 들면, 프로세스 콘트롤러(101)는 계측부(101a)와, 전원 제어부(101b)의 기능을 갖는다. 또한, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 프로세스 콘트롤러(101)가 계측부(101a)와 전원 제어부(101b)의 기능을 갖는 경우를 예로 설명하지만, 계측부(101a)와 전원 제어부(101b)의 기능을 복수의 콘트롤러로 분산해서 실현해도 좋다.
그런데, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 플라즈마 에칭 등의 플라즈마 처리를 행하면, 포커스 링(5)이 소모된다. 그리고, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 포커스 링(5)이 소모되면, 포커스 링(5) 부근의 플라즈마 시스의 두께가 감소해서 웨이퍼(W)에 대한 플라즈마 시스의 높이가 변경해서, 에칭 레이트 등의 처리 특성이 변동한다.
플라즈마 처리 장치(10)는 포커스 링(5)이 신품인 상태에서, 웨이퍼(W)에 대한 에칭 레이트나 에칭의 형상이 균일하게 되도록, 각종의 초기 조건이 조정되고 있다. 예를 들면, 도 2에는, 포커스 링(5)이 신품인 상태의 플라즈마 시스(PLASMA sheath) 상태가 나타나 있다. 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 포커스 링(5)이 신품인 상태에서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)에 대한 플라즈마 시스의 높이가 균일하게 되고, 웨이퍼(W)에 대한 에칭 레이트나 에칭의 형상이 균일하게 되도록, 포커스 링(5)의 높이나 제 3 RF 전원(10c)으로부터 코일(9)에 공급하는 고주파 전력의 파워가 조정되고 있다.
그러나, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 플라즈마 처리가 반복됨에 따라, 포커스 링(5)의 표면이 에칭되어 포커스 링(5)이 소모된다. 포커스 링(5)은 플라즈마 처리의 횟수나, 플라즈마 처리의 처리 시간이 길어질수록, 소모 정도도 커진다. 포커스 링(5)은 소모 정도가 크게 되면, 신품으로 교환된다.
도 5는 포커스 링이 소모된 상태의 일례를 나타내는 도면이다. 도 5의 예에서는, 포커스 링(5)의 표면이 에칭되어 포커스 링(5)의 두께가 감소되고, 웨이퍼(W)에 대한 포커스 링(5)의 표면의 높이가 저하하고 있다. 이와 같이 웨이퍼(W)에 대한 포커스 링(5)의 표면의 높이가 저하한 경우, 포커스 링(5) 부근의 플라즈마 시스의 두께가 감소되어 포커스 링(5)의 상부 부근의 플라즈마 시스의 높이가 파선으로 나타내는 바와 같이 저하된다. 이와 같이 포커스 링(5)의 상부 부근의 플라즈마 시스의 높이가 저하하면, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 웨이퍼(W)의 중앙부와 비교해서 웨이퍼(W)의 외주부의 에칭 레이트나 에칭의 형상 등의 처리 특성이 변동해 버린다.
그래서, 계측부(101a)는 포커스 링(5)의 소모를 계측한다. 예를 들면, 계측부(101a)는 신규의 포커스 링으로 교환되고 나서의 플라즈마 처리의 횟수 또는 플라즈마 처리의 누계 처리 시간을 계측한다. 계측부(101a)는 계측한 플라즈마 처리의 횟수 또는 플라즈마 처리의 누계 처리 시간을, 포커스 링(5)의 소모 정도를 나타내는 정보로서, 소모 정보(103a)에 기억시킨다.
전원 제어부(101b)는 포커스 링(5)의 소모 정도에 따라서, 코일(9)에 인가되는 고주파 전압의 파워가 증가되도록 제 3 RF 전원(10c)을 제어한다. 예를 들면, 전원 제어부(101b)는 계측부(101a)에 의해 계측되는 플라즈마 처리의 횟수가 많을수록, 또는, 플라즈마 처리의 누계 처리 시간이 길수록, 코일(9)에 인가되는 고주파 전압의 파워가 증가되도록 제 3 RF 전원(10c)을 제어한다.
