TWI633599B - Etching method and etching device - Google Patents

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TWI633599B TW103117559A TW103117559A TWI633599B TW I633599 B TWI633599 B TW I633599B TW 103117559 A TW103117559 A TW 103117559A TW 103117559 A TW103117559 A TW 103117559A TW I633599 B TWI633599 B TW I633599B
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Abstract

提高蝕刻率之面內均勻性。
提供一種蝕刻方法，係藉由所供給之氣體來將被處理體電漿蝕刻之蝕刻方法；其包含有：測量步驟，係與被處理體之溫度控制獨立而藉由可控制之第1溫控機構來調整聚焦環之溫度，並測量該聚焦環之溫度達到目標值為止的時間變化；推測步驟，係基於預先設定之時間變化與聚焦環之耗損程度的相關關係，而從該測量之時間變化來推測該聚焦環之耗損程度；以及修正步驟，係基於該推測之聚焦環的耗損程度，來修正該聚焦環之溫度目標值。

Description

蝕刻方法及蝕刻裝置
有關一種蝕刻方法及蝕刻裝置。
聚焦環係以圍繞台上所載置之晶圓的外周之方式來加以設置。電漿程序中聚焦環會暴露於程序而有耗損。於是，便提議有推測聚焦環之耗損程度的技術(例如，參照專利文獻1、2)。
【先行技術文獻】 【專利文獻】
專利文獻1：日本特開2007-258417號公報
專利文獻2：日本特開2006-253541號公報
因聚焦環會耗損，便使得聚焦環之厚度會與時變化。伴隨於此，在聚焦環附近之晶圓邊緣附近的鞘區之電場分布會有變化產生。鞘區之電場分布變化會對離子之行徑帶來影響。因此，晶圓之邊緣的蝕刻速率會與時變化，而對蝕刻速率之面內均勻性造成影響。
對於上述課題，在一面相中，其目的在於提高蝕刻速率之面內均勻性。
為了解決上述課題，係根據一種態樣，來提供一種蝕刻方法，係藉由所供給之氣體來將被處理體電漿蝕刻的蝕刻方法，其包含有：測量步驟，係與被處理體之溫度控制獨立而藉由可控制的第1溫控機構來調整聚焦環溫度，並測量該聚焦環溫度達到目標值為止的時間變化；推測步驟，係基於預先設定之時間變化與聚焦環之耗損程度的相關關係，而從該所測量之 時間變化來推測該聚焦環之耗損程度；以及修正步驟，係基於該所推測之聚焦環的耗損程度，來修正該聚焦環之溫度目標值。
又，為了解決上述課題，係根據其他態樣，來提供一種蝕刻裝置，係藉由被供給至腔室內之氣體來將被處理體電漿蝕刻之蝕刻裝置，其具有：第1溫控機構，係將聚焦環之溫度與被處理體的溫度控制獨立而加以控制；控制部，係藉由該第1溫控機構來將該聚焦環溫度控制至目標值；其中該控制部係藉由該第1溫控機構來調整聚焦環之溫度，並測量該聚焦環溫度達到目標值為止之時間變化；基於預先設定之時間變化與聚焦環之耗損程度的相關關係，從該所測量之時間變化來推測該聚焦環之耗損程度；基於該所推測之聚焦環的耗損程度，來修正該聚焦環之溫度目標值。
根據一種態樣，便可提高蝕刻速率之面內均勻性。
1‧‧‧蝕刻裝置
10‧‧‧腔室
18‧‧‧聚焦環
31‧‧‧第1高頻電源(吸引離子用)
32‧‧‧第2高頻電源(生成電漿用)
