TW202027164A - 電漿處理裝置及環構件之形狀測定方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的在於可適當地測定環構件的形狀。 為了達成上述目的，本發明之電漿處理裝置包含以下各部。載置台，具有：第一載置面，用於依序載置複數治具；及第二載置面，用於載置環構件。複數治具，各自具有與環構件之頂面相向的相向部，且在環構件徑向上之相向部的位置係彼此不同。取得部，取得表示第二載置面與載置於第一載置面之複數治具各自之相向部間之間隔尺寸的間隔資訊。量測部，在複數治具各自均載置於第一載置面的狀態下，使環構件上升，並在環構件之頂面與相向部接觸的情況下，量測從第二載置面起算之環構件的上升距離。厚度計算部，基於由間隔資訊所表示的間隔尺寸，與環構件的上升距離，而計算在環構件徑向上之複數位置各自之環構件的厚度。

Description

電漿處理裝置及環構件之形狀測定方法
本發明係關於一種電漿處理裝置及環構件之形狀測定方法。
自以往，吾人習知有使用電漿而對半導體晶圓（以下亦稱為「晶圓」）等被處理體進行蝕刻等電漿處理的電漿處理裝置。當此電漿處理裝置進行電漿處理時，腔室內的零件會耗損。例如，以電漿之均勻化為目的而設於晶圓之外周部的聚焦環等環構件，有時會較接近電漿而使耗損速度較快。環構件的耗損程度會大幅影響晶圓上的製程結果。例如，若在環構件上的電漿鞘層與晶圓上的電漿鞘層之高度位置上產生偏差，則會導致晶圓之外周附近的蝕刻特性降低，並影響均勻性等。
又，在電漿處理裝置中，當環構件耗損至一定程度則會進行環構件的更換。又，已有人提出一種技術，可因應耗損而藉由驅動機構使環構件上升，俾使晶圓與環構件的高度保持一定。 [習知技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2002－176030號公報 專利文獻2：日本特開2016－146472號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明係提供一種技術，可適當地測定環構件的形狀。 [解決問題之技術手段]
依本發明之一態樣的電漿處理裝置，包含：載置台，具有：第一載置面，用於依序載置複數治具，該複數治具，係用於進行「配置在被處理體周圍之環構件的形狀測定」，各自具有與該環構件之頂面相向的相向部，並且在該環構件之徑向上的該相向部之位置係彼此不同；及第二載置面，用於載置該環構件；升降機構，使該環構件相對於該第二載置面而升降；取得部，取得表示該第二載置面與載置於該第一載置面之該複數治具各自之該相向部間之間隔尺寸的間隔資訊；量測部，在該複數治具各自均載置於該第一載置面的狀態下，藉由該升降機構使該環構件，並在該環構件之頂面接觸於該相向部時，量測從該第二載置面起算之該環構件的上升距離；及厚度計算部，基於由取得之該間隔資訊所表示的該間隔尺寸、與測得之該環構件的上升距離，而計算該環構件徑向之複數位置各自之該環構件的厚度。 [對照先前技術之功效]
根據本發明，具有可適當地測定環構件之形狀這樣的效果。
以下，參照圖面詳細說明各種實施態樣。又，在各圖面中，對於相同或是相當的部分係賦予相同的符號。
自以往以來，吾人知悉有使用電漿而對半導體晶圓（以下亦稱為「晶圓」）等被處理體進行蝕刻等電漿處理的電漿處理裝置。當此電漿處理裝置進行電漿處理時，腔室內的零件會耗損。例如，以電漿之均勻化為目的而設於晶圓之外周部的聚焦環等環構件，有時會較接近電漿而使耗損速度較快。環構件的耗損程度會大幅影響晶圓上的製程結果。例如，若在環構件上的電漿鞘層與晶圓上的電漿鞘層之高度位置上產生偏差，則會導致晶圓之外周附近的蝕刻特性降低，並影響均勻性等。
又，在電漿處理裝置中，當環構件耗損至一定程度則會進行環構件的更換。又，已有人提出一種技術，可因應耗損而藉由驅動機構使環構件上升，俾使晶圓與環構件的高度保持一定。
此外，耗損之環構件的形狀在每個電漿處理的製程條件均不同，並會使電漿的狀態改變。若因為環構件的形狀而導致電漿狀態改變，則在電漿處理裝置中，會有對晶圓進行之電漿處理的特性或均勻性降低的疑慮。因此，期望能適當地測定環構件的形狀。
（第一實施態樣） [電漿處理裝置的構成] 圖1係顯示依本發明之第一實施態樣之電漿處理裝置10之構成的概略剖面圖。電漿處理裝置10具有以氣密地方式構成，且在電性上處於接地電位的處理容器1。處理容器1係呈圓筒狀，並例如由鋁等構成。處理容器1係劃分產生電漿的處理空間。在處理容器1內，設有水平地支撐被處理體（work-piece）亦即半導體晶圓（以下，僅稱為「晶圓」）W的載置台2。載置台2不僅載置晶圓W，亦依序載置「用於配置在晶圓W周圍之聚焦環5的形狀測定的複數治具51」（參照圖2）。關於複數治具51的構造係在之後敘述。載置台2包含基材（基座）2a及靜電夾頭（ESC：Electrostatic chuck）6。
