CN111801776A - 等离子体蚀刻方法和等离子体蚀刻装置 - Google Patents

Abstract

提供一种等离子体蚀刻方法，将具有消耗构件的处理容器内维持为固定的压力，利用等离子体来蚀刻被处理体，所述等离子体蚀刻方法包括以下工序：测定所述消耗构件的温度从第一温度达到比该第一温度低的第二温度为止的降温时间或降温速度的变动值；以及根据表示所述消耗构件的消耗程度与所述变动值之间的相关性的信息，基于测量出的所述变动值来估计所述消耗构件的消耗程度。

Description

等离子体蚀刻方法和等离子体蚀刻装置

技术领域

本公开涉及一种等离子体蚀刻方法和等离子体蚀刻装置。

背景技术

在等离子体蚀刻装置的处理室内，将边缘环配置于载置台上的晶圆的周边部，来使等离子体朝向晶圆W的表面收敛。在等离子体处理中，边缘环暴露在等离子体中，从而产生消耗。

其结果，在晶圆的边缘部处，鞘层产生高度差，离子的照射角度变斜，从而蚀刻形状产生倾斜(tilting)。另外，晶圆的边缘部的蚀刻速率发生变动，晶圆W的面内的蚀刻速率变得不均匀。因此，边缘环在产生了规定以上的消耗时要更换为作为新品的边缘环。此时产生的更换时间为使生产率下降的主要原因之一。

对此，例如在专利文献1中公开了一种通过从直流电源对边缘环施加直流电压来控制蚀刻速率的面内分布的技术。在专利文献2中公开了一种根据边缘环的温度的随时间的变动来测量边缘环的消耗程度的技术。在专利文献3中公开了一种测定边缘环的厚度并根据测定结果来控制边缘环的直流电压的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5281309号公报

专利文献2：日本专利第6027492号公报

专利文献2：日本特开2005-203489号公报

发明内容

发明要解决的问题

在一个方面中，提出提高等离子体蚀刻装置的生产率。

用于解决问题的方案

根据本公开的一个方式，提供一种等离子体蚀刻方法，在该等离子体蚀刻方法中，将具有消耗构件的处理容器内维持为固定的压力，利用等离子体来蚀刻被处理体，所述等离子体蚀刻方法包括以下工序：测量所述消耗构件的温度从第一温度达到比该第一温度低的第二温度为止的降温时间或降温速度的变动值；以及根据表示所述消耗构件的消耗程度与所述变动值之间的相关性的信息，基于测量出的所述变动值来估计所述消耗构件的消耗程度。

发明的效果

根据一个方面，能够提高等离子体蚀刻装置的生产率。

附图说明

图1是表示一个实施方式所涉及的等离子体蚀刻装置的一例的图。

图2是用于说明由于边缘环的消耗引起的蚀刻速率和倾斜的变动的图。

图3是表示一个实施方式所涉及的边缘环及周边构造的截面的一例的图。

图4是表示一个实施方式所涉及的直流电压控制处理的预处理的一例的流程图。

图5是表示一个实施方式所涉及的降温时间之差与边缘环的消耗量的相关表的一例的图。

图6是表示一个实施方式所涉及的降温时间之差与直流电压的适当值的相关表的一例的图。

图7是表示包括一个实施方式所涉及的直流电压控制处理的蚀刻处理的一例的流程图。

图8是用于说明通过一个实施方式所涉及的直流电压控制处理进行的直流电压的施加的图。

图9是表示一个实施方式所涉及的三分割的边缘环的一例的图。

图10是表示一个实施方式所涉及的系统的一例的图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明用于实施本公开的方式。此外，在本说明书和附图中，对实质上相同的结构标注相同的标记，由此省略重复的说明。

[等离子体蚀刻装置]

首先，参照图1来说明本公开的一个实施方式所涉及的等离子体蚀刻装置1的一例。图1是表示一个实施方式所涉及的等离子体蚀刻装置1的截面的一例的图。本实施方式所涉及的等离子体蚀刻装置1为RIE(Reactive IonEtching：反应离子蚀刻)型的等离子体蚀刻装置。

等离子体蚀刻装置1具有能够进行真空排气的圆筒型的处理容器10。处理容器10由金属制成，例如由铝或不锈钢等制成，处理容器10的内部为进行等离子体蚀刻、等离子体CVD等等离子体处理的处理室。处理容器10接地。

在处理容器10的内部配设有圆板状的载置台11。载置台11用于载置晶圆W。载置台11经由由氧化铝(Al₂O₃)形成的圆盘状保持构件12被支承于从处理容器10的底部向垂直上方延伸的筒状支承部13。

