KR20210066726A - 플라즈마 처리 장치 및 측정 방법 - Google Patents

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KR20210066726A
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치시오 고시미즈
마나부 이와타
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

개시되는 플라즈마 처리 장치는, 챔버, 기판 지지기, 전기적 패스, 및 측정기를 구비한다. 기판 지지기는, 챔버 내에 마련되어 있다. 전기적 패스는, 기판 지지기 상에 탑재된 에지링에 접속되거나 또는 용량 결합된다. 측정기는, 기판 지지기 상에 탑재된 에지링에 전기적 패스를 통하여 전압을 인가함으로써 전기적 특성값을 측정하도록 구성되어 있다. 측정기에 의하여 측정되는 전기적 특성값은, 에지링의 두께에 따라 변화하는 값이다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 측정 방법{PLASMA PROCESSING APPARATUS AND MEASUREMENT METHOD}
본 개시의 예시적 실시형태는, 플라즈마 처리 장치 및 측정 방법에 관한 것이다.
플라즈마 처리 장치가, 기판의 플라즈마 처리에 이용되고 있다. 플라즈마 처리 장치의 챔버 내에 있어서, 기판은, 에지링에 의하여 둘러싸인 영역 내에 배치된다. 에지링은, 포커스 링이라고 불리는 경우가 있다.
플라즈마 처리 장치에 있어서 플라즈마 처리가 행해지면, 에지링이 소모되어 그 두께가 감소된다. 에지링의 두께의 감소에 따라, 에지링의 상방에서의 시스의 상단의 위치가 낮아진다. 에지링의 상방에서의 시스의 상단의 위치가 낮아지면, 플라즈마로부터의 이온이, 기판의 에지에 대하여 경사진 각도로 충돌한다. 그 결과, 기판의 에지에 있어서 형성되는 개구가 경사진다. 일본 공개특허공보 2007-258417호는, 기판의 에지에 있어서 형성되는 개구의 경사를 억제하기 위하여, 에지링에 직류 전압을 인가하는 것을 개시하고 있다.
본 개시는, 에지링의 두께를 반영하는 값을 구하는 기술을 제공한다.
일 예시적 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 플라즈마 처리 장치는, 챔버, 기판 지지기, 전기적 패스, 및 측정기를 구비한다. 기판 지지기는, 챔버 내에 마련되어 있다. 전기적 패스는, 기판 지지기 상에 탑재된 에지링에 접속되거나 또는 용량 결합된다. 측정기는, 기판 지지기 상에 탑재된 에지링에 전기적 패스를 통하여 전압을 인가함으로써 전기적 특성값을 측정하도록 구성되어 있다. 측정기에 의하여 측정되는 전기적 특성값은, 에지링의 두께에 따라 변화하는 값이다.
일 예시적 실시형태에 의하면, 에지링의 두께를 반영하는 값을 구하는 것이 가능해진다.
도 1은, 일 예시적 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 2는, 일 예시적 실시형태에 관한 기판 지지기, 전기적 패스, 및 측정기를 나타내는 도이다.
도 3은, 제1 전극 및 제2 전극의 레이아웃의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 4는, 다른 실시형태에 관한 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전기적 패스를 나타내는 도이다.
도 5는, 제1 전극 및 제2 전극의 레이아웃의 다른 일례를 나타내는 평면도이다.
도 6은, 다른 예시적 실시형태에 관한 기판 지지기를 나타내는 도이다.
도 7은, 또 다른 실시형태에 관한 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전기적 패스를 나타내는 도이다.
도 8은, 제1 전극 및 제2 전극의 레이아웃의 또 다른 일례를 나타내는 평면도이다.
도 9는, 또 다른 예시적 실시형태에 관한 기판 지지기, 전기적 패스, 및 측정기를 나타내는 도이다.
도 10은, 제1 접점 및 제2 접점의 레이아웃의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 11은, 또 다른 예시적 실시형태에 관한 측정기를 나타내는 도이다.
도 12는, 또 다른 예시적 실시형태에 관한 측정기의 2개의 전압 센서의 각각으로부터 뻗는 전기적 패스의 에지링과의 접점의 레이아웃을 나타내는 도이다.
도 13은, 또 다른 예시적 실시형태에 관한 전기적 패스를 나타내는 도이다.
도 14는, 또 다른 예시적 실시형태에 관한 전기적 패스를 나타내는 평면도이다.
도 15는, 또 다른 예시적 실시형태에 관한 조정기 및 에지링을 나타내는 도이다.
도 16은, 또 다른 예시적 실시형태에 관한 조정기 및 에지링을 나타내는 도이다.
도 17은, 일 예시적 실시형태에 관한 방법의 흐름도이다.
이하, 다양한 예시적 실시형태에 대하여 설명한다.
일 예시적 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 플라즈마 처리 장치는, 챔버, 기판 지지기, 전기적 패스, 및 측정기를 구비한다. 기판 지지기는, 챔버 내에 마련되어 있다. 전기적 패스는, 기판 지지기 상에 탑재된 에지링에 접속되거나 또는 용량 결합된다. 측정기는, 기판 지지기 상에 탑재된 에지링에 전기적 패스를 통하여 전압을 인가함으로써 전기적 특성값을 측정하도록 구성되어 있다. 측정기에 의하여 측정되는 전기적 특성값은, 에지링의 두께에 따라 변화하는 값이다.
상기 실시형태에서는, 에지링이 기판 지지기 상에 탑재되어 있을 때에, 그 에지링에 접속되거나 또는 용량 결합하는 전기적 패스가 제공된다. 측정기는, 이 전기적 패스를 통하여 에지링에 전압을 인가함으로써, 에지링의 두께에 따라 변화하는 해당 에지링의 전기적 특성값을 측정한다. 따라서, 상기 실시형태에 의하면, 에지링의 두께를 반영하는 값을 구하는 것이 가능해진다.
일 예시적 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치는, 에지링의 온도를 제어하도록 구성된 온도 제어 기구를 더 갖고 있어도 된다. 이 실시형태에 있어서, 측정기는, 온도 제어 기구가 에지링의 온도를 기준 온도로 설정하도록 동작하고 있는 상태에 있어서의 에지링의 전기적 특성값을 취득하도록 구성되어 있어도 된다.
일 예시적 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치는, 에지링의 온도 측정값을 취득하도록 구성된 온도 센서를 더 구비하고 있어도 된다. 이 실시형태에 있어서, 전기적 특성값은, 기준 온도에 있어서의 에지링의 전기적 특성값이어도 된다. 이 실시형태에 있어서, 측정기는, 온도 센서에 의하여 취득된 온도 측정값에 있어서의 에지링의 전기적 특성값을, 기준 온도에 있어서의 에지링의 전기적 특성값으로 변환하도록 구성되어 있어도 된다.
일 예시적 실시형태에 있어서, 측정기는, 에지링에 용량 결합된 전기적 패스를 통하여, 에지링에 교류 전압 또는 고주파 전압을 인가함으로써 전기적 특성값을 측정하도록 구성되어 있어도 된다.
일 예시적 실시형태에 있어서, 전기적 특성값은, 에지링의 임피던스의 실수부(實部)의 값이어도 된다.
일 예시적 실시형태에 있어서, 기판 지지기는, 그 위에 에지링이 부분적으로 탑재되는 유전체부를 갖고 있어도 된다. 이 실시형태에 있어서, 전기적 패스는, 유전체부 내에 마련된 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고 있어도 된다. 이 실시형태에 있어서, 측정기는, 에지링에 용량 결합된 제1 전극 및 제2 전극을 통하여, 교류 전압 또는 고주파 전압을 인가하도록 구성되어 있어도 된다.
일 예시적 실시형태에 있어서, 기판 지지기는, 하부 전극 및 정전 척을 더 갖고 있어도 된다. 정전 척은, 하부 전극 상에 마련될 수 있다. 이 실시형태에 있어서, 유전체부는, 하부 전극 및 정전 척의 각각과 챔버의 측벽과의 사이에서, 하부 전극 및 상기 정전 척을 둘러싸도록 뻗어 있어도 된다.
일 예시적 실시형태에 있어서, 기판 지지기는, 정전 척을 갖고 있어도 된다. 유전체부는, 정전 척의 일부를 구성하고 있어도 된다.
일 예시적 실시형태에 있어서, 제1 전극 및 제2 전극은, 정전 척과 에지링의 사이에서 정전 인력을 발생시키기 위하여 하나 이상의 직류 전원에 전기적으로 접속되어 있어도 된다. 즉, 이 실시형태에서는, 정전 척과 에지링의 사이에서 정전 인력을 발생시키기 위하여 이용되는 2개의 전극이, 전기적 특성값을 구하기 위하여 그들을 통하여 에지링에 전압을 인가하는 2개의 전극으로서 겸용된다.
일 예시적 실시형태에 있어서, 측정기는, 에지링에 접속된 전기적 패스를 통하여, 에지링에 직류 전압을 인가함으로써 전기적 특성값을 측정하도록 구성되어 있어도 된다.
일 예시적 실시형태에 있어서, 전기적 특성값은, 에지링의 저항값이어도 된다.
일 예시적 실시형태에 있어서, 전기적 패스는, 에지링의 중심축선에 대하여 대칭인 위치에서 에지링에 접촉하는 제1 접점 및 제2 접점을 포함하고 있어도 된다.
일 예시적 실시형태에 있어서, 측정기는, 전류 센서 및 전압 센서를 갖고 있어도 된다. 이 실시형태에 있어서, 전류 센서는, 전기적 패스 상에 마련되고, 에지링에 흐르는 전류의 전륫값을 측정하도록 구성된다. 이 실시형태에 있어서, 전압 센서는, 제1 접점과 제2 접점의 사이의 에지링에 있어서의 전위차를 측정하도록 구성된다. 이 실시형태에 있어서, 측정기는, 전위차 및 전륫값으로부터 저항값을 구하도록 구성된다.