基材2a為導電性的金屬，例如以鋁等構成，並具有作為底部電極的功能。基材2a係受到支撐台4支撐。支撐台4係受到例如由石英等所製成的支撐構件3支撐。又，在載置台2的上方外周，設有例如以單晶矽形成的聚焦環5。基材2a之外周部的頂面係成為載置環狀之聚焦環5的載置面2e。再者，在處理容器1內，係以包圍載置台2及支撐台4之周圍的方式，設有例如由石英等所製成之圓筒狀的內壁構件3a。
第一射頻電源10a係經由第一匹配器11a而與基材2a連接，又，第二射頻電源10b係經由第二匹配器11b而與基材2a連接。第一射頻電源10a係電漿產生用之電源，既定頻率的射頻電力係從此第一射頻電源10a供給至載置台2的基材2a。又，第二射頻電源10b係離子引入用（偏壓用）之電源，低於第一射頻電源10a之既定頻率的射頻電力係從此第二射頻電源10b供給至載置台2的基材2a。如此，載置台2便構成為可電壓施加。另一方面，在載置台2的上方，係以和載置台2平行相向的方式，設有具有作為頂部電極之功能的噴淋頭16。噴淋頭16與載置台2係作為一對電極（頂部電極與底部電極）而發揮功能。
靜電夾頭6之頂面係形成為平坦的圓盤狀，且該頂面係成為載置晶圓W或是複數治具51的載置面6c。靜電夾頭6係設於俯視觀之基材2a的中央部。靜電夾頭6係使電極6a夾設於絕緣體6b之間，並在電極6a連接有直流電源12。接著，藉由從直流電源12對電極6a施加直流電壓，而以庫侖力將晶圓W或是複數治具51各自加以吸附。
在載置台2的內部形成有冷媒通道2d，在冷媒通道2d連接有冷媒入口配管2b及冷媒出口配管2c。接著，藉由使適當之冷媒，例如冷卻水等循環於冷媒通道2d之中，可將載置台2控制在既定溫度。又，以貫通載置台2等的方式，設置用於對晶圓W之背面供給氦氣等冷熱傳遞用氣體（背面氣體）的氣體供給管30，氣體供給管30係與未圖示之氣體供給源連接。藉由該等構成，可將被靜電夾頭6吸附固持於載置台2之頂面的晶圓W，控制在既定溫度。
在載置台2之與載置面6c對應的部分，設有複數例如三個銷部用貫通孔200（在圖1中僅顯示一個），在該等銷部用貫通孔200的內部分別配置有升降銷61。升降銷61係與升降機構62連接。升降機構62係使升降銷61升降，而使升降銷61能相對於載置台2的載置面6c伸縮自如地動作。在使升降銷61上升的狀態下，升降銷61的前端會從載置台2的載置面6c突出，並成為將晶圓W固持在載置台2之載置面6c上方的狀態。另一方面，在使升降銷61下降的狀態下，升降銷61的前端會收納於銷部用貫通孔200內，而晶圓W會載置於載置台2的載置面6c。如此，升降機構62係藉由升降銷61而使晶圓W相對於載置台2的載置面6c升降。
在載置台2之與載置面2e對應的部分，設有複數例如三個銷部用貫通孔300（在圖1中僅顯示一個），在該等銷部用貫通孔300的內部分別配置有升降銷63。升降銷63係與升降機構64連接。升降機構64係使升降銷63升降，而使升降銷63相對於載置台2之載置面2e伸縮自如地動作。在使升降銷63上升的狀態下，升降銷63之前端會從載置台2的載置面2e突出，並成為將聚焦環5固持於載置台2之載置面2e上方的狀態。另一方面，在使升降銷63下降的狀態下，升降銷63的前端會收納於銷部用貫通孔300內，而聚焦環5會載置於載置台2的載置面2e。如此，升降機構64係藉由升降銷63而使聚焦環5相對於載置台2的載置面2e升降。
上述噴淋頭16係設於處理容器1的頂壁部分。噴淋頭16具備本體部16a及作為電極板的頂部頂板16b，並藉由絕緣性構件95而支撐於處理容器1的頂部。本體部16a為導電性材料，例如其表面係由經陽極氧化處理的鋁所構成，且在其底部可裝卸自如地支撐頂部頂板16b。
本體部16a在其內部設有氣體擴散室16c。又，本體部16a係在底部形成有多數氣體流通孔16d，而使它們位於氣體擴散室16c之底部。又，頂部頂板16b中，氣體導入孔16e係以在厚度方向上貫通該頂部頂板16b的方式，設置成與上述氣體流通孔16d重疊。藉由如此之構成，供給至氣體擴散室16c的處理氣體，係經由氣體流通孔16d及氣體導入孔16e而呈噴淋狀地分散供給至處理容器1內。
在本體部16a形成有用於將處理氣體導入至氣體擴散室16c的氣體導入口16g。在氣體導入口16g連接有氣體供給配管15a的一端。在此氣體供給配管15a的另一端係連接供給處理氣體的處理氣體供給源（氣體供給部）15。在氣體供給配管15a中係從上游側依序設有質量流量控制器（MFC）15b及開閉閥V2。用於電漿蝕刻的處理氣體，係從處理氣體供給源15經由氣體供給配管15a而供給至氣體擴散室16c。處理氣體係從氣體擴散室16c經由氣體流通孔16d及氣體導入孔16e，而呈噴淋狀地分散供給至處理容器1內。