플라즈마 처리 장치(10)에서는, 이와 같이 제 3 RF 전원(10c)으로부터 코일(9)에 공급하는 고주파 전압의 파워를 증가시킴으로써, 포커스 링(5)의 전위가 상승하고, 포커스 링(5)의 상부 부근의 플라즈마 시스의 높이를 상승시킬 수 있다. 예를 들면, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 코일(9)에 공급하는 고주파 전압의 파워를 적절히 증가시킴으로써, 포커스 링(5)의 상부 부근의 플라즈마 시스를 증가시키고, 플라즈마 시스를 실선으로 나타내는 높이로 상승시키는 보정을 행할 수 있다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 처리 특성의 변동을 억제할 수 있다.
예를 들면, 플라즈마 처리의 횟수 또는 플라즈마 처리의 누계 처리 시간마다, 처리 특성의 변동이 억제된 상태로 되는 코일(9)로의 고주파 전압의 전력량을 사전에 구해서, 전력량 정보(103b)에 기억시킨다. 이것에 의해, 전력량 정보(103b)에는, 플라즈마 처리의 횟수가 많을수록, 또는, 플라즈마 처리의 누계 처리 시간이 길수록 고주파 전압의 파워가 높아지도록, 플라즈마 처리의 횟수 또는 플라즈마 처리의 누계 처리 시간마다, 고주파 전압의 전력량이 기억된다.
전원 제어부(101b)는 웨이퍼(W)마다, 플라즈마 처리의 소정의 타이밍(예를 들면, 개시의 타이밍)에, 계측부(101a)에 의해 계측된 플라즈마 처리의 횟수 또는 플라즈마 처리의 누계 처리 시간에 대응하는 고주파 전압의 전력량을 전력량 정보(103b)로부터 판독하고, 판독한 전력량의 고주파 전압을 공급하도록 제 3 RF 전원(10c)을 제어한다.
이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 포커스 링(5)의 상부 부근의 플라즈마 시스의 높이를 상승시킬 수 있어, 처리 특성의 변동을 억제할 수 있다.
[제어의 흐름]
다음으로, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(10)를 이용한 플라즈마 제어 처리에 대해 설명한다. 도 6은 플라즈마 제어 처리의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다. 이 플라즈마 제어 처리는 예를 들면, 웨이퍼(W)마다, 플라즈마 처리를 개시하는 소정의 타이밍에 실행된다.
전원 제어부(101b)는 소모 정보(103a)에 기억된 플라즈마 처리의 횟수 또는 플라즈마 처리의 누계 처리 시간을 판독한다(스텝 S10). 전원 제어부(101b)는 판독한 플라즈마 처리의 횟수 또는 플라즈마 처리의 누계 처리 시간에 대응하는 고주파 전압의 전력량을 전력량 정보(103b)로부터 판독한다(스텝 S11). 전원 제어부(101b)는 판독한 전력량의 고주파 전압을 공급하도록 제 3 RF 전원(10c)을 제어한다(스텝 S12).
계측부(101a)는 금회의 플라즈마 처리에 의한 플라즈마 처리의 횟수 또는 플라즈마 처리의 누계 처리 시간을 계측하고, 계측 결과를 소모 정보(103a)에 보존해서(스텝 S13), 처리를 종료한다.
[효과]
본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(10)는 제 2 탑재대(7)와, 제 3 RF 전원(10c)과, 전원 제어부(101b)를 갖는다. 제 2 탑재대(7)는 포커스 링(5)이 탑재되는 탑재면(7a)을 따라 내부에 코일(9)이 마련되어 있다. 제 3 RF 전원(10c)은 코일(9)에 고주파 전압을 인가한다. 전원 제어부(101b)는 포커스 링(5)의 소모 정도에 따라서, 코일(9)에 인가되는 고주파 전압의 파워가 증가되도록 제 3 RF 전원(10c)을 제어한다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(10)는 포커스 링(5)의 소모로 인한 처리 특성의 변동을 억제할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 제 2 탑재대(7)는 코일(9)의 주위가 유전체로 형성되어 있다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(10)는 코일(9)에 인가된 고주파 전압에 의한 고주파가 제 2 탑재대(7)를 투과할 수 있기 때문에, 플라즈마 시스를 효율적으로 증가시킬 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(10)는 코일(9)의 포커스 링(5) 측에 평탄면이 형성되어 있다. 플라즈마 처리 장치(10)는 코일(9)의 포커스 링(5) 측을 평탄화함으로써, 용량 결합 플라즈마의 생성 효율이 향상되기 때문에, 적은 고주파의 전력으로 플라즈마 시스의 균일성을 개선할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(10)는 코일(9)을 구성하는 배선(9a)이 중공 형상으로 되고, 배선(9a)의 중공 내가 열 매체의 유로로 되어 있다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(10)는 고주파 전압의 인가에 의해 코일(9)이 발열하는 경우에도, 배선(9a)의 중공 내를 열 매체가 흐르게 함으로써, 온도를 제어할 수 있다. 또, 플라즈마 처리 장치(10)는 배선(9a)의 중공 내를 열 매체가 흐르게 함으로써, 제 2 탑재대(7)의 온도도 제어할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(10)는 계측부(101a)를 더 갖는다. 계측부(101a)는 신규의 포커스 링(5)으로 교환되고 나서의 플라즈마 처리의 횟수 또는 플라즈마 처리의 누계 처리 시간을 계측한다. 전원 제어부(101b)는 계측되는 플라즈마 처리의 횟수가 많을수록 또는 플라즈마 처리의 누계 처리 시간이 길수록, 코일(9)에 인가되는 고주파 전압의 파워가 증가되도록 제 3 RF 전원(10c)을 제어한다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(10)는 포커스 링(5)의 소모로 인한 처리 특성의 변동을 억제할 수 있다.
