(57)【要約】【課題】設定可能な温度のレンジが広く、且つ、基板の面内温度分布を微細に制御可能なプラズマ処理装置用のステージを提供する。【解決手段】一実施形態のステージは、静電チャックを備える。静電チャックは、基台及びチャック本体を有する。チャック本体は、基台上に設けられており、基板を静電引力により保持するよう構成されている。チャック本体は、複数の第１のヒータ及び複数の第２のヒータを有する。複数の第２のヒータの個数は、複数の第１のヒータの個数よりも多い。第１のヒータコントローラが、第１の電源からの交流又は直流の出力により、複数の第１のヒータを駆動する。第２のヒータコントローラが、第１の電源からの出力の電力よりも低い電力を有する第２の電源からの交流又は直流の出力により、複数の第２のヒータを駆動する。【選択図】図２
2018206806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置用のステージであって、
高周波電源からの高周波を伝送する伝送路を提供する給電部と、
導電性を有し、前記給電部上に設けられており、前記給電部に電気的に接続された基台、及び、前記基台上に設けられており、基板を静電引力により保持するよう構成されたチャック本体を有する静電チャックと、
を備え、
前記チャック本体は、
該チャック本体の中心軸線に直交する該チャック本体内の面上で分布するよう該チャック本体内に設けられた複数の第１のヒータと、
前記複数の第１のヒータの個数よりも多数の複数の第２のヒータであり、前記中心軸線に直交する該チャック本体内の別の面上で分布するよう該チャック本体内に複数の第２のヒータと、
を有し、
該ステージは、
第１の電源からの交流又は直流の出力により、前記複数の第１のヒータを駆動するように構成された第１のヒータコントローラと、
前記第１の電源からの前記出力の電力よりも低い電力を有する第２の電源からの交流又は直流の出力により、前記複数の第２のヒータを駆動するように構成された第２のヒータコントローラと、
を更に備える、
ステージ。
【請求項２】
前記第１のヒータコントローラは、前記第１の電源からの交流出力により、前記複数の第１のヒータを交流駆動するように構成されており、
前記第２のヒータコントローラは、前記第２の電源からの直流出力により、前記複数の第２のヒータをそれぞれ直流駆動するように構成されている、
請求項１に記載のステージ。
【請求項３】
前記複数の第１のヒータは、前記中心軸線に対して同軸に設けられており、
前記複数の第２のヒータは、前記中心軸線に交差する中心のゾーン、及び、該中心のゾーンを囲み、且つ、該中心軸線に対して同軸の複数の領域内で周方向に並ぶ複数のゾーンにそれぞれ設けられている、
請求項１又は２に記載のステージ。
【請求項４】
前記チャック本体は、前記基台の側の表面である裏面、及び、該裏面とは反対側の表面である上面を有し、
前記複数の第２のヒータは、前記複数の第１のヒータと該上面との間に設けられている、
請求項１〜３の何れか一項に記載のステージ。
【請求項５】
前記複数の第１のヒータにそれぞれ電気的に接続された複数の第１の給電線と、
前記複数の第２のヒータにそれぞれ電気的に接続された複数の第２の給電線と、
を更に備え、
前記第１のヒータコントローラは、前記第１の電源からの前記出力を分配して複数の第１の出力を生成し、個別に調整された電力量を有する該複数の第１の出力を、前記複数の第１の給電線を介して前記複数の第１のヒータのそれぞれに供給するよう構成されており、
前記第２のヒータコントローラは、前記第２の電源からの前記出力を分配して複数の第２の出力を生成し、個別に調整された電力量を有する該複数の第２の出力を、前記複数の第２の給電線を介して前記複数の第２のヒータのそれぞれに供給するよう構成されており、
前記給電部は、前記伝送路によって囲まれた収容空間を画成し、
前記複数の第１の給電線、前記第１のヒータコントローラ、前記複数の第２の給電線、及び、前記第２のヒータコントローラは、前記収容空間内に設けられている、
請求項１〜４の何れか一項に記載のステージ。
【請求項６】
前記複数の第１の出力の電力は実質的に同一且つ一定であり、前記第１のヒータコントローラは、該複数の第１の出力がそれぞれ前記複数の第１のヒータに供給される供給時間長の所定時間長中の比率である複数の第１のデューティー比を制御するように構成されており、
前記複数の第２の出力の電力は実質的に同一且つ一定であり、前記第２のヒータコントローラは、該複数の第２の出力がそれぞれ前記複数の第２のヒータに供給される供給時間長の所定時間長中の比率である複数の第２のデューティー比を制御するように構成されている、
請求項５に記載のステージ。
【請求項７】
前記複数の第１のヒータがそれぞれ配置されている複数のゾーンのそれぞれの温度を測定するように設けられた複数の温度センサを更に備え、
前記第１のヒータコントローラは、前記複数の温度センサの各々によって測定された温度の測定値と目標温度との間の誤差、又は、前記複数の温度センサの各々によって測定された温度の測定値の時系列から求められる移動平均値と該目標温度との間の誤差を減少させるように、前記複数の第１のデューティー比を調整するよう構成されており、
前記第２のヒータコントローラは、前記複数の第２の出力の各々の電力の測定値と前記複数の第２のデューティー比のうち対応の第２のデューティー比との積と目標値との間の誤差、又は、前記複数の第２の出力の各々の電力の測定値と該対応の第２のデューティー比との積の時系列から求められる移動平均値と該目標値との間の誤差を減少させるように、前記複数の第２のデューティー比を調整するよう構成されている、
請求項６に記載のステージ。
【請求項８】
前記チャック本体は、その上に基板が載置される基板搭載領域、及び、前記中心軸線に対して径方向において外側から該基板搭載領域を囲む外周領域を有し、
前記複数の第１の給電線及び前記複数の第２の給電線が電気的に接続される複数の端子が前記外周領域に設けられている、
請求項５〜７の何れか一項に記載のステージ。
【請求項９】
前記複数の端子は、前記外周領域の全周にわたって分散されている、請求項８に記載のステージ。
【請求項１０】
前記複数の第２のヒータは、前記基板搭載領域内に設けられており、
前記複数の第１のヒータのうち一部は、少なくとも前記外周領域内に設けられている、
請求項８又は９に記載のステージ。
【請求項１１】
チャンバを提供するチャンバ本体と、
請求項１〜１０の何れか一項に記載のステージであり、少なくとも前記静電チャックが前記チャンバ内に設けられた、該ステージと、
前記給電部に電気的に接続された高周波電源と、
を備えるプラズマ処理装置。
【請求項１２】
該プラズマ処理装置の前記ステージは、請求項５〜１０の何れか一項に記載のステージであり、
前記第１の電源への高周波の流入を抑制するための第１のフィルタであり、前記第１の電源と前記第１のヒータコントローラとの間の給電線を部分的に構成し、前記収容空間に対して前記給電部の外側に設けられた、該第１のフィルタと、
前記第２の電源への高周波の流入を抑制するための第２のフィルタであり、前記第２の電源と前記第２のヒータコントローラとの間の給電線を部分的に構成し、前記収容空間に対して前記給電部の外側に設けられた、該第２のフィルタと、
を更に備える請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、ステージ及びプラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスといった電子デバイスの製造においては、プラズマ処理装置が用いられている。プラズマ処理装置は、一般的に、チャンバ本体及びステージを備えている。チャンバ本体は、その内部空間をチャンバとして提供している。ステージは、チャンバ内に設けられている。ステージは、その上に載置される基板を支持するように構成されている。
【０００３】
ステージは、静電チャックを含む。静電チャックは、基台及びチャック本体を有する。基台には、高周波電源が接続されている。チャック本体は基台上に設けられている。チャック本体は、当該チャック本体とその上に載置される基板との間で静電引力を発生し、発生した静電引力により基板を保持するように構成されている。
