(57)【要約】【課題】シャワーヘッドの天板の温度を精度良く制御する。【解決手段】プラズマ処理装置は、処理容器内へ処理ガスを噴出する複数のガス孔が形成された天板と、処理ガスを複数のガス孔に供給するための空間が形成されたベース部材とを有するシャワーヘッドと、シャワーヘッドに設けられた温調機構と、処理ガスのプラズマの生成に関するパラメータとベース部材の空間の圧力との組合せを取得する取得部と、パラメータとベース部材の空間の圧力との組合せに対する天板の温度を示す温度情報を参照して、取得されたパラメータとベース部材の空間の圧力との組合せに対応する天板の温度を推定する推定部と、プラズマ処理を行う際に、推定された天板の温度が目標温度となるように温調機構を制御する温度制御部と、を有する。【選択図】図２
2019212852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が載置される載置台に対向して配置され、処理容器内へ処理ガスを噴出する複数のガス孔が形成された天板と、前記天板を支持し、前記処理ガスを前記複数のガス孔に供給するための空間が形成されたベース部材とを有するシャワーヘッドと、
前記シャワーヘッドに設けられた温調機構と、
前記シャワーヘッドから前記基板に向けて噴出される前記処理ガスのプラズマの生成に関するパラメータと前記ベース部材の前記空間の圧力との組合せを取得する取得部と、
前記パラメータと前記ベース部材の前記空間の圧力との組合せに対する前記天板の温度を示す温度情報を参照して、前記取得された前記パラメータと前記ベース部材の前記空間の圧力との組合せに対応する前記天板の温度を推定する推定部と、
前記基板に対してプラズマ処理を行う際に、前記推定された前記天板の温度が目標温度となるように前記温調機構を制御する温度制御部と、
を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記基板に対して複数のプラズマ処理が連続的に行われ、
前記温度情報は、前記複数のプラズマ処理に適用される、前記パラメータと前記ベース部材の前記空間の圧力との組合せ毎に、作成され、
前記取得部は、各前記プラズマ処理が開始される前に、各前記プラズマ処理に適用される、前記パラメータと前記ベース部材の前記空間の圧力との組合せを取得し、
前記推定部は、各前記プラズマ処理が開始される前に、各前記プラズマ処理に応じた前記温度情報を参照して、前記取得された前記パラメータと前記ベース部材の前記空間の圧力との組合せに対応する前記天板の温度を推定し、
前記温度制御部は、前記基板に対して各前記プラズマ処理を行う際に、前記推定された前記天板の温度が前記目標温度となるように前記温調機構を制御する
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】
前記ベース部材の前記空間は、複数の分割空間に分割されており、
前記温調機構は、前記シャワーヘッドにおいて前記複数の分割空間にそれぞれ対応する複数の位置に設けられ、
前記温度情報は、前記分割空間毎に、作成され、
前記取得部は、各前記分割空間に関して、前記パラメータと前記ベース部材の各前記分割空間の圧力との組合せを取得し、
前記推定部は、各前記分割空間に関して、各前記分割空間に応じた前記温度情報を参照して、前記取得された前記パラメータと前記ベース部材の各前記分割空間の圧力との組合せに対応する前記天板の温度を推定し、
前記温度制御部は、前記基板に対してプラズマ処理を行う際に、各前記分割空間に関して、前記推定された前記天板の温度が前記目標温度となるように前記温調機構をそれぞれ制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
基板が載置される載置台に対向して配置され、処理容器内へ処理ガスを噴出する複数のガス孔が形成された天板と、前記天板を支持し、前記処理ガスを前記複数のガス孔に供給するための空間が形成されたベース部材とを有し、温調機構が設けられたシャワーヘッドから前記基板に向けて噴出される前記処理ガスのプラズマの生成に関するパラメータと前記ベース部材の前記空間の圧力との組合せを取得し、
前記パラメータと前記ベース部材の前記空間の圧力との組合せに対する前記天板の温度を示す温度情報を参照して、前記取得された前記パラメータと前記ベース部材の前記空間の圧力との組合せに対応する前記天板の温度を推定し、
前記基板に対してプラズマ処理を行う際に、前記推定された前記天板の温度が目標温度となるように前記温調機構を制御する
ことを特徴とする温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、プラズマ処理装置及び温度制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、処理容器内に配置された基板に対して処理ガスを供給してエッチング処理等のプラズマ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、基板と対向するように配置されたシャワーヘッドから処理ガスを噴出させ、高周波（ＲＦ：Radio  Frequency）電力を印加して処理ガスのプラズマを生成することによって、プラズマ処理を行う。シャワーヘッドは、例えば、基板に対向して配置され、処理ガスを噴出する複数のガス孔が形成された天板と、天板を支持し、ガス拡散空間が形成されたベース部材とを有する。
【０００３】
このようなプラズマ処理装置では、基板に対して均一にプラズマ処理を行うために、シャワーヘッドの天板に付着する堆積物の付着量を制御することが求められる。このため、シャワーヘッドの天板の温度を一定に保ち、堆積物の付着量を調整する技術が知られている。例えば、特許文献１には、シャワーヘッドのベース部材に冷媒流路を設けて天板の温度制御を行う構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２１６２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、シャワーヘッドの天板の温度を精度良く制御す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】
【０００６】
