KR20240013700A - 시즈닝 방법 및 플라즈마 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
링 어셈블리를 시즈닝하는 기술을 제공한다. 챔버 및 상기 챔버 내에 배치된 정전 척을 구비한 플라즈마 처리 장치에서 실행되는 시즈닝 방법으로, 상기 정전 척은 기판을 지지하는 중앙 영역 및 상기 중앙 영역을 둘러싸고, 링 어셈블리를 지지하는 고리형 영역을 가지며, 상기 시즈닝 방법은, 상기 정전 척의 상기 고리형 영역에 상기 링 어셈블리를 배치하는 공정과, 상기 정전 척의 상기 중앙 영역에 상기 기판을 배치하는 공정과, 상기 챔버 내에 플라즈마를 생성하는 공정과, 상기 정전 척과 상기 링 어셈블리 사이의 열저항을 산출하는 공정과, 산출된 상기 열저항에 기초하여 상기 플라즈마를 생성하는 공정 및 상기 산출하는 공정의 반복 여부를 판단하는 공정을 포함한다.
Description
본 개시의 예시적 실시형태는 시즈닝 방법 및 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
처리실 내의 수분량을 검출하는 기술로는, 특허문헌 1에 기재된 수분량 검출 방법이 있다.
본 개시는 링 어셈블리를 시즈닝하는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 예시적 실시형태에서는, 챔버, 상기 챔버 내에 배치된 정전 척 및 상기 정전 척 상의 적어도 일부에 배치된 링 어셈블리를 구비하는 플라즈마 처리 장치에서, 상기 링 어셈블리를 처리하는 처리 방법이 제공된다. 상기 처리 방법은, 상기 정전 척 상에 상기 링 어셈블리가 배치된 상태에서, 상기 챔버 내에 플라즈마를 생성하는 공정과, 상기 정전 척과 상기 링 어셈블리 사이의 열저항을 산출하는 공정과, 산출된 상기 열저항에 기초하여 상기 플라즈마를 생성하는 공정 및 상기 산출하는 공정의 반복 여부를 판단하는 공정을 포함한다.
본 개시의 일 예시적 실시형태에 따르면, 링 어셈블리를 시즈닝하는 기술을 제공할 수 있다.
도 1은 플라즈마 처리 시스템의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a는 용량 결합형 플라즈마 처리 장치의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2b는 용량 결합형 플라즈마 처리 장치의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 기판 지지부(11)의 상면의 일례를 나타낸 도면이다.
도 4는 기판 지지부(11)의 단면의 일례를 나타낸 도면이다.
도 5는 제어 기판(80)의 구성의 일례를 나타낸 블록도이다.
도 6는 기판 처리 시스템의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 예시적 실시형태에 따른 검출 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 에너지 흐름을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 링 어셈블리(112)의 온도 및 히터(200)에 공급되는 전력의 변화의 일례를 나타낸 도면이다.
도 10은 열저항과 공정 ST4에서 공정 ST6을 반복하는 횟수 사이의 관계의 일례를 나타낸 그래프이다.
도 2a는 용량 결합형 플라즈마 처리 장치의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2b는 용량 결합형 플라즈마 처리 장치의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 기판 지지부(11)의 상면의 일례를 나타낸 도면이다.
도 4는 기판 지지부(11)의 단면의 일례를 나타낸 도면이다.
도 5는 제어 기판(80)의 구성의 일례를 나타낸 블록도이다.
도 6는 기판 처리 시스템의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 예시적 실시형태에 따른 검출 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 에너지 흐름을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 링 어셈블리(112)의 온도 및 히터(200)에 공급되는 전력의 변화의 일례를 나타낸 도면이다.
도 10은 열저항과 공정 ST4에서 공정 ST6을 반복하는 횟수 사이의 관계의 일례를 나타낸 그래프이다.
이하에서 본 개시의 각 실시형태에 대해 설명한다.
일 예시적 실시형태에서는, 챔버 및 챔버 내에 배치된 정전 척을 구비한 플라즈마 처리 장치에서 실행되는 시즈닝 방법이 제공된다. 정전 척은 기판을 지지하는 중앙 영역 및 중앙 영역을 둘러싸고, 링 어셈블리를 지지하는 고리형 영역을 갖고, 시즈닝 방법은 정전 척의 고리형 영역에 링 어셈블리를 배치하는 공정과, 정전 척의 중앙 영역에 기판을 배치하는 공정과, 챔버 내에 플라즈마를 생성하는 공정과, 정전 척과 링 어셈블리 사이의 열저항을 산출하는 공정과, 산출된 열저항에 기초하여 플라즈마를 생성하는 공정 및 산출하는 공정의 반복 여부를 판단하는 공정을 포함한다.
일 예시적 실시형태에서 시즈닝 방법은, 반복 여부를 판단하는 공정의 판단 결과에 기초하여, 플라즈마를 생성하는 공정 및 산출하는 공정을 반복하는 공정을 추가로 포함하고, 판단하는 공정은, 산출하는 공정을 반복하여 산출된 복수의 열저항에 기초하여, 플라즈마를 생성하는 공정 및 산출하는 공정의 추가 반복 여부를 판단하는 공정을 포함한다.
일 예시적 실시형태에서 시즈닝 방법은, 정전 척 내에 배치된 적어도 하나의 히터의 온도가 설정 온도가 되도록, 적어도 하나의 히터에 공급되는 공급 전력을 제어하는 공정과, 챔버 내에 플라즈마가 생성된 상태에서 적어도 하나의 히터에 공급되는 공급 전력을 측정하는 공정을 추가로 포함하며, 열저항을 산출하는 공정에서 열저항은, 챔버 내에 플라즈마가 생성된 상태에서 측정된 공급 전력에 기초하여 산출된다.
일 예시적 실시형태에서 시즈닝 방법은, 챔버 내에 플라즈마가 생성되지 않은 상태에서 적어도 하나의 히터에 공급되는 공급 전력을 측정하는 공정을 추가로 포함하며, 열저항을 산출하는 공정에서 열저항은, 챔버 내에 플라즈마가 생성되지 않은 상태에서 측정된 공급 전력에 추가로 기초하여 산출된다.
일 예시적 실시형태에서는, 열저항을 산출하는 공정에서 열저항은, (a) 플라즈마로부터 링 어셈블리로 전달되는 열량과, (b) 링 어셈블리와 적어도 하나의 히터 사이의 열저항과, (c) 플라즈마가 생성된 상태에서 적어도 하나의 히터에 공급되는 공급 전력과의 관계를 나타내는 산출식에 기초하여 산출된다.
일 예시적 실시형태에서 챔버 내에 플라즈마가 생성된 상태는, 플라즈마와 링 어셈블리 사이에 발생한 열유속에 의해 링 어셈블리의 온도가 시간이 지남에 따라 변화하는 상태이다.
일 예시적 실시형태에서 시즈닝 방법은, 반송 장치에 의해 챔버 외부에서 챔버 내부로 링 어셈블리를 반입하는 공정과, 반송 장치에 의해 정전 척 상의 적어도 일부에 링 어셈블리를 배치하는 공정을 추가로 포함한다.
일 예시적 실시형태에서는, 챔버, 챔버 내에 배치된 정전 척, 및 제어부를 구비한 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 플라즈마 처리 장치에서 정전 척은, 기판을 지지하는 중앙 영역 및 중앙 영역을 둘러싸고, 링 어셈블리를 지지하는 고리형 영역을 갖고, 제어부는, 정전 척의 중앙 영역에 기판을 배치하는 제어와, 기판이 중앙 영역에 배치되고 또한 링 어셈블리가 고리형 영역에 배치된 상태에서, 챔버 내에 플라즈마를 생성하는 제어와, 정전 척과 링 어셈블리 사이의 열저항을 산출하는 제어와, 산출된 열저항에 기초하여 플라즈마를 생성하는 제어 및 산출하는 제어의 반복 여부를 판단하는 제어를 실행한다.
이하에서 도면을 참조하여 본 개시의 각 실시형태를 상세히 설명한다. 각 도면에서 동일하거나 유사한 요소에는 동일한 부호를 붙였으며, 중복되는 설명은 생략하였다. 달리 언급하지 않는 한, 도면에 표시한 위치 관계에 기초하여 상하 좌우와 같은 위치 관계를 설명한다. 도면의 치수 비율은 실제 비율을 나타내지 않으며, 또 실제 비율은 도면에 나타낸 비율로 한정되지 않는다.
도 1은 플라즈마 처리 시스템의 구성예를 설명하기 위한 도면이다. 일 실시형태에서 플라즈마 처리 시스템은, 플라즈마 처리 장치(1) 및 제어부(2)를 포함한다. 플라즈마 처리 시스템은 기판 처리 시스템의 일례이고, 플라즈마 처리 장치(1)는 기판 처리 장치의 일례이다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마 처리 챔버(10), 기판 지지부(11) 및 플라즈마 생성부(12)를 포함한다. 플라즈마 처리 챔버(10)는 플라즈마 처리 공간을 갖는다. 또한 플라즈마 처리 챔버(10)는, 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 공간에 공급하기 위한 적어도 하나의 가스 공급구와, 플라즈마 처리 공간으로부터 가스를 배출하기 위한 적어도 하나의 가스 배출구를 갖는다. 가스 공급구는 후술하는 가스 공급부(20)에 접속되며, 가스 배출구는 후술하는 배기 시스템(40)에 접속된다. 기판 지지부(11)는 플라즈마 처리 공간 내에 배치되며, 기판을 지지하기 위한 기판 지지면을 갖는다.
