KR20190109239A - 플라스마 처리 방법 및 플라스마 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피처리 기체인 웨이퍼의 처리 효율을 향상시키고, 처리 스루풋을 높이는 것을 가능하게 하는 것을 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 진공 용기와, 진공 용기의 내부에서 시료를 재치(載置)하는 시료대와, 진공 용기의 내부를 배기하는 배기부와, 진공 용기의 내부에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부와, 진공 용기의 내부에 고주파 전력을 인가하는 고주파 전력 인가부와, 시료대에 재치된 시료에 진공 용기의 외부로부터 적외광을 조사하는 조사부와, 배기부와 가스 공급부와 고주파 전력 인가부와 조사부를 제어하는 제어부를 구비한 플라스마 처리 장치에 있어서, 시료대의 시료를 재치하는 면의 온도를 계측하는 온도 계측부를 더 구비하며, 제어부는, 조사부에서 시료대에 재치된 시료에 적외광을 조사하고 있을 때에, 온도 계측부에서 계측한 온도에 의거하여 조사부로부터 시료에 조사하는 적외광의 강도를 제어하도록 했다.

Description

플라스마 처리 방법 및 플라스마 처리 장치{PLASMA PROCESSING METHOD AND PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 플라스마 처리 방법 및 플라스마 처리 장치에 관한 것이며, 특히 플라스마를 이용해서 시료를 원자층 레벨의 정밀도로 에칭 처리하는데 적합한 플라스마 처리 방법 및 플라스마 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 집적 회로는, 회로 성능의 향상과 메모리 용량의 증가라는 니즈에 대응하기 위하여, 집적 회로의 미세화와 삼차원화가 진행되고 있다. 집적 회로를 보다 미세화하는 것에 수반하여, 보다 높은 어스펙트비를 갖는 회로 패턴을 형성하는 것이 요구된다. 이 고어스펙트비를 갖는 회로 패턴을 안정적으로 형성하기 위하여, 반도체 제조 프로세스에는, 종래의 웨트 세정·제거 기술 대신에, 드라이 세정·제거 기술이 요구된다.
이 드라이 세정·제거 기술의 하나로서, 예를 들면 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같은, 원자층 레벨의 제어성으로 패턴을 형성하는 가공 기술의 개발이 진행되고 있다. 이와 같은 원자층 레벨의 제어성으로 패턴을 형성하는 가공 기술로서 ALE(Atomic Level Etching)라는 기법이 개발되어 있지만, 특허문헌 1에는, 에천트 가스를 피처리체에 흡착시킨 상태에서 마이크로파를 공급해서 희가스(Ar 가스)에 의한 불활성 가스의 저전자온도의 플라스마를 발생시키고, 이 희가스의 활성화에 의해서 발생하는 열에 의해서 에천트 가스와 결합하여 있는 피처리 기체(基體)의 구성 원자를, 결합을 절단하지 않고 피처리체로부터 분리시킴에 의해 피처리체를 원자층 레벨로 에칭 처리하는 기술이 기재되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 적외광 조사를 이용한 흡착 이탈식의 에칭 장치로서, 감압 가능한 진공 용기와, 이 진공 용기 내부의 처리실 내측에 배치되고 활성종을 생성하는 라디칼원과, 처리실 내에 있어서 라디칼원의 아래쪽에 배치되고 웨이퍼가 상면에 재치(載置)되는 웨이퍼 스테이지와, 처리실 내의 라디칼원과 웨이퍼 스테이지 사이에 배치되고 웨이퍼를 가열하는 램프 유닛을 구비하며, 처리실 내의 램프 유닛의 외주측 및 중앙부에 배치되고 활성종이 아래쪽으로 흐르는 유로와, 라디칼원의 중앙 부분 및 외주측 부분에 처리용 가스를 공급하는 복수의 가스 공급 수단으로부터의 가스의 공급을 조절하는 제어 유닛을 구비한 플라스마 처리 장치가 기재되어 있다.
한편, 이 ALE법에 의해 피처리체를 원자층 레벨로 에칭 처리하기 위해서는, 피처리체(웨이퍼)의 온도를 제어하는 것이 중요해지지만, 특허문헌 3에는, 온도 모니터용 반도체 웨이퍼의 열처리 시의 온도 분포를, 처리 용기 내를 대기 개방하지 않고 신속히 구하는 방법에 대하여 기재되어 있다.
국제공개번호 WO 2013/168509 A1 일본 특개2016-178257호 공보 일본 특개2000-208524호 공보
원자층 레벨로의 에칭을 제어하기 위해서는, 플라스마에 의한 시료의 표면에의 데미지를 가능한 한 작게 하면서, 또한, 에칭양의 제어 정밀도를 높일 필요가 있다. 이것에 대응하는 방법으로서, 특허문헌 1 및 2에 기재되어 있는 바와 같이, 에천트 가스를 피처리 기체의 표면에 화학 흡착시키고, 이것에 열에너지를 가해서 피처리 기체의 표면층을 이탈시키는 방법이 있다.
그러나, 특허문헌 1에 기재되어 있는 방법에서는, 마이크로파로 활성화한 저전자온도의 희가스로 피처리 기체의 표면을 가열하는 방식이므로, 피처리 기체의 가열 시간을 짧게 해서 처리 스루풋을 높일 수 없다는 점에서 문제가 있다.
한편, 특허문헌 2에 기재된 플라스마 처리 장치에서는, 피처리 기체의 표면의 가열에 적외광을 방사하는 램프를 이용하고 있기 때문에, 이 램프에 인가하는 전압을 제어함으로써, 피처리 기체인 웨이퍼를 비교적 단시간에 가열할 수 있다. 또한, 웨이퍼를 가열할 때에 비교적 고에너지의 하전 입자 등이 웨이퍼의 표면에 입사하지 않으므로, 웨이퍼의 표면에 데미지를 주지 않고 에천트 가스를 흡착해서 표면층을 이탈시킬 수 있다.
그러나, 피처리 기체인 웨이퍼의 표면에는, 그때까지 거쳐 온 처리 공정에 따라서 각종 막이 형성되어 있으며, 또한, 같은 공정을 거쳐 와도 표면 반사율이나 열용량이 웨이퍼마다 미묘하게 변화할 경우가 있다. 이것에 의해, 램프로부터 조사하는 적외광에 대한 웨이퍼 표면의 반사율, 또는 웨이퍼의 열흡수율이, 웨이퍼마다 서로 달라져 버릴 가능성이 있다. 특허문헌 2에 기재되어 있는 플라스마 처리 장치에서는, 이와 같은 점에 대하여 배려되어 있지 않으며, 표면의 반사율, 또는 열흡수율이 웨이퍼마다 서로 다를 경우에, 각각의 웨이퍼를 최적한 온도에서 처리하는 것이 어렵다.
본 발명은, 상기한 종래 기술의 과제를 해결하여, 피처리 기체인 웨이퍼의 처리 효율을 향상시키고, 처리 스루풋을 높이는 것을 가능하게 하는 플라스마 처리 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는, 진공 용기와, 진공 용기의 내부에서 시료를 재치하는 시료대와, 진공 용기의 내부를 배기하는 배기부와, 진공 용기의 내부에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부와, 진공 용기의 내부에 고주파 전력을 인가하는 고주파 전력 인가부와, 시료대에 재치된 시료에 진공 용기의 외부로부터 적외광을 조사하는 조사부와, 배기부와 가스 공급부와 고주파 전력 인가부와 조사부를 제어하는 제어부를 구비한 플라스마 처리 장치에 있어서, 시료대의 시료를 재치하는 면의 온도를 계측하는 온도 계측부를 더 구비하며, 제어부는, 조사부에서 시료대에 재치된 시료에 적외광을 조사하고 있을 때에, 온도 계측부에서 계측한 온도에 의거하여 조사부로부터 시료에 조사하는 적외광의 강도를 제어하도록 했다.
또한, 상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는, 플라스마 발생실의 내부에 가스 공급부로부터 처리 가스를 공급한 상태에서 고주파 전력 인가부에 의해 고주파 전력을 인가해서 플라스마 발생실의 내부에 플라스마를 발생시키고, 플라스마 발생실의 내부에 발생시킨 플라스마에 의해 여기된 처리 가스 중 플라스마 발생실에 접속하여 있는 처리실에 유입한 처리 가스에 의한 여기 가스를 처리실의 내부에서 시료대에 재치되어 소정의 온도로 냉각된 시료의 표면에 부착시키고, 여기 가스가 부착된 시료에 조사부로부터 적외광을 조사함에 의해 시료를 가열해서 시료의 표면을 1층 제거하는 것을 반복해서 행함에 의해, 시료의 표면을 1층씩 제거하는 가공을 행하는 플라스마 처리 방법에 있어서, 여기 가스가 부착된 시료에 조사부로부터 적외광을 조사하는 것을, 시료대의 시료를 재치하는 면의 온도를 계측하는 온도 계측부에서 계측한 온도에 의거하여 조사부로부터 시료에 조사하는 적외광의 강도를 제어하면서 조사하도록 했다.