이상, 여러 실시 형태에 대해 설명해 왔지만, 상술한 실시 형태로 한정되지 않고 여러 변형 형태를 구성 가능하다. 예를 들면, 상술한 플라즈마 처리 장치(10)는 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치(10)였지만, 제 1 탑재대(2)는 임의의 플라즈마 처리 장치(10)에 채용될 수 있다. 예를 들면, 플라즈마 처리 장치(10)는 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치(10), 마이크로파라고 하는 표면파에 의해 가스를 여기시키는 플라즈마 처리 장치(10)와 같이, 임의 타입의 플라즈마 처리 장치(10)이어도 좋다.
또, 본 실시 형태에서는, 플라즈마 처리의 횟수 또는 플라즈마 처리의 누계 처리 시간마다, 고주파 전압의 전력량을 전력량 정보(103b)에 기억시키고, 전원 제어부(101b)가 전력량 정보(103b)에 근거해서, 코일(9)에 인가되는 고주파 전압의 파워가 증가되도록 제 3 RF 전원(10c)을 제어하는 경우를 예로 설명했다. 그러나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 플라즈마 처리의 횟수 또는 플라즈마 처리의 누계 처리 시간마다, 처리 특성의 변동이 억제된 상태로 되는 코일(9)로의 고주파 전압의 전력량을 연산으로 구하는 연산식을 사전에 구하고, 전원 제어부(101b)가 연산식에 근거해서, 코일(9)에 대해서 공급하는 고주파 전압의 전력량을 증가시키도록 제 3 RF 전원(10c)을 제어해도 좋다. 이 연산식은 전력량 정보(103b)에 기억시켜도 좋다.
또, 플라즈마 처리 장치(10)는, 코일(9)에 대해, 각 턴의 배선(9a)의 위치나 베이스(8)의 반경 방향에 있어서의 배선(9a)의 간격을 변경해서 배치해도 좋다. 도 7(a)는 코일을 구성하는 배선의 배치의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7(a)의 예에서는, 각 턴의 배선(9a)을 동일 높이로 베이스(8)의 반경 방향으로 균등하게 배치한 예를 나타내고 있다. 도 7(b)는 코일을 구성하는 배선의 배치의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7(b)의 예에서는, 각 턴의 배선(9a)을 베이스(8)의 반경 방향 내측일수록 높게 배치한 예를 나타내고 있다. 도 7(c)는 코일을 구성하는 배선의 배치의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7(c)의 예에서는, 각 턴의 배선(9a)을 베이스(8)의 반경 방향 내측일수록 간격을 좁게 해서, 밀도가 높아지도록 배치한 예를 나타내고 있다. 플라즈마 처리 장치(10)는 반경 방향의 내측일수록 포커스 링(5)의 소모가 크고, 플라즈마 시스가 얇아지기 쉽다. 그래서, 도 7(b) 및 도 7(c)에 나타내는 바와 같이 코일(9)의 배선(9a)을 배치함으로써, 얇아지기 쉬운 둘레 방향의 내측의 플라즈마 시스를 많이 증가시킬 수 있다.