本開示の一態様によるプラズマ処理装置は、基板が載置される載置台に対向して配置され、処理容器内へ処理ガスを噴出する複数のガス孔が形成された天板と、前記天板を支持し、前記処理ガスを前記複数のガス孔に供給するための空間が形成されたベース部材とを有するシャワーヘッドと、前記シャワーヘッドに設けられた温調機構と、前記シャワーヘッドから前記基板に向けて噴出される前記処理ガスのプラズマの生成に関するパラメータと前記ベース部材の前記空間の圧力との組合せを取得する取得部と、前記パラメータと前記ベース部材の前記空間の圧力との組合せに対する前記天板の温度を示す温度情報を参照して、前記取得された前記パラメータと前記ベース部材の前記空間の圧力との組合せに対応する前記天板の温度を推定する推定部と、前記基板に対してプラズマ処理を行う際に、前記推定された前記天板の温度が目標温度となるように前記温調機構を制御する温度制御部と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、シャワーヘッドの天板の温度を精度良く制御することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置を示す概略断面図である。
【図２】図２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の一例を示すブロック図である。
【図３】図３は、ＲＦ電力の値とベース部材のガス拡散空間の圧力との組合せに対する天板の温度の関係の一例を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る天板の温度の制御手法の一例を説明するための図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る温度制御方法の流れの一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、第２実施形態に係るプラズマ処理装置を示す概略断面図である。
【図７】図７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８】図８は、ＲＦ電力の値とベース部材の中央空間の圧力との組合せに対する天板の温度の関係の一例を示す図である。
【図９】図９は、ＲＦ電力の値とベース部材のエッジ空間の圧力との組合せに対する天板の温度の関係の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態に係る天板の温度の制御手法の一例を説明するための図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係る天板の温度の制御手法の一例を説明するための図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係る温度制御方法の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
従来から、処理容器内に配置された基板に対して処理ガスを供給してエッチング処理等のプラズマ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、基板と対向するように配置されたシャワーヘッドから処理ガスを噴出させ、ＲＦ電力を印加して処理ガスのプラズマを生成することによって、プラズマ処理を行う。シャワーヘッドは、例えば、基板に対向して配置され、処理ガスを噴出する複数のガス孔が形成された天板と、天板を支持し、ガス拡散空間が形成されたベース部材とを有する。
【００１１】
このようなプラズマ処理装置では、基板に対して均一にプラズマ処理を行うために、シャワーヘッドの天板に付着する堆積物の付着量を制御することが求められる。このため、シャワーヘッドの天板の温度を一定に保ち、堆積物の付着量を調整する技術が知られている。例えば、特許文献１には、シャワーヘッドのベース部材に冷媒流路を設けて天板の温度制御を行う構造が提案されている。
【００１２】
ところで、天板からベース部材に設けられた冷媒流路への抜熱量は、ベース部材と天板との間に存在するガス拡散空間の圧力や、プラズマから天板への入熱量の影響を受けて変化する。ガス拡散空間の圧力は、プラズマ処理に用いる処理ガスの流量に依存し、流量が多いほどガス拡散空間の圧力は高くなるが、プラズマ処理の特性のため、適正な流量を使用する必要がある。プラズマから天板への入熱量は、プラズマの生成に関するパラメータ、例えばＲＦ電力に依存するが、プラズマ処理の特性のため、適正なＲＦ電力を使用する必要がある。このため、特許文献１に記載された構造では、基板に対するプラズマ処理を行う際、求められるプロセス特性によって適切な処理ガスの流量やプラズマの生成に関するパラメータが異なることもあり、天板の温度が目標温度から変化する場合がある。その結果、特許文献１に記載された構造では、天板の温度を精度良く制御することが困難となる。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置１を示す概略断面図である。プラズマ処理装置１は、基板に対して所定のプラズマ処理を行う装置である。プラズマ処理装置１は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる略円筒状のチャンバ（処理容器）１０を有している。この処理容器１０は保安接地されている。
【００１４】
処理容器１０の底部には、セラミックス等からなる絶縁板１２を介して円柱状のサセプタ支持台１４が配置され、このサセプタ支持台１４の上に例えばアルミニウムからなるサセプタ（載置台）１６が設けられている。サセプタ１６は下部電極を構成し、その上に被処理基板である半導体ウエハ（以下「ウエハ」と呼ぶ）Ｗが載置される。
【００１５】
サセプタ１６の上面には、ウエハＷを静電力で吸着保持する静電チャック１８が設けられている。この静電チャック１８は、導電膜からなる電極２０を一対の絶縁層または絶縁シートで挟んだ構造を有するものであり、電極２０には直流電源２２が電気的に接続されている。そして、直流電源２２からの直流電圧により生じたクーロン力等の静電力によりウエハＷが静電チャック１８に吸着保持される。
【００１６】
静電チャック１８（ウエハＷ）の周囲でサセプタ１６の上面には、エッチングの均一性を向上させるための、例えばシリコンからなる導電性のフォーカスリング（補正リング）２４が配置されている。サセプタ１６およびサセプタ支持台１４の側面には、例えば石英からなる円筒状の内壁部材２６が設けられている。
【００１７】
サセプタ支持台１４の内部には、例えば円周上に冷媒流路２８が設けられている。冷媒流路２８は、配管３０ａ，３０ｂを介して処理容器１０の外部に設けられたチラーユニットに接続され、所定温度の冷媒、例えばブラインが循環供給される。プラズマ処理装置１は、チラーユニットから冷媒流路２８へ供給する冷媒の温度又は流量を制御することにより、サセプタ１６の温度を制御可能な構成とされている。
【００１８】
さらに、図示しない伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスがガス供給ライン３２を介して静電チャック１８の上面とウエハＷの裏面との間に供給される。
