專利名稱：溫度控制方法以及等離子體處理系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種溫度控制方法以及等離子體處理系統(tǒng)。尤其涉及一種對被處理體進行加工時的溫度控制。
背景技術：
例如，在對半導體晶圓實施蝕亥IJ、成膜等的情況下，晶圓的溫度控制影響晶圓的成膜率、蝕刻率，從而影響形成于晶圓上的膜的性質、孔的形狀等。因此，為了提高晶圓的加工精確度、使成品率良好、提高生產能力，提高晶圓的溫度控制的精確度是非常重要的。因此，以往提出了一種使用電阻溫度計、測量晶圓背面的溫度的熒光式溫度計等的晶圓的溫度測量方法。在專利文獻I中，公開了如下一種方法利用光源、用于將來自光源的光分為測量光和參照光的分光器、以及使來自分光器的參照光反射并改變反射的上述參照光的光路長度的可移動鏡，來向晶圓照射測量光并根據(jù)由晶圓反射的測量光與上述參照光之間的干涉狀態(tài)測量晶圓的溫度。測量出的晶圓的溫度根據(jù)在設置于基座上的冷卻管中流動的制冷劑的溫度、設置在基座上的加熱器的溫度以及在晶圓與基座之間流動的導熱氣體的壓力的不同而發(fā)生變化。因此，為了將晶圓的溫度變?yōu)槠谕臏囟龋鶕?jù)測量出的晶圓的溫度、制冷劑的溫度、加熱器的溫度以及導熱氣體的壓力之間的關系，來決定要將制冷劑的溫度、加熱器的溫度以及導熱氣體的壓力控制成什么樣的程度。專利文獻I :日本特開2010-199526號公報

發(fā)明內容
_6] 發(fā)明要解決的問題然而，測量出的晶圓的溫度也根據(jù)晶圓的背面膜的不同而改變。因此，不考慮晶圓的背面的狀態(tài)，而僅控制制冷劑的溫度、加熱器的溫度以及導熱氣體的壓力，未必能夠將晶圓的溫度變?yōu)槠谕臏囟?。由此，未必能夠獲得預定的處理結果。針對上述課題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠高精確度地控制被處理體溫度的溫度控制方法以及等離子體處理系統(tǒng)。
_9] 用于解決問題的方案為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出一種溫度控制方法，其特征在于，包括以下步驟獲取步驟，獲取被處理體的背面膜的種類的測量結果；選擇步驟，從將向腔室內投入的能量、背面膜的種類以及被處理體的溫度相對應地進行存儲的第一數(shù)據(jù)庫中，選擇與作為上述測量結果的被處理體的背面膜的種類以及為了對上述被處理體進行處理而投入的能量相對應的被處理體的溫度；以及調整步驟，根據(jù)所選擇的被處理體的溫度，調整上述被處理體的溫度。也可以是，在上述調整步驟中根據(jù)所選擇的被處理體的溫度，來控制冷卻機構以及加熱機構。
也可以是，在上述選擇步驟中，從將在被處理體的背面流動的導熱氣體的壓力和被處理體的溫度相對應地進行存儲的第二數(shù)據(jù)庫中，選擇與所選擇的被處理體的溫度相對應的導熱氣體的壓力，在上述調整步驟中，根據(jù)所選擇的導熱氣體的壓力，來調整在上述被處理體的背面流動的導熱氣體。也可以是，還包括保存步驟，在該保存步驟中，將利用非接觸式溫度計對具有種類不同的背面膜的被處理體來測量與向上述腔室內投入的能量相應的被處理體的溫度而得到的被處理體的溫度與上述背面膜的種類以及上述能量相對應地保存到上述第一數(shù)據(jù)庫。另外，為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種等離子體處理系統(tǒng)，其具備腔室，在該腔室的內部對被處理體實施等離子體處理，該等離子體處理系統(tǒng)的特征在于，具備獲取部，其獲取被處理體的背面膜的種類的測量結果；選擇部，其從將向腔室內投入的能量、背面膜的種類以及被處理體的溫度相對應地進行存儲的第一數(shù)據(jù)庫中，選擇與作為上述測量結果的被處理體的背面膜的種類以及為了對上述被處理體進行處理而投入的能量相對應的被處理體的溫度；以及調整部，其根據(jù)所選擇的被處理體的溫度，來調整上述被處理體的溫度。