(57)【要約】【課題】消耗部品の消耗度合を求めること。【解決手段】載置台は、プラズマ処理により消耗する消耗部品が載置される載置面の温度を調整可能なヒーターが設けられている。ヒーター制御部は、ヒーターが設定された設定温度となるようヒーターへの供給電力を制御する。計測部は、ヒーター制御部により、ヒーターの温度が一定となるようヒーターへの供給電力を制御して、プラズマを点火して無い未点火状態と、プラズマを点火してからヒーターへの供給電力が低下する過渡状態での供給電力を計測する。パラメータ算出部は、消耗部品の厚さをパラメータとして含み、過渡状態の供給電力を算出する算出モデルに対して、計測部により計測された未点火状態と過渡状態の供給電力を用いてフィッティングを行って、消耗部品の厚さを算出する。【選択図】図５
2020096156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理により消耗する消耗部品が載置される載置面の温度を調整可能なヒーターが設けられた載置台と、
前記ヒーターが設定された設定温度となるよう前記ヒーターへの供給電力を制御するヒーター制御部と、
前記ヒーター制御部により、前記ヒーターの温度が一定となるよう前記ヒーターへの供給電力を制御して、プラズマを点火して無い未点火状態と、プラズマを点火してから前記ヒーターへの供給電力が低下する過渡状態での供給電力を計測する計測部と、
前記消耗部品の厚さをパラメータとして含み、前記過渡状態の供給電力を算出する算出モデルに対して、前記計測部により計測された未点火状態と過渡状態の供給電力を用いてフィッティングを行って、前記消耗部品の厚さを算出するパラメータ算出部と、
を有するプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記載置台は、前記載置面を分割した領域毎に前記ヒーターが個別に設けられ、
前記ヒーター制御部は、前記領域毎に設けられた前記ヒーターが前記領域毎に設定された設定温度となるよう前記ヒーターごとに供給電力を制御し、
前記計測部は、前記ヒーター制御部により、前記ヒーターごとに温度が一定となるよう供給電力を制御して、前記未点火状態と、前記過渡状態での供給電力を前記ヒーターごとに計測し、
前記パラメータ算出部は、前記ヒーターごとに、前記算出モデルに対して、前記計測部により計測された未点火状態と過渡状態の供給電力を用いてフィッティングを行って、前記ヒーターごとに前記消耗部品の厚さを算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記計測部は、所定のサイクルで、前記未点火状態と、前記過渡状態での供給電力を計測し、
前記パラメータ算出部は、前記所定のサイクルごとに、計測された未点火状態と過渡状態の供給電力を用いて、前記消耗部品の厚さをそれぞれ算出し、
前記パラメータ算出部により算出される前記消耗部品の厚さの変化に基づき、アラートを行うアラート部をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記消耗部品は、フォーカスリングとし、
前記載置台は、プラズマ処理の対象とされた被処理体の周囲に前記フォーカスリングが配置され、
前記パラメータ算出部により算出された前記フォーカスリングの厚さに基づき、前記被処理体の上部に形成されるプラズマシースの界面の高さと前記フォーカスリングの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さとの差が所定範囲内となるようにプラズマ処理を制御するプラズマ制御部をさらに有する、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記被処理体及び前記フォーカスリングの少なくとも一方に並列に配置された少なくとも１つの電磁石をさらに有し、
前記プラズマ制御部は、前記フォーカスリングの厚さに基づき、前記電磁石へ供給される電力を制御することで、前記被処理体の上部に形成されるプラズマシースの界面の高さと前記フォーカスリングの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さとの差が所定範囲内となるように前記電磁石の磁力を制御する
ことを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記フォーカスリングを載置する載置面に設けられ、直流電圧が印加される電極をさらに有し、
前記プラズマ制御部は、前記フォーカスリングの厚さに基づき、前記被処理体の上部に形成されるプラズマシースの界面の高さと前記フォーカスリングの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さとの差が所定範囲内となるように前記電極に印加する直流電圧を制御する
ことを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記フォーカスリングを載置する載置面に設けられ、交流電圧が印加される電極をさらに有し、
前記プラズマ制御部は、前記フォーカスリングの厚さに基づき、前記被処理体の上部に形成されるプラズマシースの界面の高さと前記フォーカスリングの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さとの差が所定範囲内となるように前記電極に印加する交流電圧を制御する
ことを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記フォーカスリングを載置し、インピーダンスの変更が可能とされた第２の載置台をさらに有し、
前記プラズマ制御部は、前記フォーカスリングの厚さに基づき、前記被処理体の上部に形成されるプラズマシースの界面の高さと前記フォーカスリングの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さとの差が所定範囲内となるように前記第２の載置台のインピーダンスを制御する
ことを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記被処理体及び前記フォーカスリングに対向して配置され、前記被処理体及び前記フォーカスリングの少なくとも一方に並列に電極が設けられ、処理ガスを噴出するガス供給部をさらに有し、
前記プラズマ制御部は、前記フォーカスリングの厚さに基づき、前記被処理体の上部に形成されるプラズマシースの界面の高さと前記フォーカスリングの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さとの差が所定範囲内となるように前記電極へ供給される電力を制御する
ことを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記フォーカスリングを昇降させる昇降機構をさらに有し、
前記プラズマ制御部は、前記フォーカスリングの厚さに基づき、前記被処理体の上部に形成されるプラズマシースの界面の高さと前記フォーカスリングの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さとの差が所定範囲内となるように前記昇降機構を制御する
ことを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
プラズマ処理により消耗する消耗部品が載置される載置面の温度を調整可能なヒーターが設けられた載置台の前記ヒーターが設定された設定温度となるよう前記ヒーターへの供給電力を制御して、プラズマを点火して無い未点火状態と、プラズマを点火してから前記ヒーターへの供給電力が低下する過渡状態での供給電力を計測し、
前記消耗部品の厚さをパラメータとして含み、前記過渡状態の供給電力を算出する算出モデルに対して、計測された未点火状態と過渡状態の供給電力を用いてフィッティングを行って、前記消耗部品の厚さを算出する
処理を実行することを特徴とする算出方法。
【請求項１２】
プラズマ処理により消耗する消耗部品が載置される載置面の温度を調整可能なヒーターが設けられた載置台の前記ヒーターが設定された設定温度となるよう前記ヒーターへの供給電力を制御して、プラズマを点火して無い未点火状態と、プラズマを点火してから前記ヒーターへの供給電力が低下する過渡状態での供給電力を計測し、
前記消耗部品の厚さをパラメータとして含み、前記過渡状態の供給電力を算出する算出モデルに対して、計測された未点火状態と過渡状態の供給電力を用いてフィッティングを行って、前記消耗部品の厚さを算出する
処理を実行させることを特徴とする算出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、プラズマ処理装置、算出方法および算出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、チャンバーの上部に環状のコイルを配設し、コイルに通電して磁界を発生させて、半導体ウエハ及びフォーカスリングの上部に形成されるプラズマシースの界面を平坦化する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２０１５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、消耗部品の消耗度合を求めることができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様によるプラズマ処理装置は、載置台と、ヒーター制御部と、計測部と、パラメータ算出部とを有する。載置台は、プラズマ処理により消耗する消耗部品が載置される載置面の温度を調整可能なヒーターが設けられている。ヒーター制御部は、ヒーターが設定された設定温度となるようヒーターへの供給電力を制御する。計測部は、ヒーター制御部により、ヒーターの温度が一定となるようヒーターへの供給電力を制御して、プラズマを点火して無い未点火状態と、プラズマを点火してからヒーターへの供給電力が低下する過渡状態での供給電力を計測する。パラメータ算出部は、消耗部品の厚さをパラメータとして含み、過渡状態の供給電力を算出する算出モデルに対して、計測部により計測された未点火状態と過渡状態の供給電力を用いてフィッティングを行って、消耗部品の厚さを算出する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、消耗部品の消耗度合を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置の概略的な構成の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る載置台を示す平面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置を制御する制御部の概略的な構成を示したブロック図である。
【図４】図４は、フォーカスリングの温度に影響を与えるエネルギーの流れを模式的に示す図である。
【図５】図５は、消耗前のフォーカスリングの場合のエネルギーの流れを模式的に示す図である。
【図６】図６は、消耗後のフォーカスリングの場合のエネルギーの流れを模式的に示す図である。
【図７】図７は、フォーカスリングの温度とヒーターへの供給電力の変化の一例を示す図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係る判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、第２実施形態に係るプラズマ処理装置の概略的な構成の一例を示す断面図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態に係るプラズマ処理装置を制御する制御部の概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、プラズマシースの状態の一例を模式的に示した図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、磁場強度とプラズマの電子密度の関係の一例を示すグラフである。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、磁場強度とプラズマシースの厚さの関係の一例を示すグラフである。
【図１３】図１３は、第２実施形態に係る判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、第３実施形態に係るプラズマ処理装置の概略的な構成の一例を示す断面図である。
【図１５】図１５は、第４実施形態に係るプラズマ処理装置の概略的な構成の一例を示す断面図である。
【図１６】図１６は、第５実施形態に係るプラズマ処理装置の概略的な構成の一例を示す断面図である。
【図１７】図１７は、第５実施形態に係る第１の載置台及び第２の載置台の要部構成を示す概略断面図である。
【図１８】図１８は、第２の載置台を上昇させる流れの一例を説明する図である。
【図１９】図１９は、他の実施形態に係る載置台を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本願の開示するプラズマ処理装置、算出方法および算出プログラムの実施形態について詳細に説明する。本開示においては、プラズマ処理装置の具体例として、プラズマエッチングを行う装置を例にとり詳細に説明する。なお、本実施形態により、開示するプラズマ処理装置、算出方法および算出プログラムが限定されるものではない。
【０００９】
ところで、半導体ウエハ（以下「ウエハ」と呼ぶ。）に対してプラズマを用いてエッチング処理を行うプラズマ処理装置が知られている。プラズマ処理装置は、ウエハの周囲にフォーカスリングが設置される。プラズマ処理装置は、ウエハの周囲にフォーカスリングがあることにより、ウエハ周辺のプラズマ状態が均一になるため、ウエハ全面のエッチング特性を均一化することができる。しかし、フォーカスリングは、エッチングにより消耗して厚さが薄くなる。プラズマ処理装置は、フォーカスリングの消耗に伴いウエハ外周のエッチング特性が悪化する。このため、プラズマ処理装置では、フォーカスリングを定期的に交換する必要がある。
【００１０】
従来、プラズマ処理装置では、処理したウエハの枚数など過去の実績から交換時期を決めたり、外周のエッチング特性をモニターするウエハを定期的に処理してフォーカスリングを交換すべきか否かを判断している。
【００１１】
しかし、プラズマ処理装置は、異なるプロセスレシピでの処理を行われることがある。このため、プラズマ処理装置は、過去の実績にある程度マージンを持たせた交換時期を用いねばならならず、プラズマ処理装置の生産性が低下する。また、モニターするウエハを定期的に処理することもプラズマ処理装置の生産性を低下させる。
【００１２】
なお、フォーカスリングの消耗を例に問題を説明したが、プラズマ処理により消耗する消耗部品全般に同様の問題が発生する。そこで、プラズマ処理装置では、プラズマ処理により消耗する消耗部品の消耗度合を求める技術が期待されている。
【００１３】
（第１実施形態）
［プラズマ処理装置の構成］
最初に、実施形態に係るプラズマ処理装置１０の構成について説明する。図１は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置の概略的な構成の一例を示す断面図である。図１に示すプラズマ処理装置１０は、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置である。プラズマ処理装置１０は、略円筒状の処理容器１２を備えている。処理容器１２は、例えば、アルミニウムから構成されている。また、処理容器１２の表面は、陽極酸化処理が施されている。
【００１４】
処理容器１２内には、載置台１６が設けられている。載置台１６は、静電チャック１８および基台２０を有する。静電チャック１８の上面は、プラズマ処理の対象となる被処理体が載置される載置面とされている。本実施形態では、被処理体としてウエハＷが静電チャック１８の上面に載置される。基台２０は、略円盤形状を有しており、主部が、例えばアルミニウムといった導電性の金属により構成されている。基台２０は、下部電極を構成している。基台２０は、支持部１４によって支持されている。支持部１４は、処理容器１２の底部から延びる円筒状の部材である。
【００１５】
