KR20210027234A - 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20210027234A
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히로키 엔도
겐이치로 나카무라
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기판 처리 시스템은, 기판이 적재되는 적재대와, 전력이 공급됨으로써 기판을 가열하는 히터와, 히터에 전력을 공급하는 전력 공급부와, 히터의 저항값을 측정하는 센서와, 제어 장치를 구비하고 있다. 제어 장치는, 복수의 저항값을 복수의 온도에 대응짓는 변환 테이블을 기록하고, 히터의 온도가 레퍼런스 온도일 때 센서에 의해 측정되는 레퍼런스 저항값을 취득한다. 제어 장치는, 또한 히터에 의해 기판이 가열되어 있을 때 센서에 의해 측정되는 온도 조절용 저항값을 취득하고, 변환 테이블과 레퍼런스 온도와 레퍼런스 저항값과 온도 조절용 저항값에 기초하여 전력 공급부를 제어한다.

Description

기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법
본 개시는, 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
복수의 히터가 마련되어, 피처리 기판인 반도체 웨이퍼가 적재되는 적재대의 복수의 영역을 독립적으로 온도 조정하는 기판 처리 장치가 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 이러한 기판 처리 장치를 사용한 반도체의 제조 프로세스에서는, 반도체 웨이퍼의 온도가 고정밀도로 조정됨으로써, 반도체를 적절하게 처리할 수 있다.
일본 특허 공개 제2017-228230호 공보
본 개시는, 기판의 온도를 고정밀도로 조정하는 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의한 기판 처리 시스템은, 기판이 적재되는 적재대와, 전력이 공급됨으로써 기판을 가열하는 히터와, 히터에 전력을 공급하는 전력 공급부와, 히터의 저항값을 측정하는 센서와, 제어 장치를 구비하고 있다. 제어 장치는, 복수의 저항값을 복수의 온도에 대응짓는 변환 테이블을 기록하고, 히터의 온도가 레퍼런스 온도일 때 센서에 의해 측정되는 레퍼런스 저항값을 취득한다. 제어 장치는, 또한 히터에 의해 기판이 가열되어 있을 때 센서에 의해 측정되는 온도 조절용 저항값을 취득하여, 변환 테이블과 레퍼런스 온도와 레퍼런스 저항값과 온도 조절용 저항값에 기초하여 전력 공급부를 제어한다.
본 개시에 의하면, 기판의 온도를 고정밀도로 조정할 수 있다.
도 1은 실시 형태의 기판 처리 시스템에 마련되는 기판 처리 장치의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 2는 실시 형태의 기판 처리 장치가 구비하는 정전 척의 일례를 도시하는 상면도이다.
도 3은 실시 형태의 기판 처리 장치가 구비하는 복수의 전력 공급부 중 1개의 히터에 대응하는 1개의 전력 공급부의 일례를 도시하는 회로도이다.
도 4는 실시 형태의 기판 처리 시스템이 구비하는 제어 장치의 일례를 도시하는 도면이다.
도 5는 실시 형태의 기판 처리 장치에 전력을 공급하는 교류 전원으로부터 출력되는 교류 전압의 파형의 일례를 도시하고, 히터에 흐르는 전류의 파형의 일례를 도시하는 도면이다.
도 6은 실시 형태의 기판 처리 시스템이 구비하는 제어 장치에 기록되는 복수의 변환 테이블의 일례를 도시하는 도면이다.
도 7은 실시 형태의 기판 처리 방법에 의한 오프셋 조정에 있어서 교류 전원으로부터 복수의 히터의 어느 것에 교류 전력이 공급되는 복수의 측정 기간의 일례를 나타내고, 교류 전력과 온도 변화의 일례를 도시하는 도면이다.
도 8은 실시 형태의 기판 처리 장치가 구비하는 히터의 저항값과 히터의 온도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9는 제1 저항값 측정 시험에서의 비교예의 복수의 온도 차와 실시예의 복수의 온도 차를 나타내는 그래프이다.
도 10은 제2 저항값 측정 시험에서의 비교예의 복수의 온도와 실시예의 복수의 온도를 나타내는 그래프이다.
이하에, 개시하는 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법의 실시예에 대해서, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시예에 의해 개시되는 기술이 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 실시예는, 처리 내용을 모순되지 않게 하는 범위에서 적절히 조합하는 것이 가능하다.
[기판 처리 장치(10)의 구성]
도 1은, 실시 형태의 기판 처리 시스템에 마련되는 기판 처리 장치(10)의 일례를 도시하는 종단면도이다. 기판 처리 장치(10)는, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 챔버(1)와 배기 장치(2)와 게이트 밸브(3)를 구비하고 있다. 챔버(1)는, 알루미늄으로 형성되고, 대략 원통형으로 형성되어 있다. 챔버(1)의 표면은, 양극 산화 피막으로 피복되어 있다. 챔버(1)의 내부에는, 처리 공간(5)이 형성되어 있다. 챔버(1)는, 처리 공간(5)을 외부의 분위기로부터 격리하고 있다. 챔버(1)에는, 배기구(6)와 개구부(7)가 형성되어 있다. 배기구(6)는, 챔버(1)의 저부에 형성되어 있다. 개구부(7)는, 챔버(1)의 측벽에 형성되어 있다. 배기 장치(2)는, 배기구(6)를 통해서 챔버(1)의 처리 공간(5)에 접속되어 있다. 배기 장치(2)는, 배기구(6)를 통해서 처리 공간(5)으로부터 기체를 배기하여, 처리 공간(5)을 소정의 진공도까지 감압한다. 게이트 밸브(3)는, 개구부(7)를 개방하거나, 개구부(7)를 폐쇄하거나 한다.
[적재대(11)의 구성]
기판 처리 장치(10)는, 적재대(11)를 더 구비하고 있다. 적재대(11)는, 처리 공간(5) 중 하부에 배치되어 있다. 적재대(11)는, 절연판(14)과 지지대(15)와 기재(16)와 정전 척(17)과 내벽 부재(18)와 포커스 링(19)과 전극(22)과 복수의 히터(23-1 내지 23-n)(n=2, 3, 4, …)와 온도 센서(24)를 구비하고 있다. 절연판(14)은, 절연체로 형성되고, 챔버(1)의 저부에 지지되어 있다. 지지대(15)는, 도체로 형성되어 있다. 지지대(15)는, 절연판(14) 상에 배치되어, 지지대(15)와 챔버(1)가 전기적으로 절연되도록, 절연판(14)을 통해서 챔버(1)의 저부에 지지되어 있다.
기재(16)는, 알루미늄으로 예시되는 도체로 형성되어 있다. 기재(16)는, 지지대(15) 상에 배치되어, 지지대(15)를 통해서 챔버(1)의 저부에 지지되어 있다. 정전 척(17)은, 기재(16) 상에 배치되어, 기재(16)를 통해서 챔버(1)의 저부에 지지되어 있다. 정전 척(17)은, 절연체로 형성되어 있다. 전극(22)과 복수의 히터(23-1 내지 23-n)는, 정전 척(17)의 내부에 매립되어 있다. 온도 센서(24)는, 정전 척(17)의 온도를 측정함으로써, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)를 간접적으로 측정한다.
내벽 부재(18)는, 석영으로 예시되는 절연체로 형성되고, 원통형으로 형성되어 있다. 내벽 부재(18)는, 기재(16)와 지지대(15)가 내벽 부재(18)의 내측에 배치되도록, 기재(16)와 지지대(15)의 주위에 배치되어, 기재(16)와 지지대(15)를 둘러싸고 있다. 포커스 링(19)은, 단결정 실리콘으로 형성되고, 링형으로 형성되어 있다. 포커스 링(19)은, 정전 척(17)이 포커스 링(19)의 내부에 배치되도록, 정전 척(17)의 외주에 배치되어, 정전 척(17)을 둘러싸고 있다. 적재대(11)에는, 또한 냉매 순환 유로(25)와 전열 가스 공급 유로(26)가 형성되어 있다. 냉매 순환 유로(25)는, 기재(16)의 내부에 형성되어 있다. 전열 가스 공급 유로(26)는, 정전 척(17)을 관통하도록 형성되고, 전열 가스 공급 유로(26)의 일단은, 정전 척(17)의 상면에 형성되어 있다.