载置台11具有静电吸盘25和基台25c。基台25c由铝形成。静电吸盘25配置于基台25c上。另外，在基台25c的上部外周侧以覆盖晶圆W的周边的方式配置有边缘环(聚焦环)30。基台25c和边缘环30的外周被绝缘环32覆盖。

静电吸盘25具有将由导电膜构成的吸附电极25a夹入介电层25b中的结构。吸附电极25a经由开关26a而与直流电源26连接。静电吸盘25通过从直流电源26施加于吸附电极25a的直流电压来产生库伦力等静电力，通过该静电力来对晶圆W进行吸附保持。

边缘环30由硅或石英形成。在基台25c中的边缘环30的下表面附近埋设有加热器52。加热器52与交流电源58连接，当来自交流电源58的电力被施加于加热器52时，加热器52被加热，由此边缘环30被设定为90℃等规定的温度。边缘环30的背面的温度能够由辐射温度计51测定。

可变直流电源28经由开关28a而与电极29连接，从电极29输出对与该电极29接触的边缘环30施加的直流电压(参照图3)。在本实施方式中，通过将从可变直流电源28施加于边缘环30的直流电压控制为适当值，来根据边缘环30的消耗量控制边缘环30上的鞘层的厚度。由此，抑制倾斜的发生，控制蚀刻速率的面内分布。可变直流电源28为供给对边缘环30施加的直流电压的直流电源的一例。

载置台11经由匹配器21a而与第一高频电源21连接。第一高频电源21对载置台11施加用于生成等离子体和用于进行RIE的频率(例如13MHz的频率)的高频电力(HF电力)。另外，载置台11经由匹配器22a而与第二高频电源22连接。第二高频电源22对载置台11施加频率比用于生成等离子体和用于进行RIE的频率低的用于施加偏压的(例如3MHz的频率的)高频电力(LF电力)。通过这样，载置台11还作为下部电极发挥功能。此外，可以对气体喷淋头24施加HF电力。

在基台25c的内部例如设置有沿圆周方向延伸的环状的制冷剂室31。从冷却装置经由配管33、34来向制冷剂室31循环供给规定温度的制冷剂、例如冷却水，来对静电吸盘25进行冷却。

另外，静电吸盘25经由气体供给线路36而与传热气体供给部35连接。传热气体供给部35经由气体供给线路36来向静电吸盘25的上表面与晶圆W的下表面之间的空间供给传热气体。作为传热气体，适合使用具有导热性的气体、例如He气体等。

在处理容器10的内表面与筒状支承部13的外周面之间形成有排气路径14。在排气路径14配设有环状的挡板15，并且在底部设置有排气口16。排气口16经由排气管17而与排气装置18连接。排气装置18具有真空泵，用于将处理容器10内的处理空间减压至规定的真空度。另外，排气管17具有作为可变式蝶形阀的自动压力控制阀(automatic pressurecontrol valve)(下面称作“APC”)，APC自动地进行处理容器10内的压力控制。并且，在处理容器10的侧壁安装有用于将晶圆W的搬入搬出口19打开和关闭的闸阀20。

在处理容器10的顶部配设有气体喷淋头24。气体喷淋头24具有电极板37和可装卸地支承该电极板37的电极支承体38。电极板37具有大量的通气孔37a。气体喷淋头24与载置台11相向，还作为上部电极发挥功能。

在电极支承体38的内部设置有缓冲室39，该缓冲室39的气体导入口38a经由气体供给配管41而与处理气体供给部40连接。处理气体供给部40向缓冲室39流通气体，从大量的通气孔37a向气体喷淋头24与载置台11之间的处理空间供给处理气体。在处理容器10的周围配置有以环状或同心状延伸的磁体42。处理气体供给部40为供给气体的气体供给部的一例。

等离子体蚀刻装置1的各构成要素与控制部43连接。控制部43控制等离子体蚀刻装置1的各构成要素。作为各构成要素，例如能够举出排气装置18、匹配器21a、22a、第一高频电源21、第二高频电源22、开关26a、28a、直流电源26、可变直流电源28、传热气体供给部35以及处理气体供给部40等。

控制部43为具备CPU 43a和存储器43b的计算机。CPU 43a通过读出并执行存储器43b中存储的等离子体蚀刻装置1的控制程序和处理制程，来控制由等离子体蚀刻装置1对等离子体蚀刻处理的执行。