본 발명에 따르면, 피처리 기체인 웨이퍼의 처리 효율을 향상시키고, 처리 스루풋을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 승온 속도(체적 저항률)가 불명확한 웨이퍼여도, 처리 스루풋을 저하시키지 않고, 프로세스에 최저한 필요한 온도를 소정 시간 유지할 수 있도록 되어, 처리 수율을 향상시킬 수 있게 되었다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라스마 처리 장치의 개략의 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라스마 처리 장치의 시료대의 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라스마 처리 장치에 의한 시료 표면의 1층을 제거하는 1사이클의 공정에 있어서의 동작을 나타내는 도면이며, (a)는 방전의 타이밍 차트도, (b)는 램프 가열의 타이밍 차트도, (c)는 냉각 가스 공급의 타이밍 차트도를 나타내고, (d)는 웨이퍼 온도의 변화를 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라스마 처리 장치에 있어서의 시료 표면의 온도를 다수 점에서 계측하는 경우의 웨이퍼 표면에의 온도 센서의 부착 위치를 설명하는 웨이퍼의 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플라스마 처리 장치에 있어서, 처리 대상으로 되는 웨이퍼 중 체적 저항률이 가장 큰 웨이퍼에 대하여, 소정의 전력을 공급하여 램프를 발광시켜서 웨이퍼를 가열했을 때에, 웨이퍼에 첩부한 복수의 온도 센서에서 검출한 온도의 각 시각에 있어서의 평균값과, 시료대의 내부에 설치한 온도 센서에서 검출한 온도의 시간 변화를 나타내고 있음.
도 6은 도 5에 나타낸 데이터베이스에 기억한 데이터로부터, 체적 저항률이 가장 큰 웨이퍼와 체적 저항률이 가장 작은 웨이퍼에 대해서, 램프에 인가하는 전력과 웨이퍼와 시료대 사이에 공급하는 냉각 가스의 압력을 각각 어느 값으로 설정했을 때의, 도 4에 나타낸 바와 같이 웨이퍼의 표면에 첩부한 복수의 온도 센서에서 검출되는 온도의 평균 온도의 승온 속도와 시료대의 내부에 설치한 온도 센서에서 검출한 승온 온도를 이은 선.
도 7의 (a)는, 본 발명의 실시예에 따른 플라스마 처리 장치에 있어서의 램프 가열의 타이밍 차트도이고, (b)는, (a)의 램프 가열에 대응하는 웨이퍼 온도의 변화를 나타내는 그래프.
도 8의 (a)는, 도 7의 경우와 비교해서 체적 저항률이 큰 웨이퍼를 이용한 경우의 본 발명의 실시예에 따른 플라스마 처리 장치에 있어서의 램프 가열의 타이밍 차트도이고, (b)는, (a)의 램프 가열에 대응하는 웨이퍼 온도의 변화를 나타내는 그래프.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 플라스마 처리 장치에 있어서, 반복해서 행해지는 처리 사이클의 최초의 사이클이고, 처리 대상의 웨이퍼에 대하여 미리 온도 센서에서 검출한 온도와 웨이퍼 표면의 온도의 관계를 조사하는 방법을 설명하는 처리 사이클의 타이밍 차트도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 플라스마 처리 장치에 있어서, 반복해서 행해지는 처리 사이클을 시작하기 전에 고정한 시퀀스로 웨이퍼를 가열하고 온도 센서에서 검출한 온도로부터 처리 대상의 웨이퍼의 승온 속도를 동정(同定)하는 방법을 설명하는 처리 사이클의 타이밍 차트도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 플라스마 처리 장치의 제어부의 개략의 구성을 나타내는 블록도.
본 발명은, 시료가 복수 회 단속적으로 램프로부터의 복사에 의해 가열되어 당해 시료 표면의 막이 처리되는 플라스마 처리 장치에 관한 것으로서, 시료를 처리하는 복수 회의 가열 사이클 중의 1회째의 가열 사이클 중, 또는, 1회째의 가열 사이클에 앞서 얻어진 시간의 경과에 수반하는 당해 시료의 온도 변화의 정보와, 미리 취득된 동등한 구성의 시료의 온도의 시간 변화의 데이터로부터 시료의 저항률을 검출하고, 이후의 가열 사이클에 있어서, 검출한 저항률에 대응하는 시료 온도 변화를 추정해서, 특정의 램프 제어를 행하도록 한 것이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 본 실시형태를 설명하기 위한 전체 도면에 있어서 동일 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 부여하도록 하고, 그 반복의 설명은 원칙적으로 생략한다.
(실시예)
본 발명의 실시예에 따른 플라스마 처리 장치(100)의 구성을 도 1에 나타낸다. 본 실시예에 따른 플라스마 처리 장치(100)는, 진공 용기(101)와, 진공 용기(101)의 내부에 배치된 시료대(110), 진공 용기(101)의 내부를 배기해서 진공으로 유지하는 진공 배기 장치(120), 진공 용기(101)의 내부에 고주파(마이크로파) 전력을 공급하는 고주파 전원(130), 진공 용기의 내부에 처리용 가스를 공급하는 가스 공급원(140), 시료대(110)에 재치된 피처리 기체인 웨이퍼(200)를 가열하는 램프(151)에 전력을 공급하는 램프 전원(150), 플라스마 처리 장치(100) 전체를 제어하는 제어부(160)를 구비하고 있다.
진공 배기 장치(120)는 진공 용기(101)의 개구부(104)와 접속해서, 진공 용기(101)의 내부를 배기하고, 진공 용기(101)의 내부를 소정의 압력(진공도)으로 유지한다. 고주파 전원(130)에서 발생시킨 고주파 전력(마이크로파 전력)은, 내부가 공동(空洞)인 도파관(131)의 내부를 통하여, 개구부(132)로부터 진공 용기(101)의 상부의 플라스마 발생실(102)에 공급된다. 또한, 플라스마 발생실(102)에는, 가스 공급원(140)으로부터, 가스 도입관(141)을 통해서 처리용 가스가 공급된다.
진공 용기(101)는, 플라스마를 생성하는 플라스마 발생실(102)과, 플라스마 발생실(102)의 하부에 있으며 내부에 시료대(110)가 설치되어 있는 처리실(103)을 구비하고 있다. 시료대(110)의 상면에는 피처리 기체인 웨이퍼(200)가 재치된다. 플라스마 발생실(102)과 처리실(103)의 경계 부분에는, 석영(SiO2)으로 형성된 플레이트(105)가 설치되어 있다. 플레이트(105)에는, 슬릿(106)이 다수 형성되어 있다.
이 플레이트(105)에 형성된 다수의 슬릿(106)은, 플라스마 발생실(102)에서 발생한 플라스마가 처리실(103)의 측으로 흐르는 것을 방지할 정도의 치수로 형성되어 있고, 플라스마 발생실(102)로부터 처리실(103)에는, 플라스마 발생실(102)에서 발생한 플라스마에 의해서 여기된 처리 가스가 흘러나온다.
램프(151)는, 진공 용기(101)의 외부에, 진공 용기(101)를 둘러싸도록 해서 배치되며, 그 주위가 방호판(152)으로 덮여 있다. 램프(151)로부터 처리실(103)의 내부의 시료대(110)에 재치된 웨이퍼(200)를 내려다보는 면에 대응하는 진공 용기(101)의 부분에는, 램프(151)에서 발생한 적외선을 투과하는 석영의 창부(153)가 형성되어 있다.
이와 같은 구성으로 함에 의해, 진공 용기(101)의 외부에 배치된 램프(151)에 의해, 처리실(103)의 내부의 시료대(110)에 재치된 웨이퍼(200)를 가열할 수 있다. 또한, 이때, 램프 전원(150)으로부터 램프(151)에 인가하는 전력을 조정함에 의해, 웨이퍼(200)를 가열하는 온도를 제어할 수 있다.
시료대(110)의 구성을, 도 2에 나타낸다.
시료대(110)의 내부에는, 시료대(110)에 재치한 웨이퍼(200)의 이면에 냉각용 가스를 공급하기 위한 가스 공급관(111)이 매설되어 있다. 가스 공급관(111)은, 처리실(103)의 외부에서, 냉각용 가스의 유량을 제어하는 가스 유량 제어부(161)와 접속하여 있고, 웨이퍼(200)의 이면에 공급하는 냉각용 가스의 유량이 조정된다.
또한, 시료대(110)의 내부에는, 시료대(110)를 냉각하기 위한 냉매가 흐르는 유로(112)가 형성되어 있고, 이 유로(112)에 냉매를 공급하는 공급관(113)과 냉매를 배출하는 배출관(114)이 접속되어 있다. 공급관(113)과 배출관(114)은, 처리실(103)의 외부에서, 냉매 온도 컨트롤러(162)와 접속하여 있고, 공급관(113)으로부터는, 온도가 조정된 냉매가 유로(112)에 공급된다.
또한, 시료대(110)의 내부에는, 웨이퍼(200)를 재치하는 면의 온도를 계측하기 위한 온도 센서(115)와, 이 온도 센서(115)와 센서 컨트롤러(163)를 접속하는 도선(116)이 매립되어 있다. 온도 센서(115)로서는, 예를 들면 열전대형의 온도 센서를 이용한다.