【００１９】
下部電極であるサセプタ１６の上方には、サセプタ１６と平行に対向するように、上部電極としての機能を有するシャワーヘッド３４が設けられている。シャワーヘッド３４とサセプタ１６とは、一対の電極（上部電極及び下部電極）として機能する。シャワーヘッド３４とサセプタ１６との間の空間がプラズマ生成空間となる。
【００２０】
シャワーヘッド３４は、絶縁性遮蔽部材４２を介して、処理容器１０の上部に支持されている。シャワーヘッド３４は、サセプタ１６と対向するように配置された天板３６と、天板３６を支持するベース部材３８とを備えている。
【００２１】
天板３６は、サセプタ１６と対向するように配置され、処理容器１０内に処理ガスを噴出する複数のガス孔３７が形成されている。天板３６は、例えばシリコンやＳｉＣ等により形成されている。
【００２２】
ベース部材３８は、導電性材料、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウム等からなり、その下部に天板３６を着脱自在に支持できるように構成されている。
【００２３】
ベース部材３８の内部には、処理ガスを複数のガス孔３７に供給するためのガス拡散空間４０が形成されている。ベース部材３８の底部には、ガス拡散空間４０の下部に位置するように、複数のガス通流孔４１が形成されている。複数のガス通流孔４１は、複数のガス孔３７にそれぞれ連通されている。
【００２４】
ベース部材３８には、ガス拡散空間４０へ処理ガスを導入するためのガス導入口６２が形成されている。このガス導入口６２には、ガス供給管６４の一端が接続されている。ガス供給管６４の他端には、処理ガスを供給する処理ガス供給源６６が接続されている。ガス供給管６４には、上流側から順にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）６８、及び開閉バルブ７０が設けられている。そして、処理ガス供給源６６から、プラズマエッチング等のための処理ガスが、ガス供給管６４を介してガス拡散空間４０に供給され、ガス拡散空間４０から、ガス通流孔４１およびガス孔３７を介して、処理容器１０内にシャワー状に分散されて噴出される。
【００２５】
シャワーヘッド３４には、天板３６の温度を調整するための温調機構が設けられている。例えば、ベース部材３８の内部には、冷媒流路９２が形成されている。冷媒流路９２は、配管を介して処理容器１０の外部に設けられたチラーユニットに接続され、冷媒が循環供給される。すなわち、シャワーヘッド３４は、温調機構として、冷媒流路９２、配管及びチラーユニットを含む冷媒循環システムを構築している。チラーユニットは、後述の制御部１００からの制御信号を受け取ることで、冷媒流路９２へ供給される冷媒の温度又は流量を制御可能に構成されている。制御部１００は、チラーユニットから冷媒流路９２へ供給する冷媒の温度又は流量を制御することにより、天板３６の温度を制御する。
【００２６】
上部電極としてのシャワーヘッド３４には、図示しないローパスフィルタ（ＬＰＦ）、整合器４６、及び給電棒４４を介して、第１のＲＦ電源４８が電気的に接続されている。第１のＲＦ電源４８は、プラズマ生成用の電源であり、１３．５６ＭＨｚ以上の周波数、例えば６０ＭＨｚのＲＦ電力をシャワーヘッド３４に供給する。整合器４６は、第１のＲＦ電源４８の内部（または出力）インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させる整合器である。整合器４６は、処理容器１０内にプラズマが生成されている時に第１のＲＦ電源４８の出力インピーダンスと負荷インピーダンスが見かけ上一致するように機能する。整合器４６の出力端子は、給電棒４４の上端に接続されている。
【００２７】
一方、上記シャワーヘッド３４には、可変直流電源５０が電気的に接続されている。可変直流電源５０はバイポーラ電源であってもよい。具体的には、この可変直流電源５０は、上記整合器４６および給電棒４４を介してシャワーヘッド３４に接続されており、オン・オフスイッチ５２により給電のオン・オフが可能となっている。可変直流電源５０の極性および電流・電圧ならびにオン・オフスイッチ５２のオン・オフは、後述する制御部１００により制御されるようになっている。
【００２８】
また、処理容器１０の側壁からシャワーヘッド３４の高さ位置よりも上方に延びるように円筒状の接地導体１０ａが設けられている。この円筒状の接地導体１０ａの天壁部分は、筒状の絶縁部材４４ａにより給電棒４４から電気的に絶縁されている。
【００２９】
下部電極であるサセプタ１６には、整合器８８を介して第２のＲＦ電源９０が電気的に接続されている。第２のＲＦ電源９０は、イオン引き込み用（バイアス用）の電源であり、３００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数、例えば２ＭＨｚのＲＦ電力をサセプタ１６に供給する。整合器８８は、第２のＲＦ電源９０の内部（または出力）インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させる整合器である。整合器８８は、処理容器１０内にプラズマが生成されている時に第２のＲＦ電源９０の内部インピーダンスと負荷インピーダンスが見かけ上一致するように機能する。
【００３０】
処理容器１０の底部には排気口８０が設けられ、この排気口８０には、排気管８２を介して排気装置８４が接続されている。排気装置８４は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、処理容器１０内を所望の真空度まで減圧可能となっている。また、処理容器１０の側壁にはウエハＷの搬入出口８５が設けられており、この搬入出口８５は、ゲートバルブ８６により開閉可能となっている。また、処理容器１０の内壁に沿って処理容器１０にエッチング副生物（デポ）が付着することを防止するためのデポシールド１１が着脱自在に設けられている。また、デポシールド１１は、内壁部材２６の外周にも設けられている。処理容器１０の底部のチャンバ壁側のデポシールド１１と内壁部材２６側のデポシールド１１との間には排気プレート８３が設けられている。デポシールド１１および排気プレート８３としては、アルミニウム材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆したものを好適に用いることができる。
【００３１】
デポシールド１１のチャンバ内壁を構成する部分のウエハＷとほぼ同じ高さ部分には、グランドにＤＣ的に接続された導電性部材（ＧＮＤブロック）９１が設けられている。これにより、異常放電が防止される。
【００３２】