기판 처리 장치(10)는, 직류 전원(31)과 복수의 전력 공급부(32-1 내지 32-n)와 칠러 유닛(33)과 전열 가스 공급부(34)를 더 구비하고 있다. 직류 전원(31)은, 정전 척(17)의 전극(22)에 전기적으로 접속되어 있다. 직류 전원(31)은, 전극(22)에 직류 전압을 인가한다. 복수의 전력 공급부(32-1 내지 32-n)는, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)에 대응하고 있다. 칠러 유닛(33)은, 냉매 순환 유로(25)에 접속되어 있다. 칠러 유닛(33)은, 냉매를 소정의 온도로 냉각하고, 그 냉각된 냉매를 기재(16)의 내부의 냉매 순환 유로(25)에 순환시킨다. 전열 가스 공급부(34)는, 전열 가스 공급 유로(26)에 접속되어 있다. 전열 가스 공급부(34)는, He 가스로 예시되는 전열 가스를 전열 가스 공급 유로(26)에 공급한다.
기판 처리 장치(10)는, 제1 고주파 전원(37)과 제2 고주파 전원(38)을 더 구비하고 있다. 제1 고주파 전원(37)은, 제1 정합기(35)를 통해서 기재(16)에 접속되어 있다. 제2 고주파 전원(38)은, 제2 정합기(36)를 통해서 기재(16)에 접속되어 있다. 제1 고주파 전원(37)은, 소정의 주파수(예를 들어 100MHz)의 고주파 전력을 기재(16)에 공급한다. 제2 고주파 전원(38)은, 제1 고주파 전원(37)이 기재(16)에 공급하는 고주파 전력의 주파수보다 낮은 주파수(예를 들어, 13MHz)의 고주파 전력을 기재(16)에 공급한다.
[샤워 헤드(41)의 구성]
기판 처리 장치(10)는, 샤워 헤드(41)를 더 구비하고 있다. 샤워 헤드(41)는, 샤워 헤드(41)의 하면이 적재대(11)에 대향하도록, 또한 샤워 헤드(41)의 하면을 따르는 평면이 적재대(11)의 상면을 따르는 평면에 대하여 대략 평행하도록, 처리 공간(5) 중 적재대(11)의 상방에 배치되어 있다. 샤워 헤드(41)는, 절연성 부재(42)와 본체부(43)와 상부 천장판(44)을 구비하고 있다. 절연성 부재(42)는, 절연체로 형성되고, 챔버(1)의 상부에 지지되어 있다. 본체부(43)는, 예를 들어 표면에 양극 산화 처리가 실시된 알루미늄으로 예시되는 도체로 형성되어 있다. 본체부(43)는, 본체부(43)와 챔버(1)가 전기적으로 절연되도록, 절연성 부재(42)를 통해서 챔버(1)에 지지되어 있다. 본체부(43)와 기재(16)는, 한 쌍의 상부 전극과 하부 전극으로서 이용된다. 상부 천장판(44)은, 석영으로 예시되는 실리콘 함유 물질로 형성되어 있다. 상부 천장판(44)은, 본체부(43)의 하부에 배치되어, 본체부(43)에 대하여 착탈 가능하게 본체부(43)에 지지되어 있다.
본체부(43)에는, 가스 확산실(45)과 가스 도입구(46)와 복수의 가스 유출구(47)가 형성되어 있다. 가스 확산실(45)은, 본체부(43)의 내부에 형성되어 있다. 가스 도입구(46)는, 본체부(43) 중 가스 확산실(45)보다 상측에 형성되어, 가스 확산실(45)에 연통하고 있다. 복수의 가스 유출구(47)는, 본체부(43) 중 가스 확산실(45)보다 상부 천장판(44)측에 형성되어, 가스 확산실(45)에 연통하고 있다. 상부 천장판(44)에는, 복수의 가스 도입구(48)가 형성되어 있다. 복수의 가스 도입구(48)는, 상부 천장판(44)의 상면과 하면을 관통하도록 형성되어, 복수의 가스 유출구(47)에 각각 연통하고 있다.
기판 처리 장치(10)는, 처리 가스 공급원(51)과 밸브(52)와 매스 플로우 컨트롤러(53)(MFC)를 더 구비하고 있다. 처리 가스 공급원(51)은, 배관(54)을 통해서 샤워 헤드(41)의 본체부(43)의 가스 도입구(46)에 접속되어 있다. 매스 플로우 컨트롤러(53)는, 배관(54) 도중에 마련되어 있다. 밸브(52)는, 배관(54) 중 매스 플로우 컨트롤러(53)와 가스 도입구(46)의 사이에 마련되어 있다. 밸브(52)는, 개폐됨으로써, 처리 가스 공급원(51)으로부터 가스 도입구(46)에 처리 가스를 공급하거나, 처리 가스가 처리 가스 공급원(51)으로부터 가스 도입구(46)에 공급되는 것을 차단하거나 한다.
기판 처리 장치(10)는, 가변 직류 전원(55)과 저역 통과 필터(56)(LPF)와 스위치(57)를 더 구비하고 있다. 가변 직류 전원(55)은, 전로(58)를 통해서 샤워 헤드(41)의 본체부(43)에 전기적으로 접속되어 있다. 저역 통과 필터(56)와 스위치(57)는, 전로(58) 도중에 마련되어 있다. 스위치(57)는, 개폐됨으로써, 직류 전압을 샤워 헤드(41)에 인가하거나, 직류 전압이 샤워 헤드(41)에 인가되는 것을 차단하거나 한다.
기판 처리 장치(10)는, 링 자석(61)을 더 구비하고 있다. 링 자석(61)은, 영구 자석으로 형성되고, 링형으로 형성되어 있다. 링 자석(61)은, 챔버(1)가 링 자석(61)의 내측에 배치되도록, 챔버(1)와 동심원형으로 배치되어 있다. 링 자석(61)은, 도시되어 있지 않은 회전 기구를 통해서 회전 가능하게 챔버(1)에 지지되어 있다. 링 자석(61)은, 처리 공간(5) 중 샤워 헤드(41)와 적재대(11)의 사이의 영역에 자장을 형성한다.
기판 처리 장치(10)는, 데포지션 실드(62)와 데포지션 실드(63)와 도전성 부재(64)를 더 구비하고 있다. 데포지션 실드(62)는, 챔버(1)의 내벽면을 덮도록 배치되어, 챔버(1)에 대하여 착탈 가능하게 챔버(1)에 지지되어 있다. 데포지션 실드(62)는, 챔버(1)의 내벽면에 에칭 부생물(데포지션)이 부착되는 것을 방지한다. 데포지션 실드(63)는, 내벽 부재(18)의 외주면을 덮도록 배치되어 있다. 데포지션 실드(63)는, 내벽 부재(18)의 외주면에 에칭 부생물이 부착되는 것을 방지한다. 도전성 부재(64)는, 도전성 부재(64)가 배치되는 높이가, 적재대(11)에 적재된 웨이퍼(65)가 배치되는 높이와 대략 동일해지도록, 처리 공간(5)에 배치되어, 데포지션 실드(62)에 지지되어 있다. 도전성 부재(64)는, 도체로 형성되고, 접지에 전기적으로 접속되어 있다. 도전성 부재(64)는, 챔버(1) 내의 이상 방전을 억제한다.
[정전 척(17)]
도 2는, 실시 형태의 기판 처리 장치(10)가 구비하는 정전 척(17)의 일례를 도시하는 상면도이다. 정전 척(17) 중 적재대(11)에 적재된 웨이퍼(65)에 대향하는 적재면은, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 복수의 영역(66-1 내지 66-n)으로 분할되어 있다. 또한, 복수의 영역(66-1 내지 66-n)의 형상은, 도 2에 도시되어 있는 예에 한정되지 않고, 적재면은, 복수의 영역(66-1 내지 66-n)의 형상과 다른, 다른 형상의 복수의 영역으로 분할되어 있어도 된다. 복수의 영역(66-1 내지 66-n)은, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)에 대응하고 있다. 복수의 히터(23-1 내지 23-n) 중 1개의 영역(66-1)에 대응하는 1개의 히터(23-1)는, 정전 척(17) 중 영역(66-1)의 근방에 매립되어 있다. 히터(23-1)는, 교류 전력이 공급됨으로써 영역(66-1)을 중심으로 정전 척(17)을 가열한다. 복수의 히터(23-1 내지 23-n) 중 히터(23-1)와 다른, 다른 히터도, 히터(23-1)와 마찬가지로, 교류 전력이 공급되었을 때, 복수의 영역(66-1 내지 66-n) 중의 그 히터에 대응하는 영역을 중심으로 정전 척(17)을 가열한다.