일 예시적 실시형태에 있어서, 측정기는, 전류 센서, 제1 전압 센서, 및 제2 전압 센서를 갖고 있어도 된다. 이 실시형태에 있어서, 전류 센서는, 전기적 패스 상에 마련되고, 에지링에 흐르는 전류의 전륫값을 측정하도록 구성된다. 이 실시형태에 있어서, 제1 전압 센서는, 제1 접점, 제2 접점, 및 중심축선을 포함하는 면에 대하여 일방 측에서 뻗어 있는 에지링의 제1 부분에 있어서의 제1 전위차를 측정하도록 구성된다. 이 실시형태에 있어서, 제2 전압 센서는, 상기 면에 대하여 타방 측에서 뻗어 있는 에지링의 제2 부분에 있어서의 제2 전위차를 측정하도록 구성된다. 이 실시형태에 있어서, 측정기는, 제1 전위차와 제2 전위차의 평균값 및 전륫값으로부터 저항값을 구하도록 구성된다.
일 예시적 실시형태에 있어서, 측정기는, 전기적 특성값으로부터 에지링의 두께 또는 그 에지링의 두께의 감소량을 구하도록 구성되어 있어도 된다.
일 예시적 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치는, 조정기 및 제어부를 더 구비하고 있어도 된다. 이 실시형태에 있어서, 조정기는, 에지링의 상방에서의 시스의 상단(上端) 위치를 조정하도록 구성된다. 제어부는, 기판 지지기 상에 재치되는 기판의 에지에 있어서 형성되는 개구의 경사를 억제하기 위하여, 전기적 특성값 또는 그 전기적 특성값으로부터 구해지는 에지링의 두께 혹은 에지링의 두께의 감소량에 따라, 조정기를 제어한다.
일 예시적 실시형태에 있어서, 조정기는, 에지링의 상면의 높이 방향의 위치 또는 에지링의 전위를 조정하도록 제어부에 의하여 제어될 수 있다. 에지링의 상면의 높이 방향의 위치 또는 에지링의 전위는, 전기적 특성값 또는 그 전기적 특성값으로부터 구해지는 에지링의 두께 혹은 에지링의 두께의 감소량에 따라 조정된다.
일 예시적 실시형태에 있어서, 조정기는, 에지링의 전위를 설정하기 위하여 에지링에 전기적으로 결합된 전원을 포함하고 있어도 된다. 이 실시형태에 있어서, 전기적 패스는, 에지링을 전원 또는 측정기에 선택적으로 접속하도록 구성된 제1 스위치 및 제2 스위치를 포함하고 있어도 된다.
일 예시적 실시형태에 있어서, 측정 방법이 제공된다. 측정 방법은, 플라즈마 처리 장치의 챔버 내에서 기판 지지기 상에 탑재된 에지링에 전압을 인가하는 공정을 포함한다. 측정 방법은, 에지링에 해당 전압을 인가함으로써, 에지링의 두께에 따라 변화하는 에지링의 전기적 특성값을 측정하는 공정을 더 포함한다.
이하, 도면을 참조하여 다양한 예시적 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이는 것으로 한다.
도 1은, 하나의 예시적 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도이다. 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치(1)는, 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치이다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 챔버(10)를 구비하고 있다. 챔버(10)는, 그 내부에 내부 공간(10s)을 제공하고 있다. 내부 공간(10s)의 중심축선은, 연직 방향으로 뻗는 축선(AX)이다. 일 실시형태에 있어서, 챔버(10)는, 챔버 본체(12)를 포함하고 있다. 챔버 본체(12)는, 대략 원통 형상을 갖고 있다. 내부 공간(10s)은, 챔버 본체(12) 내에 제공되어 있다. 챔버 본체(12)는, 예를 들면 알루미늄으로 구성되어 있다. 챔버 본체(12)는 전기적으로 접지되어 있다. 챔버 본체(12)의 내벽면, 즉 내부 공간(10s)을 구획 형성하는 벽면에는, 내(耐)플라즈마성을 갖는 막이 형성되어 있다. 이 막은, 양극 산화 처리에 의하여 형성된 막 또는 산화 이트륨으로 형성된 막과 같은 세라믹제의 막일 수 있다.
챔버 본체(12)의 측벽에는 통로(12p)가 형성되어 있다. 기판(W)은, 내부 공간(10s)과 챔버(10)의 외부와의 사이에서 반송될 때에, 통로(12p)를 통과한다. 이 통로(12p)의 개폐를 위하여, 게이트 밸브(12g)가 챔버 본체(12)의 측벽을 따라 마련되어 있다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 기판 지지기(16)를 더 구비한다. 기판 지지기(16)는, 챔버(10) 내에서, 그 위에 재치된 기판(W)을 지지하도록 구성되어 있다. 기판(W)은, 대략 원반(圓盤) 형상을 갖는다. 기판 지지기(16)는, 지지부(17)에 의하여 지지되어 있다. 지지부(17)는, 챔버 본체(12)의 바닥부로부터 상방으로 뻗어 있다. 지지부(17)는, 대략 원통 형상을 갖고 있다. 지지부(17)는, 석영과 같은 절연 재료로 형성되어 있다.
기판 지지기(16)는, 하부 전극(18) 및 정전 척(20)을 갖는다. 하부 전극(18) 및 정전 척(20)은, 챔버(10) 내에 마련되어 있다. 하부 전극(18)은, 알루미늄과 같은 도전성 재료로 형성되어 있으며, 대략 원반 형상을 갖고 있다.
하부 전극(18) 내에는, 유로(18f)가 형성되어 있다. 유로(18f)는, 열교환 매체용 유로이다. 열교환 매체로서는, 액상의 냉매, 혹은 그 기화에 의하여 하부 전극(18)을 냉각시키는 냉매(예를 들면, 프레온)가 이용된다. 유로(18f)에는, 열교환 매체의 공급 장치(23)(예를 들면, 칠러 유닛)가 접속되어 있다. 공급 장치(23)는, 챔버(10)의 외부에 마련되어 있다. 유로(18f)에는, 공급 장치(23)로부터 배관(23a)을 통하여 열교환 매체가 공급된다. 유로(18f)에 공급된 열교환 매체는, 배관(23b)을 통하여 공급 장치(23)로 되돌려진다. 공급 장치(23)와 유로(18f)의 사이에서 열교환 매체가 순환됨으로써, 기판 지지기(16) 상에 재치된 기판(W)의 온도가 조정된다.
도 2는, 일 예시적 실시형태에 관한 기판 지지기, 전기적 패스, 및 측정기를 나타내는 도이다. 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 정전 척(20)은, 하부 전극(18) 상에 마련되어 있다. 기판(W)은, 내부 공간(10s) 내에서 처리될 때에, 정전 척(20) 상에 재치되고, 정전 척(20)에 의하여 유지된다.
정전 척(20)은, 본체(20m) 및 전극(20e)을 갖고 있다. 본체(20m)는, 산화 알루미늄 또는 질화 알루미늄과 같은 유전체로 형성되어 있다. 본체(20m)는, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 정전 척(20)의 중심축선은, 축선(AX)이다. 전극(20e)은, 본체 내에 마련되어 있다. 전극(20e)은, 도전성을 갖는 막일 수 있다. 전극(20e)에는, 직류 전원(20p)이 스위치(20s)를 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 직류 전원(20p)으로부터의 전압이 전극(20e)으로 인가되면, 정전 척(20)과 기판(W)의 사이에서 정전 인력이 발생한다. 발생한 정전 인력에 의하여, 기판(W)은 정전 척(20)으로 끌어당겨져, 정전 척(20)에 의하여 유지된다.
일 실시형태에 있어서, 정전 척(20)은, 제1 영역(201) 및 제2 영역(202)을 포함하고 있어도 된다. 제1 영역(201)은, 그 위에 재치되는 기판(W)을 유지하도록 구성되어 있다. 제1 영역(201)은, 대략 원반 형상을 갖는다. 제1 영역(201)의 중심축선은, 축선(AX)이다. 기판(W)은, 챔버(10) 내에서 처리될 때에는, 제1 영역(201)의 상면 상에 재치된다. 전극(20e)은, 제1 영역(201) 내에 또한 본체(20m) 내에 마련되어 있다.
제2 영역(202)은, 정전 척(20)의 중심축선, 즉 축선(AX)의 둘레에서 제1 영역(201)을 둘러싸도록 둘레 방향으로 뻗어 있다. 제2 영역(202)의 상면 상에는 에지링(ER)이 탑재된다. 에지링(ER)은, 환 형상을 갖고 있다. 에지링(ER)은, 축선(AX)에 그 중심축선이 일치하도록, 제2 영역(202) 상에 탑재된다. 기판(W)은, 제1 영역(201) 상에, 또한 에지링(ER)에 의하여 둘러싸인 영역 내에 배치된다. 에지링(ER)은, 예를 들면 실리콘 혹은 탄화 규소와 같은 도체 또는 반도체, 혹은 석영과 같은 유전체로 형성되어 있다. 또한, 제2 영역(202)은, 에지링(ER)을 유지하는 정전 척으로서 구성되어 있어도 된다. 예를 들면, 제2 영역(202)은, 도 6을 참조하여 후술하는 바와 같이, 본체(20m) 내에 쌍극 전극을 내장하고 있어도 된다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(1)는, 가스 공급 라인(25)을 더 구비할 수 있다. 가스 공급 라인(25)은, 가스 공급 기구로부터의 전열 가스, 예를 들면 He 가스를, 정전 척(20)의 상면과 기판(W)의 이면(하면)과의 사이의 간극에 공급한다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 절연 영역(27)을 더 구비할 수 있다. 절연 영역(27)은, 석영과 같은 유전체로 형성되어 있다. 절연 영역(27)은, 하부 전극(18) 및 정전 척(20)의 각각과 챔버(10)의 측벽과의 사이에서, 하부 전극(18) 및 정전 척(20)을 둘러싸도록 뻗어 있다. 절연 영역(27)은, 하부 전극(18)의 외주(外周)면 및 정전 척(20)의 제2 영역(202)의 외주면을 따라 둘레 방향으로 뻗어 있다. 절연 영역(27)은, 지지부(17) 상에 배치되어 있어도 된다. 에지링(ER)은, 절연 영역(27) 및 제2 영역(202) 상에 탑재된다. 즉, 에지링(ER)은, 부분적으로는 절연 영역(27) 상에 탑재되어 있어도 된다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 상부 전극(30)을 더 구비하고 있다. 상부 전극(30)은, 기판 지지기(16)의 상방에 마련되어 있다. 상부 전극(30)은, 부재(32)와 함께 챔버 본체(12)의 상부 개구를 폐쇄하고 있다. 부재(32)는, 절연성을 갖고 있다. 상부 전극(30)은, 이 부재(32)를 통하여 챔버 본체(12)의 상부에 지지되어 있다.