上記構成のプラズマ処理装置１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１の各部を制御する。
【００３３】
図２は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置１を制御する制御部１００の概略的な構成の一例を示すブロック図である。制御部１００は、プロセスコントローラ１１０と、ユーザインタフェース１２０と、記憶部１３０とを有する。
【００３４】
プロセスコントローラ１１０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）を備え、プラズマ処理装置１の各部を制御する。
【００３５】
ユーザインタフェース１２０は、工程管理者がプラズマ処理装置１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１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。
【００３６】
記憶部１３０には、プラズマ処理装置１で実行される各種処理をプロセスコントローラ１１０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。例えば、記憶部１３０には、温度情報１３１が格納されている。なお、制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、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）などに格納された状態のものを利用することも可能である。或いは、制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用することも可能である。
【００３７】
温度情報１３１は、シャワーヘッド３４からウエハＷに向けて噴出される処理ガスのプラズマの生成に関するパラメータとベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せに対する天板３６の温度の関係を示すデータである。例えば、ウエハＷに対して複数のプラズマ処理が連続的に行われる場合、温度情報１３１は、複数のプラズマ処理に適用される、プラズマの生成に関するパラメータとベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せ毎に、作成される。本実施形態では、プラズマの生成に関するパラメータは、第１のＲＦ電源４８からシャワーヘッド３４へ供給されるＲＦ電力（以下単に「ＲＦ電力」と呼ぶ）の値である。
【００３８】
図３は、ＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せに対する天板３６の温度の関係の一例を示す図である。図３は、例えば、ベース部材３８に設けられた冷媒流路９２へ供給される冷媒の温度及び流量が一定に保たれた状態で、ＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せを変えてプラズマ処理を行い、天板３６の温度を測定した結果である。なお、図３の測定では、ベース部材３８に設けられた冷媒流路９２へ供給される冷媒の温度及び流量が、それぞれ、３０（℃）及び２０（ｌ／ｍｉｎ）に保たれたものとする。
【００３９】
図３に示すように、天板３６の温度は、ＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せによって、変化する。図３に示した事象から、天板３６からベース部材３８に設けられた冷媒流路９２への抜熱量は、ベース部材３８と天板３６との間に存在するガス拡散空間４０の圧力や、プラズマから天板３６への入熱量の影響を受けて変化することが確認される。
【００４０】
そこで、例えば、実験等によって、ＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せに対する天板３６の温度の関係が予め求められる。例えば、ウエハＷに対して複数のプラズマ処理が連続的に行われる場合を想定する。この場合、複数のプラズマ処理に適用される、ＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せ毎に、ＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せに対する天板３６の温度の関係が予め求められる。そして、ＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せに対する天板３６の温度の関係が温度情報１３１に記憶される。温度情報１３１は、例えば、ＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せから天板３６の温度を算出する式の情報である。温度情報１３１は、ＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せに対して天板３６の温度を対応付けたテーブルであってもよい。
【００４１】
図２の説明に戻る。プロセスコントローラ１１０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１３０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１１０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１１０は、取得部１１１と、推定部１１２と、温度制御部１１３とを有する。
【００４２】
ところで、プラズマ処理装置１では、上述した通り、天板３６からベース部材３８に設けられた冷媒流路９２への抜熱量は、ベース部材３８と天板３６との間に存在するガス拡散空間４０の圧力や、プラズマから天板３６への入熱量の影響を受けて変化する。このため、プラズマ処理装置１では、ウエハＷに対するプラズマ処理を行う際に、天板３６の温度が目標温度から変化する可能性がある。その結果、プラズマ処理装置１では、天板３６の温度を精度良く制御することが困難となる可能性がある。
【００４３】
そこで、プラズマ処理装置１は、プラズマの生成に関するパラメータであるＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せに対する天板３６の温度の関係を用いて、天板３６の温度を調整するための温調機構を制御する。
【００４４】