[복수의 전력 공급부(32-1 내지 32-n)의 구성]
복수의 전력 공급부(32-1 내지 32-n)는, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)에 대응하고 있다. 도 3은, 실시 형태의 기판 처리 장치(10)가 구비하는 복수의 전력 공급부(32-1 내지 32-n) 중 1개의 히터(23-1)에 대응하는 1개의 전력 공급부(32-1)의 일례를 도시하는 회로도이다. 전력 공급부(32-1)는, 스위치(71)와 저항값 센서(72)를 구비하고 있다. 스위치(71)는, 교류 전원(73)과 히터(23-1)를 접속하는 히터 전력 공급용 전로(74)의 도중에 마련되어 있다. 교류 전원(73)은, 기판 처리 장치(10)가 설치되는 공장에 마련되어, 기판 처리 장치(10)에 교류 전력을 공급함과 함께, 기판 처리 장치(10)와 다른, 다른 기기에도 교류 전력을 공급한다. 스위치(71)는, 폐쇄됨으로써 교류 전원(73)으로부터 전력을 히터(23-1)에 공급하고, 개방됨으로써 교류 전원(73)으로부터 히터(23-1)에 전력이 공급되는 것을 차단한다.
저항값 센서(72)는, 전압계(75)와 전류계(76)를 구비하고 있다. 전압계(75)는, 히터(23-1)에 인가되는 전압을 측정한다. 전류계(76)는, 션트 저항기(77)와 전압계(78)를 구비하고 있다. 션트 저항기(77)는, 히터 전력 공급용 전로(74)의 도중에 마련되어 있다. 션트 저항기(77)의 저항값으로서는, 10mΩ이 예시된다. 전압계(78)는, 션트 저항기(77)에 인가되는 전압을 측정한다. 전류계(76)는, 전압계(78)에 의해 측정된 전압에 기초하여, 히터(23-1)를 흐르는 전류를 측정한다. 저항값 센서(72)는, 전압계(75)에 의해 측정된 전압과 전류계(76)에 의해 측정된 전류값에 기초하여, 히터(23-1)의 저항값을 측정한다. 히터(23-1)의 저항값은, 전압계(75)에 의해 측정된 전압을 전류계(76)에 의해 측정된 전류값으로 제산한 값과 동등하다. 복수의 전력 공급부(32-1 내지 32-n) 중 전력 공급부(32-1)와 다른, 다른 전력 공급부도, 전력 공급부(32-1)와 마찬가지로, 스위치와 저항값 센서를 구비하고 있다. 즉, 기판 처리 장치(10)는, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)에 대응하는 복수의 저항값 센서를 구비하고 있다. 그 전력 공급부도, 전력 공급부(32-1)와 마찬가지로, 복수의 히터(23-1 내지 23-n) 중의 그 전력 공급부에 대응하는 히터에 교류 전원(73)으로부터 교류 전력을 공급하여, 그 히터의 저항값을 측정한다.
[제어 장치(80)의 구성]
기판 처리 시스템은, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 제어 장치(80)를 더 구비하고 있다. 도 4는, 실시 형태의 기판 처리 시스템이 구비하는 제어 장치(80)의 일례를 도시하는 도면이다. 제어 장치(80)는, 컴퓨터(90)에 의해 실현되어 있다. 컴퓨터(90)는, CPU(Central Processing Unit)(91)와 RAM(Random Access Memory)(92)과 ROM(Read Only Memory)(93)을 구비하고 있다. CPU(91)는, 컴퓨터(90)에 인스톨되어 있는 프로그램에 기초해서 동작하고, 컴퓨터(90)의 각 부를 제어하여, 기판 처리 장치(10)의 각 부를 제어한다. ROM(93)은, 컴퓨터(90)의 기동 시에 CPU(91)에 의해 실행되는 부트 프로그램이나, 컴퓨터(90)의 하드웨어에 의존하는 프로그램을 기록하고 있다.
컴퓨터(90)는, 보조 기억 장치(94)와 통신 I/F(95)와 입출력 I/F(96)와 미디어 I/F(97)를 더 구비하고 있다. 보조 기억 장치(94)는, CPU(91)에 의해 실행되는 프로그램과, 당해 프로그램에 의해 사용되는 데이터를 기록한다. 보조 기억 장치(94)로서는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive)가 예시된다. CPU(91)는, 당해 프로그램을, 보조 기억 장치(94)로부터 판독해서 RAM(92)에 로드하고, 그 로드된 프로그램을 실행한다.
통신 I/F(95)는, LAN(Local Area Network)으로 예시되는 통신 회선을 통해서 기판 처리 장치(10)간에 통신을 행한다. 통신 I/F(95)는, 통신 회선을 통해서 기판 처리 장치(10)로부터 수신한 정보를 CPU(91)에 보내고, CPU(91)가 생성한 데이터를 기판 처리 장치(10)에 통신 회선을 통해서 송신한다.
컴퓨터(90)는, 키보드로 예시되는 입력 장치와, 디스플레이로 예시되는 출력 장치를 더 구비하고 있다. CPU(91)는, 입출력 I/F(96)를 통해서, 입력 장치와 출력 장치를 제어한다. 입출력 I/F(96)는, 입력 장치를 통해서 입력된 신호를 CPU(91)에 송신하고, CPU(91)에 의해 생성된 데이터를 출력 장치에 출력한다.
미디어 I/F(97)는, 일시적이지 않은 유형의 기록 매체(98)에 기록된 프로그램 또는 데이터를 판독한다. 기록 매체(98)로서는, 광학 기록 매체, 광자기 기록 매체, 테이프 매체, 자기 기록 매체, 또는 반도체 메모리가 예시된다. 광학 기록 매체로서는, DVD(Digital Versatile Disc), PD(Phase change rewritable Disk)가 예시된다. 광자기 기록 매체로서는, MO(Magneto-Optical disk)가 예시된다.
CPU(91)는, 미디어 I/F(97)를 통해서 기록 매체(98)로부터 판독된 프로그램을 보조 기억 장치(94)에 기록하지만, 다른 예로서, 통신 회선을 통해서 다른 장치로부터 취득된 프로그램을 보조 기억 장치(94)에 기록해도 된다.
도 5는, 실시 형태의 기판 처리 장치(10)에 전력을 공급하는 교류 전원(73)으로부터 출력되는 교류 전압의 파형(101)의 일례를 도시하고, 히터(23-1)에 흐르는 전류의 파형(102)의 일례를 도시하는 도면이다. 교류 전압의 파형(101)은, 정현 곡선을 따라, 교류 전원(73)이 소정 주파수(예를 들어 50Hz)의 교류 전압을 출력하고 있는 것을 나타내고 있다. 전류의 파형(102)은, 교류 전압이 부인 모든 기간에 교류 전원(73)으로부터 히터(23-1)에 전력이 공급되지 않은 것을 나타내고 있다. 전류의 파형(102)은, 또한, 교류 전압이 정인 복수의 기간 중 소정의 복수의 통전 기간(103)에 교류 전원(73)으로부터 히터(23-1)에 전력이 공급되는 것을 나타내고 있다. 즉, 복수의 통전 기간(103) 각각의 길이는, 교류 전원(73)으로부터 출력되는 교류 전압의 주기의 절반과 동등하다.
즉, 제어 장치(80)는, 교류 전원(73)이 출력하는 교류 전압이 부일 때, 교류 전압이 히터(23-1)에 인가되지 않도록, 전력 공급부(32-1)의 스위치(71)를 개방한다. 제어 장치(80)는, 또한, 교류 전압이 정인 복수의 기간에 대한 복수의 통전 기간(103)의 비율이 소정의 비율과 동등해지도록, 복수의 통전 기간(103)을 설정한다. 제어 장치(80)는, 또한, 복수의 통전 기간(103)에 교류 전압이 히터(23-1)에 인가되도록, 복수의 통전 기간(103)에 전력 공급부(32-1)의 스위치(71)를 폐쇄한다.