另外，控制部43将在后述的对边缘环30的直流电压控制处理的预处理中计算出的各种相关信息(例如相关表：参照图5、图6)存储于存储器43b。存储器43b为存储用相关表、式子表示的所述相关信息的存储部的一例。

等离子体蚀刻装置1对晶圆W实施等离子体蚀刻。在执行等离子体蚀刻的情况下，首先打开闸阀20，将晶圆W搬入处理容器10内，并载置于静电吸盘25上。对吸附电极25a施加来自直流电源26的直流电压，来使晶圆W吸附于静电吸盘25。

另外，向静电吸盘25的上表面与晶圆W的背面之间供给传热气体。而且，向处理容器10内导入来自处理气体供给部40的处理气体，并通过排气装置18等对处理容器10内进行减压。并且，从第一高频电源21和第二高频电源22向载置台11供给第一高频电力和第二高频电力。

在等离子体蚀刻装置1的处理容器10内，通过磁体42形成朝向一个方向的水平磁场，通过施加于载置台11的高频电力形成铅垂方向的RF电场。由此，使从气体喷淋头24导入的处理气体被等离子体化，通过等离子体中的自由基、离子对晶圆W进行规定的蚀刻处理。

加热器52为对边缘环30等消耗构件进行加热的加热部的一例。加热部不限于此，例如可以为热介质等。另外，辐射温度计51为测量消耗构件的温度的测量部的一例。此外，测量部不限于特定的温度计，例如可以为Luxtron(ラクストロン)等光学式温度计、热电偶等。

[边缘环的消耗]

接着，参照图2来说明由于边缘环30的消耗而产生的鞘层的变化和蚀刻速率的变动及倾斜的产生。如图2的(a)所示，以如下方式设计边缘环30的厚度：在边缘环30为新品的情况下，晶圆W的上表面与边缘环30的上表面为相同的高度。此时，等离子体处理中的晶圆W上的鞘层与边缘环30上的鞘层为相同的高度。在该状态下，从等离子体朝向晶圆W上和边缘环30上照射离子的照射角度大致垂直。其结果，形成于晶圆W上的孔等蚀刻形状在晶圆W的中央部和边缘部均为垂直的，不产生蚀刻形状变斜的倾斜(tilting)。另外，在晶圆W的面内，蚀刻速率被控制为均匀的。

然而，在等离子体处理中，边缘环30暴露于等离子体中，从而产生消耗。于是，如图2的(b)所示，边缘环30的厚度变薄，边缘环30的上表面变得比晶圆W的上表面低。其结果，边缘环30上的鞘层的高度变得比晶圆W上的鞘层的高度低。

在鞘层的高度像这样产生了高度差的情况下，有时在晶圆W的边缘部处，离子的照射角度变斜，从而产生蚀刻形状变斜的倾斜(tilting)。或者，有时晶圆W的边缘部的蚀刻速率发生变动，从而晶圆W的面内的蚀刻速率产生不均。下面，将由于斜着照射离子而导致蚀刻形状相对于垂直形状偏移的角度还称作倾斜角度。

对此，能够通过从可变直流电源28对边缘环30施加与边缘环30的消耗量相应的适当的直流电压，来将蚀刻形状控制为大致垂直，并实现蚀刻速率的面内分布的均匀性。然而，在等离子体处理中，边缘环30暴露在等离子体中的而逐渐消耗。因而，从可变直流电源28施加的直流电压的适当值根据边缘环30的消耗量而变动。另外，如图2的(b)所示，边缘环30的消耗不仅是边缘环30在厚度方向上的削减，还包括宽度的减少、材质的劣化等。因而，在只通过测定边缘环30的厚度来估计边缘环30的消耗量、并根据估计出的消耗量来计算要对边缘环30施加的直流电压的情况下，有时边缘环30的消耗量的估计值偏离现实的消耗量，因此有时无法对边缘环30施加适当的直流电压。

因此，在本实施方式中，根据热容来计算边缘环30的消耗量，并根据计算出的热容来使对边缘环30施加的直流电压适当化。具体地说，在本实施方式中，测量边缘环30的降温时间来作为热容，根据降温时间来预测边缘环30的消耗量，求出对边缘环30施加的直流电压的适当值，并施加至边缘环30。此外，上述热容不仅包括边缘环30的热容，还包括边缘环30的周边构件的热容。即，边缘环30的降温时间与不仅包括边缘环30的热容还包括边缘环30的周边构件的热容在内的热容对应。

[边缘环及其周边构造]