可變直流電源72係經由低通濾波器（LPF）71與作為上述頂部電極的噴淋頭16電性連接。此可變直流電源72可藉由開閉開關73而開閉供電。可變直流電源72的電流及電壓、以及開閉開關73的開閉係由後述的控制部100加以控制。又，如後所述，在從第一射頻電源10a、第二射頻電源10b施加射頻至載置台2而在處理空間產生電漿時，係根據需要而藉由控制部100導通開閉開關73，將直流電壓施加至作為頂部電極的噴淋頭16。
圓筒狀的接地導體1a係設置成從處理容器1的側壁延伸至比噴淋頭16的高度位置更上方。此圓筒狀的接地導體1a係在其頂部具有頂壁。
在處理容器1的底部形成有排氣口81。第一排氣裝置83係經由排氣管82而與排氣口81連接。第一排氣裝置83具有真空泵，並可藉由使此真空泵作動而將處理容器1內減壓至既定真空度。另一方面，在處理容器1內的側壁設有晶圓W的搬入搬出口84，在此搬入搬出口84設有開閉該搬入搬出口84的閘門閥85。
在處理容器1的側部內側係沿著內壁面而設有防沉積板86。防沉積板86係防止蝕刻副產物（沉積物）附著於處理容器1。在此防沉積板86之與晶圓W大致相同的高度位置，設有可控制地連接對地之電位的導電性構件（接地區塊）89，藉此防止異常放電。又，在防沉積板86的下端部係設有沿著內壁構件3a延伸的防沉積板87。防沉積板86、87可自由裝卸。
上述構成的電漿處理裝置10係由控制部100來統括地控制其運作。控制部100例如為電腦，並控制電漿處理裝置10之各部。
[載置台的構成] 接著，參照圖2，說明依本發明之第一實施態樣之載置台2的重要部位構成。圖2係顯示依本發明之第一實施態樣之載置台2之重要部位構成的概略剖面圖。
如圖2所示，載置台2包含基材2a及靜電夾頭6。靜電夾頭6係呈圓板狀，並以和基材2a同軸的方式設於基材2a的中央部。靜電夾頭6係在絕緣體6b的內部設有電極6a。靜電夾頭6的頂面係載置複數治具51或是晶圓W的載置面6c。又，圖2係顯示在載置面6c載置有複數治具51中之任一個治具51的狀態。又，基材2a之外周部的頂面係載置聚焦環5的載置面2e。載置面6c係第一載置面之一例，載置面2e係第二載置面之一例。
聚焦環5為圓環狀的構件，並以和基材2a同軸的方式設於基材2a的外周部。聚焦環5包含：本體部5a；及突出部5b，從本體部5a的內側側面往徑向內側突出，且其頂面低於本體部5a的頂面。亦即，聚焦環5其頂面的高度係根據徑向的位置而有所不同。例如，本體部5a之頂面的高度係高於載置面6c的高度。另一方面，突出部5b之頂面的高度係低於載置面6c的高度。聚焦環5係環構件之一例。
複數治具51係用於聚焦環5之形狀測定的複數治具。複數治具51係依序載置於載置面6c。複數治具51各自均具有與聚焦環5之頂面相向的相向部51a。複數治具51其在聚焦環5徑向上的相向部51a的位置係彼此不同。亦即，在聚焦環5的徑向上，複數治具51從聚焦環5之中心軸到相向部51a的距離D係彼此不同。以下，係將與距離D對應之相向部51a的位置適當記載為「相向部51a的位置D」。複數治具51係在與相向部51a之位置D對應的聚焦環5之徑向的複數位置，各自與聚焦環5的頂面相向。藉此，當升降機構64藉由升降銷63而使聚焦環5相對於載置台2之載置面2e上升時，聚焦環5的頂面會在聚焦環5之徑向的複數位置各自與治具51的相向部51a接觸。
又，由於複數治具51各自藉由庫侖力而吸附於靜電夾頭6，故治具51的材質為導電性材料。或是，複數治具51各自亦可在與靜電夾頭6之載置面6c接觸的面形成導電材料層。又，複數治具51各自的強度，係設定成當本體部5a之頂面與治具51之相向部51a接觸時，相向部51a不會變形。
在載置面2e形成有收納升降銷63的銷部用貫通孔300。升降銷63係與升降機構64連接。升降機構64係內建驅動馬達，並藉由驅動馬達的驅動力使伸縮桿伸縮，而使升降銷63從載置面2e伸縮自如地動作。升降機構64在收納升降銷63時，係進行升降銷63之停止位置的高度調整，俾使升降銷63的前端部與聚焦環5的背面接觸。又，在升降機構64設有扭矩感測器，偵測使升降銷63上升時在驅動馬達產生的驅動扭矩。由扭矩感測器所偵測之驅動扭矩的資料係輸出至後述控制部100。又，在升降機構64設有例如編碼器等位置偵測器，偵測升降銷63之前端部的位置。由位置偵測器所偵測之升降銷63的前端部之位置的資料輸出至後述控制部100。
又，在上述的說明中，係以收納升降銷63時，升降銷63的前端部會與聚焦環5之背面接觸的情況為例而加以說明，但本發明之技術並不限定於此。例如，假設將從聚焦環5脫離的位置視為升降銷63的收納位置。此情況下，編碼器等偵測升降銷63之前端部位置的位置偵測器，係將升降銷63的前端部與聚焦環5之背面接觸的位置作為基準點而加以調整。
銷部用貫通孔300、升降銷63及升降機構64係設於聚焦環5之周向的複數位置。在依本發明之第一實施態樣之電漿處理裝置10中，銷部用貫通孔300、升降銷63及升降機構64的組合係設有三組。例如，在載置台2中，銷部用貫通孔300、升降銷63及升降機構64的組合係在載置台2的周向上以均等間隔配置。升降機構64的扭矩感測器係在各升降機構64的位置上，偵測驅動馬達的驅動扭矩，並將其偵測結果輸出至控制部100。又，升降機構64的位置偵測器係在各升降機構64的位置上，偵測對應之升降銷63之前端部的位置，並將其偵測結果輸出至控制部100。
