WO2025253941A1

WO2025253941A1 - プラズマ処理装置

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Publication number: WO2025253941A1
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Inventors: 智紀山下; 能吏山本
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Publication date: 2025-12-11
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Abstract

プラズマ処理装置において、センサを用いて決定される電気パラメータの精度を向上する技術を提供する。プラズマ処理装置は、プラズマ処理チャンバと、プラズマ処理チャンバ内に配置される基板支持部であって、基板支持部は、導電性基台と、導電性基台上に配置される静電チャックとを有する、基板支持部と、ＲＦ伝送ラインを介して導電性基台に電気的に接続されるＲＦ電源と、ＲＦ伝送ライン上のノードにおける少なくとも１つの第１の電気パラメータを検出するように構成されるセンサと、静電チャックの静電容量を測定した測定結果を格納するように構成される第１の格納部と、制御部と、を備え、制御部は、センサにより検出された少なくとも１つの第１の電気パラメータ及び第１の格納部に格納された静電容量の測定結果に基づいて、基板支持面上の基板における少なくとも１つの第２の電気パラメータを決定するように構成される。

Description

プラズマ処理装置

　本開示の例示的実施形態は、プラズマ処理装置に関する。

　特許文献１には、プラズマ処理システムにおいて、ＲＦセンサを有する測定システムを提供する技術が開示されている。また、特許文献２には、プラズマシステムにおいて、ウェハバイアスを決定する技術が開示されている。

米国特許出願公開第２０２１/０４０７７７１号明細書特開２０１４－１９５０４４号公報

　本開示は、プラズマ処理装置において、センサを用いて決定される電気パラメータの精度を向上する技術を提供する。

　本開示の一つの例示的実施形態におけるプラズマ処理装置は、プラズマ処理チャンバと、プラズマ処理チャンバ内に配置される基板支持部であって、基板支持部は、導電性基台と、導電性基台上に配置される静電チャックとを有し、静電チャックは、基板支持面を有する、基板支持部と、ＲＦ伝送ラインを介して導電性基台に電気的に接続されるＲＦ電源と、ＲＦ伝送ライン上のノードにおける少なくとも１つの第１の電気パラメータを検出するように構成されるセンサと、静電チャックの静電容量を測定した測定結果を格納するように構成される第１の格納部と、制御部と、を備え、制御部は、センサにより検出された少なくとも１つの第１の電気パラメータ及び第１の格納部に格納された静電容量の測定結果に基づいて、基板支持面上の基板における少なくとも１つの第２の電気パラメータを決定するように構成される。

　本開示の一つの例示的実施形態によれば、プラズマ処理装置において、センサを用いて決定される電気パラメータの精度を向上する技術を提供することができる。

プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。プラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。センサ及び制御部の構成例を説明するための図である。変換係数の一例を説明するための図である。センサによる測定プロセスの一例を説明するためのフローチャートである。静電チャックの静電容量の測定結果を更新するプロセスの一例を説明するためのフローチャートである。

　以下、本開示の各実施形態について説明する。

　一つの例示的実施形態において、プラズマ処理チャンバと、プラズマ処理チャンバ内に配置される基板支持部であって、基板支持部は、導電性基台と、導電性基台上に配置される静電チャックとを有し、静電チャックは、基板支持面を有する、基板支持部と、ＲＦ伝送ラインを介して導電性基台に電気的に接続されるＲＦ電源と、ＲＦ伝送ライン上のノードにおける少なくとも１つの第１の電気パラメータを検出するように構成されるセンサと、静電チャックの静電容量を測定した測定結果を格納するように構成される第１の格納部と、制御部と、を備え、制御部は、センサにより検出された少なくとも１つの第１の電気パラメータ及び第１の格納部に格納された静電容量の測定結果に基づいて、基板支持面上の基板における少なくとも１つの第２の電気パラメータを決定するように構成される、プラズマ処理装置が提供される。

　一つの例示的実施形態において、第１の格納部は、複数の静電チャックに対してそれぞれ測定された静電容量のテーブルを格納するように構成される。

　一つの例示的実施形態において、少なくとも１つの第１の電気パラメータは、第１の電圧及び第１の電流を含み、少なくとも１つの第２の電気パラメータは、第２の電圧及び第２の電流を含む。

　一つの例示的実施形態において、ＲＦ電源は、１００ｋＨｚ～２０ＭＨｚの範囲内の周波数を有するＲＦ電力を、ＲＦ伝送ラインを介して導電性基台に供給するように構成される。

　一つの例示的実施形態において、静電容量は、２０００ｐＦ～２００００ｐＦの範囲内である。

　一つの例示的実施形態において、制御部は、第１の格納部に格納された静電容量の測定結果に基づいて変換係数を決定する工程と、センサにより検出された少なくとも１つの第１の電気パラメータ及び決定された変換係数に基づいて少なくとも１つの第２の電気パラメータを決定する工程と、を実行するように構成される。