40‧‧‧靜電夾具
62‧‧‧氣體供給源
75‧‧‧加熱器
80‧‧‧控制部
81‧‧‧記憶部
圖1係一實施形態相關之蝕刻裝置的縱剖面圖。
圖2係一實施形態相關之載置台及靜電夾具的縱剖面圖。
圖3係用以說明一實施形態相關之蝕刻速率的與時變化之圖式。
圖4係顯示一實施形態相關之聚焦環的溫度調整之效果的圖式。
圖5係顯示一實施形態相關之聚焦環的溫度與自由基之行徑的一範例之圖式。
圖6係顯示一實施形態相關之聚焦環之溫度與自由基之行徑的其他範例之圖式。
圖7係顯示一實施形態相關之聚焦環的溫度控制時間之變化與聚焦環之耗損程度的相關關係之圖式。
圖8係用以實行一實施形態相關之聚焦環的溫度修正處理之流程圖。
圖9係顯示一實施形態相關之聚焦環的厚度與溫度修正之關係的一範例。顯示○之效果的圖式。
圖10係用以實行一實施形態相關之聚焦環的溫度控制處理之流程圖。
以下，便就用以實施本發明之形態，參照圖式來加以說明。另外，本說明書及圖式中，係藉由對實質上相同之結構賦予相同之符號來省略重複之說明。
[蝕刻裝置之整體結構]
首先，就本發明之一實施形態相關之蝕刻裝置的整體結構，參照圖1來加以說明。圖1係一實施形態相關之蝕刻裝置的縱剖面圖。
本實施形態中，係舉下部雙頻電容耦合型電漿蝕刻裝置為例來加以說明。然而，本實施形態相關之蝕刻裝置1不限定於此，亦可為例如上部及下部雙頻電容耦合型電漿蝕刻裝置或是其他電漿蝕刻裝置。
蝕刻裝置1係具有例如表面經防蝕處理後(陽極氧化處理)之鋁所構成之圓筒形腔室10。腔室10係接地。腔室10係藉由電漿來對半導體晶圓W(以下，稱為晶圓W)實施蝕刻處理。晶圓W係被處理體之一範例。晶圓W之直徑可為300mm，亦可為450mm。
腔室10內係設置有載置晶圓W之載置台12。載置台12係由例如鋁所構成，並透過絕緣性筒狀保持部14而被支撐於筒狀支撐部16。在為載置台12上面之靜電夾具40周緣部為了提高蝕刻之面內均勻性，係設置有由例如矽所構成之聚焦環18。
腔室10之側壁與筒狀支撐部16之間係形成有排氣路徑20。排氣路徑20係安裝有環狀隔板22。排氣路徑20之底部係設置有排氣口24，並透過排氣管26連接於排氣裝置28。排氣裝置28係具有未圖示之真空泵，而會將腔室10內之處理空間減壓至既定之真空度為止。腔室10之側壁係安裝有開閉晶圓W之搬出入口的搬送用閘閥30。
載置台12係透過匹配器33及匹配器34而電性連接有離子吸引用之第1高頻電源31及電漿生成用之第2高頻電源32。第1高頻電源31係施加適用於將電漿之離子吸引至載置台12上之晶圓W，例如0.8MHz之頻率的高頻電力至載置台12。第2高頻電源32係施加適用於用以在腔室內生成電漿，例如60MHz之頻率的第2高頻電力至載置台12。如此一來，載置台12亦具有作為下部電極之機能。腔室10之頂部係設置有作為接地電位之上 部電極的後述噴淋頭38。藉此，來自第2高頻電源32之高頻電力便會電容性地施加至載置台12與噴淋頭38之間。
載置台12之上面係設置有靜電夾具40。靜電夾具40係將由導電膜所構成之電極40a夾置於一對絕緣層40b(參照圖2)之間者。電極40a係透過開關43來電性連接有直流電壓源42。靜電夾具40係藉由來自直流電壓源42之電壓，以庫倫力來將晶圓W吸附保持於靜電夾具40上。
傳熱氣體源52係將He氣體等傳熱氣體通過氣體供給線路54而供給至靜電夾具40之上面與晶圓W之內面之間。
頂部之噴淋頭38係具有多數氣體通氣孔56a之電極板56與裝卸自如地支撐電極板56之電極支撐體58。氣體供給源62係透過氣體供給配管64來從氣體導入口60a將氣體供給至噴淋頭38內。氣體係從多數之氣體通氣孔56a導入至腔室10內。