상부 전극(30)은, 천판(天板)(34) 및 지지체(36)를 포함하고 있다. 천판(34)의 하면은, 내부 공간(10s)을 구획 형성하고 있다. 천판(34)에는, 복수의 가스 토출 구멍(34a)이 형성되어 있다. 복수의 가스 토출 구멍(34a)의 각각은, 천판(34)을 판두께 방향(연직 방향)으로 관통하고 있다. 이 천판(34)은, 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 실리콘으로 형성되어 있다. 혹은, 천판(34)은, 알루미늄제의 부재의 표면에 내플라즈마성의 막을 마련한 구조를 가질 수 있다. 이 막은, 양극 산화 처리에 의하여 형성된 막 또는 산화 이트륨으로 형성된 막과 같은 세라믹제의 막일 수 있다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 하부 전극(18)과 상부 전극(30)의 사이의 거리를 가변할 수 있는 기구를 구비하고 있어도 된다. 해당 거리를 변경함으로써, 플라즈마의 밀도 분포를 제어할 수 있다.
지지체(36)는, 천판(34)을 착탈 가능하게 지지하고 있다. 지지체(36)는, 예를 들면 알루미늄과 같은 도전성 재료로 형성되어 있다. 지지체(36)의 내부에는, 가스 확산실(36a)이 마련되어 있다. 가스 확산실(36a)로부터는, 복수의 가스 구멍(36b)이 하방으로 뻗어 있다. 복수의 가스 구멍(36b)은, 복수의 가스 토출 구멍(34a)에 각각 연통되어 있다. 지지체(36)에는, 가스 도입 포트(36c)가 형성되어 있다. 가스 도입 포트(36c)는, 가스 확산실(36a)에 접속되어 있다. 가스 도입 포트(36c)에는, 가스 공급관(38)이 접속되어 있다.
가스 공급관(38)에는, 가스 소스군(40)이, 밸브군(41), 유량 제어기군(42), 및 밸브군(43)을 통하여 접속되어 있다. 밸브군(41), 유량 제어기군(42), 및 밸브군(43)은, 가스 공급부를 구성하고 있다. 가스 공급부는, 가스 소스군(40)을 더 포함하고 있어도 된다. 가스 소스군(40)은, 복수의 가스 소스를 포함하고 있다. 밸브군(41) 및 밸브군(43)의 각각은, 복수의 밸브(예를 들면 개폐 밸브)를 포함하고 있다. 유량 제어기군(42)은, 복수의 유량 제어기를 포함하고 있다. 유량 제어기군(42)의 복수의 유량 제어기의 각각은, 매스 플로 컨트롤러 또는 압력 제어식의 유량 제어기이다. 가스 소스군(40)의 복수의 가스 소스의 각각은, 밸브군(41)의 대응 밸브, 유량 제어기군(42)의 대응 유량 제어기, 및 밸브군(43)의 대응 밸브를 통하여, 가스 공급관(38)에 접속되어 있다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 가스 소스군(40)의 복수의 가스 소스 중 선택된 하나 이상의 가스 소스로부터의 가스를, 개별적으로 조정된 유량으로, 내부 공간(10s)에 공급하는 것이 가능하다.
기판 지지기(16) 또는 지지부(17)와 챔버 본체(12)의 측벽과의 사이에는, 배플 플레이트(48)가 마련되어 있다. 배플 플레이트(48)는, 예를 들면 알루미늄제의 부재에 산화 이트륨 등의 세라믹을 피복함으로써 구성될 수 있다. 이 배플 플레이트(48)에는, 다수의 관통 구멍이 형성되어 있다. 배플 플레이트(48)의 하방에 있어서는, 배기관(52)이 챔버 본체(12)의 바닥부에 접속되어 있다. 이 배기관(52)에는, 배기 장치(50)가 접속되어 있다. 배기 장치(50)는, 자동 압력 제어 밸브와 같은 압력 제어기, 및 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 갖고 있으며, 내부 공간(10s)의 압력을 감압할 수 있다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 고주파 전원(61)을 더 구비하고 있다. 고주파 전원(61)은, 고주파 전력(HF)을 발생시키는 전원이다. 고주파 전력(HF)은, 챔버(10) 내의 가스로부터 플라즈마를 생성하기 위하여 이용된다. 고주파 전력(HF)의 주파수는, 13~200MHz의 범위 내의 주파수, 예를 들면 40MHz 또는 60MHz이다. 고주파 전원(61)은, 정합 회로(63)를 통하여 하부 전극(18)에 접속되어 있다. 정합 회로(63)는, 가변 임피던스를 갖는다. 정합 회로(63)의 임피던스는, 고주파 전원(61)의 부하로부터의 반사를 억제하도록 조정된다. 예를 들면, 정합 회로(63)는, 고주파 전원(61)의 부하 측(하부 전극(18) 측)의 임피던스를, 고주파 전원(61)의 출력 임피던스에 정합시키도록, 그 임피던스를 조정한다. 또한, 고주파 전원(61)은, 하부 전극(18)에 전기적으로 접속되어 있지 않아도 되고, 정합 회로(63)를 통하여 상부 전극(30)에 접속되어 있어도 된다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 바이어스 전원(62)을 더 구비하고 있다. 바이어스 전원(62)은, 하부 전극(18)에 전기적으로 접속되어 있다. 바이어스 전원(62)은, 바이어스 전력(BP)을 발생시킨다. 바이어스 전력(BP)은, 기판(W)에 이온을 인입하기 위하여 이용된다. 바이어스 전력(BP)은, 제2 주파수로 규정되는 주기 내에서 정전 척(20) 상에 재치된 기판(W)의 전위를 변동시키도록 설정되어 있다. 제2 주파수는, 제1 주파수보다 낮다.
일 실시형태에 있어서, 바이어스 전력(BP)은, 제2 주파수를 갖는 고주파 전력이어도 된다. 이 실시형태에 있어서, 바이어스 전력(BP)의 주파수는, 50kHz 이상, 30MHz 이하의 범위 내의 주파수이며, 예를 들면 400kHz이다. 이 실시형태에 있어서, 바이어스 전원(62)은, 정합 회로(64)를 통하여 하부 전극(18)에 접속된다. 정합 회로(64)는, 가변 임피던스를 갖는다. 정합 회로(64)의 임피던스는, 바이어스 전원(62)의 부하로부터의 반사를 억제하도록 조정된다. 예를 들면, 정합 회로(64)는, 바이어스 전원(62)의 부하 측(하부 전극(18) 측)의 임피던스를, 바이어스 전원(62)의 출력 임피던스에 정합시키도록, 그 임피던스를 조정한다.
다른 실시형태에 있어서, 바이어스 전원(62)은, 바이어스 전력(BP)으로서, 음극성의 직류 전압의 펄스를 단속적으로 또는 주기적으로 하부 전극(18)에 인가하도록 구성되어 있어도 된다. 직류 전압의 펄스는, 제2 주파수로 규정되는 주기로 주기적으로 하부 전극(18)에 인가될 수 있다. 이 실시형태에 있어서, 제2 주파수는, 50kHz 이상, 27MHz 이하의 범위 내의 주파수이며, 예를 들면 400kHz이다. 이 실시형태에서는, 정합 회로(64)는 생략될 수 있다.
플라즈마 처리 장치(1)에 있어서 플라즈마 처리, 예를 들면 플라즈마 에칭이 행해지는 경우에는, 내부 공간(10s)에 가스가 공급된다. 그리고, 고주파 전력(HF) 및/또는 바이어스 전력(BP)이 공급됨으로써, 내부 공간(10s) 내에서 가스가 여기된다. 그 결과, 내부 공간(10s) 내에서 플라즈마가 생성된다. 생성된 플라즈마로부터의 이온 및/또는 라디칼과 같은 화학종에 의하여, 기판(W)이 처리된다.
일 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치(1)는, 조정기(74)를 더 구비할 수 있다. 조정기(74)는, 에지링(ER)의 상방에서의 시스의 상단 위치를 조정하도록 구성되어 있다. 조정기(74)는, 에지링(ER)의 상방에서의 시스의 상단 위치와 기판(W)의 상방에서의 시스의 상단 위치와의 차를 해소하거나 감소시키도록, 에지링(ER)의 상방에서의 시스의 상단 위치를 조정한다.
일 실시형태에서는, 조정기(74)는, 에지링(ER)에 전압을 인가하고, 에지링(ER)의 전위를 조정하도록 구성된 전원이다. 조정기(74)에 의하여 에지링(ER)에 인가되는 전압은, 음극성을 가질 수 있다. 조정기(74)에 의하여 에지링(ER)에 인가되는 전압은, 직류 전압 또는 고주파 전압일 수 있다. 혹은, 조정기(74)에 의하여 에지링(ER)에 인가되는 전압은, 단속적으로 또는 주기적으로 에지링(ER)에 인가되는 직류 전압의 펄스여도 된다. 이 실시형태에 있어서, 조정기(74)는, 필터(75) 및 도선(76)을 통하여 에지링(ER)에 접속되어 있다. 필터(75)는, 조정기(74)에 유입되는 고주파 전력을 차단하거나 저감시키기 위한 필터이다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 측정기(80) 및 전기적 패스(82)를 더 구비하고 있다. 전기적 패스(82)는, 기판 지지기(16) 상에 탑재된 에지링(ER)에 접속되거나 또는 용량 결합된다. 측정기(80)는, 기판 지지기(16) 상에 탑재된 에지링(ER)에 전기적 패스(82)를 통하여 전압을 인가함으로써, 에지링(ER)의 전기적 특성값을 측정하도록 구성되어 있다. 측정기(80)에 의하여 측정되는 에지링(ER)의 전기적 특성값은, 에지링(ER)의 두께에 따라 변화하는 값이다. 다양한 실시형태에 있어서의 측정기(80) 및 전기적 패스(82)의 상세에 대해서는 후술한다.