　一つの例示的実施形態において、決定された変換係数を格納するように構成される第２の格納部を、さらに備える。

　一つの例示的実施形態において、制御部は、回路基板を含み、第２の格納部は、回路基板に配置される。

　一つの例示的実施形態において、制御部は、第１のレシピに基づいてプラズマ処理動作を実行する工程と、プラズマ処理動作の間において決定された少なくとも１つの第２の電気パラメータが予め定められた範囲内にあるかどうかを判断する工程と、を実行するように構成される。

　一つの例示的実施形態において、制御部は、プラズマ処理動作の間において決定された少なくとも１つの第２の電気パラメータが予め定められた範囲内にないと判断した場合、第１の格納部に格納された静電容量の測定結果を変更する工程と、変更された静電容量の測定結果に基づいて変換係数を決定する工程と、を実行するように構成される。

　一つの例示的実施形態において、プラズマ処理チャンバと、プラズマ処理チャンバ内に配置される基板支持部であって、基板支持部は、電極と静電チャックとを有し、静電チャックは、基板支持面を有する、基板支持部と、ＲＦ伝送ラインを介して電極に電気的に接続されるＲＦ電源と、ＲＦ伝送ライン上のノードにおける少なくとも１つの第１の電気パラメータを検出するように構成されるセンサと、静電チャックの静電容量を測定した測定結果を格納するように構成される第１の格納部と、制御部と、を備え、制御部は、センサにより検出された少なくとも１つの第１の電気パラメータ及び第１の格納部に格納された静電容量の測定結果に基づいて、基板支持面上の基板における少なくとも１つの第２の電気パラメータを決定するように構成される、プラズマ処理装置が提供される。

　一つの例示的実施形態において、電極は、静電チャック内に配置される。

　一つの例示的実施形態において、ＲＦ電源は、１００ｋＨｚ～２０ＭＨｚの範囲内の周波数を有するＲＦ電力を、ＲＦ伝送ラインを介して電極に供給するように構成される。

　以下、図面を参照して、本開示の各実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一または同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づいて上下左右等の位置関係を説明する。図面の寸法比率は実際の比率を示すものではなく、また、実際の比率は図示の比率に限られるものではない。

＜プラズマ処理システムの一例＞
　図１は、プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。一実施形態において、プラズマ処理システムは、プラズマ処理装置１及び制御部２を含む。プラズマ処理システムは、基板処理システムの一例であり、プラズマ処理装置１は、基板処理装置の一例である。プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、基板支持部１１及びプラズマ生成部１２を含む。プラズマ処理チャンバ１０は、プラズマ処理空間を有する。また、プラズマ処理チャンバ１０は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間に供給するための少なくとも１つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも１つのガス排出口とを有する。ガス供給口は、後述するガス供給部２０に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム４０に接続される。基板支持部１１は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。

　プラズマ生成部１２は、プラズマ処理空間内に供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマを生成するように構成される。プラズマ処理空間において形成されるプラズマは、容量結合プラズマ（ＣＣＰ；ＣａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＰｌａｓｍａ）、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ；ＩｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＰｌａｓｍａ）、ＥＣＲプラズマ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ－Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ－ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｐｌａｓｍａ）、ヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ：ＨｅｌｉｃｏｎＷａｖｅＰｌａｓｍａ）、又は、表面波プラズマ（ＳＷＰ：ＳｕｒｆａｃｅＷａｖｅＰｌａｓｍａ）等であってもよい。また、ＡＣ（ＡｌｔｅｒｎａｔｉｎｇＣｕｒｒｅｎｔ）プラズマ生成部及びＤＣ（ＤｉｒｅｃｔＣｕｒｒｅｎｔ）プラズマ生成部を含む、種々のタイプのプラズマ生成部が用いられてもよい。一実施形態において、ＡＣプラズマ生成部で用いられるＡＣ信号（ＡＣ電力）は、１００ｋＨｚ～１０ＧＨｚの範囲内の周波数を有する。従って、ＡＣ信号は、ＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号及びマイクロ波信号を含む。一実施形態において、ＲＦ信号は、１００ｋＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。

　制御部２は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置１に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部２は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置１の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部２の一部又は全てがプラズマ処理装置１に含まれてもよい。制御部２は、処理部２ａ１、記憶部２ａ２及び通信インターフェース２ａ３を含んでもよい。制御部２は、例えばコンピュータ２ａにより実現される。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部２ａ２に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部２ａ２に格納され、処理部２ａ１によって記憶部２ａ２から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ２ａに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェース２ａ３に接続されている通信回線であってもよい。処理部２ａ１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）であってもよい。記憶部２ａ２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース２ａ３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回線を介してプラズマ処理装置１との間で通信してもよい。

　以下に、プラズマ処理装置１の一例としての容量結合型のプラズマ処理装置の構成例について説明する。図２は、容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。

　容量結合型のプラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０（単に「チャンバ」ともいう。）、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド１３を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。シャワーヘッド１３は、基板支持部１１の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド１３は、プラズマ処理チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ１０は、シャワーヘッド１３、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａ及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。プラズマ処理チャンバ１０は接地される。シャワーヘッド１３及び基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０の筐体とは電気的に絶縁される。