시료대(110)의 상면에는, 정전척(117)이 형성되어 있다. 이 정전척(117)은, 얇게 형성된 절연막층(118)의 내부에, 박막으로 1쌍의 전극(박막 전극)(119)이 형성되어 있는 구성을 갖고 있다. 이 1쌍의 박막 전극(119)에, 도시되어 있지 않은 전원으로부터 전력을 인가함에 의해, 절연막층(118)의 상면에 재치된 웨이퍼(200)를, 절연막층(118)의 상면에 정전기력으로 흡착할 수 있다.
이와 같이 웨이퍼(200)를 정전기력으로 흡착한 상태에서, 가스 공급관(111)으로부터 웨이퍼(200)와 절연막층(118)의 상면 사이에 냉각용 가스를 공급하면, 이 공급된 냉각용 가스는, 웨이퍼(200)의 이면과 절연막층(118)의 상면 사이에 형성된 미소한 공간을 흘러서, 처리실(103)의 내부로 유출되어, 진공 배기 장치(120)에 의해 배기된다. 이, 웨이퍼(200)의 이면과 절연막층(118)의 상면 사이에 형성된 미소한 공간을 냉각용 가스가 흐르는 것에 의해, 웨이퍼(200)의 이면과 절연막층(118) 사이의 열전달이 행해진다. 여기서, 시료대(110)를, 유로(112)를 흐르는 냉매에 의해 냉각해 두면, 웨이퍼(200)의 열은 절연막층(118)을 개재해서 시료대의 측으로 흐르며, 웨이퍼(200)는 냉각된다.
한편, 정전척(117)에 의한 웨이퍼(200)의 정전 흡착을 중지한 상태에서, 또한, 가스 공급관(111)으로부터 웨이퍼(200)와 절연막층(118)의 상면 사이에의 냉각용 가스의 공급을 중단하면, 웨이퍼(200)의 이면과 절연막층(118) 사이의 열전달이 행해지지 않게 된다. 이 상태에서 웨이퍼(200)를 가열하면, 웨이퍼(200)에는 열이 축적되어, 웨이퍼(200)의 온도가 상승한다.
진공 배기 장치(120), 고주파 전원(130), 가스 공급원(140), 램프 전원(150), 가스 유량 제어부(161), 냉매 온도 컨트롤러(162), 센서 컨트롤러(163)는, 제어부(160)에 의해 제어되어 있다. 또한, 제어부(160)는, 정전척(117)의 도시되어 있지 않은 전원의 제어도 행한다.
이와 같은 구성을 이용해서, 웨이퍼(200)의 표면에 형성된 박막을 원자층 레벨로 에칭 처리하는 공정을, 도 3에 나타낸 타임차트를 이용해서 설명한다. 도 3의 (a)는, 플라스마 발생실(102)의 내부에 있어서의 플라스마의 발생의 시간적인 변화를 나타낸다. 도 3의 (b)는, 램프 전원(150)으로부터 램프(151)에 전력을 공급하고, 램프(151)를 발광시켜서 웨이퍼(200)를 가열하는 램프 가열의 시간적 변화를 나타낸다. 도 3의 (c)는, 시료대(110)에 유지된 웨이퍼(200)와 시료대(110) 사이에 공급하는 냉각용 가스의 공급(ON)과 정지(OFF)를 행하는 타이밍을 나타내고, 도 3의 (d)에는, 온도 센서(115)에서 검출된 온도의 시간적인 변화를 나타내고 있다.
먼저, 도시되어 있지 않은 반송 수단을 이용해서, 시료대(110)의 상면에 웨이퍼(200)를 재치하고, 도시되어 있지 않은 전원에서 정전척(117)을 작동시킴에 의해, 웨이퍼(200)는, 시료대(110)의 상면에 유지된다.
이 상태에서, 진공 배기 장치(120)를 작동시켜서 진공 용기(101)의 내부를 배기하고, 진공 용기(101)의 내부가 소정의 압력(진공도)에 달한 단계에서, 가스 공급원(140)을 작동시키고, 가스 도입관(141)으로부터 플라스마 발생실(102)의 내부에, 처리용 가스를 공급한다. 이 가스 도입관(141)으로부터 플라스마 발생실(102)의 내부에 공급하는 처리용 가스의 유량, 또는 진공 배기 장치(120)의 배기량의 어느 한쪽 또는 양쪽을 조정함에 의해, 진공 용기(101)의 내부의 압력을 미리 설정한 압력(진공도)으로 유지한다.
여기서, 웨이퍼(200)의 표면에 실리콘계의 박막이 형성되어 있고, 이 실리콘계의 박막을 에칭 처리하는 경우에는, 가스 공급원(140)으로부터 플라스마 발생실(102)의 내부에 공급하는 처리용 가스로서는, 예를 들면 NF3, NH3 또는 CF계의 가스가 이용된다.
이와 같이 진공 용기(101)의 내부의 압력이 미리 설정한 압력(진공도)으로 유지된 상태에서, 고주파 전원(130)에서 발생시킨 고주파 전력(마이크로파 전력)을 도파관(131)의 내부를 통해서, 개구부(132)로부터 플라스마 발생실(102)에 공급한다.
고주파 전력(마이크로파 전력)이 공급된 플라스마 발생실(102)의 내부에서는, 가스 도입관(141)으로부터 공급된 처리용 가스가 여기되어 방전이 개시되고, 플라스마가 발생한다(도 3의 (a)의 방전 ON : 301의 상태). 여기서, 플레이트(105)에 형성된 슬릿(106)의 폭은, 플라스마 발생실(102)의 내부에 발생한 플라스마에 의해 슬릿(106)을 형성하는 양측의 벽의 부분의 각각에 본래 형성되는 시스 영역의 폭을 합계한 치수보다도 작게 되도록 설정되어 있다.
이것에 의해, 이 플라스마 발생실(102)의 내부에서 발생한 플라스마는, 플레이트(105)에 형성된 슬릿(106)을 통해서 처리실(103)의 측으로 흘러가려고 하지만, 슬릿(106)을 형성하는 양측의 벽의 부분에 형성되는 시스 영역을 빠져나갈 수 없어, 플라스마 발생실(102)의 내부에 머문다.
한편, 플라스마 발생실(102)의 내부에 공급된 처리 가스의 일부에는, 플라스마화한 가스에 의해 여기되지만 플라스마화는 하지 않은, 소위 여기 가스(라디칼)가 존재한다. 이 여기 가스는 극성을 갖지 않으므로, 플레이트(105)의 슬릿(106)의 부분에 형성되는 시스 영역을 빠져나갈 수 있어, 처리실(103)의 측에 공급된다.
여기서, 플레이트(105)에 형성되는 슬릿(106)은, 슬릿(106)을 통과한 여기 가스(라디칼)가, 시료대(110)의 상면에 유지되어 있는 웨이퍼(200)의 표면에 균일하게 확산하도록, 플레이트(105) 상의 복수의 개소에 배치되어 있다.
이때, 웨이퍼(200)는 정전척(117)에 의해 흡착되고, 웨이퍼(200)와 정전척(117)의 표면 사이에는, 가스 공급관(111)으로부터 냉각용 가스가 공급되어 있고(도 3의 (c)의 ON : 321의 상태), 웨이퍼(200)의 온도는, 도 3의 (d)에 온도 : 311에서 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(200)의 표면에 흡착된 여기 가스가 웨이퍼(200)의 표면층과 반응해서 반응층을 형성하지만 그 이상으로 반응이 진행하지 않도록 하는데 적합한 온도(예를 들면 20℃ 이하)로 설정되고, 유지되어 있다.
이 상태에서, 처리실(103)의 측에 공급된 여기 가스의 일부는, 시료대(110)의 상면에 유지되어 있는 웨이퍼(200)의 표면에 흡착되어, 웨이퍼(200)의 표면층과의 사이에서 반응층을 형성한다.
처리실(103)의 측에 여기 가스를 일정한 시간(도 3의 시각 t0로부터 시각 t1의 방전이 ON : 301 동안) 계속 공급하고, 웨이퍼(200)의 표면에 형성된 실리콘계의 박막의 표면의 전면(全面)에 반응층이 형성된 후, 고주파 전원(130)으로부터 플라스마 발생실(102)에의 고주파 전력의 공급을 차단하고, 플라스마 발생실(102) 내부에서의 플라스마의 발생을 정지한다(도 3의 (a)의 방전이 OFF : 302의 상태). 이것에 의해, 플라스마 발생실(102)로부터 처리실(103)에의 여기 가스의 공급이 정지한다.
이 상태에서, 가스 공급관(111)으로부터의 냉각용 가스의 공급을 정지하고(도 3의 (c)의 냉각 가스 공급 OFF : 322의 상태) 웨이퍼(200)의 냉각을 중지한다. 또한, 도시되어 있지 않은 전원에 의한 정전척(117)의 작동을 정지시키고, 정전기력에 의한 웨이퍼(200)의 시료대(110)의 상면에의 유지를 개방한다.
한편, 램프 전원(150)으로부터 램프(151)에 전력을 공급하고(도 3의 (b)의 램프 가열 ON : 312의 상태), 램프(151)를 발광시킨다. 이 발광한 램프(151)로부터는 적외광이 발사되고, 석영의 창부(153)를 투과한 적외광에 의해, 시료대(110) 상에 재치된 웨이퍼(200)는 가열되어, 웨이퍼(200)의 온도는 상승한다(도 3의 (d)의 웨이퍼 온도 : 3321).