【０００４】
プラズマ処理装置を用いて行われるプラズマ処理においては、基板の面内温度分布が重要である。したがって、ステージには、基板の面内温度分布を制御することが求められる。基板の面内温度分布を制御するために、チャック本体内には複数のヒータ（抵抗発熱ヒータ）が設けられている。複数のヒータはそれぞれ、交流電源により交流駆動される。このようなステージを有するプラズマ処理装置は、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−６８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
基板の面内温度分布の制御性を高めるためには、チャック本体内に多数のヒータを設ける必要がある。ヒータの個数が多い場合には、ヒータに交流出力を供給する給電線の数が多くなり、各給電線の定格電流が小さくなる。したがって、各ヒータに供給される交流出力のパワーが小さくなり、各ヒータによって設定可能な温度のレンジが狭くなる。かかる背景から、設定可能な温度のレンジが広く、且つ、基板の面内温度分布を微細に制御可能なステージが要求されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様においては、プラズマ処理装置用のステージが提供される。ステージは、給電部及び静電チャックを備える。給電部は、高周波電源からの高周波を伝送する伝送路を提供する。静電チャックは、基台及びチャック本体を有する。基台は、導電性を有し、給電部上に設けられており、給電部に電気的に接続されている。チャック本体は、基台上に設けられており、基板を静電引力により保持するよう構成されている。チャック本体は、複数の第１のヒータ及び複数の第２のヒータを有する。複数の第１のヒータは、チャック本体の中心軸線に直交する該チャック本体内の面上で分布するよう該チャック本体内に設けられている。複数の第２のヒータの個数は、複数の第１のヒータの個数よりも多い。複数の第２のヒータは、チャック本体の中心軸線に直交する該チャック本体内の別の面上で分布するよう該チャック本体内に設けられている。ステージは、第１のヒータコントローラ及び第２のヒータコントローラを更に備える。第１のヒータコントローラは、第１の電源からの交流又は直流の出力により、複数の第１のヒータを駆動するよう構成されている。第２のヒータコントローラは、第１の電源からの出力の電力よりも低い電力を有する第２の電源からの交流又は直流の出力により、複数の第２のヒータを駆動するように構成されている。
【０００８】
一態様に係るステージでは、第１のヒータの個数が、第２のヒータの個数よりも小数である。即ち、第１のヒータの個数が比較的少ない。したがって、複数の第１のヒータ用の給電線の個数が少なくなり、各給電線の定格電流が大きくなる。故に、複数の第１のヒータの各々に供給される出力の設定可能な電力のレンジが広くなり、設定可能な温度のレンジが広くなる。また、比較的多数の第２のヒータの各々は、比較的小さい電力を有する出力により駆動可能である。したがって、複数の第２のヒータの各々が設定可能な温度のレンジは狭いが、複数の第２のヒータは基板の面内温度分布を微細に制御可能である。一態様に係るステージはかかる複数の第１のヒータ及び複数の第２のヒータを有するので、当該ステージが設定可能な温度のレンジは広く、また、当該ステージは基板の面内温度分布を微細に制御可能である。
【０００９】
一実施形態において、第１のヒータコントローラは、第１の電源からの交流出力により、複数の第１のヒータを交流駆動するように構成されている。第２のヒータコントローラは、第２の電源からの直流出力により、複数の第２のヒータをそれぞれ直流駆動するように構成されている。
【００１０】
一実施形態において、複数の第１のヒータは、チャック本体の中心軸線に対して同軸に設けられている。複数の第２のヒータは、チャック本体の中心軸線に交差する中心のゾーン、及び、該中心のゾーンを囲み、且つ、チャック本体の中心軸線に対して同軸の複数の領域内で周方向に並ぶ複数のゾーン内にそれぞれ設けられている。この実施形態によれば、複数の第１のヒータにより、基板の径方向の温度分布が制御され、複数の第２のヒータにより、基板の径方向及び周方向の温度分布が制御される。
【００１１】
一実施形態において、チャック本体は、基台の側の表面である裏面、及び、該裏面とは反対側の表面である上面を有する。複数の第２のヒータは、複数の第１のヒータと該上面との間に設けられている。この実施形態では、複数の第２のヒータが、複数の第１のヒータよりも、チャック本体の上面、即ち、その上に基板が載置される面の近くに設けられている。したがって、基板の面内温度分布の制御性が更に高められる。
【００１２】
一実施形態において、ステージは、複数の第１の給電線及び複数の第２の給電線を更に備える。複数の第１の給電線は、複数の第１のヒータにそれぞれ電気的に接続されている。複数の第２の給電線は、複数の第２のヒータにそれぞれ電気的に接続されている。第１のヒータコントローラは、第１の電源からの出力を分配して複数の第１の出力を生成し、個別に調整された電力量を有する複数の第１の出力を、複数の第１の給電線を介して複数の第１のヒータのそれぞれに供給するよう構成されている。第２のヒータコントローラは、第２の電源からの出力を分配して複数の第２の出力を生成し、個別に調整された電力量を有する複数の第２の出力を、複数の第２の給電線を介して複数の第２のヒータのそれぞれに供給するよう構成されている。給電部は、伝送路によって囲まれた収容空間を画成する。複数の第１の給電線、第１のヒータコントローラ、複数の第２の給電線、及び、第２のヒータコントローラは、収容空間内に配置されている。この実施形態によれば、伝送路によって囲まれた収容空間内において複数の第１のヒータに出力が分配されるので、ステージから第１の電源に高周波が流入することを抑制するためのフィルタの個数を削減することができる。また、伝送路によって囲まれた収容空間内において複数の第２のヒータに出力が分配されるので、ステージから第２の電源に高周波が流入することを抑制するためのフィルタの個数を削減することができる。したがって、フィルタのインピーダンス特性の低下が抑制され、且つ、高周波の損失が抑制される。
【００１３】
一実施形態において、複数の第１の出力の電力は実質的に同一且つ一定であり、第１のヒータコントローラは、複数の第１の出力がそれぞれ複数の第１のヒータに供給される供給時間長の所定時間長中の比率である複数の第１のデューティー比を制御するように構成されている。複数の第２の出力の電力は実質的に同一且つ一定であり、第２のヒータコントローラは、複数の第２の出力がそれぞれ複数の第２のヒータに供給される供給時間長の所定時間長中の比率である複数の第２のデューティー比を制御するように構成されている。この実施形態では、複数の第１のヒータをそれぞれ駆動する複数の第１の出力の電力量が複数の第１のデューティー比によってそれぞれ調整され、複数の第２のヒータをそれぞれ駆動する複数の第２の出力の電力量が複数の第２のデューティー比によってそれぞれ調整される。この実施形態によれば、多数の電力制御回路（例えばＤＣ／ＤＣコンバータ）を第２のヒータコントローラに搭載することなく、複数の第２のヒータをそれぞれ駆動する複数の第２の出力の電力量を調整することが可能となる。
【００１４】
一実施形態において、ステージは、複数の第１のヒータがそれぞれ配置されている複数のゾーンのそれぞれの温度を測定するように設けられた複数の温度センサを更に備える。第１のヒータコントローラは、複数の温度センサの各々によって測定された温度の測定値と目標温度との間の誤差、又は、複数の温度センサの各々によって測定された温度の測定値の時系列から求められる移動平均値と目標温度との間の誤差を減少させるように、複数の第１のデューティー比を調整するよう構成されている。第２のヒータコントローラは、複数の第２の出力の各々の電力の測定値と複数の第２のデューティー比のうち第２の対応のデューティー比との積と目標値との間の誤差、又は、複数の第２の出力の各々の電力の測定値と対応の第２のデューティー比との積の時系列から求められる移動平均値と目標値との間の誤差を減少させるように、複数の第２のデューティー比を調整するよう構成されている。この実施形態では、複数の第２のヒータに供給される複数の第２の出力が、複数の第２のヒータがそれぞれ配置されているゾーンのそれぞれの温度の測定値に基づいて制御されるのではなく、上述の電力の測定値と第２のデューティー比との積又は移動平均値に基づいて、制御される。したがって、ステージに備えられる温度センサの個数が少なくなる。