　基板支持部１１は、本体部１１１及びリングアセンブリ１１２を含む。本体部１１１は、基板Ｗを支持するための中央領域１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域１１１ｂとを有する。ウェハは基板Ｗの一例である。本体部１１１の環状領域１１１ｂは、平面視で本体部１１１の中央領域１１１ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部１１１の中央領域１１１ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部１１１の中央領域１１１ａ上の基板Ｗを囲むように本体部１１１の環状領域１１１ｂ上に配置される。従って、中央領域１１１ａは、基板Ｗを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域１１１ｂは、リングアセンブリ１１２を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。

　一実施形態において、本体部１１１は、基台１１１０及び静電チャック１１１１を含む。基台１１１０は、導電性部材を含む。基台１１１０の導電性部材は下部電極として機能し得る。静電チャック１１１１は、基台１１１０の上に配置される。静電チャック１１１１は、セラミック部材１１１１ａとセラミック部材１１１１ａ内に配置される静電電極１１１１ｂとを含む。セラミック部材１１１１ａは、中央領域１１１ａを有する。一実施形態において、セラミック部材１１１１ａは、環状領域１１１ｂも有する。なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック１１１１を囲む他の部材が環状領域１１１ｂを有してもよい。この場合、リングアセンブリ１１２は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック１１１１と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。また、後述するＲＦ電源３１及び／又はＤＣ電源３２に結合される少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極がセラミック部材１１１１ａ内に配置されてもよい。この場合、少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極が下部電極として機能する。後述するバイアスＲＦ信号及び／又はＤＣ信号が少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極に供給される場合、ＲＦ／ＤＣ電極はバイアス電極とも呼ばれる。なお、基台１１１０の導電性部材と少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極とが複数の下部電極として機能してもよい。また、静電電極１１１１ｂが下部電極として機能してもよい。従って、基板支持部１１は、少なくとも１つの下部電極を含む。

　リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。一実施形態において、１又は複数の環状部材は、１又は複数のエッジリングと少なくとも１つのカバーリングとを含む。エッジリングは、導電性材料又は絶縁材料で形成され、カバーリングは、絶縁材料で形成される。

　また、基板支持部１１は、静電チャック１１１１、リングアセンブリ１１２及び基板のうち少なくとも１つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路１１１０ａ、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路１１１０ａには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。一実施形態において、流路１１１０ａが基台１１１０内に形成され、１又は複数のヒータが静電チャック１１１１のセラミック部材１１１１ａ内に配置される。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と中央領域１１１ａとの間の間隙に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。

　シャワーヘッド１３は、ガス供給部２０からの少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ内に導入するように構成される。シャワーヘッド１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス拡散室１３ｂ、及び複数のガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス拡散室１３ｂを通過して複数のガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。また、シャワーヘッド１３は、少なくとも１つの上部電極を含む。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド１３に加えて、側壁１０ａに形成された１又は複数の開口部に取り付けられる１又は複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Ｓｉｄｅ　Ｇａｓ　Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。

　ガス供給部２０は、少なくとも１つのガスソース２１及び少なくとも１つの流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース２１からそれぞれに対応の流量制御器２２を介してシャワーヘッド１３に供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する少なくとも１つの流量変調デバイスを含んでもよい。

　電源３０は、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ１０に結合されるＲＦ電源３１を含む。ＲＦ電源３１は、少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ生成部１２の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスＲＦ信号を少なくとも１つの下部電極に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Ｗに引き込むことができる。

　一実施形態において、ＲＦ電源３１は、第１のＲＦ生成部３１ａ及び第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第１のＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、ソースＲＦ信号は、１０ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第１のＲＦ生成部３１ａは、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のソースＲＦ信号は、少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に供給される。

　第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも１つの下部電極に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。バイアスＲＦ信号の周波数は、ソースＲＦ信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号の周波数よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、１００ｋＨｚ～６０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第２のＲＦ生成部３１ｂは、異なる周波数を有する複数のバイアスＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のバイアスＲＦ信号は、少なくとも１つの下部電極に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。

　また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでもよい。ＤＣ電源３２は、第１のＤＣ生成部３２ａ及び第２のＤＣ生成部３２ｂを含む。一実施形態において、第１のＤＣ生成部３２ａは、少なくとも１つの下部電極に接続され、第１のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第１のＤＣ信号は、少なくとも１つの下部電極に印加される。一実施形態において、第２のＤＣ生成部３２ｂは、少なくとも１つの上部電極に接続され、第２のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第２のＤＣ信号は、少なくとも１つの上部電極に印加される。