[控制部的構成] 接著，詳細說明控制部100。圖3係顯示控制依本發明之第一實施態樣之電漿處理裝置10的控制部100之概略構成的方塊圖。控制部100包含：製程控制器110、使用者介面120及儲存部130。
製程控制器110包含CPU（Central Processing Unit：中央處理單元），並控制電漿處理裝置10之各部。
使用者介面120係由「製程管理者為了控管電漿處理裝置10而進行指令之輸入操作的鍵盤」，或是「將電漿處理裝置10的運轉狀況可視化而顯示的顯示器」等構成。
在儲存部130中，儲存有用於藉由製程控制器110的控制而實現在電漿處理裝置10所執行之各種處理的控制程式（軟體），或是儲存了處理條件資料等處理程序。例如，在儲存部130中儲存有間隔資訊131。又，控制程式或處理條件資料等處理程序，可使用儲存於電腦可讀取之電腦記錄媒體（例如，硬碟、DVD等光碟、軟性磁碟、半導體記憶體等）等之狀態者。或者，控制程式或處理條件資料等處理程序，亦可藉由從其他裝置，例如經由專用線路隨時傳送而直接連線使用。
間隔資訊131係儲存有載置面2e與載置於載置面6c之複數治具51各自之相向部51a間之「間隔尺寸」的資料。間隔尺寸係基於「載置面2e與載置面6c之間的距離」，與「載置面2e與載置於載置面6c之複數治具51各自之相向部51a間的距離」，而預先設定。例如，在圖2所示之一個治具51載置於載置面6c的情況，載置面2e與載置面6c之間的距離為「t1 」，載置面2e與載置於載置面6c之治具51的相向部51a之間的距離為「t2 」。因此，間隔尺寸係被預先設定為「載置面2e與載置面6c之間的距離」與「載置面2e與載置於載置面6c之治具51的相向部51a之間的距離」的和「t1 ＋t2 」。此情況下，間隔尺寸「t1 ＋t2 」係作為間隔資訊131而被儲存於儲存部130。
回到圖3的說明。製程控制器110具有用於儲存程式或資料的內部記憶體，並讀取儲存於儲存部130的控制程式，而執行讀取之控制程式的處理。製程控制器110係藉由運行控制程式，而作為各種處理部而發揮功能。例如，製程控制器110包含：取得部111、量測部112、厚度計算部113及輸出部114。
此外，在電漿處理裝置10中，當進行電漿處理時，聚焦環5會耗損而使聚焦環5的厚度變得較薄。若聚焦環5的厚度變得較薄，則會在聚焦環5上之電漿鞘層與晶圓W上之電漿鞘層的高度位置產生偏差，導致蝕刻特性改變。
例如，當聚焦環5上之電漿鞘層的高度低於晶圓W上之電漿鞘層的高度時，電漿鞘層會在晶圓W的周邊部傾斜，導致正離子會對於晶圓W之周邊部傾斜地入射。如上所述，由於正離子的入射角改變，故蝕刻特性亦會改變。例如，藉由蝕刻而形成之孔洞會產生相對於晶圓W之垂直方向而傾斜地延伸的形狀異常。此孔洞的形狀異常係稱為傾斜（Tilting）。
此外，耗損之聚焦環5的形狀係在每個電漿處理的製程條件均不同，並使電漿狀態改變。例如，耗損之聚焦環5的形狀係成為圖4～圖7所示之四種形狀中之任一種形狀。圖4～圖7係顯示耗損之聚焦環5的形狀之一例的圖式。在圖4中，係顯示聚焦環5的厚度越往聚焦環5之徑向外側而越增加的形狀。在圖5中，係顯示聚焦環5的厚度越往聚焦環5之徑向外側而越減少的形狀。在圖6中，係顯示聚焦環5之厚度在聚焦環5徑向上之中央部分為最大的形狀。在圖7中，係顯示聚焦環5之厚度在聚焦環5徑向上之中央部分為最小的形狀。若因為聚焦環5的形狀而導致電漿狀態改變，則在電漿處理裝置10中，會有對晶圓W進行之電漿處理的特性或均勻性降低的疑慮。因此，期望能適當地測定聚焦環5的形狀。
又，在電漿處理裝置10中，係使用依序載置於載置面6c的複數治具51，而進行聚焦環5的形狀測定。
回到圖3的說明。取得部111係取得表示「載置面2e與載置於載置面6c之複數治具51各自之相向部51a間之間隔尺寸」的間隔資訊131。例如，取得部111係從儲存部130讀取而取得載置面2e與載置於載置面6c之複數治具51各自之相向部51a間的間隔資訊131。又，在本發明之實施態樣中，間隔資訊131係預先儲存於儲存部130，但當間隔資訊131儲存於其他裝置時，取得部111亦可經由網路而從其他裝置取得間隔資訊131。