【００１５】
一実施形態において、チャック本体は、その上に基板が載置される基板搭載領域、及び、中心軸線に対して径方向において外側から基板搭載領域を囲む外周領域を有する。複数の第１の給電線及び複数の第２の給電線が電気的に接続される複数の端子は、外周領域に設けられている。これらの複数の端子は、基板の温度制御において好ましくない温度の特異点である。この実施形態では、かかる複数の端子が外周領域に設けられており、基板搭載領域に設けられていないので、基板の温度制御に対する複数の端子による影響が抑制される。
【００１６】
一実施形態において、複数の端子は、外周領域の全周にわたって分散されている。
【００１７】
一実施形態において、複数の第２のヒータは、基板搭載領域内に設けられており、複数の第１のヒータのうち一部は、少なくとも外周領域内に設けられている。
【００１８】
別の態様においては、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバを提供するチャンバ本体、上述の態様及び種々の実施形態のうち何れかのステージ、及び、高周波電源を備える。静電チャックはチャンバ内に設けられている。高周波電源は、給電部に電気的に接続されている。
【００１９】
一実施形態においては、プラズマ処理装置は、第１のフィルタ及び第２のフィルタを更に備える。第１のフィルタは、第１の電源への高周波の流入を抑制する。第１のフィルタは、第１の電源と第１のヒータコントローラとの間の給電線を部分的に構成し、収容空間に対して給電部の外側に設けられている。第２のフィルタは、第２の電源への高周波の流入を抑制する。第２のフィルタは、第２の電源と第２のヒータコントローラとの間の給電線を部分的に構成し、収容空間に対して給電部の外側に設けられている。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、設定可能な温度のレンジが広く、且つ、基板の面内温度分布を微細に制御可能なステージが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図２】一実施形態に係るステージの断面図である。
【図３】一実施形態に係るステージを、プラズマ処理装置の他の構成部品と共に概略的に示す図である。
【図４】図２に示すステージの複数の第１のヒータのレイアウトの例を示す平面図である。
【図５】図２に示すステージの複数の第２のヒータのレイアウトの例を示す平面図である。
【図６】図２に示すステージのチャック本体の裏面における端子のレイアウトの例を示す平面図である。
【図７】図２に示すステージの制御に関連する構成を示す図である。
【図８】複数の第２のヒータそれぞれによる温度上昇量を、複数の第２のヒータそれぞれに供給される複数の第２の出力の所定時間当りの電力量に変換する関数を求める手法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００２３】
図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図１には、一実施形態に係るプラズマ処理装置１０の縦断面における構造が概略的に示されている。図１に示すプラズマ処理装置１０は、容量結合型のプラズマ処理装置である。
【００２４】
プラズマ処理装置１０は、チャンバ本体１２を備えている。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有している。チャンバ本体１２は、その内部空間をチャンバ１２ｃとして提供している。チャンバ本体１２は、例えばアルミニウムから構成されている。チャンバ本体１２は接地電位に接続されている。チャンバ本体１２の内壁面、即ち、チャンバ１２ｃを画成する壁面には、耐プラズマ性を有する膜が形成されている。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜、又は、酸化イットリウムから形成された膜といったセラミック製の膜であり得る。チャンバ本体１２の側壁には通路１２ｇが形成されている。基板Ｗがチャンバ１２ｃに搬入されるとき、また、基板Ｗがチャンバ１２ｃから搬出されるときに、基板Ｗは通路１２ｇを通過する。チャンバ本体１２の側壁にはゲートバルブ１４が取り付けられている。通路１２ｇは、ゲートバルブ１４により開閉可能となっている。
【００２５】
チャンバ１２ｃ内では、支持部１５が、チャンバ本体１２の底部から上方に延在している。支持部１５は、略円筒形状を有しており、石英といった絶縁材料から形成されている。支持部１５上にはステージ１６が搭載されている。ステージ１６は支持部１５によって支持されている。
【００２６】
ステージ１６は、チャンバ１２ｃ内において基板Ｗを支持するように構成されている。ステージ１６は、給電部１８及び静電チャック２０を含んでいる。給電部１８は、後述する高周波電源からの高周波を伝送する伝送路を提供する。静電チャック２０は、給電部１８上に設けられている。静電チャック２０は、基台２２及びチャック本体２６を含んでいる。基台２２は、導電性を有し、下部電極を構成している。基台２２は、給電部１８上に設けられており、給電部１８に電気的に接続されている。
【００２７】
基台２２内には、流路２２ｆが設けられている。流路２２ｆは、熱交換媒体用の流路である。熱交換媒体は、例えば冷媒である。流路２２ｆには、チャンバ本体１２の外部に設けられたチラーユニットＴＵから熱交換媒体が供給される。流路２２ｆに供給された熱交換媒体は、チラーユニットＴＵに戻される。このように、流路２２ｆには、当該流路２２ｆとチラーユニットとの間で循環するように、熱交換媒体が供給される。
【００２８】
チャック本体２６は、基台２２上に設けられている。チャック本体２６は、基台２２に例えば接着剤を介して固定されている。チャック本体２６は、基板Ｗを静電引力により保持するよう構成されている。チャック本体２６内には、電極２６ａが設けられている（図２参照）。電極２６ａは、膜状の電極である。電極２６ａには、スイッチＳＷＣを介して直流電源ＤＳＣが接続されている。直流電源ＤＳＣからの電圧が電極２６ａに印加されると、チャック本体２６上に載置された基板Ｗとチャック本体２６との間で静電引力が発生する。発生した静電引力により、基板Ｗは、チャック本体２６に引き付けられ、当該チャック本体２６によって保持される。また、プラズマ処理装置１０は、チャック本体２６の上面と基板Ｗの裏面との間に、ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスを供給するガス供給ラインを提供する。
【００２９】
チャンバ本体１２の底部からは、筒状部２８が上方に延在している。筒状部２８は、支持部１５の外周に沿って延在している。筒状部２８は、導電性を有し、略円筒形状を有している。筒状部２８は、接地電位に接続されている。支持部１５上には、絶縁部２９が設けられている。絶縁部２９は、絶縁性を有し、石英といったセラミックから形成されている。絶縁部２９は、略円筒形状を有しており、給電部１８の外周及び静電チャック２０の外周に沿って延在している。基台２２及びチャック本体２６の外周領域上には、フォーカスリングＦＲが搭載される。フォーカスリングＦＲは、略環状板形状を有しており、例えばシリコン又は酸化シリコンから形成されている。フォーカスリングＦＲは、チャック本体２６の基板搭載領域のエッジ及び基板Ｗのエッジを囲むように設けられる。
【００３０】
プラズマ処理装置１０は、上部電極３０を更に備えている。上部電極３０は、ステージ１６の上方に設けられている。上部電極３０は、部材３２と共にチャンバ本体１２の上部開口を閉じている。部材３２は、絶縁性を有している。上部電極３０は、この部材３２を介してチャンバ本体１２の上部に支持されている。
【００３１】