在本实施方式中，根据边缘环30的降温时间的测定值来估计边缘环30的消耗量，由此根据热容计算边缘环30的消耗量。由此，能够进行控制，使得对边缘环30施加适当的直流电压。因此，参照图3来说明用于测定边缘环30的温度的边缘环30的周边构造。图3是表示一个实施方式所涉及的边缘环30及其周边构造的截面的一例的图。

边缘环30为环状，配置在基台25c的外周侧的上表面且晶圆W的周围。在基台25c的上表面，以与边缘环30的下表面接触的方式配置有绝缘件52a，在绝缘件52a内埋设有加热器52。当对加热器52施加来自交流电源58的电力时，加热器52被加热，由此边缘环30升温。

辐射温度计51测定边缘环30的下表面的温度。辐射温度计51的前端靠近材质为Ge等的被实施了防反射处理的玻璃54。从辐射温度计51的前端射出红外线或可见光线。射出的红外线或可见光线通过绝缘件56内的空洞后到达边缘环30的下表面，并发生反射。在本实施方式中，通过测定反射后的红外线或可见光线的强度来测定边缘环30的温度。O形环55将处理容器10内的真空空间密闭以与绝缘件56内的大气空间隔离。可变直流电源28与设置于绝缘件29a内的电极29连接。从可变直流电源28对电极29施加与边缘环30的消耗量相应的直流电压。

在本实施方式中，在使用加热器52将边缘环30的温度设定为90℃后，使该温度降温至20℃。此时，例如一边向处理容器10内供给60(sccm)的Ar气体一边将处理容器10内维持为100(mT)的压力，与此同时，测量使边缘环30从90℃降温至20℃时的降温时间。在该工序中供给的吹扫气体不限于Ar气体，但优选为非活性气体。另外，将从第一高频电源21和第二高频电源22输出的高频电力设定为0(W)。

控制部43基于测定出的降温时间来计算边缘环30的消耗量，并计算与边缘环30的消耗量相应的直流电压的适当值。控制部43进行控制以对电极29施加计算出的直流电压的适当值。

[直流电压控制处理的预处理]

接着，参照图4来说明收集表示降温时间与边缘环的消耗量的相关性的信息以基于测定出的降温时间来计算边缘环30的消耗量的预处理。图4是表示一个实施方式所涉及的直流电压控制处理的预处理的一例的流程图，作为用于对边缘环30施加直流电压的适当值的直流电压控制处理(参照图7)的预处理来执行。

当开始本处理时，控制部43一边向处理容器10内供给60(sccm)的Ar气体，一边将处理容器10内维持为100(mT)的固定压力(步骤S10)。

接着，控制部43使用作为新品的边缘环30，以使从交流电源58对加热器52施加的电力固定的方式进行热输入。控制部43进行设定，使得由辐射温度计51测定出的边缘环30的下表面的温度成为90℃(步骤S11)。接着，控制部43测定通过利用Ar气体进行散热来使边缘环30的背面的温度从90℃变成20℃为止的降温时间(步骤S11)。

接着，控制部43针对每段RF电力的施加时间(例如每经过300h)来测定边缘环30的下表面的温度从90℃变成20℃为止的降温时间(步骤S12)。RF电力的施加时间为边缘环30的使用时间的一例。

接着，控制部43根据针对每段RF施加时间得到的降温时间的测定结果，来计算表示针对每段RF施加时间(例如每300h)得到的降温时间与作为新品的边缘环30的降温时间之差(变动值)同边缘环30的消耗量之间的相关的信息(相关信息)(步骤S13)。

接着，控制部43求出针对边缘环30的消耗量的、对边缘环30施加的直流电压的适当值，并将在预处理中得到的各信息存储于存储器43b(步骤S14)，结束本处理。

图5示出执行步骤S13得到的结果即降温时间之差与边缘环30的消耗量之间的相关信息的一例。图5的横轴表示相对于作为新品的边缘环30的降温时间之差，纵轴表示边缘环30的消耗量。

在图5的例子中，以作为新品的边缘环30的下表面的温度从90℃变成20℃为止的降温时间为基准。在RF施加时间为0h(作为新品的边缘环)、300h、600h时，分别对边缘环30的下表面的温度从90℃变成20℃为止的降温时间各测定五次。然后，使用这五次的测定值的平均值来计算降温时间的平均值与作为新品的边缘环30的下表面的降温时间的平均值之差。然后，求出300h、600h时的边缘环30的消耗量与各降温时间(平均値)之差之间的相关信息，并制作相关表。