일 실시형태에 있어서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(1)는, 온도 센서(84)를 더 구비하고 있어도 된다. 온도 센서(84)는, 에지링(ER)의 온도를 측정하도록 구성되어 있다. 일례에 있어서는, 온도 센서(84)는, 에지링(ER)의 온도로서, 기판 지지기(16) 내의 온도를 측정하도록 구성되어 있어도 된다. 이 예에 있어서, 공급 장치(23)는, 온도 센서(84)에 의하여 측정된 온도에 따라, 열교환 매체의 온도 및/또는 유량을 조정할 수 있다.
제어부(MC)는, 프로세서, 기억 장치, 입력 장치, 표시 장치 등을 구비하는 컴퓨터이며, 플라즈마 처리 장치(1)의 각부(各部)를 제어한다. 제어부(MC)는, 기억 장치에 기억되어 있는 제어 프로그램을 실행하고, 해당 기억 장치에 기억되어 있는 레시피 데이터에 근거하여 플라즈마 처리 장치(1)의 각부를 제어한다. 제어부(MC)에 의한 제어에 의하여, 레시피 데이터에 의하여 지정된 프로세스가 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서 실행된다. 후술하는 실시형태에 관한 방법은, 제어부(MC)에 의한 플라즈마 처리 장치(1)의 각부의 제어에 의하여, 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서 실행될 수 있다.
이하, 도 2를 참조한다. 일 실시형태에 있어서, 전기적 패스(82)는, 에지링(ER)에 용량 결합되어 있다. 도 2에 나타내는 전기적 패스(82)는, 제1 전극(821) 및 제2 전극(822)을 포함하고 있다. 제1 전극(821) 및 제2 전극(822)은, 기판 지지기(16) 상에 탑재된 에지링(ER)에 용량 결합한다. 제1 전극(821) 및 제2 전극(822)은, 그 위에 에지링(ER)이 부분적으로 탑재되는 유전체부 내에 마련되어 있다. 도 3은, 제1 전극 및 제2 전극의 레이아웃의 일례를 나타내는 평면도이다. 도 3에 나타내는 예에서는, 제1 전극(821) 및 제2 전극(822)은, 제2 영역(202)의 본체(20m) 내에 마련되어 있다. 또, 도 3에 나타내는 예에서는, 제1 전극(821) 및 제2 전극(822)은, 축선(AX)에 대하여 대칭인 위치에 마련되어 있다. 제1 전극(821) 및 제2 전극(822)은, 축선(AX)에 대하여 둘레 방향에 있어서 서로로부터 분리되어 있으며, 해당 둘레 방향을 따라 배열되어 있다. 제1 전극(821) 및 제2 전극(822)의 각각은, 대략 원형 또는 섬(島) 형상의 전극일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 측정기(80)는, 에지링(ER)의 전기적 특성값으로서, 에지링(ER)의 저항값 RER을 구하도록 구성되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 측정기(80)는, 전원(80p), 전압 센서(80v), 및 전류 센서(80i)를 갖고 있어도 된다. 전압 센서(80v)는, 전원(80p) 및 전류 센서(80i)와 병렬 접속되어 있다. 전류 센서(80i)는, 전원(80p)과 직렬 접속되어 있다. 측정기(80)는, 연산기(80c)를 더 갖고 있어도 된다. 연산기(80c)는, 예를 들면 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다.
전원(80p)은, 교류 전원 또는 고주파 전원이다. 즉, 전원(80p)은, 교류 전압 또는 고주파 전압을, 전기적 패스(82)를 통하여 에지링(ER)에 인가하도록 구성되어 있다. 다만, 전기적 패스(82) 및 에지링(ER)을 포함하는 회로가 공진(共振)을 발생시키지 않는 경우에는, 전기적 패스(82)는 인덕터(82i)를 갖고 있어도 된다. 인덕터(82i)의 인덕턴스는, 전기적 패스(82) 및 에지링(ER)을 포함하는 회로가 공진을 발생시키도록 조정될 수 있다. 몇 개의 실시형태에서는, 고주파의 주파수를 변경하고, 해당 주파수의 임피던스를 계측하여 임피던스의 실수부를 산출해도 된다.
연산기(80c)는, 에지링(ER)의 저항값 RER로서, 에지링(ER)의 임피던스의 실수부를 구하도록 구성되어 있다. 연산기(80c)는, 기판 지지기(16) 상에 에지링(ER)이 탑재되어 있지 않을 때의 임피던스 Z1을 기억하고 있다. 또, 연산기(80c)는, 기판 지지기(16) 상에 에지링(ER)이 탑재되어 있을 때의 임피던스 Z2를 구한다. 연산기(80c)는, 전압 센서(80v)에 의하여 측정되는 전압 V와 전류 센서(80i)에 의하여 측정되는 전류 I로부터, V/I에 의하여, 임피던스를 구할 수 있다.
연산기(80c)는, 하기의 식 (1)에 의하여, 에지링(ER)의 저항값 RER, 즉 에지링(ER)의 임피던스의 실수부를 구할 수 있다. 다만, 식 (1)에 있어서, Re()는, 괄호 내의 연산 결과의 실수부를 구하는 연산이다.
RER=Re((Z2×Z1)/(Z2-Z1)) … (1)
다만, 연산기(80c)에 있어서의 에지링(ER)의 저항값 RER의 연산은, 제어부(MC)에 의하여 실행되어도 된다. 이 경우에, 제어부(MC)는, 측정기(80)의 일부를 구성한다. 이 경우에는, 측정기(80)는, 연산기(80c)를 갖고 있지 않아도 된다.
혹은, 측정기(80)는, 네트워크 애널라이저를 포함하고 있어도 된다. 이 경우에, 네트워크 애널라이저에 의하여 측정된 임피던스 Z2와 임피던스 Z1로부터, 식 (1)의 연산에 의하여 에지링(ER)의 저항값 RER이 구해진다. 식 (1)의 연산은, 제어부(MC)에 의하여 행해질 수 있다. 이 경우에, 제어부(MC)는 측정기(80)의 일부를 구성한다. 이 경우에는, 측정기(80)는, 전원(80p), 전압 센서(80v), 전류 센서(80i), 및 연산기(80c)를 갖고 있지 않아도 된다. 또한, 측정기(80)는, 임피던스 미터 또는 동일한 기능을 갖는 측정기여도 된다.
에지링(ER)의 전기적 특성값은, 그것이 높은 온도 의존성을 갖는 경우에는, 기준 온도에 있어서의 에지링(ER)의 전기적 특성값일 수 있다. 에지링(ER)의 전기적 특성값의 온도 의존성이 높은 경우에는, 측정기(80)는, 온도 제어 기구가 에지링(ER)의 온도를 기준 온도로 설정하도록 동작하고 있는 상태에 있어서의 에지링(ER)의 전기적 특성값(예를 들면, 저항값 RER)을 취득하도록 구성된다. 온도 제어 기구는, 온도 센서(84)에 의하여 측정된 온도와 기준 온도의 차를 감소시키도록 제어부(MC)에 의하여 제어된다. 일 실시형태에서는, 온도 제어 기구는, 공급 장치(23)를 포함한다.
혹은, 에지링(ER)의 전기적 특성값의 온도 의존성이 높은 경우에는, 측정기(80)의 연산기(80c) 또는 제어부(MC)는, 온도 센서(84)에 의하여 취득된 온도 측정값에 있어서의 에지링(ER)의 전기적 특성값의 변환을 실행해도 된다. 이 변환에서는, 온도 센서(84)에 의하여 취득된 온도 측정값에 있어서의 에지링(ER)의 전기적 특성값은, 함수 또는 테이블을 이용하여, 기준 온도에 있어서의 에지링(ER)의 전기적 특성값으로 변환된다. 이 함수 또는 테이블은, 온도 센서(84)에 의하여 취득된 온도 측정값에 있어서의 에지링(ER)의 전기적 특성값을 기준 온도에 있어서의 에지링(ER)의 전기적 특성값으로 변환하기 위하여 미리 준비되어 있다. 예를 들면, 측정기(80)의 연산기(80c) 또는 제어부(MC)는, 식 (1)의 연산 결과를, 미리 준비되어 있는 함수 또는 테이블을 이용하여, 기준 온도에 있어서의 에지링(ER)의 저항값 RER로 변환한다.
일 실시형태에 있어서, 측정기(80)의 연산기(80c) 또는 제어부(MC)는, 에지링(ER)의 전기적 특성값(예를 들면, 저항값 RER)으로부터 에지링(ER)의 두께를 구하도록 구성되어 있어도 된다. 에지링(ER)의 두께는, 함수 또는 테이블을 이용하여, 에지링(ER)의 전기적 특성값을 에지링(ER)의 두께로 변환함으로써, 구해진다. 해당 함수 또는 테이블은, 에지링(ER)의 전기적 특성값을 에지링(ER)의 두께로 변환하기 위하여 미리 준비되어 있다. 일 실시형태에 있어서, 측정기(80)의 연산기(80c) 또는 제어부(MC)는, 에지링(ER)의 초기 두께로부터의 에지링(ER)의 두께의 감소량을 구하도록 구성되어 있어도 된다.
일 실시형태에 있어서, 제어부(MC)는, 기판 지지기(16) 상에 재치되는 기판(W)의 에지에 있어서 형성되는 개구의 경사를 억제하기 위하여, 조정기(74)를 제어한다. 제어부(MC)는, 에지링(ER)의 전기적 특성값(예를 들면, 저항값 RER), 에지링(ER)의 두께, 또는 에지링(ER)의 두께의 감소량에 따라, 조정기(74)를 제어한다. 예를 들면, 제어부(MC)는, 함수 또는 테이블을 이용하여, 에지링(ER)의 전기적 특성값(예를 들면, 저항값 RER), 에지링(ER)의 두께, 또는 에지링(ER)의 두께의 감소량에 따른 에지링(ER)의 전위를 결정한다. 해당 함수 또는 테이블은, 에지링(ER)의 전기적 특성값(예를 들면, 저항값 RER), 에지링(ER)의 두께, 또는 에지링(ER)의 두께의 감소량에 대응하는 에지링(ER)의 전위를 결정하기 위하여 미리 준비되어 있다. 제어부(MC)는, 결정한 전위를 에지링(ER)에 설정하는 전압을 에지링(ER)에 인가하도록 조정기(74)를 제어한다. 다른 예에서는, 에지링(ER)의 전기적 특성값(예를 들면, 저항값 RER), 에지링(ER)의 두께, 또는 에지링(ER)의 두께의 감소량에 따라, 플라즈마 밀도의 분포를 조정해도 된다. 플라즈마 처리 장치의 상부 전극과 하부 전극 간의 거리를 조정하여 플라즈마 밀도의 분포를 제어해도 된다.