제어 장치(80)는, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 복수의 변환 테이블(111-1 내지 111-n)을 보조 기억 장치(94)에 기록하고 있다. 도 6은, 실시 형태의 기판 처리 시스템이 구비하는 제어 장치(80)에 기록되는 복수의 변환 테이블(111-1 내지 111-n)의 일례를 도시하는 도면이다. 복수의 변환 테이블(111-1 내지 111-n)은, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)에 대응하고 있다. 복수의 변환 테이블(111-1 내지 111-n) 중 히터(23-1)에 대응하는 변환 테이블(111-1)은, 복수의 온도(112)를 복수의 저항값(113)에 대응짓고 있다. 복수의 온도(112)로서는, 20℃부터 120℃까지 10℃ 스텝으로 설정되는 11가지의 설정 온도가 예시된다. 복수의 저항값(113) 중 어느 온도에 대응하는 저항값은, 히터(23-1)의 온도가 그 온도와 동등할 때, 히터(23-1)의 저항값과 동등하다.
변환 테이블(111-1)은, 정전 척(17)이 기판 처리 장치(10)에 설치되기 전에 작성된다. 예를 들어, 유저는, 적외선 카메라를 사용하여, 정전 척(17)의 상면으로부터 방사되는 적외선의 방사량의 분포를 측정하여, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)의 온도를 각각 취득한다. 유저는, 히터(23-1)의 온도가 소정의 온도와 동등한 기간에, 히터(23-1)에 소정의 전력을 공급하여, 히터(23-1)에 인가되는 전압과 히터(23-1)에 흐르는 전류를 측정하고, 그 전압과 전류에 기초하여 히터(23-1)의 저항값을 산출한다. 유저는, 그 취득된 히터(23-1)의 온도와, 그 취득된 히터(23-1)의 저항값이 대응하도록, 변환 테이블(111-1)을 작성한다.
복수의 변환 테이블(111-1 내지 111-n) 중 변환 테이블(111-1)과 다른, 다른 변환 테이블도, 변환 테이블(111-1)과 마찬가지로 형성되어 있다. 즉, 복수의 변환 테이블(111-1 내지 111-n) 중 변환 테이블은, 복수의 히터 중 그 변환 테이블에 대응하는 히터의 온도를 그 히터의 저항값에 대응짓고 있다.
[기판 처리 방법]
실시 형태의 기판 처리 방법은, 기판 처리 시스템을 사용해서 실행되며, 오프셋 조정과 플라스마 에칭 방법을 구비하고 있다.
오프셋 조정은, 예를 들어 기판 처리 장치(10)가 공장에 설치되었을 때 실행된다. 제어 장치(80)는, 칠러 유닛(33)을 제어함으로써, 소정의 칠러 온도로 냉각된 냉매를 냉매 순환 유로(25)에 순환시켜, 정전 척(17)을 냉각한다. 제어 장치(80)는, 정전 척(17)이 냉각되고 있을 때, 온도 센서(24)를 제어함으로써, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)의 온도를 측정한다. 정전 척(17)은, 칠러 유닛(33)에 의해 충분히 냉각됨으로써, 예를 들어 120분 이상 냉각됨으로써, 온도가 일정해져서, 온도 분포가 균일해진다. 또한, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)의 온도는, 정전 척(17)이 충분히 냉각됨으로써, 정전 척(17)의 온도와 동등해져, 서로 온도가 동등해진다. 제어 장치(80)는, 정전 척(17)이 충분히 냉각된 후에, 보조 기억 장치(94)를 제어함으로써, 온도 센서(24)에 의해 측정된 레퍼런스 온도를 보조 기억 장치(94)에 기록한다.
제어 장치(80)는, 정전 척(17)이 충분히 냉각된 후에, 또한 복수의 전력 공급부(32-1 내지 32-n)의 스위치(71)를 개폐함으로써, 소정의 타이밍에 복수의 히터(23-1 내지 23-n)에 교류 전력을 공급한다. 도 7은, 실시 형태의 기판 처리 방법에 의한 오프셋 조정에 있어서 교류 전원(73)으로부터 복수의 히터(23-1 내지 23-n)의 어느 것에 교류 전력이 공급되는 복수의 측정 기간(121-1 내지 121-m)의 일례를 나타내고, 교류 전력과 온도 변화의 일례를 도시하는 도면이다. 복수의 측정 기간(121-1 내지 121-m)의 길이는, 도 7에 도시하고 있는 바와 같이, 서로 동등하고, 교류 전원(73)으로부터 출력되는 교류 전압의 주기의 절반의 시간과 동등하다. 또한, 복수의 측정 기간(121-1 내지 121-m)의 간격(122)은, 소정의 길이(예를 들어, 5초)와 동등하다. 즉, 복수의 측정 기간(121-1 내지 121-m)은, 등간격으로 간헐적으로 형성되어 있다.
제어 장치(80)는, 측정 기간(121-1)에, 복수의 전력 공급부(32-1 내지 32-n)의 스위치(71)를 개폐함으로써, 복수의 히터(23-1 내지 23-n) 중 복수(예를 들어, 4개)의 제1 히터에 교류 전력(124-1)을 공급한다. 이때, 복수의 영역(66-1 내지 66-n) 중 복수의 제1 히터에 대응하는 복수의 제1 영역은, 서로 인접하고 있지 않다. 즉, 복수의 제1 영역에서 선택된 임의의 2개의 제1 영역의 윤곽은, 겹쳐 있는 부분이 없다. 또한, 그 2개의 제1 영역의 윤곽은, 1개의 점을 공유하고 있어도 된다. 제어 장치(80)는, 측정 기간(121-1)에 복수의 전력 공급부(32-1 내지 32-n)의 저항값 센서(72)를 제어함으로써, 복수의 제1 히터의 저항값을 각각 측정한다.
온도 변화(125-1)는, 복수의 제1 히터 중 1개의 제1 히터의 온도의 변화를 나타내고 있다. 온도 변화(125-1)는, 측정 기간(121-1)에 교류 전력(124-1)이 제1 히터에 공급됨으로써, 측정 기간(121-1)에 제1 히터의 온도가 상승하는 것을 나타내고 있다. 온도 변화(125-1)는, 또한, 측정 기간(121-1)의 종료 후에 교류 전력이 제1 히터에 공급되지 않음으로써, 제1 히터의 온도가 저하되는 것을 나타내고 있다. 온도 변화(125-1)는, 또한, 복수의 측정 기간(121-1 내지 121-m) 중 측정 기간(121-1)의 다음의 측정 기간(121-2)에 제1 히터의 온도가 칠러 온도(126)와 대략 동등해지는 것을 나타내고 있다. 즉, 간격(122)의 길이는, 복수의 히터(23-1 내지 23-n) 중 1개의 히터가 측정 기간(121-1)에 전력이 공급되었을 때, 측정 기간(121-2)에 그 히터의 온도가 칠러 온도와 대략 동등해질 때까지 저하되도록 설정되어 있다.
제어 장치(80)는, 측정 기간(121-2)에, 복수의 전력 공급부(32-1 내지 32-n)의 스위치(71)를 개폐함으로써, 복수의 히터(23-1 내지 23-n) 중 복수의 제1 히터와 다른 복수의 제2 히터에 교류 전력을 공급한다. 이때, 복수의 영역(66-1 내지 66-n) 중 복수의 제2 히터에 대응하는 복수의 제2 영역은, 서로 인접하고 있지 않다. 복수의 제2 영역은, 또한, 복수의 제1 영역의 어느 것에도 인접하고 있지 않다. 제어 장치(80)는, 측정 기간(121-2)에 복수의 전력 공급부(32-1 내지 32-n)의 저항값 센서(72)를 제어함으로써, 복수의 제2 히터의 저항값을 각각 측정한다.