또, 본 실시 형태에서는, 코일(9)의 일단은 제 3 정합기(11c)를 통해서 제 3 RF 전원(10c)이 접속되고, 코일(9)의 타단은 가변 콘덴서(13)가 접속되는 경우를 설명했다. 도 8은 코일의 접속 상태의 일례를 나타내는 도면이다. 도 8의 (a)에는, 코일의 접속 상태가 나타나 있다. 도 8의 (b)에는, 제 2 탑재대의 주요부 구성이 나타나 있다. 도 8의 (a), (b)의 예에서는, 코일(9)의 배선(9a)의 일단(9b)은 제 3 정합기(11c)를 통해서 제 3 RF 전원(10c)이 접속되고, 코일(9)의 타단(9c)은 가변 콘덴서(13)가 접속되어 있다. 그러나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 코일(9)의 일단은 제 3 정합기(11c)를 통해서 제 3 RF 전원(10c)이 접속되고, 코일(9)의 도중의 고주파의 진폭의 마디로 되는 위치를 접지시켜도 좋다. 도 9는 코일의 접속 상태의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 도 9의 (a)에는, 코일의 접속 상태가 나타나 있다. 도 9의 (b)에는, 제 2 탑재대의 주요부 구성이 나타나 있다. 도 9의 (a), (b)의 예에서는, 코일(9)의 배선(9a)의 일단(9b)은 제 3 정합기(11c)를 통해서 제 3 RF 전원(10c)이 접속되고, 코일(9)의 도중의 고주파의 진폭의 마디로 되는 위치(9d)가 접지되어 있다. 또, 예를 들면, 코일(9)의 일단은 제 3 정합기(11c)를 통해서 제 3 RF 전원(10c)이 접속되고, 코일(9)의 타단은 개방단으로 해도 좋다. 도 10은 코일의 접속 상태의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 도 10의 (a)에는, 코일의 접속 상태가 나타나 있다. 도 10의 (b)에는, 제 2 탑재대의 주요부 구성이 나타나 있다. 도 10의 (a), (b)의 예에서는, 코일(9)의 배선(9a)의 일단(9b)은 제 3 정합기(11c)를 통해서 제 3 RF 전원(10c)이 접속되고, 코일(9)의 타단(9c)은 개방단으로 되어 있다.
또, 코일(9)의 배선(9a)은 외주의 주위면 전체에 도전성의 도전막이 형성되어 있지 않아도 좋다. 예를 들면, 코일(9)의 배선(9a)은 탑재면(7a) 측으로 되는 평탄면에만 도전성의 도전막이 형성되어 있어도 좋다.
또, 코일(9)의 발열이 적고, 냉각의 필요성이 없는 경우, 배선(9a)은 내부를 중공 형상으로 하지 않아도 된다. 도 11(a)는 코일을 구성하는 배선의 배치의 일례를 나타내는 도면이다. 도 11(a)의 예에서는, 코일(9)을 구성하는 배선(9a)을 중공 형상으로 하지 않고, 배선(9a) 전체를 도전성 부재로 형성한 예를 나타내고 있다. 이 코일(9)에 대해서도, 각 턴의 배선(9a)의 위치나 베이스(8)의 둘레 방향에 대한 배선(9a)의 간격을 변경해서 배치해도 좋다. 도 11(a)의 예에서는, 각 턴의 배선(9a)을 동일 높이로 베이스(8)의 둘레 방향으로 균등하게 배치한 예를 나타내고 있다. 도 11(b)는 코일을 구성하는 배선의 배치의 일례를 나타내는 도면이다. 도 11(b)의 예에서는, 각 턴의 배선(9a)을 베이스(8)의 반경 방향 내측일수록 높게 배치한 예를 나타내고 있다. 도 11(c)는 코일을 구성하는 배선의 배치의 일례를 나타내는 도면이다. 도 11(c)의 예에서는, 각 턴의 배선(9a)을 베이스(8)의 반경 방향 내측일수록 간격을 좁게 해서, 밀도가 높아지도록 배치한 예를 나타내고 있다.
또, 플라즈마 처리 장치(10)는 포커스 링(5)의 두께를 계측하는 계측부에 의해, 포커스 링의 두께를 계측함으로써, 포커스 링(5)의 소모 정도를 계측해도 좋다. 예를 들면, 플라즈마 처리 장치(10)는 포커스 링(5)의 위쪽 또는 제 2 탑재대(7)의 내부에, 레이저 광의 간섭에 의해 거리를 계측하는 광 간섭계 등을 마련해서, 포커스 링(5)의 두께를 계측해도 좋다. 그리고, 플라즈마 처리 장치(10)는 전원 제어부(101b)가, 계측되는 포커스 링(5)이 얇아질수록, 코일(9)에 인가되는 고주파 전압의 파워가 증가되도록 제 3 RF 전원(10c)을 제어해도 좋다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(10)는 포커스 링(5)의 소모로 인한 처리 특성의 변동을 억제할 수 있다.