　種々の実施形態において、第１及び第２のＤＣ信号がパルス化されてもよい。この場合、電圧パルスのシーケンスが少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、ＤＣ信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部が第１のＤＣ生成部３２ａと少なくとも１つの下部電極との間に接続される。従って、第１のＤＣ生成部３２ａ及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。第２のＤＣ生成部３２ｂ及び波形生成部が電圧パルス生成部を構成する場合、電圧パルス生成部は、少なくとも１つの上部電極に接続される。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、１周期内に１又は複数の正極性電圧パルスと１又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、第１及び第２のＤＣ生成部３２ａ，３２ｂは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第１のＤＣ生成部３２ａが第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。

　排気システム４０は、例えばプラズマ処理チャンバ１０の底部に設けられたガス排出口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間１０ｓ内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。

＜センサ及び制御部の構成例＞
　一実施形態において、図３に示すように、ＲＦ電源３１は、ＲＦ伝送ライン２００を介して導電性の基台１１１０に電気的に接続される。一実施形態において、ＲＦ電源３１は、１００ｋＨｚ～２０ＭＨｚの範囲内の周波数を有するＲＦ電力を、ＲＦ伝送ライン２００を介して基台１１１０に供給するように構成される。ＲＦ電源３１は、ＲＦ伝送ライン２００においてマッチング回路２１０を介して基台１１１０に接続される。マッチング回路２１０は、インピーダンス整合回路を含んでよい。

　一実施形態において、プラズマ処理装置１はセンサ２５０を備える。

　センサ２５０は、ＲＦ伝送ライン２００上のノードにおける少なくとも１つの第１の電気パラメータを検出するように構成される。一実施形態において、少なくとも１つの第１の電気パラメータは、電圧及び電流を含む。すなわち、センサ２５０は、ＲＦ伝送ライン２００上のノードにおけるＲＦ信号の電圧及び電流を検出することができる。一実施形態において、センサ２５０は、マッチング回路２１０と基台１１１０との間のＲＦ伝送ライン２００上のノードに接続されてよい。また、センサ２５０は、マッチング回路２１０とＲＦ電源３１との間のＲＦ伝送ライン２００上のノードに接続されてよい。

　一実施形態において、制御部２は、回路基板３００を有する。回路基板３００は、第１の格納部２６０と第２の格納部２６１を有する。第１の格納部２６０と第２の格納部２６１は、図２に示す制御部２の記憶部２ａ２に配置されてよい。

　図３に示す第１の格納部２６０は、静電チャック１１１１の静電容量を測定した測定結果を格納するように構成される。静電容量の測定結果は、静電チャック１１１１の各個体が有する静電容量を測定した結果である。静電チャック１１１１の静電容量の測定結果は、静電チャック１１１１が基板支持部１１の基台１１１０に設置される前に測定されてよいし、静電チャック１１１１が基板支持部１１の基台１１１０に設置された後に測定されてもよい。静電チャック１１１１の静電容量の測定結果は、静電チャック１１１１がチャンバ１０から外された状態で測定されてよいし、静電チャック１１１１がチャンバ１０に設置された状態で測定されてもよい。

　制御部２は、第１の格納部２６０に格納された静電容量の測定結果に基づいて変換係数Ａを決定するように構成される。また、制御部２は、センサ２５０により検出されたＲＦ信号の電圧及び電流、及び決定された変換係数Ａに基づいて、基板支持面上の基板における少なくとも１つの第２の電気パラメータを決定するように構成される。少なくとも一つの第２の電気パラメータは、電圧及び電流を含む。すなわち、制御部２は、基板支持面上の基板の電圧及び電流を決定するように構成される。

　図４に示すように、変換係数Ａは、センサ２５０により検出された電圧Ｖｓ、電流Ｉｓを、基板支持面上の基板における電圧Ｖｗ、電流Ｉｗに変換する変換行列であってよい。変換係数Ａは、チャンバ１０、基板支持部１１、ＲＦ伝送ライン２００、マッチング回路２１０、センサ２５０及び制御部２の回路基板３００などを含む等価回路から導出される変換係数を含み、静電チャック１１１１の静電容量の測定結果を入力することで決定されてよい。

　第２の格納部２６１は、制御部２において決定された変換係数Ａを格納するように構成される。

＜センサによる測定プロセスの一例＞
　図５は、センサ２５０による測定プロセスの一例を説明するためのフローチャートである。

　測定プロセスでは、先ず、静電チャック１１１１の静電容量を測定した測定結果が第１の格納部２６０に格納される（図５の工程ＳＴ１）。静電チャック１１１１の静電容量は、静電チャック１１１１が基板支持部１１に設置する前に測定されてよい。静電チャック１１１１の静電容量を測定した測定結果は、制御部２の通信インターフェース２ａ３や入力部から入力され、第１の格納部２６０に格納されてよい。静電チャック１１１１の静電容量は、２０００ｐＦ～２００００ｐＦの範囲内であってよい。

　次に、制御部２において、第１の格納部２６０に格納された静電容量の測定結果に基づいて変換係数Ａが決定される（図５の工程ＳＴ２）。制御部２は、静電容量の測定結果が入力されることで変換係数Ａを演算する演算ツールを用いて変換係数Ａを決定してよい。演算ツールは、制御部２に予め記憶されてよい。決定された変換係数Ａは、第２の格納部２６１に格納される。