量測部112係在複數治具51各自均載置於載置面6c的狀態下，藉由升降機構64使升降銷63上升而使聚焦環5上升，直到聚焦環5之頂面與複數治具51各自之相向部51a接觸為止。接著，量測部112在聚焦環5之頂面與相向部51a接觸時，量測從載置面2e起算之聚焦環5的上升距離。例如，量測部112係藉由分別設於聚焦環5周向上之複數位置的升降機構64而使聚焦環5上升。接著，量測部112在聚焦環5之頂面與相向部51a接觸時，針對聚焦環5周向上的複數位置，各自量測從載置面2e起算之聚焦環5的上升距離。聚焦環5之頂面是否與相向部51a接觸，係藉由將在各升降機構64之位置上，由各升降機構64之扭矩感測器所偵測之驅動扭矩的値與既定臨界值加以比較而判斷。從載置面2e起算之聚焦環5的上升距離，係使用在各升降機構64之位置上，由各升降機構64的位置偵測器所偵測之升降銷63的前端部的位置而加以量測。
厚度計算部113係基於「透過由取得部111取得之間隔資訊131所表示之間隔尺寸」與「藉由量測部112而測得之聚焦環5的上升距離」，來計算聚焦環5徑向上的複數位置各自之聚焦環5的厚度。例如，假設由間隔資訊131所表示的間隔尺寸係圖2所示之與一個治具51對應之間隔尺寸「t1 ＋t2 」的情況。此情況下，厚度計算部113係藉由從間隔尺寸「t1 ＋t2 」減去量測到之聚焦環5的上升距離，而計算聚焦環5的厚度。又，厚度計算部113係計算「與複數治具51各自之相向部51a之位置對應」的「聚焦環5徑向上的複數位置各自之聚焦環5的厚度」。又，厚度計算部113係針對在聚焦環5周向上的複數位置，各自計算聚焦環5徑向上的複數位置各自之聚焦環5的厚度。
藉此，在電漿處理裝置10中，可藉由使聚焦環5上升，直到聚焦環5之頂面與依序載置於載置面6c之複數治具51各自的相向部51a接觸為止這樣簡易的構成，而適當地測定聚焦環5的形狀。
此處，說明聚焦環5之形狀測定之具體的一例。圖8係用於說明聚焦環5之形狀測定處理之流程之一例的圖式。圖8（A）係顯示複數治具51中之一個治具51載置於載置面6c的狀態。治具51具有與聚焦環5之頂面相向的相向部51a。載置面2e與載置面6c之間的距離為「t1 」，載置面2e與載置於載置面6c之治具51的相向部51a之間的距離為「t2 」。因此，載置面2e與載置於載置面6c之治具51之相向部51a的間隔尺寸為「t1 ＋t2 」。在電漿處理裝置10中，量測部112係藉由升降機構64使升降銷63上升，而使聚焦環5上升，直到聚焦環5的頂面與治具51的相向部51a接觸為止。圖8（B）係顯示，本體部5a之頂面與治具51之相向部51a接觸的狀態。在圖8（B）的例子中，聚焦環5係從載置面2e上升了「s1 」的量。如圖8（B）所示，量測部112係在本體部5a之頂面與治具51之相向部51a接觸時，量測從載置面2e起算之聚焦環5的上升距離「s1 」。接著，在電漿處理裝置10中，厚度計算部113係藉由從間隔尺寸「t1 ＋t2 」減去測得之聚焦環5的上升距離「s1 」，而計算聚焦環5的厚度「to 」。又，針對依序載置於載置面6c之複數治具51，各自重複進行藉由量測部112所進行之上升距離「s1 」的量測、及藉由厚度計算部113所進行之聚焦環5之厚度「to 」的計算。藉此，電漿處理裝置10可藉由使聚焦環5上升直到聚焦環5之頂面與依序載置於載置面6c之複數治具51各自的相向部51a接觸為止這樣簡易的構成，而適當地測定聚焦環5的形狀。
回到圖3的說明。輸出部114係基於藉由厚度計算部113所計算之聚焦環5的厚度，而輸出資訊。例如，輸出部114係基於藉由厚度計算部113所計算之在聚焦環5徑向上之複數位置各自之聚焦環5的厚度，而將表示聚焦環5之厚度分布的資訊輸出至使用者介面120。又，輸出部114亦可將表示聚焦環5之厚度分布的資訊作為資料而輸出至外部裝置。
圖9係顯示表示聚焦環5之厚度分布的資訊之輸出之一例的圖式。在圖9的例子中，係以圖形401顯示通過與「聚焦環5徑向上之三個位置各自之聚焦環5的厚度」對應之測定點的近似曲線。又，在圖9的例子中，係以圖形402顯示通過與「聚焦環5徑向上之五個位置各自之聚焦環5的厚度」對應之測定點的近似曲線。又，在圖9的例子中，係以圖形403顯示通過與「聚焦環5徑向上之十一個位置各自之聚焦環5的厚度」對應之測定點的近似曲線。藉由圖形401～403，例如，可確認在聚焦環5徑向上之中央部分中的聚焦環5之厚度為最大。亦即，藉由圖形401～403，可特定出圖6所示之聚焦環5的形狀。
藉此，電漿處理裝置10的控管者能以視覺的方式掌握聚焦環5的形狀。
[控制的流程] 接著，說明使用依本發明之第一實施態樣之電漿處理裝置10的聚焦環5之形狀測定方法。圖10係顯示依本發明之第一實施態樣之聚焦環5之形狀測定處理的流程之一例的流程圖。此聚焦環5的形狀測定處理，例如係在對晶圓W進行之電漿處理結束的時間點執行。
如圖10所示，將用於計數依序載置於載置面6c之複數治具51的變數N初始化成1（S11），並將晶圓W從處理容器1搬出（S12）。接著，將第N個（亦即，第1個）治具51載置於載置面6c（第一載置面）（S13），並藉由靜電夾頭6吸附第N個治具51（S14）。此時，由靜電夾頭6所產生的吸附力係設定成當治具51之相向部51a與聚焦環5之頂面接觸時，治具51不會從載置面6c離開。