載置台12之內部係設置有冷媒管70。冷媒管70係從冷卻單元71透過配管72、73來循環供給既定溫度之冷媒。又，靜電夾具40係埋設有加熱器75。加熱器75係從交流電源44施加有所欲之電壓。根據相關之結構，便可藉由冷卻單元71之冷卻與加熱器75之加熱來調整晶圓W至所欲之溫度。又，該等之溫度控制係基於來自控制部80之指令來加以進行。
控制部80係控制安裝於蝕刻裝置1之各部，例如排氣裝置28、交流電源44、直流電壓源42、靜電夾具用之開關43、第1及第2高頻電源31,32、匹配器33,34、傳熱氣體供給源52、氣體供給源62及冷卻單元71。另外，控制部80亦與未圖示之主電腦連接。
控制部80係具有未圖示之CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)以及RAM(Random Access Memory)。記憶部81可藉由使用例如半導體記憶體、磁碟或是光學硬碟等的RAM或是ROM來加以實現。記憶部81係記憶有蝕刻處理用之配方或其他資料(例如，聚焦環18之溫度控制值)。又，記憶部81係記憶有聚焦環之溫度控制與聚焦環之厚度的相關關係。
控制部80係使用CPU來實行蝕刻處理。CPU會以被定義於記憶部81所記憶之配方的蝕刻順序來實行蝕刻處理。CPU係以實行記憶部81所記憶 之聚焦環的溫度修正處理程式及溫度控制處理程式，來進行聚焦環之溫度修正與溫度控制。關於聚焦環之溫度修正處理及聚焦環之溫度控制處理係在之後詳述。
相關結構之蝕刻裝置1中，在進行蝕刻時，首先係開啟閘閥30，將保持於未圖示之搬送臂上的晶圓W搬入至腔室10內。晶圓W係藉由未圖示之推桿銷來加以保持，並藉由推桿銷下降來載置於靜電夾具40上。搬入晶圓W後，便關閉閘閥30，而從氣體供給源62將蝕刻氣體以既定之流量及流量比來導入至腔室10內，並藉由排氣裝置28來將腔室10內之壓力減壓至設定值。進一步地，將來自第1高頻電源31及第2高頻電源32的既定功率之高頻電力供給至載置台12。又，以將來自直流電源42之電壓施加至靜電夾具40之電極40a，來將晶圓W固定於靜電夾具40上。又，導熱氣體係被供給至靜電夾具40之上面與晶圓W之內面之間。蝕刻氣體係從噴淋頭38噴淋狀地被導入，而藉由來自第2高頻電源之高頻電力來電離及解離。藉此，便會在上部電極(噴淋頭38)與下部電極(載置台12)之間的電漿生成空間生成電漿，而藉由電漿中之自由基或離子來蝕刻晶圓W之主面。又，亦可藉由來自第1高頻電源31之高頻電力來將離子朝向晶圓W吸引。
電漿蝕刻結束後，晶圓W係藉由推桿銷來抬升，在保持於搬送臂上之狀態下，來從已開啟之閘閥30搬出，並藉由搬送臂來將下一個晶圓W朝腔室10內搬入。藉由反覆該處理來連續處理晶圓W。以上，已就本實施形態相關之蝕刻裝置的整體結構加以說明。
[加熱器]
接著，就加熱器75之內部構造，參照圖2來加以說明。本實施形態之加熱器75係被區分為內周側之中央加熱器A、中央之中介加熱器B以及外周側之邊緣加熱器C。邊緣加熱器C係可將聚焦環18之溫度與晶圓W之溫度控制獨立而加以控制的第1溫控機構之一範例。邊緣加熱器C亦可分割為1或2個以上的加熱器。聚焦環18之溫度係藉由邊緣加熱器C來調整至聚焦環18之溫度目標值。如後述，目標值係對應於聚焦環18之耗損程度來加以修正。