基台２０には、整合器ＭＵ１を介して第１の高周波電源ＨＦＳが電気的に接続されている。第１の高周波電源ＨＦＳは、プラズマ生成用の高周波電力を発生する電源であり、２７〜１００ＭＨｚの周波数、一例においては４０ＭＨｚの高周波電力を発生する。これにより、基台２０直上にプラズマが生成される。整合器ＭＵ１は、第１の高周波電源ＨＦＳの出力インピーダンスと負荷側（基台２０側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有する。
【００１６】
また、基台２０には、整合器ＭＵ２を介して第２の高周波電源ＬＦＳが電気的に接続されている。第２の高周波電源ＬＦＳは、ウエハＷにイオンを引き込むための高周波電力（高周波バイアス電力）を発生して、当該高周波バイアス電力を基台２０に供給する。これにより、基台２０にバイアス電位が生じる。高周波バイアス電力の周波数は、４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数であり、一例においては３ＭＨｚである。整合器ＭＵ２は、第２の高周波電源ＬＦＳの出力インピーダンスと負荷側（基台２０側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有する。
【００１７】
基台２０上には、静電チャック１８が設けられている。静電チャック１８は、クーロン力等の静電力によりウエハＷを吸着し、当該ウエハＷを保持する。静電チャック１８は、セラミック製の本体部内に静電吸着用の電極Ｅ１が設けられている。電極Ｅ１には、スイッチＳＷ１を介して直流電源２２が電気的に接続されている。ウエハＷを保持する吸着力は、直流電源２２から印加される直流電圧の値に依存する。
【００１８】
載置台１６には、プラズマ処理により消耗する消耗部品が載置される。例えば、載置台１６は、静電チャック１８上のウエハＷの周囲に、消耗部品として、フォーカスリングＦＲが配置される。フォーカスリングＦＲは、プラズマ処理の均一性を向上させるために設けられている。フォーカスリングＦＲは、実行すべきプラズマ処理に応じて適宜選択される材料から構成されている。例えば、フォーカスリングＦＲは、シリコン、または石英により構成される。
【００１９】
基台２０の内部には、冷媒流路２４が形成されている。冷媒流路２４には、処理容器１２の外部に設けられたチラーユニットから配管２６ａを介して冷媒が供給される。冷媒流路２４に供給された冷媒は、配管２６ｂを介してチラーユニットに戻る。
【００２０】
処理容器１２内には、上部電極３０が設けられている。上部電極３０は、載置台１６の上方において、載置台１６と対向配置されている。載置台１６と上部電極３０とは、互いに略平行に設けられている。
【００２１】
上部電極３０は、絶縁性遮蔽部材３２を介して、処理容器１２の上部に支持されている。上部電極３０は、電極板３４と電極支持体３６とを有する。電極板３４は、処理空間Ｓに面しており、複数のガス吐出孔３４ａが形成されている。電極板３４は、ジュール熱の少ない低抵抗の導電体または半導体により構成されている。上部電極３０は、温度の制御が可能とされている。例えば、上部電極３０は、不図示のヒーターなどの温調機構が設けられ、温度の制御が可能とされている。
【００２２】
電極支持体３６は、電極板３４を着脱自在に支持する。電極支持体３６は、例えばアルミニウムといった導電性材料により構成されている。電極支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。電極支持体３６には、ガス吐出孔３４ａに連通する複数のガス通流孔３６ｂがガス拡散室３６ａから下方に延びている。また、電極支持体３６には、ガス拡散室３６ａに処理ガスを導くガス導入口３６ｃが形成されている。ガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。
【００２３】
ガス供給管３８には、バルブ群４２および流量制御器群４４を介してガスソース群４０が接続されている。バルブ群４２は、複数の開閉バルブを有する。流量制御器群４４は、マスフローコントローラといった複数の流量制御器を有する。また、ガスソース群４０は、プラズマ処理に必要な複数種のガス用のガスソースを有する。ガスソース群４０の複数のガスソースは、対応の開閉バルブおよび対応のマスフローコントローラを介してガス供給管３８に接続されている。
【００２４】
プラズマ処理装置１０では、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択された一以上のガスソースからの一以上のガスが、ガス供給管３８に供給される。ガス供給管３８に供給されたガスは、ガス拡散室３６ａに至り、ガス通流孔３６ｂおよびガス吐出孔３４ａを介して処理空間Ｓに吐出される。
【００２５】
また、プラズマ処理装置１０は、接地導体１２ａをさらに有する。接地導体１２ａは、略円筒状の接地導体であり、処理容器１２の側壁から上部電極３０の高さ位置よりも上方に延びるように設けられている。
【００２６】
また、プラズマ処理装置１０では、処理容器１２の内壁に沿ってデポシールド４６が着脱自在に設けられている。また、デポシールド４６は、支持部１４の外周にも設けられている。デポシールド４６は、処理容器１２にエッチング副生物（デポ）が付着することを防止するものであり、アルミニウム材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆することにより構成されている。デポシールド４６は、温度の制御が可能とされている。例えば、デポシールド４６は、不図示のヒーターなどの温調機構が設けられ、温度の制御が可能とされている。
【００２７】
処理容器１２の底部側においては、支持部１４と処理容器１２の内壁との間に排気プレート４８が設けられている。排気プレート４８は、例えば、アルミニウム材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆することにより構成されている。処理容器１２は、排気プレート４８の下方に排気口１２ｅが設けられている。排気口１２ｅには、排気管５２を介して排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有する。排気装置５０は、プラズマ処理を実施する際、処理容器１２内を所望の真空度まで減圧する。また、処理容器１２の側壁には、ウエハＷの搬入出口１２ｇが設けられている。搬入出口１２ｇは、ゲートバルブ５４により開閉可能となっている。
【００２８】
上記のように構成されたプラズマ処理装置１０は、制御部１００によって、その動作が統括的に制御される。制御部１００は、例えば、コンピュータであり、プラズマ処理装置１０の各部を制御する。プラズマ処理装置１０は、制御部１００によって、動作が統括的に制御される。
【００２９】
［載置台の構成］
次に、載置台１６について詳細に説明する。図２は、第１実施形態に係る載置台を示す平面図である。上述したように、載置台１６は、静電チャック１８および基台２０を有する。静電チャック１８は、セラミックで形成され、上面が、ウエハＷおよびフォーカスリングＦＲを載置する載置領域１８ａとされている。載置領域１８ａは、平面視において略円形の領域とされている。図１に示すように、静電チャック１８は、ウエハＷが配置される領域に静電吸着用の電極Ｅ１が設けられている。電極Ｅ１は、スイッチＳＷ１を介して直流電源２２に接続されている。
【００３０】
また、図１に示すように、載置領域１８ａ内、且つ、電極Ｅ１の下方には、複数のヒーターＨＴが設けられている。載置領域１８ａは、複数の分割領域７５に分割され、それぞれの分割領域７５にヒーターＨＴが設けられている。例えば、載置領域１８ａは、図２に示すように、中央の円状の分割領域７５ａ及び環状の分割領域７５ｂに分割されている。分割領域７５ａ、７５ｂには、それぞれヒーターＨＴが設けられている。例えば、分割領域７５ａには、ヒーターＨＴ１が設けられている。分割領域７５ｂには、ヒーターＨＴ２が設けられている。分割領域７５ａには、ウエハＷが配置される。分割領域７５ｂには、フォーカスリングＦＲが配置される。本実施形態では、載置台１６の面内を２つの分割領域７５ａ、７５ｂに分けて温度制御する場合を例に説明するが、分割領域７５の数は２つに限らず、３つ以上でもあってもよい。
【００３１】
ヒーターＨＴは、不図示の配線を介して、図１に示す、ヒーター電源ＨＰに個別に接続されている。ヒーター電源ＨＰは、制御部１００から制御の元、各ヒーターＨＴに個別に調整された電力を供給する。これにより、各ヒーターＨＴが発する熱が個別に制御され、載置領域１８ａ内の各分割領域７５の温度が個別に調整される。
【００３２】
ヒーター電源ＨＰには、各ヒーターＨＴへ供給する供給電力を検出する電力検出部ＰＤが設けられている。なお、電力検出部ＰＤは、ヒーター電源ＨＰとは別に、ヒーター電源ＨＰから各ヒーターＨＴへの電力が流れる配線に設けてもよい。電力検出部ＰＤは、各ヒーターＨＴへ供給する供給電力を検出する。例えば、電力検出部ＰＤは、各ヒーターＨＴへ供給する供給電力として、電力量［Ｗ］を検出する。ヒーターＨＴは、電力量に応じて発熱する。このため、ヒーターＨＴへ供給する電力量は、ヒータパワーを表す。電力検出部ＰＤは、検出した各ヒーターＨＴへの供給電力を示す電力データを制御部１００に通知する。
【００３３】
また、載置台１６は、載置領域１８ａの各分割領域７５に、それぞれヒーターＨＴの温度が検出可能な不図示の温度センサが設けられている。温度センサは、ヒーターＨＴとは別に温度を測定する素子であってもよい。また、温度センサは、ヒーターＨＴへの電力が流れる配線に配置され、温度上昇に応じて電気抵抗が増大する性質を利用して、温度を検出する素子であってもよい。各温度センサにより検出されたセンサ値は、温度測定器ＴＤに送られる。温度測定器ＴＤは、各センサ値から載置領域１８ａの各分割領域７５の温度を測定する。温度測定器ＴＤは、載置領域１８ａの各分割領域７５の温度を示す温度データを制御部１００に通知する。
【００３４】
さらに、図示しない伝熱ガス供給機構およびガス供給ラインによって伝熱ガス、例えばＨｅガスが静電チャック１８の上面とウエハＷの裏面との間に供給されてもよい。
【００３５】
［制御部の構成］
次に、制御部１００について詳細に説明する。図３は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置を制御する制御部１００の概略的な構成を示したブロック図である。制御部１００は、例えば、コンピュータであり、外部インターフェース１０１と、プロセスコントローラ１０２と、ユーザインターフェース１０３と、記憶部１０４とが設けられている。
【００３６】
外部インターフェース１０１は、プラズマ処理装置１０の各部と通信可能とされ、各種のデータを入出力する。例えば、外部インターフェース１０１には、電力検出部ＰＤから各ヒーターＨＴへの供給電力を示す電力データが入力する。また、外部インターフェース１０１には、温度測定器ＴＤから載置領域１８ａの各分割領域７５の温度を示す温度データが入力する。また、外部インターフェース１０１は、各ヒーターＨＴへ供給する供給電力を制御する制御データをヒーター電源ＨＰへ出力する。
【００３７】
プロセスコントローラ１０２は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）を備えプラズマ処理装置１０の各部を制御する。
【００３８】
ユーザインターフェース１０３は、工程管理者がプラズマ処理装置１０を管理するためにコマンドの入力操作を行うキーボードや、プラズマ処理装置１０の稼動状況を可視化して表示するディスプレイ等から構成されている。
【００３９】
記憶部１０４には、プラズマ処理装置１０で実行される各種処理をプロセスコントローラ１０２の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や、処理条件データ等が記憶されたレシピが格納されている。また、記憶部１０４には、プラズマ処理を行う上での装置やプロセスに関するパラメータ等が格納されている。なお、制御プログラムやレシピ、パラメータは、コンピュータで読み取り可能なコンピュータ記録媒体（例えば、ハードディスク、ＤＶＤなどの光ディスク、フレキシブルディスク、半導体メモリ等）に記憶されていてもよい。また、制御プログラムやレシピ、パラメータは、他の装置に記憶され、例えば専用回線を介してオンラインで読み出して利用されてもよい。
【００４０】
プロセスコントローラ１０２は、プログラムやデータを格納するための内部メモリを有し、記憶部１０４に記憶された制御プログラムを読み出し、読み出した制御プログラムの処理を実行する。プロセスコントローラ１０２は、制御プログラムが動作することにより各種の処理部として機能する。例えば、プロセスコントローラ１０２は、ヒーター制御部１０２ａと、計測部１０２ｂと、パラメータ算出部１０２ｃと、設定温度算出部１０２ｄと、アラート部１０２ｅの機能を有する。なお、本実施形態では、プロセスコントローラ１０２が、各種の処理部として機能する場合を例に説明するが、これに限定されるものではない。例えば、ヒーター制御部１０２ａと、計測部１０２ｂ、パラメータ算出部１０２ｃ、設定温度算出部１０２ｄ、アラート部１０２ｅの機能を複数のコントローラで分散して実現してもよい。
【００４１】
ところで、プラズマ処理では、温度によって処理の進行が変化する。例えば、プラズマエッチングでは、ウエハＷやフォーカスリングＦＲの温度によってエッチングの進行速度が変化する。そこで、プラズマ処理装置１０では、各ヒーターＨＴによって、ウエハＷやフォーカスリングＦＲの温度を目標温度に制御することが考えられる。
【００４２】
ここで、ウエハＷやフォーカスリングＦＲの温度に影響を与えるエネルギーの流れを説明する。以下では、フォーカスリングＦＲの温度に影響を与えるエネルギーの流れを説明するが、ウエハＷの温度に影響を与えるエネルギーの流れも同様である。図４は、フォーカスリングの温度に影響を与えるエネルギーの流れを模式的に示す図である。図４には、フォーカスリングＦＲや、静電チャック（ＥＳＣ）１８を含む載置台１６が簡略化して示されている。図４の例は、静電チャック１８の載置領域１８ａの１つの分割領域７５（分割領域７５ｂ）について、フォーカスリングＦＲの温度に影響を与えるエネルギーの流れを示している。載置台１６は、静電チャック１８および基台２０を有する。静電チャック１８と基台２０は、接着層１９により接着されている。静電チャック１８の内部には、ヒーターＨＴ（ヒーターＨＴ２）が設けられている。基台２０の内部には、冷媒が流れる冷媒流路２４が形成されている。
【００４３】
ヒーターＨＴ２は、ヒーター電源ＨＰから供給される供給電力に応じて発熱し、温度が上昇する。図４では、ヒーターＨＴ２へ供給される供給電力をヒータパワーＰｈとして示している。ヒーターＨＴ２では、ヒータパワーＰｈを静電チャック１８のヒーターＨＴ２が設けられている領域の面積Ａで割った単位面積当たりの発熱量（熱流束）ｑｈが生じる。
【００４４】
プラズマ処理装置１０では、上部電極３０やデポシールド４６などの処理容器１２の内部パーツの温度を制御している場合、内部パーツから輻射熱が発生する。例えば、上部電極３０やデポシールド４６の温度をデポの付着を抑制するために高温に制御している場合、フォーカスリングＦＲには、上部電極３０やデポシールド４６から輻射熱が入熱する。図４では、上部電極３０やデポシールド４６からフォーカスリングＦＲへの輻射熱ｑｒとして示している。
【００４５】
また、プラズマ処理を行っている場合、フォーカスリングＦＲには、プラズマから入熱する。図４では、プラズマからフォーカスリングＦＲへの入熱量をフォーカスリングＦＲの面積で割った単位面積当たりのプラズマからの熱流束ｑｐとして示している。フォーカスリングＦＲは、プラズマからの熱流束ｑｐの入熱や輻射熱ｑｒの入熱により、温度が上昇する。
【００４６】