、也可以是，上述等離子體處理系統(tǒng)還具備設置在用于載置被處理體的基座上的冷卻機構以及加熱機構，上述調整部根據(jù)所選擇的被處理體的溫度，來控制上述冷卻機構以及上述加熱機構。也可以是，上述選擇部從將在被處理體的背面流動的導熱氣體的壓力和被處理體的溫度相對應地進行存儲的第二數(shù)據(jù)庫中，選擇與所選擇的被處理體的溫度相對應的導熱氣體的壓力，上述調整部根據(jù)所選擇的導熱氣體的壓力，來調整在上述被處理體的背面流動的導熱氣體。也可以是，上述等離子體處理系統(tǒng)還具備設置在用于載置被處理體的基座上的導熱氣體供給機構，上述調整部根據(jù)所選擇的導熱氣體的壓力，來控制上述導熱氣體供給機構。也可以是，上述等離子體處理系統(tǒng)還具備定位機構，其對被處理體進行定位；以及測量部，其以光學方式測量在上述定位機構上載置的被處理體的背面膜的種類。發(fā)明的效果如以上說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種能夠高精確度地控制被處理體溫度的溫度控制方法以及等離子體處理系統(tǒng)。


圖I是本發(fā)明的實施方式所涉及的等離子體處理系統(tǒng)的整體結構圖。圖2是本發(fā)明的實施方式所涉及的等離子體處理裝置的縱截面圖。圖3是本發(fā)明的實施方式所涉及的控制裝置的功能結構圖。圖4是本發(fā)明的實施方式所涉及的背面膜種類與溫度變化的關系的圖表。圖5是本發(fā)明的實施方式所涉及的第一數(shù)據(jù)庫。圖6是本發(fā)明的實施方式所涉及的第二數(shù)據(jù)庫。圖7是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的溫度控制的流程圖。圖8是表示本發(fā)明的實施方式的變形例所涉及的溫度控制的流程圖。
圖9是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的溫度計的例子的圖。圖10是用于說明本發(fā)明的實施方式所涉及的頻率分析以及溫度測量方法的圖。附圖標記說明10 :等離子體處理系統(tǒng)；15 :測量部；20 :等離子體處理裝置；30 :控制器；305 :獲取部；310 :選擇部；315 :調整部；320 :處理執(zhí)行部；325 :存儲部；330 :第一數(shù)據(jù)庫；335 :第二數(shù)據(jù)庫；501 :入射狹縫；502、506 :反射鏡；504 :衍射光柵；508 :光電二極管陣列；526 測量部；528 :存儲部。
具體實施例方式下面，參照添附附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。此外，在本說明書以及附圖中，通過針對具有實質上相同的功能結構的結構要素附加相同的附圖標記，來省略重復說明。下面，首先說明本發(fā)明的一個實施方式所涉及的等離子體處理系統(tǒng)、等離子體處理裝置、控制裝置的各結構，之后，依次說明本實施方式所涉及的溫度控制、本實施方式的變形例所涉及的溫度控制。[等離子體處理系統(tǒng)的整體結構]首先，參照圖I說明本發(fā)明的一個實施方式所涉及的等離子體處理系統(tǒng)的整體結構。圖I是本發(fā)明的一個實施方式所涉及的等離子體處理系統(tǒng)的整體結構圖。等離子體處理系統(tǒng)10具有第一處理艙(process ship) PSl、第二處理艙PS2、輸送單元TR、定位機構AL以及加載端口 LPl LP4。第一處理艙PSl具有處理模塊PMl以及加載互鎖模塊LMl。第二處理艙PS2具有處理模塊PM2以及加載互鎖模塊LM2。加載互鎖模塊LMl、LM2通過設置在其兩端的閘閥V的打開和關閉來調整內部壓力的同時，將由各輸送臂Arma、Armb夾持的晶圓W在各處理模塊PM以及輸送單元TR之間進行輸送。在輸送單元TR的側部設置有加載端口 LPl LP4。在加載端口 LPl LP4中載置前開式晶圓傳送盒。在本實施方式中，加載端口 LP的個數(shù)是四個，但是不限于此，多少都可以。在輸送單兀TR中設置有輸送臂Armc,利用輸送臂Armc,來與加載互鎖模塊LM1、LM2內的輸送臂Arma、Armb連動的同時輸送收容在加載端口 LPl LP4內的期望的晶圓W。