또, 플라즈마 처리 장치(10)는 포커스 링(5)의 전압(Vdc)을 계측하는 계측부에 의해, 포커스 링의 전압을 계측함으로써, 포커스 링(5)의 소모 정도를 계측해도 좋다. 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 포커스 링(5)이 소모되면, 시스 두께가 얇아짐과 아울러 포커스 링(5)의 전압의 값도 작아진다. 그래서, 플라즈마 처리 장치(10)는 포커스 링의 전압을 계측하고, 계측된 전압이 낮을수록, 코일(9)에 인가되는 고주파 전압의 파워가 증가되도록 제 3 RF 전원(10c)을 제어해도 좋다. 예를 들면, 플라즈마 처리 장치(10)는 포커스 링의 전압이 소모전의 원래의 값으로 돌아오도록 코일(9)에 인가되는 고주파 전압의 파워를 증가시켜, 시스 두께로 되돌린다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(10)는 포커스 링(5)의 소모로 인한 처리 특성의 변동을 억제할 수 있다.
또, 플라즈마 처리 장치(10)는 제 2 탑재대(7)에, 코일(9)에 더해서, 포커스 링(5)의 온도 조정용의 히터가 내부에 마련되어 있어도 좋다. 도 12는 온도 조정용의 히터를 마련한 경우의 배치의 일례를 나타내는 도면이다. 제 2 탑재대(7)에는, 코일(9)에 더해서, 히터로서 유도 가열용의 코일(90)을 마련한 경우를 나타내고 있다. 도 12의 (a)에는, 코일(9)과 코일(90)의 배치를 나타낸 상면도가 나타나 있다. 도 12의 (b)에는, 제 2 탑재대(7)의 단면도가 나타나 있다. 도 12의 예에서는, 코일(9)의 배선(9a)과 코일(90)의 배선(90a)이 교대로 탑재면(7a)과 평행하게 배치되어 있다. 즉, 코일(9)의 배선 간에, 코일(90)의 배선이 배치되어 있다. 코일(90)은 배선(91)을 통해서 유도 가열용의 RF 전원(92)이 접속되어 있고, RF 전원(92)으로부터 예를 들면, 수 MHz~수백 MHz의 비교적 고주파의 전력이 공급된다. 코일(9)은 제 3 RF 전원(10c)으로부터 예를 들면, 수백 kHz~수 MHz의 비교적 저주파의 전력이 공급된다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(10)는 포커스 링(5)의 온도 조정과, 플라즈마 시스의 높이의 조정을 동시에 행할 수 있다.
또한, 코일(9)과 코일(90)은 목적에 따라, 제 2 탑재대(7)의 내부에 구분해서 배치해도 좋다. 도 13은 온도 조정용의 히터를 마련한 경우의 배치의 일례를 나타내는 도면이다. 도 13의 하부에는, 제 2 탑재대(7)의 단면도가 나타나 있다. 도 13의 상부에는, 코일(9)과 코일(90)의 배치를 나타낸 상면도가 나타나 있다. 도 13의 예에서는, 소모가 빠른 포커스 링(5)의 내측의 플라즈마 시스의 컨트롤을 우선하기 위해, 코일(9)을 탑재면(7a)의 내측에 탑재면(7a)과 평행하게 배치하고, 코일(90)을 탑재면(7a)의 내측에 탑재면(7a)과 평행하게 코일(9)의 직경 방향 외측에 배치하고 있다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(10)는 포커스 링(5)의 내측의 플라즈마 시스를 조정할 수 있다.