輻射熱による入熱は、処理容器１２の内部パーツの温度の温度に比例する。例えば、輻射熱による入熱は、上部電極３０やデポシールド４６の温度の４乗に比例する。プラズマからの入熱は、主にフォーカスリングＦＲへの照射されるプラズマ中のイオンの量と、プラズマ中のイオンをフォーカスリングＦＲに引き込むためのバイアス電位との積に比例することが知られている。フォーカスリングＦＲへの照射されるプラズマ中のイオンの量は、プラズマの電子密度に比例する。プラズマの電子密度は、プラズマの生成で印加する第１の高周波電源ＨＦＳからの高周波電力に比例する。また、プラズマの電子密度は、処理容器１２内の圧力に依存する。プラズマ中のイオンをフォーカスリングＦＲに引き込むためのバイアス電位は、バイアス電位の発生で印加する第２の高周波電源ＬＦＳからの高周波電力に比例する。また、プラズマ中のイオンをフォーカスリングＦＲに引き込むためのバイアス電位は、処理容器１２内の圧力に依存する。なお、高周波電力が載置台１６に印加されていない場合、プラズマが生成された時に生じるプラズマの電位（プラズマポテンシャル）と載置台１６の電位差によって、イオンが載置台１６へ引き込まれる。
【００４７】
また、プラズマからの入熱は、プラズマの発光による加熱やプラズマ中の電子やラジカルによるフォーカスリングＦＲへの照射、イオンとラジカルによるフォーカスリングＦＲ上の表面反応などが含まれる。これらの成分も高周波電源のパワーや処理容器１２内の圧力に依存する。プラズマからの入熱は、その他、プラズマ生成に関わる装置パラメータ、例えば、載置台１６と上部電極３０との間隔距離や処理空間Ｓに供給されるガス種に依存する。
【００４８】
フォーカスリングＦＲに伝わった熱は、静電チャック１８に伝わる。ここで、静電チャック１８には、フォーカスリングＦＲの熱が全て伝わるわけではなく、フォーカスリングＦＲと静電チャック１８との接触度合など、熱の伝わり難さに応じて静電チャック１８に熱が伝わる。熱の伝わり難さ、すなわち熱抵抗は、熱の伝熱方向に対する断面積に反比例する。このため、図４では、フォーカスリングＦＲから静電チャック１８の表面への熱の伝わり難さを、フォーカスリングＦＲと静電チャック１８の表面間の単位面積当たりの熱抵抗Ｒｔｈ・Ａとして示している。なお、Ａは、ヒーターＨＴ２が設けられている領域（分割領域７５ｂ）の面積である。Ｒｔｈは、ヒーターＨＴ２が設けられている領域全体における熱抵抗である。また、図４では、フォーカスリングＦＲから静電チャック１８表面への入熱量を、フォーカスリングＦＲから静電チャック１８表面への単位面積当たりの熱流束ｑとして示している。なお、熱抵抗Ｒｔｈ・Ａは、静電チャック１８の表面状態、フォーカスリングＦＲの保持で直流電源２２から印加される直流電圧の値、および静電チャック１８の上面とフォーカスリングＦＲの裏面との間に供給される伝熱ガスの圧力に依存する。また、熱抵抗Ｒｔｈ・Ａは、その他、熱抵抗もしくは熱伝導率に関与する装置パラメータにも依存する。
【００４９】
静電チャック１８の表面に伝わった熱は、静電チャック１８の温度を上昇させ、さらに、ヒーターＨＴ２に伝わる。図４では、静電チャック１８表面からヒーターＨＴ２への入熱量を、静電チャック１８表面からヒーターＨＴ２への単位面積当たりの熱流束ｑｃとして示している。
【００５０】
一方、基台２０は、冷媒流路２４を流れる冷媒により冷却され、接触する静電チャック１８を冷却する。このとき、図４では、接着層１９を通過して静電チャック１８の裏面から基台２０への抜熱量を、静電チャック１８の裏面から基台２０への単位面積当たりの熱流束ｑsusとして示している。これにより、ヒーターＨＴ２は、抜熱によって冷却され、温度が低下する。
【００５１】
ところで、フォーカスリングＦＲは、エッチングにより消耗して厚さが薄くなる。プラズマ処理装置１０は、フォーカスリングＦＲが消耗して厚さが薄くなると、プラズマ処理中のヒーターＨＴへの入熱量が変化する。
【００５２】
ここで、フォーカスリングＦＲが消耗によるヒーターＨＴ２への入熱量が変化を説明する。図５は、消耗前のフォーカスリングの場合のエネルギーの流れを模式的に示す図である。なお、輻射熱の入熱は、影響が小さいため、省略する。
【００５３】
ヒーターＨＴ２の温度が一定となるように制御している場合、ヒーターＨＴ２の位置において、ヒーターＨＴ２に入熱する熱量およびヒーターＨＴ２で発生する発熱量の総和と、ヒーターＨＴ２から抜熱される抜熱量とが等しい状態となる。例えば、プラズマを点火して無い未点火状態では、ヒーターＨＴ２で発生する発熱量の総和と、ヒーターＨＴ２から抜熱される抜熱量とが等しい状態となる。図５において、「未点火状態」とした例では、基台２０から冷却により、ヒーターＨＴ２から「１０」の熱量が抜熱されている。ヒーターＨＴ２の温度が一定となるように制御している場合、ヒーターＨＴ２には、ヒーター電源ＨＰからヒータパワーＰｈにより「１０」の熱量が発生する。
【００５４】
一方、例えば、プラズマを点火した点火状態では、ヒーターＨＴ２には、静電チャック１８を介して、プラズマからも入熱する。点火状態には、過度状態と定常状態とがある。過度状態は、例えば、フォーカスリングＦＲや静電チャック１８に対する入熱量が抜熱量よりも多く、フォーカスリングＦＲや静電チャック１８の温度が経時的に上昇傾向となる状態である。定常状態は、フォーカスリングＦＲや静電チャック１８の入熱量と抜熱量が等しくなり、フォーカスリングＦＲや静電チャック１８の温度に経時的な上昇傾向がなくなり、温度が略一定となった状態である。
【００５５】
点火状態の場合、フォーカスリングＦＲは、定常状態となるまで、プラズマからの入熱により温度が上昇する。ヒーターＨＴ２には、静電チャック１８を介してフォーカスリングＦＲから熱が伝わる。上述のように、ヒーターＨＴ２の温度が一定となるように制御している場合、ヒーターＨＴ２に入熱される熱量とヒーターＨＴ２から抜熱される熱量は、等しい状態となる。ヒーターＨＴ２は、ヒーターＨＴ２の温度を一定に維持するために必要な熱量が低下する。このため、ヒーターＨＴ２への供給電力が低下する。
【００５６】
例えば、図５において、「過度状態」とした例では、プラズマからフォーカスリングＦＲへ「５」の熱量が伝わる。フォーカスリングＦＲに伝わった熱は、静電チャック１８に伝わる。また、フォーカスリングＦＲの温度が定常状態ではない場合、フォーカスリングＦＲに伝わった熱は、一部がフォーカスリングＦＲの温度の上昇に作用する。フォーカスリングＦＲの温度上昇に作用する熱量は、フォーカスリングＦＲの熱容量に依存する。このため、フォーカスリングＦＲに伝わった「５」の熱量のうち、「３」の熱量がフォーカスリングＦＲから静電チャック１８の表面へ伝わる。静電チャック１８の表面に伝わった熱は、ヒーターＨＴ２に伝わる。また、静電チャック１８の温度が定常状態ではない場合、静電チャック１８の表面に伝わった熱は、一部が静電チャック１８の温度の上昇に作用する。静電チャック１８の温度上昇に作用する熱量は静電チャック１８の熱容量に依存する。このため、静電チャック１８の表面に伝わった「３」の熱量のうち、「２」の熱量がヒーターＨＴ２に伝わる。このため、ヒーターＨＴ２の温度が一定となるように制御している場合、ヒーターＨＴ２には、ヒーター電源ＨＰからヒータパワーＰｈにより「８」の熱量が供給される。
【００５７】
また、図５Ｂにおいて、「定常状態」とした例では、プラズマからフォーカスリングＦＲへ「５」の熱量が伝わる。フォーカスリングＦＲに伝わった熱は、静電チャック１８に伝わる。また、フォーカスリングＦＲの温度が定常状態である場合、フォーカスリングＦＲは、入熱量と出熱量が等しい状態となっている。このため、プラズマからフォーカスリングＦＲに伝わった「５」の熱量がフォーカスリングＦＲから静電チャック１８の表面へ伝わる。静電チャック１８の表面に伝わった熱は、ヒーターＨＴ２に伝わる。静電チャック１８の温度が定常状態である場合、静電チャック１８は、入熱量と出熱量が等しい状態となっている。このため、静電チャック１８の表面に伝わった「５」の熱量がヒーターＨＴ２に伝わる。このため、ヒーターＨＴ２の温度が一定となるように制御している場合、ヒーターＨＴ２には、ヒーター電源ＨＰからヒータパワーＰｈにより「５」の熱量が供給される。
【００５８】
図６は、消耗後のフォーカスリングの場合のエネルギーの流れを模式的に示す図である。なお、輻射熱の入熱は、影響が小さいため、省略する。フォーカスリングＦＲは、エッチングにより消耗したことにより、図５よりも厚さが薄くなっている。
【００５９】
未点火状態では、フォーカスリングＦＲが消耗して厚さが薄くなった場合でも、図５に示した消耗前の場合とエネルギーの流れは同様となる。図６において、「未点火状態」とした例では、基台２０から冷却により、ヒーターＨＴ２から「１０」の熱量が抜熱されている。ヒーターＨＴ２の温度が一定となるように制御している場合、ヒーターＨＴ２には、ヒーター電源ＨＰからヒータパワーＰｈにより「１０」の熱量が発生する。
【００６０】
一方、点火状態では、ヒーターＨＴ２には、静電チャック１８を介して、プラズマからも入熱する。フォーカスリングＦＲが消耗して厚さが薄くなった場合、フォーカスリングＦＲの加熱時間が短縮される。
【００６１】
例えば、図６において、「過度状態」とした例では、プラズマからフォーカスリングＦＲへ「５」の熱量が伝わる。フォーカスリングＦＲに伝わった熱は、静電チャック１８に伝わる。また、フォーカスリングＦＲの温度が定常状態ではない場合、フォーカスリングＦＲに伝わった熱は、一部がフォーカスリングＦＲの温度の上昇に作用する。例えば、フォーカスリングＦＲが消耗して厚さが薄くなった場合、フォーカスリングＦＲに伝わった「５」の熱量のうち、「４」の熱量がフォーカスリングＦＲから静電チャック１８の表面へ伝わる。静電チャック１８の表面に伝わった熱は、ヒーターＨＴ２に伝わる。また、静電チャック１８の温度が定常状態ではない場合、静電チャック１８の表面に伝わった熱は、一部が静電チャック１８の温度の上昇に作用する。静電チャック１８の温度上昇に作用する熱量は静電チャック１８の熱容量に依存する。このため、静電チャック１８の表面に伝わった「４」の熱量のうち、「３」の熱量がヒーターＨＴ２に伝わる。このため、ヒーターＨＴ２の温度が一定となるように制御している場合、ヒーターＨＴ２には、ヒーター電源ＨＰからヒータパワーＰｈにより「７」の熱量が供給される。
【００６２】
また、図６において、「定常状態」とした例では、プラズマからフォーカスリングＦＲへ「５」の熱量が伝わる。フォーカスリングＦＲに伝わった熱は、静電チャック１８に伝わる。また、フォーカスリングＦＲの温度が定常状態である場合、フォーカスリングＦＲは、入熱量と出熱量が等しい状態となっている。このため、プラズマからフォーカスリングＦＲに伝わった「５」の熱量がフォーカスリングＦＲから静電チャック１８の表面へ伝わる。静電チャック１８の表面に伝わった熱は、ヒーターＨＴ２に伝わる。静電チャック１８の温度が定常状態である場合、静電チャック１８は、入熱量と出熱量が等しい状態となっている。このため、静電チャック１８の表面に伝わった「５」の熱量がヒーターＨＴ２に伝わる。このため、ヒーターＨＴ２の温度が一定となるように制御している場合、ヒーターＨＴ２には、ヒーター電源ＨＰからヒータパワーＰｈにより「５」の熱量が供給される。
【００６３】
図５および図６に示したように、ヒーターＨＴ２への供給電力は、未点火状態よりも点火状態の方が低下する。また、点火状態では、ヒーターＨＴ２への供給電力が定常状態となるまで低下する。また、過度状態では、プラズマからの入熱量が同じでも、フォーカスリングＦＲの厚さによってヒーターＨＴ２への供給電力が変化する。
【００６４】
なお、図５および図６に示したように、ヒーターＨＴ２の温度が一定となるように制御している場合、「未点火状態」、「過度状態」、「定常状態」のいずれの状態であっても、基台２０から冷却により、ヒーターＨＴ２から「１０」の熱量が抜熱されている。すなわち、ヒーターＨＴ２から基台２０の内部に形成された冷媒流路２４に供給される冷媒に向かう単位面積当たりの熱流束ｑsusは、常に一定となり、ヒーターＨＴ２から冷媒までの温度勾配も常に一定である。そのため、ヒーターＨＴ２の温度が一定となるように制御するために用いられる温度センサは、必ずしもヒーターＨＴ２に直接取り付ける必要はない。例えば、静電チャック１８の裏面、接着層１９の中、基台２０の内部など、ヒーターＨＴ２と冷媒までの間であれば、ヒーターＨＴ２と温度センサ間の温度差も常に一定であり、ヒーターＨＴ２温度とセンサの間にある材質が有する熱伝導率、熱抵抗などを用いて温度センサとヒーターＨＴ２の間の温度差（ΔＴ）を算出し、温度センサで検出される温度の値に温度差（ΔＴ）を加算することによって、ヒーターＨＴ２の温度として出力することが可能であり、実際のヒーターＨＴ２の温度が一定となるように制御することができる。
【００６５】
図７は、フォーカスリングの温度とヒーターへの供給電力の変化の一例を示す図である。図７の例は、ヒーターＨＴ２の温度が一定となるように制御し、プラズマを点火して無い未点火状態からプラズマを点火して、フォーカスリングＦＲの温度とヒーターＨＴ２への供給電力を測定した結果の一例を示している。図７の実線は、新品（消耗前）のフォーカスリングＦＲの場合のヒーターＨＴ２への供給電力の変化を示している。図７の破線は、新品時よりも厚さが薄くなった消耗後のフォーカスリングＦＲの場合のヒーターＨＴ２への供給電力の変化を示している。
【００６６】
図７の期間Ｔ１は、プラズマを点火して無い未点火状態である。期間Ｔ１では、ヒーターＨＴ２への供給電力が一定となっている。図７の期間Ｔ２は、プラズマを点火した点火状態であり、過渡状態である。期間Ｔ２では、ヒーターＨＴ２への供給電力が低下する。また、期間Ｔ２では、フォーカスリングＦＲの温度が一定の温度まで上昇する。図７の期間Ｔ３は、プラズマを点火した点火状態である。期間Ｔ３では、フォーカスリングＦＲの温度は一定であり、定常状態となっている。静電チャック１８も定常状態となると、ヒーターＨＴ２への供給電力は、略一定となり、低下する傾向の変動が安定する。
【００６７】
図７の期間Ｔ２に示される過度状態でのヒーターＨＴ２への供給電力の低下の傾向は、プラズマからフォーカスリングＦＲへの入熱量や、フォーカスリングＦＲと静電チャック１８の表面間の熱抵抗、フォーカスリングＦＲの厚さなどによって変化する。
【００６８】
このように、ヒーターＨＴ２の温度を一定に制御している場合、ヒータパワーＰｈは、プラズマからフォーカスリングＦＲへの入熱量や、フォーカスリングＦＲと静電チャック１８の表面間の熱抵抗、フォーカスリングＦＲの厚さよって変化する。よって、図７に示される期間Ｔ２のヒーターＨＴ２への供給電力のグラフは、プラズマからフォーカスリングＦＲへの入熱量や、フォーカスリングＦＲと静電チャック１８の表面間の熱抵抗、フォーカスリングＦＲの厚さをパラメータとしてモデル化できる。すなわち、期間Ｔ２のヒーターＨＴ２への供給電力の変化は、プラズマからフォーカスリングＦＲへの入熱量や、フォーカスリングＦＲと静電チャック１８の表面間の熱抵抗、フォーカスリングＦＲの厚さをパラメータとして、演算式によりモデル化できる。
【００６９】
本実施形態では、図６の期間Ｔ２のヒーターＨＴ２への供給電力の変化を単位面積当たりの式としてモデル化する。例えば、プラズマからの熱流束があるときの単位面積当たりのヒーターＨＴ２からの発熱量ｑｈは、以下の式（２）のように表せる。プラズマからの熱流束がないときの定常状態での単位面積当たりのヒーターＨＴ２からの発熱量ｑｈ０は、以下の式（３）のように表せる。静電チャック１８の表面とヒーター間の単位面積当たりの熱抵抗Ｒｔｈｃ・Ａは、以下の式（４）のように表せる。熱流束ｑｐおよび熱抵抗Ｒｔｈ・Ａをパラメータとし、ａ１、ａ２、ａ３、λ１、λ２、τ１、τ２を以下の式（５）−（１１）のように表した場合、発熱量ｑｈは、以下の式（１）のように表せる。
【００７０】
【数１】
2020096156.tif 000003
【００７１】
ここで、
Ｐｈは、プラズマからの熱流束があるときのヒータパワー[Ｗ]である。
Ｐｈ０は、プラズマからの熱流束がないときの定常状態でのヒータパワー[Ｗ]である。
ｑｈは、プラズマからの熱流束があるときの単位面積当たりのヒーターＨＴ２からの発熱量[Ｗ／ｍ２]である。
ｑｈ０は、プラズマからの熱流束がないときの定常状態での単位面積当たりのヒーターＨＴ２からの発熱量[Ｗ／ｍ２]である。
ｑｐは、プラズマからフォーカスリングＦＲへの単位面積当たりの熱流束[Ｗ／ｍ２]である。
Ｒｔｈ・Ａは、フォーカスリングＦＲと静電チャック１８の表面間の単位面積当たりの熱抵抗[Ｋ・ｍ２／Ｗ]である。
Ｒｔｈｃ・Ａは、静電チャック１８の表面とヒーター間の単位面積当たりの熱抵抗[Ｋ・ｍ２／Ｗ]である。
Ａは、ヒーターＨＴ２設けられた分割領域７５（分割領域７５ｂ）の面積［ｍ２］である。
ρＦＲは、フォーカスリングＦＲの密度［ｋｇ／ｍ３］である。
ＣＦＲは、フォーカスリングＦＲの単位面積当たりの熱容量[Ｊ／Ｋ・ｍ２]である。