복수의 측정 기간(121-1 내지 121-m) 각각에서 저항값이 측정되는 복수의 히터의 조합은, 복수의 제2 히터와 마찬가지로 설정되어 있다. 예를 들어, 측정 기간(121-3)에서 저항값이 측정되는 복수의 제3 히터는, 복수의 영역(66-1 내지 66-n) 중 복수의 제3 히터에 대응하는 복수의 제3 영역이 서로 인접하지 않도록, 또한 복수의 제3 영역이 복수의 제2 영역에 인접하지 않도록 설정되어 있다. 그 조합은 또한, 복수의 측정 기간(121-1 내지 121-m) 전부가 경과했을 때, 복수의 히터(23-1 내지 23-n) 각각의 저항값이 소정의 횟수(예를 들어, 50회) 측정되도록 설정되어 있다.
제어 장치(80)는, 복수의 히터(23-1 내지 23-n) 각각의 저항값이 소정의 횟수 측정된 후에, 보조 기억 장치(94)를 제어함으로써, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)에 대응하는 복수의 레퍼런스 저항값을 보조 기억 장치(94)에 기록한다. 복수의 레퍼런스 저항값 중 히터(23-1)에 대응하는 레퍼런스 저항값은, 전력 공급부(32-1)의 저항값 센서(72)에 의해 측정된 복수의 저항값의 평균을 나타내고 있다. 제어 장치(80)는, 복수의 전력 공급부(32-1 내지 32-n)의 어느 것의 저항값 센서(72)에 의해 측정된 복수의 저항값의 변동이 소정의 값보다 클 때, 오프셋 조정을 다시 처음부터 실행한다.
제어 장치(80)는, 복수의 레퍼런스 저항값이 취득된 후에, 복수의 변환 테이블(111-1 내지 111-n)과 레퍼런스 온도와 복수의 레퍼런스 저항값에 기초하여 복수의 히터(23-1 내지 23-n)에 대응하는 복수의 보정 후 변환 테이블을 작성한다. 복수의 보정 후 변환 테이블 중 히터(23-1)에 대응하는 보정 후 변환 테이블은, 변환 테이블(111-1)과 레퍼런스 온도와 복수의 레퍼런스 저항값 중 히터(23-1)에 대응하는 레퍼런스 저항값에 기초하여 작성된다. 보정 후 변환 테이블은, 복수의 저항값을 변환 테이블(111-1)의 복수의 온도(112)에 대응짓고 있다. 그 복수의 저항값은, 보정 후 변환 테이블이 레퍼런스 저항값을 레퍼런스 온도에 대응짓도록, 변환 테이블(111-1)의 복수의 저항값(113)에 소정의 값이 각각 가산된 것과 동등하다. 제어 장치(80)는, 복수의 보정 후 변환 테이블이 작성된 후에, 보조 기억 장치(94)를 제어함으로써, 복수의 보정 후 변환 테이블을 보조 기억 장치(94)에 기록한다.
[플라스마 에칭 방법]
플라스마 에칭 방법은, 오프셋 조정이 실행된 후에 실행된다. 플라스마 에칭 방법에서는, 먼저, 제어 장치(80)는, 게이트 밸브(3)를 제어함으로써, 개구부(7)를 개방한다. 피처리체가 되는 웨이퍼(65)는, 개구부(7)가 개방되어 있을 때, 개구부(7)를 통해서 챔버(1)의 처리 공간(5)에 반입되어, 적재대(11)에 적재된다. 제어 장치(80)는, 웨이퍼(65)가 적재대(11)에 적재된 후에, 직류 전원(31)을 제어함으로써, 전극(22)에 직류 전압을 인가하여, 쿨롱력에 의해 웨이퍼(65)를 정전 척(17)에 보유 지지한다. 제어 장치(80)는, 웨이퍼(65)가 적재대(11)에 보유 지지된 후에, 게이트 밸브(3)를 제어함으로써, 개구부(7)를 폐쇄한다.
제어 장치(80)는, 개구부(7)가 폐쇄되어 있을 때, 배기 장치(2)를 제어함으로써, 처리 공간(5)의 분위기가 소정의 진공도로 되도록 진공화한다. 제어 장치(80)는, 또한 밸브(52)를 제어함으로써, 소정량의 처리 가스를 처리 가스 공급원(51)으로부터 가스 도입구(46)에 공급한다. 처리 가스 공급원(51)으로부터 가스 도입구(46)에 공급된 처리 가스는, 가스 확산실(45)에 공급된 후에, 복수의 가스 유출구(47)와 복수의 가스 도입구(48)를 통해서 챔버(1)의 처리 공간(5)에 샤워 형상으로 공급된다.
제어 장치(80)는, 웨이퍼(65)가 정전 척(17)에 보유 지지되어 있을 때, 전열 가스 공급부(34)를 제어함으로써, 전열 가스를 전열 가스 공급 유로(26)에 공급하여, 전열 가스를 정전 척(17)과 웨이퍼(65)의 사이에 공급한다. 제어 장치(80)는, 또한 칠러 유닛(33)을 제어함으로써, 소정의 온도로 냉각된 냉매를 냉매 순환 유로(25)에 순환시켜, 정전 척(17)을 냉각한다.
제어 장치(80)는, 웨이퍼(65)가 정전 척(17)에 보유 지지되어 있을 때, 또한 전력 공급부(32-1)의 스위치(71)을 개폐함으로써, 복수의 통전 기간(103)에 교류 전원(73)으로부터 히터(23-1)에 교류 전력을 공급한다. 제어 장치(80)는, 또한 전력 공급부(32-1)의 저항값 센서(72)를 제어함으로써, 복수의 통전 기간(103)마다 히터(23-1)의 저항값을 측정한다. 제어 장치(80)는, 복수의 보정 후 변환 테이블 중 히터(23-1)에 대응하는 보정 후 변환 테이블을 참조하여, 그 측정된 저항값에 기초하여 히터(23-1)의 온도를 산출한다. 그 산출된 온도는, 보정 후 변환 테이블에 의해, 그 측정된 저항값에 대응지어진 온도와 동등하다. 제어 장치(80)는, 그 산출된 온도가 목표 온도보다 작을 때, 교류 전원(73)으로부터 출력되는 교류 전압이 정인 복수의 기간에 대한 복수의 통전 기간(103)의 비율이 커지도록, 복수의 통전 기간(103)을 변경한다. 제어 장치(80)는, 그 산출된 온도가 목표 온도보다 클 때, 교류 전압이 정인 복수의 기간에 대한 복수의 통전 기간(103)의 비율이 작아지도록, 복수의 통전 기간(103)을 변경한다. 제어 장치(80)는, 전력 공급부(32-1)의 스위치(71)를 개폐함으로써, 그 변경된 복수의 통전 기간(103)에 교류 전원(73)으로부터 히터(23-1)에 교류 전력을 공급한다.
제어 장치(80)는, 이렇게 복수의 통전 기간(103)의 비율을 변경함으로써, 히터(23-1)의 온도가 목표 온도로 되도록, 히터(23-1)의 온도를 고정밀도로 조정할 수 있다. 제어 장치(80)는, 복수의 히터(23-1 내지 23-n) 중 히터(23-1)와 다른, 다른 히터에 대해서도, 히터(23-1)와 마찬가지로, 복수의 보정 후 변환 테이블 중 그 히터에 대응하는 보정 후 변환 테이블을 사용해서 온도를 조정한다. 이때, 웨이퍼(65)는, 정전 척(17)과 웨이퍼(65)의 사이에 공급되는 전열 가스를 통해서, 정전 척(17)으로부터 웨이퍼(65)에 전열됨으로써, 웨이퍼(65)의 온도가 목표 온도로 되도록 온도 조정된다.
제어 장치(80)는, 웨이퍼(65)의 온도가 소정의 온도로 조정되어 있을 때, 제1 고주파 전원(37)과 제2 고주파 전원(38)을 제어함으로써, 적재대(11)의 기재(16)에 고주파 전력을 공급한다. 처리 공간(5) 중 적재대(11)와 샤워 헤드(41)의 사이의 영역에는, 적재대(11)의 기재(16)에 고주파 전력이 공급됨으로써, 플라스마가 발생한다. 제어 장치(80)는, 가변 직류 전원(55)과 스위치(57)를 제어함으로써, 가변 직류 전원(55)으로부터 소정의 크기의 직류 전압을 샤워 헤드(41)에 인가한다. 이때, 웨이퍼(65)는, 처리 공간(5)에 발생한 플라스마에 의해 에칭된다.