中央加熱器A與中介加熱器B係可將晶圓W之溫度與聚焦環18之溫度控制獨立而加以控制的第2溫控機構之一範例。中央加熱器A及中介加熱器B可一體化為一個，亦可分割為複數個。
本實施形態相關之靜電夾具40中，係在靜電夾具內內藏加熱器，來利用高速地調整晶圓W或聚焦環18溫度之加熱器內藏靜電夾具機構。加熱器內藏靜電夾具機構中，係在靜電夾具40採用有例如電阻率為1×1014Ωcm以上之高電阻率構件。
[蝕刻速率之變化]
接著，便就晶圓W之邊緣部中的蝕刻速率變化，參照圖3來加以說明。圖3係用以說明一實施形態相關之蝕刻速率的變化之圖式。圖3中，係將電漿中之離子以CFx+來表示，將自由基以CFx*來表示。
蝕刻裝置1中，在蝕刻程序中，聚焦環18會被暴露於電漿，而有耗損。將圖3(a)所示之聚焦環18假設為新品的情況，在聚焦環18耗損時聚焦環之厚度會與時變化而如圖3(b)所示般變薄。
伴隨於此，在晶圓W邊緣(最外周)附近的鞘區(Sheath)之電場分布會有變化產生。具體而言，圖3(a)中，在晶圓W之邊緣附近R1不會產生有鞘區之電場扭曲。另一方面，圖3(b)中，由於聚焦環18之耗損而使得聚焦環18之厚度變薄，故在晶圓W之邊緣附近R2會產生有鞘區之電場扭曲。
鞘區之電場分布的變化會對離子CFx+之行徑帶來影響。亦即，如圖3(b)所示，在鞘區之電場扭曲產生的狀態下，離子會在晶圓W的邊緣側彎曲前進。其結果，便會使得在晶圓W邊緣附近R2中之離子的撞擊增加，而讓邊緣附近R2之蝕刻速率提高。如此一來，會因晶圓W邊緣中之蝕刻速率對應於聚焦環18之耗損程度而與時變化，使得蝕刻速率之面內均勻性變差。
[聚焦環之溫度調整]
相對於此，發明者係藉由調整聚焦環18之溫度，來進行是否能控制晶圓W邊緣中蝕刻速率之實驗。該實驗中，如圖4所示，係將在晶圓W上積層有Low-k膜、TEOS(四乙氧基矽烷：Tetraethyl orthosilicate)膜以及TiN(氮 化鈦)膜之多層膜作為被蝕刻對象膜來進行蝕刻處理。此時之程序條件係如下：
<程序條件>
壓力 80mT(10.666Pa)
第1高頻電力(LF)/第2高頻電力(HF) 200W/400W
氣體種類及氣體流量 C4F8/Ar/N2/O2=30/1200/70/23sccm
溫度
由於邊緣加熱器C可將聚焦環18之溫度與晶圓之溫度控制獨立而加以控制，故如圖4(a)所示，聚焦環18之溫度係藉由邊緣加熱器C而被控制為10℃、30℃、70℃。晶圓W之中央及中介的溫度係藉由中央加熱器A及中介加熱器B，而皆被控制為30℃。
圖4(a)係在上述溫度控制之下實行蝕刻處理的結果，而將在晶圓W之各位置(中央，中介，邊緣)所形成之被蝕刻膜的蝕刻形狀加以顯示之SEM照片。
圖4(b)係顯示圖4(a)之SEM照片所顯示之被蝕刻膜的蝕刻深度D。在橫軸所示之晶圓W的中央，中介之中，縱軸所示之蝕刻深度D幾乎沒有變化。另一方面，晶圓W之邊緣中，聚焦環18越高溫，則蝕刻深度D越低下。亦即，已知藉由將聚焦環18之溫度控制與晶圓之溫度控制獨立進行，便可獨立控制晶圓W之蝕刻深度D。從該結果，得知藉由將聚焦環18之溫度控制與晶圓W之溫度控制獨立進行，便可獨立控制晶圓W邊緣之蝕刻速率。亦即，藉由聚焦環18之溫度控制，便可抑制因聚焦環之耗損而讓晶圓W邊緣之蝕刻速率提高。
另外，藉由上述之溫度控制來將聚焦環18之溫度控制為10℃、30℃、70℃，且將晶圓W之中央及邊緣的溫度控制為30℃，並將Low-k膜(單層膜)作為被蝕刻膜來進行蝕刻的情況之結果顯示於圖4(c)。圖4(c)中，係將晶圓W的位置顯示於橫軸，將蝕刻速率顯示於縱軸。根據該結果，亦已知在晶圓W之邊緣中，聚焦環18之溫度越高，則蝕刻速率越低。亦即，已知即便在將Low-k之單層膜作為被蝕刻膜來進行蝕刻的情況亦與上述多層 膜之情況同樣，藉由將聚焦環18之溫度控制與晶圓W之溫度控制獨立來進行，便可獨立控制晶圓W邊緣之蝕刻速率。