ｚＦＲは、フォーカスリングＦＲの厚さ［ｍ］である。
ρｃは、静電チャック１８を構成するセラミックの密度［ｋｇ／ｍ３］である。
Ｃｃは、静電チャック１８を構成するセラミックの単位面積当たりの熱容量[Ｊ／Ｋ・ｍ２]である。
ｚｃは、静電チャック１８の表面からヒーターＨＴ２までの距離[ｍ]である。
κｃは、静電チャック１８を構成するセラミックの熱伝導率[Ｗ／Ｋ・ｍ]である。
ｔは、プラズマを点火してからの経過時間[ｓｅｃ]である。
【００７２】
式（５）に示したａ１について、１／ａ１がフォーカスリングＦＲの温まり難さを示す時定数となる。また、式（６）に示したａ２について、１／ａ２が静電チャック１８の熱の入り難さ、温まり難さを示す時定数となる。また、式（７）に示したａ３について、１／ａ３が静電チャック１８の熱の浸透し難さ、温まり難さを示す時定数となる。
【００７３】
フォーカスリングＦＲの密度ρＦＲ、フォーカスリングＦＲの単位面積当たりの熱容量ＣＦＲは、フォーカスリングＦＲの実際の構成からそれぞれ予め定まる。ヒーターＨＴ２の面積Ａ、静電チャック１８を構成するセラミックの密度ρｃ、および、静電チャック１８を構成するセラミックの単位面積当たりの熱容量Ｃｃは、プラズマ処理装置１０の実際の構成からそれぞれ予め定まる。静電チャック１８の表面からヒーターＨＴ２までの距離ｚｃ、および、静電チャック１８を構成するセラミックの熱伝導κｃも、プラズマ処理装置１０の実際の構成からそれぞれ予め定まる。Ｒｔｈｃ・Ａは、熱伝導κｃ、距離ｚｃから式（４）により予め定まる。
【００７４】
フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲは、新品のフォーカスリングＦＲの場合、特定の値に定まるが、エッチングにより消耗して値が変化する。よって、消耗している場合は、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲも、パラメータとなる。
【００７５】
プラズマ処理装置１０は、様々なプロセスレシピでのプラズマ処理を行われることがある。プラズマ処理の際のプラズマからフォーカスリングＦＲへの入熱量や、フォーカスリングＦＲと静電チャック１８の表面間の熱抵抗は、以下のように求めることができる。
【００７６】
例えば、プラズマ処理装置１０は、新品のフォーカスリングＦＲを配置してプラズマ処理を実行し、プラズマ処理中のヒーターＨＴ２のヒータパワーＰｈ０を計測する。
【００７７】
プラズマを点火してからの経過時間ｔごとのプラズマからの熱流束があるときのヒータパワーＰｈ、および、プラズマからの熱流束がないときの定常状態でのヒータパワーＰｈ０は、プラズマ処理装置１０での計測結果から求めることができる。そして、式（２）に示すように、求めたヒータパワーＰｈをヒーターＨＴ２の面積Ａで除算することによって、プラズマからの熱流束があるときの単位面積当たりのヒーターＨＴ２からの発熱量ｑｈを求めることができる。また、式（３）に示すように、求めたヒータパワーＰｈ０をヒーターＨＴ２の面積Ａで除算することによって、プラズマからの熱流束がないときの定常状態での単位面積当たりのヒーターＨＴ２からの発熱量ｑｈ０を求めることができる。フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲは、新品のフォーカスリングＦＲの場合、新品のフォーカスリングＦＲの厚さの値を用いことができる。新品のフォーカスリングＦＲの厚さは、ユーザインターフェース１０３等から入力させて記憶部１０４に記憶させ、記憶部１０４に記憶された値を用いてもよい。また、新品のフォーカスリングＦＲの厚さは、他の計測装置で計測された値を、ネットワーク等を介して取得してもよい。
【００７８】
そして、熱流束ｑｐ、および、熱抵抗Ｒｔｈ・Ａは、上記の式（１）−（１１）を算出モデルとして用いて、計測結果のフィッティングを行うことにより、求めることができる。
【００７９】
すなわち、プラズマ処理装置１０は、新品のフォーカスリングＦＲなど、フォーカスリングＦＲの厚さが定まる場合、計測結果を用いて、式（１）−（１１）に対してフィッティングを行うことにより、熱流束ｑｐおよび熱抵抗Ｒｔｈ・Ａを求めることができる。
【００８０】
なお、図５および図６の定常状態は、未点火状態から、プラズマからフォーカスリングＦＲへの入熱分が、そのままヒーターＨＴ２に入熱として増加している。このため、プラズマからフォーカスリングＦＲへの入熱量は、図７の期間Ｔ１に示した未点火状態の供給電力と期間Ｔ３に示した定常状態の供給電力の値の差から算出してもよい。例えば、熱流束ｑｐは、以下の（１２）式のように、プラズマからの熱流束がないとき（未点火状態）のヒータパワーＰｈ０と期間Ｔ３に示した定常状態のヒータパワーＰｈとの差を単位面積当たりに換算した値から算出できる。また、熱流束ｑｐは、以下の（１２）式のように、単位面積当たりのヒーターＨＴ２からの発熱量ｑｈ０と、単位面積当たりのヒーターＨＴ２からの発熱量ｑｈとの差から算出できる。
【００８１】
ｑｐ＝（Ｐｈ０−Ｐｈ）／Ａ＝ｑｈ０−ｑｈ    （１２）
【００８２】
このように、プラズマ処理の際のプラズマからフォーカスリングＦＲへの入熱量や、フォーカスリングＦＲと静電チャック１８の表面間の熱抵抗が求まる。プラズマ処理装置１０は、搬入出される各ウエハＷに同様のプラズマ処理を実施する。この場合、各プラズマ処理でのプラズマからフォーカスリングＦＲへの入熱量や、フォーカスリングＦＲと静電チャック１８の表面間の熱抵抗は、同一と見なすことができる。入熱量や熱抵抗が求まっている場合、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲは、以下のように求めることができる。
【００８３】
例えば、プラズマ処理装置１０は、プラズマ処理を実行し、プラズマ処理中のヒーターＨＴ２のヒータパワーＰｈ０を計測する。
【００８４】
プラズマを点火してからの経過時間ｔごとのプラズマからの熱流束があるときのヒータパワーＰｈ、および、プラズマからの熱流束がないときの定常状態でのヒータパワーＰｈ０は、プラズマ処理装置１０での計測結果から求めることができる。そして、式（２）に示すように、求めたヒータパワーＰｈをヒーターＨＴ２の面積Ａで除算することによって、プラズマからの熱流束があるときの単位面積当たりのヒーターＨＴ２からの発熱量ｑｈを求めることができる。また、式（３）に示すように、求めたヒータパワーＰｈ０をヒーターＨＴ２の面積Ａで除算することによって、プラズマからの熱流束がないときの定常状態での単位面積当たりのヒーターＨＴ２からの発熱量ｑｈ０を求めることができる。熱流束ｑｐ、および、熱抵抗Ｒｔｈ・Ａは、例えば、新品のフォーカスリングＦＲを用いて求めた値を用いる。
【００８５】
そして、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲは、上記の式（１）−（１１）を算出モデルとして用いて、計測結果のフィッティングを行うことにより、求めることができる。
【００８６】
すなわち、プラズマ処理装置１０は、熱流束ｑｐ、および、熱抵抗Ｒｔｈ・Ａが定まっている場合、計測結果を用いて、式（１）−（１１）に対してフィッティングを行うことにより、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲを求めることができる。
【００８７】
また、図７に示される期間Ｔ２のフォーカスリングＦＲの温度のグラフも、プラズマからフォーカスリングＦＲへの入熱量や、フォーカスリングＦＲと静電チャック１８の表面間の熱抵抗、フォーカスリングＦＲの厚さをパラメータとしてモデル化できる。本実施形態では、期間Ｔ２のフォーカスリングＦＲの温度の変化を単位面積当たりの式としてモデル化する。例えば、熱流束ｑｐ、熱抵抗Ｒｔｈ・Ａおよび厚さｚＦＲをパラメータとし、式（５）−（１１）に示したａ１、ａ２、ａ３、λ１、λ２、τ１、τ２を用いた場合、フォーカスリングＦＲの温度ＴＦＲは、以下の式（１３）のように表せる。
【００８８】
【数２】
2020096156.tif 000004
【００８９】
ここで、
ＴＦＲは、フォーカスリングＦＲの温度[℃]である。
Ｔｈは、一定に制御したヒーターＨＴ２の温度[℃]である。
【００９０】
ヒーターの温度Ｔｈは、実際にフォーカスリングＦＲの温度を一定に制御した際の条件から求めることができる。
【００９１】
熱流束ｑｐ、熱抵抗Ｒｔｈ・Ａ、および、厚さｚＦＲが求まった場合、フォーカスリングＦＲの温度ＴＦＲは、式（１３）から算出できる。
【００９２】
経過時間ｔが、式（１０）、（１１）に示した時定数τ１、τ２より十分に長い場合、式（１３）は、以下の式（１４）のように省略できる。すなわち、図７の期間Ｔ３である定常状態に移行した後のフォーカスリングＦＲの温度ＴＦＲが目標温度となるヒーターＨＴ２の温度Ｔｈを算出する場合、式（１３）は、式（１４）のように表せる。
【００９３】
【数３】
2020096156.tif 000005
【００９４】
例えば、式（１４）により、ヒーターの温度Ｔｈ、熱流束ｑｐ、熱抵抗Ｒｔｈ・Ａ、Ｒｔｈｃ・ＡからフォーカスリングＦＲの温度ＴＦＲを求めることができる。
【００９５】
図３に戻る。ヒーター制御部１０２ａは、各ヒーターＨＴの温度を制御する。例えば、ヒーター制御部１０２ａは、各ヒーターＨＴへの供給電力を指示する制御データをヒーター電源ＨＰへ出力して、ヒーター電源ＨＰから各ヒーターＨＴへ供給する供給電力を制御することにより、各ヒーターＨＴの温度を制御する。
【００９６】
プラズマ処理の際、ヒーター制御部１０２ａには、各ヒーターＨＴの目標とする設定温度が設定される。例えば、ヒーター制御部１０２ａには、載置領域１８ａの分割領域７５ごとに、目標とする温度が、当該分割領域７５のヒーターＨＴの設定温度として設定される。この目標とする温度は、例えば、プラズマエッチングの精度が最も良好となる温度である。
【００９７】
ヒーター制御部１０２ａは、プラズマ処理の際、各ヒーターＨＴが設定された設定温度となるよう各ヒーターＨＴへの供給電力を制御する。例えば、ヒーター制御部１０２ａは、外部インターフェース１０１に入力する温度データが示す載置領域１８ａの各分割領域７５の温度を、分割領域７５ごとに、当該分割領域７５の設定温度と比較する。ヒーター制御部１０２ａは、比較結果を用いて、設定温度に対して温度が低い分割領域７５、および、設定温度に対して温度が高い分割領域７５を特定する。ヒーター制御部１０２ａは、設定温度に対して温度が低い分割領域７５に対する供給電力を増加させ、設定温度に対して温度が高い分割領域７５に対する供給電力を減少させる制御データをヒーター電源ＨＰへ出力する。
【００９８】
計測部１０２ｂは、各ヒーターＨＴへの供給電力を計測する。本実施形態では、計測部１０２ｂは、外部インターフェース１０１に入力する電力データが示すヒーターＨＴ２への供給電力を用いて、ヒーターＨＴ２への供給電力を計測する。例えば、計測部１０２ｂは、ヒーター制御部１０２ａにより、ヒーターＨＴ２の温度が一定となるようヒーターＨＴ２への供給電力を制御した状態で、プラズマ処理を実施して、ヒーターＨＴ２への供給電力を計測する。例えば、計測部１０２ｂは、プラズマ処理の開始前のプラズマが未点火状態でのヒーターＨＴ２への供給電力を計測する。また、計測部１０２ｂは、プラズマを点火してからヒーターＨＴ２への供給電力が低下する傾向の変動が安定するまでの過渡状態でのヒーターＨＴ２への供給電力を計測する。また、計測部１０２ｂは、プラズマを点火した後、ヒーターＨＴ２への供給電力の低下がなくなって安定した定常状態でのヒーターＨＴ２への供給電力を計測する。未点火状態でのヒーターＨＴ２への供給電力は、少なくとも１つ計測されていればよく、複数回計測して平均値を未点火状態の供給電力としてもよい。過渡状態および定常状態でのヒーターＨＴ２への供給電力は、２回以上計測されていればよい。供給電力を計測する計測タイミングは、供給電力が低下する傾向が大きいタイミングを含むことが好ましい。また、計測タイミングは、計測回数が少ない場合、所定期間以上離れていることが好ましい。本実施形態では、計測部１０２ｂは、プラズマ処理の期間中、所定周期（例えば、０．１秒周期）でヒーターＨＴ２への供給電力を計測する。これにより、過渡状態および定常状態でのヒーターＨＴ２への供給電力が多数計測される。
【００９９】
計測部１０２ｂは、所定のサイクルで、未点火状態と、過渡状態のヒーターＨＴ２への供給電力を計測する。例えば、計測部１０２ｂは、フォーカスリングＦＲが交換され、消耗していない新品のフォーカスリングＦＲとウエハＷを載置台１６に載置してプラズマ処理を行う際に、未点火状態と、過渡状態のヒーターＨＴ２への供給電力を計測する。また、計測部１０２ｂは、ウエハＷが交換され、交換されたウエハＷを載置台１６に載置してプラズマ処理を行う際に、毎回、未点火状態と、過渡状態のヒーターＨＴ２への供給電力を計測する。なお、例えば、パラメータ算出部１０２ｃは、プラズマ処理ごとに、未点火状態と、過渡状態のヒーターＨＴ２への供給電力を計測してもよい。
【０１００】
パラメータ算出部１０２ｃは、新品のフォーカスリングＦＲを載置台１６に載置してプラズマ処理を実行した際に計測部１０２ｂにより計測された未点火状態と過渡状態の供給電力を用いて、入熱量および熱抵抗を算出する。
【０１０１】
まず、パラメータ算出部１０２ｃは、未点火状態で温度を所定の温度に維持するためのヒーターＨＴ２での発熱量を算出する。例えば、パラメータ算出部１０２ｃは、未点火状態でのヒーターＨＴ２への供給電力から、未点火状態のヒータパワーＰｈ０を算出する。
【０１０２】
そして、パラメータ算出部１０２ｃは、フォーカスリングＦＲと載置台１６との間の熱抵抗、点火状態でプラズマから載置台１６に流入する入熱量を算出する。例えば、パラメータ算出部１０２ｃは、入熱量および熱抵抗をパラメータとし、過渡状態の供給電力を算出する算出モデルに対して、未点火状態と過渡状態の供給電力を用いてフィッティングを行って、入熱量および熱抵抗を算出する。
【０１０３】
例えば、パラメータ算出部１０２ｃは、経過時間ｔごとの未点火状態でのヒーターＨＴ２のヒータパワーＰｈ０を求める。また、パラメータ算出部１０２ｃは、経過時間ｔごとの過渡状態でのヒーターＨＴ２のヒータパワーＰｈを求める。パラメータ算出部１０２ｃは、求めたヒータパワーＰｈ０をヒーターＨＴ２の面積Ａで除算することによって、経過時間ｔごとの未点火状態の単位面積当たりのヒーターＨＴ２からの発熱量ｑｈ０を求める。また、パラメータ算出部１０２ｃは、求めたヒータパワーＰｈをヒーターＨＴ２の面積Ａで除算することによって、経過時間ｔごとの過渡状態の単位面積当たりのヒーターＨＴ２からの発熱量ｑｈを求める。
【０１０４】
そして、パラメータ算出部１０２ｃは、上記の式（１）−（１１）を算出モデルとして用いて、経過時間ｔごとの発熱量ｑｈおよび発熱量ｑｈ0のフィッティングを行い、誤差が最も小さくなる熱流束ｑｐおよび熱抵抗Ｒｔｈ・Ａを算出する。フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲは、新品のフォーカスリングＦＲの厚さの値を用いる。
【０１０５】
なお、パラメータ算出部１０２ｃは、未点火状態の供給電力と定常状態の供給電力の差からプラズマからウエハＷへの入熱量を算出してもよい。例えば、パラメータ算出部１０２ｃは、（１２）式を用いて、未点火状態のヒータパワーＰｈ０と定常状態のヒータパワーＰｈとの差をヒーターＨＴ２の面積Ａで除算することから熱流束ｑｐを算出してもよい。
【０１０６】
なお、プラズマ処理装置１０でのプラズマ処理の際に熱流束ｑｐおよび熱抵抗Ｒｔｈ・Ａが実験や他の手法などで事前に判明している場合、熱流束ｑｐおよび熱抵抗Ｒｔｈ・Ａは、算出しなくてもよい。
【０１０７】
次に、パラメータ算出部１０２ｃは、ウエハＷが交換され、交換されたウエハＷを載置台１６に載置してプラズマ処理を行う際に計測部１０２ｂにより計測された未点火状態と過渡状態の供給電力を用いて、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲを算出する。
【０１０８】
まず、パラメータ算出部１０２ｃは、未点火状態で温度を所定の温度に維持するためのヒーターＨＴ２での発熱量を算出する。例えば、パラメータ算出部１０２ｃは、未点火状態でのヒーターＨＴ２への供給電力から、未点火状態のヒータパワーＰｈ０を算出する。
【０１０９】