플라즈마 생성부(12)는, 플라즈마 처리 공간 내에 공급된 적어도 하나의 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하도록 구성된다. 플라즈마 처리 공간에서 형성되는 플라즈마는, 용량 결합 플라즈마(CCP; Capacitively Coupled Plasma), 유도 결합 플라즈마(ICP; Inductively Coupled Plasma), ECR 플라즈마(Electron-Cyclotron-Resonance plasma), 헬리콘파 여기 플라즈마(HWP; Helicon Wave Plasma), 또는 표면파 플라즈마(SWP; Surface Wave Plasma) 등일 수 있다. 또한 AC(Alternating Current) 플라즈마 생성부 및 DC(Direct Current) 플라즈마 생성부를 포함하는, 다양한 종류의 플라즈마 생성부가 사용될 수도 있다. 일 실시형태에서 AC 플라즈마 생성부에서 사용되는 AC 신호(AC 전력)는, 100kHz 내지 10GHz 범위 내의 주파수를 갖는다. 따라서, AC 신호는 RF(Radio Frequency) 신호 및 마이크로파 신호를 포함한다. 일 실시형태에서 RF 신호는, 100kHz 내지 150MHz 범위 내의 주파수를 갖는다.
제어부(2)는, 본 개시에서 설명하는 각종 공정을 플라즈마 처리 장치(1)에 실행시키는 컴퓨터로 실행 가능한 명령을 처리한다. 제어부(2)는 여기에서 설명하는 각종 공정을 실행하도록 플라즈마 처리 장치(1)의 각 요소를 제어하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에서 제어부(2)의 일부 또는 전부는 플라즈마 처리 장치(1)에 포함될 수도 있다. 제어부(2)는, 처리부(2a1), 기억부(2a2) 및 통신 인터페이스(2a3)를 포함할 수 있다. 제어부(2)는 예를 들면 컴퓨터(2a)에 의해 실현된다. 처리부(2a1)는, 기억부(2a2)로부터 프로그램을 판독하고, 판독된 프로그램을 실행함으로써 각종 제어 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 이 프로그램은, 미리 기억부(2a2)에 저장되어 있을 수도 있고, 필요할 때에 매체를 통하여 취득될 수도 있다. 취득된 프로그램은 기억부(2a2)에 저장되며, 처리부(2a1)에 의해 기억부(2a2)로부터 판독되어 실행된다. 매체는, 컴퓨터(2a)로 판독 가능한 각종 기억 매체일 수도 있고, 통신 인터페이스(2a3)에 접속된 통신 회선일 수도 있다. 처리부(2a1)는, CPU(Central Processing Unit)일 수 있다. 기억부(2a2)는, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(2a3)는, LAN(Local Area Network)과 같은 통신 회선을 통해 플라즈마 처리 장치(1)와 통신할 수 있다.
이하에 플라즈마 처리 장치(1)의 일례로서 용량 결합형 플라즈마 처리 장치의 구성예에 대해 설명한다. 도 2a 및 도 2b는 용량 결합형 플라즈마 처리 장치의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
용량 결합형 플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마 처리 챔버(10), 가스 공급부(20), 전원(30), 및 배기 시스템(40)을 포함한다. 또한 플라즈마 처리 장치(1)는, 기판 지지부(11) 및 가스 도입부를 포함한다. 가스 도입부는, 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 챔버(10) 내에 도입하도록 구성된다. 가스 도입부는, 샤워 헤드(13)를 포함한다. 기판 지지부(11)는, 플라즈마 처리 챔버(10) 내에 배치된다. 샤워 헤드(13)는, 기판 지지부(11)의 상방에 배치된다. 일 실시형태에서 샤워 헤드(13)는, 플라즈마 처리 챔버(10)의 천장(ceiling)의 적어도 일부를 구성한다. 플라즈마 처리 챔버(10)는, 샤워 헤드(13), 플라즈마 처리 챔버(10)의 측벽(10a) 및 바닥벽(10b), 기판 지지부(11)에 의해 규정된 플라즈마 처리 공간(10s)을 갖는다. 플라즈마 처리 챔버(10)는 접지된다. 샤워 헤드(13) 및 기판 지지부(11)는, 플라즈마 처리 챔버(10)의 하우징과 전기적으로 절연된다.
기판 지지부(11)는, 본체부(111) 및 링 어셈블리(112)를 포함한다. 본체부(111)는, 기판(W)을 지지하기 위한 중앙 영역(111a)과, 링 어셈블리(112)를 지지하기 위한 고리형 영역(111b)을 갖는다. 웨이퍼는 기판(W)의 일례이다. 본체부(111)의 고리형 영역(111b)은, 평면에서 봤을 때 본체부(111)의 중앙 영역(111a)을 둘러싸고 있다. 기판(W)은 본체부(111)의 중앙 영역(111a) 상에 배치되며, 링 어셈블리(112)는 본체부(111)의 중앙 영역(111a) 상의 기판(W)을 둘러싸도록 본체부(111)의 고리형 영역(111b) 상에 배치된다. 따라서, 중앙 영역(111a)은 기판(W)을 지지하기 위한 기판 지지면이라고도 불리며, 고리형 영역(111b)은 링 어셈블리(112)를 지지하기 위한 링 지지면이라고도 불린다.
일 실시형태에서 본체부(111)는, 베이스(1110) 및 정전 척(1111)을 포함한다. 베이스(1110)는 도전성 부재를 포함한다. 베이스(1110)의 도전성 부재는 하부 전극으로서 기능할 수 있다. 정전 척(1111)은 베이스(1110) 상에 배치된다. 정전 척(1111)은, 세라믹 부재(1111a)와 세라믹 부재(1111a) 내에 배치되는 정전 전극(1111b)을 포함한다. 세라믹 부재(1111a)는 중앙 영역(111a)을 갖는다. 일 실시형태에서 세라믹 부재(1111a)는 고리형 영역(111b)을 갖는다. 덧붙여, 고리형 정전 척이나 고리형 절연 부재처럼, 정전 척(1111)을 둘러싸는 다른 부재가 고리형 영역(111b)을 가질 수도 있다. 이 경우, 링 어셈블리(112)는 고리형 정전 척 또는 고리형 절연 부재 상에 배치될 수도 있고, 정전 척(1111) 상과 고리형 절연 부재 상에 모두 배치될 수도 있다. 또한 후술하는 RF 전원(31) 및/또는 DC 전원(32)에 결합되는 적어도 하나의 RF/DC 전극이 세라믹 부재(1111a) 내에 배치될 수도 있다. 이 경우, 적어도 하나의 RF/DC 전극이 하부 전극으로서 기능한다. 후술하는 바이어스 RF 신호 및/또는 DC 신호가 적어도 하나의 RF/DC 전극에 공급되는 경우, RF/DC 전극은 바이어스 전극이라고도 불린다. 아울러, 베이스(1110)의 도전성 부재와 적어도 하나의 RF/DC 전극이 복수의 하부 전극으로서 기능할 수도 있다. 또한 정전 전극(1111b)이 하부 전극으로서 기능할 수도 있다. 따라서, 기판 지지부(11)는 적어도 하나의 하부 전극을 포함한다.
링 어셈블리(112)는 하나 또는 복수의 고리형 부재를 포함한다. 일 실시형태에서 하나 또는 복수의 고리형 부재는, 하나 또는 복수의 엣지 링과 적어도 하나의 커버 링을 포함한다. 엣지 링은 도전성 재료 또는 절연 재료로 형성되며, 커버 링은 절연 재료로 형성된다.
또한 기판 지지부(11)는, 정전 척(1111), 링 어셈블리(112) 및 기판 중 적어도 하나를 타겟 온도로 조절하도록 구성되는 온도 조절 모듈을 포함할 수도 있다. 온도 조절 모듈은, 히터, 열 전달 매체, 유로(1110a), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 유로(1110a)에는 염수나 가스와 같은 열 전달 유체가 흐른다. 일 실시형태에서, 유로(1110a)는 베이스(1110) 내에 형성되며, 하나 또는 복수의 히터가 정전 척(1111)의 세라믹 부재(1111a) 내에 배치된다. 또한 기판 지지부(11)는, 기판(W)의 이면과 중앙 영역(111a) 사이 간극에 열 전달 가스를 공급하도록 구성된 열 전달 가스 공급부를 포함할 수 있다. 온도 조절 모듈에 대한 자세한 사항은 도 4에서 설명한다.
샤워 헤드(13)는, 가스 공급부(20)로부터 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 공간(10s) 내로 도입하도록 구성된다. 샤워 헤드(13)는, 적어도 하나의 가스 공급구(13a), 적어도 하나의 가스 확산실(13b), 및 복수의 가스 도입구(13c)를 갖는다. 가스 공급구(13a)에 공급된 처리 가스는, 가스 확산실(13b)을 통과하여 복수의 가스 도입구(13c)로부터 플라즈마 처리 공간(10s) 내로 도입된다. 또한 샤워 헤드(13)는 적어도 하나의 상부 전극을 포함한다. 덧붙여, 가스 도입부는 샤워 헤드(13)에 추가로, 측벽(10a)에 형성된 하나 또는 복수의 개구부에 장착되는 하나 또는 복수의 사이드 가스 주입부(SGI: Side Gas Injector)를 포함할 수도 있다.
가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 가스 소스(21) 및 적어도 하나의 유량 제어기(22)를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서 가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 처리 가스를, 각각에 대응되는 가스 소스(21)로부터 각각에 대응되는 유량 제어기(22)를 통해 샤워 헤드(13)에 공급하도록 구성된다. 각 유량 제어기(22)는, 예를 들면 질량 유량 제어기 또는 압력 제어식 유량 제어기를 포함할 수 있다. 나아가 가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 처리 가스의 유량을 변조 또는 펄스화하는 적어도 하나의 유량 변조 디바이스를 포함할 수도 있다.