　次に、センサ２５０により、ＲＦ伝送ライン２００上のノードにおけるＲＦ信号の電圧Ｖｓ及び電流Ｉｓが検出される（図５の工程ＳＴ３）。ＲＦ信号の電圧Ｖｓ及び電流Ｉｓの検出は、ＲＦ電源３１から基台１１１０にＲＦ信号が伝送されているときに行われる。ＲＦ信号の電圧及び電流の検出は、プラズマ処理開始前、プラズマ処理中及びプラズマ処理後のうちの少なくともいずれかに行われてよい。このときＲＦ電源３１は、１００ｋＨｚ～２０ＭＨｚの範囲内の周波数を有するＲＦ電力を、ＲＦ伝送ライン２００を介して基台１１１０に供給してよい。

　制御部２において、センサ２５０により検出されたＲＦ信号の電圧Ｖｓ及び電流Ｉｓ、及び決定された変換係数Ａに基づいて、基板支持面上の基板における電圧Ｖｗ及び電流Ｉｗが決定される（図５の工程ＳＴ４）。電圧Ｖｗ及び電流Ｉｗは、図４に示す数式により決定されてよい。変換係数Ａは、第２の格納部２６１に格納されているものが用いられる。

　本例示的実施形態によれば、プラズマ処理装置１が、プラズマ処理チャンバ１０と、基板支持部１１と、ＲＦ電源３１と、センサ２５０と、第１の格納部２６０と、制御部２と、を備え、制御部２は、センサ２５０により検出された少なくとも１つの第１の電気パラメータ及び第１の格納部２６０に格納された静電チャック１１１１の静電容量の測定結果に基づいて基板支持面上の基板における少なくとも１つの第２の電気パラメータを決定するように構成される。一般的に、静電チャックの静電容量は個体差が大きいが、本例示的実施形態によれば、プラズマ処理装置１において、静電チャックの静電容量の測定結果を考慮して電気パラメータが決定されるので、センサを用いて決定される電気パラメータの精度を向上することができる。

＜静電容量の測定結果の更新プロセスの一例＞
　静電チャック１１１１の静電容量の測定結果は、更新されてよい。図６は、静電チャック１１１１の静電容量の測定結果を更新するプロセスの一例を説明するためのフローチャートである。静電チャック１１１１の静電容量の測定結果を更新するプロセスは、制御部２によって実行されてよい。

　先ず、第１のレシピに基づいてプラズマ処理動作が実行される（図６の工程ＳＴ１０）。第１のレシピは、ＲＦ電源３１がＲＦ伝送ライン２００を介して基台１１１０にＲＦ信号を供給した際の、基板支持面上の基板における正しい電圧値及び電流値（真値）が既知のレシピである。

　プラズマ処理動作は、プラズマを用いて基板Ｗ上の膜をエッチングするエッチング処理時の動作を含む。プラズマ処理動作は、制御部２により実行される。プラズマ処理動作は、下部電極である基台１１１０にプラズマ生成用のソースＲＦ信号が供給される。下部電極には、イオン引き込み用のバイアス信号が供給されてよい。このとき、処理ガスが、シャワーヘッド１３からプラズマ処理空間１０ｓに供給されてよい。プラズマ処理空間１０ｓ内の雰囲気はガス排出口１０ｅから排気され、プラズマ処理空間１０ｓ内は所定の圧力に減圧されてよい。プラズマ処理空間１０ｓにプラズマが生成されてよい。

　次に、プラズマ処理動作の間において、センサ２５０及び制御部２により、基板支持面上の基板の電圧Ｖｗ及び電流Ｉｗが決定される（図６の工程ＳＴ１１）。電圧Ｖｗ及び電流Ｉｗは、上述した工程ＳＴ３及び工程ＳＴ４と同様ように、センサ２５０により、ＲＦ伝送ライン２００上のノードにおけるＲＦ信号の電圧Ｖｓ及び電流Ｉｓが検出され、その後制御部２により、センサ２５０により検出されたＲＦ信号の電圧Ｖｓ及び電流Ｉｓ、及び変換係数Ａに基づいて、基板支持面上の基板の電圧Ｖｗ及び電流Ｉｗが決定される。

　次に、制御部２において、プラズマ処理動作の間において決定された基板支持面上の基板の電圧Ｖｗ及び電流Ｉｗが予め定められた範囲内にあるかどうかが判断される（図６の工程ＳＴ１２）。予め定められた範囲は、第１のレシピにおける正しい電圧値及び電流値に基づいて設定される。

　次に、制御部２において、プラズマ処理動作の間において決定された基板支持面上の基板の電圧Ｖｗ及び電流Ｉｗが予め定められた範囲内にあると判断された場合には、更新プロセスが終了される。制御部２において、プラズマ処理動作の間において決定された基板支持面上の基板の電圧Ｖｗ及び電流Ｉｗが予め定められた範囲内にないと判断した場合には、第１の格納部２６０に格納された静電容量の測定結果が変更される（図６の工程ＳＴ１３）。