そして、パラメータ算出部１０２ｃは、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲを算出する。例えば、パラメータ算出部１０２ｃは、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲをパラメータとし、過渡状態の供給電力を算出する算出モデルに対して、未点火状態と過渡状態の供給電力を用いてフィッティングを行って、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲを算出する。
【０１１０】
例えば、パラメータ算出部１０２ｃは、経過時間ｔごとの未点火状態でのヒーターＨＴ２のヒータパワーＰｈ０を求める。また、パラメータ算出部１０２ｃは、経過時間ｔごとの過渡状態でのヒーターＨＴ２のヒータパワーＰｈを求める。パラメータ算出部１０２ｃは、求めたヒータパワーＰｈ０をヒーターＨＴ２の面積Ａで除算することによって、経過時間ｔごとの未点火状態の単位面積当たりのヒーターＨＴ２からの発熱量ｑｈ０を求める。また、パラメータ算出部１０２ｃは、求めたヒータパワーＰｈをヒーターＨＴ２の面積Ａで除算することによって、経過時間ｔごとの過渡状態の単位面積当たりのヒーターＨＴ２からの発熱量ｑｈを求める。
【０１１１】
そして、パラメータ算出部１０２ｃは、上記の式（１）−（１１）を算出モデルとして用いて、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲのフィッティングを行い、誤差が最も小さくなるフォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲを算出する。熱流束ｑｐ、および、熱抵抗Ｒｔｈ・Ａは、例えば、新品のフォーカスリングＦＲを用いて求めた値を用いる。なお、熱流束ｑｐおよび熱抵抗Ｒｔｈ・Ａが実験や他の手法などで事前に判明している場合は、判明している熱流束ｑｐおよび熱抵抗Ｒｔｈ・Ａの値を用いてもよい。
【０１１２】
これにより、本実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、消耗したフォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲを厚さを求めることができる。
【０１１３】
ここで、プラズマ処理を続けると、フォーカスリングＦＲは、消耗する。このため、プラズマ処理装置は、適時、フォーカスリングＦＲの厚みを把握することは重要である。しかし、フォーカスリングＦＲは処理容器１２内に設置されているため、直接測ることができない。そこで、従来、プラズマ処理装置では、処理したウエハＷの枚数など過去の実績から交換時期を決めたり、外周のエッチング特性をモニターするウエハＷを定期的に処理してフォーカスリングを交換すべきか否かを判断している。
【０１１４】
しかし、プラズマ処理装置は、異なるプロセスレシピでの処理を行われることがある。このため、プラズマ処理装置は、過去の実績にある程度マージンを持たせた交換時期を用いねばならならず、プラズマ処理装置の生産性が低下する。また、モニターするウエハＷを定期的に処理することもプラズマ処理装置の生産性を低下させる。
【０１１５】
そこで、例えば、処理容器１２内にセンサを配置してセンサでフォーカスリングＦＲの厚さを計測することが考えられる。しかし、プラズマ処理装置１０は、処理容器１２内にセンサを配置すると、製造コストが上昇する。また、プラズマ処理装置１０は、処理容器１２内にセンサを配置すると、センサが特異点となり、特異点の周囲でプラズマ処理の均一性が低下する。このため、プラズマ処理装置では、処理容器１２内にセンサを配置することなくフォーカスリングＦＲの厚さを求めることが好ましい。
【０１１６】
本実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、処理容器１２内にセンサを配置することなくフォーカスリングＦＲの厚さを求めることができ、フォーカスリングＦＲの厚さからフォーカスリングＦＲの消耗度合を求めることができる。このように、本実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、フォーカスリングＦＲの厚さを求めることができため、次のように使用することもできる。例えば、プラズマ処理装置１０を複数配置し、ウエハＷのエッチングを行うシステムにおいて、フォーカスリングＦＲの消耗量が少ないプラズマ処理装置１０で処理するウエハＷを増やすように制御し、プラズマ処理装置１０のメンテナンスタイミングを合わせる。これにより、システム全体でのメンテナンでの停止時間を短くでき、生産性を向上させることができる。
【０１１７】
設定温度算出部１０２ｄは、算出された入熱量、熱抵抗、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲを用いて、フォーカスリングＦＲが目標温度となるヒーターＨＴ２の設定温度を算出する。例えば、設定温度算出部１０２ｄは、算出された熱流束ｑｐ、熱抵抗Ｒｔｈ・Ａ、および、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲを式（５）、（６）、（１２）に代入して、式（５）−（１１）に示したａ１、ａ２、ａ３、λ１、λ２、τ１、τ２を求める。設定温度算出部１０２ｄは、求めたａ１、ａ２、ａ３、λ１、λ２、τ１、τ２を用いて、式（１２）からフォーカスリングＦＲの温度ＴＦＲが目標温度となるヒーターＨＴ２の温度Ｔｈを算出する。例えば、設定温度算出部１０２ｄは、経過時間ｔを定常状態とみなせる程度の大きい所定の値として、フォーカスリングＦＲの温度ＴＦＲが目標温度となるヒーターＨＴ２の温度Ｔｈを算出する。算出されるヒーターＨＴ２の温度Ｔｈは、フォーカスリングＦＲの温度が目標温度となるヒーターＨＴ２の温度である。なお、フォーカスリングＦＲの温度が目標温度となるヒーターＨＴ２の温度Ｔｈは、式（１３）から求めてもよい。
【０１１８】
なお、設定温度算出部１０２ｄは、式（１４）から現在のヒーターＨＴ２の温度ＴｈでのフォーカスリングＦＲの温度ＴＦＲを算出してもよい。例えば、設定温度算出部１０２ｄは、現在のヒーターＨＴ２の温度Ｔｈで、経過時間ｔを定常状態とみなせる程度の大きい所定の値とした場合のフォーカスリングＦＲの温度ＴＦＲを算出する。次に、設定温度算出部１０２ｄは、算出した温度ＴＦＲと目標温度との差分ΔＴＷを算出する。そして、設定温度算出部１０２ｄは、現在のヒーターＨＴ２の温度Ｔｈから差分ΔＴＷの減算を行った温度を、フォーカスリングＦＲの温度が目標温度となるヒーターＨＴ２の温度と算出してもよい。
【０１１９】
設定温度算出部１０２ｄは、ヒーター制御部１０２ａのヒーターＨＴ２の設定温度を、フォーカスリングＦＲの温度が目標温度となるヒーターＨＴ２の温度に修正する。
【０１２０】
これにより、本実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、プラズマ処理中のフォーカスリングＦＲの温度を目標温度に精度よく制御できる。
【０１２１】
アラート部１０２ｅは、パラメータ算出部１０２ｃにより所定のサイクルで算出されるフォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲの変化に基づき、アラートを行う。例えば、アラート部１０２ｅは、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲが交換時期を示す所定の規定値以下となった場合、アラートを行う。アラートは、工程管理者やプラズマ処理装置１０の管理者などに交換時期を報知できれば、何れの方式でもよい。例えば、アラート部１０２ｅは、ユーザインターフェース１０３に交換時期を報知するメッセージを表示する。
【０１２２】
これにより、本実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、フォーカスリングＦＲが消耗して交換時期となったことを報知できる。
【０１２３】
［処理の流れ］
次に、プラズマ処理装置１０がフォーカスリングＦＲの厚さを算出する算出処理を含み、算出されたフォーカスリングＦＲの厚さからフォーカスリングＦＲの交換時期を判定する判定処理の流れについて説明する。図８は、第１実施形態に係る判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。この判定処理は、所定のタイミング、例えば、プラズマ処理装置１０がプラズマ処理を開始するタイミングでそれぞれ実行される。
【０１２４】
ヒーター制御部１０２ａは、各ヒーターＨＴが設定温度となるよう各ヒーターＨＴへの供給電力を制御する（ステップＳ１０）。
【０１２５】
計測部１０２ｂは、ヒーター制御部１０２ａが各ヒーターＨＴの温度が一定の設定温度となるよう各ヒーターＨＴへの供給電力を制御している状態で、未点火状態と過渡状態でのヒーターＨＴ２への供給電力を計測する（ステップＳ１１）。
【０１２６】
パラメータ算出部１０２ｃは、フォーカスリングＦＲの厚さが既知であるか判定する（ステップＳ１２）。例えば、フォーカスリングＦＲが交換された後の最初のプラズマ処理である場合、フォーカスリングＦＲが新品であれば、設計寸法が分かっており、フォーカスリングの厚さが既知であると判定する。また、中古のフォーカスリングＦＲに交換する場合、交換前に予めマイクロメーターなどでフォーカスリングＦＲの厚さを計測していれば、フォーカスリングＦＲの厚さは既知であると判断する。なお、フォーカスリングＦＲの厚さが既知であるか否かをユーザインターフェース１０３から入力させ、パラメータ算出部１０２ｃは、入力結果を用いてフォーカスリングＦＲの厚さが既知であるか否か判定してもよい。例えば、プラズマ処理装置１０は、ユーザインターフェース１０３からフォーカスリングＦＲの厚さを入力可能とする。パラメータ算出部１０２ｃは、ユーザインターフェース１０３からフォーカスリングＦＲの厚さが入力された場合、フォーカスリングＦＲの厚さが既知であるか否か判定してもよい。なお、新品のフォーカスリングＦＲなど、厚さが既知のフォーカスリングＦＲの厚さの値を記憶部１０４に記憶させておき、ユーザインターフェース１０３からフォーカスリングＦＲの厚さを選択的に入力可能としてもよい。
【０１２７】
フォーカスリングＦＲの厚さが既知である場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、パラメータ算出部１０２ｃは、計測部１０２ｂにより計測された未点火状態と過渡状態の供給電力を用いて、熱抵抗および入熱量を算出する（ステップＳ１３）。例えば、パラメータ算出部１０２ｃは、上記の式（１）−（１１）を算出モデルとして用いて、経過時間ｔごとの発熱量ｑｈおよび発熱量ｑｈ0のフィッティングを行い、誤差が最も小さくなる熱流束ｑｐおよび熱抵抗Ｒｔｈ・Ａを算出する。フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲは、既知であるフォーカスリングＦＲの厚さの値を用いる。
【０１２８】
パラメータ算出部１０２ｃは、算出された熱流束ｑｐおよび熱抵抗Ｒｔｈ・Ａを記憶部１０４に記憶し（ステップＳ１４）、処理を終了する。
【０１２９】
フォーカスリングＦＲの厚さが既知ではない場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、パラメータ算出部１０２ｃは、計測部１０２ｂにより計測された未点火状態と過渡状態の供給電力を用いて、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲを算出する（ステップＳ１５）。例えば、パラメータ算出部１０２ｃは、上記の式（１）−（１１）を算出モデルとして用いて、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲのフィッティングを行い、誤差が最も小さくなるフォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲを算出する。熱流束ｑｐ、および、熱抵抗Ｒｔｈ・Ａは、例えば、ステップＳ１４で記憶部１０４に記憶した値を用いる。
【０１３０】
アラート部１０２ｅは、パラメータ算出部１０２ｃにより算出されたフォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲが所定の規定値以下であるかを判定する（ステップＳ１６）。フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲが所定の規定値以下ではない場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）、処理を終了する。
【０１３１】
一方、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲが所定の規定値以下である場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、アラート部１０２ｅは、アラートを行い（ステップＳ１７）、処理を終了する。
【０１３２】
このように、本実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、載置台１６と、ヒーター制御部１０２ａと、計測部１０２ｂと、パラメータ算出部１０２ｃとを有する。載置台１６は、プラズマ処理により消耗するフォーカスリングＦＲが載置される載置面の温度を調整可能なヒーターＨＴ２が設けられている。ヒーター制御部１０２ａは、ヒーターＨＴ２が設定された設定温度となるようヒーターＨＴ２への供給電力を制御する。計測部１０２ｂは、ヒーター制御部１０２ａにより、ヒーターＨＴ２の温度が一定となるようヒーターＨＴ２への供給電力を制御して、プラズマを点火して無い未点火状態と、プラズマを点火してからヒーターＨＴ２への供給電力が低下する過渡状態での供給電力を計測する。パラメータ算出部１０２ｃは、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲをパラメータとして含み、過渡状態の供給電力を算出する算出モデルに対して、計測部１０２ｂにより計測された未点火状態と過渡状態の供給電力を用いてフィッティングを行って、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲを算出する。これにより、プラズマ処理装置１０は、フォーカスリングＦＲの厚さを求めることができ、フォーカスリングＦＲの厚さからフォーカスリングＦＲの消耗度合を求めることができる。
【０１３３】
また、計測部１０２ｂは、所定のサイクルで、未点火状態と、過渡状態での供給電力を計測する。パラメータ算出部１０２ｃは、所定のサイクルごとに、計測された未点火状態と過渡状態の供給電力を用いて、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲをそれぞれ算出する。アラート部１０２ｅは、パラメータ算出部１０２ｃにより算出されるフォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲの変化に基づき、アラートを行う。これにより、プラズマ処理装置１０は、フォーカスリングＦＲが消耗して交換時期となったことを報知できる。
【０１３４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るプラズマ処理装置１０の概略的な構成を説明する。図９は、第２実施形態に係るプラズマ処理装置の概略的な構成の一例を示す断面図である。第２実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、図１に示す第１実施形態に係るプラズマ処理装置１０と一部同様の構成であるため、同一部分に同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分について主に説明する。
【０１３５】
第２実施形態に係る載置台１６は、ウエハＷを支持する第１の載置台６０と、フォーカスリングＦＲを支持する第２の載置台７０とに分かれている。
【０１３６】
第１の載置台６０は、上下方向に底面を向けた略円柱状を呈しており、上側の底面がウエハＷの載置される載置面６０ｄとされている。第１の載置台６０の載置面６０ｄは、ウエハＷと同程度のサイズとされている。第１の載置台６０は、静電チャック６１と、基台６２とを有する。