전원(30)은, 적어도 하나의 임피던스 정합 회로를 통해 플라즈마 처리 챔버(10)에 결합되는 RF 전원(31)을 포함한다. RF 전원(31)은, 적어도 하나의 RF 신호(RF 전력)를 적어도 하나의 하부 전극 및/또는 적어도 하나의 상부 전극에 공급하도록 구성된다. 이에 따라, 플라즈마 처리 공간(10s)에 공급된 적어도 하나의 처리 가스로부터 플라즈마가 형성된다. 따라서 RF 전원(31)은, 플라즈마 생성부(12)의 적어도 일부로서 기능할 수 있다. 또한 바이어스 RF 신호를 적어도 하나의 하부 전극에 공급함으로써, 기판(W)에 바이어스 전위가 발생하여, 형성된 플라즈마 중의 이온 성분을 기판(W)으로 인입할 수 있다.
일 실시형태에서 RF 전원(31)은, 제1 RF 생성부(31a) 및 제2 RF 생성부(31b)를 포함한다. 제1 RF 생성부(31a)는, 적어도 하나의 임피던스 정합 회로를 통해 적어도 하나의 하부 전극 및/또는 적어도 하나의 상부 전극에 결합되어, 플라즈마 생성용 소스 RF 신호(소스 RF 전력)를 생성하도록 구성된다. 일 실시형태에서 소스 RF 신호는, 10 MHz 내지 150 MHz 범위의 주파수를 갖는다. 일 실시형태에서 제1 RF 생성부(31a)는, 상이한 주파수를 갖는 복수의 소스 RF 신호를 생성하도록 구성될 수도 있다. 생성된 하나 또는 복수의 소스 RF 신호는 적어도 하나의 하부 전극 및/또는 적어도 하나의 상부 전극에 공급된다.
제2 RF 생성부(31b)는, 적어도 하나의 임피던스 정합 회로를 통해 적어도 하나의 하부 전극에 결합되어, 바이어스 RF 신호(바이어스 RF 전력)를 생성하도록 구성된다. 바이어스 RF 신호의 주파수는, 소스 RF 신호의 주파수와 동일하거나 상이할 수 있다. 일 실시형태에서 바이어스 RF 신호는, 소스 RF 신호의 주파수보다 낮은 주파수를 갖는다. 일 실시형태에서 바이어스 RF 신호는, 100kHz 내지 60MHz 범위의 주파수를 갖는다. 일 실시형태에서 제2 RF 생성부(31b)는, 상이한 주파수를 갖는 복수의 바이어스 RF 신호를 생성하도록 구성될 수도 있다. 생성된 하나 또는 복수의 바이어스 RF 신호는, 적어도 하나의 하부 전극에 공급된다. 또한 다양한 실시형태에서, 소스 RF 신호 및 바이어스 RF 신호 중 적어도 하나가 펄스화될 수도 있다.
또한 전원(30)은, 플라즈마 처리 챔버(10)에 결합되는 DC 전원(32)을 포함할 수 있다. DC 전원(32)은 제1 DC 생성부(32a) 및 제2 DC 생성부(32b)를 포함한다. 일 실시형태에서 제1 DC 생성부(32a)는, 적어도 하나의 하부 전극에 접속되어 제1 DC 신호를 생성하도록 구성된다. 생성된 제1 DC 신호는, 적어도 하나의 하부 전극에 인가된다. 일 실시형태에서 제2 DC 생성부(32b)는, 적어도 하나의 상부 전극에 접속되어 제2 DC 신호를 생성하도록 구성된다. 생성된 제2 DC 신호는, 적어도 하나의 상부 전극에 인가된다.
다양한 실시형태에서, 제1 및 제2 DC 신호가 펄스화될 수 있다. 이 경우, 전압 펄스의 시퀀스가 적어도 하나의 하부 전극 및/또는 적어도 하나의 상부 전극에 인가된다. 전압 펄스는, 직사각형, 사다리꼴, 삼각형 또는 이들의 조합의 펄스 파형을 가질 수 있다. 일 실시형태에서, DC 신호로부터 전압 펄스의 시퀀스를 생성하기 위한 파형 생성부가 제1 DC 생성부(32a)와 적어도 하나의 하부 전극 사이에 접속된다. 따라서, 제1 DC 생성부(32a) 및 파형 생성부는, 전압 펄스 생성부를 구성한다. 제2 DC 생성부(32b) 및 파형 생성부가 전압 펄스 생성부를 구성하는 경우, 전압 펄스 생성부는 적어도 하나의 상부 전극에 접속된다. 전압 펄스는 양의 극성을 가질 수도 있고 음의 극성을 가질 수도 있다. 또한 전압 펄스의 시퀀스는, 하나의 주기 내에 하나 또는 복수의 양극성 전압 펄스와 하나 또는 복수의 음극성 전압 펄스를 포함할 수 있다. 덧붙여, 제1 DC 생성부(32a) 및 제2 DC 생성부(32b)는 RF 전원(31)에 추가로 설치될 수도 있고, 제1 DC 생성부(32a)가 제2 RF 생성부(31b) 대신 설치될 수도 있다.
배기 시스템(40)은, 예를 들면 플라즈마 처리 챔버(10)의 바닥부에 설치된 가스 배출구(10e)에 접속될 수 있다. 배기 시스템(40)은, 압력 조정 밸브 및 진공 펌프를 포함할 수 있다. 압력 조정 밸브에 의해 플라즈마 처리 공간(10s) 내의 압력이 조정된다. 진공 펌프는 터보 분자 펌프, 드라이 펌프 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 하나 이상의 전자석(45)을 포함하는 전자석 어셈블리(3)를 구비한다. 전자석 어셈블리(3)는 챔버(10) 내에 자기장을 생성하도록 구성된다. 일 실시형태에서 플라즈마 처리 장치(1)는, 복수의 전자석(45)을 포함하는 전자석 어셈블리(3)를 구비한다. 도 2a 및/또는 도 2b에 나타낸 실시형태에서는, 복수의 전자석(45)이 전자석(46~49)을 포함한다. 복수의 전자석(45)은 챔버(10) 상에 또는 상방에 설치된다. 즉, 전자석 어셈블리(3)는 챔버(10) 상에 또는 상방에 배치된다. 도 2a 및/또는 도 2b에 나타낸 예에서, 복수의 전자석(45)은 샤워 헤드(13) 상에 설치된다.
하나 이상의 전자석(45) 각각은, 코일을 포함한다. 도 2a 및/또는 도 2b에 나타낸 예에서, 전자석(46~49)은 코일(61~64)을 포함한다. 코일(61~64)은 중심 축선 Z의 주위로 감긴다. 중심 축선 Z는 기판(W) 또는 기판 지지부(11)의 중심을 통과하는 축선일 수 있다. 즉, 전자석 어셈블리(3)에서 코일(61~64)은 고리형 코일일 수 있다. 코일(61~64)은 동일한 높이 위치에서 중심 축선 Z를 중심으로 같은 축에 설치된다.
전자석 어셈블리(3)는 보빈(50)(또는 요크)을 추가로 포함한다. 코일(61~64)은 보빈(50)(또는 요크)에 감긴다. 보빈(50)은 예를 들면 자성 재료로 형성된다. 보빈(50)은 기둥부(51), 복수의 원통부(52~55), 및 베이스부(56)를 갖는다. 베이스부(56)는 대략 원반 형상을 가지며, 그 중심 축선은 중심 축선 Z와 일치한다. 기둥부(51) 및 복수의 원통부(52~55)는, 베이스부(56)의 하면으로부터 하방으로 연장된다. 기둥부(51)는 대략 원기둥 형상을 가지며, 그 중심 축선은 중심 축선 Z와 대략 일치한다. 기둥부(51)의 반경은 예를 들면 30mm이다. 원통부(52~55)는, 중심 축선 Z에 대해 방사 방향으로 기둥부(51)의 외측으로 연장된다.
코일(61)은 기둥부(51)의 외주면을 따라 감기며, 기둥부(51)와 원통부(52) 사이의 홈 안에 수용된다. 코일(62)은 원통부(52)의 외주면을 따라 감기며, 원통부(52)와 원통부(53) 사이의 홈 안에 수용된다. 코일(63)은 원통부(53)의 외주면을 따라 감기며, 원통부(53)와 원통부(54) 사이의 홈 안에 수용된다. 코일(64)은 원통부(54)의 외주면을 따라 감기며, 원통부(54)와 원통부(55) 사이의 홈 안에 수용된다.
하나 이상의 전자석(45)에 포함되는 각 코일에는 전류원(65)이 접속된다. 하나 이상의 전자석(45)에 포함되는 각 코일에 대한 전류원(65)으로부터의 전류 공급 및 공급 정지, 전류의 방향 및 전류값은, 제어부(2)에 의해 제어된다. 덧붙여 플라즈마 처리 장치(1)가 복수의 전자석(45)을 구비하는 경우에는, 복수의 전자석(45)의 각 코일에는, 단일 전류원이 접속될 수도 있고, 서로 다른 전류원이 개별적으로 접속될 수도 있다.
하나 이상의 전자석(45)은, 중심 축선 Z에 대해 축 대칭 자기장을 챔버(10) 내에 형성한다. 하나 이상의 전자석(45) 각각에 공급되는 전류를 제어함으로써, 중심 축선 Z에 대해 방사 방향으로 자기장의 강도 분포(또는 자속 밀도)를 조정하는 것이 가능하다. 이로써 플라즈마 처리 장치(1)는, 챔버(10) 내에서 생성되는 플라즈마의 밀도의 방사 방향 분포를 조정할 수 있다.