上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含んでいる。天板３４の下面は、チャンバ１２ｃを画成している。天板３４には、複数のガス吐出孔３４ａが設けられている。複数のガス吐出孔３４ａの各々は、天板３４を板厚方向（鉛直方向）に貫通している。この天板３４は、限定されるものではないが、例えばシリコンから形成されている。或いは、天板３４は、アルミニウム製の母材の表面に耐プラズマ性の膜を設けた構造を有し得る。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜、又は、酸化イットリウムから形成された膜といったセラミック製の膜であり得る。
【００３２】
支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持する部品である。支持体３６は、例えばアルミニウムといった導電性材料から形成され得る。支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。ガス拡散室３６ａからは、複数のガス孔３６ｂが下方に延びている。複数のガス孔３６ｂは、複数のガス吐出孔３４ａにそれぞれ連通している。支持体３６には、ガス拡散室３６ａにガスを導くガス導入口３６ｃが形成されており、このガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。
【００３３】
ガス供給管３８には、バルブ群４２及び流量制御器群４４を介して、ガスソース群４０が接続されている。ガスソース群４０は、複数のガスソースを含んでいる。バルブ群４２は複数のバルブを含んでおり、流量制御器群４４は複数の流量制御器を含んでいる。流量制御器群４４の複数の流量制御器の各々は、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器である。ガスソース群４０の複数のガスソースはそれぞれ、バルブ群４２の対応のバルブ及び流量制御器群４４の対応の流量制御器を介して、ガス供給管３８に接続されている。プラズマ処理装置１０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ガスを、個別に調整された流量で、チャンバ１２ｃに供給することが可能である。
【００３４】
筒状部２８とチャンバ本体１２の側壁との間には、バッフルプレート４８が設けられている。バッフルプレート４８は、例えば、アルミニウム製の母材に酸化イットリウム等のセラミックを被覆することにより構成され得る。このバッフルプレート４８には、多数の貫通孔が形成されている。バッフルプレート４８の下方においては、排気管５２がチャンバ本体１２の底部に接続されている。この排気管５２には、排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、自動圧力制御弁といった圧力制御器、及び、ターボ分子ポンプといった真空ポンプを有しており、チャンバ１２ｃを減圧することができる。
【００３５】
プラズマ処理装置１０は、第１の高周波電源６２を更に備えている。第１の高周波電源６２は、プラズマ生成用の第１の高周波を発生する電源である。第１の高周波は、２７〜１００ＭＨｚの範囲内の周波数、例えば６０ＭＨｚの周波数を有する。第１の高周波電源６２は、整合器６３を介して上部電極３０に接続されている。整合器６３は、第１の高周波電源６２の出力インピーダンスと負荷側（上部電極３０側）のインピーダンスを整合させるための回路を有している。なお、第１の高周波電源６２は、整合器６３を介して給電部１８に接続されていてもよい。第１の高周波電源６２が給電部１８に接続されている場合には、上部電極３０は接地電位に接続される。
【００３６】
プラズマ処理装置１０は、第２の高周波電源６４を更に備えている。第２の高周波電源６４は、基板Ｗにイオンを引き込むためのバイアス用の第２の高周波を発生する電源である。第２の高周波の周波数は、第１の高周波の周波数よりも低い。第２の高周波の周波数は、４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数であり、例えば、４００ｋＨｚである。第２の高周波電源６４は、整合器６５及び給電体６６を介して給電部１８に接続されている。整合器６５は、第２の高周波電源６４の出力インピーダンスと負荷側（給電部１８側）のインピーダンスを整合させるための回路を有している。
【００３７】
一実施形態においては、プラズマ処理装置１０は、主制御部ＭＣを更に備え得る。主制御部ＭＣは、プロセッサ、記憶装置、入力装置、表示装置等を備える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。具体的に、主制御部ＭＣは、記憶装置に記憶されている制御プログラムを実行し、当該記憶装置に記憶されているレシピデータに基づいてプラズマ処理装置１０の各部を制御する。これにより、プラズマ処理装置１０は、レシピデータによって指定されたプロセスを実行するようになっている。
【００３８】
以下、ステージ１６について詳細に説明する。図２は、一実施形態に係るステージの断面図である。図３は、一実施形態に係るステージを、プラズマ処理装置の他の構成部品と共に概略的に示す図である。図２及び図３に示すように、ステージ１６は、給電部１８及び静電チャック２０を有している。
【００３９】
給電部１８は、上述したように、高周波電源（例えば、第２の高周波電源６４）からの高周波の伝送路を提供する。給電部１８は、導電性を有しており、例えば金属から形成されている。給電部１８には、上述の給電体６６が接続されている。給電部１８は、一実施形態では、その内部空間を収容空間１８ｓとして提供している。
【００４０】
一実施形態において、給電部１８は、第１の部材１８ａ、第２の部材１８ｂ、及び、第３の部材１８ｃを有している。第１の部材１８ａ、第２の部材１８ｂ、及び、第３の部材１８ｃは、導電性を有しており、例えば、金属から形成されている。第１の部材１８ａは、平面視では略円形の部材であり、その中央部分において下方に突出している。第１の部材１８ａの中央部分には、給電体６６が接続されている。第２の部材１８ｂは、第１の部材１８ａ上に搭載されており、当該第１の部材１８ａに接続されている。第２の部材１８ｂは、略リング形状を有している。第３の部材１８ｃは、第２の部材１８ｂ上に搭載されており、第２の部材１８ｂに接続されている。第３の部材１８ｃは、略円盤形状を有している。第１の部材１８ａ、第２の部材１８ｂ、及び、第３の部材１８ｃは、高周波の伝送路を構成している。第１の部材１８ａ、第２の部材１８ｂ、及び、第３の部材１８ｃから構成された組立体は、収容空間１８ｓを画成している。
【００４１】
静電チャック２０は、給電部１８上に設けられている。静電チャック２０は、上述したように、基台２２及びチャック本体２６を有している。基台２２は、略円盤形状を有している。上述したように、基台２２内には熱交換媒体用の流路２２ｆが形成されている。基台２２は、導電性を有しており、アルミニウムといった金属から形成されている。基台２２は、給電部１８上に設けられており、給電部１８に電気的に接続されている。基台２２は、プラズマ処理装置１０の下部電極を構成している。
【００４２】
チャック本体２６は、基台２２上に設けられている。チャック本体２６は、基台２２の上面に、例えば接着剤を介して、固定されている。チャック本体２６は、セラミック本体２６０を有している。セラミック本体２６０は、セラミックから形成されており、略円盤形状を有している。
【００４３】
セラミック本体２６０は、基板搭載領域２６０ａ及び外周領域２６０ｂを有している。基板搭載領域２６０ａは、略円盤形状の領域である。基板搭載領域２６０ａの上面は、その上に基板Ｗが載置されるチャック本体２６の上面である。外周領域２６０ｂは、略環状板形状の領域であり、基板搭載領域２６０ａを囲むように延在している。即ち、外周領域２６０ｂは、基板搭載領域２６０ａの外側で、チャック本体２６及びセラミック本体２６０の中心軸線ＡＸに対して周方向に延在している。基板搭載領域２６０ａ及び外周領域２６０ｂは、チャック本体２６の連続する平坦な下面（裏面）を提供している。外周領域２６０ｂの上面は、基板搭載領域２６０ａの上面よりも、チャック本体２６の裏面の近くにおいて延在している。外周領域２６０ｂ上には図１に示すようにフォーカスリングＦＲが搭載される。