【０１３７】
基台６２は、導電性の金属、例えば表面に陽極酸化被膜が形成されたアルミニウム等で構成されている。基台６２は、下部電極として機能する。基台６２は、絶縁体の支持部１４に支持されている。
【０１３８】
静電チャック６１は、上面が平坦な円盤状とされ、当該上面がウエハＷの載置される載置面６０ｄとされている。静電チャック６１は、平面視において第１の載置台６０の中央に設けられている。静電チャック６１は、電極Ｅ１が設けられている。また、静電チャック６１は、ヒーターＨＴ１が設けられている。
【０１３９】
第１の載置台６０は、外周面に沿って周囲に第２の載置台７０が設けられている。第２の載置台７０は、内径が第１の載置台６０の外径よりも所定サイズ大きい円筒状に形成され、第１の載置台６０と軸を同じとして配置されている。第２の載置台７０は、上側の面がフォーカスリングＦＲの載置される載置面７０ｄとされている。
【０１４０】
第２の載置台７０は、基台７１と、フォーカスリングヒータ７２とを有する。基台７１は、基台６２と同様の導電性の金属、例えば表面に陽極酸化被膜が形成されたアルミニウム等で構成されている。基台６２は、下部が、上部よりも径方向に大きく、第２の載置台７０の下部の位置まで平板状に形成されている。基台７１は、基台６２に支持されている。フォーカスリングヒータ７２は、基台７１に支持されている。フォーカスリングヒータ７２は、上面が平坦な環状の形状とされ、当該上面がフォーカスリングＦＲの載置される載置面７０ｄとされている。フォーカスリングヒータ７２は、ヒーターＨＴ２が設けられている。
【０１４１】
基台６２の内部には、冷媒流路２４ａが形成されている。冷媒流路２４ａには、チラーユニットから配管２６ａを介して冷媒が供給される。冷媒流路２４ａに供給された冷媒は、配管２６ｂを介してチラーユニットに戻る。また、基台７１の内部には、冷媒流路２４ｂが形成されている。冷媒流路２４ｂには、チラーユニットから配管２７ａを介して冷媒が供給される。冷媒流路２４ｂに供給された冷媒は、配管２７ｂを介してチラーユニットに戻る。冷媒流路２４ａは、ウエハＷの下方に位置してウエハＷの熱を吸熱するように機能する。冷媒流路２４ｂは、フォーカスリングＦＲの下方に位置してフォーカスリングＦＲの熱を吸熱するように機能する。
【０１４２】
一方、第１の載置台６０の上方には、第１の載置台６０に平行に対面するように、上部電極３０が設けられている。上部電極３０は、複数の電磁石８０が上面に配置されている。本実施形態では、３つの電磁石８０ａ〜８０ｃが上面に配置されている。電磁石８０ａは、円盤状とされ、第１の載置台６０の中央部の上部に配置されている。電磁石８０ｂは、円環状とされ、電磁石８０ａを囲むように、第１の載置台６０の周辺部の上部に配置されている。電磁石８０ｃは、電磁石８０ｂよりも大きい円環状とされ、電磁石８０ｂを囲むように、第２の載置台７０の上部に配置されている。
【０１４３】
電磁石８０ａ〜８０ｃは、それぞれ不図示の電源に個別に接続され、電源から供給される電力により磁場を発生する。電源が電磁石８０ａ〜８０ｃに供給する電力は、制御部１００によって制御可能とされている。制御部１００は、電源を制御して電磁石８０ａ〜８０ｃに供給される電力を制御することにより、電磁石８０ａ〜８０ｃから発生する磁場の制御が可能とされている。
【０１４４】
［制御部の構成］
次に、制御部１００について詳細に説明する。図１０は、第２実施形態に係るプラズマ処理装置を制御する制御部の概略的な構成の一例を示すブロック図である。第２実施形態に係る制御部１００は、図３に示す第１実施形態に係る制御部１００と一部同様の構成であるため、同一部分に同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分について主に説明する。
【０１４５】
記憶部１０４には、補正情報１０４ａが格納されている。なお、補正情報１０４ａは、は、コンピュータで読み取り可能なコンピュータ記録媒体（例えば、ハードディスク、ＤＶＤなどの光ディスク、フレキシブルディスク、半導体メモリ等）に記憶されていてもよい。また、補正情報１０４ａは、他の装置に記憶され、例えば専用回線を介してオンラインで読み出して利用されてもよい。
【０１４６】
補正情報１０４ａは、プラズマ処理の条件の補正に用いる各種の情報が記憶されたデータである。補正情報１０４ａの詳細は、後述する。
【０１４７】
プロセスコントローラ１０２は、プラズマ制御部１０２ｆの機能をさらに有する。
【０１４８】
ところで、プラズマ処理装置１０では、エッチングの際、処理容器１２内にプラズマを生成するが、フォーカスリングＦＲの消耗によって、プラズマシースの高さが変化し、エッチング特性が変化する。
【０１４９】
図１１は、プラズマシースの状態の一例を模式的に示した図である。図１１には、載置台に置かれたウエハＷとフォーカスリングＦＲとが示されている。なお、図１１では、第１の載置台６０と第２の載置台７０をまとめて載置台として示している。Ｄｗａｆｅｒは、ウエハＷの厚さである。ｄｗａｆｅｒは、ウエハＷの上面からウエハＷ上のプラズマシース（Sheath）の界面までの高さである。厚さＤａは、ウエハＷが載置される載置台の載置面とフォーカスリングＦＲが載置される載置台の載置面との高さの差である。例えば、厚さＤａは、第２実施形態では、第１の載置台６０の載置面６０ｄと第２の載置台７０の載置面７０ｄとの高さの差である。厚さＤａは、第１の載置台６０と第２の載置台７０の構成に応じて、固定値として定まる。厚さｚＦＲは、フォーカスリングＦＲの厚さである。厚さｄＦＲは、フォーカスリングＦＲの上面からフォーカスリングＦＲ上のプラズマシース（Sheath）の界面までの高さである。
【０１５０】
ウエハＷ上のプラズマシースの界面とフォーカスリングＦＲ上のプラズマシースの界面との差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲは、以下の式（１５）のように表せる。
【０１５１】
ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲ＝（Ｄａ＋Ｄｗａｆｅｒ＋ｄｗａｆｅｒ）−（ｚＦＲ＋ｄＦＲ）  （１５）
【０１５２】
例えば、フォーカスリングＦＲの消耗によって、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲが薄くなった場合、差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲが変化する。このため、プラズマ処理装置１０では、エッチング特性が変化する。
【０１５３】
ところで、プラズマ処理装置１０では、電磁石８０ａ〜８０ｃからの磁力によってプラズマの状態が変化する。図１２Ａは、磁場強度とプラズマの電子密度の関係の一例を示すグラフである。図１２Ａに示すように、プラズマにかかる磁力の磁場強度と、プラズマの電子密度には、比例関係がある。
【０１５４】
プラズマの電子密度とプラズマシースの厚さには、以下の式（１６）の関係がある。
【０１５５】
【数４】
2020096156.tif 000006
【０１５６】
ここで、Ｎｅは、プラズマの電子密度である。Ｔｅは、プラズマの電子温度［ｅｖ］である。Ｖｄｃは、プラズマとの電位差である。Ｖｄｃは、ウエハＷ上部のプラズマの場合、プラズマとウエハＷとの電位差であり、フォーカスリングＦＲ上部のプラズマの場合、プラズマとフォーカスリングＦＲとの電位差である。
【０１５７】
式（１６）に示すように、プラズマシースの厚さは、電子密度Ｎｅに反比例する。よって、プラズマにかかる磁力の磁場強度と、プラズマの電子密度には、反比例の関係がある。図１２Ｂは、磁場強度とプラズマシースの厚さの関係の一例を示すグラフである。図１２Ｂに示すように、プラズマシースの厚さは、プラズマにかかる磁力の磁場強度に反比例する。
【０１５８】
そこで、第２実施形態に係るプラズマ処理装置１０では、フォーカスリングＦＲの消耗によるエッチング特性の変化を抑制するように、電磁石８０ａ〜８０ｃから発生させる磁力の磁場強度を制御する。
【０１５９】
図１０に戻る。第２実施形態に係る補正情報１０４ａは、フォーカスリングＦＲの厚さごとに、電磁石８０ａ〜８０ｃへ供給する電力の補正値を記憶する。例えば、ウエハＷ上のプラズマシースの界面とフォーカスリングＦＲ上のプラズマシースの界面との差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲが所定範囲内となるような磁場強度が得られる電磁石８０ａ〜８０ｃの電力量を実験的に計測する。例えば、電磁石８０に電源から交流電力を供給する場合、交流の電圧、周波数、電力パワーの何れか変化させ、変化させた交流の電圧、周波数、電力パワーの何れかを電力量として計測する。また、電磁石８０に電源から直流電力を供給する場合、直流の電圧、電流量の何れか変化させ、変化させた直流の電圧、電流量の何れかを電力量として計測する。所定範囲は、例えば、ウエハＷにエッチングした際のホールの角度θが、許容される精度内となるΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲの範囲である。補正情報１０４ａには、計測結果に基づき、フォーカスリングＦＲの厚さごとに、差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲが所定範囲内となる電磁石８０ａ〜８０ｃの供給電力の補正値を記憶させる。補正値は、差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲが所定範囲内となる電力量の値そのものとであってもよく、プラズマ処理の際に電磁石８０ａ〜８０ｃへ供給する標準の電力量に対する差分値であってもよい。本実施形態では、補正値は、電磁石８０ａ〜８０ｃへ供給する電力量の値そのものとする。
【０１６０】
ここで、第２実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、電磁石８０ｃの供給電力を補正することで、フォーカスリングＦＲの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さを補正するものとする。補正情報１０４ａには、フォーカスリングＦＲの厚さごとに、電磁石８０ｃの供給電力の補正値を記憶させる。なお、プラズマ処理装置１０は、電磁石８０ａ、８０ｂの供給電力を補正して、ウエハＷの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さを補正してもよい。この場合、補正情報１０４ａには、フォーカスリングＦＲの厚さごとに、電磁石８０ａ、８０ｂの供給電力の補正値を記憶させる。また、プラズマ処理装置１０は、電磁石８０ａ〜８０ｃの供給電力を補正して、フォーカスリングＦＲの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さとウエハＷの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さをそれぞれ補正してもよい。この場合、補正情報１０４ａには、フォーカスリングＦＲの厚さごとに、電磁石８０ａ〜８０ｃの供給電力の補正値を記憶させる。
【０１６１】
プラズマ制御部１０２ｆは、ウエハＷ上のプラズマシースの界面とフォーカスリングＦＲ上のプラズマシースの界面との差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲが所定範囲内となるようにプラズマ処理を制御する。
【０１６２】
プラズマ制御部１０２ｆは、パラメータ算出部１０２ｃにより算出されたフォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲに基づき、電磁石８０ａ〜８０ｃの磁力を制御する。例えば、プラズマ制御部１０２ｆは、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲに対応する電磁石８０ａ〜８０ｃの供給電力の補正値を補正情報１０４ａから読み出す。そして、プラズマ制御部１０２ｆは、プラズマ処理の際に、読み出した補正値の電力が電磁石８０ａ〜８０ｃへ供給されるように、電磁石８０ａ〜８０ｃに接続された電源を制御する。本実施形態では、プラズマ制御部１０２ｆは、電磁石８０ｃへ補正値の電力が供給されるように、電磁石８０ｃに接続された電源を制御する。
【０１６３】
これにより、プラズマ処理装置１０では、ウエハＷ上のプラズマシースの界面とフォーカスリングＦＲ上のプラズマシースの界面との差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲが所定範囲内となる。この結果、プラズマ処理装置１０では、フォーカスリングＦＲの消耗によるエッチング特性の変化を抑制できる。
【０１６４】
次に、第２実施形態に係るプラズマ処理装置１０を用いたプラズマ制御処理について説明する。図１３は、第２実施形態に係る判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。第２実施形態に係る判定処理は、図８に示す第１実施形態に係る判定処理と一部同様の処理であるため、同一部分に同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分について主に説明する。
【０１６５】
プラズマ制御部１０２ｆは、パラメータ算出部１０２ｃにより算出されたフォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲに基づき、プラズマ処理を制御する（ステップＳ１８）。例えば、プラズマ制御部１０２ｆは、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲに基づき、ウエハＷ上のプラズマシースの界面とフォーカスリングＦＲ上のプラズマシースの界面との差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲが所定範囲内となるように電磁石８０ａ〜８０ｃの磁力を制御する。
【０１６６】
以上のように、第２実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、プラズマ制御部１０２ｆをさらに有する。プラズマ制御部１０２ｆは、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲに基づき、ウエハＷの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さとフォーカスリングＦＲの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さとの差が所定範囲内となるようにプラズマ処理を制御する。これにより、プラズマ処理装置１０は、ウエハＷごとのエッチング特性にばらつきを抑制できる。
【０１６７】
また、第２実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、ウエハＷ及びフォーカスリングＦＲの少なくとも一方に並列に配置された少なくとも１つの電磁石８０をさらに有する。プラズマ制御部１０２ｆは、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲに基づき、電磁石８０へ供給される電力を制御することで、ウエハＷの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さとフォーカスリングＦＲの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さとの差が所定範囲内となるように電磁石８０の磁力を制御する。これにより、プラズマ処理装置１０は、ウエハＷごとのエッチング特性にばらつきを抑制できる。
【０１６８】
なお、図１３に示した第２実施形態に係る判定処理では、ステップＳ１８をステップＳ１５の後に実行する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ステップＳ１８は、ステップＳ１５で用いられたウエハＷにおけるプラズマ処理にて連続的に実行してもよい。また、ステップＳ１８は、ステップＳ１５で用いられたウエハＷにおけるプラズマ処理を終了して、次のウエハＷ以降のプラズマ処理の時に実行してもよい。