도 3은 기판 지지부(11)의 상면의 일례를 나타낸 도면이다. 도 3에 나타낸 것처럼 기판 지지부(11)는, 기판(W)을 지지하기 위한 중앙 영역(111a)과, 링 어셈블리(112)를 지지하기 위한 고리형 영역(111b)을 포함한다. 중앙 영역(111a)은 도 3에 파선으로 나타낸 것처럼 복수의 구역(111c)을 포함한다. 본 실시형태에서 온도 조절 모듈은, 기판(W) 또는 기판 지지부(11)의 온도를 구역(111c) 단위로 제어할 수 있다. 구역(111c)의 수, 각 구역(111c)의 면적 및 형상은, 기판(W)의 온도 제어에 필요한 조건에 따라 적절히 설정될 수 있다.
도 4는 기판 지지부(11)의 단면의 일례를 나타낸 도면이다. 도 4는 도 3의 AA'에서의 기판 지지부(11)의 단면의 일부를 나타낸다. 도 4와 같이 기판 지지부(11)는, 정전 척(1111), 베이스(1110) 및 제어 기판(80)을 갖는다. 정전 척(1111)은, 그 내부에 복수의 히터(200) 및 복수의 저항체(201)를 갖는다. 본 실시형태에서는, 도 3의 각 구역(111c)에서 정전 척(1111)의 내부에 하나의 히터(200) 및 저항체(201)가 배치된다. 각 구역(111c)에서 저항체(201)는 히터(200)의 근방에 배치된다. 일례에서 저항체(201)는, 히터(200)와 베이스(1110) 사이이면서, 베이스(1110)보다 히터(200)에 더 가까운 위치에 배치될 수 있다. 저항체(201)는 그 저항값이 온도에 따라 변화하도록 구성된다. 일례에서 저항체(201)는 서미스터일 수 있다.
정전 척(1111)의 고리형 영역(111b)에는, 링 어셈블리(112)가 배치된다. 또한 정전 척(1111)의 내부에서 복수의 히터(200) 및 복수의 저항체(201)는, 중앙 영역(111a)으로부터 고리형 영역(111b)에 걸쳐 배치된다. 또한 정전 척(1111)은 하나 또는 복수의 정전 전극(1111c)을 가질 수 있다. 일례로, 정전 전극(1111c)은 두 개의 정전 전극(1111c)을 갖는다. 도 4와 같이, 두 개의 정전 전극(1111c) 중 하나는 고리형 영역(111b)의 내측 영역에 배치되고, 다른 하나는 외측 영역에 배치될 수 있다. 두 개의 정전 전극(1111c)은 쌍극 전극을 구성할 수 있다. 두 개의 정전 전극(1111c) 사이에 전위차가 생기도록 두 개의 정전 전극(1111c)에 직류 전압이 인가될 수 있다. 두 개의 정전 전극(1111c) 사이에 전위차가 생기면, 고리형 영역(111b)과 링 어셈블리(112) 사이에 정전 인력이 발생한다. 링 어셈블리(112)는 발생한 정전 인력에 의해 고리형 영역(111b)으로 끌어당겨져, 고리형 영역(111b)에 유지된다.
베이스(1110)는, 베이스(1110)의 상면(정전 척(1111)과 대향하는 면)으로부터 하면(제어 기판(80)과 대향하는 면)에 걸쳐 관통하는, 하나 또는 복수의 관통 구멍(90)을 갖는다. 복수의 히터(200) 및 복수의 저항체(201)는, 관통 구멍(90)을 통해 제어 기판(80)과 전기적으로 접속될 수 있다. 본 실시형태에서는, 관통 구멍(90)의 상면측 한쪽 단에 커넥터(91)가 끼워지며, 관통 구멍(90)의 하면측 한쪽 단에 커넥터(92)가 끼워진다. 커넥터(91)에는 복수의 히터(200) 및 복수의 저항체(201)가 전기적으로 접속된다. 복수의 히터(200) 및 복수의 저항체(201)는, 예를 들어 정전 척(1111)의 내부에 배치된 배선을 통해 커넥터(91)에 접속될 수 있다. 커넥터(92)는 제어 기판(80)에 전기적으로 접속된다. 또한 관통 구멍(90)에는 커넥터(91)와 커넥터(92)를 전기적으로 접속하는 복수의 배선(93)이 배치된다. 이에 따라 복수의 히터(200) 및 복수의 저항체(201)는, 관통 구멍(90)을 통해 제어 기판(80)에 전기적으로 접속될 수 있다. 아울러 커넥터(92)는, 제어 기판(80)을 베이스(1110)에 대해 고정하는 지지 부재로서 기능할 수도 있다.
제어 기판(80)은, 복수의 히터(200) 및/또는 복수의 저항체(201)를 제어하는 소자가 배치된 기판이다. 제어 기판(80)은, 베이스(1110)의 하면과 대향하여 당해 하면에 대해 평행하게 배치될 수 있다. 제어 기판(80)은 도체 부재로 둘러싸여 배치될 수 있다. 제어 기판(80)은 커넥터(92) 이외의 지지 부재에 의해 베이스(1110)에 지지될 수 있다.
제어 기판(80)은, 배선(73)을 통해 전력 공급부(70)에 전기적으로 접속될 수 있다. 즉, 전력 공급부(70)는 제어 기판(80)을 통해 복수의 히터(200)에 전기적으로 접속될 수 있다. 전력 공급부(70)는 복수의 히터(200)에 공급되는 전력을 생성한다. 이에 따라 전원 공급부(70)로부터 제어 기판(80)에 공급된 전력은, 커넥터(92), 배선(93) 및 커넥터(91)를 통해 복수의 히터(200)에 공급될 수 있다. 덧붙여 전력 공급부(70)와 제어 기판(80) 사이에는 RF를 저감시키는 RF 필터가 배치될 수도 있다. 당해 RF 필터는 플라즈마 처리 챔버(10)의 외부에 설치될 수 있다.
또한 제어 기판(80)은, 배선(75)을 통해 제어부(2)와 통신 가능하도록 접속될 수 있다. 배선(75)은 광섬유일 수 있다. 이 경우, 제어 기판(80)은 제어부(2)와 광통신으로 통신한다. 또한 배선(75)은 금속 배선일 수도 있다.
도 5는 제어 기판(80)의 구성의 일례를 나타낸 블록도이다. 제어 기판(80)에는 제어부(81), 소자의 일례로서 복수의 공급부(82) 및 복수의 측정부(83)가 배치된다. 복수의 공급부(82) 및 복수의 측정부(83)는, 복수의 히터(200) 및 복수의 저항체(201)와 각각 대응하도록 설치된다. 하나의 히터(200) 및 하나의 저항체(201)에 대해 하나의 공급부(82) 및 하나의 측정부(83)가 설치될 수 있다.
각 측정부(83)는, 각 측정부(83)에 대응하여 설치된 각 저항체(201)의 저항값에 기초한 전압을 생성하고, 제어부(81)에 공급한다. 측정부(83)는 저항체(201)의 저항값에 따라 생성되는 전압을 디지털 신호로 변환하여 제어부(81)로 출력하도록 구성될 수 있다.
제어부(81)는, 각 구역(111c)에서 기판(W)의 온도를 제어한다. 제어부(81)는, 제어부(2)로부터 수신한 설정 온도 및 측정부(83)로부터 수신한 디지털 신호가 나타내는 전압에 기초하여, 복수의 히터(200)에 대한 전력 공급을 제어한다. 일례로, 제어부(81)는 측정부(83)로부터 수신한 디지털 신호가 나타내는 전압에 기초하여, 저항체(201)의 온도(이하, '측정 온도'라고 할 수도 있음)를 산출한다. 그 후 제어부(81)는 설정 온도 및 측정 온도에 기초하여, 각 공급부(82)를 제어한다. 각 공급부(82)는 제어부(81)의 제어에 기초하여, 전원 공급부(70)로부터 공급된 전력을 각 히터(200)에 공급 여부를 전환한다. 또한 각 공급부(82)는 제어부(81)의 제어에 기초하여, 전력 공급부(70)로부터 공급된 전력을 증가 또는 감소시켜 각 히터(200)에 공급할 수도 있다. 이로써 기판(W), 정전 척(1111) 및/또는 베이스(1110)를, 소정의 온도로 할 수 있다.
<기판 처리 시스템의 구성예>
도 6은 기판 처리 시스템의 구성예를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 일 예시적 실시형태에 관한 기판 처리 시스템(이하, '처리 기판 시스템(PS)')을 개략적으로 나타낸다.
기판 처리 시스템(PS)은 기판 처리실(PM1~PM6)(이하, 총칭하여 '기판 처리 모듈(PM)'이라고 할 수도 있음)과, 반송 모듈(TM)과, 로드락 모듈(LLM1 및 LLM2)(이하, 총칭하여 '로드락 모듈(LLM)'이라고 할 수도 있음)과, 로더 모듈(LM)과, 로드 포트(LP1~LP3)(이하, 총칭하여 '로드 포트(LP)'라고도 할 수도 있음)를 갖는다. 제어부(CT)는, 기판 처리 시스템(PS)의 각 구성을 제어하여, 기판(W)에 주어진 처리를 실행한다.
기판 처리 모듈(PM)은, 그 내부에서 기판(W)에 대해 에칭 처리, 트리밍 처리, 성막 처리, 어닐링 처리, 도핑 처리, 리소그래피 처리, 클리닝 처리, 애싱 처리 등의 처리를 실행한다. 기판 처리실(PM1~PM6) 중 적어도 하나는, 도 1, 도 2a 또는 도 2b에 나타난 플라즈마 처리 장치(1)일 수 있다. 기판 처리실(PM1~PM6) 중 적어도 하나는, 유도 결합형 플라즈마나 마이크로파 플라즈마 등의 임의의 플라즈마 소스를 이용한 플라즈마 처리 장치일 수 있다. 기판 처리실(PM1~PM6) 중 적어도 하나는, 측정 모듈일 수 있으며, 기판(W) 상에 형성된 막의 막 두께나, 기판(W) 상에 형성된 패턴의 치수 등을 예를 들면 광학적 방법을 이용하여 측정할 수 있다.