取得部111係取得表示載置面2e與載置於載置面6c之第N個治具51的相向部51a之間隔尺寸的間隔資訊131（S15）。
量測部112係在藉由靜電夾頭6將載置於載置面6c之第N個治具51吸附的狀態下，藉由升降機構64使升降銷63上升，而使聚焦環5上升（S16）。量測部112係判斷聚焦環5之頂面是否與第N個治具51的相向部51a接觸（S17）。在聚焦環5之頂面未與第N個治具51的相向部51a接觸的情況下（S17為否），量測部112係繼續上升聚焦環5（S16）。
另一方面，在聚焦環5之頂面與第N個治具51的相向部51a接觸的情況下（S17為是），量測部112係量測從載置面2e起算之聚焦環5的上升距離（S18）。
厚度計算部113係基於透過由取得部111取得之間隔資訊131所表示的間隔尺寸，與藉由量測部112測得之聚焦環5的上升距離，而計算聚焦環5徑向上之位置DN 的聚焦環5之厚度（S19）。又，聚焦環5徑向上的位置DN 係與第N個治具51之相向部51a的位置D對應的位置。
接著，將第N個治具51從處理容器1搬出（S20）。厚度計算部113係判斷變數N是否達到限定數Nmax （惟Nmax ≧3）（S21）。在變數N未達到限定數Nmax 的情況下（S21為否），厚度計算部113係使變數N的値增加1（S22）再將處理回到步驟S13。藉此，計算在聚焦環5徑向上的複數位置DN （N＝1、2、…、Nmax ）各自之聚焦環5的厚度。
另一方面，在變數N達到限定數Nmax 的情況下（S21為是），厚度計算部113係將處理進展至步驟S23。接著，輸出部114係基於藉由厚度計算部113計算之聚焦環5之厚度而輸出資訊。例如，輸出部114係基於在聚焦環5徑向上的複數位置DN （N＝1、2、…、Nmax ）各個之聚焦環5的厚度，而將表示聚焦環5之厚度分布的資訊輸出至使用者介面120（S23）。
如以上所述，依本發明之第一實施態樣之電漿處理裝置10包含：載置台2、升降機構64、取得部111、量測部112及厚度計算部113。載置台2包含：載置面6c，依序載置複數治具51；及載置面2e，載置聚焦環5。複數治具51係用於進行配置在晶圓W周圍之聚焦環5的形狀測定，各自具有與聚焦環5之頂面相向的相向部51a，且在聚焦環5徑向上之相向部51a的位置係彼此不同。升降機構64係使聚焦環5相對於載置面2e升降。取得部111係取得表示載置面2e與載置於載置面6c之複數治具51各自之相向部51a間之間隔尺寸的間隔資訊。量測部112係在複數治具51各自均載置於載置面6e的狀態下，藉由升降機構64使聚焦環5上升，並在聚焦環5之頂面與相向部51a接觸時，量測從載置面2e起算之聚焦環5的上升距離。厚度計算部113係基於由取得之間隔資訊131所表示的間隔尺寸、與測得之聚焦環5的上升距離，而計算在聚焦環5徑向上之複數位置各自之聚焦環5的厚度。藉此，電漿處理裝置10可適當地測定聚焦環5的形狀。
又，依本發明之第一實施態樣之電漿處理裝置10具有輸出部114。輸出部114係基於計算之聚焦環5徑向上的複數位置各自之聚焦環5的厚度，而將表示聚焦環5之厚度分布的資訊加以輸出。藉此，電漿處理裝置10能使電漿處理裝置10的控管者以視覺的方式掌握聚焦環5的形狀。
又，在依本發明之第一實施態樣之電漿處理裝置10中，間隔尺寸係基於載置面2e與載置面6c之間的距離，及載置面2e與載置於載置面2e之複數治具51各自之相向部51a之間的距離，而預先設定。藉此，電漿處理裝置10即使在每一載置台2或治具51中，均於尺寸上具有誤差的情況下，亦可高精度地測定聚焦環5的形狀。
又，在依本發明之第一實施態樣之電漿處理裝置10中，載置台2係設有吸附依序載置於載置面6c之複數治具51各自的靜電夾頭6。量測部112係在藉由靜電夾頭6將載置於載置面6c之複數治具51各自吸附的狀態下，藉由升降機構64使聚焦環5上升。藉此，電漿處理裝置10可在聚焦環5之頂面與複數治具51各自的相向部51a接觸時，防止複數治具51各自從載置面6c分離，可高精度地測定聚焦環5的形狀。
又，在依本發明之第一實施態樣之電漿處理裝置10中，升降機構64係分別設於聚焦環5周向上的複數位置。量測部112係藉由分別設於聚焦環5周向上之複數位置的升降機構64，而使聚焦環5上升。量測部112係在聚焦環5之頂面與相向部51a接觸時，針對聚焦環5周向上的複數位置，各自計算從載置面2e起算之聚焦環5的上升距離。厚度計算部113係基於間隔尺寸與測得之聚焦環5的上升距離，而針對聚焦環5周向上的複數位置，各自計算在聚焦環5徑向上之複數位置各自之聚焦環5的厚度。藉此，電漿處理裝置10可針對聚焦環5周向上的複數位置，各自高精度地測定聚焦環5的形狀。
以上，雖說明了各種實施態樣，但本發明之技術並不限定於上述實施態樣，可構成各種變形態樣。例如，上述電漿處理裝置10係電容耦合型的電漿處理裝置10，但亦可採用任意電漿處理裝置10。例如，電漿處理裝置10亦可為任意型態的電漿處理裝置10，例如感應耦合型的電漿處理裝置10、藉由微波等表面波而使氣體激發的電漿處理裝置10。