在輸送單元TR的一端設置有對晶圓W進行定位的定位機構AL，在載置了晶圓W的狀態(tài)下使旋轉臺Ala旋轉的同時由光學傳感器Alb檢測晶圓周邊部的狀態(tài)，來對晶圓W進行定位。通過上述結構，載置在各加載端口 LPl LP4中的前開式晶圓傳送盒內的晶圓W通過輸送單元TR并由定位機構AL進行定位之后，被一個一個地輸送到處理艙PS1、PS2，由處理模塊PM1、PM2進行等離子體處理，并被收容在前開式晶圓傳送盒。在定位機構AL的附近設置有測量部15，該測量部15以光學方式測量載置在定位機構AL上的晶圓W的背面膜的種類。測量部15如圖3所示那樣包括具有發(fā)光器15a、偏振片15b、檢偏振器15c以及受光器15d的分光類型的膜厚計。在將晶圓W載置在定位機構AL上時，測量部15如下那樣以光學方式測量背面膜種類。發(fā)光器15a朝向晶圓W的背面輸出白色光,偏振片15b在將所輸出的白色光變換為直線偏振光之后，照射到載置在臺S上的晶圓W的背面。檢偏振器15c僅讓由晶圓W反射的橢圓偏振光中的具有特定的偏振光角度的偏振光透過。受光器15d例如包括光電二極管、或者CCD (Charge Coupled Device :電荷稱合器)攝像機等,接收透過了檢偏振器15c的偏振光。這樣，測量部15從受光器15d的受光狀態(tài)進行例如干涉波形分析，由此以光學方式測量晶圓W的背面膜的種類。如果預先獲知能夠檢測的膜種類，則只要檢測光的反射率就能夠識別是哪一個膜種類。測量得到的晶圓W的背面膜種類的信息被發(fā)送到圖2所示的控制器30?？刂破?0執(zhí)行與晶圓W的背面膜種類相應的溫度控制。另外，控制器30按背面膜種類選擇最佳的制程程序，根據(jù)所選擇的制程程序，控制等離子體處理。
[等離子體處理裝置的結構]接著，參照圖2說明本發(fā)明的一個實施方式所涉及的等離子體處理裝置的結構。圖2表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的等離子體處理裝置的縱截面。在此，一個實施方式所涉及的等離子體處理裝置20假設為蝕刻裝置進行說明，但是等離子體處理裝置20不限于此，只要是通過等離子體對晶圓W進行精細加工的裝置即可，能夠應用于成膜裝置、灰化裝置等所有的等離子體處理裝置。等離子體處理裝置20具有在內部對從閘閥V搬入的晶圓W進行等離子體處理的腔室100。腔室100由上部圓筒狀腔室IOOa和下部圓筒狀腔室IOOb形成。腔室100例如由鋁等金屬形成，被接地。在腔室的內部相對置地配設有上部電極105和下部電極110，由此，構成了一對平行平板電極。上部電極105具有基材105a、絕緣層105b?；?05a例如由鋁、碳、鈦、鎢等金屬形成。通過噴鍍向基材105a的下表面吹噴氧化鋁或者氧化釔而形成絕緣層105b。多個氣孔105c貫通上部電極105，也作為簇射頭而發(fā)揮功能。也就是說，從氣體供給源115提供的氣體在腔室內的氣體擴散空間S中擴散之后，從多個氣孔105c導入到腔室內。也可以是，上部電極的基材105a由Si、SiC形成，在該情況下不需要具有絕緣層105b。另外，也可以是，在基材105a上附上石英覆層。下部電極110作為載置晶圓W的基座而發(fā)揮功能。下部電極110具有基材110a?；腎lOa由招等金屬形成,通過絕緣層IlOb被支撐臺IlOc支撐。由此，下部電極110形成為電性浮置的狀態(tài)。此外，支撐臺IlOc的下方部分被罩115覆蓋。在支撐臺IlOc的下部外周設置有隔板120，控制氣體的流動。在基材IlOa上設置有制冷劑室IlOal以及制冷劑導入管110a2。制冷劑室IlOal通過制冷劑導入管110a2連接在制冷劑供給源111上。