[聚焦環之溫度控制]
接著，便就聚焦環18之溫度控制會影響晶圓W邊緣之蝕刻速率的作用及效果，參照圖5及圖6來加以說明。圖5係顯示將蝕刻模式之氣體供給至腔室內的情況，圖6係顯示將沉積模式之氣體供給至腔室內的情況。
在此，蝕刻模式之氣體可說是具有相較於沉積物(反應生成物)之生成更有助於蝕刻之蝕刻特性的氣體。另一方面，沉積模式之氣體可說是具有相較於蝕刻更有助於反應生成物之生成的蝕刻特性之氣體。任一模式之氣體皆為在電漿化時會產生自由基之氣體。
更具體而言，蝕刻模式之氣體亦可包含CF4、C2F6、C4F8、Cl2、CCl4、NF3、SF6、HBr、BBr3、C2F2、O2、H2、CH4、COS以及SO2之至少任一種氣體。沉積模式之氣體亦可包含CHF3、CH2F2、CH3F以及SiCl4之至少一任種氣體。該等氣體亦可為依必要而混合具有作為載體氣體機能的Ar、He、N2等之混合氣體。
[蝕刻模式之氣體的情況]
蝕刻模式之氣體的情況，在電漿中，有助於蝕刻之氣體成分會較有助於反應生成物之生成的氣體成分包含要多。藉此，蝕刻模式之氣體的情況，在蝕刻處理中，蝕刻會較反應生成物之生成優先進行。圖5(a)~圖5(c)中，係將蝕刻模式之氣體以CFx來加以表示，將自由基以CFx*來加以表示。電漿中，藉由溫度所控制的係自由基CFx*，例如離子係藉由電場來加以控制。因此，圖5(a)~圖5(c)中，係為了顯示溫度控制與自由基CFx*之輸送關係，而僅圖示出電漿中之自由基CFx*。
蝕刻模式之氣體的情況，電漿中之自由基CFx*係容易被輸送至高溫側。其理由係由於越高溫則反應越會進行，而使得自由基CFx*會被耗損。亦即，自由基CFx*係容易朝容易被耗損之高溫側輸送。
因此，本實施形態中，係藉由控制晶圓W之溫度與聚焦環18之溫度的大小關係，來控制自由基CFx*之輸送。具體而言，如圖5(a)所示，當將聚焦環18之溫度控制為較晶圓W之溫度要高時，自由基CFx*會被輸送至 聚焦環18側。其結果，便會使得局部低溫側之自由基CFx*的密度減少，而使得低溫側之晶圓W的邊緣難以被蝕刻。如此一來，藉由將聚焦環18之溫度控制為較晶圓W之溫度要高，便可將晶圓W邊緣之蝕刻速率控制為較通常的蝕刻速率要低。另外，所謂的通常的蝕刻速率，如圖5(b)所示，係晶圓W之溫度與聚焦環18之溫度幾乎相等的情況之晶圓W邊緣的蝕刻速率。
另一方面，如圖5(c)所示，當將晶圓W之溫度控制為較聚焦環18之溫度要高時，自由基CFx*會被輸送至晶圓W邊緣側。其結果，便會使得晶圓W的邊緣容易被蝕刻。如此一來，藉由將晶圓W之溫度控制為較聚焦環18之溫度要高，便可將晶圓W邊緣之蝕刻速率控制為較通常之蝕刻速率要高。
(沉積模式之氣體的情況)
沉積模式之氣體的情況，在電漿中，有助於反應生成物之生成的氣體成分會較有助於蝕刻之氣體成分包含要多。藉此，沉積模式之氣體的情況，在蝕刻處理中，反應生成物之生成及沉積會較蝕刻優先進行。圖6(a)~圖6(c)中，係將沉積模式之氣體以CxF來加以顯示，將沉積模式之自由基以CxF*來加以顯示。
沉積模式之氣體的情況，電漿中之自由基CxF*係容易被輸送至低溫側。其理由係因為越低溫則反應生成物越會生成及沉積。亦即，自由基CxF*係容易朝容易沉積之低溫側輸送。