5 : 포커스 링 7 : 제 2 탑재대
7a : 탑재면 9 : 코일
9a : 배선 10 : 플라즈마 처리 장치
10c : 제 3 RF 전원 90 : 코일
100 : 제어부 101 : 프로세스 콘트롤러
101a : 계측부 101b : 전원 제어부
103 : 기억부 103a : 소모 정보
103b : 전력량 정보 W : 웨이퍼

Claims (11)

  1. 웨이퍼를 탑재하는 탑재대로서, 포커스 링이 탑재되는 탑재면을 따라 내부에 코일이 마련된 상기 탑재대와,
    상기 코일에 고주파 전압을 공급하는 고주파 전원부와,
    상기 포커스 링의 소모 정도에 따라서, 상기 코일에 공급되는 고주파 전압의 파워가 증가되도록 상기 고주파 전원부를 제어하는 고주파 전원 제어부
    를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탑재대는 상기 코일의 주위가 유전체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  3. 웨이퍼를 탑재하는 탑재대로서, 포커스 링이 탑재되는 탑재면을 따라 내부에 코일이 마련된 상기 탑재대와,
    상기 코일에 고주파 전압을 공급하는 고주파 전원부와,
    상기 포커스 링의 소모 정도에 따라서, 상기 코일에 공급되는 고주파 전압의 파워가 증가되도록 상기 고주파 전원부를 제어하는 고주파 전원 제어부를 가지며,
    상기 코일은 상기 포커스 링 측에 평탄면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  4. 웨이퍼를 탑재하는 탑재대로서, 포커스 링이 탑재되는 탑재면을 따라 내부에 코일이 마련된 상기 탑재대와,
    상기 코일에 고주파 전압을 공급하는 고주파 전원부와,
    상기 포커스 링의 소모 정도에 따라서, 상기 코일에 공급되는 고주파 전압의 파워가 증가되도록 상기 고주파 전원부를 제어하는 고주파 전원 제어부를 가지며,
    상기 코일은 해당 코일을 구성하는 배선이 중공 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 코일은 상기 배선의 중공 내가 열 매체의 유로로 되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 포커스 링의 두께를 계측하는 계측부를 더 가지며,
    상기 전원 제어부는 상기 계측부에 의해 계측되는 포커스 링이 얇아질수록, 상기 코일에 인가되는 고주파 전압의 파워가 증가되도록 상기 전원부를 제어하는
    것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    신규의 포커스 링으로 교환되고 나서의 플라즈마 처리의 횟수 또는 플라즈마 처리의 누계 처리 시간을 계측하는 계측부를 더 가지며,
    상기 전원 제어부는 상기 계측부에 의해 계측되는 플라즈마 처리의 횟수가 많을수록 또는 플라즈마 처리의 누계 처리 시간이 길수록, 상기 코일에 인가되는 고주파 전압의 파워가 증가되도록 상기 전원부를 제어하는
    것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    포커스 링의 전압을 계측하는 계측부를 더 가지며,
    상기 전원 제어부는 상기 계측부에 의해 계측되는 포커스 링의 전압이 낮을수록, 상기 코일에 인가되는 고주파 전압의 파워가 증가되도록 상기 전원부를 제어하는
    것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 탑재대는 상기 탑재면을 따라 내부에 히터가 더 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  10. 웨이퍼를 탑재하는 탑재대로서, 포커스 링이 탑재되는 탑재면을 따라 내부에 코일이 마련된 상기 탑재대의 상기 탑재면에 탑재된 상기 포커스 링의 소모를 계측하고, 계측된 상기 포커스 링의 소모 정도에 따라서, 상기 코일에 공급되는 고주파 전압의 파워가 증가되도록, 상기 코일에 고주파 전압을 공급하는 고주파 전원부를 제어하는 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 제어 방법.