램프 가열 ON : 312의 상태를 지속시켜서 웨이퍼(200)의 온도가 소정의 온도에 도달하면, 램프 전원(150)으로부터 램프(151)에 공급하는 전력을 전환해서 저감하고, 램프 가열을 313의 상태로 변경해서 웨이퍼(200)의 온도 상승을 억제하고, 웨이퍼(200)의 온도가 온도 : 3322와 같이 소정의 온도 범위로 유지되도록 제어한다.
이와 같이 램프(151)로부터 발사된 적외광으로 가열된 웨이퍼(200)가 소정의 온도 범위로 일정한 시간 유지되면(도 3의 (d)의 온도 : 3322의 상태), 웨이퍼(200)의 표면에 형성된 반응층을 형성하는 반응 생성물이 웨이퍼(200)의 표면으로부터 이탈한다. 그 결과, 웨이퍼(200)의 최표면층이, 1층분 제거된다.
램프(151)에 의해 웨이퍼(200)를 소정의 시간(도 3의 (b)의 시각 t1에 있어서의 램프 가열 ON : 312의 개시로부터 시각 t2에 있어서의 램프 가열 ON : 313의 종료까지의 시간 : 332) 가열한 후, 램프 전원(150)으로부터 램프(151)에의 전력의 공급을 정지하고, 램프(151)에 의한 가열을 종료한다(도 3의 (b)의 램프 가열 OFF : 314).
이 상태에서, 도시되어 있지 않은 전원으로부터 정전척(117)의 1쌍의 전극(119)에 전력을 인가해서 웨이퍼(200)를 정전척(117)에 흡착시키고, 가스 공급관(111)으로부터의 냉각용 가스의 공급을 개시하고(도 3의 (c)의 냉각 가스 공급 ON : 323의 상태), 웨이퍼(200)와 시료대(110) 사이에 냉각용 가스를 공급한다. 이 공급된 냉각 가스에 의해, 유로(112)를 흐르는 냉매에 의해 냉각되어 있는 시료대(110)와 웨이퍼(200) 사이에서 열교환이 행해지고, 도 3의 (d)의 웨이퍼 온도 : 3331의 곡선으로 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(200)의 온도가, 반응층을 형성하는데 적합한 온도로 될 때까지 냉각된다.
웨이퍼(200)를 일정한 시간(도 3의 (d)의 냉각 시간 : 333) 냉각하고, 웨이퍼(200)의 온도가, 웨이퍼(200)의 표면에 흡착된 여기 가스가 웨이퍼(200)의 표면층과 반응해서 반응층을 형성하는데 적합한 온도(도 3의 (d)의 웨이퍼 온도 3332)까지 충분히 냉각된 상태(도 3의 시각 t3)에서 1사이클을 종료한다.
본 실시에 따르면, 웨이퍼(200)를 가열하고 있는 시간 : 332에 있어서, 웨이퍼(200)를 필요 이상으로 가열하지 않고, 반응 생성물을 웨이퍼(200)의 표면으로부터 이탈시키는데 필요한 온도로 유지하고 있으므로, 웨이퍼(200)의 냉각 시에, 비교적 짧은 시간에 웨이퍼(200)의 표면에 흡착된 여기 가스가 반응층을 형성하는데 적합한 온도까지 냉각할 수 있다. 이것에 의해, 냉각 시간 : 333을, 가열 시의 웨이퍼(200)의 온도를 제어하지 않는 경우와 비교해서 짧게 할 수 있고, 1사이클의 시간을 단축해서, 처리 스루풋을 높일 수 있다.
이와 같이, 플라스마 발생실(102)의 내부에 플라스마를 발생시켜서 생성한 여기 가스를 웨이퍼(200)의 표면에 부착시키는 것으로부터 시작되어, 램프(151)를 발광시켜서 웨이퍼(200)를 가열하여 반응 생성물을 웨이퍼(200)의 표면으로부터 이탈시킨 후, 웨이퍼(200)의 온도가 반응층을 형성하는데 적합한 온도로 될 때까지 냉각할 때까지의 사이클을 소정의 횟수 반복함에 의해, 웨이퍼(200)의 표면에 형성된 박막층을 1층씩, 원하는 층수를 제거할 수 있다.
적외선(IR) 램프 조사 에너지를 Eo, 웨이퍼(200)의 표면 반사 에너지를 Er, 웨이퍼에의 흡수 에너지를 Ea, 웨이퍼의 투과 에너지 Et로 하면, 적외선(IR) 램프 조사 에너지 Eo는,
E0=Er+Ea+Et
로 나타내진다.
또한, 램프(151)에 의해 조사된 에너지에 대한 웨이퍼 표면의 반사율은, Er/Eo로서, 웨이퍼의 흡수율은, Ea/Eo로서, 웨이퍼의 투과율은, Et/Eo로서 나타내진다.
여기서, 실제의 웨이퍼(200)는, 모재 실리콘에의 도프 금속종이나 함유량에 의해 체적 저항률이 변동되며, 또한, 표면에 형성된 박막 패턴의 형상 치수나 상태(표면의 반사율, 열용량 등)에 불균일이 발생한다. 적외선 램프로부터 조사되는 전자파는, 웨이퍼 모재 혹은 박막 패턴의 체적 저항률이나 열용량(막두께)에 의해, 웨이퍼에의 흡수율(이나 표면의 반사율, 웨이퍼의 투과율)이 변화하고, 승온 특성(특히 승온 속도)이 변화한다. 그 결과, 램프(151)에 의한 웨이퍼(200)의 가열을 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이 제어해도, 처리하는 웨이퍼(200)마다의 온도가 매회, 도 3의 (d)에 나타내는 웨이퍼 온도 : 3321과 같은 상승 커브, 및 웨이퍼 온도 : 3322에 나타내는 바와 같은 일정한 범위의 온도를 재현하는 것이 어렵다.
또한, 웨이퍼(200)의 모재의 체적 저항률이 변동되고, 표면에 형성된 박막 패턴의 형상 치수나 상태(표면의 반사율, 열용량 등)에 불균일이 발생하면, 시료대(110)의 내부에 설치한 온도 센서(115)에서 검출한 온도로부터, 램프(151)에 의해 가열되고 있는 중인 웨이퍼(200)의 표면의 온도를 정밀도 좋게 추정하는 것도 어려워진다.
그래서, 본 실시예에 있어서는, 처리 대상으로 되는 웨이퍼(200) 중 체적 저항률이 가장 큰(웨이퍼에의 흡수율이 작고, 승온 속도가 작은) 것과, 가장 작은(웨이퍼에의 흡수율이 크고, 승온 속도가 큰) 것을 추출하고, 그들 웨이퍼(200)에 대하여, 램프(151)에 의한 가열 특성을 사전에 측정하고, 그 측정 결과를 이용해서 처리 중의 웨이퍼(200)의 온도를 추정하도록 했다.
램프(151)에 의한 가열 특성을 측정하기 위해서는, 처리 대상으로 되는 웨이퍼(200) 중 체적 저항률이 가장 큰 웨이퍼(210)에 대하여, 도 4에 나타내는 바와 같이 복수의 점(201)에 열전대 등의 온도 센서(202)를 첩부한다.
이 온도 센서(202)를 첩부한 웨이퍼(210)를, 도 1에 나타낸 웨이퍼(200) 대신에 플라스마 처리 장치의 시료대(110)에 재치하고, 진공 배기 장치(120)에서 처리실(103)의 내부를 배기하고, 진공 용기(101)의 내부를 소정의 압력(진공도)으로 한다.
진공 용기(101)의 내부가 소정의 압력(진공도)으로 유지된 상태에서, 램프 전원(150)으로부터 램프(151)에 전력을 공급하여, 램프(151)를 발광시킨다. 이 발광한 램프(151)로부터 발사된 적외광 중, 석영의 창부(153)를 투과해서 처리실(103)에 입사한 적외광에 의해, 시료대(110) 상에 재치된 웨이퍼(210)를 가열한다.
이 램프(151)로부터 발사된 적외광에 의해 가열된 상태에 있어서의 웨이퍼(210)의 온도를, 웨이퍼(210)에 첩부한 복수의 온도 센서(202)와, 시료대(110)의 내부에 설치한 온도 센서(115)에서 검출하고, 램프(151)에 의한 가열 시간과 온도 센서(202)와 온도 센서(115)에서 검출한 각각의 온도 변화의 관계를 구한다.
처리 대상으로 되는 웨이퍼(200) 중 체적 저항률이 가장 작은 웨이퍼(220)에 대해서도 마찬가지로, 램프(151)에 의한 가열 시간과 온도 센서(202)와 온도 센서(115)에서 검출한 각각의 온도 변화의 관계를 구한다.