因此，本實施形態中，如圖6(a)所示，係將晶圓W邊緣之溫度控制為較聚焦環18之溫度要低。藉此，會使得自由基CxF*被輸送至晶圓W之邊緣側，而使得局部低溫側之自由基CxF*的密度增加。其結果，便會在晶圓W邊緣側生成及沉積反應生成物。亦即，藉由將晶圓W之溫度控制為較聚焦環18之溫度要低，便可將晶圓W邊緣之蝕刻速率控制為較通常蝕刻速率要低。另外，所謂通常之蝕刻速率，如圖6(b)所示，係晶圓W之溫度與聚焦環18之溫度幾乎相等的情況之晶圓W邊緣的蝕刻速率。
另一方面，如圖6(c)所示，藉由將聚焦環18之溫度控制為較晶圓W之溫度要低，便會使得自由基CxF*被輸送至聚焦環18側。其結果，會在低 溫側之聚焦環18生成及沉積反應生成物，而使得自由基CxF*被輸送至聚焦環18側。如此一來，藉由將聚焦環18之溫度控制為較晶圓W之溫度要低，便可將晶圓W邊緣之蝕刻速率控制為較通常之蝕刻速率要高。
從上述，發明者係考量到藉由對應於聚焦環之耗損程度，來調整聚焦環之溫度以控制自由基的輸送，便可控制晶圓W邊緣之蝕刻速率。於是，接著發明者係設計有一種將聚焦環之耗損程度作為一種推測方法來測量聚焦環之厚度的方法。
[聚焦環之溫度控制時間的變化與厚度]
以下，便就聚焦環之溫度控制時間的變化與聚焦環之厚度的相關關係來加以說明。圖7(a)係顯示橫軸之高頻電力(RF)的施加時間之累積值與縱軸之聚焦環的溫度從70℃降溫控制為20℃時至聚焦環之溫度安定為止所需要的時間(在此，係步驟A→步驟B之溫度安定時間)之相關關係的圖式。由步驟A→步驟B之2步驟所構成的蝕刻處理之程序條件係如下。
<程序條件>
(步驟A前)
壓力 100mT(13.33Pa)
第1高頻電力(LF)/第2高頻電力(HF) 0W/200W
氣體種類及氣體流量 Ar=600sccm
處理時間 4秒
(步驟A)
壓力 100mT(13.33Pa)
第1高頻電力(LF)/第2高頻電力(HF) 0W/0W
氣體種類及氣體流量 Ar=600sccm
溫度 晶圓中央/晶圓邊緣/聚焦環 皆70℃
處理時間 15秒
(步驟B)
壓力 100mT(13.33Pa)
第1高頻電力(LF)/第2高頻電力(HF) 0W/0W
氣體種類及氣體流量 Ar=600sccm
溫度 晶圓中央/晶圓邊緣/聚焦環 皆20℃
處理溫度 15秒
從圖7(a)之結果，得知相對於高頻電力之施加時間的累積值，聚焦環之降溫控制時間會減少。如圖7(a)所示，得知相關係數R2係0.9485而接近1，且藉此，亦顯示圖7(a)所示之高頻電力的施加時間之累積值與聚焦環之降溫控制時間之相關的線係具有直線性(線性地減少)。
如此般，顯示圖7(a)所示之相關的線會線性地減少之理由應該是因為聚焦環會耗損而降低聚焦環之熱電容，故使得聚焦環從70℃降溫控制為20℃而至安定為止所需要之時間縮短。
基於以上之結果，發明者便測量了聚焦環之溫度控制時間的變化與聚焦環之厚度的關係。將其結果顯示於圖7(b)。圖7(b)係顯示橫軸之聚焦環的降溫控制時間，以及縱軸之聚焦環的厚度之相關關係的圖式。聚焦環之厚度的初期值係2.2(mm)，而高頻電力之施加時間累積值在453小時後的聚焦環厚度係1.5(mm)。當使用上述之測量值時，便可求取圖7(b)所示之聚焦環的溫度控制時間變化與聚焦環之厚度的相關關係(幾乎為線性)。該聚焦環之溫度控制時間與聚焦環之厚度的相關關係記憶於記憶部81，並作為聚焦環之耗損程度的推測值而利用於聚焦環之溫度的修正。
[聚焦環之溫度控制]