從制冷劑供給源111提供的制冷劑從一方的制冷劑導入管110a2導入，在制冷劑室IlOal中循環(huán)，從另一方的制冷劑導入管110a2排出，由此來對基材IlOa進行冷卻。在基材IlOa中還埋設有加熱器112。加熱器112連接在加熱源113上。從加熱源113提供的交流電力被施加到加熱器112，由此來對基材IlOa進行加熱。在基材IlOa的上表面設置有靜電卡盤機構125，其上載置晶圓W。在靜電卡盤機構125的外周設置有例如由硅形成的聚焦環(huán)130，發(fā)揮維持等離子體均勻性的作用。有使金屬薄板部件的電極部125b夾在氧化鋁等絕緣部件125a中來構成靜電卡盤機構125。直流電源135連接在電極部125b上。通過將從直流電源135輸出的直流電壓施加到電極部125b，晶圓W被靜電吸附在下部電極110上。導熱氣體供給管116貫通下部電極110，其前端在靜電卡盤機構125的上表面形成了開口。導熱氣體供給管116連接在導熱氣體供給源117上。從導熱氣體供給源117提供的例如氦氣等導熱氣體流動于晶圓W與靜電卡盤機構125之間，由此，通過控制向基材IlOa的熱傳導，來調整晶圓W的溫度。制冷劑室IlOal以及制冷劑導入管110a2是設置在載置晶圓W的基座上的冷卻機構的一例，加熱器112是設置在載置晶圓W的基座上的加熱機構的一例。另外，導熱氣體供給管116是設置在載置晶圓W的基座上的導熱氣體供給機構的一例。在后述的本實施方式的變形例所涉及的溫度控制中，使用冷卻機構、加熱機構以及導熱氣體供給機構，將基材IlOa控制為期望的溫度，來調整晶圓W的溫度?；腎lOa通過連接在供電棒140上的匹配器145與高頻電源150相連接。腔室 內的氣體被從高頻電源150輸出的高頻的電場能量激勵，通過由此生成的放電型的等離子體對晶圓W實施蝕刻處理?；腎 IOa還通過連接在供電棒140上的匹配器145連接高頻電源165。從高頻電源165輸出的例如3. 2MHz的高頻作為偏置電壓用于向下部電極110引入離子。在腔室100的底面設置有排氣口 170，通過對連接在排氣口 170上的排氣裝置175進行驅動，來將腔室100的內部保持為期望的真空狀態(tài)。在上部腔室IOOa的周圍配置有多極環(huán)形磁體180a、180b。多極環(huán)形磁體180a、180b被配置成，將多個各向異性鏈段柱狀磁體安裝在環(huán)狀的磁性體的殼體中，相鄰的多個各向異性鏈段柱狀磁體之間的磁極的朝向彼此相反。由此，在相鄰的鏈段磁體之間形成磁力線，僅在上部電極105與下部電極110之間的處理空間的周邊部形成磁場，發(fā)揮作用以將等離子體封閉在處理空間中。其中，也可以沒有多極環(huán)形磁體。[控制器的硬件結構]接著，說明本實施方式所涉及的控制器30的結構。在圖2中示出了控制器30的硬件結構。另外，在圖3中示出了控制器30的功能結構。如圖2 所示，控制器 30 具有 ROM 32、RAM 34、HDD 36、CPU 38、總線 40、接口 (I/F)42。向圖3所示的各部分的指令由專用的控制設備或者執(zhí)行程序的CPU 38執(zhí)行。用于執(zhí)行后述的溫度控制的程序、各種數(shù)據(jù)被預先存儲在ROM 32、RAM 34、HDD 36中。CPU 38從這些存儲器中讀出需要的程序、數(shù)據(jù)并執(zhí)行，由此實現(xiàn)圖3的控制器30的各功能。[控制器的功能結構]如圖3所示，控制器30具有獲取部305、選擇部310、調整部315、處理執(zhí)行部320、存儲部325、第一數(shù)據(jù)庫330以及第二數(shù)據(jù)庫335。獲取部305從測量部15獲取關于晶圓W的背面膜的種類的測量結果。選擇部310從存儲在存儲部325中的制程程序中選擇最適合于作為測量結果的背面膜種類的制程程序。選擇部310按照所選擇的制程程序，確定投入到腔室100內的RF能量。另外，選擇部310從第一數(shù)據(jù)庫330選擇與作為上述測量結果的晶圓W的背面膜的種類和向上述腔室100內投入的能量對應的晶圓W的溫度。