반송 모듈(TM)은, 기판(W)을 반송하는 반송 장치를 갖고, 기판 처리 모듈(PM) 간 또는 기판 처리 모듈(PM)과 로드락 모듈(LLM) 사이에 기판(W)을 반송한다. 기판 처리 모듈(PM) 및 로드락 모듈(LLM)은, 반송 모듈(TM)에 인접하여 배치된다. 반송 모듈(TM)과, 기판 처리 모듈(PM) 및 로드락 모듈(LLM)은 개폐 가능한 게이트 밸브에 의해 공간적으로 격리되거나 연결된다.
일 실시형태에서 반송 모듈(TM)에 포함되는 반송 장치는, 반송 모듈(TM)로부터, 기판 처리 모듈(PM)의 일례인 플라즈마 처리 장치(1)의 플라즈마 처리 공간(10s)으로, 기판(W)을 반송한다. 당해 반송 장치는, 기판(W)을 기판 지지부(11)의 중앙 영역(111a)에 탑재시킨다. 플라즈마 처리 장치(1)는 리프터를 가질 수 있으며, 당해 반송 장치는 기판(W)을 리프터에 탑재시킬 수 있다. 리프터는, 기판 지지부(11)에 설치된 복수의 관통 구멍의 내부를 상승 및 하강할 수 있도록 구성된다. 리프터가 상승하면, 리프터의 선단은 기판 지지부(11)의 중앙 영역(111a)에서 돌출되며, 이 위치로 기판(W)이 유지된다. 리프터가 하강하면, 리프터의 선단이 기판 지지부(11)에 수용되며, 기판(W)은 기판 지지부(11)의 중앙 영역(111a)에 탑재된다. 일례로 반송 장치는 실리콘 웨이퍼 등의 기판을 반송하는 핸들러일 수 있다. 반송 장치는 기판(W) 외에, 링 어셈블리(112)를 반송하고 정전 척(1111) 상에 배치할 수 있다. 기판 처리 시스템(PS)은 교환용 링 어셈블리(112)를 저장하는 모듈을 추가로 포함할 수 있다.
로드락 모듈(LLM1 및 LLM2)은, 반송 모듈(TM)과 로더 모듈(LM) 사이에 설치된다. 로드락 모듈(LLM)은, 그 내부의 압력을 대기압 또는 진공으로 전환할 수 있다. '대기압'은 기판 처리 시스템(PS)에 포함되는 각 모듈의 외부 압력일 수 있다. 또한 '진공'은 대기압보다 낮은 압력으로, 예를 들어 0.1Pa 내지 100Pa의 중진공일 수 있다. 로드락 모듈(LLM)은, 대기압인 로더 모듈(LM)로부터 진공인 반송 모듈(TM)로 기판(W)을 반송하고, 또 진공인 반송 모듈(TM)로부터 대기압인 로더 모듈(LM)로 반송한다.
로더 모듈(LM)은 기판(W)을 반송하는 반송 장치를 가지며, 로드락 모듈(LLM)과 로드 포트(LP) 간에 기판(W)을 반송한다. 로드 포트(LP)의 내부에는, 예를 들면 25장의 기판(W)을 수납할 수 있는 FOUP(Front Opening Unified Pod) 또는 빈 FOUP가 탑재될 수 있다. 로더 모듈(LM)은, 로드 포트(LP) 내의 FOUP에서 기판(W)을 꺼내 로드락 모듈(LLM)로 반송한다. 또한 로더 모듈(LM)은, 로드락 모듈(LLM)에서 기판(W)을 꺼내 로드 포트(LP) 내의 FOUP로 반송한다.
제어부(CT)는, 기판 처리 시스템(PS)의 각 구성을 제어하여 기판(W)에 주어진 처리를 실행한다. 제어부(CT)는, 프로세스의 순서, 프로세스의 조건, 반송 조건 등이 설정된 레시피를 저장하고 있어, 당해 레시피에 따라 기판(W)에 주어진 처리를 실행하도록 기판 처리 시스템(PS)의 각 구성을 제어한다. 제어부(CT)는 도 1에 나타낸 제어부(2)의 일부 또는 전부의 기능을 겸할 수 있다.
<시즈닝 방법의 일례>
도 7은 일 예시적 실시형태에 따른 시즈닝 방법(이하, '본 처리 방법'이라고 할 수도 있음)을 나타내는 흐름도이다. 예를 들어 링 어셈블리(112)의 교환 시, 링 어셈블리(112)가 정전 척(1111) 상에 배치되면, 링 어셈블리(112)와 정전 척(1111) 사이에는 수분이 존재할 수 있다. 이 수분이 존재하면, 링 어셈블리(112)가 정전 척(1111)에 대해 양호하게 흡착되지 않을 수 있다. 링 어셈블리(112)와 정전 척(1111) 사이에 존재하는 수분을 제거하기 위해, 챔버 내에 배치된 링 어셈블리(112)의 시즈닝을 수행한다. 본 처리 방법에서는, 링 어셈블리(112)와 정전 척(1111) 사이에 존재하는 수분량과 상관 관계가 있는, 링 어셈블리(112)와 정전 척(1111) 사이의 열저항에 기초하여, 시즈닝의 종점(수분이 거의 제거되었다고 생각되는 시점)을 판단할 수 있다. 일례에서는, 본 처리 방법을 실행하여 열저항이 미리 정해진 값에 도달했을 때에, 수분이 거의 제거되었다고 판단해도 무방하다.
도 7에 나타낸 것처럼 본 처리 방법은, 정전 척(1111) 상에 링 어셈블리를 배치하는 공정 ST1과, 기판 지지부(11)에 기판(W)을 배치하는 공정 ST2와, 플라즈마가 생성되지 않은 상태에서 히터 전력을 측정하는 공정 ST3와, 플라즈마 처리 챔버(10) 내에서 플라즈마를 생성하는 공정 ST4와, 플라즈마가 생성된 상태에서 각 히터(200)의 온도를 측정하는 공정 ST5와, 열저항을 산출하는 공정 ST6와, 공정 ST4에서 공정 ST6을 반복할지의 여부를 판단하는 공정 ST7을 포함한다. 각 공정에서의 처리는 도 1의 플라즈마 처리 시스템에서 실행될 수 있다. 이하에서는, 일례로서 제어부(2)가 플라즈마 처리 장치(1)의 각부를 제어하여, 본 처리 방법을 실행한다.
(공정 ST1: 링 어셈블리의 배치)
공정 ST1에서는 링 어셈블리(112)가 정전 척(1111) 상에 배치된다. 링 어셈블리(112)는, 일례로 반송 모듈(TM)의 반송 장치에 의해, 반송 모듈(TM)로부터 플라즈마 처리 챔버(10) 내로 반입될 수 있다. 또한 링 어셈블리(112)는 플라즈마 처리 챔버(10) 내로 반입된 후, 정전 척(1111)의 고리형 영역(111b)에 배치될 수 있다. 아울러 사람이 플라즈마 처리 챔버(10)를 개방하고, 정전 척(1111)의 고리형 영역(111b)에 링 어셈블리(112)를 배치할 수도 있다.
(공정 ST2: 기판의 배치)
공정 ST2에서는 기판(W)이 기판 지지부(11)에 배치된다. 기판(W)은 반송 모듈(TM)의 반송 장치에 의해, 반송 모듈(TM)로부터 플라즈마 처리 챔버(10) 내로 반입될 수 있다. 또한 기판(W)은 플라즈마 처리 챔버(10) 내로 반입된 후, 정전 척(1111)의 중앙 영역(111a)(기판 지지면)에 배치될 수 있다. 기판 지지부(11)에 배치되는 기판(W)은, 예를 들면 실리콘 기판 등의 더미 기판일 수 있다.
기판(W)은 표면 및 이면을 갖는다. 공정 ST2에서 기판(W)은, 그 이면이 정전 척(1111)의 기판 지지면과 접하도록, 기판 지지부(11)에 배치된다. 기판(W)이 기판 지지부(11)에 배치된 상태에서, 기판(W)의 이면과 기판 지지면 사이에 간극이 형성될 수 있다. 당해 간극은 기판 지지부(11)의 기판 지지면에 형성된 홈일 수 있다. 당해 홈은, 기판 지지면에서 소정의 패턴을 갖도록 형성될 수 있다.
(공정 ST3: 히터 전력의 측정)
공정 ST3에서는 플라즈마가 생성되지 않은 상태에서 복수의 히터(200)에 공급되는 공급 전력(이하, '히터 전력'이라고 할 수도 있음)을 측정한다. 일례로 본 처리 방법에서는, 공정 ST3부터 공정 ST5에서, 기판(W) 및/또는 링 어셈블리(112)의 온도가, 설정 온도에서 대략 일정해지도록 복수의 히터(200)의 온도가 제어될 수 있다. 그리고 공정 ST3에서는, 기판(W) 및/또는 링 어셈블리(112)의 온도가 설정 온도가 된 상태에서, 복수의 히터(200)에 공급되는 히터 전력을 측정할 수 있다. 또한 공정 ST3에서는, 복수의 히터(200) 중 링 어셈블리(112)와 베이스(1110) 사이에 배치된 하나 또는 복수의 히터(200)에 공급되는 히터 전력을 측정할 수 있다.
(공정 ST4: 플라즈마의 생성)
공정 ST4에서는 플라즈마가 생성된다. 구체적으로는 공정 ST4에서, 처리 가스가 플라즈마 처리 챔버(10) 내로 공급된다. 또한 소스 RF 신호가 상부 전극 또는 하부 전극에 공급된다. 이로써 플라즈마 처리 챔버(10) 내에서, 당해 처리 가스로부터 플라즈마가 생성된다. 그리고 생성된 플라즈마로부터 링 어셈블리(112)에 대해, 생성된 플라즈마에 따른 열량이 공급된다.