　制御部２において、変更された静電容量の測定結果に基づいて変換係数Ａが決定及び変更される（図６の工程ＳＴ１４）。変換係数Ａは、上述した工程ＳＴ２と同様に、制御部２において、静電容量の測定結果が入力されることで変換係数Ａを演算する演算ツールを用いて決定されてよい。決定された変換係数Ａは、第２の格納部２６１に格納される。そして、次に行われるセンサによる測定プロセスでは、第２の格納部２６１に格納された、変更された変換係数が用いられる。

　本例示的実施形態によれば、静電チャック１１１１の静電容量が経時的に変化する場合でも、センサを用いて決定される電気パラメータの精度を向上することができる。

　第１の格納部２６０は、複数の静電チャックに対してそれぞれ測定された静電容量のテーブルを格納するように構成されてよい。複数の静電チャックは、同じプラズマ処理装置１に使用されるものであってよいし、異なるプラズマ処理装置１に使用されるものであってよい。

　以上の実施形態では、基板支持部が導電性基台と静電チャックを有し、ＲＦ電源がＲＦ伝送ラインを介して導電性基台に電気的に接続されていたが、基板支持部が電極と静電チャックを有し、ＲＦ電源がＲＦ伝送ラインを介して電極に電気的に接続されてよい。すなわち、プラズマ処理装置は、プラズマ処理チャンバと、プラズマ処理チャンバ内に配置され、電極と静電チャックとを有する基板支持部と、ＲＦ伝送ラインを介して電極に電気的に接続されるＲＦ電源と、ＲＦ伝送ライン上のノードにおける少なくとも１つの第１の電気パラメータを検出するように構成されるセンサと、静電チャックの静電容量を測定した測定結果を格納するように構成される第１の格納部と、制御部と、を備え、制御部は、センサにより検出された少なくとも１つの第１の電気パラメータ及び第１の格納部に格納された静電容量の測定結果に基づいて基板支持面上の基板における少なくとも１つの第２の電気パラメータを決定するように構成されてよい。この例では、電極は、静電チャック内に配置されてよいし、静電チャックと別の部分に配置されてよい。

　本開示の実施形態は、以下の態様をさらに含む。

（付記１）
　プラズマ処理チャンバと、
　前記プラズマ処理チャンバ内に配置される基板支持部であって、前記基板支持部は、導電性基台と、前記導電性基台上に配置される静電チャックとを有し、前記静電チャックは、基板支持面を有する、前記基板支持部と、
　ＲＦ伝送ラインを介して前記導電性基台に電気的に接続されるＲＦ電源と、
　前記ＲＦ伝送ライン上のノードにおける少なくとも１つの第１の電気パラメータを検出するように構成されるセンサと、
　前記静電チャックの静電容量を測定した測定結果を格納するように構成される第１の格納部と、
　制御部と、を備え、
　前記制御部は、前記センサにより検出された前記少なくとも１つの第１の電気パラメータ及び前記第１の格納部に格納された前記静電容量の測定結果に基づいて、前記基板支持面上の基板における少なくとも１つの第２の電気パラメータを決定するように構成される、
プラズマ処理装置。

（付記２）
　前記第１の格納部は、複数の静電チャックに対してそれぞれ測定された静電容量のテーブルを格納するように構成される、
付記１に記載のプラズマ処理装置。

（付記３）
　前記少なくとも１つの第１の電気パラメータは、第１の電圧及び第１の電流を含み、
　前記少なくとも１つの第２の電気パラメータは、第２の電圧及び第２の電流を含む、
付記１又は２に記載のプラズマ処理装置。

（付記４）
　前記ＲＦ電源は、１００ｋＨｚ～２０ＭＨｚの範囲内の周波数を有するＲＦ電力を、前記ＲＦ伝送ラインを介して前記導電性基台に供給するように構成される、
付記１から３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。

（付記５）
　前記静電容量は、２０００ｐＦ～２００００ｐＦの範囲内である、
付記１から４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。

（付記６）
　前記制御部は、
　前記第１の格納部に格納された前記静電容量の測定結果に基づいて変換係数を決定する工程と、
　前記センサにより検出された前記少なくとも１つの第１の電気パラメータ及び前記決定された変換係数に基づいて前記少なくとも１つの第２の電気パラメータを決定する工程と、を実行するように構成される、
付記１から５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。

（付記７）
　前記決定された変換係数を格納するように構成される第２の格納部を、さらに備える、
付記６に記載のプラズマ処理装置。

（付記８）
　前記制御部は、回路基板を含み、
　前記第２の格納部は、前記回路基板に配置される、
付記７に記載のプラズマ処理装置。

（付記９）
　前記制御部は、
　第１のレシピに基づいてプラズマ処理動作を実行する工程と、
　前記プラズマ処理動作の間において決定された前記少なくとも１つの第２の電気パラメータが予め定められた範囲内にあるかどうかを判断する工程と、を実行するように構成される、
付記６から８のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。