측정해서 얻어진 결과의 일례를, 도 5에 나타낸다. 도 5에 나타내는 그래프(500)는, 처리 대상으로 되는 웨이퍼(200) 중 체적 저항률이 가장 큰 웨이퍼(210)에 대하여, 램프 전원(150)으로부터 램프(151)에 소정의 전력(예를 들면, 램프(151)의 허용 최대 인가 전력의 70%)을 공급해서 램프(151)를 발광시키고, 시료대(110) 상에 재치된 웨이퍼(210)를 가열했을 때에, 웨이퍼(210)에 첩부한 복수의 온도 센서(202)에서 검출한 온도의 각 시각에 있어서의 평균값(도 5의 그래프에 있어서의 TC 웨이퍼 온도 : 501)과, 시료대(110)의 내부에 설치한 온도 센서(115)에서 검출한 온도(도 5의 그래프에 있어서의 PT 센서 온도 : 520)의 시간 변화를 나타내고 있다.
이와 같이 해서 구해진 그래프로부터, 웨이퍼(210)의 표면에 첩부한 복수의 온도 센서(202)에서 검출한 평균 온도의 승온 속도(도 5의 TC 웨이퍼 온도 : 510의 곡선의 상승부의 각도 θ1에 상당)와, 온도 센서(115)에서 검출한 승온 속도(도 5의 PT 센서 온도 : 520의 곡선의 상승부의 각도 θ2에 상당)를 구한다.
이와 같은 측정을, 램프 전원(150)으로부터 램프(151)에 인가하는 전력(램프 출력), 및, 웨이퍼(210)와 시료대(110) 사이에 공급하는 냉각 가스(헬륨 : He)의 압력을 파라미터로 하여, 그들을 다양하게 변화시켜서, 각각의 조건에 있어서 도 5에 나타낸 바와 같은 그래프를 작성하고, 제어부(160)의 기억부(1601)에 데이터베이스로서 기억시킨다.
이와 같이 해서 측정하여 작성된 데이터베이스를 이용해서, 시료대(110)의 내부에 설치한 온도 센서(115)에서 검출한 온도로부터, 웨이퍼(210)의 표면에 첩부한 복수의 온도 센서(202)에서 검출될 것으로 기대되는 평균 온도를 구할 수 있다.
도 6을 이용해서, 이 원리를 설명한다. 도 6에 나타낸 직선(610)은, 도 5에 나타낸 데이터베이스에 기억한 데이터로부터, 체적 저항률이 가장 큰 웨이퍼(210)와 체적 저항률이 가장 작은 웨이퍼(220)를 선택하고, 이들 웨이퍼(210 및 220)에 대하여 구한 승온 속도를 이은 선이다. 승온 속도는, 램프(151)에 인가하는 전력과 웨이퍼(210)((220))와 시료대(110) 사이에 공급하는 냉각 가스(헬륨 : He)의 압력을 각각 어느 값으로 설정했을 때에, 램프(151)에 의한 웨이퍼(210)의 가열을 개시한 직후의 온도 상승의 시간 변화로부터 구했다.
즉, 직선(610)은, 웨이퍼(210)((220))의 표면에 첩부한 복수의 온도 센서(202)에서 검출된 온도의 평균 온도로부터 구한 승온 속도로서, 체적 저항률이 가장 작은 웨이퍼(220)에 있어서의 승온 속도 : 611과 체적 저항률이 가장 큰 웨이퍼(210)에 있어서의 승온 속도 : 621을 이은 선이다.
또한, 직선(620)은, 체적 저항률이 가장 작은 웨이퍼(220)에 대하여, 웨이퍼(220)의 표면에 첩부한 복수의 온도 센서(202)에서 승온 속도를 구했을 때에, 동시에, 시료대(110)의 내부에 설치한 온도 센서(115)에서 검출된 시료대(110)의 승온 속도 : 612와, 체적 저항률이 가장 큰 웨이퍼(220)의 승온 속도를 구했을 때에, 동시에, 시료대(110)의 내부에 설치한 온도 센서(115)에서 검출된 시료대(110)의 승온 속도 : 623을 이은 선이다.
실제의 웨이퍼(200)의 처리에 있어서는, 램프(151)로 웨이퍼(200)를 가열했을 때에 시료대(110)의 내부에 설치한 온도 센서(115)에서 검출한 온도로부터, 승온 온도 A를 산출한다. 다음으로, 도 6의 그래프에 있어서의 직선(620) 상에서, 승온 속도 A에 대응하는 위치 B를 구한다. 다음으로, 직선(620) 상의 위치 B에 대응하는 체적 저항률 C를 구하고, 이 체적 저항률 C에 대응하는 직선(610) 상의 점 D를 구한다. 마지막으로, 직선(610) 상의 점 D에 대응하는 승온 속도 E를 구하고, 이 구한 승온 속도 E와 램프(151)에 의한 웨이퍼(200)의 가열을 개시하고 나서 현재까지의 경과 시간으로부터, 현시점에 있어서의 웨이퍼(200)의 표면의 온도를 추정한다.
이와 같이, 처리 대상의 웨이퍼(200) 중으로부터 추출한 특징적인 웨이퍼(본 실시예의 경우는, 체적 저항률이 가장 큰 웨이퍼(210)와 가장 작은 웨이퍼(220))를 추출해서, 도 5에서 설명한 바와 같은 데이터베이스를 작성한다. 다음으로, 도 6에 나타낸 바와 같은 승온 속도와 체적 저항률의 관계를 구하고 그들을 데이터베이스에 저장된 데이터를 참조함에 의해, 실제로 처리 중인 웨이퍼(200)를 램프(151)로 가열 중에 시료대(110)의 내부에 설치한 온도 센서(115)에서 검출한 온도로부터, 현시점에 있어서의 웨이퍼(200)의 표면의 온도를 추정할 수 있다.
다음으로, 처리 대상의 웨이퍼(200) 중으로부터 추출한 임의의 웨이퍼에 대하여 본 실시예를 적용한 예를 나타낸다. 먼저, 추출한 임의의 웨이퍼(200)를 시료대에 재치한 상태에서 램프(151)로 가열하고, 시료대(110)의 내부에 설치한 온도 센서(115)에서 검출한 온도의 변화로부터 승온 속도를 구한다. 다음으로, 온도 센서(115)의 검출 온도로부터 구한 승온 속도에 의거하여, 도 6을 이용해서 설명한 스텝에 근거해서, 웨이퍼(200)의 표면의 승온 속도를 구한다.
램프(151)로 시료대에 재치한 웨이퍼(200)를 가열할 경우, 가열 개시 시에 램프 전원(150)으로부터 램프(151)에 인가하는 전력은, 매회 일정(예를 들면 램프 정격 출력의 70%)하다. 램프(151)에 의해 웨이퍼(200)가 가열되어 있는 상태에서, 온도 센서(115)에서 검출한 온도로부터, 앞서 설명한 바와 같은, 데이터베이스에 기억한 온도 센서(115)의 검출 온도로부터 구한 승온 속도와 웨이퍼(200)의 표면의 승온 속도의 관계에 의거하여 웨이퍼 표면의 온도를 추정해서, 램프(151)에 의한 가열을 제어한다.
도 7에는, 도 3의 (b)에서 설명한 램프 가열과 (d)에서 설명한 웨이퍼 온도의 시간 변화 중, 가열 : 332에 대응하는 램프 가열을 행하는 기간과 그 전후를 포함한 시간에 있어서의 상태를 나타낸다. 온도 센서(115)에서 검출한 온도로부터 추정한 웨이퍼 표면의 온도에 의거하여, 램프 전원(150)으로부터 램프(151)에 인가하는 전력(램프 출력)을 제어한다.
도 7에 나타낸 예에서는, 상기한 방법으로 표면의 승온 특성을 구한 웨이퍼에 대하여, (a)의 타임차트에 나타내는 바와 같이, 시각 t10에서 램프 전원(150)으로부터 램프(151)에의 전력의 인가를 개시해서 램프 가열을 L0로부터 L1의 상태(가열 : 711의 상태)로 하고, (b)의 타임차트에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(200)의 온도 : 731을 상승시킨다. 이 가열 : 711의 상태를 지속시키고, 온도 센서(115)에서 검출한 온도로부터 추정한 웨이퍼 온도 : 732가 미리 설정한 목표값 T10에 달한 시점(시각 t11)에서 램프 가열을 L1로부터 전환하고, 시각 t12에서 램프 가열을 L2의 상태까지 저감시킨다(가열 : 712).
다음으로, 웨이퍼(200)의 온도가 저감하기 시작한 것이 검지된 시점(시각 t12)에서 램프 가열을 전환하고, 시각 t13의 시점에서 L3의 레벨까지 상승시킨다(가열 : 713). 이 L3의 레벨 상태(가열 : 714의 상태)를 시각 t14까지 지속시킴으로써, 웨이퍼(200)의 온도 : 733이 목표값 T10에 가까운 T12로 유지되고, 표면에 흡착된 여기 가스와 반응해서 형성된 웨이퍼(200)의 표면의 반응층이 1층 제거된다.
시각 t14에서 램프(151)에 의한 가열을 중단하고, 램프 가열의 레벨을 L0로 한다. 시각 t14에서, 가스 공급관(111)으로부터 웨이퍼(200)의 이면에 공급하는 냉각용 가스의 유량을 바꾸고, 웨이퍼(200)의 이면의 냉각 가스의 압력을 상승시킨다. 이것에 의해, 유로(112)를 흐르는 냉매에 의해 냉각되어 있는 시료대(110)와 웨이퍼(200) 사이에서 열교환이 효율적으로 행해지고, 웨이퍼(200)를, 여기 가스 표면에 흡착하는데 적합한 온도 T11까지 비교적 단시간에 냉각할 수 있다.