圖4是針對晶圓W的背面膜為硅膜(Si)、氧化硅膜(SiO2)、光致抗蝕劑膜(PR)的情況示出了等離子體處理中的晶圓W的溫度變化的圖。在本實驗中，使用等離子體處理裝置20的處理的條件如下。 腔室100內的壓力2OmTorr 從高頻電源150提供的高頻的能量40MHz、1000W 從高頻電源165提供的高頻的能量3. 2MHz、4500W 氣體種類以及氣體流量C4F6氣體/Ar氣體/O2氣體=60/200/70sccm 導熱氣體以及氣體壓力He氣晶圓W的傳感器側15Torr、邊緣側40Torr 下部電極的溫度20°C在上述條件下得到如下結果在下部雙頻率的平行平板型的等離子體處理裝置 20中執(zhí)行了等離子體處理之后，如圖4所示那樣，晶圓溫度在硅膜(Si)、氧化硅膜(SiO2)、光致抗蝕劑膜(PR)之間分別相差5°C，最大相差10°C左右。從該結果可知，存在如下情況不考慮晶圓的背面膜的種類，而僅控制制冷劑的溫度、加熱器的溫度以及導熱氣體的壓力，在如等離子體處理那樣存在熱輸入的系統(tǒng)中，靜電卡盤機構125的表面和晶圓W的背面的熱阻抗根據(jù)背面膜的種類的不同而不同，因此根據(jù)背面膜的種類的不同，導致晶圓的溫度與設為目標的值不同，處理的結果不能形成非常好的結果。因此，在本實施方式所涉及的晶圓W的溫度控制中，進行考慮了晶圓的背面膜的 種類的溫度調整。因此，在本實施方式中，在執(zhí)行實際的處理之前預先準備圖5所示的第一數(shù)據(jù)庫330。在第一數(shù)據(jù)庫330中將向腔室100內投入的RF能量、背面膜的種類以及晶圓W的溫度相對應地進行了存儲。作為存儲在第一數(shù)據(jù)庫330中的數(shù)據(jù)的測量方法的一例，列舉如下方法由在基座上安裝了如低相干光干涉溫度計那樣的非接觸式溫度計的等離子體處理裝置20，對表面為硅且背面膜的種類不同的多個晶圓進行等離子體處理。具體來說，在處理過程中，由非接觸式溫度計測量由高頻電源150和高頻電源165投入的RF能量以及此時的晶圓的溫度。測量結果作為將RF能量、背面膜的種類以及晶圓W的溫度進行對應得到的數(shù)據(jù)群而被存儲到第一數(shù)據(jù)庫330中。第一數(shù)據(jù)庫330被保存到例如HDD 36中。稍后記述非接觸式溫度計的具體例。另外，在本實施方式中，在執(zhí)行實際的處理之前預先準備圖6所示的第二數(shù)據(jù)庫335。在第二數(shù)據(jù)庫335中將在晶圓W的背面流動的導熱氣體的壓力與晶圓W的溫度相對應地進行存儲。存儲在第二數(shù)據(jù)庫335中的數(shù)據(jù)的測量方法為，以上述處理條件，改變在處理過程中作為導熱氣體的He氣的壓力，由非接觸式溫度計測量此時的晶圓的溫度。測量結果作為將He氣以及晶圓W的溫度進行對應得到的數(shù)據(jù)群而被存儲到第二數(shù)據(jù)庫335中。第二數(shù)據(jù)庫335被保存到例如HDD 36中。也可以將第一數(shù)據(jù)庫330與第二數(shù)據(jù)庫335合并為而形成一個數(shù)據(jù)庫。選擇部310從第一數(shù)據(jù)庫330選擇與作為測量結果的晶圓W的背面膜的種類以及為了對晶圓W進行處理而投入的能量相對應的晶圓W的溫度。例如，在圖5中，在RF能量為W1、背面膜種類位SiO2的情況下，選擇晶圓W的溫度67°C。另外，選擇部310從第二數(shù)據(jù)庫335選擇與所選擇的上述晶圓W的溫度相對應的He氣的壓力。例如，在圖6中，如果所選擇的晶圓W的溫度為67 V，則將He氣的壓力設為P4。調整部315根據(jù)所選擇的晶圓W的溫度，調整晶圓W的溫度。具體來說，調整部315根據(jù)所選擇的晶圓W的溫度，控制從作為冷卻機構的圖2的制冷劑供給源111提供的制冷劑的流量以及制冷劑的溫度，并控制從作為加熱機構的加熱源113提供的交流電力。另外，調整部315根據(jù)所選擇的He氣的壓力，調整在晶圓W的背面流動的He氣。