在表示其结果的一例的图5中，示出了边缘环30为新品(0h)、RF施加时间为经过300h后、经过600h后的各个情况下的降温时间与边缘环30的消耗量之间具有比例关系。根据该结果可知：边缘环30的使用时间越长(RF施加时间越长)，则边缘环30暴露在等离子体中而产生的消耗量越多，边缘环30的热容越小，则使边缘环30的温度从90℃变成20℃为止所需的降温时间越短。

能够根据上述的降温时间与边缘环30的消耗量之间的比例关系、以及预先求出的表示边缘环30的消耗量与对边缘环30施加的直流电压的适当值之间的相关性的信息，来制作降温时间之差与直流电压的适当值之间的相关表。

图6示出其一例。能够基于图6所示的相关表，根据测定出的降温时间与作为新品的边缘环30的降温时间之差来计算对边缘环30施加的直流电压的适当值。

以上，使用图6的相关表来计算与测定出的降温时间相应的直流电压的适当值，由此能够计算与边缘环30的消耗量相应的直流电压。由此，能够进行对边缘环30施加与边缘环30的消耗量相应的直流电压的适当值的控制(直流电压控制处理)。

此外，关于每段RF施加时间的边缘环30的消耗量，可以针对每段RF施加时间实际地测量边缘环30的消耗量(边缘环30的消耗了的厚度)。另外，可以根据RF施加时间来估计边缘环30的消耗量。另外，可以针对每段RF施加时间，根据形成于晶圆W的边缘部的蚀刻形状的倾斜角度来计算边缘环30的消耗量。另外，图4中示出的压力、温度、RF施加时间为一例，但不限于此。

[包括直流电压控制处理的蚀刻处理]

下面，参照图7来说明包括一个实施方式所涉及的直流电压控制处理的蚀刻处理。图7是表示包括一个实施方式所涉及的直流电压控制处理的蚀刻处理的一例的流程图。

在本处理中，首先，控制部43将变量n设定为1(步骤S19)，对晶圆执行等离子体蚀刻(步骤S20)。接着，判定RF施加时间是否经过了100×n小时(步骤S21)。在RF施加时间经过了100×n小时的时间点，控制部43测定边缘环30的温度从90℃变成20℃为止所需的降温时间(步骤S22)。此外，步骤S21的经过时间的单位不限于100×n。

接着，控制部43计算相对于作为新品的边缘环30的降温时间之差，估计边缘环30的消耗量(步骤S23)。例如，参照图5中示出一例的相关曲线图，能够根据相对于作为新品的边缘环30的降温时间之差来估计边缘环30的消耗量。此外，降温时间可以为进行一次测定得到的值，也可以为进行多次测定得到的值的平均值。

接着，控制部43判定降温时间之差是否为预先决定的阈值Th1以上(步骤S24)。如图8的(a)中示出一例，RF施加时间越长，则降温时间之差越大。关于阈值Th1，当相对于作为新品的边缘环30的降温时间之差为阈值Th1以上时，不能再容许边缘环30产生的消耗量。因而，在图7的步骤S24中，控制部43当判定为降温时间之差为阈值Th1以上时，对边缘环30施加针对计算出的降温时间之差计算出的直流电压的适当值(步骤S25)，进入步骤S26。此时，参照存储有在直流电压控制处理的预处理中计算出的表示降温时间之差与直流电压的相关性的信息的存储器43b中的相关信息，来计算与降温温度之差相应的直流电压的适当值。例如，在为图6的相关表的情况下，在相对于作为新品的边缘环30的降温时间之差与阈值Th1相等的情况下，作为对边缘环30施加的直流电压的适当值，计算出直流电压Va。

对边缘环30施加通过以上那样计算出的直流电压，由此边缘环30上的鞘层的高度为与晶圆W上的鞘层相同程度的高度，因此在晶圆W的边缘部，离子的照射角度大致垂直。其结果，例如在图8的(b)的降温时间之差为3(sec)时，校正晶圆W的边缘部处的倾斜角度，倾斜角度接近90℃。由此，通过对边缘环30施加与消耗量相应的直流电压的适当值，能够在晶圆W的边缘部也将倾斜角度控制在表示倾斜角度的容许范围的Th2～Th3的范围内。

返回图7，另一方面，当在步骤S24中判定为降温时间之差比阈值Th1小时，控制部43判断为不需要通过对边缘环30施加直流电压或变更直流电压来校正倾斜角度，直接进入步骤S26。

在步骤S26中，控制部43判定是否结束测定，在判定为结束测定的情况下结束本处理。在判定为不结束测定的情况下，将变量n加1(步骤S27)，返回步骤S20，重复步骤S20之后的处理。