（付記１０）
　前記制御部は、
　前記プラズマ処理動作の間において決定された前記少なくとも１つの第２の電気パラメータが予め定められた範囲内にないと判断した場合、前記第１の格納部に格納された前記静電容量の測定結果を変更する工程と、
　前記変更された静電容量の測定結果に基づいて変換係数を決定する工程と、を実行するように構成される、
付記９に記載のプラズマ処理装置。

（付記１１）
　プラズマ処理チャンバと、
　前記プラズマ処理チャンバ内に配置される基板支持部であって、前記基板支持部は、電極と静電チャックとを有し、前記静電チャックは、基板支持面を有する、前記基板支持部と、
　ＲＦ伝送ラインを介して前記電極に電気的に接続されるＲＦ電源と、
　前記ＲＦ伝送ライン上のノードにおける少なくとも１つの第１の電気パラメータを検出するように構成されるセンサと、
　前記静電チャックの静電容量を測定した測定結果を格納するように構成される第１の格納部と、
　制御部と、を備え、
　前記制御部は、前記センサにより検出された前記少なくとも１つの第１の電気パラメータ及び前記第１の格納部に格納された前記静電容量の測定結果に基づいて、前記基板支持面上の基板における少なくとも１つの第２の電気パラメータを決定するように構成される、
プラズマ処理装置。

（付記１２）
　前記電極は、前記静電チャック内に配置される、
付記１１に記載のプラズマ処理装置。

（付記１３）
　前記少なくとも１つの第１の電気パラメータは、第１の電圧及び第１の電流を含み、
　前記少なくとも１つの第２の電気パラメータは、第２の電圧及び第２の電流を含む、
付記１１又は１２に記載のプラズマ処理装置。

（付記１４）
　前記ＲＦ電源は、１００ｋＨｚ～２０ＭＨｚの範囲内の周波数を有するＲＦ電力を、前記ＲＦ伝送ラインを介して前記電極に供給するように構成される、
付記１１から１３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。

（付記１５）
　前記静電容量は、２０００ｐＦ～２００００ｐＦの範囲内である、
付記１１から１４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。

（付記１６）
　前記制御部は、
　前記第１の格納部に格納された前記静電容量の測定結果に基づいて変換係数を決定する工程と、
　前記センサにより検出された前記少なくとも１つの第１の電気パラメータ及び前記決定された変換係数に基づいて前記少なくとも１つの第２の電気パラメータを決定する工程と、を実行するように構成される、
付記１１から１５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。

（付記１７）
　前記決定された変換係数を格納するように構成される第２の格納部を、さらに備える、
付記１６に記載のプラズマ処理装置。

（付記１８）
　前記制御部は、回路基板を含み、
　前記第２の格納部は、前記回路基板に配置される、
付記１７に記載のプラズマ処理装置。

（付記１９）
　前記制御部は、
　第１のレシピに基づいてプラズマ処理動作を実行する工程と、
　前記プラズマ処理動作の間において決定された前記少なくとも１つの第２の電気パラメータが予め定められた範囲内にあるかどうかを判断する工程と、を実行するように構成される、
付記１６から１８のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。

（付記２０）
　前記制御部は、
　前記プラズマ処理動作の間において決定された前記少なくとも１つの第２の電気パラメータが予め定められた範囲内にないと判断した場合、前記第１の格納部に格納された前記静電容量の測定結果を変更する工程と、
　前記変更された静電容量の測定結果に基づいて変換係数を決定する工程と、を実行するように構成される、
付記１９に記載のプラズマ処理装置。

　以上の各実施形態は、説明の目的で記載されており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。以上の各実施形態は、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく種々の変形をなし得る。例えば、ある実施形態における一部の構成要素を、他の実施形態に追加することができる。また、ある実施形態における一部の構成要素を、他の実施形態の対応する構成要素と置換することができる。

１……プラズマ処理装置、２……制御部、１０……チャンバ、１１……基板支持部、３１……ＲＦ電源、１１１０……基台、１１１１……静電チャック、２００……ＲＦ伝送ライン、２５０……センサ、２６０……第１の格納部、２６１……第２の格納部、Ｗ…基板