제어 장치(80)는, 웨이퍼(65)가 적절하게 에칭된 후에, 제1 고주파 전원(37)과 제2 고주파 전원(38)을 제어함으로써, 적재대(11)의 기재(16)에 고주파 전력이 공급되는 것을 정지한다. 제어 장치(80)는, 또한 가변 직류 전원(55)과 스위치(57)를 제어함으로써, 직류 전압이 샤워 헤드(41)에 인가되지 않도록 한다. 제어 장치(80)는, 또한 게이트 밸브(3)를 제어함으로써, 개구부(7)를 개방한다. 제어 장치(80)는, 또한 직류 전원(31)을 제어함으로써, 웨이퍼(65)가 정전 척(17)에 보유 지지되는 것을 해제한다. 웨이퍼(65)는, 정전 척(17)에 보유 지지되어 있지 않은 경우에, 개구부(7)가 개방되어 있을 때, 개구부(7)를 통해서 챔버(1)의 처리 공간(5)으로부터 반출된다. 이러한 플라스마 에칭 방법에 의하면, 웨이퍼(65)의 온도가 소정의 온도로 적절하게 조정되어, 웨이퍼(65)는 적절하게 에칭될 수 있다.
도 8은, 실시 형태의 기판 처리 장치(10)가 구비하는 히터(23-1)의 저항값과 히터(23-1)의 온도의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 8의 그래프의 선(131)은, 히터(23-1)의 저항값과 히터(23-1)의 온도의 관계를 나타내고 있다. 선(131)은, 히터(23-1)의 온도가 높아짐에 따라, 히터(23-1)의 저항값이 커지는 것을 나타내고 있다. 도 8의 그래프의 선(132)은, 전력 공급부(32-1)의 저항값 센서(72)에 의해 측정된 저항값과 히터(23-1)의 온도의 관계를 나타내고 있다. 선(132)은, 히터(23-1)의 온도가 높아짐에 따라, 전력 공급부(32-1)의 저항값 센서(72)에 의해 측정되는 저항값이 커지는 것을 나타내고 있다.
전력 공급부(32-1)의 저항값 센서(72)에 의해 측정된 저항값은, 히터(23-1)와 저항값 센서(72)를 포함하는 전기 회로에 마련되는 전기적 요소에 의해, 히터(23-1)의 저항값과 다른 경우가 있다. 그 전기적 요소로서는, 배선, 단자, 필터가 예시된다. 도 8의 그래프는, 선(131)과 선(132)이 대략 동일 형태인 것을 나타내며, 선(131)을 횡축에 평행하게 평행 이동시킴으로써 선(132)에 대략 겹치는 것을 나타내고 있다. 도 8의 그래프는, 오프셋 조정에 의해 변환 테이블(111-1)로부터 작성된 보정 후 변환 테이블이, 전력 공급부(32-1)의 저항값 센서(72)에 의해 측정된 저항값을, 히터(23-1)의 온도에 적절하게 대응지을 수 있는 것을 나타내고 있다. 제어 장치(80)는, 이러한 보정 후 변환 테이블을 참조함으로써, 히터(23-1)의 온도를 고정밀도로 산출할 수 있어, 히터(23-1)의 온도를 고정밀도로 조정할 수 있다. 제어 장치(80)는, 이러한 보정 후 변환 테이블과 마찬가지로, 복수의 보정 후 변환 테이블을 참조함으로써, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)의 온도를 고정밀도로 산출할 수 있어, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)의 온도를 고정밀도로 조정할 수 있다.
도 9는, 제1 저항값 측정 시험에서의 비교예의 복수의 온도 차와 실시예의 복수의 온도 차를 나타내는 그래프이다. 제1 저항값 측정 시험에서는, 저항값 센서(72)를 사용해서 복수의 히터(23-1 내지 23-n)의 저항값이 복수회 측정되고, 복수의 보정 후 변환 테이블을 참조하여, 그 측정된 복수의 저항값으로부터 복수의 히터(23-1 내지 23-n)의 온도가 각각 산출되어 있다. 도 9의 그래프의 복수의 측정 존 번호는, 복수의 영역(66-1 내지 66-n)을 각각 식별하고, 즉, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)를 각각 식별하고, 복수의 전력 공급부(32-1 내지 32-n)의 저항값 센서(72)를 각각 식별하고 있다. 복수의 온도 차는, 복수의 측정 존 번호에 대응하고, 즉, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)에 대응하고 있다. 예를 들어, 복수의 온도 차 중 히터(23-1)에 대응하는 온도 차는, 히터(23-1)의 10회째의 온도에서 히터(23-1)의 1회째의 온도를 감산한 값을 나타내고 있다. 히터(23-1)의 10회째의 온도는, 전력 공급부(32-1)의 저항값 센서(72)에 의해 10회째에 측정된 저항값에 기초하여 산출된 온도를 나타내고 있다. 히터(23-1)의 1회째의 온도는, 전력 공급부(32-1)의 저항값 센서(72)에 의해 1회째에 측정된 저항값에 기초하여 산출된 온도를 나타내고 있다.
도 9의 그래프의 꺾은선(142)은, 비교예의 복수의 온도 차를 나타내고, 복수회의 저항값의 측정 간격의 길이가 1초일 때의, 즉, 복수회의 저항값의 측정 간격의 길이가 간격(122)의 길이보다 짧을 때의, 복수의 온도 차를 나타내고 있다. 꺾은선(142)은, 복수의 온도 차가 비교적 큰 것을 나타내며, 복수의 온도 차의 변동이 0.26℃인 것을 나타내고 있다. 꺾은선(141)은, 실시예의 복수의 온도 차를 나타내고, 복수회의 저항값의 측정 간격의 길이가 5초일 때의, 즉, 복수회의 저항값의 측정 간격의 길이가 간격(122)의 길이와 동등할 때의 복수의 온도 차를 나타내고 있다. 꺾은선(141)은, 실시예의 복수의 온도 차가 비교예의 복수의 온도 차보다 작은 것을 나타내고 있다. 꺾은선(141)은, 또한 실시예의 복수의 온도 차의 변동이 0.04℃인 것을 나타내며, 실시예의 복수의 온도 차의 변동이 비교예의 복수의 온도 차의 변동보다 작은 것을 나타내고 있다.
도 9의 그래프는, 저항값의 측정 간격의 길이가 충분히 길 때, 저항값의 측정 시의 전력 공급이 다음 번의 저항값의 측정 시의 복수의 히터(23-1 내지 23-n)의 승온을 억제하여, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)의 온도를 고정밀도로 산출할 수 있는 것을 나타내고 있다. 즉, 도 9의 그래프는, 이미 설명한 기판 처리 방법의 오프셋 조정으로, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)의 온도를 고정밀도로 산출할 수 있는 것을 나타내고 있다. 기판 처리 시스템은, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)의 온도가 고정밀도로 산출됨으로써, 웨이퍼(65)의 온도를 고정밀도로 조정할 수 있어, 웨이퍼(65)를 적절하게 처리할 수 있다.
도 10은, 제2 저항값 측정 시험에서의 비교예의 복수의 온도와 실시예의 복수의 온도를 나타내는 그래프이다. 제2 저항값 측정 시험에서는, 저항값 센서(72)를 사용해서 히터(23-1)의 저항값을 복수회 측정하고, 보정 후 변환 테이블을 참조하여, 그 측정된 복수의 저항값으로부터 히터(23-1)의 온도가 산출되어 있다. 꺾은선(152)은, 비교예의 복수의 온도를 나타내고 있다. 비교예의 복수의 온도는, 복수의 히터(23-1 내지 23-n) 중 히터(23-1)와 다른, 다른 인접 히터가 히터(23-1)와 병행해서 전력 공급되었을 때의 히터(23-1)의 온도를 각각 나타내고 있다. 복수의 영역(66-1 내지 66-n) 중의 그 인접 히터에 대응하는 영역은, 영역(66-1)에 인접하고 있다. 꺾은선(152)은, 비교예의 복수의 온도의 변동이 0.19℃인 것을 나타내며, 비교예의 복수의 온도의 변동이 비교적 큰 것을 나타내고 있다.