도 8에는, 도 7의 경우와 비교해서 웨이퍼의 체적 저항률이 큰 웨이퍼를 이용한 경우의 예를 나타낸다. 이와 같이 도 7의 경우와 비교해서 체적 저항률이 큰 웨이퍼에 대해서, 램프 가열을 도 7의 경우와 같도록 제어했을 경우, 도 8의 점선으로 나타내는 바와 같이, 시각 t11에서는 웨이퍼 온도가 목표값 T10와 비교해서 낮은 상태이고, 이 시점에서 램프 가열을 L1로부터 전환해서 시각 t12에서 L2까지 저감하고, 그 후 t13까지의 사이에 L31(도 7의 L3에 상당)로 상승시켰을 경우, 웨이퍼(200)의 온도는, 목표값의 T10에 반해서 낮은 T23에 머물러 버린다. 그 결과, 웨이퍼(200)의 표면에 흡착된 여기 가스와 반응해서 형성된 반응층은, 웨이퍼(200)의 표면으로부터 충분히 이탈할 수 없고, 그 일부는 웨이퍼(200)의 표면에 부착한 채로 남아 버려서, 웨이퍼 표면층의 제거를 확실히 행할 수 없게 되어 버린다.
이것에 대해서, 본 실시예의 방법을 이용한 경우에는, 먼저, 도 7에 나타낸 예의 경우와 마찬가지로, 온도 센서(115)에서 검출한 온도와 웨이퍼 표면의 온도의 관계를 조사함에 의해, 온도 센서(115)에서 검출한 온도에 의거하여, 도 8에 실선으로 나타낸 바와 같은, 도 7에 나타낸 경우와는 다른 램프 가열의 제어를 행할 수 있고, 체적 저항률이 서로 다른 웨이퍼에 대해서도, 표면에 흡착된 여기 가스와 반응해서 형성된 웨이퍼(200)의 표면의 반응층을 확실히 1층 제거할 수 있다.
즉, 도 7의 경우와 비교해서 체적 저항률이 큰 도 8의 경우의 웨이퍼에 대하여, 상기한 방법으로 표면의 승온 특성을 구하고, 시각 t10에서 램프 전원(150)으로부터 램프(151)에의 전력의 인가를 개시해서 램프 가열을 L0로부터 L1의 상태(가열 : 811의 상태)로 하고, 웨이퍼(200)의 온도 : 831을 상승시킨다. 이 가열 : 811의 상태를 지속시키고, 온도 센서(115)에서 검출한 온도로부터 추정한 웨이퍼 온도 : 832가 미리 설정한 목표값 T10에 달한 시점(시각 t21)에서 램프 가열을 L1로부터 전환하여, 시각 t22에서 램프 가열을 L21의 상태까지 저감시킨다(가열 : 812). 다음으로, 웨이퍼 온도가 저감하기 시작한 것이 검지된 시점(시각 t22)에서 램프 가열을 전환하여, 시각 t23의 시점에서 L31의 레벨까지 상승시킨다(가열 : 813). 이 L31의 레벨 상태(가열 : 814)를 도 7의 경우와 같은 시각 t14까지 지속시킴으로써, 웨이퍼(200)의 온도 : 833이 목표값 T10에 가까운 T22로 유지되고, 표면에 흡착된 여기 가스와 반응해서 형성된 웨이퍼(200)의 표면의 반응층이 1층 제거된다.
시각 t24에서 램프(151)에 의한 가열을 중단하고, 램프 가열의 레벨을 L0로 한다. 시각 t24에서, 가스 공급관(111)으로부터 웨이퍼(200)의 이면에 공급하는 냉각용 가스의 유량을 바꿔서 웨이퍼(200)의 이면의 가스 압력을 상승시킴에 의해, 유로(112)를 흐르는 냉매에 의해 냉각되어 있는 시료대(110)와 웨이퍼(200) 사이에서 열교환이 효율적으로 행해지고, 여기 가스 표면에 흡착하는데 적합한 온도 T21(도 7의 온도 T11에 상당)까지 비교적 단시간에 냉각할 수 있다.
이와 같이, 처리 대상의 웨이퍼에 대하여 미리 온도 센서(115)에서 검출한 온도와 웨이퍼 표면의 온도의 관계를 조사함에 의해, 소정의 시간 내에서 여기 가스와 반응해서 형성된 웨이퍼(200)의 표면의 반응층을 1층만 제거하는 것을, 각각의 웨이퍼에 적합한 가열 조건에서 웨이퍼의 온도 제어를 행하면서 확실히 실시하는 것이 가능하게 되었다. 또한, 반응층 제거 후의 웨이퍼(200)의 냉각에 요하는 시간을 짧게 할 수 있고, 스루풋을 저하시키지 않고 확실히 처리를 행할 수 있게 되었다.
여기서, 처리 대상의 웨이퍼에 대하여 미리 온도 센서(115)에서 검출한 온도와 웨이퍼 표면의 온도의 관계를 조사하는 방법으로서는, 반복해서 행해지는 처리 사이클의 최초의 사이클로 행하는 방법과, 반복해서 행해지는 처리 사이클을 시작하기 전에 고정한 시퀀스로 웨이퍼를 가열하고 온도 센서(115)에서 검출한 온도로부터 처리 대상의 웨이퍼의 승온 속도를 동정하는 방법, 또는, 동일 사양의 더미 웨이퍼를 이용해서 웨이퍼를 가열하고 온도 센서(115)에서 검출한 온도로부터 처리 대상의 웨이퍼의 승온 속도를 추정하는 방법을 생각할 수 있다.
이들 방법 중, 최초의, 반복해서 행해지는 처리 사이클의 최초의 사이클로 행하는 방법에 대하여, 도 9를 이용해서 설명한다.
도 9에 나타낸 방법에 있어서는, 처리 사이클의 최초의 사이클(921)을 시작하는 준비 단계에 있어서, 먼저, 정전척(117)의 1쌍의 박막 전극(119)에 도시되어 있지 않은 전원으로부터 전력을 인가함에 의해, 웨이퍼(200)를 정전기력으로 박막 전극(119)에 흡착한다. 다음으로, 가스 공급관(111)으로부터 냉각 가스를 웨이퍼(200)의 이면에 공급하고, 웨이퍼 온도가 여기 가스를 웨이퍼(200)의 표면에 흡착시키는데 적합한 온도 : 900로 설정한다. 이 상태에서, 처리의 최초의 사이클(921)에 들어간다. 이 최초의 사이클(921)에 있어서, 램프 전원(150)으로부터 램프(151)에 인가하는 전력의 패턴은, 미리 설정한 패턴을 채용한다.
즉, 처리의 최초의 사이클(921)에 있어서, 시각 t100에서 플라스마 발생실(102)에서 발생시킨 플라스마에 의해 여기되고 처리실(103)의 측에 유출한 여기 가스를 소정의 시간 웨이퍼의 표면에 흡착시킨다. 여기 가스를 소정의 시간 웨이퍼의 표면에 흡착시킨 후, 시각 t101에서 가스 공급관(111)으로부터 웨이퍼(200)의 이면에의 냉각 가스의 공급량(유량)을 가열 시에 적합한 유량으로 조정하고, 램프 전원(150)으로부터 램프(151)에 미리 설정한 패턴으로 전력을 인가하고, 웨이퍼(200)를 가열한다.
이 램프(151)로 가열된 웨이퍼(200)의 온도는, 도 9에 나타내는 곡선(901)과 같이 상승하고, 미리 설정한 패턴으로 램프(151)에 인가하는 전력을 전환함에 의해, 웨이퍼(200)의 온도는 곡선(902)과 같이 거의 일정하게 유지된다. 여기서, 웨이퍼(200)의 온도가 곡선(901)과 같이 상승하고 있는 단계에 있어서, 온도 센서(115)에서 검출한 시료대(110)에 있어서의 웨이퍼 이면의 온도의 변화로부터 승온 속도(도 6의 A에 상당)를 구하고, 이 구한 시료대(110)에 있어서의 웨이퍼 이면의 승온 속도의 정보로부터, 제어부(160)의 기억부(1601)에 기억된 데이터베이스를 이용해서, 도 6을 이용해서 설명한 방법에 의해 웨이퍼(200)의 승온 속도(도 6의 E에 상당)를 구한다. 다음으로, 이 구한 웨이퍼(200)의 승온 속도의 데이터에 의거하여, 미리 설정한 램프 전원(150)으로부터 램프(151)에 인가하는 전력의 패턴을 수정한다.
웨이퍼 처리의 2회째의 사이클(922) 이후에는, 이 수정한 패턴을 이용해서 실행한다. 이것에 의해 시각 t111(3회째의 사이클(923)의 시각 t121, 4회째의 사이클(924)의 시각 t131)로부터 시작되는 가열 공정에 있어서의 웨이퍼(200)의 온도 이력은, 곡선(911)에 나타내는 바와 같이 온도가 상승하고, 다음으로 램프(151)에 인가하는 전력을 전환함에 의해 곡선(912)에 나타내는 바와 같이 시각 t112(3회째의 사이클(923)의 시각 t122, 4회째의 사이클(924)의 시각 t132)까지 일정한 온도(도 7 및 8에서 설명한 목표값 T10에 가까운 온도)로 유지된다.