又，在上述實施態樣中，係以測定配置於晶圓W周圍之聚焦環5的形狀之情況為例而加以說明，但並不限定於此。例如，在聚焦環5周圍配置有蓋體環等其他環構件的情況下，亦可藉由與依上述實施態樣之聚焦環5的形狀測定處理相同的手法，而測定其他環構件的形狀。
又，在上述實施態樣中，係以使用依序載置於載置面6c之複數治具51，來進行聚焦環5之形狀測定的情況為例而加以說明，但本發明之技術並不限定於此。圖11係用於說明聚焦環5之形狀測定處理之流程之另一例的圖式。例如，如圖11所示，亦可使用載置於載置面6c的一個治具52，來測定聚焦環5的形狀。圖11（A）係顯示治具52載置於載置面6c的狀態。治具52係用於聚焦環5之形狀測定的治具。治具52具有與聚焦環5之頂面相向的相向部52a。在相向部52a中，係沿著聚焦環5之徑向設有可在上下方向移動的複數探針53。載置面2e與載置面6c之間的距離為「t1 」，載置面2e與載置於載置面6c之治具52的相向部52a之間的距離為「t2 」。因此，載置面2e與載置於載置面6c之治具52的相向部52a之間隔尺寸為「t1 ＋t2 」。在電漿處理裝置10中，取得部111例如係取得載置面2e與載置於載置面6c之治具52的相向部52a之間隔尺寸「t1 ＋t2 」。量測部112係在治具52載置於載置面6c的狀態下，藉由升降機構64使升降銷63上升，而使聚焦環5上升，同時藉由上升中的聚焦環5將複數探針53往上推。
圖11（B）係顯示聚焦環5之頂面與治具52的相向部52a接觸的狀態。在圖11（B）的例子中，聚焦環5係從載置面2e上升了「s1 」的量。如圖11（B）所示，量測部112係在聚焦環5之頂面與治具52之相向部52a接觸時，量測從載置面2e起算之聚焦環5的上升距離「s1 」。接著，在電漿處理裝置10中，厚度計算部113係基於間隔尺寸「t1 ＋t2 」，與測得之聚焦環5的上升距離「s1 」，而計算作為聚焦環5之形狀測定之基準的聚焦環5之厚度亦即基準厚度。基準厚度係相當於聚焦環5中最厚之部分的厚度。在圖11（B）的例子中，厚度計算部113係藉由從間隔尺寸「t1 ＋t2 」減去聚焦環5的上升距離「s1 」，而計算作為聚焦環5之形狀測定之基準的基準厚度「tr 」。藉由厚度計算部113計算基準厚度「tr 」後，便回收治具52，並基於回收之治具52與計算之基準厚度「tr 」，而進行聚焦環5的形狀測定。亦即，在聚焦環5的形狀測定中，係分別量測複數探針53相對於相向部52a的突出量。複數探針53的突出量例如係使用既定量測器具而加以量測。又，複數探針53的突出量亦可使用位移計等而電性量測。接著，藉由從基準厚度「tr 」減去複數探針53的突出量，而計算在聚焦環5徑向上之複數位置各自之聚焦環5的厚度。藉此，可使用載置於載置面6c的一個治具52，而簡易且高精度地測定聚焦環5的形狀。
1:處理容器 1a:接地導體 2:載置台 2a:基材（基座） 2b:冷媒入口配管 2c:冷媒出口配管 2d:冷媒通道 2e,6c,6e:載置面 3:支撐構件 3a:內壁構件 4:支撐台 5:聚焦環 5a,16a:本體部 5b:突出部 6:靜電夾頭 6a:電極 6b:絕緣體 10:電漿處理裝置 10a:第一射頻電源 10b:第二射頻電源 11a:第一匹配器 11b:第二匹配器 12:直流電源 15:處理氣體供給源 15a:氣體供給配管 15b:質量流量控制器 16:噴淋頭 16b:頂部頂板 16c:氣體擴散室 16d:氣體流通孔 16e:氣體導入孔 16g:氣體導入口 30:氣體供給管 51,52:治具 51a,52a:相向部 53:探針 61,63:升降銷 62,64:升降機構 71:低通濾波器 72:可變直流電源 73:開閉開關 81:排氣口 82:排氣管 83:第一排氣裝置 84:搬入搬出口 85:閘門閥 86,87:防沉積板 89:導電性構件（接地區塊） 95:絕緣性構件 100:控制部 110:製程控制器 111:取得部 112:量測部 113:厚度計算部 114:輸出部 120:使用者介面 130:儲存部 131:間隔資訊 200,300:銷部用貫通孔 401~403:圖形 D:距離（位置） S11~S23:步驟 s1:上升距離 t1,t2:距離 tr:基準厚度 to:厚度 V2:開閉閥 W:晶圓
圖1係顯示依本發明之第一實施態樣之電漿處理裝置之構成的概略剖面圖。 圖2係顯示依本發明之第一實施態樣之載置台之重要部位構成的概略剖面圖。 圖3係顯示控制依本發明之第一實施態樣之電漿處理裝置之控制部之概略構成的方塊圖。 圖4係顯示耗損之聚焦環之形狀之一例的圖式。 圖5係顯示耗損之聚焦環之形狀之一例的圖式。 圖6係顯示耗損之聚焦環之形狀之一例的圖式。 圖7係顯示耗損之聚焦環之形狀之一例的圖式。 圖8（A）～（B）係用於說明聚焦環之形狀測定處理之流程之一例的圖式。 圖9係顯示表示聚焦環之厚度分布之資訊之輸出之一例的圖式。 圖10係顯示依本發明之第一實施態樣之聚焦環之形狀測定處理之流程之一例的流程圖。 圖11（A）～（B）係用於說明聚焦環之形狀測定處理之流程之另一例的圖式。