【００４４】
チャック本体２６は、電極２６ａ、複数の第１のヒータ２６ｂ、及び、複数の第２のヒータ２６ｃを有している。電極２６ａは、基板搭載領域２６０ａ内において中心軸線ＡＸに直交する方向に延在している。複数の第１のヒータ２６ｂ及び複数の第２のヒータ２６ｃの各々は、薄膜抵抗ヒータである。複数の第１のヒータ２６ｂ及び複数の第２のヒータ２６ｃは、セラミック本体２６０内に設けられている。複数の第１のヒータ２６ｂ及び複数の第２のヒータ２６ｃは、電極２６ａとチャック本体２６の裏面との間に設けられている。複数の第１のヒータ２６ｂは、中心軸線ＡＸに直交するチャック本体２６内の面上で分布されている。複数の第２のヒータ２６ｃの個数は、複数の第１のヒータ２６ｂの個数よりも多い。複数の第２のヒータ２６ｃは、中心軸線ＡＸに直交するチャック本体２６内の別の面上で分布されている。
【００４５】
図４は、図２に示すステージの複数の第１のヒータのレイアウトの例を示す平面図である。図４は、中心軸線ＡＸに直交する面内での複数の第１のヒータ２６ｂのレイアウトを例示している。図４に示すように、一実施形態において、複数の第１のヒータ２６ｂは、中心軸線ＡＸに対して同軸に設けられている。具体的に、複数の第１のヒータ２６ｂのうち中央に設けられている第１のヒータ２６ｂの平面形状は円形である。他の第１のヒータ２６ｂは、中央に設けられている第１のヒータ２６ｂを囲む環形状を有している。即ち、中央に設けられている第１のヒータ２６ｂ以外の第１のヒータ２６ｂは、周方向に延在する帯状をなしている。一実施形態において、複数の第１のヒータ２６ｂのうち一部のヒータは少なくとも外周領域２６０ｂ内に設けられている。例えば、複数の第１のヒータ２６ｂのうち中心軸線ＡＸに対して最も外側で延在する第１のヒータ２６ｂは、外周領域２６０ｂ内に設けられており、他の第１のヒータ２６ｂは、基板搭載領域２６０ａ内に設けられている。複数の第１のヒータ２６ｂは、当該複数の第１のヒータ２６ｂがそれぞれ配置されている複数のゾーンＺ１を加熱する。
【００４６】
なお、複数の第１のヒータ２６ｂは、更に中心軸線ＡＸに対して周方向に沿って配列されていてもよい。即ち、複数のゾーンＺ１は、中心のゾーン、及び、当該中心のゾーンの外側の同軸の複数の領域内において周方向に並ぶ複数のゾーンを含んでいてもよく、これら複数のゾーンＺ１内に複数の第１のヒータ２６ｂがそれぞれ設けられていてもよい。
【００４７】
図５は、図２に示すステージの複数の第２のヒータのレイアウトの例を示す平面図である。図５は、中心軸線ＡＸに直交する面内での複数の第２のヒータ２６ｃのレイアウトを例示している。複数の第２のヒータ２６ｃは、基板搭載領域２６０ａ内で分布するように設けられている。図５に示すように、一例においては、複数の第２のヒータ２６ｃは、複数のゾーンＺ２内にそれぞれ設けられている。複数のゾーンＺ２は、中心軸線ＡＸに交差する中心のゾーン、及び、中心軸線ＡＸに対して同軸の複数の領域内で周方向に並ぶ複数のゾーンを含む。なお、複数のゾーンＺ２の各々、即ち、複数の第２のヒータ２６ｃは、複数のゾーンＺ１の何れかの中に内包される。
【００４８】
図２及び図３に示すように、複数の第２のヒータ２６ｃは、チャック本体２６の上面（即ち、基板搭載領域２６０ａの上面）と複数の第１のヒータ２６ｂとの間に設けられている。即ち、複数の第２のヒータ２６ｃは、複数の第１のヒータ２６ｂに対して上側に設けられている。なお、複数の第２のヒータ２６ｃは、複数の第１のヒータ２６ｂに対して下側に設けられていてもよい。
【００４９】
複数の第１のヒータ２６ｂは、第１の電源８０からの出力によって駆動されることにより発熱する。第１の電源８０の出力は、交流又は直流の出力である。即ち、第１の電源８０の出力は、交流出力及び直流出力の何れであってもよい。複数の第２のヒータ２６ｃは、第２の電源８２からの出力によって駆動されることにより発熱する。第２の電源８２の出力は、交流又は直流の出力である。即ち、第２の電源８２の出力は、交流出力及び直流出力の何れであってもよい。一実施形態では、複数の第１のヒータ２６ｂは、第１の電源からの交流出力により交流駆動され、複数の第２のヒータ２６ｃは、第２の電源からの直流出力により直流駆動される。複数の第１のヒータ２６ｂ及び複数の第２のヒータ２６ｃの駆動のために、ステージ１６は、第１のヒータコントローラ７１及び第２のヒータコントローラ７２を有している。以下、図２及び図３と共に、図６及び図７を参照する。図６は、図２に示すステージのチャック本体の裏面における端子のレイアウトの例を示す平面図である。図７は、図２に示すステージの制御に関連する構成を示す図である。
【００５０】
複数の第１のヒータ２６ｂのそれぞれには、複数の第１の給電線７３が電気的に接続されている。複数の第１のヒータ２６ｂの各々には、一対の第１の給電線７３が接続されている。複数の第２のヒータ２６ｃのそれぞれには、複数の第２の給電線７４が電気的に接続されている。複数の第２のヒータ２６ｃの各々には、一対の第２の給電線７４が接続されている。一実施形態において、複数の第２の給電線７４は、複数のフレキシブルプリント回路基板によって提供され得る。複数のフレキシブルプリント回路基板の各々は、複数の第２の給電線７４のうち対応の幾つかの第２の給電線７４を提供している。一実施形態において、第１のヒータコントローラ７１、複数の第１の給電線７３、第２のヒータコントローラ７２、及び、複数の第２の給電線７４は、収容空間１８ｓ内に設けられている。
【００５１】
図６に示すように、チャック本体２６の裏面には、複数の端子２６ｅ及び複数の端子２６ｆが設けられている。複数の端子２６ｅには、複数の第１の給電線７３がそれぞれ接続されている。複数の端子２６ｅは、チャック本体２６内の内部配線を介して、複数の第１のヒータ２６ｂに接続されている。複数の端子２６ｆには、複数の第２の給電線７４が接続されている。複数の第２の給電線７４が複数のフレキシブルプリント回路基板によって提供されている場合には、複数の端子２６ｆは、複数の端子群にグループ化されている。複数の端子２６ｆは、チャック本体２６内の内部配線を介して、複数の第２のヒータ２６ｃに接続されている。一実施形態において、複数の端子２６ｅ及び複数の端子２６ｆは、外周領域２６０ｂ内に設けられている。一実施形態において、複数の端子２６ｅ及び複数の端子２６ｆ（又は複数の端子群）は、外周領域２６０ｂの全周にわたって周方向に分散されている。
【００５２】
複数の第１の給電線７３は、第１のヒータコントローラ７１に接続されている。第１のヒータコントローラ７１は、第１の電源８０に接続されている。第１のヒータコントローラ７１は、第１の電源８０からの出力により複数の第１のヒータ２６ｂを駆動するよう構成されている。一実施形態では、第１のヒータコントローラ７１は、第１の電源８０からの出力を分配することにより生成した複数の第１の出力により複数の第１のヒータ２６ｂをそれぞれ駆動するように構成されている。複数の第１のヒータ２６ｂを駆動するために、第１のヒータコントローラ７１は、複数の第１の給電線７３を介して、複数の第１のヒータ２６ｂに複数の複数の第１の出力をそれぞれ供給する。第１のヒータコントローラ７１は、複数の第１のヒータ２６ｂにそれぞれ供給される複数の第１の出力の電力量を個別に調整するように構成されている。一実施形態では、第１の電源８０からの出力は交流出力であり、第１のヒータコントローラ７１は、各々が交流出力である複数の第１の出力により、複数の第１のヒータ２６ｂを交流駆動するよう構成されている。
【００５３】
複数の第２の給電線７４は、第２のヒータコントローラ７２に接続されている。第２のヒータコントローラ７２は、第２の電源８２に接続されている。第２のヒータコントローラ７２は、第２の電源８２からの出力により複数の第２のヒータ２６ｃを駆動するよう構成されている。一実施形態では、第２のヒータコントローラ７２は、第２の電源８２からの出力を分配することにより生成した複数の第２の出力により複数の第２のヒータ２６ｃをそれぞれ駆動するように構成されている。複数の第２のヒータ２６ｃを駆動する電力は複数の第１のヒータ２６ｂを駆動する電力よりも低い。複数の第２のヒータ２６ｃを駆動するために、第２のヒータコントローラ７２は、複数の第２の給電線７４を介して、複数の第２のヒータ２６ｃに複数の第２の出力をそれぞれ供給する。第２のヒータコントローラ７２は、複数の第２のヒータ２６ｃにそれぞれ供給される複数の第２の出力の電力量を個別に調整するように構成されている。