이하, 다른 실시형태에 관한 제1 전극 및 제2 전극에 대하여 설명한다. 도 4는, 다른 실시형태에 관한 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전기적 패스를 나타내는 도이다. 도 5는, 제1 전극 및 제2 전극의 레이아웃의 다른 일례를 나타내는 평면도이다. 도 4 및 도 5에 나타내는 제1 전극(821) 및 제2 전극(822)을 포함하는 전기적 패스(82)는, 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서 채용될 수 있다. 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 제1 전극(821) 및 제2 전극(822)의 각각은, 대략 환 형상을 갖고, 축선(AX)의 둘레에서 둘레 방향으로 뻗어 있어도 된다. 도시된 예에서는, 제1 전극(821)은, 제2 전극(822)의 외측에서 뻗어 있다. 제1 전극(821) 및 제2 전극(822)은, 정전 척(20)의 제2 영역(202) 내에 또한 본체(20m) 내에 마련되어 있다.
이하, 도 6을 참조한다. 도 6은, 다른 예시적 실시형태에 관한 기판 지지기를 나타내는 도이다. 도 6에 나타내는 기판 지지기(16)는, 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서 채용될 수 있다. 도 6에 나타내는 기판 지지기(16)에 있어서, 제1 전극(821) 및 제2 전극(822)은, 도 4 및 도 5에 나타낸 기판 지지기(16)에 있어서의 제1 전극(821) 및 제2 전극(822)과 동일한 레이아웃으로 배치되어 있다. 도 6에 나타내는 기판 지지기(16)에 있어서, 제2 영역(202)은, 에지링(ER)을 유지하기 위한 정전 척으로서 구성되어 있다. 즉, 도 6에 나타내는 기판 지지기(16)에 있어서, 제1 전극(821) 및 제2 전극(822)은, 정전 척에 있어서의 쌍극 전극을 구성한다. 환언하면, 제2 영역(202)과 에지링(ER)의 사이에서 정전 인력을 발생시키기 위하여 이용되는 2개의 전극(821, 822)이, 에지링(ER)의 전기적 특성값을 구하기 위하여 그들을 통하여 에지링(ER)에 전압을 인가하는 2개의 전극으로서 겸용된다.
도 6에 나타내는 기판 지지기(16)에 있어서, 제1 전극(821)은, 직류 전원(21p)에 전기적으로 접속되어 있다. 제1 전극(821)과 직류 전원(21p)의 사이에는, 필터(21f) 및 스위치(21s)가 접속되어 있어도 된다. 필터(21f)는, 로 패스 필터이다. 제2 전극(822)은, 직류 전원(22p)에 전기적으로 접속되어 있다. 제2 전극(822)과 직류 전원(22p)의 사이에는, 필터(22f) 및 스위치(22s)가 접속되어 있어도 된다. 필터(22f)는, 로 패스 필터이다.
제1 전극(821)의 전위와 제2 전극(822)의 전위가 서로 다르도록, 직류 전원(21p)으로부터 제1 전극(821)으로 직류 전압이 인가되고, 직류 전원(22p)으로부터 제2 전극(822)으로 직류 전압이 인가된다. 그 결과, 제2 영역(202)과 에지링(ER)의 사이에서 정전 인력이 발생한다. 발생한 정전 인력에 의하여, 에지링(ER)은, 제2 영역(202)으로 끌어당겨져, 제2 영역(202)에 의하여 유지된다. 또한, 제1 전극(821)의 전위와 제2 전극(822)의 전위는, 하나의 직류 전원에 의하여 설정되어도 된다. 또, 제2 영역(202)은, 단극(單極)의 정전 척으로서 운용되어도 된다. 즉, 제1 전극(821)과 제2 전극(822)에는, 하나 이상의 직류 전원으로부터 동일한 전압이 인가되어도 된다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조한다. 도 7은, 또 다른 실시형태에 관한 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전기적 패스를 나타내는 도이다. 도 8은, 제1 전극 및 제2 전극의 레이아웃의 또 다른 일례를 나타내는 평면도이다. 도 7 및 도 8에 나타내는 제1 전극(821) 및 제2 전극(822)을 포함하는 전기적 패스(82)는, 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서 채용될 수 있다. 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 제1 전극(821) 및 제2 전극(822)은, 절연 영역(27) 내에 마련되어 있다. 에지링(ER)은, 부분적으로, 절연 영역(27) 상에, 또한 제1 전극(821) 및 제2 전극(822)의 상방에 배치된다. 도 7 및 도 8에 나타내는 제1 전극(821) 및 제2 전극(822)은, 도 3에 나타내는 제1 전극(821) 및 제2 전극(822)과 동일하게 축선(AX)에 대하여 대칭인 위치에 배치되어 있어도 된다. 혹은, 제1 전극(821) 및 제2 전극(822)은, 절연 영역(27) 내에 마련되어 있으며, 또한 도 4, 도 5, 및 도 6에 나타내는 제1 전극(821) 및 제2 전극(822)과 동일하게, 대략 환 형상을 갖고, 축선(AX)의 둘레에서 둘레 방향으로 뻗어 있어도 된다.
이하, 도 9 및 도 10을 참조한다. 도 9는, 또 다른 예시적 실시형태에 관한 기판 지지기, 전기적 패스, 및 측정기를 나타내는 도이다. 도 10은, 제1 접점 및 제2 접점의 레이아웃의 일례를 나타내는 평면도이다. 도 9 및 도 10에 나타내는 기판 지지기(16), 전기적 패스(82), 및 측정기(80)는, 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서 채용될 수 있다. 이 경우에 있어서, 플라즈마 처리 장치(1)는, 도 9에 나타내는 측정기(80)에 의하여 구해지는 에지링(ER)의 전기적 특성값을 마찬가지로 이용한다. 이하, 도 9 및 도 10에 나타내는 기판 지지기(16), 전기적 패스(82), 및 측정기(80)를 구비하는 플라즈마 처리 장치(1)와 상술한 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치(1)의 차이점에 대하여 설명한다.
도 9에 나타내는 측정기(80)는, 에지링(ER)에 접속된 전기적 패스(82)를 통하여, 에지링(ER)에 직류 전압을 인가함으로써 에지링(ER)의 전기적 특성값을 측정하도록 구성되어 있다.
도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 전기적 패스(82)는, 제1 접점(82a) 및 제2 접점(82b)을 포함하고 있다. 제1 접점(82a) 및 제2 접점(82b)의 각각은, 에지링(ER)에 접촉한다. 일 실시형태에 있어서는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제1 접점(82a) 및 제2 접점(82b)은, 에지링(ER)의 중심축선에 대하여 대칭인 위치에서 에지링(ER)에 접촉해도 된다. 즉, 제1 접점(82a) 및 제2 접점(82b)은, 축선(AX)에 대하여 대칭인 위치에 마련된다. 제1 접점(82a) 및 제2 접점(82b)은, 절연 영역(27) 또는 제2 영역(202) 상에 마련될 수 있다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 측정기(80)는, 전원(80p), 전압 센서(80v), 및 전류 센서(80i)를 갖고 있어도 된다. 전원(80p)은, 직류 전원일 수 있다. 즉, 전원(80p)은, 직류 전압을, 전기적 패스(82)를 통하여 에지링(ER)에 인가하도록 구성되어 있다. 전류 센서(80i)는, 전기적 패스(82) 상에 마련되어 있으며, 전원(80p)과 직렬 접속되어 있다. 전류 센서(80i)는, 전기적 패스(82)를 통하여 전원(80p)으로부터 인가되는 전압에 따라 에지링(ER)에 흐르는 전류의 전륫값을 측정하도록 구성되어 있다. 전압 센서(80v)는, 전원(80p)으로부터 인가되는 전압에 따라 에지링(ER)에 발생하는 전위차를 측정하도록 구성되어 있다. 이 전위차는, 제1 접점(82a)과 제2 접점(82b)의 사이의 전위차이다.
도 9에 나타내는 측정기(80)는, 연산기(80c)를 더 갖고 있어도 된다. 연산기(80c)는, 예를 들면 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다. 도 9에 나타내는 측정기(80)에 있어서, 연산기(80c)는, 에지링(ER)의 전기적 특성값으로서, 에지링(ER)의 저항값을 구하도록 구성되어 있다. 구체적으로, 연산기(80c)는, 전압 센서(80v)에 의하여 측정되는 전압 V(전위차)와 전류 센서(80i)에 의하여 측정되는 전류 I로부터, V/I에 의하여, 에지링(ER)의 저항값을 구할 수 있다. 또한, 연산기(80c)에 있어서의 에지링(ER)의 저항값의 연산은, 제어부(MC)에 의하여 실행되어도 된다. 이 경우에, 제어부(MC)는, 측정기(80)의 일부를 구성한다. 이 경우에는, 측정기(80)는, 연산기(80c)를 갖고 있지 않아도 된다. 또, 전압 센서(80v)는, 제1 접점(82a)의 근방에 마련된 다른 접점 및 제2 접점(82b)의 근방에 마련된 다른 접점과의 사이의 전위차를 측정해도 된다. 즉, 측정기(80)는, 4단자법에 의하여 에지링(ER)의 저항값을 구해도 된다. 4단자법에 의하면, 에지링(ER)의 저항값의 측정에 있어서, 전기적 패스(82)의 저항 및 전압 센서(80v)와 에지링(ER)을 서로 접속하는 배선의 저항의 영향을 억제하는 것이 가능해진다.
이하, 도 11 및 도 12를 참조한다. 도 11은, 또 다른 예시적 실시형태에 관한 측정기를 나타내는 도이다. 도 12는, 또 다른 예시적 실시형태에 관한 측정기의 2개의 전압 센서의 각각으로부터 뻗는 전기적 패스의 에지링과의 접점의 레이아웃을 나타내는 도이다. 도 11 및 도 12에 나타내는 측정기 및 전기적 패스의 구성은, 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서 채용될 수 있다. 이하, 도 11에 나타내는 측정기 및 전기적 패스를 구비하는 플라즈마 처리 장치(1)와 도 9에 나타내는 측정기 및 전기적 패스를 구비하는 플라즈마 처리 장치(1)의 차이점에 대하여 설명한다.