(공정 ST5: 히터 전력의 측정)
공정 ST5에서는 플라즈마가 생성된 상태에서 복수의 히터(200)에 공급되는 히터 전력이 측정된다. 공정 ST5에서는, 플라즈마로부터 기판(W) 및/또는 링 어셈블리(112)로 전달되는 열량에 따라, 기판(W) 및/또는 링 어셈블리(112)의 온도가 변화될 수 있다. 즉, 플라즈마로부터 기판(W) 및/또는 링 어셈블리(112)로 전달되는 열량에 따라, 복수의 히터(200)에서 측정되는 히터 전력이 변화될 수 있다. 아울러 공정 ST3에서는, 복수의 히터(200) 중 링 어셈블리(112)와 베이스(1110) 사이에 배치된 하나 또는 복수의 히터(200)에 공급되는 히터 전력을 측정할 수 있다.
(공정 ST6: 열저항의 산출)
공정 ST6에서는 링 어셈블리(112)와 정전 척(1111) 사이의 열저항을 산출한다. 열저항은 공정 ST3 및 공정 ST5에서 측정된 히터 전력에 기초하여 산출될 수 있다. 이하, 도 8 및 도 9를 참조하여 열저항의 산출 방법의 일례에 대해 설명한다.
도 8은, 플라즈마(PL), 링 어셈블리(112), 기판 지지부(11) 및 베이스(1110) 사이의 에너지 흐름을 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 8의 예는, 기판 지지부(11)의 고리형 영역(111b)에서의 에너지 흐름을 나타낸다. 기판 지지부(11)는 정전 척(1111) 및 베이스(1110)를 갖는다. 정전 척(1111)의 내부에는 히터(200)가 배치된다. 베이스(1110)의 내부에는 열 전달 매체가 흐르는 유로(1110a)가 형성된다.
히터(200)의 온도는, 전원 공급부(70)로부터 공급되는 전력에 따라 변화될 수 있다. 도 8에서는 히터(200)로 공급되는 전력을 히터 전력 Ph로 나타낸다. 히터(200)에서는 히터 전력 Ph에 따라 열유속 qh가 발생한다. 열유속 qh는, 히터 전력 Ph을 면적 A로 나눈 단위 면적당 발열량이다. 면적 A는 기판(W)을 평면에서 봤을 때의 히터(200)의 면적이다.
또한 플라즈마 처리 챔버(10)에서 플라즈마(PL)가 생성된 경우, 플라즈마(PL)로부터 링 어셈블리(112)로 전달되는 열에 의해, 링 어셈블리(112)의 온도가 상승할 수 있다. 도 8에서는, 플라즈마(PL)로부터 링 어셈블리(112)로 전달되는 열량을 링 어셈블리(112)의 면적으로 나눈 단위 면적당 열량을, 플라즈마(PL)로부터 링 어셈블리(112)로의 열유속 qp로 나타낸다.
플라즈마(PL)로부터 링 어셈블리(112)로 전달된 열은, 링 어셈블리(112)로부터 정전 척(1111)으로 전달된다. 도 8에서는 링 어셈블리(112)와 정전 척(1111) 사이의 단위 면적당 열저항을, 열저항 Rth·A로 나타낸다. 여기서 A는 히터(200)가 배치된 구역(111c)의 면적이다. 또한 Rth는 히터(200)가 배치된 구역(111c)의 열저항이다. 또한 링 어셈블리(112)로부터 정전 척(1111)으로 전달되는 단위 면적당 열량을 열유속 q로 나타낸다.
링 어셈블리(112)로부터 정전 척(1111)의 표면으로 전달된 열은, 정전 척(1111)의 표면으로부터 히터(200)로 전달된다. 도 8에서는 정전 척(1111)의 표면으로부터 히터(200)로 전달되는 단위 면적당 열량을 열유속 qc로 나타낸다.
베이스(1110)는, 유로(1110a)를 흐르는 열 전달 가스에 의해 냉각되어, 정전 척(1111)을 냉각한다. 도 8에서는 정전 척(1111)의 이면으로부터 베이스(1110)로 전달되는, 단위 면적당 열량을 열유속 qsus로 나타낸다. 이에 따라, 히터(200)의 외부로부터 히터(200)로 전달되는 열량 및 히터(200)로부터 히터(200)의 외부로 전달되는 열량에 따라, 히터(200)의 온도가 변화될 수 있다. 예를 들면 도 8의 예에서, qh+qc>qsus인 경우, 히터(200)의 온도는 상승할 수 있다. 또한 qh+qc<qsus인 경우, 히터(200)의 온도는 저하될 수 있다.
히터(200)의 온도가 일정하게 제어된 경우, 히터(200)의 외부로부터 히터(200)로 전달되는 열량 및 히터(200)에서 발생하는 열량의 총합과, 히터(200)로부터 히터(200)의 외부로 전달되는 열량이 같은 상태가 될 수 있다. 예를 들어 히터(200)의 온도가 일정해지도록 제어된 경우, 플라즈마(PL)가 생성되지 않은 상태에서는, 히터(200)에서 발생하는 열량과 히터(200)로부터 베이스(1110)에 전달되는 열량이 같은 상태가 될 수 있다. 즉, 도 8의 예에서 qh=qsus일 수 있다.
한편, 히터(200)의 온도가 일정하게 제어된 경우, 예를 들어 플라즈마(PL)가 생성된 상태에서는 히터(200)의 외부로부터 히터(200)에 전달되는 열량 및 히터(200)에서 발생한 열량의 총합과, 히터(200)로부터 히터(200)의 외부로 전달되는 열량이 같은 상태가 된다. 여기서, 플라즈마(PL)가 생성된 상태에는 과도 상태와 정상 상태가 있다. 과도 상태는, 예를 들면 qp>q>qc인 상태이다. 즉, 링 어셈블리(112) 및 정전 척(1111)의 온도가, 열유속 qp에 의해 시간이 갈수록 상승하는 상태이다(당해 상태를 '과도 상태'라고 할 수도 있음). 한편, 정상 상태는, 예를 들면 qp=q=qc인 상태이다. 즉, 링 어셈블리(112) 및 정전 척(1111)의 온도가, 열유속 qp에 의해 시간이 지나도 상승하지 않는 상태이다(당해 상태를 '정상 상태'라고 할 수도 있음).
도 9는 링 어셈블리(112)의 온도 및 히터(200)에 공급되는 전력의 변화의 일례를 나타낸 도면이다. 도 9의 (A)는, 링 어셈블리(112)의 온도 변화를 나타낸다. 도 9의 (B)는, 히터(200)에 공급되는 전력의 변화를 나타낸다. 도 9의 예에서는 히터(200)의 온도가 일정해지도록 제어되어 있다. 도 9의 예는, 플라즈마가 생성되지 않은 상태부터 플라즈마가 생성된 상태에 걸쳐, 히터(200)에 공급되는 전력을 측정하고 링 어셈블리(112)의 온도를 산출한 결과의 일례를 나타낸다.
도 9의 기간 T1은, 플라즈마가 생성되지 않은 기간이다. 기간 T1에서, 히터(200)에 공급되는 전력은 일정할 수 있다. 도 9의 기간 T2는, 플라즈마가 생성된 기간으로, 과도 상태이다. 기간 T2에서, 히터(200)에 공급되는 전력은 시간이 지남에 따라 저하된다. 또한 기간 T2에서, 링 어셈블리(112)의 온도는 시간이 지남에 따라 상승한다. 도 9의 기간 T3는, 플라즈마가 생성된 기간이다. 기간 T3에서는, 정상 상태가 되며 링 어셈블리(112)의 온도는 일정해진다. 기간 T3에서는, 히터(200)에 공급되는 전력도 대략 일정해진다. 도 9의 기간 T4는, 플라즈마가 생성되지 않은 기간이다. 기간 T4에서는, 플라즈마로부터 링 어셈블리(112)로 전달되는 열이 감소하거나 없어지기 때문에, 링 어셈블리(112)의 온도가 저하되는 반면, 히터(200)에 공급되는 전력은 증가한다.
도 9의 기간 T2에 나타낸 과도 상태에서 히터(200)에 공급되는 전력이 저하되는 경향은, 플라즈마로부터 링 어셈블리(112)로 전달되는 열량이나, 링 어셈블리(112)와 정전 척(1111)의 표면 사이의 열저항 등에 따라 변화될 수 있다.
히터(200)의 온도가 일정하게 제어된 경우, 히터 전력 Ph는 플라즈마(PL)로부터 링 어셈블리(112)로 향하는 열유속 qp, 및 링 어셈블리(112)와 정전 척(1111)의 표면 사이의 사이의 열저항 Rth·W에 따라 변화한다. 예를 들어 과도 상태에서, 플라즈마(PL)로부터 링 어셈블리(112)로 향하는 열유속 qp가 증가하면, 열유속 qp에 의해 링 어셈블리(112)의 온도가 상승할 수 있으므로, 히터(200)에 공급되는 히터 전력 Ph는 저하될 수 있다.
히터(200)의 온도가 일정하게 제어된 경우, 과도 상태에서 히터(200)에 공급되는 전력의 변화는 단위 면적당 식으로 모델링될 수 있다. 예를 들어 열유속 qp가 존재하는 경우, 히터(200)의 단위 면적당 발열량 qh는, 이하의 식(1)과 같이 나타낼 수 있다.
[수식 1]
여기서 Ph는, 열유속 qp가 있을 때의 히터 전력[W]이다.
Ph0는, 열유속 qp가 없으며 또한 정상 상태일 때의 히터 전력[W]이다.
qh는, 열유속 qp가 있을 때의 히터(200)의 단위 면적당 발열량[W/㎡]이다.
qh0는, 열유속 qp가 없으며 또한 정상 상태일 때의 히터(200)의 단위 면적당 발열량[W/㎡]이다.
qp는, 플라즈마(PL)로부터 링 어셈블리(112)로 향하는 단위 면적당 열유속[W/㎡]이다.