100:控制部
110:製程控制器
111:取得部
112:量測部
113:厚度計算部
114:輸出部
120:使用者介面
130:儲存部
131:間隔資訊

Claims (7)

  1. 一種電漿處理裝置，包含： 載置台，具有：第一載置面，用於依序載置複數治具，該複數治具係用於進行配置在被處理體周圍之環構件的形狀測定，各自具有與該環構件之頂面相向的相向部，並且在該環構件徑向上的該相向部之位置係彼此不同；及第二載置面，用於載置該環構件； 升降機構，使該環構件相對於該第二載置面升降； 取得部，取得表示該第二載置面與載置於該第一載置面之該複數治具各自之該相向部間之間隔尺寸的間隔資訊； 量測部，在該複數治具各自均載置於該第一載置面的狀態下，藉由該升降機構使該環構件上升，並在該環構件之頂面與該相向部接觸時，量測從該第二載置面起算之該環構件的上升距離；及 厚度計算部，基於由取得之該間隔資訊所表示的該間隔尺寸、與測得之該環構件的上升距離，而計算在該環構件徑向上之複數位置各自之該環構件的厚度。
  2. 如請求項1所述之電漿處理裝置，更包含： 輸出部，基於計算得到之在該環構件徑向上之複數位置各自之該環構件的厚度，而將表示該環構件之厚度分布的資訊加以輸出。
  3. 如請求項1所述之電漿處理裝置，其中， 該間隔尺寸係基於該第二載置面與該第一載置面之間的距離、及該第一載置面與載置於該第一載置面之該複數治具各自之該相向部間的距離，而預先設定。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之電漿處理裝置，其中， 在該載置台設有將依序載置於該第一載置面之該複數治具各自加以吸附的靜電夾頭， 該量測部係在藉由該靜電夾頭將依序載置於該第一載置面之該複數治具各自加以吸附的狀態下，藉由該升降機構使該環構件上升。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之電漿處理裝置，其中， 該升降機構係分別設於該環構件周向上的複數位置， 該量測部係藉由分別設於該環構件周向上之複數位置的該升降機構，使該環構件上升，並在該環構件之頂面與該相向部接觸時，針對該環構件周向上的複數位置，各自量測從該第二載置面起算之該環構件的上升距離， 該厚度計算部係基於由取得之該間隔資訊所表示的該間隔尺寸、與測得之該環構件的上升距離，而針對該環構件周向上的複數位置，各自計算在該環構件徑向上之複數位置各自之該環構件的厚度。
  6. 一種電漿處理裝置，包含： 載置台，具有：第一載置面，用於載置治具，該治具係用於配置在被處理體周圍之環構件的形狀測定，並具有與該環構件之頂面相向的相向部，且在該相向部中沿著該環構件之徑向設有可在上下方向移動的複數探針；及第二載置面，用於載置該環構件； 升降機構，使該環構件相對於該第二載置面升降； 取得部，取得表示該第二載置面與載置於該第一載置面之該治具的該相向部間之間隔尺寸的間隔資訊； 量測部，在該治具載置於該第一載置面的狀態下，藉由該升降機構使該環構件上升，同時藉由上升中的該環構件將該複數探針往上推，並在該環構件之頂面與該相向部接觸時，量測從該第二載置面起算之該環構件的上升距離；及 厚度計算部，基於由取得之該間隔資訊所表示之該間隔尺寸、與測得之該環構件的上升距離，計算作為該環構件之形狀測定之基準的該環構件之厚度亦即基準厚度； 在該環構件的形狀測定中，係藉由分別量測該複數探針相對於該相向部的突出量，並從該基準厚度減去該複數探針的突出量，而計算在該環構件徑向上之複數位置各自之該環構件的厚度。
  7. 一種環構件的形狀測定方法，包含以下處理步驟： 將複數治具依序載置於載置台之第一載置面的步驟，該載置台具有：該第一載置面，用於依序載置該複數治具，該複數治具係用於進行配置在被處理體周圍之環構件的形狀測定，各自具有與該環構件之頂面相向的相向部，且在該環構件徑向上之該相向部的位置係彼此不同；及第二載置面，用於載置該環構件； 取得表示該第二載置面與載置於該第一載置面之該複數治具各自之該相向部間之間隔尺寸的間隔資訊的步驟； 在將該複數治具各自均載置於該第一載置面的狀態下，藉由使該環構件相對於該第二載置面升降的升降機構來使該環構件上升，並在該環構件之頂面與該相向部接觸時，量測從該第二載置面起算之該環構件的上升距離的步驟；及 基於由取得之該間隔資訊所表示的該間隔尺寸、與測得之該環構件的上升距離，而計算在該環構件徑向上之複數位置各自之該環構件之厚度的步驟。
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