도 11에 나타내는 측정기(80)는, 전압 센서(80v) 대신에, 제1 전압 센서(80v1) 및 제2 전압 센서(80v2)를 갖고 있다. 측정기(80)는, 제1 전압 센서(80v1) 및 제2 전압 센서(80v2)를 이용하여, 4단자법에 의하여 에지링(ER)의 저항값을 측정할 수 있다.
제1 전압 센서(80v1)는, 제1 접점(82a), 제2 접점(82b), 및 에지링(ER)의 중심축선(또는 축선(AX))을 포함하는 면에 대하여 일방 측에서 뻗어 있는 에지링의 제1 부분에 있어서의 제1 전위차를 측정하도록 구성되어 있다. 제2 전압 센서(80v2)는, 해당 면에 대하여 타방 측에서 뻗어 있는 에지링(ER)의 제2 부분에 있어서의 제2 전위차를 측정하도록 구성되어 있다.
제1 부분의 전위차는, 접점(82c)과 접점(82d)의 사이의 전위차이다. 접점(82c) 및 접점(82d)은, 제1 전압 센서(80v1)로부터 에지링(ER)까지 뻗는 전기적 패스에 포함된다. 접점(82c) 및 접점(82d)은, 에지링(ER)에 접촉한다. 접점(82c) 및 접점(82d)은, 절연 영역(27) 또는 제2 영역(202) 상에 마련될 수 있다.
제2 부분의 전위차는, 접점(82e)과 접점(82f)의 사이의 전위차이다. 접점(82e) 및 접점(82f)은, 제2 전압 센서(80v2)로부터 에지링(ER)까지 뻗는 전기적 패스에 포함된다. 접점(82e) 및 접점(82f)은, 에지링(ER)에 접촉한다. 접점(82e) 및 접점(82f)은, 절연 영역(27) 또는 제2 영역(202) 상에 마련될 수 있다. 접점(82c)과 접점(82f)은, 에지링(ER)의 중심축선 또는 축선(AX)에 대하여 대칭인 위치에 마련되어 있어도 된다. 또, 접점(82d)과 접점(82e)은, 에지링(ER)의 중심축선 또는 축선(AX)에 대하여 대칭인 위치에 마련되어 있어도 된다.
접점(82c) 및 접점(82d)은, 에지링(ER)의 중심축선 또는 축선(AX)을 포함하고, 또한 제1 접점(82a)과 제2 접점(82b)을 연결하는 직선에 대하여 직교하는 면에 대하여 대칭인 위치에 마련되어도 된다. 또, 접점(82e) 및 접점(82f)은, 에지링(ER)의 중심축선 또는 축선(AX)을 포함하고, 또한 제1 접점(82a)과 제2 접점(82b)을 연결하는 직선에 대하여 직교하는 면에 대하여 대칭인 위치에 마련되어도 된다.
측정기(80)의 연산기(80c) 또는 제어부(MC)는, 제1 전위차와 제2 전위차의 평균값 및 전류 센서(80i)에 의하여 측정되는 전륫값으로부터, 에지링(ER)의 저항값을 구하도록 구성되어 있다. 다만, 측정기(80)의 연산기(80c) 또는 제어부(MC)는, 제1 전위차, 접점(82c)과 접점(82d)의 사이의 거리(둘레 방향에 있어서의 거리), 및 전류 센서(80i)에 의하여 측정되는 전륫값으로부터, 에지링(ER)의 제1 비(比)저항을 구해도 된다. 또, 측정기(80)의 연산기(80c) 또는 제어부(MC)는, 제2 전위차, 접점(82e)과 접점(82f)의 사이의 거리(둘레 방향에 있어서의 거리), 및 전류 센서(80i)에 의하여 측정되는 전륫값으로부터, 에지링(ER)의 제2 비저항을 구해도 된다. 또, 측정기(80)의 연산기(80c) 또는 제어부(MC)는, 제1 비저항과 제2 비저항의 평균값을, 에지링(ER)의 전기적 특성값으로서 구해도 된다. 이 경우에 있어서, 접점(82c)과 접점(82f)은, 에지링(ER)의 중심축선 또는 축선(AX)에 대하여 비대칭인 위치에 마련되어 있어도 된다. 또, 접점(82d)과 접점(82e)은, 에지링(ER)의 중심축선 또는 축선(AX)에 대하여 비대칭인 위치에 마련되어 있어도 된다.
이하, 도 13 및 도 14를 참조한다. 도 13은, 또 다른 예시적 실시형태에 관한 전기적 패스를 나타내는 도이다. 도 14는, 또 다른 예시적 실시형태에 관한 전기적 패스를 나타내는 평면도이다. 도 13 및 도 14에 나타내는 전기적 패스의 구성은, 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서 채용될 수 있다. 이하, 도 13 및 14에 나타내는 전기적 패스를 구비하는 플라즈마 처리 장치(1)와 도 9에 나타내는 전기적 패스를 구비하는 플라즈마 처리 장치(1)의 차이점에 대하여 설명한다.
도 13 및 도 14에 나타내는 전기적 패스(82)는, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)를 포함하고 있다. 제1 스위치(SW1)는, 제1 단자, 제2 단자, 및 제3 단자를 포함하고 있다. 제1 스위치(SW1)는, 제1 단자를, 제2 단자 또는 제3 단자에 선택적으로 접속한다. 제1 스위치(SW1)는, 제어부(MC)에 의하여 제어될 수 있다. 제1 스위치(SW1)의 제1 단자는, 제1 접점(82a)에 접속되어 있다. 제1 스위치(SW1)의 제2 단자는, 전원(80p)에 접속되어 있다. 제1 스위치(SW1)의 제3 단자는, 도선(76)에 접속되어 있다.
제2 스위치(SW2)는, 제1 단자, 제2 단자, 및 제3 단자를 포함하고 있다. 제2 스위치(SW2)는, 제1 단자를, 제2 단자 또는 제3 단자에 선택적으로 접속한다. 제2 스위치(SW2)는, 제어부(MC)에 의하여 제어될 수 있다. 제2 스위치(SW2)의 제1 단자는, 제2 접점(82b)에 접속되어 있다. 제2 스위치(SW2)의 제2 단자는, 전원(80p)에 접속되어 있다. 제2 스위치(SW2)의 제3 단자는, 도선(76)에 접속되어 있다.
도 14에 나타내는 바와 같이, 도선(76)의 일부는, 환상 배선이어도 된다. 즉, 도선(76)은, 환 형상을 갖고, 축선(AX)의 둘레에서 둘레 방향으로 뻗어 있는 환상 배선을 포함하고 있어도 된다. 도선(76)은, 하나 이상의 스위치(SW3) 및 하나 이상의 접점(76c)을 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 접점(76c)의 각각은, 에지링(ER)에 대한 도선(76)의 접점이다. 하나 이상의 스위치(SW3)의 각각은, 환상 배선과 대응 접점(76c)의 사이에서 접속되어 있다. 하나 이상의 스위치(SW3)의 각각이 도통 상태로 설정되면, 환상 배선과 대응 접점(76c)이 접속된다. 하나 이상의 스위치(SW3)의 각각이 비도통 상태로 설정되면, 환상 배선과 대응 접점(76c)의 사이의 접속이 절단된다. 하나 이상의 스위치(SW3)는, 제어부(MC)에 의하여 제어될 수 있다.
제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 및 하나 이상의 스위치(SW3)는, 축선(AX)의 둘레에서 둘레 방향을 따라 등간격으로 배열될 수 있다. 또, 제1 접점(82a), 제2 접점(82b), 및 하나 이상의 접점(76c)은, 축선(AX)의 둘레에서 둘레 방향을 따라 등간격으로 배열될 수 있다. 또, 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 및 하나 이상의 스위치(SW3)의 각각으로부터 뻗는 배선과 환상 배선의 사이의 접속점은, 축선(AX)의 둘레로 둘레 방향을 따라 등간격으로 배열될 수 있다.
도 13 및 도 14에 나타내는 구성에 의하면, 조정기(74)는, 측정기(80)를 에지링(ER)에 접속할 수 있는 전기적 패스(82)의 제1 접점(82a) 및 제2 접점(82b)을 통하여, 에지링(ER)에 전압을 인가하는 것이 가능해진다.
이하, 도 15를 참조한다. 도 15는, 또 다른 예시적 실시형태에 관한 조정기 및 에지링을 나타내는 도이다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 상술한 실시형태의 조정기(74) 대신에, 도 15에 나타내는 조정기(74)를 구비하고 있어도 된다. 도 15에 나타내는 조정기(74)는, 도 15에 나타내는 에지링(ER)과 함께 채용될 수 있다.
도 15에 나타내는 에지링(ER)은, 제1 환상부(ER1) 및 제2 환상부(ER2)를 갖고 있다. 제1 환상부(ER1) 및 제2 환상부(ER2)는, 서로로부터 분리되어 있다. 제1 환상부(ER1)는, 환상 또한 판상을 이루고 있으며, 축선(AX)의 둘레에서 뻗어 있도록 제2 영역(202) 상에 탑재된다. 기판(W)은, 그 에지가 제1 환상부(ER1) 상에 또는 상방에 위치하도록 제1 영역(201) 상에 재치된다. 제2 환상부(ER2)는, 환상 또한 판상을 이루고 있으며, 축선(AX)의 둘레에서 뻗어 있도록 제2 영역(202) 상에 탑재된다. 제2 환상부(ER2)는, 직경 방향에 있어서 제1 환상부(ER1)의 외측에 위치하고 있다. 제2 환상부(ER2)의 내측 단면(端面)은, 기판(W)의 에지의 단면에 대면할 수 있다.
도 15에 나타내는 조정기(74)는, 에지링(ER)의 상면의 연직 방향에 있어서의 위치를 조정하기 위하여 에지링(ER)을 상방으로 이동시키도록 구성된 이동 장치이다. 구체적으로는, 조정기(74)는, 제2 환상부(ER2)의 상면의 연직 방향에 있어서의 위치를 조정하기 위하여 제2 환상부(ER2)를 상방으로 이동시키도록 구성되어 있다. 일례에 있어서, 조정기(74)는, 구동 장치(74a) 및 샤프트(74b)를 포함한다. 샤프트(74b)는, 제2 환상부(ER2)를 지지하고 있으며, 제2 환상부(ER2)로부터 하방으로 뻗어 있다. 구동 장치(74a)는, 샤프트(74b)를 통하여 제2 환상부(ER2)를 연직 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 발생시키도록 구성되어 있다.