在包括步骤S21～S26的直流电压控制方法的等离子体蚀刻方法中，在执行针对晶圆W的等离子体蚀刻处理的期间进行针对边缘环30的直流电压的控制。

根据本实施方式所涉及的直流电压控制处理，测定边缘环30的降温时间，计算与测定出的降温时间相应的直流电压的适当值，由此计算与边缘环30的消耗量相应的直流电压。然后，对边缘环30施加计算出的直流电压的适当值，由此能够使边缘环30上的鞘层与晶圆W上的鞘层为相同的高度。由此，能够抑制倾斜的发生和蚀刻速率的变动中的至少任一方。例如，在计算出的直流电压的适当值为100V的情况下，对边缘环30施加100V的直流电压，由此，即使边缘环30产生了消耗也能够恢复到边缘环30为新品时的倾斜和蚀刻速率。

由此，即使边缘环30消耗，通过控制直流电压，也能够使边缘环30的更换时间延迟。边缘环30的更换所需的时间例如包括打开处理容器10来更换边缘环30的时间、在更换后关闭处理容器10并对处理容器内进行清洁或进行干燥来整理处理容器10内的气氛的时间。因而，通过使边缘环30的更换时间延迟，能够实现生产率的提高。

此外，在步骤S21中，基于RF施加时间来判定降温时间的测定定时，但不限于此。例如，也可以在判定为处理了特定张数的晶圆W的情况下测定降温时间。特定张数的晶圆W可以为一张晶圆W，也可以为一组(例如25张)晶圆W，还可以为除此以外的张数。

在以上的说明中，测定了边缘环30的下表面的温度从90℃变成20℃为止所需的降温时间，但测定温度不限于此。90℃为第一温度的一例，20℃为比第一温度低的第二温度的一例。第一温度和第二温度不限于90℃和20℃，能够恰当地设定满足第二温度比第一温度低的条件的两个温度。

另外，在上述实施方式中，在预处理和直流电压控制处理中，测定了边缘环30的下表面的温度从90℃变成20℃为止所需的降温时间，但也可以测定降温速度。另外，在本实施方式中，通过辐射温度计51测定了边缘环30的背面的温度，但不限于此，也可以测定边缘环30的任一个面。

另外，在上述实施方式中，供给固定流量的Ar气体，通过Ar气体来从边缘环30的表面散热，由此使边缘环30的温度下降至20℃。但是，不限于此，也可以为，还在边缘环30的下方设置制冷剂室31，通过使盐水循环来使边缘环30降温。

另外，作为将处理容器10内调整为固定压力的方法，可以通过向处理容器10内供给固定流量的Ar气体来进行调整，也可以通过利用自动压力控制设备(APC)等进行排气侧的控制来进行调整，还可以通过这两个方法进行调整。

另外，在上述实施方式中，作为边缘环的消耗程度的一例，估计了边缘环30的消耗量。但是，也可以为，进行控制，以基于测定出的降温时间或降温速度，使用图6的相关表来计算直流电压，对边缘环30施加该直流电压。由此，不用估计边缘环30的消耗量就能够求出直流电压的适当值。

本实施方式所涉及的边缘环30为消耗构件的一例。作为消耗构件的其它例，能够举出气体喷淋头24(上部电极)。在该情况下，需要对气体喷淋头24设置测定气体喷淋头24的温度的测量部、施加直流电压的可变直流电源、以及加热部。

[变形例]

在上述实施方式中，基于测定出的降温时间或降温速度来控制对边缘环30施加的直流电压。与此相对，在变形例中，作为对边缘环30施加直流电压的替代或补充，控制边缘环30的驱动量。

参照图9来说明一个实施方式的变形例所涉及的边缘环30及其周边构造。图9是表示一个实施方式的变形例所涉及的三分割的边缘环及其周边构造的截面的一例的图。

在图9所示的变形例中，辐射温度计51以测定边缘环30的下表面的中央的温度的方式配置。另外，在本变形例中，埋设于绝缘件52a中的加热器52和埋设于绝缘件62a中的加热器62分别配置在边缘环30的背面的内周侧和外周侧。

在结构上，本变形例所涉及的辐射温度计51进行温度测定的位置比本实施方式所涉及的辐射温度计51进行温度测定的位置更靠近加热器52、62，另外，测定边缘环30的背面的中央的温度。但是，加热器52、62与辐射温度计51之间的位置关系可以近也可以远。例如，辐射温度计51的位置不限于外周侧或中央，可以配置于边缘环30的下表面的内周侧来测定边缘环30的下表面的内周侧的温度。在任意的配置中，均在预处理中计算表示边缘环30的降温时间或降温速度与直流电压之间的相关性的相关信息，并且存储于存储器43b。因而，能够在执行图7的流程图所示的等离子体蚀刻方法时，基于存储器43b中存储的降温时间与直流电压之间的相关信息来计算与测定出的降温时间相应的适当的直流电压，并施加至边缘环30。