꺾은선(151)은, 실시예의 복수의 온도를 나타내고 있다. 실시예의 복수의 온도는, 복수의 히터(23-1 내지 23-n) 중 히터(23-1)와 다른, 다른 비인접 히터가 히터(23-1)와 병행해서 전력 공급되었을 때의 히터(23-1)의 온도를 각각 나타내고 있다. 복수의 영역(66-1 내지 66-n) 중의 그 비인접 히터에 대응하는 영역은, 영역(66-1)에 인접하고 있지 않다. 꺾은선(151)은, 실시예의 복수의 온도의 변동이 0.04℃인 것을 나타내며, 실시예의 복수의 온도의 변동이 비교예의 복수의 온도의 변동보다 작은 것을 나타내고 있다.
도 10의 그래프는, 히터(23-1)의 저항값이 측정될 때, 영역(66-1)에 인접하는 영역을 가열하는 히터의 저항값이 측정되지 않음으로써, 히터(23-1)의 저항값이 보다 고정밀도로 측정되는 것을 나타내고 있다. 즉, 도 10의 그래프는, 이미 설명한 기판 처리 방법의 오프셋 조정으로, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)의 온도를 고정밀도로 산출할 수 있는 것을 나타내고 있다. 기판 처리 시스템은, 오프셋 조정으로 복수의 히터(23-1 내지 23-n)의 온도를 고정밀도로 산출함으로써, 복수의 보정 후 변환 테이블을 적절하게 작성할 수 있다. 기판 처리 시스템은, 복수의 보정 후 변환 테이블이 적절하게 작성됨으로써, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)의 온도를 고정밀도로 산출할 수 있다. 기판 처리 시스템은, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)의 온도가 고정밀도로 산출됨으로써, 웨이퍼(65)의 온도를 고정밀도로 조정할 수 있어, 웨이퍼(65)를 적절하게 처리할 수 있다.
[실시 형태의 기판 처리 시스템의 효과]
실시 형태의 기판 처리 시스템은, 적재대(11)와 히터(23-1)와 전력 공급부(32-1)와 저항값 센서(72)와 제어 장치(80)를 구비하고 있다. 적재대(11)에는, 웨이퍼(65)가 적재된다. 히터(23-1)는, 전력이 공급됨으로써 웨이퍼(65)를 가열한다. 전력 공급부(32-1)는 히터(23-1)에 전력을 공급한다. 전력 공급부(32-1)에 마련되는 저항값 센서(72)는, 히터(23-1)의 저항값을 측정한다. 제어 장치(80)는, 복수의 저항값을 복수의 온도에 대응짓는 변환 테이블(111-1)을 기록하고, 히터(23-1)의 온도가 레퍼런스 온도일 때 전력 공급부(32-1)의 저항값 센서(72)에 의해 측정되는 제1 레퍼런스 저항값을 취득한다. 제어 장치(80)는, 히터(23-1)에 의해 웨이퍼(65)가 가열되어 있을 때 전력 공급부(32-1)의 저항값 센서(72)에 의해 측정되는 제1 온도 조절용 저항값을 취득한다. 제어 장치(80)는, 변환 테이블(111-1)과 레퍼런스 온도와 제1 레퍼런스 저항값과 제1 온도 조절용 저항값에 기초하여 전력 공급부(32-1)를 제어한다.
이러한 기판 처리 시스템은, 변환 테이블(111-1)에 의한 저항값과 온도의 대응 관계가, 저항값의 측정값과 히터(23-1)의 온도의 대응 관계에 대하여 시프트하고 있는 경우에도, 저항값의 측정값으로부터 히터(23-1)의 온도를 고정밀도로 산출할 수 있다. 기판 처리 시스템은, 히터(23-1)의 온도가 고정밀도로 산출됨으로써, 히터(23-1)의 온도를 고정밀도로 조정할 수 있어, 웨이퍼(65)의 온도를 고정밀도로 조정할 수 있고, 웨이퍼(65)를 적절하게 처리할 수 있다.
또한, 실시 형태의 기판 처리 시스템은, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)와 복수의 전력 공급부(32-1 내지 32-n)와 복수의 저항값 센서를 더 구비하고 있다. 제어 장치(80)는, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)에 대응하는 복수의 변환 테이블(111-1 내지 111-n)을 또한 기록하고 있다. 제어 장치(80)는, 제1 레퍼런스 저항값이 측정되어 있을 때, 복수의 전력 공급부(32-1 내지 32-n) 중 히터(23-2)에 대응하는 전력 공급부(32-2)의 저항값 센서(72)에 의해 측정되는 제2 레퍼런스 저항값을 취득한다. 제어 장치(80)는, 히터(23-2)에 의해 웨이퍼(65)가 가열되어 있을 때, 전력 공급부(32-2)의 저항값 센서(72)에 의해 측정되는 제2 온도 조절용 저항값을 취득한다. 제어 장치(80)는, 레퍼런스 온도와 제2 레퍼런스 저항값에 기초하여 복수의 변환 테이블(111-1 내지 111-n) 중 히터(23-2)에 대응하는 변환 테이블(111-2)을 오프셋 조정함으로써, 보정 후 변환 테이블을 작성한다. 제어 장치(80)는, 보정 후 변환 테이블을 참조하여 제2 온도 조절용 저항값에 기초하여 산출되는 온도에 기초하여, 복수의 전력 공급부(32-1 내지 32-n) 중 히터(23-2)에 전력을 공급하는 전력 공급부(32-2)를 제어한다.
이러한 기판 처리 시스템은, 복수의 히터(23-1, 23-2)의 저항값이 병행해서 측정됨으로써, 복수의 히터(23-1 내지 23-n) 전부의 저항값을 단시간에 측정할 수 있다. 기판 처리 시스템은, 복수의 히터(23-1 내지 23-n) 전부의 저항값이 단시간에 측정됨으로써, 단시간에 셋업될 수 있다.
또한, 실시 형태의 기판 처리 시스템의 적재대(11) 중 웨이퍼(65)에 대향하는 적재면은, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)에 대응하는 복수의 영역(66-1 내지 66-n)으로 분할되어 있다. 예를 들어, 히터(23-1)는, 복수의 영역(66-1 내지 66-n) 중 히터(23-1)에 대응하는 영역(66-1)을 가열함으로써 웨이퍼(65)를 가열한다. 히터(23-2)는, 복수의 영역(66-1 내지 66-n) 중 히터(23-2)에 대응하는 영역(66-2)을 가열함으로써 웨이퍼(65)를 가열한다. 이때, 영역(66-2)은, 영역(66-1)에 인접하지 않도록 배치되어 있다.
이러한 기판 처리 시스템은, 히터(23-2)의 저항값의 측정 시에 히터(23-1)가 가열되는 열 간섭을 억제할 수 있어, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)에 대응하는 복수의 레퍼런스 저항값을 고정밀도로 측정할 수 있다. 기판 처리 시스템은, 복수의 레퍼런스 저항값이 고정밀도로 측정됨으로써, 복수의 보정 후 변환 테이블을 고정밀도로 작성할 수 있어, 저항값의 측정값으로부터 복수의 히터(23-1 내지 23-n)의 온도를 고정밀도로 산출할 수 있다.
또한, 실시 형태의 기판 처리 시스템의 복수의 전력 공급부(32-1 내지 32-n)의 저항값 센서(72)는, 복수의 측정 기간(121-1 내지 121-m) 중 어느 측정 기간에 복수의 히터(23-1 내지 23-n)에 대응하는 복수의 레퍼런스 저항값을 각각 측정한다. 예를 들어, 복수의 레퍼런스 저항값 중 히터(23-3)에 대응하는 제3 레퍼런스 저항값은, 복수의 측정 기간(121-1 내지 121-m) 중 제1, 제2 레퍼런스 저항값이 측정된 측정 기간(121-1)의 다음의 측정 기간(121-2)에 측정된다. 이때, 복수의 영역(66-1 내지 66-n) 중 히터(23-3)에 대응하는 영역(66-3)은, 영역(66-1)에 인접하지 않도록, 또한 영역(66-2)에 인접하지 않도록 배치되어 있다.