【００５４】
一実施形態では、第２の電源８２からの出力は直流出力であり、第２のヒータコントローラ７２は、各々が直流出力である複数の第２の出力により、複数の第２のヒータ２６ｃを直流駆動するよう構成されている。第１の電源８０が交流電源であり、第２の電源８２が直流電源である場合には、第２の電源８２は、図示されるように、第１の電源８０に接続される。この場合に、第２の電源８２は、第１の電源８０からの交流出力を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータであり、例えば、スイッチング電源である。
【００５５】
図７に示すように、第１のヒータコントローラ７１内には、複数の配線７１ｆ及び複数の配線７１ｒが設けられている。複数の配線７１ｆの各々の一端は、複数の第１の給電線７３のうち対応の第１の給電線７３を介して、複数の第１のヒータ２６ｂのうち対応の第１のヒータ２６ｂに接続されている。複数の配線７１ｒの各々の一端は、複数の第１の給電線７３のうち対応の第１の給電線７３を介して、複数の第１のヒータ２６ｂのうち対応の第１のヒータ２６ｂに接続されている。
【００５６】
複数の配線７１ｆの各々の他端は、フィルタＦ１１（第１のフィルタ）を介して第１の電源８０に接続されている。具体的には、複数の配線７１ｆの他端は、図２に示す端子ＥＴ１１に接続しており、当該端子ＥＴ１１は、フィルタユニットＦＵの端子ＦＴ１１に接続している。フィルタユニットＦＵは、フィルタＦ１１、フィルタＦ１２（第１のフィルタ）、フィルタＦ２１（第２のフィルタ）、及び、フィルタＦ２２（第２のフィルタ）を有している。フィルタＦ１１、フィルタＦ１２、フィルタＦ２１、及び、フィルタＦ２２を含むフィルタユニットＦＵは、上述した収容空間１８ｓに対して給電部１８の外側に設けられている。
【００５７】
端子ＦＴ１１は、フィルタＦ１１に接続されている。フィルタＦ１１は、第１の電源８０への高周波の流入を抑制する。フィルタＦ１１は、例えばＬＣフィルタである。フィルタＦ１１のコイルの一端には、端子ＦＴ１１が接続されている。フィルタＦ１１のコイルは、第１の電源８０と第１のヒータコントローラ７１との間の給電線を部分的に構成している。フィルタＦ１１のコイルの他端は、当該フィルタＦ１１のコンデンサを介してグランドに接続されている。
【００５８】
複数の配線７１ｒの各々の他端は、フィルタＦ１２を介して第１の電源８０に接続されている。具体的には、複数の配線７１ｒの他端は、図２に示す端子ＥＴ１２に接続しており、当該端子ＥＴ１２は、フィルタユニットＦＵの端子ＦＴ１２に接続している。端子ＦＴ１２は、フィルタＦ１２に接続されている。フィルタＦ１２は、第１の電源８０への高周波の流入を抑制する。フィルタＦ１２は、例えばＬＣフィルタである。フィルタＦ１２のコイルの一端には、端子ＦＴ１２が接続されている。フィルタＦ１２のコイルは、第１の電源８０と第１のヒータコントローラ７１との間の配線を部分的に構成している。フィルタＦ１２のコイルの他端は、当該フィルタＦ１２のコンデンサを介してグランドに接続されている。
【００５９】
図７に示すように、第２のヒータコントローラ７２内には、複数の配線７２ｐ及び複数の配線７２ｇが設けられている。複数の配線７２ｐの各々の一端は、複数の第２の給電線７４のうち対応の第２の給電線７４を介して、複数の第２のヒータ２６ｃのうち対応の第２のヒータ２６ｃに接続されている。複数の配線７２ｇの各々の一端は、複数の第２の給電線７４のうち対応の第２の給電線７４を介して、複数の第２のヒータ２６ｃのうち対応の第２のヒータ２６ｃに接続されている。
【００６０】
複数の配線７２ｐの各々の他端は、フィルタＦ２１を介して第２の電源８２に接続されている。具体的には、複数の配線７２ｐの他端は、図２に示す端子ＥＴ２１に接続しており、当該端子ＥＴ２１は、フィルタユニットＦＵの端子ＦＴ２１に接続している。端子ＦＴ２１は、フィルタＦ２１に接続されている。フィルタＦ２１は、第２の電源８２への高周波の流入を抑制する。フィルタＦ２１は、例えばＬＣフィルタである。フィルタＦ２１のコイルの一端には、端子ＦＴ２１が接続されている。フィルタＦ２１のコイルは、第２の電源８２と第２のヒータコントローラ７２との間の給電線を部分的に構成している。フィルタＦ２１のコイルの他端は、当該フィルタＦ２１のコンデンサを介してグランドに接続されている。
【００６１】
複数の配線７２ｇの各々の他端は、フィルタＦ２２を介して第２の電源８２に接続されている。具体的には、複数の配線７２ｇの他端は、別の端子に接続しており、当該別の端子は、フィルタユニットＦＵの別の端子に接続している。フィルタユニットＦＵの当該別の端子は、フィルタＦ２２に接続されている。フィルタＦ２２は、第２の電源８２への高周波の流入を抑制するためのフィルタである。フィルタＦ２２は、例えばＬＣフィルタである。フィルタＦ２２のコイルの一端には、フィルタユニットＦＵの当該別の端子が接続されている。フィルタＦ２２のコイルは、第２の電源８２のグランドと第２のヒータコントローラ７２との間の配線を部分的に構成している。フィルタＦ２２のコイルの他端は、当該フィルタＦ２２のコンデンサを介してグランドに接続されている。
【００６２】
図７に示すように、第１のヒータコントローラ７１は、制御回路７１ｃ及び複数のスイッチング素子ＳＷＡを有している。複数のスイッチング素子ＳＷＡは、複数の配線７１ｆ上にそれぞれ設けられている。複数のスイッチング素子ＳＷＡの各々は、半導体スイッチング素子であることができ、例えばトライアックであり得る。第１のヒータコントローラ７１は、第１の電源８０からの出力（例えばＡＣ２００Ｖの交流出力）を受けて、複数の第１のヒータ２６ｂのそれぞれに対する複数の第１の出力（例えばＡＣ２００Ｖの交流出力）を生成する。第１のヒータコントローラ７１では、複数のスイッチング素子ＳＷＡの状態が導通状態と遮断状態の間で切り替えられることにより、複数の第１のヒータ２６ｂのそれぞれに対する複数の第１の出力の供給と供給停止とが切り替えられる。複数のスイッチング素子ＳＷＡの状態は、制御回路７１ｃにより設定される。制御回路７１ｃは、例えばＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）、又は、専用回路から構成され得る。
【００６３】
図３及び図７に示すように、ステージ１６には、複数の温度センサＴＳが設けられている。複数の温度センサＴＳは、チャック本体２６の複数のゾーンＺ１のそれぞれの温度を測定するよう、ステージ１６に取り付けられている。例えば、複数の温度センサＴＳは、複数のゾーンＺ１のそれぞれの温度をチャック本体２６の裏面から測定する。複数の温度センサＴＳの各々は、例えば蛍光式温度センサである。複数の温度センサＴＳはセンサ回路ＴＣに接続されている。複数の温度センサＴＳそれぞれの出力は、センサ回路ＴＣにおいてデジタルの電気信号、即ち、複数のゾーンＺ１のそれぞれの温度の測定値に変換される。複数のゾーンＺ１のそれぞれの温度の測定値は、上位コントローラＵＣに与えられる。
【００６４】
第２のヒータコントローラ７２は、内部コントローラ７２ｆ、制御回路７２ｃ、及び、複数のスイッチング素子ＳＷＤを有している。複数のスイッチング素子ＳＷＤは、複数の配線７２ｐ上にそれぞれ設けられている。複数のスイッチング素子ＳＷＤの各々は、半導体スイッチング素子であることができ、例えばフォトＭＯＳリレーであり得る。第２のヒータコントローラ７２は、第２の電源８２から出力（例えば、ＤＣ１５Ｖの直流出力）を受けて、複数の第２のヒータ２６ｃのそれぞれに対する複数の第２の出力を生成する。第２のヒータコントローラ７２では、複数のスイッチング素子ＳＷＤの状態が導通状態と遮断状態の間で切り替えられることにより、複数の第２のヒータ２６ｃのそれぞれに対する複数の第２の出力の供給と供給停止とが切り替えられる。複数のスイッチング素子ＳＷＤの状態は、制御回路７２ｃにより設定される。制御回路７２ｃは、例えばＦＰＧＡ、又は、専用回路から構成され得る。