시각 t112(시각 t121, 시각 t131)에서 램프(151)에 인가하는 전력이 절단됨과 동시에, 가스 공급관(111)으로부터 웨이퍼(200)의 이면에 공급하는 냉각 가스의 유량을 웨이퍼(200)의 냉각에 적합한 유량으로 조정하고, 웨이퍼 온도가 여기 가스를 웨이퍼의 표면에 흡착시키는데 적합한 온도 : 900까지 냉각된다. 웨이퍼(200)가 확실히 냉각된 상태(시각 t120, 시각 t130, 시각 t140)에서, 다음의 웨이퍼 처리 사이클(922 이후)을 소정의 횟수 실행함에 의해, 웨이퍼(200)의 표면에 형성된 층을, 확실히 제거할 수 있다.
이 방법에서는, 웨이퍼 처리 사이클 중에서 웨이퍼(200)의 승온 속도를 구하므로, 웨이퍼 처리 스루풋을 저하시키지 않고, 확실히 표면층을 제거할 수 있다.
한편, 최초의 사이클(921)에 있어서의 웨이퍼(200)의 가열 패턴이, 그 후의 사이클에 있어서의 웨이퍼(200)의 가열 패턴과 다르기 때문에, 최초의 사이클(921)에 있어서의 웨이퍼(200)의 표면층의 제거가 확실히 행해지지 않고, 일부에 남아 버릴 가능성이 있다. 그러나, 그 후의 수정된 제거 사이클을 반복함에 의해, 최초의 사이클(921)에 있어서의 웨이퍼(200)의 표면층의 제거 남음은, 무시할 수 있게 된다.
다음으로, 반복해서 행해지는 처리 사이클을 시작하기 전에 고정한 시퀀스로 웨이퍼를 가열하고 온도 센서(115)에서 검출한 온도로부터 처리 대상의 웨이퍼의 승온 속도를 동정하는 방법에 대하여, 도 10을 이용해서 설명한다.
도 9에서 설명한 방법과 다른 것은, 도 9의 최초의 사이클(921)로 바꾸고, 계측 사이클(1020)을 마련한 점이다. 즉, 도 9에서 설명한 최초의 사이클(921)에 있어서는, 여기 가스를 웨이퍼(200)의 표면에 부착시킨 상태에서 웨이퍼(200)를 가열해서 표면층을 제거하고 있지만, 도 10에 나타낸 방법에서는, 여기 가스를 웨이퍼(200)의 표면에 부착시키지 않은 상태에서 웨이퍼(200)를 가열하고, 웨이퍼(200)의 승온 특성을 구하도록 했다.
즉, 도 10에 나타낸 방법에 있어서는, 먼저, 정전척(117)의 1쌍의 박막 전극(119)에 도시되어 있지 않은 전원으로부터 전력을 인가함에 의해, 웨이퍼(200)를 정전기력으로 정전척(117)에 흡착한다. 다음으로, 가스 공급관(111)으로부터 냉각 가스를 웨이퍼(200)의 이면에 공급해서 웨이퍼 온도가 여기 가스를 웨이퍼의 표면에 흡착시키는데 적합한 온도 : 1000으로 설정한다. 이 상태에서, 계측 사이클(1020)에 들어간다. 이 계측 사이클(1020)에 있어서, 램프 전원(150)으로부터 램프(151)에 인가하는 전력의 패턴은, 미리 설정한 패턴(예를 들면, 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같은 패턴)을 채용한다.
즉, 계측 사이클(1020)에 있어서, 시각 t201에서 가스 공급관(111)으로부터 웨이퍼(200)의 이면에 공급하는 냉각 가스의 유량이 웨이퍼(200)의 이면의 압력이 웨이퍼(200)의 가열에 적합한 압력으로 되도록 조정한 상태에서, 램프 전원(150)으로부터 램프(151)에 미리 설정한 패턴으로 전력을 인가하고, 웨이퍼(200)를 가열한다.
이 램프(151)로 가열된 웨이퍼(200)의 온도는, 도 10에 나타내는 곡선(1001)과 같이 상승하고, 미리 설정한 패턴으로 램프(151)에 인가하는 전력을 전환함에 의해, 웨이퍼(200)의 온도는 곡선(1002)과 같이 거의 일정하게 유지된다. 여기에서, 웨이퍼(200)의 온도가 곡선(1001)과 같이 상승하고 있는 단계에 있어서, 온도 센서(115)에서 검출한 시료대(110)에 있어서의 웨이퍼 이면의 온도의 변화로부터 승온 속도(도 6의 A에 상당)를 구하고, 이 구한 시료대(110)에 있어서의 웨이퍼 이면의 승온 속도의 정보로부터, 제어부(160)의 기억부(1601)에 기억된 데이터베이스를 이용해서, 도 6을 이용해서 설명한 방법에 의해 웨이퍼(200)의 승온 속도(도 6의 E에 상당)를 구한다. 다음으로, 이 구한 웨이퍼(200)의 승온 속도의 데이터를 이용해서, 미리 설정한 램프 전원(150)으로부터 램프(151)에 인가하는 전력의 패턴을 수정한다.
웨이퍼 처리의 1회째의 사이클(1021) 이후는, 이 수정한 패턴을 이용해서 실행한다. 이것에 의해 시각 t211(2회째의 사이클(1022)의 시각 t221, 3회째의 사이클(1023)의 시각 t231)로부터 시작되는 가열 공정에 있어서의 웨이퍼(200)의 온도 이력은, 곡선(1011)에 나타내는 바와 같이 온도가 상승하고, 다음으로 램프(151)에 인가하는 전력을 전환함에 의해 곡선(1012)에 나타내는 바와 같이 시각 t212(2회째의 사이클(1022)의 시각 t222, 3회째의 사이클(1023)의 시각 t232)까지 일정한 온도(도 7 및 8에서 설명한 목표값 T10 또는 그것에 가까운 온도)로 유지된다.
시각 t212에서 램프(151)에 인가하는 전력이 절단됨과 동시에, 가스 공급관(111)으로부터 공급하는 냉각 가스의 유량을, 웨이퍼(200)의 이면의 압력이 웨이퍼(200)의 냉각에 적합한 압력으로 되도록 조정하고, 이 냉각 가스에 의해 웨이퍼 온도가 여기 가스를 웨이퍼의 표면에 흡착시키는데 적합한 온도 : 1000까지 냉각된다. 웨이퍼(200)가 확실히 냉각된 상태(시각 t220)에서, 다음의 웨이퍼 처리 사이클(1022 이후)을 소정의 횟수 실행함에 의해, 웨이퍼(200)의 표면에 형성된 층을, 확실히 제거할 수 있다.
이 방법에 따르면, 웨이퍼의 표면층 제거의 프로세스를 수반하지 않고 웨이퍼(200)의 승온 특성을 구하므로, 그 후의 웨이퍼의 표면층 제거의 프로세스에 있어서 확실히 1층씩 제거할 수 있고, 웨이퍼 표면 처리를, 제거 남음을 발생시키지 않고, 높은 품질로 확실히 실행할 수 있다.
동일 사양의 더미 웨이퍼를 이용해서 웨이퍼를 가열하고 온도 센서(115)에서 검출한 온도로부터 처리 대상의 웨이퍼의 승온 속도를 추정하는 방법에 대해서는, 도 5 내지 도 8을 이용해서 설명한 방법과 도 9에서 설명한 2회째의 사이클(922) 이후의 사이클, 또는 도 10에서 설명한 1회째의 사이클(1021) 이후의 사이클을 조합한 것과 같으므로, 설명을 생략한다.
도 11에, 본 실시예에 따른 플라스마 처리 장치(100)를 제어하는 제어부(160)의 개략의 구성을, 도 11을 이용해서 설명한다.
본 실시예에 따른 플라스마 처리 장치(100)를 제어하는 제어부(160)는, 기억부(1601)와, 연산부(1602), 램프 제어부(1603), 전체 제어부(1604)를 구비하고 있다.
기억부(1601)에는, 진공 배기 장치(120)나, 고주파 전원(130), 가스 공급원(140), 램프 전원(150), 가스 유량 제어부(161), 냉매 온도 컨트롤러(162), 센서 컨트롤러(163)를 포함하는 플라스마 처리 장치(100) 전체를 제어하는 프로그램이나, 도 5에서 설명한 바와 같은, PT 센서 온도와 TC 웨이퍼 온도의 관계를, 체적 저항률이나 IR 출력, He 압력마다 데이터베이스로서 기억한다.
연산부(1602)는, 램프(151)로 가열 중에 온도 센서(115)에서 검출한 시료대(110)의 온도의 변화와, 기억부(1601)에 기억된 체적 저항률이나 IR 출력, He 압력마다의 PT 센서 온도와 TC 웨이퍼 온도의 관계로부터, 기억부(1601)에 기억한 데이터베이스를 이용해서, 도 6에서 설명한 바와 같은 방법으로 웨이퍼(200)의 승온 속도를 구한다. 이 구한 결과는 기억부(1601)에 기억된 램프 전원(150)을 제어하는 프로그램에 반영된다.