제어부(MC)는, 도 15에 나타내는 조정기(74)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(MC)는, 기판 지지기(16) 상에 재치되는 기판(W)의 에지에 있어서 형성되는 개구의 경사를 억제하기 위하여, 조정기(74)를 제어한다. 제어부(MC)는, 에지링(ER)의 전기적 특성값, 에지링(ER)의 두께, 또는 에지링(ER)의 두께의 감소량에 따라, 조정기(74)를 제어한다. 예를 들면, 제어부(MC)는, 함수 또는 테이블을 이용하여, 에지링(ER)의 전기적 특성값, 에지링(ER)의 두께, 또는 에지링(ER)의 두께의 감소량에 따른 에지링(ER)(제2 환상부(ER2))의 상면의 높이 방향의 위치를 결정한다. 해당 함수 또는 테이블은, 에지링(ER)의 전기적 특성값, 에지링(ER)의 두께, 또는 에지링(ER)의 두께의 감소량에 대응하는 에지링(ER)(제2 환상부(ER2))의 상면의 높이 방향의 위치를 결정하기 위하여 미리 준비되어 있다. 제어부(MC)는, 결정한 높이 방향의 위치에, 에지링(ER)(제2 환상부(ER2))의 상면의 높이 방향의 위치를 설정하도록, 조정기(74)(예를 들면, 그 구동 장치(74a))를 제어한다.
도 16은, 또 다른 예시적 실시형태에 관한 조정기 및 에지링을 나타내는 도이다. 도 16에 나타내는 에지링(ER)은, 도 15에 나타내는 에지링(ER) 대신에, 조정기(74)와 함께 채용될 수 있다. 도 16에 나타내는 에지링(ER)은, 제1 환상부(ER1) 및 제2 환상부(ER2)를 갖는다. 도 16에 나타내는 에지링(ER)에 있어서, 제1 환상부(ER1)는, 내주부 및 외주부를 갖고 있다. 내주부의 상면의 연직 방향에 있어서의 위치는, 외주부의 상면의 연직 방향에 있어서의 높이 방향의 위치보다 낮다. 기판(W)은, 그 에지가 제1 환상부(ER1)의 내주부 상에 또는 상방에 위치하도록 제1 영역(201) 상에 재치된다. 도 16에 나타내는 에지링(ER)에 있어서, 제2 환상부(ER2)는, 기판(W)의 에지를 둘러싸도록, 제1 환상부(ER1)의 내주부 상에 배치된다. 즉, 도 16에 나타내는 에지링(ER)에서는, 제2 환상부(ER2)는, 제1 환상부(ER1)의 외주부의 내측에 배치된다. 도 16에 나타내는 에지링(ER)이 이용되는 경우에는, 조정기(74)의 샤프트(74b)는, 제2 환상부(ER2)로부터, 제1 환상부(ER1)의 내주부를 관통하여 하방으로 뻗어 있다. 도 16에 나타내는 에지링(ER)이 이용되는 경우에는, 조정기(74)는, 에지링(ER)의 상면의 높이 방향의 위치로 하여, 제2 환상부(ER2)의 높이 방향의 위치를 설정한다.
상술한 다양한 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치에서는, 에지링(ER)이 기판 지지기(16) 상에 탑재되어 있을 때에, 에지링(ER)에 접속되거나 또는 용량 결합하는 전기적 패스(82)가 제공된다. 측정기(80)는, 전기적 패스(82)를 통하여 에지링에 전압을 인가함으로써, 에지링(ER)의 두께에 따라 변화하는 에지링(ER)의 전기적 특성값을 측정한다. 따라서, 에지링(ER)의 두께를 반영하는 값을 구하는 것이 가능해진다.
이하, 도 17을 참조한다. 도 17은, 일 예시적 실시형태에 관한 방법의 흐름도이다. 도 17에 나타내는 방법(MT)은, 상술한 다양한 실시형태 중 어느 하나의 플라즈마 처리 장치(1)를 이용하여 실행될 수 있다. 이 방법(MT)은, 공정 ST5 및 공정 ST6을 포함한다. 공정 ST5 및 공정 ST6은, 일 예시적 실시형태에 관한 측정 방법을 구성한다.
방법(MT)은, 공정 ST1에서 개시할 수 있다. 공정 ST1에서는, 에지링(ER)의 초기 두께가 측정된다. 에지링(ER)의 초기 두께는, 한정되는 것은 아니지만, 버니어 캘리퍼스 또는 마이크로 미터와 같은 측정기에 의하여 측정될 수 있다.
방법(MT)에서는, 공정 ST1의 다음으로, 공정 ST2가 실행될 수 있다. 공정 ST2에서는, 에지링(ER)이 기판 지지기(16) 상에 탑재된다. 에지링(ER)은, 반송 로봇에 의하여 챔버(10) 내로 반송되어 기판 지지기(16) 상에 탑재되어도 된다. 반송 로봇은, 제어부(MC)에 의하여 제어된다.
방법(MT)에서는, 공정 ST2의 다음으로, 공정 ST3이 실행될 수 있다. 공정 ST3에서는, 에지링(ER)의 초기의 전기적 특성값이 측정된다. 에지링(ER)의 초기의 전기적 특성값은, 기판 지지기(16) 상에 에지링(ER)이 탑재되어 있는 상태에서, 측정기(80)에 의하여 측정된다.
방법(MT)에서는, 이어서 공정 ST4가 실행된다. 공정 ST4는, 기판 지지기(16) 상에 에지링(ER)이 탑재되고, 에지링(ER)에 의하여 둘러싸인 영역 내에 또한 기판 지지기(16) 상에 기판(W)이 탑재된 상태로 실행된다. 공정 ST4에서는, 플라즈마 처리가 실행된다. 공정 ST4의 플라즈마 처리는, 플라즈마 에칭일 수 있다. 공정 ST4에서는, 챔버(10) 내에서 처리 가스로부터 플라즈마가 형성된다. 공정 ST4에서는, 생성된 플라즈마로부터의 화학종에 의하여, 기판(W)이 처리된다(예를 들면, 에칭된다). 공정 ST4에서는, 제어부(MC)는, 챔버(10) 내에 처리 가스를 공급하도록 가스 공급부를 제어한다. 공정 ST4에서는, 제어부(MC)는, 챔버(10) 내의 가스의 압력이 지정된 압력으로 설정되도록 배기 장치(50)를 제어한다. 공정 ST4에서는, 제어부(MC)는, 고주파 전력(HF) 및/또는 바이어스 전력(BP)을 공급하도록 고주파 전원(61) 및/또는 바이어스 전원(62)을 제어한다.
방법(MT)에서는, 이어서 공정 ST5가 실행된다. 공정 ST5는, 예를 들면 공정 ST4의 플라즈마 처리가 실행되고 있지 않을 때에, 즉 플라즈마 처리 장치(1)가 아이들링 상태에 있을 때에 실행된다. 공정 ST5에서는, 측정기(80)로부터 에지링(ER)으로 전기적 패스(82)를 통하여 전압이 인가된다. 상술한 바와 같이, 측정기(80)로부터 에지링(ER)으로 인가되는 전압은, 직류 전압, 교류 전압, 또는 고주파 전압이다. 공정 ST6은, 공정 ST5에 있어서 에지링(ER)에 전압이 인가되고 있을 때에 실행된다. 공정 ST6에서는, 에지링(ER)에 전압이 인가되고 있을 때의 에지링(ER)의 전기적 특성값이, 측정기(80)에 의하여 측정된다. 에지링(ER)의 전기적 특성값은, 기판 지지기(16) 상에 에지링(ER)이 탑재되어 있는 상태에서, 측정된다.
또한, 상술한 바와 같이, 에지링(ER)의 전기적 특성값의 온도 의존성이 높은 경우에는, 공정 ST5 및 공정 ST6은, 온도 제어 기구가 에지링(ER)의 온도를 기준 온도로 설정하도록 동작하고 있는 상태에서 취득되어도 된다. 혹은, 상술한 바와 같이, 에지링(ER)의 전기적 특성값의 온도 의존성이 높은 경우에는, 온도 센서(84)에 의하여 취득된 온도 측정값에 있어서의 에지링(ER)의 전기적 특성값이, 기준 온도에 있어서의 에지링(ER)의 전기적 특성값으로 변환되어도 된다. 여기에서의 변환에는, 상술한 바와 같이, 미리 준비된 함수 또는 테이블이 이용된다.
방법(MT)에서는, 이어서 공정 ST7이 실행되어도 된다. 공정 ST7에서는, 에지링(ER)의 두께 또는 에지링(ER)의 두께의 감소량이 취득된다. 상술한 바와 같이, 에지링(ER)의 두께는, 미리 준비된 함수 또는 테이블을 이용하여, 에지링(ER)의 전기적 특성값을 변환함으로써 구해진다. 또, 상술한 바와 같이, 에지링(ER)의 두께의 감소량은, 공정 ST1에 있어서 측정된 에지링(ER)의 초기 두께로부터 공정 ST7에 있어서 구한 에지링(ER)의 두께를 감산함으로써 구해진다.
계속되는 공정 ST8에서는, 에지링(ER)을 교환해야 할지 여부가 판정된다. 공정 ST8에서는, 공정 ST6에 있어서 측정한 에지링(ER)의 전기적 특성값, 공정 ST7에 있어서 취득한 에지링(ER)의 두께, 또는 공정 ST7에 있어서 취득한 에지링(ER)의 두께의 감소량이, 임곗값과 비교된다. 공정 ST8에 있어서의 비교의 결과, 에지링(ER)이 교환해야 할 정도로 소모되어 있다고 판정되는 경우에는, 에지링(ER)이 교환되며, 공정 ST1로부터의 처리가 반복된다. 한편, 공정 ST8에 있어서의 비교의 결과, 에지링(ER)을 교환할 필요는 없다고 판정되는 경우에는, 공정 ST9가 실행된다. 공정 ST8의 판정은, 제어부(MC)에 의하여 실행될 수 있다.