接著，便就對應於聚焦環之耗損程度來修正聚焦環溫度的目標值，以控制聚焦環溫度的方法，參照圖8~圖10來加以說明。圖8係用以實行本實施形態相關之聚焦環的溫度修正處理之流程圖。圖9係顯示本實施形態相關之聚焦環的厚度與溫度修正之關係的一範例。圖10係用以實行本實施形態相關之聚焦環的溫度控制處理之流程圖。另外，聚焦環之溫度修正處理及聚焦環的溫度控制處理係藉由讓控制部80實行聚焦環之溫度修正處理程式及溫度控制處理程式來加以進行。
(聚焦環之溫度修正處理)
當開始聚焦環之溫度修正處理時，控制部80會控制聚焦環的溫度變化(步驟S10)。例如，控制部80係使聚焦環之溫度從70℃變化為20℃。控制部80亦可使之變化為其他溫度。
接著，控制部80係測量聚焦環之溫度至安定為止的時間，亦即，聚焦環的溫度控制時間(步驟S12)。
接著，控制部80係從聚焦環的溫度控制時間來推測聚焦環之厚度(步驟S14)。控制部80係基於預先設定於記憶部81之聚焦環的溫度控制時間與聚焦環之厚度的相關關係表(顯示一範例於圖7(b))，來計算出對應於所測量之聚焦環的溫度控制時間之聚焦環的厚度之推測值。另外，聚焦環之溫度控制時間與聚焦環之厚度的相關關係表係顯示時間變化與聚焦環的耗損程度之相關關係的數值群之一範例。
控制部80係基於所推測之聚焦環的厚度，來判斷是否實行聚焦環之交換或是聚焦環之目標值的修正之任一者(步驟S16)。具體而言，控制部80在聚焦環之厚度小於預定臨界值時，則判斷為交換聚焦環，而在臨界值以上時，則判斷為修正聚焦環之溫度目標值。
在步驟S16被判斷為修正聚焦環之溫度目標值的情況，控制部80係以聚焦環之厚度越薄，則聚焦環之溫度相對於晶圓W之溫度會越高之方式來修正目標值(步驟S18)，而結束本處理。
具體而言，在蝕刻模式之氣體的情況，控制部80係以提高聚焦環之溫度的方式來修正目標值，而將自所供給的氣體而生成之自由基輸送至高溫側的聚焦環側。
在沉積模式之氣體的情況，控制部80係以提高聚焦環之溫度的方式來修正目標值而使得晶圓W邊緣側之溫度相對較低，並藉此來將自所供給之氣體而生成的自由基輸送至低溫側之晶圓W的邊緣側。
例如，如圖9所示，記憶部81係預先記憶有顯示聚焦環之厚度與聚焦環之溫度的目標值相關關係表。控制部80係使用記憶部81之表來計算出聚焦環之厚度所對應之聚焦環的溫度目標值。將所修正的聚焦環之溫度的目標值記憶於記憶部81。
在步驟S16判斷為交換聚焦環的情況，控制部80會促成聚焦環之交換(步驟S20)，而結束本處理。例如，控制部80亦可以交換聚焦環之方式來顯示於操作者之PC，或是發出警告音。
(聚焦環之溫度控制處理)
當開始聚焦環之溫度控制處理時，控制部80係從記憶部81取得所記憶之聚焦環的溫度目標值(步驟S30)。接著，控制部80係將聚焦環之溫度調整至所取得的目標值(步驟S32)，而結束本處理。
在上述般將聚焦環之溫度調整至目標值後，使用本實施形態相關之蝕刻裝置1來實行蝕刻處理。藉此，便會對應於聚焦環之耗損程度，來調整聚焦環環之溫度，以控制自由基的輸送。藉此，便會抑制因聚焦環之耗損而使得晶圓W邊緣之蝕刻速率提高，而可使得蝕刻速率之面內均勻性提高。
另外，根據蝕刻處理的內容，亦應該有持續不改變聚焦環之溫度的程序條件之情況。該情況，亦可蝕刻處理之間***而實行讓聚焦環之溫度改變的處理，而強制實行目標值之修正。
以上，雖已藉由實施例來說明蝕刻方法及蝕刻裝置，但本發明相關之蝕刻方法及蝕刻裝置不限定於上述實施例，而可在本發明之範圍內有各種變形及改良。又，亦可使上述實施例及變形例在不矛盾之範圍中來加以組合。