取得部１１１は、プラズマの生成に関するパラメータであるＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せを取得する。例えば、取得部１１１は、記憶部１３０に格納された処理条件データ等のレシピから、ＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せを読み出して取得する。ベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力は、ガス拡散空間４０に供給される処理ガスの流量から所定の換算式を用いて換算された値であってもよい。例えば、ウエハＷに対して複数のプラズマ処理が連続的に行われる場合、取得部１１１は、各プラズマ処理が開始される前に、各プラズマ処理に適用される、ＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せを取得する。
【００４５】
推定部１１２は、温度情報１３１を参照して、取得部１１１により取得された、ＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せに対応する天板３６の温度を推定する。例えば、ウエハＷに対して複数のプラズマ処理が連続的に行われる場合、温度情報１３１は、複数のプラズマ処理に適用される、ＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せ毎に、作成される。この場合、推定部１１２は、各プラズマ処理が開始される前に、各プラズマ処理に応じた温度情報１３１を参照して、取得部１１１により取得された、ＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せに対応する天板３６の温度を推定する。
【００４６】
ここで、天板３６の温度の推定手法の一例を説明する。例えば、温度情報１３１に、図３に示したような、ＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せに対する天板３６の温度の関係が記憶されているものとする。また、取得部１１１により、ＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せとして、２０００（Ｗ）と２（Ｔｏｒｒ）との組合せが取得されたものとする。この場合、推定部１１２は、温度情報１３１を参照して、２０００（Ｗ）と２（Ｔｏｒｒ）との組合せに対応する天板３６の温度を「６０（℃）」と推定する。
【００４７】
温度制御部１１３は、サセプタ１６に載置されたウエハＷに対してプラズマ処理を行う際に、チラーユニットから冷媒流路９２に供給される冷媒の温度又は流量を制御して、推定部１１２により推定された天板３６の温度を目標温度に制御する。例えば、ウエハＷに対して複数のプラズマ処理が連続的に行われる場合を想定する。この場合、温度制御部１１３は、ウエハＷに対して各プラズマ処理を行う際に、チラーユニットから所定の温度及び流量の冷媒を冷媒流路９２に循環させて、推定部１１２により推定された天板３６の温度を目標温度に制御する。
【００４８】
これにより、プラズマ処理装置１では、ＲＦ電力の値やベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力の相違に起因して天板３６の温度が目標温度から変化する場合であっても、天板３６の温度を目標温度に保つことができる。その結果、プラズマ処理装置１では、天板３６の温度を精度良く制御することができる。
【００４９】
ここで、天板３６の温度の制御手法の一例を説明する。図４は、第１実施形態に係る天板３６の温度の制御手法の一例を説明するための図である。図４において、推定部１１２により推定された天板３６の温度が「６０（℃）」であり、天板３６の目標温度が「４０（℃）」であるものとする。この場合、温度制御部１１３は、推定された天板の温度「６０（℃）」と目標温度「４０（℃）」との差に基づいて、チラーユニットから冷媒流路９２に供給される冷媒の温度又は流量を制御する。例えば、温度制御部１１３は、図４に示すように、チラーユニットから冷媒流路９２に供給される冷媒の温度を「３０（℃）」から「１０（℃）」に低下させることにより、天板３６の温度を目標温度である「４０（℃）」に制御する。また、例えば、温度制御部１１３は、図４に示すように、チラーユニットから冷媒流路９２に供給される冷媒の流量を「２０（ｌ／ｍｉｎ）」から「３０（ｌ／ｍｉｎ）」に増加させることにより、天板３６の温度を目標温度である「４０（℃）」に制御する。
【００５０】
次に、第１実施形態に係るプラズマ処理装置１を用いた温度制御方法について説明する。図５は、第１実施形態に係る温度制御方法の流れの一例を示すフローチャートである。
【００５１】
図５に示すように、取得部１１１は、記憶部１３０に格納された処理条件データ等のレシピから、ＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せを取得する（ステップＳ１１）。
【００５２】
推定部１１２は、温度情報１３１を参照して、取得部１１１により取得された、ＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せに対応する天板３６の温度を推定する（ステップＳ１２）。
【００５３】
温度制御部１１３は、サセプタ１６に載置されたウエハＷに対してプラズマ処理を行う際に、推定された天板３６の温度と目標温度との差に基づいて、チラーユニットから冷媒流路９２に供給される冷媒の温度又は流量を制御する（ステップＳ１３）。
【００５４】
プラズマ処理装置１は、次のプラズマ処理がある場合（ステップＳ１４Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１１へ戻す。これにより、ステップＳ１１〜Ｓ１３が繰り返される。すなわち、取得部１１１は、次のプラズマ処理が開始される前に、次のプラズマ処理に適用される、ＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せを取得する。推定部１１２は、次のプラズマ処理が開始される前に、次のプラズマ処理に応じた温度情報１３１を参照して、取得部１１１により取得された、ＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せに対応する天板３６の温度を推定する。そして、温度制御部１１３は、ウエハＷに対して次のプラズマ処理を行う際に、推定された天板３６の温度と目標温度との差に基づいて、チラーユニットから冷媒流路９２に供給される冷媒の温度又は流量を制御する。
【００５５】
一方、プラズマ処理装置１は、次のプラズマ処理がない場合（ステップＳ１４Ｎｏ）、処理を終了する。
【００５６】
以上のように、第１実施形態に係るプラズマ処理装置１は、シャワーヘッド３４と、冷媒流路９２と、取得部１１１と、推定部１１２と、温度制御部１１３とを有する。シャワーヘッド３４は、ウエハＷが載置される載置台に対向して配置され、処理容器１０内へ処理ガスを噴出する複数のガス孔３７が形成された天板３６を有する。また、シャワーヘッド３４は、天板３６を支持し、処理ガスを複数のガス孔３７に供給するためのガス拡散空間４０が形成されたベース部材３８を有する。冷媒流路９２は、シャワーヘッド３４（ベース部材３８）に設けられている。取得部１１１は、シャワーヘッド３４からウエハＷに向けて噴出される処理ガスのプラズマの生成に関するパラメータであるＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せを取得する。推定部１１２は、ＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せに対する天板３６の温度を示す温度情報１３１を参照して、取得されたＲＦ電力の値とベース部材３８のガス拡散空間４０の圧力との組合せに対応する天板３６の温度を推定する。温度制御部１１３は、ウエハＷに対してプラズマ処理を行う際に、推定された天板３６の温度が目標温度となるように冷媒循環システムを制御する。これにより、プラズマ処理装置１は、天板３６の温度を精度良く制御することができる。
【００５７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。図６は、第２実施形態に係るプラズマ処理装置１を示す概略断面図である。第２実施形態に係るプラズマ処理装置１は、図１に示す第１実施形態に係るプラズマ処理装置１と略同様の構成であるため、同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
ベース部材３８の内部には、処理ガスを複数のガス孔３７に供給するためのガス拡散空間４０が形成されている。ガス拡散空間４０は、例えばＯリング等の環状隔壁部材４３により、ウエハＷの径方向に沿って中心側から中央空間４０ａ及びエッジ空間４０ｂに分割されている。このように、ガス拡散空間４０は、ウエハＷの径方向に沿って複数の分割空間（中央空間４０ａ及びエッジ空間４０ｂ）に分割されている。
【００５９】
ベース部材３８には、中央空間４０ａ及びエッジ空間４０ｂへ処理ガスを導入するための２つのガス導入口６２ａ，６２ｂが形成されている。ガス導入口６２ａには、ガス供給管６４ａの一端が接続されており、ガス導入口６２ｂには、ガス供給管６４ｂの一端が接続されている。ガス供給管６４ａの他端及びガス供給管６４ｂの他端には、処理ガスを供給する処理ガス供給源６６が接続されている。ガス供給管６４ａには、上流側から順にＭＦＣ６８ａ、及び開閉バルブ７０ａが設けられている。ガス供給管６４ｂには、上流側から順にＭＦＣ６８ｂ、及び開閉バルブ７０ｂが設けられている。そして、処理ガス供給源６６から、プラズマエッチング等のための処理ガスが、ガス供給管６４ａ，６４ｂを介して中央空間４０ａ及びエッジ空間４０ｂに供給される。中央空間４０ａ及びエッジ空間４０ｂに供給された処理ガスは、中央空間４０ａ及びエッジ空間４０ｂから、ガス通流孔４１及びガス孔３７を介して、処理容器１０内にシャワー状に分散されて噴出される。
【００６０】
シャワーヘッド３４には、天板３６の温度を調整するための温調機構が設けられている。温調機構は、シャワーヘッド３４において複数の分割空間（中央空間４０ａ及びエッジ空間４０ｂ）にそれぞれ対応する複数の位置に設けられている。例えば、ベース部材３８の内部の中央空間４０ａに対応する位置には、冷媒流路９２ａが形成されており、ベース部材３８の内部のエッジ空間４０ｂに対応する位置には、冷媒流路９２ｂが形成されている。冷媒流路９２ａは、配管を介して処理容器１０の外部に設けられた第１のチラーユニットに接続され、冷媒が循環供給される。冷媒流路９２ｂは、配管を介して処理容器１０の外部に設けられた第２のチラーユニットに接続され、冷媒が循環供給される。すなわち、シャワーヘッド３４は、２つの温調機構として、冷媒流路９２ａ、配管及び第１のチラーユニットを含む第１の冷媒循環システムと、冷媒流路９２ｂ、配管及び第２のチラーユニットを含む第２の冷媒循環システムとを構築している。第１のチラーユニットは、後述の制御部１００からの制御信号を受け取ることで、冷媒流路９２ａへ供給される冷媒の温度又は流量を制御可能に構成されている。第２のチラーユニットは、制御部１００からの制御信号を受け取ることで、冷媒流路９２ｂへ供給される冷媒の温度又は流量を制御可能に構成されている。制御部１００は、第１のチラーユニットから冷媒流路９２ａへ供給する冷媒の温度又は流量と、第２のチラーユニットから冷媒流路９２ｂへ供給する冷媒の温度又は流量とを独立に制御することにより、天板３６の温度を制御する。
【００６１】
次に、第２実施形態に係る制御部１００について詳細に説明する。図７は、第２実施形態に係るプラズマ処理装置１を制御する制御部１００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２に示す第１実施形態に係る制御部１００と略同様の構成であるため、同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６２】
記憶部１３０には、中央温度情報１３２と、エッジ温度情報１３３とが格納されている。中央温度情報１３２及びエッジ温度情報１３３は、図２に示す温度情報１３１がシャワーヘッド３４における分割空間毎に作成されることにより、得られるデータである。すなわち、中央温度情報１３２は、シャワーヘッド３４からウエハＷに向けて噴出される処理ガスのプラズマの生成に関するパラメータとベース部材３８の中央空間４０ａの圧力との組合せに対する天板３６の温度の関係を示すデータである。エッジ温度情報１３３は、シャワーヘッド３４からウエハＷに向けて噴出される処理ガスのプラズマの生成に関するパラメータとベース部材３８のエッジ空間４０ｂの圧力との組合せに対する天板３６の温度の関係を示すデータである。例えば、ウエハＷに対して複数のプラズマ処理が連続的に行われる場合、中央温度情報１３２は、複数のプラズマ処理に適用される、プラズマの生成に関するパラメータとベース部材３８の中央空間４０ａの圧力との組合せ毎に、作成される。また、エッジ温度情報１３３は、複数のプラズマ処理に適用される、プラズマの生成に関するパラメータとベース部材３８のエッジ空間４０ｂの圧力との組合せ毎に、作成される。本実施形態では、プラズマの生成に関するパラメータは、第１のＲＦ電源４８からシャワーヘッド３４へ供給されるＲＦ電力（以下単に「ＲＦ電力」と呼ぶ）の値である。
【００６３】
図８は、ＲＦ電力の値とベース部材３８の中央空間４０ａの圧力との組合せに対する天板３６の温度の関係の一例を示す図である。図９は、ＲＦ電力の値とベース部材３８のエッジ空間４０ｂの圧力との組合せに対する天板３６の温度の関係の一例を示す図である。図８は、ベース部材３８に設けられた冷媒流路９２ａへ供給される冷媒の温度及び流量が一定に保たれた状態で、ＲＦ電力の値とベース部材３８の中央空間４０ａの圧力との組合せを変えてプラズマ処理を行い、天板３６の中央部の温度を測定した結果である。図９は、ベース部材３８に設けられた冷媒流路９２ｂへ供給される冷媒の温度及び流量が一定に保たれた状態で、ＲＦ電力の値とベース部材３８のエッジ空間４０ｂの圧力との組合せを変えてプラズマ処理を行い、天板３６のエッジ部の温度を測定した結果である。なお、図８の測定では、ベース部材３８に設けられた冷媒流路９２ａへ供給される冷媒の温度及び流量が、それぞれ、３０（℃）及び２０（ｌ／ｍｉｎ）に保たれたものとする。また、図９の測定では、ベース部材３８に設けられた冷媒流路９２ｂへ供給される冷媒の温度及び流量が、それぞれ、３０（℃）及び２０（ｌ／ｍｉｎ）に保たれたものとする。
【００６４】
図８に示すように、天板３６の中央部の温度は、ＲＦ電力の値とベース部材３８の中央空間４０ａの圧力との組合せによって、変化する。また、図９に示すように、天板３６のエッジ部の温度は、ＲＦ電力の値とベース部材３８のエッジ空間４０ｂの圧力との組合せによって、変化する。この事象から、天板３６からベース部材３８に設けられた冷媒流路９２ａ，９２ｂへの抜熱量は、ベース部材３８と天板３６との間に存在する中央空間４０ａとエッジ空間４０ｂの圧力や、プラズマから天板３６への入熱量の影響を受けて変化することが確認される。
【００６５】
そこで、例えば、実験等によって、ＲＦ電力の値とベース部材３８の中央空間４０ａの圧力との組合せに対する天板３６の中央部の温度の関係が予め求められる。また、ＲＦ電力の値とベース部材３８のエッジ空間４０ｂの圧力との組合せに対する天板３６のエッジ部の温度の関係が予め求められる。例えば、ウエハＷに対して複数のプラズマ処理が連続的に行われる場合を想定する。この場合、複数のプラズマ処理に適用される、ＲＦ電力の値とベース部材３８の中央空間４０ａの圧力との組合せ毎に、ＲＦ電力の値とベース部材３８の中央空間４０ａの圧力との組合せに対する天板３６の中央部の温度の関係が予め求められる。また、複数のプラズマ処理に適用される、ＲＦ電力の値とベース部材３８のエッジ空間４０ｂの圧力との組合せ毎に、ＲＦ電力の値とベース部材３８のエッジ空間４０ｂの圧力との組合せに対する天板３６のエッジ部の温度の関係が予め求められる。そして、ＲＦ電力の値とベース部材３８の中央空間４０ａの圧力との組合せに対する天板３６の中央部の温度の関係が中央温度情報１３２に記憶される。また、ＲＦ電力の値とベース部材３８のエッジ空間４０ｂの圧力との組合せに対する天板３６のエッジ部の温度の関係がエッジ温度情報１３３に記憶される。中央温度情報１３２は、例えば、ＲＦ電力の値とベース部材３８の中央空間４０ａの圧力との組合せから天板３６の中央部の温度を算出する式の情報である。中央温度情報１３２は、ＲＦ電力の値とベース部材３８の中央空間４０ａの圧力との組合せに対して天板３６の中央部の温度を対応付けたテーブルであってもよい。また、エッジ温度情報１３３は、例えば、ＲＦ電力の値とベース部材３８のエッジ空間４０ｂの圧力との組合せから天板３６のエッジ部の温度を算出する式の情報である。エッジ温度情報１３３は、ＲＦ電力の値とベース部材３８のエッジ空間４０ｂの圧力との組合せに対して天板３６のエッジ部の温度を対応付けたテーブルであってもよい。
【００６６】
取得部１１１は、シャワーヘッド３４における各分割空間（中央空間４０ａ及びエッジ空間４０ｂの各々）に関して、ＲＦ電力の値とベース部材３８の各分割空間の圧力との組合せを取得する。例えば、取得部１１１は、記憶部１３０に格納された処理条件データ等のレシピから、ＲＦ電力の値とベース部材３８の中央空間４０ａの圧力との組合せ、及びＲＦ電力の値とベース部材３８のエッジ空間４０ｂの圧力との組合せを読み出して取得する。ベース部材３８の中央空間４０ａの圧力は、中央空間４０ａに供給される処理ガスの流量から所定の換算式を用いて換算された値であってもよい。ベース部材３８のエッジ空間４０ｂの圧力は、エッジ空間４０ｂに供給される処理ガスの流量から所定の換算式を用いて換算された値であってもよい。中央空間４０ａに供給される処理ガスの流量及びエッジ空間４０ｂに供給される処理ガスの流量は、中央空間４０ａ及びエッジ空間４０ｂに対する処理ガスの分配比であるＲＤＣ（Radical  Distribution  Control）と処理ガスの総流量とを用いて、算出される。ＲＤＣ及び処理ガスの総流量は、例えば、記憶部１３０に格納された処理条件データ等のレシピに含まれている。また、ウエハＷに対して複数のプラズマ処理が連続的に行われる場合、取得部１１１は、各プラズマ処理が開始される前に、各分割空間に関して、各プラズマ処理に適用される、ＲＦ電力の値とベース部材３８の各分割空間の圧力との組合せを取得する。
【００６７】
推定部１１２は、シャワーヘッド３４における各分割空間に関して、各分割空間に応じた温度情報（中央温度情報１３２及びエッジ温度情報１３３の各々）を参照して、取得部１１１により取得された組合せに対応する天板３６の温度を推定する。例えば、ウエハＷに対して複数のプラズマ処理が連続的に行われる場合、中央温度情報１３２は、複数のプラズマ処理に適用される、ＲＦ電力の値とベース部材３８の中央空間４０ａの圧力との組合せ毎に、作成される。また、エッジ温度情報１３３は、複数のプラズマ処理に適用される、ＲＦ電力の値とベース部材３８のエッジ空間４０ｂの圧力との組合せ毎に、作成される。この場合、推定部１１２は、各プラズマ処理が開始される前に、各分割空間に関して、各分割空間に応じた温度情報を参照して、取得部１１１により取得された組合せに対応する天板３６の温度を推定する。
【００６８】
ここで、天板３６の温度の推定方法の一例を説明する。例えば、中央温度情報１３２に、図８に示したような、ＲＦ電力の値とベース部材３８の中央空間４０ａの圧力との組合せに対する天板３６の中央部の温度の関係が記憶されているものとする。また、エッジ温度情報１３３に、図９に示したような、ＲＦ電力の値とベース部材３８のエッジ空間４０ｂの圧力との組合せに対する天板３６のエッジ部の温度の関係が記憶されているものとする。また、取得部１１１により、ＲＦ電力の値とベース部材３８の中央空間４０ａの圧力との組合せとして、２０００（Ｗ）と２（Ｔｏｒｒ）との組合せが取得されたものとする。また、取得部１１１により、ＲＦ電力の値とベース部材３８のエッジ空間４０ｂの圧力との組合せとして、２０００（Ｗ）と１０（Ｔｏｒｒ）との組合せが取得されたものとする。この場合、推定部１１２は、中央空間４０ａに関して、中央温度情報１３２を参照して、２０００（Ｗ）と２（Ｔｏｒｒ）との組合せに対応する天板３６の中央部の温度を「６０℃」と推定する。また、推定部１１２は、エッジ空間４０ｂに関して、エッジ温度情報１３３を参照して、２０００（Ｗ）と１０（Ｔｏｒｒ）との組合せに対応する天板３６のエッジ部の温度を「４０（℃）」と推定する。