이러한 기판 처리 시스템은, 히터(23-1, 23-2)의 열이 히터(23-3)의 저항값의 측정에 미치는 열 간섭을 억제할 수 있어, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)에 대응하는 복수의 레퍼런스 저항값을 고정밀도로 측정할 수 있다. 기판 처리 시스템은, 복수의 레퍼런스 저항값이 고정밀도로 측정됨으로써, 복수의 보정 후 변환 테이블을 고정밀도로 작성할 수 있어, 저항값의 측정값으로부터 복수의 히터(23-1 내지 23-n)의 온도를 고정밀도로 산출할 수 있다.
그런데, 이미 설명한 기판 처리 방법의 오프셋 조정에서는, 측정 기간(121-2)에 가열되는 복수의 제2 영역이 측정 기간(121-1)에 가열되는 복수의 제1 영역에 인접하지 않지만, 복수의 제1 영역에 인접하고 있어도 된다. 이 경우도, 기판 처리 시스템은, 복수의 제1 영역이 서로 인접하지 않음으로써, 열 간섭을 억제할 수 있어, 복수의 히터(23-1 내지 23-n) 중 복수의 제1 영역에 대응하는 히터의 레퍼런스 저항값을 고정밀도로 측정할 수 있다. 기판 처리 시스템은, 또한 측정 기간(121-1)에 복수의 제 히터의 레퍼런스 저항값이 측정됨으로써, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)에 대응하는 복수의 레퍼런스 저항값을 단시간에 취득할 수 있다. 기판 처리 시스템은, 또한 변환 테이블(111-1)에 의한 저항값과 온도의 대응 관계가, 저항값의 측정값과 히터(23-1)의 온도의 대응 관계에 대하여 시프트하고 있어도, 저항값의 측정값으로부터 히터(23-1)의 온도를 고정밀도로 산출할 수 있다.
그런데, 이미 설명한 기판 처리 방법의 오프셋 조정에서는, 측정 기간(121-1)에 가열되는 복수의 제1 영역이 서로 인접하지 않지만, 서로 인접하고 있어도 된다. 이 경우도, 기판 처리 시스템은, 1개의 측정 기간(121-1)에 복수의 제 히터의 레퍼런스 저항값이 측정됨으로써, 복수의 히터(23-1 내지 23-n)에 대응하는 복수의 레퍼런스 저항값을 단시간에 취득할 수 있다. 기판 처리 시스템은, 또한 변환 테이블(111-1)에 의한 저항값과 온도의 대응 관계가, 저항값의 측정값과 히터(23-1)의 온도의 대응 관계에 대하여 시프트하고 있어도, 저항값의 측정값으로부터 히터(23-1)의 온도를 고정밀도로 산출할 수 있다.
그런데, 이미 설명한 기판 처리 방법의 오프셋 조정에서는, 복수의 측정 기간(121-1 내지 121-m) 각각에서 복수의 히터(23-1 내지 23-n) 중 2개 이상의 히터의 저항값이 측정되고 있지만, 1개의 히터의 저항값만이 측정되어도 된다. 이 경우도, 기판 처리 시스템은, 변환 테이블(111-1)에 의한 저항값과 온도의 대응 관계가, 저항값의 측정값과 히터(23-1)의 온도의 대응 관계에 대하여 시프트하고 있어도, 저항값의 측정값으로부터 히터(23-1)의 온도를 고정밀도로 산출할 수 있다.
또한, 이미 설명한 기판 처리 장치(10)에서는, 플라스마가 사용되어 웨이퍼(65)가 에칭되는데, 그 플라스마로서는, 다양한 것이 사용될 수 있다. 그 플라스마로서는, CCP(Capacitively Coupled Plasma), ICP(Inductively Coupled Plasma), Radial Line Slot Antenna가 예시된다. 그 플라스마로서는, ECR(Electron Cyclotron Resonance Plasma), HWP(Helicon Wave Plasma)가 또한 예시된다.
10: 기판 처리 장치
11: 적재대
23-1 내지 23-n: 복수의 히터
32-1 내지 32-n: 복수의 전력 공급부
33: 칠러 유닛
65: 웨이퍼
66-1 내지 66-n: 복수의 영역
71: 스위치
72: 저항값 센서
80: 제어 장치
111-1 내지 111-n: 복수의 변환 테이블
121-1 내지 121-m: 복수의 측정 기간

Claims (5)

  1. 기판이 적재되는 적재대와,
    전력이 공급됨으로써 상기 기판을 가열하는 히터와,
    상기 히터에 전력을 공급하는 전력 공급부와,
    상기 히터의 저항값을 측정하는 센서와,
    제어 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    복수의 저항값을 복수의 온도에 대응짓는 변환 테이블을 기록하고,
    상기 히터의 온도가 레퍼런스 온도일 때 상기 센서에 의해 측정되는 레퍼런스 저항값을 취득하고,
    상기 히터에 의해 상기 기판이 가열되어 있을 때 상기 센서에 의해 측정되는 온도 조절용 저항값을 취득하고,
    상기 변환 테이블과 상기 레퍼런스 온도와 상기 레퍼런스 저항값과 상기 온도 조절용 저항값에 기초하여 상기 전력 공급부를 제어하는,
    기판 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 전력이 공급됨으로써 상기 기판을 가열하는 복수의 히터와,
    상기 복수의 히터에 전력을 각각 공급하는 복수의 전력 공급부와,
    상기 복수의 히터에 대응하는 복수의 센서를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 복수의 히터에 대응하는 복수의 변환 테이블을 추가로 기록하고,
    상기 레퍼런스 저항값이 측정되어 있을 때 상기 복수의 센서 중 제1 히터에 대응하는 제1 센서에 의해 측정되는 제1 레퍼런스 저항값을 취득하고,
    상기 제1 히터에 의해 상기 기판이 가열되어 있을 때 상기 제1 센서에 의해 측정되는 제1 온도 조절용 저항값을 취득하고,
    상기 복수의 변환 테이블 중 상기 제1 히터에 대응하는 제1 변환 테이블과 상기 레퍼런스 온도와 상기 제1 레퍼런스 저항값과 상기 제1 온도 조절용 저항값에 기초하여 상기 복수의 전력 공급부 중 상기 제1 히터에 전력을 공급하는 제1 전력 공급부를 제어하는, 기판 처리 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 적재대 중 상기 기판에 대향하는 적재면은, 상기 히터와 상기 복수의 히터에 대응하는 복수의 영역으로 분할되고,
    상기 히터는, 상기 복수의 영역 중 상기 히터에 대응하는 영역을 가열함으로써 상기 기판을 가열하고,
    상기 제1 히터는, 상기 복수의 영역 중 상기 제1 히터에 대응하는 제1 영역을 가열함으로써 상기 기판을 가열하고,
    상기 제1 영역은, 상기 영역에 인접하지 않도록 배치되는, 기판 처리 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 센서는, 복수의 측정 기간 중 어느 측정 기간에 상기 복수의 히터에 대응하는 복수의 레퍼런스 저항값을 각각 측정하고,
    상기 복수의 레퍼런스 저항값 중 제2 히터에 대응하는 제2 레퍼런스 저항값은, 상기 복수의 측정 기간 중 상기 레퍼런스 저항값과 상기 제1 레퍼런스 저항값이 측정된 제1 측정 기간의 다음의 제2 측정 기간에 측정되고,
    상기 복수의 영역 중 상기 제2 히터에 대응하는 제2 영역은, 상기 영역에 인접하지 않도록, 또한 상기 제1 영역에 인접하지 않도록 배치되는, 기판 처리 시스템.
  5. 기판이 적재되는 적재대와,
    전력이 공급됨으로써 상기 기판을 가열하는 히터와,
    상기 히터에 전력을 공급하는 전력 공급부와,
    상기 히터의 저항값을 측정하는 센서
    를 구비하는 기판 처리 장치
    를 사용해서 실행되는 기판 처리 방법이며,
    상기 히터의 온도가 레퍼런스 온도일 때 상기 센서에 의해 측정되는 레퍼런스 저항값을 취득하는 것과,
    상기 히터에 의해 상기 기판이 가열되어 있을 때 상기 센서에 의해 측정되는 온도 조절용 저항값을 취득하는 것과,
    복수의 저항값을 복수의 온도에 대응짓는 변환 테이블과 상기 레퍼런스 온도와 상기 레퍼런스 저항값과 상기 온도 조절용 저항값에 기초하여 상기 전력 공급부를 제어하는 것
    을 구비하는 기판 처리 방법.
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