【００６５】
複数の配線７２ｐ上には、複数の抵抗素子７２ｒがそれぞれ設けられている。第２のヒータコントローラ７２は、複数の測定器７２ｍを更に有している。複数の測定器７２ｍは、複数の抵抗素子７２ｒの両端間の電圧をそれぞれ測定し、複数の配線７２ｐを流れる電流をそれぞれ測定する。複数の測定器７２ｍによって取得された電圧の測定値及び電流の測定値は、制御回路７２ｃ、内部コントローラ７２ｆ、及び、光ブリッジＯＢを介して上位コントローラＵＣに与えられる。
【００６６】
第２のヒータコントローラ７２の内部コントローラ７２ｆは、光ブリッジＯＢを介して上位コントローラＵＣに接続されている。内部コントローラ７２ｆは、例えばＣＰＵといったプロセッサ又はＦＰＧＡから構成され得る。内部コントローラ７２ｆは、光ブリッジＯＢを介して上位コントローラＵＣと通信し、制御回路７１ｃ及び制御回路７２ｃに制御信号を送出する。上位コントローラＵＣは、ＣＰＵといったプロセッサ、及び、メモリといった記憶装置を備えるマイクロコンピュータから構成され得る。プラズマ処理装置１０では、主制御部ＭＣから上位コントローラＵＣに基板Ｗの面内温度分布の設定データが与えられる。
【００６７】
上位コントローラＵＣは、基板Ｗの面内温度分布の設定データから、複数のゾーンＺ１それぞれの目標温度、及び、複数の第２の出力それぞれの所定時間当りの電力量の目標値を決定する。上位コントローラＵＣは、複数のゾーンＺ１それぞれの目標温度に応じた電力量（所定時間当りの電力量）の複数の第１の出力が複数の第１のヒータ２６ｂにそれぞれ供給されるよう、光ブリッジＯＢ及び内部コントローラ７２ｆを介して、制御回路７１ｃを制御する。制御回路７１ｃは、上位コントローラＵＣ及び内部コントローラ７２ｆによる制御に応答して、複数の第１のヒータ２６ｂにそれぞれ供給される複数の第１の出力の電力量を制御する。
【００６８】
上位コントローラＵＣは、複数の温度センサＴＳ及びセンサ回路ＴＣによって取得される複数のゾーンＺ１のそれぞれの温度の測定値と複数のゾーンＺ１のそれぞれの目標温度との間の誤差を減少させるよう、複数の第１のヒータ２６ｂにそれぞれ供給される複数の第１の出力の電力量のフィードバック制御を実行する。複数の第１のヒータ２６ｂにそれぞれ供給される複数の第１の出力の電力量のフィードバック制御は、例えばＰＩＤ制御である。なお、上位コントローラＵＣは、複数の第１のヒータ２６ｂにそれぞれ供給される複数の第１の出力の電力量のフィードバック制御において、複数のゾーンＺ１のそれぞれの温度の測定値の時系列から求められる複数のゾーンＺ１のそれぞれの温度の移動平均値と複数のゾーンＺ１のそれぞれの目標温度との間の誤差を求めてもよい。
【００６９】
一実施形態では、第１のヒータコントローラ７１の複数の第１の出力の電力は実質的に同一であり且つ一定である。この実施形態において、第１のヒータコントローラ７１は、複数の第１のデューティー比を制御するように構成されている。複数の第１のデューティー比は、複数の第１の出力がそれぞれ複数の第１のヒータ２６ｂに供給される供給時間長の所定時間長（例えば１００ミリ秒）中の比率である。上位コントローラＵＣは、複数の第１のデューティー比を、光ブリッジＯＢ及び内部コントローラ７２ｆを介して、制御回路７１ｃに指定する。制御回路７１ｃは、指定された複数の第１のデューティー比に応じて、所定時間内での複数のスイッチング素子ＳＷＡそれぞれの状態（導通状態と遮断状態）を切り替える。これにより、複数の第１のヒータ２６ｂのそれぞれに対する複数の第１の出力の供給と供給停止とが交互に切り替えられる。
【００７０】
上位コントローラＵＣは、複数の温度センサＴＳ及びセンサ回路ＴＣによって取得される複数のゾーンＺ１のそれぞれの温度の測定値と複数のゾーンＺ１のそれぞれの目標温度との間の誤差を減少させるよう、複数の第１のデューティー比を調整する。即ち、上位コントローラＵＣは、複数の第１のデューティー比のフィードバック制御を実行する。複数の第１のデューティー比のフィードバック制御は、例えばＰＩＤ制御である。なお、上位コントローラＵＣは、複数の第１のデューティー比のフィードバック制御において、複数のゾーンＺ１のそれぞれの温度の測定値の時系列から求められる複数のゾーンＺ１のそれぞれの温度の移動平均値と複数のゾーンＺ１のそれぞれの目標温度との間の誤差を求めてもよい。
【００７１】
上位コントローラＵＣは、基板Ｗの面内温度分布の設定データに基づいて決定した所定時間当りの電力量の目標値に応じた複数の第２の出力が複数の第２のヒータ２６ｃにそれぞれ供給されるよう、光ブリッジＯＢ及び内部コントローラ７２ｆを介して、制御回路７２ｃを制御する。制御回路７２ｃは、上位コントローラＵＣ及び内部コントローラ７２ｆによる制御に応答して、複数の第２のヒータ２６ｃにそれぞれ供給される複数の第２の出力の電力量（所定時間当りの電力量）を制御する。
【００７２】
上位コントローラＵＣは、複数の電力の測定値に基づいて、複数の第２の出力の電力量のフィードバック制御を実行する。複数の第２の出力の電力量のフィードバック制御は、例えばＰＩＤ制御である。複数の電力の測定値の各々は、複数の測定器７２ｍのうち対応の測定器７２ｍによって取得された電圧の測定値と電流の測定器の積である。なお、複数の第２の出力の各々が交流出力である場合には、複数の電力の測定値の各々は、複数の測定器７２ｍのうち対応の測定器７２ｍによって取得された電圧の測定値と電流の測定器の積から求められる実効値であり得る。別の実施形態において、複数の第２の出力の電力量の各々は、複数の測定器７２ｍのうち対応の測定器７２ｍによって取得された電圧の測定値と電流の測定器の積の時系列の移動平均値に基づいて制御されてもよい。なお、複数の第２の出力の各々が交流出力である場合には、複数の電力の測定値の各々は、複数の測定器７２ｍのうち対応の測定器７２ｍによって取得された電圧の測定値と電流の測定器の積から求められる実効値の時系列の移動平均値であり得る。
【００７３】
一実施形態では、第２のヒータコントローラ７２の複数の第２の出力の電力は実質的に同一且つ一定である。この実施形態において、第２のヒータコントローラ７２は、複数の第２のデューティー比を制御するように構成されている。複数の第２のデューティー比は、複数の第２の出力がそれぞれ複数の第２のヒータ２６ｃに供給される供給時間長の所定時間長（例えば１００ミリ秒）中の比率である。上位コントローラＵＣは、複数の第２のデューティー比を、光ブリッジＯＢ及び内部コントローラ７２ｆを介して、制御回路７１ｃに指定する。制御回路７２ｃは、指定された複数の第２のデューティー比に応じて、所定時間内での複数のスイッチング素子ＳＷＤそれぞれの状態（導通状態と遮断状態）を切り替える。これにより、複数の第２のヒータ２６ｃのそれぞれに対する複数の第２の出力の供給と供給停止とが交互に切り替えられる。
【００７４】
上位コントローラＵＣは、複数の第２の出力の各々の電力の測定値と複数の第２のデューティー比のうち対応の第２のデューティー比との積と電力量の目標値との間の誤差を減少させるように、複数の第２のデューティー比を調整する。即ち、上位コントローラＵＣは、複数の第２のデューティー比のフィードバック制御を実行する。複数の第２のデューティー比のフィードバック制御は、例えばＰＩＤ制御である。なお、上位コントローラは、複数の第２のデューティー比のフィードバック制御において、複数の第２の出力の各々の電力の測定値と対応の第２のデューティー比との積の時系列の移動平均値と目標値との誤差を求めてもよい。
【００７５】
上述したように、上位コントローラＵＣは、基板Ｗの面内温度分布の設定データから、複数の第２の出力それぞれの所定時間当りの電力量の目標値を決定する。具体的に、上位コントローラＵＣは、基板Ｗの面内温度分布の設定データから、複数の第２のヒータ２６ｃそれぞれによる目標温度上昇量を決定し、当該目標温度上昇量から、複数の第２のヒータ２６ｃそれぞれに供給される第２の出力の所定時間当りの電力量の目標値を決定する。このために、上位コントローラＵＣは、複数の第２のヒータ２６ｃそれぞれによる温度上昇量を、複数の第２のヒータ２６ｃそれぞれに供給される第２の出力の所定時間当りの電力量に変換する関数を予め保持している。以下、図８を参照し、複数の第２のヒータ２６ｃそれぞれによる温度上昇量を、複数の第２のヒータ２６ｃそれぞれに供給される第２の出力の所定時間当りの電力量に変換する関数を求める手法について説明する。