具體來說，調整部315根據(jù)所選擇的導熱氣體的壓力，調整從作為導熱氣體供給機構的導熱氣體供給源117提供的He氣。在存儲部325中存儲有多個制程程序。處理執(zhí)行部320按照由選擇部310從多個處理制程程序中選擇的處理制程程序，控制由處理處理裝置20執(zhí)行的蝕刻處理。如上所述，在處理過程中，通過調整部調整冷卻機構、加熱機構以及導熱氣體供給機構，來使晶圓W的溫度變?yōu)榕c背面膜的種類相應的期望的溫度。由此，能夠高精確度地控制晶圓W的溫度。[等離子體處理裝置的動作] 接著，參照圖7所示的溫度控制處理的流程圖的同時說明本實施方式所涉及的等離子體處理裝置20的動作。作為執(zhí)行該溫度控制的前提，預先準備第一數(shù)據(jù)庫330以及第二數(shù)據(jù)庫335。在溫度控制處理中，首先，在步驟S705中判斷是否從圖I所示的加載端口 LPl LP4中的某一個將晶圓W投入到了輸送單元TR，在晶圓W投入之前重復步驟S705。在投入了晶圓W的情況下，進入步驟S710，判斷晶圓W是否載置在了定位機構AL上，在晶圓W載置在定位機構AL上之前重復步驟S710。當晶圓W載置在定位機構AL上時，進入步驟S715，測量部15測量晶圓W的背面膜的種類。接著，在步驟S720中，獲取部305獲取關于測量出的晶圓W的背面膜的種類的測量結果。選擇部310從第一數(shù)據(jù)庫330選擇與獲取到的背面膜的種類以及向等離子體處理裝置20投入的高頻電力的能量(RF能量)對應的晶圓W的溫度。接著，在步驟S725中，選擇部310從第二數(shù)據(jù)庫335中選擇與所選擇的晶圓W的溫度相對應的導熱氣體的壓力。接著，在步驟S730中，根據(jù)所選擇的晶圓W的溫度以及導熱氣體的壓力，調整設置在基座內的制冷劑的溫度、加熱器的溫度以及導熱氣體的壓力，并結束本處理。據(jù)此，將晶圓W的背面膜的種類與RF能量一起進行考慮，來控制基座的制冷劑的溫度、加熱器的溫度以及導熱氣體的壓力。其結果，根據(jù)背面膜的有無以及背面膜的種類能夠高精確度地控制晶圓W的溫度。由此，能夠得到預想的處理結果、即對晶圓W實施預想的良好的蝕刻處理。[變形例]即使是等離子體處理裝置20以外的裝置，也能夠針對存在熱輸入的裝置利用本實施方式的變形例所涉及的溫度控制方法。參照圖8所示的溫度控制處理的流程圖說明本變形例所涉及的溫度控制方法。作為執(zhí)行本變形例所涉及的溫度控制的前提，預先準備了第一數(shù)據(jù)庫330，但是第二數(shù)據(jù)庫335并不是必須的。在溫度控制處理中，首先，在步驟S705中，判斷是否從圖I所示的加載端口 LPl LP4中的某一個將晶圓W投入到了輸送單元TR。在投入了晶圓W的情況下，進入步驟S710，判斷晶圓W是否載置在了定位機構AL上，當晶圓W載置在了定位機構AL上時，進入步驟S715，測量部測量晶圓W的背面膜的種類。接著，在步驟S720中，獲取部305獲取關于測量出的晶圓W的背面膜的種類的測量結果，選擇部310從第一數(shù)據(jù)庫330選擇與獲取到的背面膜的種類以及向等離子體處理裝置20投入的高頻電力的能量對應的晶圓W的溫度。接著，在步驟S805中，根據(jù)所選擇的晶圓W的溫度，調整設置在基座內的制冷劑的溫度以及加熱器的溫度，并結束本處理據(jù)此也同樣地，能夠將晶圓W的背面膜的種類與RF電力一起進行考慮，來控制基座的制冷劑的溫度、加熱器的溫度。其結果，針對等離子體處理裝置20以外的存在熱輸入的裝置，能夠高精確度地控制與背面膜的有無以及背面膜的種類相應的晶圓W的溫度。由此，能夠得到預想的處理結果。[非接觸式溫度計]最后，參照圖9說明測量晶圓W的溫度的非接觸式溫度計的一例。圖9是表示本實施方式所涉及的非接觸式溫度計的一例的圖。本實施方式所涉及的非接觸式溫度計550具有分光器500以及測量器520。分光、器500是車爾尼-特納(Czerny-Turner)型的分光器，利用波長分散元件按各波長對被測量光進行分光，求出存在于任意的波長寬度的光的能量，基于求出的光的能量來測量被測量光的特性。