例如，作為在本發明相關之蝕刻裝置中讓電漿產生之方法，可使用電容耦合型電漿(CCP：Capacitively Coupled Plasma)產生方法、感應耦合型電漿(ICP：Inductively Coupled Plasma)產生方法、螺旋波激發型電漿(HWP：Helicon Wave Plasma)產生方法、包含自幅線槽形天線所生成之微波電漿或SPA(Slot Plane Antenna)電漿之微波激發表面波電漿產生方法、電子迴旋共振電漿(ECR：Electron Cyclotron Resonance Plasma)產生方法等。
本發明中，被實施處理的被處理體不限於上述實施形態之說明所使用的晶圓，例如，亦可為平面顯示器用(Flat Panel Display)之大型基板、EL元件或是太陽能電池用之基板。

Claims (9)

  1. 一種蝕刻方法，係藉由所供給之氣體來將被處理體電漿蝕刻的蝕刻方法；其係包含有：測量步驟，係與被處理體之溫度控制獨立而藉由可控制的第1溫控機構來調整聚焦環溫度，並測量該聚焦環溫度達到目標值為止的時間變化；推測步驟，係基於預先設定之時間變化與聚焦環之耗損程度的相關關係，而從該所測量之時間變化來推測該聚焦環之耗損程度；以及修正步驟，係基於該所推測之聚焦環的耗損程度，來修正該聚焦環之溫度目標值。
  2. 如申請專利範圍第1項之蝕刻方法，其中該修正步驟係以該推測之聚焦環的耗損程度變得越高，則相對於被處理體溫度的聚焦環溫度亦會變高之方式來修正該目標值。
  3. 如申請專利範圍第1項之蝕刻方法，其中在該所供給之氣體具有相較於反應生成物之生成而更有助於蝕刻之蝕刻特性的情況，該修正步驟係以輸送從該所供給之氣體所生成的自由基至聚焦環側之方式來修正該目標值。
  4. 如申請專利範圍第3項之蝕刻方法，其中具有相較於該反應生成物之生成而更有助於蝕刻之蝕刻特性的氣體係包含有CF4、C2F6、C4F8、Cl2、CCl4、NF3、SF6、HBr、BBr3、C2F2、O2、H2、CH4、COS以及SO2之至少任一種氣體。
  5. 如申請專利範圍第1項之蝕刻方法，其中在該所供給之氣體具有相較於蝕刻而更有助於反應生成物之生成的蝕刻特性之情況，該修正步驟係以輸送從該所供給之氣體所生成的自由基至晶圓邊側之方式來修正該目標值。
  6. 如申請專利範圍第5項之蝕刻方法，其中具有相較於該蝕刻而更有助於反應生成物之生成的蝕刻特性之氣體係包含有CHF3、CH2F2、CH3F及SiCl4之至少任一種氣體。
  7. 如申請專利範圍第1至6項任一項之蝕刻方法，其中該修正步驟係基於該所推測之聚焦環的耗損程度，來判斷是否實行該聚焦環之交換或該聚焦環之目標值的修正之任一者。
  8. 如申請專利範圍第1至6項任一項之蝕刻方法，其更具有：控制步驟，係將該聚焦環之溫度控制為該所修正之目標值。
  9. 一種蝕刻裝置，係藉由被供給至腔室內之氣體來將被處理體電漿蝕刻之蝕刻裝置，其具有：第1溫控機構，係將聚焦環之溫度與被處理體的溫度控制獨立而加以控制；控制部，係藉由該第1溫控機構來將該聚焦環溫度控制至目標值；其中該控制部係藉由該第1溫控機構來調整聚焦環之溫度，並測量該聚焦環溫度達到目標值為止之時間變化；基於預先設定之時間變化與聚焦環之耗損程度的相關關係，從該所測量之時間變化來推測該聚焦環之耗損程度；基於該所推測之聚焦環的耗損程度，來修正該聚焦環之溫度目標值。
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