공정 ST9에서는, 조정기(74)에 의한 에지링(ER)의 상방에서의 시스의 상단 위치의 조정이 필요할지 여부가 판정된다. 공정 ST9에서는, 공정 ST6에 있어서 측정한 에지링(ER)의 전기적 특성값, 공정 ST7에 있어서 취득한 에지링(ER)의 두께, 또는 공정 ST7에 있어서 취득한 에지링(ER)의 두께의 감소량이, 다른 임곗값과 비교된다. 공정 ST9에 있어서의 비교의 결과, 기판 지지기(16) 상에 재치된 기판(W)의 에지에 있어서 허용 가능한 경사를 갖는 개구가 공정 ST4의 플라즈마 처리로 형성되는 것으로 판정되는 경우에는, 공정 ST4가 실행된다. 한편, 공정 ST9에 있어서의 비교의 결과, 기판 지지기(16) 상에 재치된 기판(W)의 에지에 있어서 허용될 수 없는 경사를 갖는 개구가 공정 ST4의 플라즈마 처리로 형성되는 것으로 판정되는 경우에는, 공정 ST10이 실행된다. 또한, 공정 ST9의 판정은, 제어부(MC)에 의하여 실행될 수 있다.
공정 ST10에서는, 보정값이 결정된다. 보정값은, 제어부(MC)에 의하여 구해질 수 있다. 보정값은, 계속되는 공정 ST11에 있어서 조정기(74)에 의하여 에지링(ER)에 설정되는 전위 또는 공정 ST11에 있어서 조정기(74)에 의하여 설정되는 에지링(ER)의 상면의 높이 방향의 위치이다. 보정값은, 상술한 바와 같이, 미리 준비된 함수 또는 테이블을 이용하여, 에지링(ER)의 전기적 특성값(예를 들면, 저항값 RER), 에지링(ER)의 두께, 또는 에지링(ER)의 두께의 감소량으로부터 결정된다.
계속되는 공정 ST11에서는, 공정 ST10에 있어서 결정된 보정값을 이용하여, 제어부(MC)에 의하여 조정기(74)가 제어된다. 예를 들면, 보정값인 전위를 에지링(ER)에 설정하도록, 조정기(74)가 제어된다. 혹은, 보정값인 높이 방향의 위치에, 에지링(ER)의 상면의 높이 방향의 위치를 설정하도록, 조정기(74)가 제어된다. 공정 S11 후, 재차 공정 ST4가 실행된다. 공정 ST4는, 공정 ST11에 있어서 조정기(74)가 제어된 상태에 있어서, 실행된다.
이상, 다양한 예시적 실시형태에 대하여 설명해 왔지만, 상술한 예시적 실시형태로 한정되지 않으며, 다양한 추가, 생략, 치환, 및 변경이 이루어져도 된다. 또, 다른 실시형태에 있어서의 요소를 조합하여 다른 실시형태를 형성하는 것이 가능하다.
다른 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치는, 유도 결합형 플라즈마 처리 장치여도 된다. 또 다른 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치는, 마이크로파와 같은 표면파를 이용하여 플라즈마를 생성하는 플라즈마 처리 장치여도 된다. 또, 제1 영역(201)과 제2 영역(202)은 각각, 별개의 독립적인 정전 척으로서 구성되어 있어도 된다.
또, 다른 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치는, 조정기(74) 대신에, 에지링(ER)의 상방의 플라즈마 밀도 및/또는 기판(W)의 상방의 플라즈마 밀도를 조정하는 기구를 구비하고 있어도 된다. 해당 기구는, 에지링(ER)의 전기적 특성값, 에지링(ER)의 두께, 또는 에지링(ER)의 두께의 감소량에 따라, 제어부(MC)에 의하여 제어될 수 있다.
이상의 설명으로부터, 본 개시의 다양한 실시형태는, 설명의 목적으로 본 명세서에서 설명되어 있으며, 본 개시의 범위 및 주지로부터 벗어나지 않고 다양한 변경을 할 수 있는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시한 다양한 실시형태는 한정하는 것을 의도하고 있지 않으며, 진정한 범위와 취지는, 첨부한 특허청구의 범위에 의하여 나타난다.

Claims (19)

  1. 챔버와,
    상기 챔버 내에 마련된 기판 지지기와,
    상기 기판 지지기 상에 탑재된 에지링에 접속되거나 또는 용량 결합되는 전기적 패스와,
    상기 에지링의 두께에 따라 변화하는 상기 에지링의 전기적 특성값으로서 상기 기판 지지기 상에 탑재된 상기 에지링에 상기 전기적 패스를 통하여 전압을 인가함으로써 상기 전기적 특성값을 측정하도록 구성된 측정기를 구비하는 플라즈마 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 에지링의 온도를 제어하도록 구성된 온도 제어 기구를 더 구비하고,
    상기 측정기는, 상기 온도 제어 기구가 상기 에지링의 온도를 기준 온도로 설정하도록 동작하고 있는 상태에 있어서의 상기 에지링의 상기 전기적 특성값을 취득하도록 구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 에지링의 온도 측정값을 취득하도록 구성된 온도 센서를 더 구비하고,
    상기 전기적 특성값은, 기준 온도에 있어서의 상기 에지링의 전기적 특성값이며,
    상기 측정기는, 상기 온도 센서에 의하여 취득된 온도 측정값에 있어서의 상기 에지링의 전기적 특성값을, 상기 기준 온도에 있어서의 상기 에지링의 상기 전기적 특성값으로 변환하도록 구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정기는, 상기 에지링에 용량 결합된 상기 전기적 패스를 통하여, 상기 에지링에 교류 전압 또는 고주파 전압을 인가함으로써 상기 전기적 특성값을 측정하도록 구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 전기적 특성값은, 상기 에지링의 임피던스의 실수부의 값인, 플라즈마 처리 장치.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 기판 지지기는, 그 위에 상기 에지링이 부분적으로 탑재되는 유전체부를 갖고,
    상기 전기적 패스는, 상기 유전체부 내에 마련된 제1 전극 및 제2 전극을 포함하며,
    상기 측정기는, 상기 에지링에 용량 결합된 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 통하여, 상기 교류 전압 또는 상기 고주파 전압을 인가하도록 구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 기판 지지기는, 하부 전극 및 상기 하부 전극 상에 마련된 정전 척을 더 갖고,
    상기 유전체부는, 상기 하부 전극 및 상기 정전 척의 각각과 상기 챔버의 측벽과의 사이에서, 상기 하부 전극 및 상기 정전 척을 둘러싸도록 뻗어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 기판 지지기는, 정전 척을 갖고,
    상기 유전체부는, 상기 정전 척의 일부를 구성하는, 플라즈마 처리 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, 상기 정전 척과 상기 에지링의 사이에서 정전 인력을 발생시키기 위하여 하나 이상의 직류 전원에 전기적으로 접속되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  10. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정기는, 상기 에지링에 접속된 상기 전기적 패스를 통하여, 상기 에지링에 직류 전압을 인가함으로써 상기 전기적 특성값을 측정하도록 구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 전기적 특성값은, 상기 에지링의 저항값인, 플라즈마 처리 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 전기적 패스는, 상기 에지링의 중심축선에 대하여 대칭인 위치에서 상기 에지링에 접촉하는 제1 접점 및 제2 접점을 포함하는, 플라즈마 처리 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 측정기는,
    상기 전기적 패스 상에 마련되고, 상기 에지링에 흐르는 전류의 전륫값을 측정하도록 구성된 전류 센서와,
    상기 제1 접점과 상기 제2 접점의 사이의 상기 에지링에 있어서의 전위차를 측정하도록 구성된 전압 센서를 가지며,
    상기 전위차 및 상기 전륫값으로부터 상기 저항값을 구하도록 구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 측정기는,
    상기 전기적 패스 상에 마련되고, 상기 에지링에 흐르는 전류의 전륫값을 측정하도록 구성된 전류 센서와,
    상기 제1 접점, 상기 제2 접점, 및 상기 중심축선을 포함하는 면에 대하여 일방 측에서 뻗어 있는 상기 에지링의 제1 부분에 있어서의 제1 전위차를 측정하도록 구성된 제1 전압 센서와,
    상기 면에 대하여 타방 측에서 뻗어 있는 상기 에지링의 제2 부분에 있어서의 제2 전위차를 측정하도록 구성된 제2 전압 센서를 가지며,
    상기 제1 전위차와 상기 제2 전위차의 평균값 및 상기 전륫값으로부터 상기 저항값을 구하도록 구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  15. 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정기는, 상기 전기적 특성값으로부터 상기 에지링의 두께 또는 상기 에지링의 두께의 감소량을 구하도록 구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  16. 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에지링의 상방에서의 시스의 상단 위치를 조정하도록 구성된 조정기와,
    상기 기판 지지기 상에 재치되는 기판의 에지에 있어서 형성되는 개구의 경사를 억제하기 위하여, 상기 전기적 특성값 또는 상기 전기적 특성값으로부터 구해지는 상기 에지링의 두께 혹은 상기 에지링의 두께의 감소량에 따라, 상기 조정기를 제어하도록 구성된 제어부를 더 구비하는, 플라즈마 처리 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 조정기는, 상기 전기적 특성값 또는 상기 전기적 특성값으로부터 구해지는 상기 에지링의 두께 혹은 상기 에지링의 두께의 감소량에 따라, 상기 에지링의 상면의 높이 방향의 위치 또는 상기 에지링의 전위를 조정하도록 상기 제어부에 의하여 제어되는, 플라즈마 처리 장치.
  18. 청구항 16 또는 청구항 17에 있어서,
    상기 조정기는, 상기 에지링의 전위를 설정하기 위하여 상기 에지링에 전기적으로 결합된 전원을 포함하고,
    상기 전기적 패스는, 상기 에지링을 상기 전원 또는 상기 측정기에 선택적으로 접속하도록 구성된 제1 스위치 및 제2 스위치를 포함하는, 플라즈마 처리 장치.
  19. 플라즈마 처리 장치의 챔버 내에서 기판 지지기 상에 탑재된 에지링에 전압을 인가하는 공정과,
    상기 에지링에 상기 전압을 인가함으로써, 상기 에지링의 두께에 따라 변화하는 상기 에지링의 전기적 특성값을 측정하는 공정을 포함하는 측정 방법.
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