分光器500具有入射狹縫501、反射鏡502、衍射光柵504、反射鏡506以及光電二極管陣列508。反射鏡502和反射鏡506被設置成將入射光反射向期望的方向。光電二極管陣列508被設置在由反射鏡506反射的光收斂的位置處。從入射狹縫501入射的光包括由背面膜種類不同的厚度D的晶圓W的表面反射的光和由晶圓W的背面(或者稱為“內面”、“里面”)反射的光。入射的光由反射鏡502反射并照射到衍射光柵504。所照射的晶圓W的表面?zhèn)鹊姆瓷涔夂捅趁鎮(zhèn)鹊姆瓷涔獗谎苌涔鈻?04進行分光。反射光或衍射光中的特定波長的光被反射鏡506反射后入射到光電二極管陣列508。光電二極管陣列508檢測該光的能量。光電二極管陣列508是接收被分光后的光并檢測接收到的光的能量的多個光檢測元件(光電二極管)設置成陣列狀的檢測器的一例。作為檢測器的另一例，列舉有CCD陣列。光電二極管陣列508的各元件產生與接收到的光的能量相應的電流(光電流)，將該光電流作為分光器的檢測結果輸出。另外，對各元件預先分配了特定的波長。分配給各兀件的特定的波長的光被衍射光柵504按各波長進行分光后入射到光電二極管陣列508。測量器520具有測量部526以及存儲部528。測量部526根據(jù)檢測出的光的能量，測量上述入射光的特性。在本實施方式中，測量部526根據(jù)檢測出的光的能量的頻率分析，從測量結果測量晶圓W的溫度。測量結果被存儲到第一數(shù)據(jù)庫330、存儲部528中。當將反射光譜設為頻率分析(FFT :Fast Fourier Transform :快速傅立葉變換)時,如圖10的(a)所示，在由厚度D的晶圓W的表面反射的反射光LI和由背面反射的反射光L2在硅中的往返的光路長度2D的整數(shù)倍n(n = 0以上的整數(shù))的位置處輸出振幅的光P曰。如圖10的(b)所示，預先計算了光路長度nd與溫度Ts的關系。在此，當晶圓W被加熱時，由于熱膨脹而晶圓W內的光路長度D變大，折射率也變大。因此，當溫度上升時，偏離光路長度的倍數(shù)nD?；谠摴饴烽L度的倍數(shù)nd的偏離量C來檢測溫度Ts。這樣，能夠從通過分光數(shù)據(jù)的頻率分析求出的各光譜測量按各背面膜種類測量晶圓W的溫度。在上述一個實施方式及其變形例中，各部分的動作彼此關聯(lián)，能夠在考慮彼此關聯(lián)的同時作為系列的動作以及系列的處理進行替換。由此，能夠將溫度控制方法的實施方式設為執(zhí)行溫度控制方法的裝置的實施方式。在以上的說明中，關于利用頻率域方式的溫度測量方法列舉例子進行了說明，但是也可以使用利用時域方式(例如日本特開
2010-199526號中記載)的溫度測量方法。以上，參照添附附圖詳細說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是本發(fā)明不限定于上述例子。只要是具有本發(fā)明所屬的技術領域中的普通知識的人，就能夠在權利要求書所記載的技術思想的范疇內想到各種變更例或者修改例，這是顯而易見的，應該了解，關于這些變更例或者修改例，當然也屬于本發(fā)明的技術范 圍。例如，本發(fā)明所涉及的等離子體處理裝置不限于上述實施方式所示的蝕刻裝置，也可以是成膜裝置、微波等離子體處理裝置等所有的等離子體處理裝置。只要是在內部存在熱輸入的裝置即可，還可以是等離子體處理裝置以外的裝置。本發(fā)明所涉及的等離子體處理裝置不限于上述實施方式所示的平行平板型的等離子體處理裝置，也能夠用于ICP (Inductively Coupled Plasma :電感稱合等離子體)等離子體處理裝置、微波等離子體處理裝置等等離子體處理裝置的氣體系統(tǒng)。
權利要求
1.一種溫度控制方法，其特征在于，包括以下步驟 獲取步驟，獲取被處理體的背面膜的種類的測量結果； 選擇步驟，從將向腔室內投入的能量、背面膜的種類以及被處理體的溫度相對應地進行存儲的第一數(shù)據(jù)庫中，選擇與作為上述測量結果的被處理體的背面膜的種類以及為了對上述被處理體進行處理而投入的能量相對應的被處理體的溫度；以及 調整步驟，根據(jù)所選擇的被處理體的溫度，調整上述被處理體的溫度。