【０１６９】
ステップＳ１８をステップＳ１５で用いられたウエハＷにおけるプラズマ処理にて連続的に実行する場合、図７の期間Ｔ３において、プラズマ制御部１０２ｆは、電磁石８０ａ〜８０ｃの磁力を制御することとなる。
【０１７０】
ステップＳ１８をステップＳ１５で用いられたウエハＷにおけるプラズマ処理を終了して、次のウエハＷ以降のプラズマ処理の時に実行する場合、プラズマ制御部１０２ｆは、プラズマ着火時から、電磁石８０ａ〜８０ｃの磁力を制御することとなる。電磁石８０ａ〜８０ｃの磁力を当初の設定値から変化させた場合、図１２Ａで示す通りプラズマの電子密度が増減するので、プラズマからフォーカスリングＦＲへの入熱量も増減することとなる。この場合、ステップ１５で算出されたフォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲを既知のフォーカスリングＦＲの厚さとして、再びステップＳ１３、ステップＳ１４を実行することによって、制御された電磁石８０ａ〜８０ｃの磁力における熱抵抗Ｒｔｈ・Ａおよびプラズマからの熱流束ｑｐを算出し、新たな熱抵抗Ｒｔｈ・Ａおよびプラズマからの熱流束ｑｐとして記憶部１０４に記憶することが望ましい。
【０１７１】
また、図１３に示した第２実施形態に係る判定処理では、ステップＳ１８をステップＳ１５とステップＳ１６の間で実行する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ステップＳ１８は、ステップ１６：Ｎｏ、すなわちフォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲが所定の規定値以下ではないと判定された後で実行してもよい。これにより、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲが所定の規定値以下であると判断されるにも関わらず、ウエハＷがプラズマ処理されることによって、再現性の悪化を最小限に抑えることができる。
【０１７２】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。図１４は、第３実施形態に係るプラズマ処理装置の概略的な構成の一例を示す断面図である。第３実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、図９に示す第２実施形態に係るプラズマ処理装置１０と一部同様の構成であるため、同一部分に同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分について主に説明する。
【０１７３】
第３実施形態に係る第２の載置台７０は、フォーカスリングＦＲを載置する載置面７０ｄに電極がさらに設けられている。例えば、第２の載置台７０では、フォーカスリングヒータ７２の内部に、周方向に沿って、全周に電極７３がさらに設けられている。電極７３は、配線を介して電源７４が電気的に接続されている。第３実施形態に係る電源７４は、直流電源であり、電極７３に直流電圧を印加する。
【０１７４】
ところで、プラズマは、周辺の電気的な特性の変化によって状態が変化する。例えば、フォーカスリングＦＲの上部のプラズマは、電極７３に印加される直流電圧の大きさによって状態が変化し、プラズマシースの厚さが変化する。
【０１７５】
そこで、第３実施形態に係るプラズマ処理装置１０では、フォーカスリングＦＲの消耗によるエッチング特性の変化を抑制するように、電極７３に印加する直流電圧を制御する。
【０１７６】
第３実施形態に係る補正情報１０４ａは、フォーカスリングＦＲの厚さごとに、電極７３に印加する直流電圧の補正値を記憶する。例えば、ウエハＷ上のプラズマシースの界面とフォーカスリングＦＲ上のプラズマシースの界面との差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲが所定範囲内となる、電極７３に印加する直流電圧を実験的に計測する。補正情報１０４ａには、計測結果に基づき、フォーカスリングＦＲの厚さごとに、差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲが所定範囲内となる、電極７３に印加する直流電圧の補正値を記憶させる。補正値は、差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲが所定範囲内となる直流電圧の値そのものとであってもよく、プラズマ処理の際に電極７３に印加する標準的な直流電圧に対する差分値であってもよい。本実施形態では、補正値は、電極７３に印加する直流電圧の値そのものとする。
【０１７７】
プラズマ制御部１０２ｆは、パラメータ算出部１０２ｃにより算出されたフォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲに基づき、電極７３に印加する直流電圧を制御する。例えば、プラズマ制御部１０２ｆは、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲに対応する電極７３に印加する直流電圧の補正値を補正情報１０４ａから読み出す。そして、プラズマ制御部１０２ｆは、プラズマ処理の際に、読み出した補正値の直流電圧が電極７３へ供給されるように、電源７４を制御する。
【０１７８】
これにより、プラズマ処理装置１０では、ウエハＷ上のプラズマシースの界面とフォーカスリングＦＲ上のプラズマシースの界面との差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲが所定範囲内なる。この結果、プラズマ処理装置１０では、フォーカスリングＦＲの消耗によるエッチング特性の変化を抑制できる。
【０１７９】
以上のように、第３実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、フォーカスリングＦＲを載置する載置面７０ｄに設けられ、直流電圧が印加される電極７３をさらに有する。プラズマ制御部１０２ｆは、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲに基づき、ウエハＷの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さとフォーカスリングＦＲの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さとの差が所定範囲内となるように電極７３に印加する直流電圧を制御する。これにより、プラズマ処理装置１０は、ウエハＷごとのエッチング特性にばらつきを抑制できる。
【０１８０】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。図１５は、第４実施形態に係るプラズマ処理装置の概略的な構成の一例を示す断面図である。第４実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、図９に示す第２実施形態に係るプラズマ処理装置１０と一部同様の構成であるため、同一部分に同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分について主に説明する。
【０１８１】
第４実施形態に係る上部電極３０の電極板３４及び電極支持体３６は、絶縁性部材により複数の部分に分割されている。例えば、電極支持体３６および電極板３４は、環状の絶縁部３７により、中央部３０ａと周辺部３０ｂに分割されている。中央部３０ａは、円盤状とされ、第１の載置台６０の中央部の上部に配置されている。周辺部３０ｂは、円環状とされ、中央部３０ａを囲むように、第１の載置台６０の周辺部の上部に配置されている。
【０１８２】
第４実施形態に係る上部電極３０は、分割された各部分に個別に直流電流の印加が可能とされ、各部分がそれぞれ上部電極として機能する。例えば、周辺部３０ｂには、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）９０ａ、オン・オフスイッチ９１ａを介して可変直流電源９３ａが電気的に接続されている。中央部３０ａには、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）９０ｂ、オン・オフスイッチ９１ｂを介して可変直流電源９３ｂが電気的に接続されている。可変直流電源９３ａ、７２ｂが中央部３０ａ、周辺部３０ｂにそれぞれ印加する電力は、制御部１００によって制御可能とされている。中央部３０ａ、周辺部３０ｂは、電極として機能する。
【０１８３】
ところで、プラズマは、周辺の電気的な特性の変化によって状態が変化する。例えば、プラズマ処理装置１０では、中央部３０ａ、周辺部３０ｂに印加される電圧によってプラズマの状態が変化する。
【０１８４】
そこで、第４実施形態に係るプラズマ処理装置１０では、フォーカスリングＦＲの消耗によるエッチング特性の変化を抑制するように、中央部３０ａ、周辺部３０ｂに印加される電圧を制御する。
【０１８５】
第４実施形態に係る補正情報１０４ａは、フォーカスリングＦＲの厚さごとに、中央部３０ａ、周辺部３０ｂに印加する直流電圧の補正値を記憶する。例えば、ウエハＷ上のプラズマシースの界面とフォーカスリングＦＲ上のプラズマシースの界面との差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲが所定範囲内となる、中央部３０ａ、周辺部３０ｂそれぞれに印加する直流電圧を実験的に計測する。補正情報１０４ａには、計測結果に基づき、フォーカスリングＦＲの厚さごとに、差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲが所定範囲内となる、中央部３０ａ、周辺部３０ｂそれぞれに印加する直流電圧の補正値を記憶させる。補正値は、中央部３０ａ、周辺部３０ｂに印加する直流電圧の値そのものとであってもよく、プラズマ処理の際に中央部３０ａ、周辺部３０ｂにそれぞれ印加する標準的な直流電圧に対する差分値であってもよい。本実施形態では、補正値は、中央部３０ａ、周辺部３０ｂそれぞれに印加する直流電圧の値そのものとする。
【０１８６】
ここで、第４実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、周辺部３０ｂに印加する直流電圧を補正することで、フォーカスリングＦＲの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さを補正するものとする。補正情報１０４ａには、フォーカスリングＦＲの厚さごとに、周辺部３０ｂに印加する直流電圧の補正値を記憶させる。なお、プラズマ処理装置１０は、上部電極３０をさらに環状に分割して各部分に印加する直流電圧を補正して、ウエハＷの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さを補正してもよい。
【０１８７】
プラズマ制御部１０２ｆは、パラメータ算出部１０２ｃにより算出されたフォーカスリングＦＲのｚＦＲに基づき、周辺部３０ｂに印加する直流電圧を制御する。例えば、プラズマ制御部１０２ｆは、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲに対応する周辺部３０ｂに印加する直流電圧の補正値を補正情報１０４ａから読み出す。そして、プラズマ制御部１０２ｆは、プラズマ処理の際に、読み出した補正値の直流電圧が周辺部３０ｂに供給されるように、可変直流電源９３ａを制御する。
【０１８８】
これにより、プラズマ処理装置１０では、ウエハＷ上のプラズマシースの界面とフォーカスリングＦＲ上のプラズマシースの界面との差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲが所定範囲内となる。この結果、プラズマ処理装置１０では、フォーカスリングＦＲの消耗によるエッチング特性の変化を抑制できる。
【０１８９】
以上のように、第４実施形態に係る上部電極３０は、ウエハＷ及びフォーカスリングＦＲに対向して配置され、ウエハＷ及びフォーカスリングＦＲの少なくとも一方に並列に、それぞれ電極として機能する中央部３０ａ、周辺部３０ｂが設けられ、処理ガスを噴出する。プラズマ制御部１０２ｆは、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲに基づき、ウエハＷの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さとフォーカスリングＦＲの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さとの差が所定範囲内となるように中央部３０ａ、周辺部３０ｂへ供給される電力を制御する。これにより、プラズマ処理装置１０は、ウエハＷごとのエッチング特性にばらつきを抑制できる。
【０１９０】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態について説明する。図１６は、第５実施形態に係るプラズマ処理装置の概略的な構成の一例を示す断面図である。第５実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、図９に示す第２実施形態に係るプラズマ処理装置１０と一部同様の構成であるため、同一部分に同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分について主に説明する。第５実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、上部電極３０の上面に電磁石８０が設けられておらず、第２の載置台７０が昇降可能されている。
【０１９１】
［第１の載置台及び第２の載置台の構成］
次に、図１７を参照して、第５実施形態に係る第１の載置台６０及び第２の載置台７０の要部構成について説明する。図１７は、第５実施形態に係る第１の載置台及び第２の載置台の要部構成を示す概略断面図である。
【０１９２】
第１の載置台６０は、基台６２と、静電チャック６１とを含んでいる。静電チャック６１は、絶縁層６４を介して基台６２に接着されている。静電チャック６１は、円板状を呈し、基台６２と同軸となるように設けられている。静電チャック６１は、絶縁体の内部に電極Ｅ１が設けられている。静電チャック６１の上面は、ウエハＷの載置される載置面６０ｄとされている。静電チャック６１の下端には、静電チャック６１の径方向外側へ突出したフランジ部６１ａが形成されている。すなわち、静電チャック６１は、側面の位置に応じて外径が異なる。
【０１９３】
静電チャック６１は、ヒータＨＴ１が設けられている。また、基台６２の内部には、冷媒流路２４ａが形成されている。冷媒流路２４ａ及びヒータＨＴ１は、ウエハＷの温度を調整する温調機構として機能する。なお、ヒータＨＴ１は、静電チャック６１の内部に存在しなくてもよい。例えば、ヒータＨＴ１は、静電チャック６１の裏面に貼り付けられてもよく、載置面６０ｄと冷媒流路２４ａとの間に介在すればよい。
【０１９４】
第２の載置台７０は、基台７１と、フォーカスリングヒータ７２を含んでいる。基台７１は、基台６２に支持されている。フォーカスリングヒータ７２は、内部にヒーターＨＴ２が設けられている。また、基台７１の内部には、冷媒流路２４ｂが形成されている。冷媒流路２４ｂ及びヒーターＨＴ２は、フォーカスリングＦＲの温度を調整する温調機構として機能する。フォーカスリングヒータ７２は、絶縁層７６を介して基台７１に接着されている。フォーカスリングヒータ７２の上面は、フォーカスリングＦＲの載置される載置面７０ｄとされている。なお、フォーカスリングヒータ７２の上面には、熱伝導性の高いシート部材などを設けてもよい。
【０１９５】
フォーカスリングＦＲは、円環状の部材であって、第２の載置台７０と同軸となるように設けられている。フォーカスリングＦＲの内側側面には、径方向内側へ突出した凸部ＦＲａが形成されている。すなわち、フォーカスリングＦＲは、内側側面の位置に応じて内径が異なる。例えば、凸部ＦＲａが形成されていない箇所の内径は、ウエハＷの外径及び静電チャック６１のフランジ部６１ａの外径よりも大きい。一方、凸部ＦＲａが形成された箇所の内径は、静電チャック６１のフランジ部６１ａの外径よりも小さく、かつ、静電チャック６１のフランジ部６１ａが形成されていない箇所の外径よりも大きい。