  11. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 탑재대는 상기 코일의 주위가 유전체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
KR1020180063994A 2017-06-06 2018-06-04 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 제어 방법 KR102488147B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017111552A JP6797079B2 (ja) 2017-06-06 2017-06-06 プラズマ処理装置、プラズマ制御方法、及びプラズマ制御プログラム
JPJP-P-2017-111552 2017-06-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180133328A KR20180133328A (ko) 2018-12-14
KR102488147B1 true KR102488147B1 (ko) 2023-01-12

Family

ID=64460024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180063994A KR102488147B1 (ko) 2017-06-06 2018-06-04 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 제어 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10840069B2 (ko)
JP (1) JP6797079B2 (ko)
KR (1) KR102488147B1 (ko)
TW (1) TWI791525B (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102595900B1 (ko) * 2018-11-13 2023-10-30 삼성전자주식회사 플라즈마 처리 장치
US11488808B2 (en) * 2018-11-30 2022-11-01 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus, calculation method, and calculation program
US11456159B2 (en) * 2019-10-25 2022-09-27 Xia Tai Xin Semiconductor (Qing Dao) Ltd. Plasma processing system
JP7394601B2 (ja) * 2019-11-28 2023-12-08 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及び測定方法
US20210195726A1 (en) * 2019-12-12 2021-06-24 James Andrew Leskosek Linear accelerator using a stacked array of cyclotrons
KR102323580B1 (ko) * 2021-04-01 2021-11-09 피에스케이 주식회사 플라즈마 발생 유닛 및 기판 처리 장치
KR20240149913A (ko) * 2022-02-15 2024-10-15 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 에지 링의 소모량을 구하는 방법, 플라즈마 처리 장치, 및 기판 처리 시스템
US20230360889A1 (en) * 2022-05-03 2023-11-09 Tokyo Electron Limited Apparatus for Edge Control During Plasma Processing

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050103275A1 (en) 2003-02-07 2005-05-19 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus, ring member and plasma processing method
JP2010283028A (ja) 2009-06-02 2010-12-16 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置,プラズマ処理方法,プログラム

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6523493B1 (en) * 2000-08-01 2003-02-25 Tokyo Electron Limited Ring-shaped high-density plasma source and method
TWI488236B (zh) * 2003-09-05 2015-06-11 Tokyo Electron Ltd Focusing ring and plasma processing device
JP4365226B2 (ja) * 2004-01-14 2009-11-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマエッチング装置及び方法
KR100674922B1 (ko) * 2004-12-02 2007-01-26 삼성전자주식회사 포커스 링을 냉각하는 냉각 유로를 가지는 웨이퍼지지장치
JP2006319043A (ja) * 2005-05-11 2006-11-24 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
JP5097632B2 (ja) * 2008-07-11 2012-12-12 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマエッチング処理装置
JP5371466B2 (ja) * 2009-02-12 2013-12-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理方法
JP2010232476A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JP5657262B2 (ja) * 2009-03-27 2015-01-21 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR102137617B1 (ko) * 2012-10-19 2020-07-24 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치
JP6689020B2 (ja) * 2013-08-21 2020-04-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP2015115421A (ja) * 2013-12-10 2015-06-22 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びフォーカスリング
JP6383647B2 (ja) * 2014-11-19 2018-08-29 東京エレクトロン株式会社 測定システムおよび測定方法
US10755902B2 (en) * 2015-05-27 2020-08-25 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and focus ring
JP6539113B2 (ja) * 2015-05-28 2019-07-03 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP6812264B2 (ja) * 2017-02-16 2021-01-13 東京エレクトロン株式会社 真空処理装置、及びメンテナンス装置
JP6656200B2 (ja) * 2017-04-12 2020-03-04 東京エレクトロン株式会社 位置検出システム及び処理装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050103275A1 (en) 2003-02-07 2005-05-19 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus, ring member and plasma processing method
JP2010283028A (ja) 2009-06-02 2010-12-16 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置,プラズマ処理方法,プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
US10840069B2 (en) 2020-11-17
KR20180133328A (ko) 2018-12-14
JP2018206989A (ja) 2018-12-27
TW201903888A (zh) 2019-01-16
TWI791525B (zh) 2023-02-11
JP6797079B2 (ja) 2020-12-09
US20180350566A1 (en) 2018-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102488147B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 제어 방법
KR102553457B1 (ko) 재치대 및 플라즈마 처리 장치
US10020172B2 (en) Plasma processing apparatus, plasma processing method and storage medium for storing program for executing the method
KR102535916B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
JP5496568B2 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US10103011B2 (en) Plasma processing method and plasma processing apparatus
JP6986937B2 (ja) プラズマ処理装置
JP2019186400A (ja) プラズマ処理装置、プラズマ制御方法、及びプラズマ制御プログラム
US20140231389A1 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
US11967511B2 (en) Plasma processing apparatus
JP7033926B2 (ja) プラズマ処理装置
KR20150024303A (ko) 플라즈마 처리 장치 및 필터 유닛
CN109390200B (zh) 等离子体处理装置
KR20120049823A (ko) 플라즈마 처리 장치
WO2020059596A1 (ja) 載置台及び基板処理装置
US11133203B2 (en) Plasma processing apparatus
KR102378780B1 (ko) 기판 처리 장치
US20240282557A1 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method using the same

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant