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KR20240149913A - 에지 링의 소모량을 구하는 방법, 플라즈마 처리 장치, 및 기판 처리 시스템 - Google Patents

에지 링의 소모량을 구하는 방법, 플라즈마 처리 장치, 및 기판 처리 시스템 Download PDF

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KR20240149913A
KR20240149913A KR1020247029569A KR20247029569A KR20240149913A KR 20240149913 A KR20240149913 A KR 20240149913A KR 1020247029569 A KR1020247029569 A KR 1020247029569A KR 20247029569 A KR20247029569 A KR 20247029569A KR 20240149913 A KR20240149913 A KR 20240149913A
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KR
South Korea
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chamber
edge ring
plasma
electrode
substrate
Prior art date
Application number
KR1020247029569A
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English (en)
Inventor
잇코 다나카
아츠시 데라사와
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

개시되는 방법은, 플라즈마 처리 장치의 챔버 내에서 플라즈마를 생성하는 공정 (a)를 포함한다. 플라즈마 처리 장치는, 챔버 내에 마련된 기판 지지부를 포함한다. 기판 지지부는, 기판을 지지하는 제1 영역과 에지 링을 지지하는 제2 영역을 포함한다. 제1 영역은 제1 전극을 포함하고, 제2 영역은 제2 전극을 포함하는, 방법은, 플라즈마로부터 기판 지지부에 이온을 인입하기 위하여, 제1 전극 및 제2 전극의 각각에 주기적으로 전압의 펄스를 인가하는 공정 (b)를 더 포함한다. 방법은, 전압의 펄스가 각각 제1 전극 및 제2 전극에 인가되어 있을 때의 제1 전극의 제1 전압값 및 제2 전극의 제2 전압값에 근거하여, 에지 링의 소모량을 구하는 공정 (c)를 더 포함한다.

Description

에지 링의 소모량을 구하는 방법, 플라즈마 처리 장치, 및 기판 처리 시스템
본 개시의 예시적 실시형태는, 에지 링의 소모량을 구하는 방법, 플라즈마 처리 장치, 및 기판 처리 시스템에 관한 것이다.
플라즈마 처리 장치가 기판에 대한 플라즈마 처리를 위하여 이용되고 있다. 플라즈마 처리 장치는, 챔버 내에 기판 지지부를 구비한다. 기판 지지부는, 그 위에 재치되는 기판을 지지한다. 기판 지지부는, 에지 링을 더 지지할 수 있다. 기판은, 기판 지지부 상, 또한, 에지 링에 의하여 둘러싸인 영역 내에 배치된다. 플라즈마 처리 장치는, 하기의 특허문헌 1에 기재된 바와 같이, 에지 링에 전압을 인가하도록 구성되는 경우가 있다.
특허문헌 1: 미국 특허출원 공개공보 제2021/0175110호
본 개시는, 에지 링의 소모량을 구하는 기술을 제공한다.
일 예시적 실시형태에 있어서, 에지 링의 소모량을 구하는 방법이 제공된다. 방법은, 플라즈마 처리 장치의 챔버 내에서 플라즈마를 생성하는 공정 (a)를 포함한다. 플라즈마 처리 장치는, 챔버 내에 마련된 기판 지지부를 포함한다. 기판 지지부는, 그 위에 재치되는 기판을 지지하는 제1 영역과 그 위에 재치되는 에지 링을 지지하는 제2 영역을 포함한다. 제1 영역은 제1 전극을 포함하고, 제2 영역은 제2 전극을 포함한다. 방법은, 공정 (a)에 있어서 플라즈마가 생성되어 있을 때에, 플라즈마로부터 기판 지지부에 이온을 인입(引入)하기 위하여, 제1 전극 및 제2 전극의 각각에 주기적으로 전압의 펄스를 인가하는 공정 (b)를 더 포함한다. 방법은, 공정 (b)에 있어서 펄스가 각각 제1 전극 및 제2 전극에 인가되어 있을 때의 제1 전극의 제1 전압값 및 제2 전극의 제2 전압값에 근거하여, 에지 링의 소모량을 구하는 공정 (c)를 더 포함한다.
일 예시적 실시형태에 따르면, 에지 링의 소모량을 구하는 기술이 제공된다.
도 1은 일 예시적 실시형태에 관한 에지 링의 소모량을 구하는 방법의 흐름도이다.
도 2는 플라즈마 처리 시스템의 구성예를 설명하기 위한 도이다.
도 3은 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치의 구성예를 설명하기 위한 도이다.
도 4는 전압의 펄스의 예를 나타내는 도이다.
도 5는 도 1에 나타내는 방법의 공정(STc)의 일 실시형태를 나타내는 도이다.
도 6은 제1 전압값의 시간 변화량에 대한 제2 전압값의 시간 변화량의 비의 값과 에지 링의 소모 속도의 관계의 예를 나타내는 도이다.
도 7은 다른 예시적 실시형태에 관한 에지 링의 소모량을 구하는 방법의 흐름도이다.
도 8은 제1 전압값에 대한 제2 전압값의 비의 값과 에지 링의 두께의 관계의 예를 나타내는 도이다.
도 9는 일 예시적 실시형태에 관한 기판 처리 시스템을 나타내는 도이다.
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, 일 예시적 실시형태에 관한 에지 링의 소모량을 구하는 방법의 흐름도이다. 도 1에 나타내는 방법(MT)은, 플라즈마 처리 장치에 있어서 에지 링의 소모량을 구하기 위하여 행해진다.
도 2는, 플라즈마 처리 시스템의 구성예를 설명하기 위한 도이다. 일 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 시스템은, 플라즈마 처리 장치(1) 및 제어부(2)를 포함한다. 플라즈마 처리 시스템은, 기판 처리 시스템의 일례이며, 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. 또, 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 접속되고, 가스 배출구는, 후술하는 배기 시스템(40)에 접속된다. 기판 지지부(11)는, 플라즈마 처리 공간 내에 배치되고, 기판을 지지하기 위한 기판 지지면을 갖는다.
플라즈마 생성부(12)는, 플라즈마 처리 공간 내에 공급된 적어도 하나의 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하도록 구성된다. 플라즈마 처리 공간에 있어서 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) 등이어도 된다.
제어부(2)는, 본 개시에 있어서 설명되는 다양한 공정을 플라즈마 처리 장치(1)에 실행시키는 컴퓨터 실행 가능한 명령을 처리한다. 제어부(2)는, 여기에서 설명되는 다양한 공정을 실행하도록 플라즈마 처리 장치(1)의 각 요소를 제어하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 제어부(2)의 일부 또는 전부가 플라즈마 처리 장치(1)에 포함되어도 된다. 제어부(2)는, 처리부(2a1), 기억부(2a2) 및 통신 인터페이스(2a3)를 포함해도 된다. 제어부(2)는, 예를 들면 컴퓨터(2a)에 의하여 실현된다. 처리부(2a1)는, 기억부(2a2)로부터 프로그램을 판독하고, 판독된 프로그램을 실행함으로써 다양한 제어 동작을 행하도록 구성될 수 있다. 이 프로그램은, 미리 기억부(2a2)에 저장되어 있어도 되고, 필요한 때에, 매체를 통하여 취득되어도 된다. 취득된 프로그램은, 기억부(2a2)에 저장되고, 처리부(2a1)에 의하여 기억부(2a2)로부터 판독되어 실행된다. 매체는, 컴퓨터(2a)로 판독 가능한 다양한 기억 매체여도 되고, 통신 인터페이스(2a3)에 접속되어 있는 통신 회선이어도 된다. 처리부(2a1)는, CPU(Central Processing Unit)여도 된다. 기억부(2a2)는, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 또는 이들의 조합을 포함해도 된다. 통신 인터페이스(2a3)는, LAN(Local Area Network) 등의 통신 회선을 통하여 플라즈마 처리 장치(1)와의 사이에서 통신해도 된다.
이하에, 플라즈마 처리 장치(1)의 일례로서의 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치의 구성예에 대하여 설명한다. 도 3은, 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치의 구성예를 설명하기 위한 도이다.
용량 결합형의 플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마 처리 챔버(10), 가스 공급부(20), 및 배기 시스템(40)을 포함한다. 또, 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 실시형태에 있어서, 샤워 헤드(13)는, 플라즈마 처리 챔버(10)의 천장부(ceiling)의 적어도 일부를 구성한다. 플라즈마 처리 챔버(10)는, 샤워 헤드(13), 플라즈마 처리 챔버(10)의 측벽(10a) 및 기판 지지부(11)에 의하여 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 케이스와는 전기적으로 절연된다.
기판 지지부(11)는, 본체부(111) 및 에지 링(112)을 포함한다. 본체부(111)는, 기판(W)을 지지하기 위한 제1 영역(111a)(중앙 영역)과, 에지 링(112)을 지지하기 위한 제2 영역(111b)(환상 영역)을 갖는다. 웨이퍼는 기판(W)의 일례이다. 본체부(111)의 제2 영역(111b)은, 평면시(平面視)에서 본체부(111)의 제1 영역(111a)을 둘러싸고 있다. 기판(W)은, 본체부(111)의 제1 영역(111a) 상에 배치되고, 에지 링(112)은, 본체부(111)의 제1 영역(111a) 상의 기판(W)을 둘러싸도록 본체부(111)의 제2 영역(111b) 상에 배치된다.
일 실시형태에 있어서, 본체부(111)는, 기대(基臺)(1110) 및 정전 척(1111)을 포함한다. 기대(1110)는, 도전성 부재를 포함한다. 정전 척(1111)은, 기대(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, 제1 영역(111a)을 구성한다. 일 실시형태에 있어서, 세라믹 부재(1111a)는, 제2 영역(111b)을 더 구성한다. 또한, 환상 정전 척이나 환상 절연 부재와 같은, 정전 척(1111)을 둘러싸는 다른 부재가 제2 영역(111b)을 구성하고 있어도 된다. 이 경우, 에지 링(112)은, 환상 정전 척 또는 환상 절연 부재 상에 배치되어도 되고, 정전 척(1111)과 환상 절연 부재 양방 상에 배치되어도 된다.
에지 링(112)은, 하나 또는 복수의 환상 부재를 포함한다. 에지 링(112)은, 도전성 재료 또는 절연 재료로 형성된다.
또, 기판 지지부(11)는, 정전 척(1111), 에지 링(112) 및 기판 중 적어도 하나를 타깃 온도로 조절하도록 구성되는 온도 조절 모듈을 포함해도 된다. 온도 조절 모듈은, 히터, 전열 매체, 유로(1110a), 또는 이들의 조합을 포함해도 된다. 유로(1110a)에는, 브라인이나 가스와 같은 전열 유체가 흐른다. 일 실시형태에 있어서, 유로(1110a)가 기대(1110) 내에 형성되고, 하나 또는 복수의 히터가 정전 척(1111)의 세라믹 부재(1111a) 내에 배치된다. 또, 기판 지지부(11)는, 기판(W)의 이면과 제1 영역(111a)의 사이의 간극에 전열 가스를 공급하도록 구성된 전열 가스 공급부를 포함해도 된다.
샤워 헤드(13)는, 가스 공급부(20)로부터의 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 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) 내에 도입된다. 또, 샤워 헤드(13)는, 적어도 하나의 상부 전극을 포함한다. 또한, 가스 도입부는, 샤워 헤드(13)에 더하여, 측벽(10a)에 형성된 하나 또는 복수의 개구부에 장착되는 하나 또는 복수의 사이드 가스 주입부(SGI: Side Gas Injector)를 포함해도 된다.
가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 가스 소스(21) 및 적어도 하나의 유량 제어기(22)를 포함해도 된다. 일 실시형태에 있어서, 가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 처리 가스를, 각각에 대응하는 가스 소스(21)로부터 각각에 대응하는 유량 제어기(22)를 개재하여 샤워 헤드(13)에 공급하도록 구성된다. 각 유량 제어기(22)는, 예를 들면 매스 플로 컨트롤러 또는 압력 제어식의 유량 제어기를 포함해도 된다. 또한, 가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 처리 가스의 유량을 변조 또는 펄스화하는 적어도 하나의 유량 변조 디바이스를 포함해도 된다.
배기 시스템(40)은, 예를 들면 플라즈마 처리 챔버(10)의 저부에 마련된 가스 배출구(10e)에 접속될 수 있다. 배기 시스템(40)은, 압력 조정 밸브 및 진공 펌프를 포함해도 된다. 압력 조정 밸브에 의하여, 플라즈마 처리 공간(10s) 내의 압력이 조정된다. 진공 펌프는, 터보 분자 펌프, 드라이 펌프 또는 이들의 조합을 포함해도 된다.
상술한 제1 영역(111a)은, 제1 전극(121)을 포함한다. 제1 전극(121)은, 정전 척(1111)의 세라믹 부재(1111a) 중에 배치되어 있어도 된다. 제1 전극(121)은, 도전성 재료로 형성된 막이어도 된다. 제1 전극(121)의 평면 형상은, 원형이어도 된다. 또, 제2 영역(111b)은, 제2 전극(122)을 포함한다. 제2 전극(122)은, 정전 척(1111)의 세라믹 부재(1111a) 중에 배치되어 있어도 된다. 제2 전극(122)은, 도전성 재료로 형성된 막이어도 된다. 제2 전극(122)의 평면 형상은, 대략 환상이어도 된다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 고주파 전원(31)을 더 구비한다. 고주파 전원(31)은, 일 실시형태의 플라즈마 생성부(12)를 구성한다. 고주파 전원(31)은, 소스 고주파 전력(RF)을 발생시키도록 구성되어 있다. 소스 고주파 전력(RF)은, 소스 주파수(fRF)를 갖는다. 소스 주파수(fRF)는, 10MHz~150MHz의 범위 내의 주파수일 수 있다. 고주파 전원(31)은, 정합기(33)를 개재하여 고주파 전극에 전기적으로 접속되어 있고, 소스 고주파 전력(RF)을 고주파 전극에 공급하도록 구성되어 있다. 고주파 전극은, 기대(1110)의 도전성 부재, 세라믹 부재(1111a) 내에 마련된 적어도 하나의 전극, 또는 상부 전극이어도 된다. 소스 고주파 전력(RF)이 고주파 전극에 공급되면, 챔버(10) 내의 가스로부터 플라즈마가 생성된다.
정합기(33)는, 가변 임피던스를 갖는다. 정합기(33)의 가변 임피던스는, 소스 고주파 전력(RF)의 부하로부터의 반사를 저감시키도록, 설정된다. 정합기(33)는, 예를 들면 제어부(2)에 의하여 제어될 수 있다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 펄스 발생기(43)를 더 구비한다. 펄스 발생기(43)는, 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)의 각각에, 파형 주기를 갖는 전압의 펄스를 주기적으로 인가하도록 구성되어 있다. 파형 주기의 시간 길이의 역수인 주파수는, 100kHz~60MHz의 범위 내의 주파수여도 된다. 전압의 펄스는, 음의 전압의 펄스 또는 음의 직류 전압의 펄스여도 된다. 도 4는, 전압의 펄스의 예를 나타내는 도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 전압의 펄스는, 직사각형 펄스여도 된다. 전압의 펄스는, 삼각 펄스와 같은 임의의 파형을 갖고 있어도 된다.
일 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치(1)는, 직류 전원(41), 평활화 회로(421 및 422), 댐핑 회로(441 및 442), 및 필터(451 및 452)를 더 구비하고 있어도 된다. 또, 펄스 발생기(43)는, 스위칭 회로(431 및 432)를 포함하고 있어도 된다. 스위칭 회로(431 및 432)의 각각은, 스위칭 소자를 갖는다. 스위칭 소자의 개폐는, 제어부(2)에 의하여 제어될 수 있다.
직류 전원(41)은, 2개의 출력을 갖고 있다. 직류 전원(41)의 일방의 출력은, 평활화 회로(421), 스위칭 회로(431), 댐핑 회로(441), 및 필터(451)를 개재하여, 제1 전극(121)에 접속되어 있다. 스위칭 회로(431)는, 그 개폐에 의하여, 직류 전원(41)의 일방의 출력으로부터의 직류 전압으로부터 전압의 펄스를 생성하여, 해당 전압의 펄스를 제1 전극(121)에 인가한다. 스위칭 회로(431)로부터의 전압의 펄스의 일부는, 분기되어, 제2 전극(122)에 인가되어도 된다. 또한, 필터(451)는, 고주파 전력을 차단하거나 저감시키는 필터이다.
직류 전원(42)의 타방의 출력은, 평활화 회로(422), 스위칭 회로(432), 댐핑 회로(442), 및 필터(452)를 개재하여, 제2 전극(122)에 접속되어 있다. 스위칭 회로(432)는, 그 개폐에 의하여, 직류 전원(41)의 타방의 출력으로부터의 직류 전압으로부터 전압의 펄스를 생성하여, 해당 전압의 펄스를 제2 전극(122)에 인가한다. 또한, 필터(452)는, 고주파 전력을 차단하거나 저감시키는 필터이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(1)는, 센서(46)를 더 구비한다. 센서(46)는, 제1 전극(121)의 제1 전압값(V1) 및 제2 전극(122)의 제2 전압값(V2)을 측정하도록 구성되어 있다.
이하, 다시 도 1을 참조하여 방법(MT)에 대하여 상세히 설명한다. 이하의 설명에서는, 방법(MT)이 플라즈마 처리 장치(1)에 적용되는 경우를 예로 든다. 그러나, 방법(MT)은, 플라즈마 처리 장치(1)와는 별도의 플라즈마 처리 장치에 적용되어도 된다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 방법(MT)은, 공정(STa)~공정(STc)을 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 공정(STa) 및 공정(STb)은, 챔버(10) 내에서 기판(W)에 대한 플라즈마 처리를 행하기 위하여 행해진다. 공정(STa) 및 공정(STb)에 있어서는, 복수의 기판(W)이 순차적으로 처리되어도 된다. 즉, 복수의 기판(W)은, 챔버(10) 내에 순차적으로 수용되어, 공정(STa) 및 공정(STb)에 있어서 플라즈마를 이용하여 처리된다. 또한, 복수의 기판(W)은, 후술하는 기판 처리 시스템(PS)에 있어서 플라즈마 처리 장치(1)인 프로세스 모듈의 챔버(10) 내에 순차적으로 반입되어, 처리되어도 된다.
공정(STa)에서는, 챔버(10) 내에서 플라즈마가 생성된다. 공정(STa)에 있어서, 제어부(2)는, 챔버(10) 내에 가스를 공급하도록, 가스 공급부(20)를 제어한다. 공정(STa)에 있어서, 제어부(2)는, 챔버(10) 내의 압력을 지정된 압력으로 설정하도록, 배기 시스템(40)을 제어한다. 공정(STa)에 있어서, 제어부(2)는, 챔버(10) 내에서 가스로부터 플라즈마를 생성하도록, 플라즈마 생성부(12)를 제어한다. 일 실시형태에서는, 제어부(2)는, 고주파 전극에 소스 고주파 전력(RF)을 공급하도록, 고주파 전원(31)을 제어한다.
공정(STb)은, 공정(STa)에 있어서 플라즈마가 생성되어 있을 때에 행해진다. 공정(STb)에서는, 플라즈마로부터 기판 지지부(11)에 이온을 인입하기 위하여, 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)의 각각에 주기적으로 전압의 펄스가 인가된다. 공정(STb)에 있어서, 제어부(2)는, 전압의 펄스를 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)의 각각에 주기적으로 인가하도록, 펄스 발생기(43)를 제어한다.
공정(STc)에서는, 에지 링(112)의 소모량이 구해진다. 에지 링(112)의 소모량은, 공정(STb)에 있어서 상기 펄스가 각각 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)에 인가되어 있을 때에 센서(46)에 의하여 취득되는 제1 전압값(V1) 및 제2 전압값(V2)에 근거하여, 구해진다.
도 5는, 도 1에 나타내는 방법의 공정(STc)의 일 실시형태를 나타내는 도이다. 일 실시형태에 있어서, 공정(STc)은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 공정(STc1)~공정(STc3)을 포함한다. 공정(STc1)에서는, 제1 전압값(V1)의 시간 변화량(dV1)에 대한 제2 전압값(V2)의 시간 변화량(dV2)의 비의 값 (dV2/dV1)이 구해진다. 비의 값 (dV2/dV1)은, 제어부(2)에 의하여 구해질 수 있다. 시간 변화량(dV1)은, 공정(STb)이 실행되어 있을 때에 취득되는 제1 전압값(V1)의 시계열로부터 구해진다. 시간 변화량(dV2)은, 공정(STb)이 실행되어 있을 때에 취득되는 제2 전압값(V2)의 시계열로부터 구해진다.
공정(STc2)에서는, 비의 값 (dV2/dV1)에 대응하는 에지 링(112)의 소모 속도가, 비의 값 (dV2/dV1)의 크기와 에지 링(112)의 소모 속도 사이의 미리 구해진 관계를 이용하여 구해진다. 에지 링(112)의 소모 속도는, 에지 링(112)의 두께의 감소 속도이며, 제어부(2)에 의하여 구해질 수 있다. 도 6은, 제1 전압값의 시간 변화량에 대한 제2 전압값의 시간 변화량의 비의 값과 에지 링의 소모 속도의 관계의 예를 나타내는 도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 비의 값 (dV2/dV1)과 에지 링(112)의 소모 속도 사이에는, 상관관계가 있다. 제어부(2)는, 비의 값 (dV2/dV1)과 에지 링(112)의 소모 속도 사이의 상관관계를 함수로서 갖고 있다. 제어부(2)는, 이 함수를 이용하여, 비의 값 (dV2/dV1)에 대응하는 에지 링(112)의 소모 속도를 구할 수 있다.
공정(STc3)에서는, 에지 링(112)의 소모 속도와 에지 링(112)이 플라즈마에 노출된 시간 길이의 곱이, 에지 링(112)의 소모량, 즉 에지 링(112)의 두께의 감소량으로서 구해진다. 에지 링(112)의 소모량은, 제어부(2)에 의하여 구해질 수 있다.
플라즈마 처리 장치(1)에 있어서, 기판(W)의 임피던스는, 경시적(經時的) 변화를 실질적으로 갖고 있지 않지만, 에지 링(112)의 임피던스는, 에지 링(112)의 소모에 따라, 경시적으로 변화하므로, 제1 전압값(V1)에 대하여 제2 전압값(V2)은 경시적으로 변화한다. 따라서, 제1 전압값(V1)과 제2 전압값(V2)의 상대적 관계는, 에지 링(112)의 소모량을 반영한다. 따라서, 방법(MT)에 의하면, 제1 전압값(V1) 및 제2 전압값(V2)에 근거하여, 에지 링(112)의 소모량을 구하는 것이 가능해진다.
이하, 도 7을 참조하여 다른 예시적 실시형태에 관한 에지 링의 소모량을 구하는 방법에 대하여 설명한다. 도 7은, 다른 예시적 실시형태에 관한 에지 링의 소모량을 구하는 방법의 흐름도이다. 이하의 설명에서는, 도 7에 나타내는 방법(MTB)이 플라즈마 처리 장치(1)에 적용되는 경우를 예로 든다. 그러나, 방법(MTB)은, 플라즈마 처리 장치(1)와는 별도의 플라즈마 처리 장치에 적용되어도 된다.
방법(MTB)은, 방법(MT)과 동일하게, 공정(STa)~공정(STc)을 포함한다. 방법(MTB)은, 공정(STp) 및 공정(STd)을 더 포함하고 있어도 된다. 공정(STa)~공정(STc)은, 공정(STd)의 직후에 행해져도 된다.
공정(STp)에서는, 챔버(10) 내에서 기판(W)에 대한 플라즈마 처리가 행해진다. 공정(STp)에서는, 플라즈마 처리가, 복수의 기판(W)에 대하여 순차적으로 적용되어도 된다. 즉, 복수의 기판(W)은, 챔버(10) 내에 순차적으로 수용되어, 공정(STa) 및 공정(STb)에 있어서 플라즈마를 이용하여 처리된다. 또한, 복수의 기판(W)은, 후술하는 기판 처리 시스템(PS)에 있어서 플라즈마 처리 장치(1)인 프로세스 모듈의 챔버(10) 내에 순차적으로 반입되어, 처리되어도 된다.
공정(STp)에 있어서, 제어부(2)는, 챔버(10) 내에 가스를 공급하도록, 가스 공급부(20)를 제어한다. 공정(STp)에 있어서, 제어부(2)는, 챔버(10) 내의 압력을 지정된 압력으로 설정하도록, 배기 시스템(40)을 제어한다. 공정(STp)에 있어서, 제어부(2)는, 챔버(10) 내에서 가스로부터 플라즈마를 생성하도록, 플라즈마 생성부(12)를 제어한다. 일 실시형태에서는, 제어부(2)는, 고주파 전극에 소스 고주파 전력(RF)을 공급하도록, 고주파 전원(31)을 제어한다. 공정(STp)에서는, 제어부(2)는, 플라즈마로부터 기판 지지부(11)에 이온을 인입하기 위하여, 전압의 펄스를 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)의 각각에 주기적으로 인가하도록, 펄스 발생기(43)를 제어해도 된다.
계속되는 공정(STd)에서는, 챔버(10)의 드라이클리닝이 행해진다. 공정(STd)에 있어서, 제어부(2)는, 챔버(10) 내에 클리닝 가스를 공급하도록, 가스 공급부(20)를 제어한다. 공정(STd)에 있어서, 제어부(2)는, 챔버(10) 내의 압력을 지정된 압력으로 설정하도록, 배기 시스템(40)을 제어한다. 공정(STd)에 있어서, 제어부(2)는, 챔버(10) 내에서 클리닝 가스로부터 플라즈마를 생성하도록, 플라즈마 생성부(12)를 제어한다. 일 실시형태에서는, 제어부(2)는, 고주파 전극에 소스 고주파 전력(RF)을 공급하도록, 고주파 전원(31)을 제어한다.
방법(MTB)의 공정(STa) 및 공정(STb)은, 후술하는 공정(STc11)에서 이용하는 제1 전압값(V1) 및 제2 전압값(V2)을 측정하기 위하여 행해진다. 공정(STa) 및 공정(STb)은, 기판(W)이 챔버(10) 내에 수용되어 있는 상태에서 행해질 수 있다.
방법(MTB)의 공정(STc)은, 공정(STc11)~공정(STc13)을 포함한다. 공정(STc11)에서는, 제1 전압값(V1)에 대한 제2 전압값(V2)의 비의 값 (V2/V1)이, 구해진다. 제1 전압값(V1) 및 제2 전압값(V2)은, 공정(STb)에 있어서 전압의 펄스가 각각 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)에 인가되어 있을 때에, 센서(46)에 의하여 측정된다. 비의 값 (V2/V1)은, 제어부(2)에 의하여 구해질 수 있다.
공정(STc12)에서는, 비의 값 (V2/V1)에 대응하는 에지 링(112)의 두께가, 비의 값 (V2/V1)의 크기와 에지 링(112)의 두께의 사이의 미리 구해진 관계를 이용하여, 구해진다. 에지 링(112)의 두께는, 제어부(2)에 의하여 구해질 수 있다. 도 8은, 제1 전압값에 대한 제2 전압값의 비의 값과 에지 링의 두께의 관계의 예를 나타내는 도이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 비의 값 (V2/V1)과 에지 링(112)의 두께의 사이에는, 상관관계가 있다. 제어부(2)는, 비의 값 (V2/V1)과 에지 링(112)의 두께의 사이의 상관관계를 함수로서 갖고 있다. 제어부(2)는, 이 함수를 이용하여, 비의 값 (V2/V1)에 대응하는 에지 링(112)의 두께를 구할 수 있다.
공정(STc13)에서는, 에지 링(112)의 소모량이 구해진다. 에지 링(112)의 소모량은, 제어부(2)에 의하여 구해질 수 있다. 에지 링(112)의 소모량은, 공정(STc12)에서 구해진 에지 링(112)의 두께를 에지 링(112)의 두께의 초깃값에서 감산함으로써 구해진다.
이상 설명한 바와 같이, 방법(MTB)에 있어서도, 제1 전압값(V1) 및 제2 전압값(V2)에 근거하여, 에지 링(112)의 소모량을 구하는 것이 가능해진다. 또, 공정(STp)에 있어서 에지 링(112) 상에 퇴적된 물질은, 공정(STd)에 있어서 제거된다. 따라서, 공정(STp)에 있어서 에지 링(112) 상에 퇴적된 물질의 영향을 받지 않고, 제2 전압값(V2)을 측정하는 것이 가능해진다.
이하, 방법(MT) 및 방법(MTB)(이하, 방법(MT) 및 방법(MTB)의 각각을 "방법(M)"이라고 하는 경우가 있다)에 추가될 수 있는 몇 가지 공정에 대하여 설명한다.
(전압 인가 공정)
일 실시형태에 있어서, 방법(M)은, 전압 인가 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 전압 인가 공정은, 공정(STc)에 있어서 얻어진 에지 링(112)의 소모량이 제1 임곗값보다 큰 경우에, 에지 링(112) 상에서의 시스(플라즈마 시스)의 두께를 보정하기 위하여, 에지 링(112)에 전원으로부터 전압을 인가하는 것을 포함한다. 이 전원은, 에지 링(112)에 접속된 직류 전원이어도 되고, 전압 인가 공정에 있어서 제어부(2)에 의하여 제어된다. 전압 인가 공정은, 기판 지지부(11) 상에 기판(W)이 재치되어 있는 상태에서, 챔버(10) 내에서 플라즈마가 생성되어 있을 때에 행해진다. 전압 인가 공정은, 공정(STa)에 있어서 플라즈마가 생성되어 있을 때에 행해져도 된다.
에지 링(112) 상에서의 시스(플라즈마 시스)의 상단의 위치는, 에지 링(112)의 소모량에 따라 낮아진다. 전압 인가 공정에 있어서 에지 링(112)에 인가되는 전압의 전압 레벨은, 에지 링(112) 상에서의 시스의 상단의 위치와 기판(W) 상에서의 시스의 상단의 위치 사이의 차를 감소시키거나 해소하도록, 에지 링(112)의 소모량에 따른 레벨로서 미리 정해져 있다.
(파라미터 변경 공정)
일 실시형태에 있어서, 방법(M)은, 파라미터 변경 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 파라미터 변경 공정은, 공정(STc)에 있어서 얻어진 에지 링(112)의 소모량이 제1 임곗값보다 큰 경우에, 적어도 하나의 파라미터를 변경하는 것을 포함한다. 전압 인가 공정은, 기판 지지부(11) 상에 기판(W)이 재치되어 있는 상태에서, 챔버(10) 내에서 플라즈마가 생성되어 있을 때에 행해진다. 파라미터 변경 공정은, 공정(STa)에 있어서 플라즈마가 생성되어 있을 때에 행해져도 된다.
파라미터 변경 공정에 있어서 변경되는 적어도 하나의 파라미터는, 소스 고주파 전력(RF)의 파워 레벨, 제1 전극(121)에 인가되는 상술한 직류 전압의 펄스의 전압 레벨, 제2 전극(122)에 인가되는 상술한 직류 전압의 펄스의 전압 레벨, 가스 공급부(20)로부터 챔버(10) 내에 공급되는 가스의 유량, 챔버(10) 내의 압력, 기판 지지부(11)와 기판(W)의 이면의 사이의 간극에 전열 가스 공급부로부터 공급되는 전열 가스의 압력, 및 기판 지지부(11)에 있어서의 면내 온도 분포 중 적어도 하나의 파라미터를 포함한다. 파라미터 변경 공정에 있어서는, 고주파 전원(31), 가스 공급부(20), 배기 시스템(40), 전열 가스 공급부, 및 상술한 온도 조절 모듈 중 적어도 하나가 제어부(2)에 의하여 제어된다.
(통지 공정)
일 실시형태에 있어서, 방법(M)은, 통지 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 통지 공정에 있어서, 제어부(2)는 공정(STc)에 있어서 얻어진 에지 링(112)의 소모량이 제2 임곗값보다 큰 경우에, 에지 링(112)의 교환 타이밍을 알리는 통지를 행한다. 이 통지는, 제어부(2)에 의하여 스피커로부터 음성으로서 발신되어도 되고, 혹은 이에 더하여, 제어부(2)에 의하여 디스플레이에 표시되어도 된다. 또한, 제2 임곗값은, 상술한 제1 임곗값보다 크다.
(클리닝 공정)
일 실시형태에 있어서, 방법(M)은, 클리닝 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 클리닝 공정은, 공정(STc)에 있어서 얻어진 에지 링(112)의 소모량이 상술한 제2 임곗값보다 큰 경우에, 챔버(10) 내로의 기판의 반입이 정지된 상태에서, 챔버(10)의 클리닝을 행하는 것을 포함한다. 클리닝 공정에서는, 클리닝 가스를 챔버(10) 내에 공급하도록, 가스 공급부(20)가 제어부(2)에 의하여 제어된다. 클리닝 공정은, 제1 영역(111a) 상에 더미 기판이 재치된 상태 또는 제1 영역(111a) 상에 물체가 재치되어 있지 않은 상태에서 행해질 수 있다. 또한, 클리닝 공정에서 행해지는 챔버(10)의 클리닝은, 공정(STd)의 드라이클리닝과 동일한 클리닝이어도 된다.
(에지 링 교환 공정)
일 실시형태에 있어서, 방법(M)은, 에지 링 교환 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 에지 링 교환 공정을 포함하는 방법(M)은, 기판 처리 시스템(PS)에 있어서 행해진다.
도 9는, 일 예시적 실시형태에 관한 기판 처리 시스템을 나타내는 도이다. 도 9에 나타내는 기판 처리 시스템(PS)은, 반송 모듈(TM)(진공 반송 모듈), 복수의 프로세스 모듈(PM1~PM7), 및 제어부(MC)를 구비하고 있다. 기판 처리 시스템(PS)은, 받침대(Ta~Td), 용기(Fa~Fd), 로더 모듈(LM), 얼라이너(AN), 로드록 모듈(LL1), 로드록 모듈(LL2), 및 스토커 모듈(RSM)을 더 구비하고 있어도 된다. 또한, 기판 처리 시스템(PS)에 있어서의 받침대의 개수, 용기의 개수, 로드록 모듈의 개수는 하나 이상의 임의의 개수일 수 있다. 또, 기판 처리 시스템(PS)에 있어서의 프로세스 모듈의 개수는, 2개 이상의 임의의 개수일 수 있다.
받침대(Ta~Td)는, 로더 모듈(LM)의 일 가장자리를 따라 배열되어 있다. 용기(Fa~Fd)는 각각, 받침대(Ta~Td) 상에 탑재되어 있다. 용기(Fa~Fd)의 각각은, 예를 들면, FOUP(Front Opening Unified Pod)라고 칭해지는 용기이다. 용기(Fa~Fd)의 각각은, 그 내부에 기판(W)을 수용하도록 구성되어 있다.
로더 모듈(LM)은, 반송 챔버를 갖는다. 로더 모듈(LM)의 반송 챔버 내의 압력은, 대기압으로 설정된다. 로더 모듈(LM)은, 반송 로봇(LR)을 갖는다. 반송 로봇(LR)은, 제어부(MC)에 의하여 제어된다. 반송 로봇(LR)은, 로더 모듈(LM)의 반송 챔버를 개재하여 기판(W)을 반송하도록 구성되어 있다. 반송 로봇(LR)은, 용기(Fa~Fd)의 각각과 얼라이너(AN)의 사이, 얼라이너(AN)와 로드록 모듈(LL1, LL2)의 각각의 사이, 로드록 모듈(LL1, LL2)의 각각과 용기(Fa~Fd)의 각각의 사이에서, 기판(W)을 반송할 수 있다. 얼라이너(AN)는, 로더 모듈(LM)에 접속되어 있다. 얼라이너(AN)는, 기판(W)의 위치의 조정(얼라인먼트)을 행하도록 구성되어 있다.
로드록 모듈(LL1) 및 로드록 모듈(LL2)의 각각은, 로더 모듈(LM)의 반송 챔버와 반송 모듈(TM)의 반송 챔버(TC)의 사이에서 접속되어 있다. 로드록 모듈(LL1) 및 로드록 모듈(LL2)의 각각은, 예비 감압실을 제공하고 있다. 로드록 모듈(LL1) 및 로드록 모듈(LL2)의 각각의 예비 감압실과 로더 모듈(LM)의 반송 챔버의 사이에는, 게이트 밸브가 마련되어 있다. 또, 로드록 모듈(LL1) 및 로드록 모듈(LL2)의 각각의 예비 감압실과 반송 모듈(TM)의 반송 챔버(TC)의 사이에는, 게이트 밸브가 마련되어 있다.
반송 모듈(TM)은, 반송 챔버(TC) 및 반송 로봇(TR)을 갖는다. 반송 챔버(TC)는, 그 내부의 공간의 감압이 가능하도록 구성되어 있다. 반송 로봇(TR)은, 픽(TP)을 포함하고 있다. 반송 로봇(TR)은, 적어도 2개의 픽(TP)을 포함하고 있어도 된다. 도시된 예에서는, 반송 로봇(TR)은, 2개의 픽(TP)을 포함하고 있다. 2개의 픽(TP) 중 일방은, 타방에 대하여 상측에 마련되어 있다. 반송 로봇(TR)은, 2개의 픽(TP) 중 임의의 하나의 픽(TP) 상에 배치된 기판(W)을, 반송 챔버(TC)를 개재하여 기판(W)을 반송하도록 구성되어 있다. 반송 로봇(TR)은, 제어부(MC)에 의하여 제어된다.
반송 모듈(TM)에는, 위치 검출 센서(S11, S12)가 마련되어도 된다. 위치 검출 센서(S11, S12)는, 반송 모듈(TM)로부터 프로세스 모듈(PM1)로의 기판(W) 및 에지 링의 반송 경로 상에 마련된다. 위치 검출 센서(S11, S12)는, 반송 모듈(TM)로부터 프로세스 모듈(PM1)로 반송되는 기판(W) 및 에지 링의 위치를 보정하기 위하여 이용된다. 위치 검출 센서(S11, S12)는, 예를 들면 반송 모듈(TM)과 프로세스 모듈(PM1)을 구획하는 게이트 밸브의 근방에 마련된다. 위치 검출 센서(S11, S12)는, 예를 들면 서로의 거리가 기판(W)의 외경보다 작고, 또한, 에지 링의 내경보다 작아지도록 배치된다. 반송 모듈(TM)에는, 위치 검출 센서(S11, S12)와 동일하게, 위치 검출 센서(S21, S22, S31, S32, S41, S42, S51, S52, S61, S62, S71, S72)가 마련되어도 된다. 위치 검출 센서(S21, S22)는, 반송 모듈(TM)로부터 프로세스 모듈(PM2)로의 기판(W) 및 에지 링의 반송 경로 상에 마련된다. 위치 검출 센서(S31, S32)는, 반송 모듈(TM)로부터 프로세스 모듈(PM3)로의 기판(W) 및 에지 링의 반송 경로 상에 마련된다. 위치 검출 센서(S41, S42)는, 반송 모듈(TM)로부터 프로세스 모듈(PM4)로의 기판(W) 및 에지 링의 반송 경로 상에 마련된다. 위치 검출 센서(S51, S52)는, 반송 모듈(TM)로부터 프로세스 모듈(PM5)로의 기판(W) 및 에지 링의 반송 경로 상에 마련된다. 위치 검출 센서(S61, S62)는, 반송 모듈(TM)로부터 프로세스 모듈(PM6)로의 기판(W) 및 에지 링의 반송 경로 상에 마련된다. 위치 검출 센서(S71, S72)는, 반송 모듈(TM)로부터 프로세스 모듈(PM7)로의 기판(W) 및 에지 링의 반송 경로 상에 마련된다.
일 실시형태에 있어서, 반송 로봇(TR)은, 복수의 프로세스 모듈(PM1~PM7) 중 임의의 하나의 프로세스 모듈의 기판 지지부용의 에지 링을 반송하도록 구성되어 있다. 에지 링은, 2개의 픽(TP) 중 임의의 하나의 픽(TP) 상에 배치되어, 반송된다. 또한, 에지 링은, 그것이 프로세스 모듈 내에서 사용 완료된 경우에는, 2개의 픽(TP) 중 하측의 픽을 이용하여 반송되어도 된다. 또, 에지 링은, 그것이 사용 완료된 것과 교환되는 교환품인 경우에는, 2개의 픽(TP) 중 상측의 픽을 이용하여 반송되어도 된다.
각 픽(TP)은, 센서(TS)를 갖고 있다. 센서(TS)는, 광학 센서이며, 에지 링의 기판 지지부 상에서의 위치를 측정하도록 구성되어 있다.
프로세스 모듈(PM1~PM7)의 각각은, 전용의 기판 처리를 행하도록 구성된 장치이며, 처리 챔버를 갖는다. 처리 챔버와 반송 챔버(TC)의 사이에는, 게이트 밸브가 마련되어 있다. 프로세스 모듈(PM1~PM7) 중 적어도 하나의 프로세스 모듈은, 플라즈마 처리 장치(1)이다.
스토커 모듈(RSM)은, 반송 챔버(TC)에 게이트 밸브를 개재하여 접속되어 있다. 스토커 모듈(RSM)은, 챔버를 포함한다. 스토커 모듈(RSM)의 챔버는, 그 내부 공간을 감압 가능하게 구성되어 있다. 스토커 모듈(RSM)의 챔버는, 제1 공간과 제2 공간을 제공하고 있다. 제1 공간은, 제2 공간의 하방에 마련되어 있어도 된다. 제1 공간 내에는, 카세트가 수용된다. 카세트는, 에지 링을 그 안에 격납(또는 저장)하도록 구성되어 있다.
제2 공간 내에는, 얼라이너가 수용되어 있다. 얼라이너는, 회전 스테이지 및 광학 센서를 포함하고 있다. 얼라이너는, 회전 스테이지 및 광학 센서를 이용하여 회전 스테이지 상에서의 에지 링의 위치의 검출 및 위치의 조정을 행하는 것이 가능하도록 구성되어 있다.
제어부(MC)는, 기판 처리 시스템(PS)의 각 부를 제어하도록 구성되어 있다. 제어부(MC)는, 프로세서, 기억 장치, 입력 장치, 표시 장치 등을 구비하는 컴퓨터일 수 있다. 제어부(MC)는, 기억 장치에 기억되어 있는 제어 프로그램을 실행하고, 해당 기억 장치에 기억되어 있는 레시피 데이터에 근거하여 기판 처리 시스템(PS)의 각 부를 제어한다. 제어부(MC)는, 제어부(2)여도 된다. 제어부(MC)는, 제어부(2)와는 별도의 제어부여도 되고, 기판 처리 시스템(PS)의 각 부를 제어하는 제어부를, 제어부(2)와 함께 구성하고 있어도 된다.
에지 링 교환 공정은, 공정(STc)에 있어서 얻어진 에지 링(112)의 소모량이 상술한 제2 임곗값보다 큰 경우에 행해진다. 에지 링 교환 공정은, 챔버(10) 내로의 기판의 반입이 정지된 상태에서 행해진다. 에지 링 교환 공정에 있어서, 제어부(MC)는, 챔버(10) 내의 에지 링(112)을 교환하기 위하여, 챔버(10) 내의 공간(플라즈마 처리 공간)이 감압된 상태를 유지한 상태로, 반송 로봇(TR)에 의하여 챔버(10)로부터 에지 링(112)을 반출한다. 에지 링 교환 공정에 있어서, 반송 모듈(TM) 및 그 반송 로봇(TR)은, 제어부(MC)에 의하여 제어된다.
이상, 다양한 예시적 실시형태에 대해 설명해 왔지만, 상술한 예시적 실시형태에 한정되지 않고, 다양한 추가, 생략, 치환, 및 변경이 이루어져도 된다. 또, 상이한 실시형태에 있어서의 요소를 조합하여 다른 실시형태를 형성하는 것이 가능하다.
예를 들면, 플라즈마 처리 장치(1)는, 2개의 출력을 갖는 직류 전원(41) 대신에, 2개의 직류 전원을 구비하고 있어도 된다.
여기에서, 본 개시에 포함되는 다양한 예시적 실시형태를, 이하의 [E1]~[E20]에 기재한다.
[E1]
에지 링의 소모량을 구하는 방법으로서,
(a) 플라즈마 처리 장치의 챔버 내에서 플라즈마를 생성하는 공정이며, 그 플라즈마 처리 장치는, 상기 챔버 내에 마련된 기판 지지부를 포함하고, 상기 기판 지지부는, 그 위에 재치되는 기판을 지지하는 제1 영역과 그 위에 재치되는 상기 에지 링을 지지하는 제2 영역을 포함하며, 상기 제1 영역은 제1 전극을 포함하고, 상기 제2 영역은 제2 전극을 포함하는, 그 공정과,
(b) 상기 (a)에 있어서 상기 플라즈마가 생성되어 있을 때에, 상기 플라즈마로부터 상기 기판 지지부에 이온을 인입하기 위하여, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 각각에 주기적으로 직류 전압의 펄스를 인가하는 공정과,
(c) 상기 (b)에 있어서 상기 펄스가 각각 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 인가되어 있을 때의 상기 제1 전극의 제1 전압값 및 상기 제2 전극의 제2 전압값에 근거하여, 상기 에지 링의 소모량을 구하는 공정을 포함하는 방법.
기판의 임피던스는, 경시적 변화를 실질적으로 갖고 있지 않지만, 에지 링의 임피던스는, 에지 링의 소모에 따라, 경시적으로 변화하므로, 제1 전압값에 대하여 제2 전압값은 경시적으로 변화한다. 따라서, 제1 전압값과 제2 전압값의 상대적 관계는, 에지 링의 소모량을 반영한다. 따라서, 상기 실시형태에 의하면, 제1 전극의 제1 전압값 및 제2 전극의 제2 전압값에 근거하여, 에지 링의 소모량을 구하는 것이 가능해진다.
[E2]
상기 (c)는,
상기 제1 전압값의 시간 변화량에 대한 상기 제2 전압값의 시간 변화량의 비의 값을 구하는 것과,
그 비의 값의 크기와 상기 에지 링의 소모 속도의 사이의 미리 구해진 관계를 이용하여, 구해진 상기 비의 값에 대응하는 상기 에지 링의 소모 속도를 구하는 것과,
구해진 상기 에지 링의 소모 속도와 상기 에지 링이 상기 플라즈마에 노출된 시간 길이의 곱을 구함으로써, 상기 에지 링의 상기 소모량을 구하는 것을 포함하는, E1에 기재된 방법.
[E3]
상기 (c)는,
상기 제1 전압값에 대한 상기 제2 전압값의 비의 값을 구하는 것과,
그 비의 값의 크기와 상기 에지 링의 두께의 사이의 미리 구해진 관계를 이용하여, 구해진 상기 비의 값에 대응하는 상기 에지 링의 두께를 구하는 것을 포함하는, E1에 기재된 방법.
[E4]
상기 챔버 내에서 처리 가스로부터 생성된 플라즈마에 의하여 상기 기판 지지부 상에 재치된 기판을 처리하는 공정과,
기판을 처리하는 상기 공정 후에, 상기 챔버의 드라이클리닝을 행하는 공정을 더 포함하고,
상기 (a), 상기 (b), 및 상기 (c)는, 드라이클리닝을 행하는 상기 공정의 직후에 행해지는, E3에 기재된 방법.
[E5]
상기 직류 전압의 펄스는, 음의 직류 전압의 펄스인, E1 내지 E4 중 어느 한 항에 기재된 방법.
[E6]
상기 소모량이 제1 임곗값보다 큰 경우에, 상기 기판 지지부 상에 기판이 재치되어 있는 상태에서 상기 챔버 내에서 플라즈마가 생성되어 있을 때에, 상기 에지 링 상에서의 시스의 두께를 보정하도록, 상기 에지 링에 전압을 인가하는 공정을 더 포함하는, E1 내지 E5 중 어느 한 항에 기재된 방법.
[E7]
상기 소모량이 제1 임곗값보다 큰 경우에, 상기 기판 지지부 상에 기판이 재치되어 있는 상태에서 상기 챔버 내에서 플라즈마가 생성되어 있을 때에, 그 플라즈마를 생성하기 위한 고주파 전력의 파워 레벨, 상기 제1 전극에 인가되는 상기 직류 전압의 펄스의 전압 레벨, 상기 제2 전극에 인가되는 상기 직류 전압의 펄스의 전압 레벨, 상기 챔버 내에 공급되는 가스의 유량, 상기 챔버 내의 압력, 상기 기판 지지부와 상기 기판의 사이의 간극에 공급되는 전열 가스의 압력, 및 상기 기판 지지부에 있어서의 면내 온도 분포 중 적어도 하나의 파라미터를 변경하는 공정을 더 포함하는, E1 내지 E5 중 어느 한 항에 기재된 방법.
[E8]
상기 소모량이 상기 제1 임곗값보다 큰 제2 임곗값보다 큰 경우에, 상기 에지 링의 교환 타이밍을 알리는 통지가 행해지는, E6 또는 E7에 기재된 방법.
[E9]
상기 소모량이 상기 제1 임곗값보다 큰 제2 임곗값보다 큰 경우에, 상기 챔버 내로의 기판의 반입이 정지된 상태에서 상기 챔버의 클리닝을 행하는 공정을 더 포함하는, E6 또는 E7에 기재된 방법.
[E10]
상기 소모량이 상기 제1 임곗값보다 큰 제2 임곗값보다 큰 경우에, 상기 챔버 내로의 기판의 반입이 정지된 상태에서, 상기 에지 링을 교환하는 공정을 더 포함하고,
상기 에지 링은, 상기 챔버 내의 공간이 감압된 상태를 유지한 상태로, 상기 챔버에 접속된 진공 반송 모듈 내의 반송 로봇에 의하여 상기 챔버로부터 반출되는, E6 또는 E7에 기재된 방법.
[E11]
챔버와,
상기 챔버 내에 마련된 기판 지지부이며, 그 위에 재치되는 기판을 지지하는 제1 영역과 그 위에 재치되는 에지 링을 지지하는 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역은 제1 전극을 포함하며, 상기 제2 영역은 제2 전극을 포함하는, 그 기판 지지부와,
상기 챔버 내에 가스를 공급하도록 구성된 가스 공급부와,
상기 챔버 내에서 가스로부터 플라즈마를 생성하도록 구성된 플라즈마 생성부와,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 각각에 직류 전압의 펄스를 주기적으로 인가하도록 구성된 펄스 발생기와,
상기 제1 전극의 전압값 및 상기 제2 전극의 전압값을 측정하도록 구성된 센서와,
제어부를 구비하고,
상기 제어부는,
(a) 상기 챔버 내에서 플라즈마를 생성하도록 상기 가스 공급부 및 상기 플라즈마 생성부를 제어하며,
(b) 상기 (a)에 있어서 상기 플라즈마가 생성되어 있을 때에, 상기 플라즈마로부터 상기 기판 지지부에 이온을 인입하기 위하여, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 각각에 주기적으로 직류 전압의 펄스를 인가하도록 상기 펄스 발생기를 제어하고,
(c) 상기 (b)에 있어서 상기 펄스가 각각 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 인가되어 있을 때의 상기 제1 전극의 제1 전압값 및 상기 제2 전극의 제2 전압값에 근거하여, 상기 에지 링의 소모량을 구하도록 구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
[E12]
상기 제어부는,
상기 제1 전압값의 시간 변화량에 대한 상기 제2 전압값의 시간 변화량의 비의 값을 구하고,
그 비의 값의 크기와 상기 에지 링의 소모 속도의 사이의 미리 구해진 관계를 이용하여, 구해진 상기 비의 값에 대응하는 상기 에지 링의 소모 속도를 구하며,
구해진 상기 에지 링의 소모 속도와 상기 에지 링이 상기 플라즈마에 노출된 시간 길이의 곱을 구함으로써, 상기 에지 링의 상기 소모량을 구하도록 구성되어 있는, E11에 기재된 플라즈마 처리 장치.
[E13]
상기 제어부는,
상기 제1 전압값에 대한 상기 제2 전압값의 비의 값을 구하고,
그 비의 값의 크기와 상기 에지 링의 두께의 사이의 미리 구해진 관계를 이용하여, 구해진 상기 비의 값에 대응하는 상기 에지 링의 두께를 구하도록 구성되어 있는, E11에 기재된 플라즈마 처리 장치.
[E14]
상기 제어부는,
상기 기판 지지부 상에 재치된 기판을 처리하기 위하여 상기 챔버 내에서 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하도록, 상기 플라즈마 생성부 및 상기 가스 공급부를 제어하고,
이어서, 상기 챔버의 드라이클리닝을 행하기 위하여 그 챔버 내에서 클리닝 가스의 플라즈마를 생성하도록, 상기 플라즈마 생성부 및 상기 가스 공급부를 제어하며,
상기 드라이클리닝의 직후에, 상기 (a), 상기 (b), 및 상기 (c)를 행하도록 구성되어 있는, E13에 기재된 플라즈마 처리 장치.
[E15]
상기 펄스 발생기는, 상기 직류 전압의 펄스로서, 음의 직류 전압의 펄스를 발생시키도록 구성되어 있는, E11 내지 E14 중 어느 한 항에 기재된 플라즈마 처리 장치.
[E16]
상기 제어부는, 상기 소모량이 제1 임곗값보다 큰 경우에, 상기 기판 지지부 상에 기판이 재치되어 있는 상태에서 상기 챔버 내에서 플라즈마가 생성되어 있을 때에, 상기 에지 링 상에서의 시스의 두께를 보정하도록, 상기 에지 링에 전원으로부터 전압을 인가하도록 구성되어 있는, E11 내지 E15 중 어느 한 항에 기재된 플라즈마 처리 장치.
[E17]
상기 제어부는, 상기 소모량이 제1 임곗값보다 큰 경우에, 상기 기판 지지부 상에 기판이 재치되어 있는 상태에서 상기 챔버 내에서 플라즈마가 생성되어 있을 때에, 그 플라즈마를 생성하기 위한 고주파 전력의 파워 레벨, 상기 제1 전극에 인가되는 상기 직류 전압의 펄스의 전압 레벨, 상기 제2 전극에 인가되는 상기 직류 전압의 펄스의 전압 레벨, 상기 챔버 내에 공급되는 가스의 유량, 상기 챔버 내의 압력, 상기 기판 지지부와 상기 기판의 사이의 간극에 공급되는 전열 가스의 압력, 및 상기 기판 지지부에 있어서의 면내 온도 분포 중 적어도 하나의 파라미터를 변경하도록 구성되어 있는, E11 내지 E15 중 어느 한 항에 기재된 플라즈마 처리 장치.
[E18]
상기 제어부는, 상기 소모량이 상기 제1 임곗값보다 큰 제2 임곗값보다 큰 경우에, 상기 에지 링의 교환 타이밍을 알리는 통지를 행하도록 구성되어 있는, E16 또는 E17에 기재된 플라즈마 처리 장치.
[E19]
상기 제어부는, 상기 소모량이 상기 제1 임곗값보다 큰 제2 임곗값보다 큰 경우에, 상기 챔버 내로의 기판의 반입이 정지된 상태에서 상기 챔버의 클리닝을 행하기 위하여, 클리닝 가스를 상기 챔버 내에 공급하도록 상기 가스 공급부를 제어하도록 구성되어 있는, E16 또는 E17에 기재된 플라즈마 처리 장치.
[E20]
E16 또는 E17에 기재된 플라즈마 처리 장치와,
반송 로봇을 갖고, 상기 플라즈마 처리 장치의 상기 챔버에 접속된 진공 반송 모듈을 구비하며,
상기 제어부는, 상기 소모량이 상기 제1 임곗값보다 큰 제2 임곗값보다 큰 경우에, 상기 챔버 내로의 기판의 반입이 정지된 상태에서, 상기 에지 링을 교환하기 위하여, 상기 챔버 내의 공간이 감압된 상태를 유지한 상태로, 상기 반송 로봇에 의하여 상기 챔버로부터 상기 에지 링을 반출하도록, 상기 진공 반송 모듈을 제어하도록 구성되어 있는, 기판 처리 시스템.
이상의 설명으로부터, 본 개시의 다양한 실시형태는, 설명의 목적으로 본 명세서에서 설명되어 있고, 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 않고, 실제 범위와 주지는, 첨부된 특허청구의 범위에 의하여 나타난다.
1…플라즈마 처리 장치
2…제어부
10…챔버
11…기판 지지부
111a…제1 영역
111b…제2 영역
121…제1 전극
122…제2 전극
12…플라즈마 생성부
31…고주파 전원
43…펄스 발생기
46…센서

Claims (20)

  1. 에지 링의 소모량을 구하는 방법으로서,
    (a) 플라즈마 처리 장치의 챔버 내에서 플라즈마를 생성하는 공정이며, 그 플라즈마 처리 장치는, 상기 챔버 내에 마련된 기판 지지부를 포함하고, 상기 기판 지지부는, 그 위에 재치되는 기판을 지지하는 제1 영역과 그 위에 재치되는 상기 에지 링을 지지하는 제2 영역을 포함하며, 상기 제1 영역은 제1 전극을 포함하고, 상기 제2 영역은 제2 전극을 포함하는, 상기 공정과,
    (b) 상기 (a)에 있어서 상기 플라즈마가 생성되어 있을 때에, 상기 플라즈마로부터 상기 기판 지지부에 이온을 인입하기 위하여, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 각각에 주기적으로 직류 전압의 펄스를 인가하는 공정과,
    (c) 상기 (b)에 있어서 상기 펄스가 각각 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 인가되어 있을 때의 상기 제1 전극의 제1 전압값 및 상기 제2 전극의 제2 전압값에 근거하여, 상기 에지 링의 소모량을 구하는 공정
    을 포함하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 (c)는,
    상기 제1 전압값의 시간 변화량에 대한 상기 제2 전압값의 시간 변화량의 비의 값을 구하는 것과,
    상기 비의 값의 크기와 상기 에지 링의 소모 속도의 사이의 미리 구해진 관계를 이용하여, 구해진 상기 비의 값에 대응하는 상기 에지 링의 소모 속도를 구하는 것과,
    구해진 상기 에지 링의 소모 속도와 상기 에지 링이 상기 플라즈마에 노출된 시간 길이의 곱을 구함으로써, 상기 에지 링의 상기 소모량을 구하는 것
    을 포함하는, 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 (c)는,
    상기 제1 전압값에 대한 상기 제2 전압값의 비의 값을 구하는 것과,
    상기 비의 값의 크기와 상기 에지 링의 두께의 사이의 미리 구해진 관계를 이용하여, 구해진 상기 비의 값에 대응하는 상기 에지 링의 두께를 구하는 것
    을 포함하는, 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 챔버 내에서 처리 가스로부터 생성된 플라즈마에 의하여 상기 기판 지지부 상에 재치된 기판을 처리하는 공정과,
    기판을 처리하는 상기 공정 후에, 상기 챔버의 드라이클리닝을 행하는 공정을 더 포함하고,
    상기 (a), 상기 (b), 및 상기 (c)는 드라이클리닝을 행하는 상기 공정의 직후에 행해지는, 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 직류 전압의 펄스는, 음의 직류 전압의 펄스인, 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 소모량이 제1 임곗값보다 큰 경우에, 상기 기판 지지부 상에 기판이 재치되어 있는 상태에서 상기 챔버 내에서 플라즈마가 생성되어 있을 때에, 상기 에지 링 상에서의 시스의 두께를 보정하도록, 상기 에지 링에 전압을 인가하는 공정을 더 포함하는, 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 소모량이 제1 임곗값보다 큰 경우에, 상기 기판 지지부 상에 기판이 재치되어 있는 상태에서 상기 챔버 내에서 플라즈마가 생성되어 있을 때에, 상기 플라즈마를 생성하기 위한 고주파 전력의 파워 레벨, 상기 제1 전극에 인가되는 상기 직류 전압의 펄스의 전압 레벨, 상기 제2 전극에 인가되는 상기 직류 전압의 펄스의 전압 레벨, 상기 챔버 내에 공급되는 가스의 유량, 상기 챔버 내의 압력, 상기 기판 지지부와 상기 기판의 사이의 간극에 공급되는 전열 가스의 압력, 및 상기 기판 지지부에 있어서의 면내 온도 분포 중 적어도 하나의 파라미터를 변경하는 공정을 더 포함하는, 방법.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 소모량이 상기 제1 임곗값보다 큰 제2 임곗값보다 큰 경우에, 상기 에지 링의 교환 타이밍을 알리는 통지가 행해지는, 방법.
  9. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 소모량이 상기 제1 임곗값보다 큰 제2 임곗값보다 큰 경우에, 상기 챔버 내로의 기판의 반입이 정지된 상태에서 상기 챔버의 클리닝을 행하는 공정을 더 포함하는, 방법.
  10. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 소모량이 상기 제1 임곗값보다 큰 제2 임곗값보다 큰 경우에, 상기 챔버 내로의 기판의 반입이 정지된 상태에서, 상기 에지 링을 교환하는 공정을 더 포함하고,
    상기 에지 링은, 상기 챔버 내의 공간이 감압된 상태를 유지한 상태로, 상기 챔버에 접속된 진공 반송 모듈 내의 반송 로봇에 의하여 상기 챔버로부터 반출되는, 방법.
  11. 챔버와,
    상기 챔버 내에 마련된 기판 지지부이며, 그 위에 재치되는 기판을 지지하는 제1 영역과 그 위에 재치되는 에지 링을 지지하는 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역은 제1 전극을 포함하며, 상기 제2 영역은 제2 전극을 포함하는, 상기 기판 지지부와,
    상기 챔버 내에 가스를 공급하도록 구성된 가스 공급부와,
    상기 챔버 내에서 가스로부터 플라즈마를 생성하도록 구성된 플라즈마 생성부와,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 각각에 직류 전압의 펄스를 주기적으로 인가하도록 구성된 펄스 발생기와,
    상기 제1 전극의 전압값 및 상기 제2 전극의 전압값을 측정하도록 구성된 센서와,
    제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는,
    (a) 상기 챔버 내에서 플라즈마를 생성하도록 상기 가스 공급부 및 상기 플라즈마 생성부를 제어하며,
    (b) 상기 (a)에 있어서 상기 플라즈마가 생성되어 있을 때에, 상기 플라즈마로부터 상기 기판 지지부에 이온을 인입하기 위하여, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 각각에 주기적으로 직류 전압의 펄스를 인가하도록 상기 펄스 발생기를 제어하고,
    (c) 상기 (b)에 있어서 상기 펄스가 각각 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 인가되어 있을 때의 상기 제1 전극의 제1 전압값 및 상기 제2 전극의 제2 전압값에 근거하여, 상기 에지 링의 소모량을 구하도록
    구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 전압값의 시간 변화량에 대한 상기 제2 전압값의 시간 변화량의 비의 값을 구하고,
    상기 비의 값의 크기와 상기 에지 링의 소모 속도의 사이의 미리 구해진 관계를 이용하여, 구해진 상기 비의 값에 대응하는 상기 에지 링의 소모 속도를 구하며,
    구해진 상기 에지 링의 소모 속도와 상기 에지 링이 상기 플라즈마에 노출된 시간 길이의 곱을 구함으로써, 상기 에지 링의 상기 소모량을 구하도록,
    구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 전압값에 대한 상기 제2 전압값의 비의 값을 구하고,
    상기 비의 값의 크기와 상기 에지 링의 두께의 사이의 미리 구해진 관계를 이용하여, 구해진 상기 비의 값에 대응하는 상기 에지 링의 두께를 구하도록,
    구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기판 지지부 상에 재치된 기판을 처리하기 위하여 상기 챔버 내에서 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하도록, 상기 플라즈마 생성부 및 상기 가스 공급부를 제어하고,
    이어서, 상기 챔버의 드라이클리닝을 행하기 위하여 상기 챔버 내에서 클리닝 가스의 플라즈마를 생성하도록, 상기 플라즈마 생성부 및 상기 가스 공급부를 제어하며,
    상기 드라이클리닝의 직후에, 상기 (a), 상기 (b), 및 상기 (c)를 행하도록,
    구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  15. 청구항 11 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펄스 발생기는, 상기 직류 전압의 펄스로서, 음의 직류 전압의 펄스를 발생시키도록 구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 소모량이 제1 임곗값보다 큰 경우에, 상기 기판 지지부 상에 기판이 재치되어 있는 상태에서 상기 챔버 내에서 플라즈마가 생성되어 있을 때에, 상기 에지 링 상에서의 시스의 두께를 보정하도록, 상기 에지 링에 전원으로부터 전압을 인가하도록 구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  17. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 소모량이 제1 임곗값보다 큰 경우에, 상기 기판 지지부 상에 기판이 재치되어 있는 상태에서 상기 챔버 내에서 플라즈마가 생성되어 있을 때에, 상기 플라즈마를 생성하기 위한 고주파 전력의 파워 레벨, 상기 제1 전극에 인가되는 상기 직류 전압의 펄스의 전압 레벨, 상기 제2 전극에 인가되는 상기 직류 전압의 펄스의 전압 레벨, 상기 챔버 내에 공급되는 가스의 유량, 상기 챔버 내의 압력, 상기 기판 지지부와 상기 기판의 사이의 간극에 공급되는 전열 가스의 압력, 및 상기 기판 지지부에 있어서의 면내 온도 분포 중 적어도 하나의 파라미터를 변경하도록 구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  18. 청구항 16 또는 청구항 17에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 소모량이 상기 제1 임곗값보다 큰 제2 임곗값보다 큰 경우에, 상기 에지 링의 교환 타이밍을 알리는 통지를 행하도록 구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  19. 청구항 16 또는 청구항 17에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 소모량이 상기 제1 임곗값보다 큰 제2 임곗값보다 큰 경우에, 상기 챔버 내로의 기판의 반입이 정지된 상태에서 상기 챔버의 클리닝을 행하기 위하여, 클리닝 가스를 상기 챔버 내에 공급하도록 상기 가스 공급부를 제어하도록 구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  20. 청구항 16 또는 청구항 17에 기재된 플라즈마 처리 장치와,
    반송 로봇을 갖고, 상기 플라즈마 처리 장치의 상기 챔버에 접속된 진공 반송 모듈
    을 구비하며,
    상기 제어부는, 상기 소모량이 상기 제1 임곗값보다 큰 제2 임곗값보다 큰 경우에, 상기 챔버 내로의 기판의 반입이 정지된 상태에서, 상기 에지 링을 교환하기 위하여, 상기 챔버 내의 공간이 감압된 상태를 유지한 상태로, 상기 반송 로봇에 의하여 상기 챔버로부터 상기 에지 링을 반출하도록, 상기 진공 반송 모듈을 제어하도록 구성되어 있는,
    기판 처리 시스템.
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