2.根據(jù)權利要求I所述的溫度控制方法，其特征在于， 在上述調整步驟中根據(jù)所選擇的被處理體的溫度，來控制冷卻機構以及加熱機構。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的溫度控制方法，其特征在于， 在上述選擇步驟中，從將在被處理體的背面流動的導熱氣體的壓力和被處理體的溫度相對應地進行存儲的第二數(shù)據(jù)庫中，選擇與所選擇的被處理體的溫度相對應的導熱氣體的壓力， 在上述調整步驟中，根據(jù)所選擇的導熱氣體的壓力，來調整在上述被處理體的背面流動的導熱氣體。
4.根據(jù)權利要求I至3中的任一項所述的溫度控制方法，其特征在于， 還包括保存步驟，在該保存步驟中，將利用非接觸式溫度計對具有種類不同的背面膜的被處理體來測量與向上述腔室內投入的能量相應的被處理體的溫度而得到的被處理體的溫度與上述背面膜的種類以及上述能量相對應地保存到上述第一數(shù)據(jù)庫。
5.一種等離子體處理系統(tǒng)，其具備腔室，在該腔室的內部對被處理體實施等離子體處理，該等離子體處理系統(tǒng)的特征在于，具備 獲取部，其獲取被處理體的背面膜的種類的測量結果； 選擇部，其從將向腔室內投入的能量、背面膜的種類以及被處理體的溫度相對應地進行存儲的第一數(shù)據(jù)庫中，選擇與作為上述測量結果的被處理體的背面膜的種類以及為了對上述被處理體進行處理而投入的能量相對應的被處理體的溫度；以及 調整部，其根據(jù)所選擇的被處理體的溫度，來調整上述被處理體的溫度。
6.根據(jù)權利要求5所述的等離子體處理系統(tǒng)，其特征在于， 上述等離子體處理系統(tǒng)還具備設置在用于載置被處理體的基座上的冷卻機構以及加熱機構， 上述調整部根據(jù)所選擇的被處理體的溫度，來控制上述冷卻機構以及上述加熱機構。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的等離子體處理系統(tǒng)，其特征在于， 上述選擇部從將在被處理體的背面流動的導熱氣體的壓力和被處理體的溫度相對應地進行存儲的第二數(shù)據(jù)庫中，選擇與所選擇的被處理體的溫度相對應的導熱氣體的壓力， 上述調整部根據(jù)所選擇的導熱氣體的壓力，來調整在上述被處理體的背面流動的導熱氣體。
8.根據(jù)權利要求7所述的等離子體處理系統(tǒng)，其特征在于， 上述等離子體處理系統(tǒng)還具備設置在用于載置被處理體的基座上的導熱氣體供給機構， 上述調整部根據(jù)所選擇的導熱氣體的壓力，來控制上述導熱氣體供給機構。
9.根據(jù)權利要求5 8中的任一項所述的等離子體處理系統(tǒng)，其特征在于，上述等離子體處理系統(tǒng)還具備 定位機構，其對被處理體進行定位；以及 測量部，其以光學方式測量在上述定位機構上載置的被處理體的背面膜的種類。
全文摘要
本發(fā)明提供一種溫度控制方法以及等離子體處理系統(tǒng)，能夠高精確度地控制晶圓(W)的溫度。溫度控制方法的特征在于，具備以下步驟獲取步驟，獲取晶圓(W)的背面膜的種類的測量結果；選擇步驟，從將向腔室內投入的能量、背面膜的種類以及晶圓(W)的溫度相對應地進行了存儲的第一數(shù)據(jù)庫(330)，選擇與作為上述測量結果的晶圓(W)的背面膜的種類和為了對上述晶圓(W)進行處理而投入的能量對應的晶圓(W)的溫度；以及調整步驟，根據(jù)所選擇的上述晶圓(W)的溫度，調整上述晶圓(W)的溫度。
文檔編號G01K11/32GK102736648SQ20121009161
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權日2011年3月30日
發(fā)明者松土龍夫 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社