Claims

　プラズマ処理チャンバと、
　前記プラズマ処理チャンバ内に配置される基板支持部であって、前記基板支持部は、導電性基台と、前記導電性基台上に配置される静電チャックとを有し、前記静電チャックは、基板支持面を有する、前記基板支持部と、
　ＲＦ伝送ラインを介して前記導電性基台に電気的に接続されるＲＦ電源と、
　前記ＲＦ伝送ライン上のノードにおける少なくとも１つの第１の電気パラメータを検出するように構成されるセンサと、
　前記静電チャックの静電容量を測定した測定結果を格納するように構成される第１の格納部と、
　制御部と、を備え、
　前記制御部は、前記センサにより検出された前記少なくとも１つの第１の電気パラメータ及び前記第１の格納部に格納された前記静電容量の測定結果に基づいて、前記基板支持面上の基板における少なくとも１つの第２の電気パラメータを決定するように構成される、
プラズマ処理装置。
　前記第１の格納部は、複数の静電チャックに対してそれぞれ測定された静電容量のテーブルを格納するように構成される、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
　前記少なくとも１つの第１の電気パラメータは、第１の電圧及び第１の電流を含み、
　前記少なくとも１つの第２の電気パラメータは、第２の電圧及び第２の電流を含む、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
　前記ＲＦ電源は、１００ｋＨｚ～２０ＭＨｚの範囲内の周波数を有するＲＦ電力を、前記ＲＦ伝送ラインを介して前記導電性基台に供給するように構成される、
請求項３に記載のプラズマ処理装置。
　前記静電容量は、２０００ｐＦ～２００００ｐＦの範囲内である、
請求項４に記載のプラズマ処理装置。
　前記制御部は、
　前記第１の格納部に格納された前記静電容量の測定結果に基づいて変換係数を決定する工程と、
　前記センサにより検出された前記少なくとも１つの第１の電気パラメータ及び前記決定された変換係数に基づいて前記少なくとも１つの第２の電気パラメータを決定する工程と、を実行するように構成される、
請求項１から５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
　前記決定された変換係数を格納するように構成される第２の格納部を、さらに備える、
請求項６に記載のプラズマ処理装置。
　前記制御部は、回路基板を含み、
　前記第２の格納部は、前記回路基板に配置される、
請求項７に記載のプラズマ処理装置。
　前記制御部は、
　第１のレシピに基づいてプラズマ処理動作を実行する工程と、
　前記プラズマ処理動作の間において決定された前記少なくとも１つの第２の電気パラメータが予め定められた範囲内にあるかどうかを判断する工程と、を実行するように構成される、
請求項６に記載のプラズマ処理装置。
　前記制御部は、
　前記プラズマ処理動作の間において決定された前記少なくとも１つの第２の電気パラメータが予め定められた範囲内にないと判断した場合、前記第１の格納部に格納された前記静電容量の測定結果を変更する工程と、
　前記変更された静電容量の測定結果に基づいて変換係数を決定する工程と、を実行するように構成される、
請求項９に記載のプラズマ処理装置。
　プラズマ処理チャンバと、
　前記プラズマ処理チャンバ内に配置される基板支持部であって、前記基板支持部は、電極と静電チャックとを有し、前記静電チャックは、基板支持面を有する、前記基板支持部と、
　ＲＦ伝送ラインを介して前記電極に電気的に接続されるＲＦ電源と、
　前記ＲＦ伝送ライン上のノードにおける少なくとも１つの第１の電気パラメータを検出するように構成されるセンサと、
　前記静電チャックの静電容量を測定した測定結果を格納するように構成される第１の格納部と、
　制御部と、を備え、
　前記制御部は、前記センサにより検出された前記少なくとも１つの第１の電気パラメータ及び前記第１の格納部に格納された前記静電容量の測定結果に基づいて、前記基板支持面上の基板における少なくとも１つの第２の電気パラメータを決定するように構成される、
プラズマ処理装置。
　前記電極は、前記静電チャック内に配置される、
請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
　前記少なくとも１つの第１の電気パラメータは、第１の電圧及び第１の電流を含み、
　前記少なくとも１つの第２の電気パラメータは、第２の電圧及び第２の電流を含む、
請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
　前記ＲＦ電源は、１００ｋＨｚ～２０ＭＨｚの範囲内の周波数を有するＲＦ電力を、前記ＲＦ伝送ラインを介して前記電極に供給するように構成される、
請求項１３に記載のプラズマ処理装置。
　前記静電容量は、２０００ｐＦ～２００００ｐＦの範囲内である、
請求項１４に記載のプラズマ処理装置。
　前記制御部は、
　前記第１の格納部に格納された前記静電容量の測定結果に基づいて変換係数を決定する工程と、
　前記センサにより検出された前記少なくとも１つの第１の電気パラメータ及び前記決定された変換係数に基づいて前記少なくとも１つの第２の電気パラメータを決定する工程と、を実行するように構成される、
請求項１１から１５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
　前記決定された変換係数を格納するように構成される第２の格納部を、さらに備える、
請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
　前記制御部は、回路基板を含み、
　前記第２の格納部は、前記回路基板に配置される、
請求項１７に記載のプラズマ処理装置。
　前記制御部は、
　第１のレシピに基づいてプラズマ処理動作を実行する工程と、
　前記プラズマ処理動作の間において決定された前記少なくとも１つの第２の電気パラメータが予め定められた範囲内にあるかどうかを判断する工程と、を実行するように構成される、
請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
　前記制御部は、
　前記プラズマ処理動作の間において決定された前記少なくとも１つの第２の電気パラメータが予め定められた範囲内にないと判断した場合、前記第１の格納部に格納された前記静電容量の測定結果を変更する工程と、
　前記変更された静電容量の測定結果に基づいて変換係数を決定する工程と、を実行するように構成される、
請求項１９に記載のプラズマ処理装置。