램프 제어부(1603)는, 연산부(1602)에서 구한 웨이퍼(200)의 승온 속도의 정보에 의거하여 제어부(160)로부터 출력되는 제어 신호에 의거해서, 처리 대상의 웨이퍼(200)마다 램프 전원(150)을 제어한다.
전체 제어부(1604)는, 기억부(1601)에 기억된 제어 프로그램에 의거하여, 진공 배기 장치(120)나, 고주파 전원(130), 가스 공급원(140), 램프 전원(150), 가스 유량 제어부(161), 냉매 온도 컨트롤러(162), 센서 컨트롤러(163)를 포함하는 플라스마 처리 장치(100) 전체를 제어한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 또한, 본 발명에 따르면, 승온 속도(체적 저항률)가 불명확한 웨이퍼여도, 처리 스루풋을 저하시키지 않고, 프로세스에 최저한 필요의 온도를 소정 시간 유지할 수 있게 되고, 처리 수율을 향상시킬 수 있게 되었다.
이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 실시예에 의거하여 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예로 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 변경 가능한 것은 물론이다. 예를 들면, 상기한 실시예는 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위하여 상세히 설명한 것이고, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 실시예의 구성의 일부에 대하여, 다른 구성의 추가·삭제·치환을 하는 것이 가능하다.
100 : 플라스마 처리 장치 101 : 진공 용기
102 : 플라스마 발생실 103 : 처리실
105 : 플레이트 110 : 시료대
111 : 가스 공급관 112 : 유로
115 : 온도 센서 117 : 정전척
120 : 진공 배기 장치 130 : 고주파 전원
140 : 가스 공급원 150 : 램프 전원
151 : 램프 200 : 웨이퍼

Claims (14)

  1. 진공 용기와,
    상기 진공 용기의 내부에서 시료를 재치(載置)하는 시료대와,
    상기 진공 용기의 내부를 배기하는 배기부와,
    상기 진공 용기의 내부에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    상기 진공 용기의 내부에 고주파 전력을 인가하는 고주파 전력 인가부와,
    상기 시료대에 재치된 상기 시료에 상기 진공 용기의 외부로부터 적외광을 조사하는 조사부와,
    상기 배기부와 상기 가스 공급부와 상기 고주파 전력 인가부와 상기 조사부를 제어하는 제어부를 구비한 플라스마 처리 장치로서,
    상기 시료대의 상기 시료를 재치하는 면의 온도를 계측하는 온도 계측부를 더 구비하며,
    상기 제어부는, 상기 조사부에서 상기 시료대에 재치된 상기 시료에 적외광을 조사하고 있을 때에, 상기 온도 계측부에서 계측한 온도에 의거하여 상기 조사부로부터 상기 시료에 조사하는 상기 적외광의 강도를 제어하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시료대는, 상기 시료대에 재치한 상기 시료의 이면과의 사이에 냉각 가스를 공급하는 냉각 가스 공급부와, 상기 시료대를 냉각하는 냉매를 상기 시료대에 형성된 유로에 공급하는 냉매 공급부와, 상기 시료대에 재치한 상기 시료를 정전 흡착하는 정전척부를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 진공 용기는, 상기 고주파 전력 인가부에 의해 인가된 고주파 전력에 의해 상기 가스 공급부로부터 공급된 상기 처리 가스의 플라스마를 발생시키는 플라스마 발생실과, 상기 플라스마 발생실에서 발생한 플라스마에 의해 여기된 상기 처리 가스에 의한 여기 가스를 유입시키는 처리실을 구비하며, 상기 플라스마 발생실과 상기 처리실 사이가 다수의 슬릿이 형성된 석영의 플레이트로 구획되어 있는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 조사부에서 상기 시료대에 재치된 상기 시료에 상기 적외광을 조사하고 있을 때에, 상기 온도 계측부에서 계측한 온도에 의거하여, 미리 구해 둔 상기 시료의 체적 저항률과 승온 속도의 관계로부터, 상기 조사부로부터 상기 시료에 조사하는 상기 적외광의 강도를 제어하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 미리 구해 둔 상기 시료의 상기 체적 저항률과 상기 승온 속도의 관계로부터 상기 온도 계측부에서 계측한 온도에 의거하여 상기 시료의 승온 속도를 구하고, 상기 구한 상기 시료의 승온 속도에 의거하여 상기 조사부로부터 상기 시료에 조사하는 상기 적외광의 강도를 제어하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는, 미리 구해 둔 상기 시료의 상기 체적 저항률과 상기 승온 속도의 관계로부터 상기 온도 계측부에서 계측한 온도에 의거하여 상기 시료의 승온 속도를 구하는 것을, 상기 시료의 표면의 최초의 1층을 제거하는 공정에 있어서 상기 온도 계측부에서 계측한 온도에 의거하여 행하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는, 미리 구해 둔 상기 시료의 상기 체적 저항률과 상기 승온 속도의 관계로부터 상기 온도 계측부에서 계측한 온도에 의거하여 상기 시료의 승온 속도를 구하는 것을, 상기 시료의 표면의 최초의 1층을 제거하기 전에 상기 시료에 상기 조사부로부터 상기 적외광을 조사함에 의해 상기 시료를 가열하고 상기 온도 계측부에서 계측한 온도에 의거하여 행하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 장치.
  8. 플라스마 발생실의 내부에 가스 공급부로부터 처리 가스를 공급한 상태에서 고주파 전력 인가부에 의해 고주파 전력을 인가해서 상기 플라스마 발생실의 내부에 플라스마를 발생시키고,
    상기 플라스마 발생실의 내부에 발생시킨 플라스마에 의해 여기된 상기 처리 가스 중 상기 플라스마 발생실에 접속하여 있는 처리실에 유입한 상기 처리 가스에 의한 여기 가스를, 상기 처리실의 내부에서 시료대에 재치되어 소정의 온도로 냉각된 시료의 표면에 부착시키고,
    상기 여기 가스가 부착된 상기 시료에 조사부로부터 적외광을 조사함에 의해 상기 시료를 가열해서 상기 시료의 표면을 1층 제거하는
    것을 반복해서 행함에 의해, 상기 시료의 표면을 1층씩 제거하는 가공을 행하는 플라스마 처리 방법으로서,
    상기 여기 가스가 부착된 상기 시료에 상기 조사부로부터 상기 적외광을 조사하는 것을, 상기 시료대의 상기 시료를 재치하는 면의 온도를 계측하는 온도 계측부에서 계측한 온도에 의거하여 상기 조사부로부터 상기 시료에 조사하는 상기 적외광의 강도를 제어하면서 조사하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 처리실의 내부에서 상기 여기 가스를 상기 시료대에 재치되어 상기 소정의 온도로 냉각된 상기 시료의 표면에 부착시키는 것을, 상기 시료대에 재치한 상기 시료의 이면과 상기 시료대 사이에 냉각 가스 공급부로부터 냉각 가스를 공급하고, 상기 시료대에 형성된 유로에 냉매 공급부에 의해 상기 시료대를 냉각하는 냉매를 공급하고, 상기 시료대에 재치한 상기 시료를 정전척부에서 정전 흡착하면서 행하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 플라스마 발생실의 내부에 발생시킨 플라스마로 여기된 상기 처리 가스에 의한 상기 여기 가스 중, 상기 플라스마 발생실과 상기 처리실 사이를 구획하는 다수의 슬릿이 형성된 석영의 플레이트를 통과한 여기 가스를, 상기 처리실의 내부에서 상기 시료대에 재치되어 소정의 온도로 냉각된 상기 시료의 표면에 부착시키는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 방법.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조사부에서 상기 시료대에 재치된 상기 시료에 상기 적외광을 조사하고 있을 때에, 상기 온도 계측부에서 계측한 온도에 의거하여, 미리 구해 둔 상기 시료의 체적 저항률과 승온 속도의 관계로부터, 제어부에서 상기 조사부로부터 상기 시료에 조사하는 상기 적외광의 강도를 제어하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부에서, 미리 구해 둔 상기 시료의 상기 체적 저항률과 상기 승온 속도의 관계로부터 상기 온도 계측부에서 계측한 온도에 의거하여 상기 시료의 승온 속도를 구하고, 상기 구한 상기 시료의 승온 속도에 의거하여 상기 조사부로부터 상기 시료에 조사하는 상기 적외광의 강도를 제어하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부에서, 미리 구해 둔 상기 시료의 상기 체적 저항률과 상기 승온 속도의 관계로부터 상기 온도 계측부에서 계측한 온도에 의거하여 상기 시료의 승온 속도를 구하는 것을, 상기 시료의 표면의 최초의 1층을 제거하는 공정에 있어서 상기 온도 계측부에서 계측한 온도에 의거하여 행하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제어부에서, 미리 구해 둔 상기 시료의 상기 체적 저항률과 상기 승온 속도의 관계로부터 상기 온도 계측부에서 계측한 온도에 의거하여 상기 시료의 승온 속도를 구하는 것을, 상기 시료의 표면의 최초의 1층을 제거하기 전에 상기 시료에 상기 조사부로부터 상기 적외광을 조사함에 의해 상기 시료를 가열하고 상기 온도 계측부에서 계측한 온도에 의거하여 행하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 방법.
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