在本变形例中，边缘环30从内周侧起依次被分割为内周边缘环30a、中央边缘环30b以及外周边缘环30c，分别被配置为环状。内周边缘环30a、中央边缘环30b以及外周边缘环30c中的至少任一方与驱动机构53连接。控制部43根据在上述实施方式或本变形例中估计出的边缘环30的消耗量来控制驱动机构53的驱动量。由此，使内周边缘环30a、中央边缘环30b以及外周边缘环30c中的至少任一方上升，由此能够进行使边缘环30上的鞘层与晶圆W上的鞘层的高度一致的控制等。由此，能够通过控制对边缘环30施加的直流电压和控制驱动机构53的驱动量，来抑制倾斜的发生和蚀刻速率的变动中的至少任一方。此外，边缘环30不限于进行三分割，可以分割为多个分割边缘环，并构成为能够驱动多个分割边缘环中的至少任一个。

最后，参照图10来说明控制部43使用存储器43b中存储的表示降温时间之差与直流电压之间的相对关系的信息的系统中的服务器2的控制的一例。图10是表示一个实施方式所涉及的系统的一例的图。

在本系统中，示出控制等离子体蚀刻装置A(下面也称作“装置A”。)的控制部1a～1c及控制等离子体蚀刻装置B(下面也称作“装置B”。)的控制部2a～2c经由网络而与服务器2连接的例子。

例如，作为装置A，能够举出等离子体蚀刻装置1A、1B、1C作为一例，但不限于此。等离子体蚀刻装置1A、1B、1C分别由控制部1a、1b、1c控制。

例如，作为装置B，能够举出等离子体蚀刻装置2A、2B、2C作为一例，但不限于此。等离子体蚀刻装置2A、2B、2C分别由控制部2a、2b、2c控制。

控制部1a～1c和控制部2a～2c将各自的存储器(存储部)中存储的表示降温时间之差与直流电压之间的相对关系的相关信息发送至服务器2。服务器2从控制装置A(等离子体蚀刻装置1A、1B、1C)的控制部1a、1b、1c接收表示降温时间之差与直流电压之间的相对关系的信息3a、3b、3c。另外，服务器2从控制装置B(等离子体蚀刻装置2A、2B、2C)的控制部2a、2b、2c接收表示降温时间之差与直流电压之间的相对关系的信息4a、4b、4c。在图10中，为了方便，以曲线图的形式示意性地示出表示降温时间之差与直流电压之间的相对关系的相关信息。

服务器2将与装置A有关的表示降温时间之差与直流电压之间的相对关系的信息3a、3b、3c及与装置B有关的表示降温时间之差与直流电压之间的相对关系的信息4a、4b、4c…分类为不同的类型。

服务器2基于被分类为与装置A有关的类型的信息3a、3b、3c…来计算装置A的针对降温时间之差的直流电压的适当值。例如，可以基于信息3a、3b、3c…来将装置A的针对降温时间之差的直流电压的平均值设为适当值，也可以将装置A的针对降温时间之差的直流电压的中值设为适当值。另外，例如，还可以基于信息3a、3b、3c…来将装置A的针对降温时间之差的直流电压的最小值或最大值设为适当值。除此以外，服务器2能够基于信息3a、3b、3c…来计算直流电压的特定的值来作为装置A的针对降温时间之差的直流电压的适当值。

同样地，基于被分类为与装置B有关的类型的信息4a、4b、4c…来计算装置B的针对降温时间之差的直流电压的适当值。例如，可以基于信息4a、4b、4c…来将装置A的针对降温时间之差的直流电压的平均值、中值、最小值或最大值设为适当值。除此以外，服务器2能够基于信息4a、4b、4c…来计算直流电压的特定的值来作为装置B的针对降温时间之差的直流电压的适当值。

服务器2计算对于针对不同的每个蚀刻装置收集到的降温时间之差的直流电压的适当值，并将计算出的针对降温时间之差的直流电压的适当值的信息反馈至控制部1a～2c。由此，控制部1a～2c能够使用得到的包括其它的蚀刻装置的信息在内的、与边缘环30的消耗量相应的直流电压的适当值来控制对边缘环30施加的直流电压。