Rth·A는, 링 어셈블리(112)와 정전 척(1111)의 표면 사이의 단위 면적당 열저항[K·㎡/W]이다.
Rthc·A는, 정전 척(1111)의 표면과 히터(200) 사이의 단위 면적당 열저항[K·㎡/W]이다.
A는, 히터(200)가 설치된 구역(111c)의 면적[㎡]이다.
ρw는, 링 어셈블리(112)의 밀도[kg/㎥]이다.
Cw는, 링 어셈블리(112)의 단위 면적당 열용량[J/K·㎡]이다.
zw는, 링 어셈블리(112)의 두께[m]이다.
ρc는, 정전 척(1111)을 구성하는 세라믹의 밀도[kg/㎥]이다.
Cc는, 정전 척(1111)을 구성하는 세라믹의 단위 면적당 열용량[J/K·㎡]이다.
zc는, 정전 척(1111)의 표면으로부터 히터(200)까지의 거리[m]이다.
κc는, 정전 척(1111)을 구성하는 세라믹의 열전도율[W/K·m]이다.
t는, 플라즈마의 생성을 개시한 후의 경과 시간[초]이다.
히터(200)의 면적 A, 링 어셈블리(112)의 밀도 ρw, 링 어셈블리(112)의 단위 면적당 열용량 Cw, 링 어셈블리(112)의 두께 zw, 정전 척(1111)을 구성하는 세라믹의 밀도 ρc, 정전 척(1111)을 구성하는 세라믹의 단위 면적당 열용량 Cc, 정전 척(1111)의 표면으로부터 히터(200)까지의 거리 zc, 및 정전 척(1111)을 구성하는 세라믹의 열전도율 κc는, 각각 링 어셈블리(112) 및 플라즈마 처리 장치(1)의 구성으로부터 미리 정해진다. Rthc·A는, 열전도율 κc 및 거리 zc로부터 식(4)에 의해 미리 정해진다.
히터 전력 Ph 및 히터 전력 Ph0는, 도 5에 나타낸 구성에 의해 취득될 수 있다. 또한 히터(200)의 단위 면적당 발열량 qh 및 발열량 qh0는, 식(2) 및 식(3)에 나타낸 것처럼 히터 전력 Ph, 히터 전력 Ph0 및 면적 A로부터 산출할 수 있다.
그리고 열유속 qp 및 열저항 Rth·A는, 히터 전력 Ph 및 히터 전력 Ph0의 측정 결과 및 식(1)로부터, 예를 들면 피팅에 의해 구할 수 있다.
도 9의 (A)에 표시된 기간 T2 동안의 링 어셈블리(112)의 온도 그래프도, 열유속 qp 및 열저항 Rth·A를 파라미터로 하여 모델링할 수 있다. 본 실시형태에서는, 기간 T2 동안의 링 어셈블리(112)의 단위 면적당 온도 변화를 모델링할 수 있다. 일례에서는, 열유속 qp 및 열저항 Rth·A, 및 식(5)-(11)에 나타낸 a1, a2, a3, λ1, λ2, τ1 및 τ2를 이용하여, 링 어셈블리(112)의 온도 TW[℃]를 이하의 식(12)로 나타낼 수 있다.
[수식 2]
여기서
TW는, 링 어셈블리(112)의 온도[℃]이다.
Th는, 일정하게 제어된 히터(200)의 온도[℃]이다.
히터(200)의 온도(Th)는, 실제로 링 어셈블리(112)의 온도를 일정하게 제어했을 때의 조건으로부터 구할 수 있다.
계측 결과를 이용하여, 식(1)의 피팅을 행함으로써 열유속 qp 및 열저항 Rth·A가 구해지면, 링 어셈블리(112)의 온도 TW는, 식(12)로부터 산출할 수 있다.
또한 경과 시간 t가, 식(10) 및 식(11)에 의해 표시되는 시상수 τ1 및 τ2보다 충분히 긴 경우, 예를 들면 도 9의 기간 T2인 과도 상태로부터 기간 T3인 정상 상태로 이행한 경우에, 링 어셈블리(112)의 온도 TW가 목표 온도가 되는 히터(200)의 온도 Th를 산출하는 경우, 식(12)는 이하의 식(13)과 같이 생략할 수 있다.
[수식 3]
예를 들면, 히터의 온도 Th, 열유속 qp, 열저항 Rth·A 및 Rthc·A로부터, 식(13)에 의해 링 어셈블리(112)의 온도 TW를 구할 수 있다.
이상과 같이 링 어셈블리(112)와 정전 척(1111) 사이의 열저항 및 링 어셈블리(112)의 온도를 구할 수 있다.
(공정 ST7: 반복의 판단)
공정 ST7에서는, 공정 ST4부터 공정 ST6의 처리를 반복할지의 여부를 판단한다. 공정 ST7에서는, 공정 ST6에서 산출된 열저항에 기초하여, 공정 ST4부터 공정 ST6를 반복할지 여부를 판단한다.
도 10은 열저항과 공정 ST4에서 공정 ST6을 반복하는 횟수 사이의 관계의 일례를 나타낸 그래프이다. 링 어셈블리(112)와 정전 척(1111) 사이에 존재하는 수분량과, 링 어셈블리(112)와 정전 척(1111) 사이의 열저항 간에는 상관 관계가 있다. 즉, 공정 ST4(플라즈마를 생성하는 공정)를 반복하면, 링 어셈블리(112)와 정전 척(1111) 사이에 존재하는 수분의 일부 또는 전부가 증발하여, 도 10에 일례로 나타낸 것처럼, 링 어셈블리(112)와 정전 척(1111) 사이의 열저항이 감소될 수 있다. 따라서, 공정 ST7에서, 일례에서는 공정 ST6에서 산출된 열저항이 미리 결정된 값보다 높은 경우, 공정 ST4부터 공정 ST6을 반복한다고 판단해도 무방하다. 한편, 공정 ST6에서 산출된 열저항이 미리 결정된 값보다 낮은 경우, 공정 ST4부터 공정 ST6을 반복하지 않는다고 판단하여, 본 처리 방법을 종료할 수 있다. 또한 일례에서는, 공정 ST4부터 공정 ST6을 반복함에 따른 열저항의 감소량이 미리 결정된 값보다 낮아진 경우, 공정 ST4부터 공정 ST6을 반복하지 않는다고 판단할 수 있다. 즉, 공정 ST4부터 공정 ST6을 n회 실행했을 때의 열저항과, n+1회 실행했을 때의 열저항의 차분이 미리 결정된 값보다 낮아진 경우, 공정 ST4부터 공정 ST6을 반복하지 않는다고 판단하여, 본 처리 방법을 종료할 수 있다(n은 1 이상의 정수).
아울러 공정 ST7에서는, 공정 ST6에서 산출된 열저항에 기초하여, 공정 ST2부터 공정 ST6을 반복할지의 여부를 판단할 수도 있다. 일례에서 제어부(2)는, 공정 ST7에서 공정 ST2부터 공정 ST6을 반복한다고 판단한 경우, 정전 척(1111)에 배치된 기판(W)을 정전 척(1111)으로부터 제거한 후, 공정 ST2로 되돌아가, 다른 기판(W)을 정전 척(1111)에 배치하고 공정 ST3부터 공정 ST6을 실행할 수 있다. 또한 제어부(2)는, 공정 ST7에서 공정 ST2부터 공정 ST6을 반복한다고 판단한 경우, 정전 척(1111)에 배치된 기판(W)을 정전 척(1111)으로부터 제거한 후, 공정 ST2로 되돌아가, 제거한 기판(W)을 정전 척(1111)에 다시 배치하고, 공정 ST3부터 공정 ST6을 실행할 수 있다.
본 처리 방법에 따르면, 링 어셈블리(112)와 정전 척(1111) 사이의 열저항에 기초하여, 링 어셈블리(112)와 정전 척(1111) 사이에 존재하는 수분량을 검지할 수 있다. 따라서, 예를 들면 링 어셈블리(112)의 교환 시에, 링 어셈블리(112)와 정전 척(1111) 사이에 존재하는 수분을 제거하는데 필요한 플라즈마 처리의 실행 시간 또는 실행 횟수를 판단할 수 있다.
이상의 각 실시형태는 설명하기 위한 목적으로 기술된 것으로, 본 개시의 범위 및 취지에서 벗어나지 않고 다양하게 변형할 수 있다. 본 개시는 예를 들면 이하의 구성을 포함할 수 있다.
(부기 1)
챔버 및 상기 챔버 내에 배치된 정전 척을 구비한 플라즈마 처리 장치에서 실행되는 시즈닝 방법으로, 상기 정전 척은 기판을 지지하는 중앙 영역 및 상기 중앙 영역을 둘러싸고, 링 어셈블리를 지지하는 고리형 영역을 갖는 정전 척을 구비한 플라즈마 처리 장치에서, 상기 시즈닝 방법은,
상기 정전 척의 상기 고리형 영역에 상기 링 어셈블리를 배치하는 공정과,
상기 정전 척의 상기 중앙 영역에 상기 기판을 배치하는 공정과,
상기 챔버 내에 플라즈마를 생성하는 공정과,
상기 정전 척과 상기 링 어셈블리 사이의 열저항을 산출하는 공정과,
산출된 상기 열저항에 기초하여 상기 플라즈마를 생성하는 공정 및 상기 산출하는 공정의 반복 여부를 판단하는 공정을 포함하는, 시즈닝 방법.