【０１９６】
フォーカスリングＦＲは、凸部ＦＲａが静電チャック６１のフランジ部６１ａの上面と離間し、かつ、静電チャック６１の側面からも離間した状態となるように第２の載置台７０に配置される。すなわち、フォーカスリングＦＲの凸部ＦＲａの下面と静電チャック６１のフランジ部６１ａの上面との間には、隙間が形成されている。また、フォーカスリングＦＲの凸部ＦＲａの側面と静電チャック６１のフランジ部６１ａが形成されていない側面との間には、隙間が形成されている。そして、フォーカスリングＦＲの凸部ＦＲａは、第１の載置台６０の基台６２と第２の載置台７０の基台７１との間の隙間１１０の上方に位置する。すなわち、載置面６０ｄと直交する方向からみて、凸部ＦＲａは、隙間１１０と重なる位置に存在し該隙間１１０を覆っている。これにより、プラズマが、隙間１１０へ進入することを抑制できる。
【０１９７】
第１の載置台６０には、第２の載置台７０を昇降させる昇降機構１２０が設けられている。例えば、第１の載置台６０には、第２の載置台７０の下部となる位置に、昇降機構１２０が設けられている。昇降機構１２０は、アクチュエータを内蔵し、アクチュエータの駆動力によりロッド１２０ａを伸縮させて第２の載置台７０を昇降させる。昇降機構１２０は、モータの駆動力をギヤー等で変換してロッド１２０ａを伸縮させる駆動力を得るものであってもよく、油圧等によってロッド１２０ａを伸縮させる駆動力を得るものであってもよい。第１の載置台６０と第２の載置台７０の間には、真空を遮断するためのオーリング（O-Ring）１１２が設けられている。
【０１９８】
第２の載置台７０は、上昇させても影響が生じないように構成されている。例えば、冷媒流路２４ｂは、フレキシブルな配管、あるいは、第２の載置台７０が昇降しても冷媒を供給可能な機構が構成されている。ヒーターＨＴ２に電力を供給する配線は、フレキシブルな配線、あるいは、第２の載置台７０が昇降しても電気的に導通する機構が構成されている。
【０１９９】
また、第１の載置台６０は、第２の載置台７０と電気的に導通する導通部１３０が設けられている。導通部１３０は、昇降機構１２０により第２の載置台７０を昇降させても第１の載置台６０と第２の載置台７０とを電気的に導通するように構成されている。例えば、導通部１３０は、フレキシブルな配線、あるいは、第２の載置台７０が昇降しても導体が基台７１と接触して電気的に導通する機構が構成されている。導通部１３０は、第２の載置台７０と第１の載置台６０との電気的な特性が同等となるように設けられている。例えば、導通部１３０は、第１の載置台６０の周面に複数設けられている。第１の載置台６０に供給されるＲＦ電力は、導通部１３０を介して第２の載置台７０にも供給される。なお、導通部１３０は、第１の載置台６０の上面と第２の載置台７０の下面の間に設けてもよい。
【０２００】
昇降機構１２０は、フォーカスリングＦＲの周方向に複数の位置に設けられている。本実施形態に係るプラズマ処理装置１０では、昇降機構１２０が３つ設けられている。例えば、第２の載置台７０には、第２の載置台７０の円周方向に均等な間隔で昇降機構１２０を配置されている。例えば、昇降機構１２０は、第２の載置台７０の円周方向に対して、１２０度の角度毎に、同様の位置に設けられている。なお、昇降機構１２０は、第２の載置台７０に対して、４つ以上設けてもよい。
【０２０１】
ところで、プラズマ処理装置１０では、プラズマ処理を行っていると、フォーカスリングＦＲが消耗してフォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲが薄くなる。フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲが薄くなると、フォーカスリングＦＲ上のプラズマシースとウエハＷ上のプラズマシースとの高さ位置にズレが生じ、エッチング特性が変化する。
【０２０２】
そこで、第５実施形態に係るプラズマ処理装置１０では、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲに応じて、昇降機構１２０の制御を行う。
【０２０３】
プラズマ制御部１０２ｆは、パラメータ算出部１０２ｃにより算出されたフォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲに基づき、昇降機構１２０を制御する。例えば、プラズマ制御部１０２ｆは、新品のフォーカスリングＦＲの厚さから、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲを減算して消耗分の厚さを求める。プラズマ制御部１０２ｆは、消耗分の厚さだけ上昇するように昇降機構１２０を制御する。
【０２０４】
図１８は、第２の載置台を上昇させる流れの一例を説明する図である。図１８（Ａ）は、新品のフォーカスリングＦＲを第２の載置台７０に載置した状態を示している。第２の載置台７０は、新品のフォーカスリングＦＲを載置した際に、フォーカスリングＦＲの上面が所定の高さとなるように高さが調整されている。例えば、第２の載置台７０は、新品のフォーカスリングＦＲを載置した際に、エッチング処理によるウエハＷの均一性が得られるよう、高さが調整されている。ウエハＷに対するエッチング処理に伴い、フォーカスリングＦＲも消耗する。図１８（Ｂ）は、フォーカスリングＦＲが消耗した状態を示している。図１８（Ｂ）の例では、フォーカスリングＦＲの上面が０．２ｍｍ消耗している。プラズマ処理装置１０は、パラメータ算出部１０２ｃによりフォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲを算出し、フォーカスリングＦＲの消耗量を特定する。そして、プラズマ処理装置１０は、消耗量に応じて、昇降機構１２０を制御して第２の載置台７０を上昇させる。図１８（Ｃ）は、第２の載置台７０を上昇させた状態を示している。図１８（Ｃ）の例では、第２の載置台７０を０．２ｍｍ上昇させてフォーカスリングＦＲの上面を０．２ｍｍ上昇させている。
【０２０５】
これにより、プラズマ処理装置１０では、ウエハＷ上のプラズマシースの界面とフォーカスリングＦＲ上のプラズマシースの界面との差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲが所定範囲内なる。この結果、プラズマ処理装置１０では、フォーカスリングＦＲの消耗によるエッチング特性の変化を抑制できる。
【０２０６】
以上のように、第５実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、フォーカスリングＦＲを昇降させる昇降機構１２０を有する。プラズマ制御部１０２ｆは、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲに基づき、ウエハＷの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さとフォーカスリングＦＲの上部に形成されるプラズマシースの界面の高さとの差が所定範囲内となるように昇降機構１２０を制御する。これにより、プラズマ処理装置１０は、ウエハＷごとのエッチング特性にばらつきを抑制できる。
【０２０７】
以上、実施形態について説明してきたが、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は、多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【０２０８】
例えば、上述したプラズマ処理装置１０は、容量結合型のプラズマ処理装置１０であったが、任意のプラズマ処理装置１０に採用され得る。例えば、プラズマ処理装置１０は、誘導結合型のプラズマ処理装置１０、マイクロ波といった表面波によってガスを励起させるプラズマ処理装置１０のように、任意のタイプのプラズマ処理装置１０であってもよい。
【０２０９】
また、上記の実施形態では、プラズマ処理により消耗する消耗部品をフォーカスリングＦＲとした場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。消耗部品は、何れであってもよい。例えば、ウエハＷはプラズマ処理により消耗する。プラズマ処理装置１０は、消耗部品をウエハＷとし、ウエハＷの厚さを算出してもよい。上述した式（１）〜（１３）は、フォーカスリングＦＲの密度、熱容量、厚さなどのフォーカスリングＦＲに関する条件をウエハＷに関する条件に読み替えることにより、ウエハＷの厚さの算出に適用できる。載置台１６は、ウエハＷが載置される載置面の温度を調整可能なヒーターＨＴ１が設けられている。ヒーター制御部１０２ａは、ヒーターＨＴ１が設定された設定温度となるようヒーターＨＴ１への供給電力を制御する。計測部１０２ｂは、ヒーター制御部１０２ａにより、ヒーターＨＴ１の温度が一定となるようヒーターＨＴ１への供給電力を制御して、未点火状態と過渡状態での供給電力を計測する。パラメータ算出部１０２ｃは、上記の式（１）−（１１）を算出モデルとして用いて、計測結果のフィッティングを行うことにより、ウエハＷの厚さを算出する。これにより、プラズマ処理装置１０は、ウエハＷの厚さを求めることができる。
【０２１０】
また、上記の実施形態では、図２に示すように、静電チャック１８の載置領域１８ａを径方向に２つの分割領域７５に分割した場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、載置領域１８ａは周方向に分割されてもよい。例えば、フォーカスリングＦＲを載置する分割領域７５ｂは周方向に分割されてもよい。図１９は、他の実施形態に係る載置台を示す平面図である。図１９では、分割領域７５ｂは、周方向に８つの分割領域７５ｂ１〜７５ｂ８に分割されている。分割領域７５ｂ１〜７５ｂ８には、フォーカスリングＦＲが配置される。分割領域７５ｂ１〜７５ｂ８には、ヒーターＨＴ２が個別に設ける。ヒーター制御部１０２ａは、分割領域７５ｂ１〜７５ｂ８に設けられたヒーターＨＴ２が領域毎に設定された設定温度となるようヒーターＨＴ２ごとに供給電力を制御する。計測部１０２ｂは、ヒーター制御部１０２ａにより、ヒーターＨＴ２ごとに温度が一定となるよう供給電力を制御して、未点火状態と、過渡状態での供給電力をヒーターＨＴ２ごとに計測する。パラメータ算出部１０２ｃは、ヒーターＨＴ２ごとに、算出モデルに対して、計測部１０２ｂにより計測された未点火状態と過渡状態の供給電力を用いてフィッティングを行って、ヒーターＨＴ２ごとにフォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲを算出する。これにより、プラズマ処理装置１０は、分割領域７５ｂ１〜７５ｂ８ごとにフォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲを求めることができる。
【０２１１】
また、上述した実施形態では、電磁石８０の磁力の変更、電極７３に供給する電力の変更、中央部３０ａ、周辺部３０ｂに供給する電力の変更、フォーカスリングＦＲの昇降の何れかを行うことで、プラズマの状態を変化させる場合を例に説明した。しかし、これに限定されない。インピーダンスの変更を行うことで、プラズマの状態を変化させてもよい。例えば、第２の載置台７０のインピーダンスを変更可能する。プラズマ制御部１０２ｆは、厚さｚＦＲに基づき、ウエハＷ上のプラズマシースの界面とフォーカスリングＦＲ上のプラズマシースの界面との差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲが所定範囲内となるように第２の載置台７０のインピーダンスを制御してもよい。例えば、第２の載置台７０の内部に垂直方向にリング状の空間を形成し、空間内にリング状の導電体を導電体駆動機構によって昇降自在に設ける。導電体は、例えばアルミニウムなどの導電性材料で構成する。これにより、第２の載置台７０は、導電体駆動機構により、導電体を昇降させることでインピーダンスの変更が可能となる。なお、第２の載置台７０は、インピーダンスが変更可能であれば何れの構成であってもよい。補正情報１０４ａには、フォーカスリングＦＲの厚さごとに、インピーダンスの補正値を記憶する。例えば、ウエハＷ上のプラズマシースの界面とフォーカスリングＦＲ上のプラズマシースの界面との差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲが所定範囲内となる、導電体の高さを実験的に計測する。補正情報１０４ａには、計測結果に基づき、ウエハＷの厚さごとに、差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲが所定範囲内となる導電体の高さの補正値を記憶させる。プラズマ制御部１０２ｆは、パラメータ算出部１０２ｃにより算出されたフォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲに対応する導電体の高さの補正値を補正情報１０４ａから読み出す。そして、プラズマ制御部１０２ｆは、プラズマ処理の際に、読み出した補正値の高さとなるように、導電体駆動機構を制御する。これにより、プラズマ処理装置１０では、ウエハＷ上のプラズマシースの界面とフォーカスリングＦＲ上のプラズマシースの界面との差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲが所定範囲内となり、ウエハＷごとのエッチング特性にばらつきを抑制できる。
【０２１２】
また、上述した第４実施形態では、電源７４から電極７３に直流電圧を印加する場合を例に説明したが、これに限定されない。例えば、電源７４を交流電源としてもよい。プラズマ制御部１０２ｆは、フォーカスリングＦＲの厚さｚＦＲに基づき、ウエハＷ上のプラズマシースの界面とフォーカスリングＦＲ上のプラズマシースの界面との差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲが所定範囲内となるように電源７４から電極７３に供給する交流電力の周波数、電圧、パワーの何れかを制御してもよい。
【０２１３】
また、上述した各実施形態は、組み合わせて実施してもよい。例えば、第２、第３実施形態を組み合わせて、電磁石８０の磁力と電極７３に印加する直流電圧の制御により、ウエハＷ上のプラズマシースの界面とフォーカスリングＦＲ上のプラズマシースの界面との差ΔＤｗａｆｅｒ−ＦＲが所定範囲内となるように制御してもよい。
【０２１４】
また、上述した第６実施形態では、昇降機構１２０により第２の載置台７０を昇降させることで、フォーカスリングＦＲを昇降させる場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第２の載置台７０にピンなどを貫通させてフォーカスリングＦＲのみを昇降させてもよい。
【０２１５】
また、上述した各実施形態は、フォーカスリングの消耗を例に問題を説明したが、これに限定されるものではない。プラズマ処理により消耗する消耗部品全般に同様の問題が発生するため、例えば、フォーカスリングの更に外周に設置される絶縁物による保護カバーも同様にヒーターなどで温度調整されていれば、同様な手法にて消耗度合を求めることができる。また、載置台上のウエハＷの厚さも同様な手法にて算出することができる。
【符号の説明】
【０２１６】
１０  プラズマ処理装置
１２  処理容器
１６  載置台
１８  静電チャック
１８ａ  載置領域
３０  上部電極
３０ａ  中央部
３０ｂ  周辺部
６０  第１の載置台
６０ｄ  載置面
７０  第２の載置台
７３  電極
７４  電源
７５、７５ａ、７５ｂ、７５ｂ１〜７５ｂ４  分割領域
８０、８０ａ〜８０ｃ  電磁石
９３ａ、９３ｂ  可変直流電源
１００  制御部
１０１  外部インターフェース
１０２  プロセスコントローラ
１０２ａ  ヒーター制御部
１０２ｂ  計測部
１０２ｃ  パラメータ算出部
１０２ｄ  設定温度算出部
１０２ｅ  アラート部
１０２ｆ  プラズマ制御部
１０３  ユーザインターフェース
１０４  記憶部
１０４ａ  補正情報
１２０  昇降機構
ＦＲ  フォーカスリング
ＨＰ  ヒーター電源
ＨＴ、ＨＴ１、ＨＴ２  ヒーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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