【００７６】
この関数を求める際には、複数の第２のヒータ２６ｃのうち、それらの下方に温度センサＴＳ（以下、「特定の温度センサＴＳ」という）が配置されている特定の第２のヒータ２６ｃに第２の出力が与えられる。なお、特定の第２のヒータ２６ｃの個数は、図８に示す例では三つである。そして、当該特定の第２のヒータ２６ｃの上方のチャック本体２６の上面内の特定の領域の赤外線エネルギーが、赤外線カメラＩＲＣによって取得される。なお、当該特定の領域の個数は、特定の第２のヒータ２６ｃの個数と同数である。赤外線カメラＩＲＣによって取得された特定の領域の赤外線エネルギーの測定値は、コンピュータＰＣに入力される。コンピュータＰＣには、特定の温度センサＴＳからの温度の測定値も入力される。そして、コンピュータＰＣにおいて、特定の温度センサＴＳからの温度の測定値と赤外線カメラＩＲＣからの特定の領域の赤外線エネルギーの測定値から、赤外線エネルギーの測定値を温度に変換する変換係数が作成される。
【００７７】
変換係数が作成された後、特定の第２のヒータ２６ｃに第２の出力が与えられる。そして、特定の領域の赤外線エネルギーが赤外線カメラＩＲＣによって測定される。赤外線カメラＩＲＣによって取得された特定の領域の赤外線エネルギーの測定値は、コンピュータＰＣに入力される。そして、コンピュータＰＣにおいて、変換係数を用いて、特定の領域の赤外線エネルギーの測定値から当該特定の領域の温度が計算される。かかる処理が、上述した第２のデューティー比を変更することによって第２の出力の所定時間当りの電力量を変更しつつ、繰り返される。そして、計算された特定の領域の温度から得られる温度上昇量と、与えられた第２の出力の所定時間当りの電力量との関係から、特定の第２のヒータ２６ｃの各々に関して、温度上昇量を第２の出力の所定時間当りの電力量に変換する関数が求められる。
【００７８】
上位コントローラＵＣは、目標温度上昇量に対応する第２の出力の所定時間当りの電力量を、求められた対応の関数を用いて特定することにより、複数の第２のヒータ２６ｃそれぞれに供給される第２の出力の所定時間当りの電力量の目標値を決定する。なお、特定の第２のヒータ２６ｃのうち任意の一つの第２のヒータ２６ｃと同一のゾーンＺ１に内包される他の第２のヒータ２６ｃに供給される第２の出力の所定時間当りの電力量の目標値を決定する際には、当該任意の一つの第２のヒータ２６ｃを用いて求められた関数が用いられる。
【００７９】
上述したステージ１６では、第１のヒータ２６ｂの個数が、第２のヒータ２６ｃの個数よりも小数である。即ち、第１のヒータ２６ｂの個数が比較的少ない。したがって、複数の第１のヒータ２６ｂ用の給電線の個数が少なくなり、各給電線の定格電流が大きくなる。故に、複数の第１のヒータ２６ｂの各々に供給される第１の出力の設定可能な電力のレンジが広くなり、設定可能な温度のレンジが広くなる。また、比較的多数の第２のヒータ２６ｃの各々は、比較的小さい電力を有する第２の出力により駆動可能である。したがって、複数の第２のヒータ２６ｃの各々が設定可能な温度のレンジは狭いが、複数の第２のヒータ２６ｃは基板Ｗｎｏ面内温度分布を微細に制御可能である。ステージ１６はかかる複数の第１のヒータ２６ｂ及び複数の第２のヒータ２６ｃを有するので、当該ステージ１６が設定可能な温度のレンジは広く、また、当該ステージ１６は基板Ｗの面内温度分布を微細に制御可能である。
【００８０】
一実施形態において、複数の第１のヒータ２６ｂは、中心軸線ＡＸに対して同軸に設けられている。複数の第２のヒータ２６ｃは、複数のゾーンＺ２内にそれぞれ設けられている。複数のゾーンＺ２は、中心軸線ＡＸに交差する中心のゾーン、及び、該中心のゾーンを囲み、且つ、中心軸線ＡＸに対して同軸の複数の領域内で周方向に並ぶ複数のゾーンにそれぞれ設けられている。この実施形態によれば、複数の第１のヒータ２６ｂにより、基板Ｗの径方向の温度分布が制御され、複数の第２のヒータ２６ｃにより、基板Ｗの径方向及び周方向の温度分布が制御される。
【００８１】
一実施形態において、複数の第２のヒータ２６ｃが、複数の第１のヒータ２６ｂよりも、チャック本体２６の上面、即ち、その上に基板Ｗが載置される面の近くに設けられている。したがって、基板Ｗの面内温度分布の制御性が更に高められる。
【００８２】
一実施形態では、複数の第１の給電線７３、第１のヒータコントローラ７１、複数の第２の給電線７４、及び、第２のヒータコントローラ７２は、収容空間１８ｓ内に配置されている。この実施形態によれば、高周波の伝送路によって囲まれた収容空間１８ｓ内において複数の第１のヒータ２６ｂに出力が分配されるので、ステージ１６から第１の電源８０に高周波が流入することを抑制するためのフィルタの個数を削減することができる。また、収容空間１８ｓ内において複数の第２のヒータ２６ｃに出力が分配されるので、ステージ１６から第２の電源８２に高周波が流入することを抑制するためのフィルタの個数を削減することができる。したがって、フィルタのインピーダンス特性の低下が抑制され、且つ、高周波の損失が抑制される。
【００８３】
一実施形態では、複数の第１のヒータ２６ｂをそれぞれ駆動する複数の第１の出力の電力量が第１のデューティー比によって調整され、複数の第２のヒータ２６ｃをそれぞれ駆動する複数の第２の出力の電力量が第２のデューティー比によって調整される。この実施形態によれば、多数の電力制御回路（例えばＤＣ／ＤＣコンバータ）を第２のヒータコントローラ７２に搭載することなく、複数の第２のヒータ２６ｃをそれぞれ駆動する複数の第２の出力の電力量を調整することが可能となる。
【００８４】
一実施形態では、複数の第２のヒータ２６ｃに供給される複数の第２の出力が、複数の第２のヒータ２６ｃがそれぞれ配置されているゾーンＺ２のそれぞれの温度の測定値に基づいて制御されるのではなく、上述の電力の測定値と第２のデューティー比との積又は移動平均値に基づいて、制御される。したがって、ステージ１６に備えられる温度センサの個数が少なくなる。
【００８５】
一実施形態では、複数の端子２６ｅ及び複数の端子２６ｆが、基板搭載領域２６０ａに設けられておらず、外周領域２６０ｂに設けられている。したがって、基板Ｗの温度制御に対する複数の端子２６ｅ及び複数の端子２６ｆによる影響が抑制される。
【００８６】
以上、種々の実施形態について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。上述した種々の実施形態のうち何れかのステージを備えるプラズマ処理装置は、誘導結合型のプラズマ処理装置、マイクロ波といった表面波を用いてプラズマを生成するプラズマ処理装置といった、任意のプラズマ処理装置であってもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１０…プラズマ処理装置、１２…チャンバ本体、１２ｃ…チャンバ、１６…ステージ、１８…給電部、１８ｓ…収容空間、２０…静電チャック、２２…基台、２２ｆ…流路、２６…チャック本体、２６ａ…電極、２６ｂ…第１のヒータ、２６ｃ…第２のヒータ、２６ｅ，２６ｆ…端子、６２…第１の高周波電源、６４…第２の高周波電源、７１…第１のヒータコントローラ、７２…第２のヒータコントローラ、７２ｍ…測定器、７３…第１の給電線、７４…第２の給電線、８０…第１の電源、８２…第２の電源、２６０…セラミック本体、２６０ａ…基板搭載領域、２６０ｂ…外周領域、ＡＸ…中心軸線、Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ２１，Ｆ２２…フィルタ、ＭＣ…主制御部、ＴＳ…温度センサ、ＴＵ…チラーユニット、ＵＣ…上位コントローラ。
【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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