(부기 2)
부기 1에 있어서,
상기 반복 여부를 판단하는 공정의 판단 결과에 기초하여, 상기 플라즈마를 생성하는 공정 및 상기 산출하는 공정을 반복하는 공정을 추가로 포함하고,
상기 판단하는 공정은, 상기 산출하는 공정을 반복하여 산출된 복수의 상기 열저항에 기초하여, 상기 플라즈마를 생성하는 공정 및 상기 산출하는 공정의 추가 반복 여부를 판단하는 공정을 포함하는, 시즈닝 방법.
(부기 3)
부기 1 또는 2에 있어서,
상기 정전 척 내에 배치된 적어도 하나의 히터의 온도가 설정 온도가 되도록, 상기 적어도 하나의 히터에 공급되는 공급 전력을 제어하는 공정과,
상기 챔버 내에 플라즈마가 생성된 상태에서, 상기 적어도 하나의 히터에 공급되는 공급 전력을 측정하는 공정을 추가로 포함하며,
상기 열저항을 산출하는 공정에서 상기 열저항은, 상기 챔버 내에 플라즈마가 생성된 상태에서 측정된 상기 공급 전력에 기초하여 산출되는, 시즈닝 방법.
(부기 4)
부기 3에 있어서,
상기 챔버 내에 플라즈마가 생성되지 않은 상태에서, 상기 적어도 하나의 히터에 공급되는 공급 전력을 측정하는 공정을 추가로 포함하며,
상기 열저항을 산출하는 공정에서 상기 열저항은, 상기 챔버 내에 플라즈마가 생성되지 않은 상태에서 측정된 상기 공급 전력에 추가로 기초하여 산출되는, 시즈닝 방법.
(부기 5)
부기 3 또는 4에 있어서,
상기 열저항을 산출하는 공정에서 상기 열저항은, (a) 상기 플라즈마로부터 상기 링 어셈블리로 전달되는 열량과, (b) 상기 링 어셈블리와 상기 적어도 하나의 히터 사이의 열저항과, (c) 상기 플라즈마가 생성된 상태에서 상기 적어도 하나의 히터에 공급되는 공급 전력과의 관계를 나타내는 산출식에 기초하여 산출되는, 시즈닝 방법.
(부기 6)
부기 3 내지 5 중 어느 하나에 있어서,
상기 챔버 내에 플라즈마가 생성된 상태는, 상기 플라즈마와 상기 링 어셈블리 사이에 발생한 열유속에 의해 상기 링 어셈블리의 온도가 시간이 지남에 따라 변화하는 상태인, 시즈닝 방법.
(부기 7)
부기 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서,
반송 장치에 의해, 상기 챔버의 외부로부터 상기 챔버의 내부로 상기 링 어셈블리를 반입하는 공정과,
상기 반송 장치에 의해, 상기 정전 척 상의 적어도 일부에 상기 링 어셈블리를 배치하는 공정을 추가로 포함하는, 시즈닝 방법.
(부기 8)
챔버, 상기 챔버 내에 배치된 정전 척, 상기 정전 척 상의 적어도 일부에 배치된 링 어셈블리, 및 제어부를 구비한 플라즈마 처리 장치로,
상기 정전 척은, 기판을 지지하는 중앙 영역 및 상기 중앙 영역을 둘러싸고, 링 어셈블리를 지지하는 고리형 영역을 갖고,
상기 제어부는,
상기 정전 척의 상기 중앙 영역에 상기 기판을 배치하는 제어와,
상기 기판이 상기 중앙 영역에 배치되고 또한 상기 링 어셈블리가 상기 고리형 영역에 배치된 상태에서, 상기 챔버 내에 플라즈마를 생성하는 제어와,
상기 정전 척과 상기 링 어셈블리 사이의 열저항을 산출하는 제어와,
산출된 상기 열저항에 기초하여, 상기 플라즈마를 생성하는 제어 및 상기 산출하는 제어의 반복 여부를 판단하는 제어를 실행하는, 플라즈마 처리 장치.
1: 플라즈마 처리 장치
2: 제어부
10: 플라즈마 처리 챔버
10a: 측벽
10b: 바닥벽
10s: 플라즈마 처리 공간
11: 기판 지지부
12: 플라즈마 생성부
70: 전력 공급부
73: 배선
75: 배선
81: 제어부
82: 공급부
83: 측정부
111c: 구역
112: 링 어셈블리
200: 히터
201: 저항체
1110: 베이스
1110a: 유로
1111: 정전 척
1111a: 세라믹 부재
1111b: 정전 전극
1111c: 정전 전극
2: 제어부
10: 플라즈마 처리 챔버
10a: 측벽
10b: 바닥벽
10s: 플라즈마 처리 공간
11: 기판 지지부
12: 플라즈마 생성부
70: 전력 공급부
73: 배선
75: 배선
81: 제어부
82: 공급부
83: 측정부
111c: 구역
112: 링 어셈블리
200: 히터
201: 저항체
1110: 베이스
1110a: 유로
1111: 정전 척
1111a: 세라믹 부재
1111b: 정전 전극
1111c: 정전 전극
Claims (8)
- 챔버 및 상기 챔버 내에 배치된 정전 척을 구비한 플라즈마 처리 장치에서 실행되는 시즈닝 방법으로, 상기 정전 척은 기판을 지지하는 중앙 영역 및 상기 중앙 영역을 둘러싸고, 링 어셈블리를 지지하는 고리형 영역을 가지며, 상기 시즈닝 방법은,
상기 정전 척의 상기 고리형 영역에 상기 링 어셈블리를 배치하는 공정과,
상기 정전 척의 상기 중앙 영역에 상기 기판을 배치하는 공정과,
상기 챔버 내에 플라즈마를 생성하는 공정과,
상기 정전 척과 상기 링 어셈블리 사이의 열저항을 산출하는 공정과,
산출된 상기 열저항에 기초하여 상기 플라즈마를 생성하는 공정 및 상기 산출하는 공정의 반복 여부를 판단하는 공정을 포함하는,
시즈닝 방법. - 제1항에 있어서,
상기 반복 여부를 판단하는 공정의 판단 결과에 기초하여, 상기 플라즈마를 생성하는 공정 및 상기 산출하는 공정을 반복하는 공정을 추가로 포함하고,
상기 판단하는 공정은, 상기 산출하는 공정을 반복하여 산출된 복수의 상기 열저항에 기초하여, 상기 플라즈마를 생성하는 공정 및 상기 산출하는 공정의 추가 반복 여부를 판단하는 공정을 포함하는, 시즈닝 방법. - 제1항에 있어서,
상기 정전 척 내에 배치된 적어도 하나의 히터의 온도가 설정 온도가 되도록, 상기 적어도 하나의 히터에 공급되는 공급 전력을 제어하는 공정과,
상기 챔버 내에 플라즈마가 생성된 상태에서, 상기 적어도 하나의 히터에 공급되는 공급 전력을 측정하는 공정을 추가로 포함하며,
상기 열저항을 산출하는 공정에서 상기 열저항은, 상기 챔버 내에 플라즈마가 생성된 상태에서 측정된 상기 공급 전력에 기초하여 산출되는, 시즈닝 방법. - 제3항에 있어서,
상기 챔버 내에 플라즈마가 생성되지 않은 상태에서, 상기 적어도 하나의 히터에 공급되는 공급 전력을 측정하는 공정을 추가로 포함하며,
상기 열저항을 산출하는 공정에서 상기 열저항은, 상기 챔버 내에 플라즈마가 생성되지 않은 상태에서 측정된 상기 공급 전력에 추가로 기초하여 산출되는, 시즈닝 방법. - 제3항에 있어서,
상기 열저항을 산출하는 공정에서 상기 열저항은, (a) 상기 플라즈마로부터 상기 링 어셈블리로 전달되는 열량과, (b) 상기 링 어셈블리와 상기 적어도 하나의 히터 사이의 열저항과, (c) 상기 플라즈마가 생성된 상태에서 상기 적어도 하나의 히터에 공급되는 공급 전력과의 관계를 나타내는 산출식에 기초하여 산출되는, 시즈닝 방법. - 제3항에 있어서,
상기 챔버 내에 플라즈마가 생성된 상태는, 상기 플라즈마와 상기 링 어셈블리 사이에 발생한 열유속에 의해 상기 링 어셈블리의 온도가 시간이 지남에 따라 변화하는 상태인, 시즈닝 방법. - 제1항에 있어서,
반송 장치에 의해, 상기 챔버의 외부로부터 상기 챔버의 내부로 상기 링 어셈블리를 반입하는 공정과,
상기 반송 장치에 의해, 상기 정전 척 상의 적어도 일부에 상기 링 어셈블리를 배치하는 공정을 추가로 포함하는, 시즈닝 방법. - 챔버, 상기 챔버 내에 배치된 정전 척, 및 제어부를 구비한 플라즈마 처리 장치로,
상기 정전 척은, 기판을 지지하는 중앙 영역 및 상기 중앙 영역을 둘러싸고, 링 어셈블리를 지지하는 고리형 영역을 갖고,
상기 제어부는,
상기 정전 척의 상기 중앙 영역에 상기 기판을 배치하는 제어와,
상기 기판이 상기 중앙 영역에 배치되고 또한 상기 링 어셈블리가 상기 고리형 영역에 배치된 상태에서, 상기 챔버 내에 플라즈마를 생성하는 제어와,
상기 정전 척과 상기 링 어셈블리 사이의 열저항을 산출하는 제어와,
산출된 상기 열저항에 기초하여, 상기 플라즈마를 생성하는 제어 및 상기 산출하는 제어의 반복 여부를 판단하는 제어를 실행하는,
플라즈마 처리 장치.
Applications Claiming Priority (4)
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|---|---|---|---|
| JP2022117515 | 2022-07-22 | ||
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|---|---|
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010147052A (ja) | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理方法，プラズマ処理装置，プラズマ処理装置の水分量検出方法 |
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| Publication number | Publication date |
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