据此，通过服务器2，能够收集使用包括在同一类型中的更多的等离子体蚀刻装置测定出的针对降温时间之差的直流电压的信息。因此，能够基于收集到的针对降温时间之差的直流电压的信息来更无偏差地计算针对降温时间之差的直流电压的适当值。由此，能够更无偏差地高精度地进行对边缘环30施加与边缘环30的消耗量相应的直流电压的适当值的控制。此外，服务器2可以由云计算机来实现。

如以上说明的那样，根据本实施方式，能够基于使边缘环30从第一温度降温至第二温度时的降温时间或降温速度的变动值的测定结果，来估计边缘环30的消耗量。另外，根据所述测定结果或估计出的边缘环30的消耗程度对边缘环30施加适当的直流电压，由此能够抑制倾斜的发生和蚀刻速率的变动中的至少任一方。由此，能够使由于边缘环30的消耗量引起的更换时期延迟。由此，能够提高等离子体蚀刻装置的生产率。

应认为，本次公开的一个实施方式所涉及的等离子体蚀刻方法和等离子体蚀刻装置的所有方面均为例示，而非限制性的。在不脱离所附的权利要求书及其主旨的情况下能够对上述的实施方式以各种方式进行变形和改进。上述多个实施方式中记载的事项还能够在不矛盾的范围内采取其它结构，另外，能够在不矛盾的范围内进行组合。

本公开的等离子体蚀刻装置能够应用于电容耦合等离子体(CCP：CapacitivelyCoupled Plasma)、电感耦合等离子体(ICP：Inductively Coupled Plasma)、径向线缝隙天线(RLSA：Radial Line Slot Antenna)、电子回旋共振等离子体(ECR：Electron CyclotronResonance Plasma)、螺旋波等离子体(HWP：Helicon Wave Plasma)中的任一类型中。

在本说明书中，作为被处理体的一例，举出晶圆W进行了说明。但是，被处理体不限于此，可以为使用于FPD(Flat Panel Display：平板显示器)的各种基板、印刷电路板等。

本国际申请主张2018年7月4日申请的日本专利申请2018-127811号的优先权，本国际申请引用其全部内容。

附图标记说明

1：等离子体蚀刻装置；10：处理容器；11：载置台；18：排气装置；21：第一高频电源；22：第二高频电源；24：气体喷淋头；25：静电吸盘；25a：吸附电极；25b：介电层；25c：基台；28：可变直流电源；29：电极；30：边缘环；31：制冷剂室；35：传热气体供给部；40：处理气体供给部；43：控制部；51：辐射温度计；52、62：加热器；29a、52a、56、62a：绝缘件。

Claims (7)

1.一种等离子体蚀刻方法，将具有消耗构件的处理容器内维持为固定的压力，利用等离子体来蚀刻被处理体，所述等离子体蚀刻方法包括以下工序：

测量所述消耗构件的温度从第一温度达到比该第一温度低的第二温度为止的降温时间或降温速度的变动值；以及

根据表示所述消耗构件的消耗程度与所述变动值之间的相关性的信息，基于测量出的所述变动值来估计所述消耗构件的消耗程度。

2.根据权利要求1所述的等离子体蚀刻方法，其特征在于，还包括以下工序：

基于估计出的所述消耗构件的消耗程度来控制对所述消耗构件施加的直流电压。

3.根据权利要求1或2所述的等离子体蚀刻方法，其特征在于，

基于估计出的所述消耗构件的消耗程度来控制所述消耗构件的驱动量。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的等离子体蚀刻方法，其特征在于，

所述消耗构件为边缘环和上部电极中的至少任一方。

5.根据权利要求4所述的等离子体蚀刻方法，其特征在于，

所述边缘环被分割为内周边缘环、中央边缘环以及外周边缘环，

调整所述内周边缘环、中央边缘环以及外周边缘环中的至少任一方的驱动量。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的等离子体蚀刻方法，其特征在于，

一边向所述处理容器内供给固定流量的气体一边将所述处理容器内维持为固定的压力。

7.一种等离子体蚀刻装置，具有：

处理容器，其具有消耗构件；

气体供给部，其供给气体；

测量部，其测量所述消耗构件的温度；

加热部，其对所述消耗构件进行加热；以及

控制部，

其中，所述控制部一边向所述处理容器内供给气体一边将所述处理容器内维持为固定的压力，

所述控制部测量所述消耗构件的温度从第一温度达到比该第一温度低的第二温度为止的降温时间或降温速度的变动值，

所述控制部根据表示所述消耗构件的消耗程度与所述变动值之间的相关的信息，基于测量出的所述变动值来估计所述消耗构件的消耗程度。

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