【００６９】
温度制御部１１３は、サセプタ１６に載置されたウエハＷに対してプラズマ処理を行う際に、シャワーヘッド３４における各分割空間に関して、推定部１１２により推定された天板３６の温度を目標温度に制御する。すなわち、温度制御部１１３は、中央空間４０ａに関して、第１のチラーユニットから冷媒流路９２ａへ供給する冷媒（以下「中央冷媒」と呼ぶ）の温度又は流量を制御して、推定部１１２により推定された天板３６の中央部の温度を目標温度に制御する。また、温度制御部１１３は、エッジ空間４０ｂに関して、第２のチラーユニットから冷媒流路９２ｂへ供給する冷媒（以下「エッジ冷媒」と呼ぶ）の温度又は流量を制御して、推定部１１２により推定された天板３６のエッジ部の温度を目標温度に制御する。例えば、ウエハＷに対して複数のプラズマ処理が連続的に行われる場合を想定する。この場合、温度制御部１１３は、ウエハＷに対して各プラズマ処理を行う際に、第１のチラーユニットから所定の温度及び流量の中央冷媒を冷媒流路９２ａに循環させて、推定部１１２により推定された天板３６の中央部の温度を目標温度に制御する。また、温度制御部１１３は、第２のチラーユニットから所定の温度及び流量のエッジ冷媒を冷媒流路９２ｂに循環させて、推定部１１２により推定された天板３６のエッジ部の温度を目標温度に制御する。
【００７０】
これにより、プラズマ処理装置１では、ＲＦ電力の値や、ベース部材３８の各分割空間の圧力の相違に起因して天板３６の温度が目標温度から変化する場合であっても、天板３６の中央部及びエッジ部の温度を目標温度に保つことができる。その結果、プラズマ処理装置１では、天板３６の温度を精度良く制御することができ、且つ天板３６の温度の面内均一性を向上することができる。
【００７１】
ここで、天板３６の温度の制御手法の一例を説明する。図１０及び図１１は、第２実施形態に係る天板３６の温度の制御手法の一例を説明するための図である。図１０及び図１１において、推定部１１２により推定された天板３６の中央部の温度が「６０（℃）」であり、推定部１１２により推定された天板３６のエッジ部の温度が「４０（℃）」であるものとする。また、天板３６の目標温度が「４０（℃）」であるものとする。この場合、温度制御部１１３は、推定された天板３６の中央部の温度「６０（℃）」と目標温度「４０（℃）」との差に基づいて、中央冷媒の温度又は流量を制御する。例えば、温度制御部１１３は、図１０に示すように、中央冷媒の温度を「３０（℃）」から「１０（℃）」に低下させることにより、天板３６の中央部の温度を目標温度である「４０（℃）」に制御する。また、例えば、温度制御部１１３は、図１０に示すように、中央冷媒の流量を「２０（ｌ／ｍｉｎ）」から「３０（ｌ／ｍｉｎ）」に増加させることにより、天板３６の中央部の温度を目標温度である「４０（℃）」に制御する。さらに、温度制御部１１３は、推定された天板３６のエッジ部の温度「４０（℃）」と目標温度「４０（℃）」との差に基づいて、エッジ冷媒の温度又は流量を制御する。例えば、推定部１１２は、図１１に示すように、エッジ冷媒の温度を「３０（℃）」に維持し、且つエッジ冷媒の流量を「２０（ｌ／ｍｉｎ）」に維持することにより、天板３６のエッジ部の温度を目標温度である「４０（℃）」に制御する。
【００７２】
次に、第２実施形態に係るプラズマ処理装置１を用いた温度制御方法について説明する。図１２は、第２実施形態に係る温度制御方法の流れの一例を示すフローチャートである。
【００７３】
図１２に示すように、取得部１１１は、シャワーヘッド３４における各分割空間（中央空間４０ａ及びエッジ空間４０ｂの各々）に関して、ＲＦ電力の値とベース部材３８の各分割空間の圧力との組合せを取得する（ステップＳ２１）。
【００７４】
推定部１１２は、シャワーヘッド３４における各分割空間に関して、各分割空間に応じた温度情報（中央温度情報１３２及びエッジ温度情報１３３の各々）を参照して、取得部１１１により取得された組合せに対応する天板３６の温度を推定する（ステップＳ２２）。
【００７５】
温度制御部１１３は、サセプタ１６に載置されたウエハＷに対してプラズマ処理を行う際に、各分割空間に関して、推定部１１２により推定された天板３６の温度と目標温度との差に基づいて、冷媒の温度又は流量を制御する（ステップＳ２３）。すなわち、温度制御部１１３は、推定された天板３６の中央部の温度と目標温度との差に基づいて、中央冷媒の温度又は流量を制御し、推定された天板３６のエッジ部の温度と目標温度との差に基づいて、エッジ冷媒の温度又は流量を制御する。
【００７６】
プラズマ処理装置１は、次にプラズマ処理がある場合（ステップＳ２４Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２１へ戻す。これにより、ステップＳ２１〜Ｓ２３が繰り返される。すなわち、取得部１１１は、次のプラズマ処理が開始される前に、各分割空間に関して、次のプラズマ処理に適用される、ＲＦ電力の値とベース部材３８の各分割空間の圧力との組合せを取得する。推定部１１２は、次のプラズマ処理が開始される前に、各分割空間に関して、各分割空間に応じた温度情報を参照して、取得部１１１により取得された組合せに対応する天板３６の温度を推定する。温度制御部１１３は、ウエハＷに対して次のプラズマ処理を行う際に、各分割空間に関して、推定部１１２により推定された天板３６の温度と目標温度との差に基づいて、冷媒の温度又は流量を制御する。
【００７７】
一方、プラズマ処理装置１は、次のプラズマ処理がない場合（ステップＳ２４Ｎｏ）、処理を終了する。
【００７８】
以上のように、第２実施形態に係るプラズマ処理装置１は、プラズマ処理を行う際に、シャワーヘッド３４における各分割空間に関して、推定された天板３６の温度が目標温度となるように第１の冷媒循環システム及び第２の冷媒循環システムをそれぞれ制御する。これにより、プラズマ処理装置１は、天板３６の温度を精度良く制御することができ、且つ天板３６の温度の面内均一性を向上することができる。
【００７９】
以上、種々の実施形態について説明してきたが、開示技術は、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。
【００８０】
例えば、上述した実施形態では、プラズマの生成に関するパラメータが、第１のＲＦ電源４８からシャワーヘッド３４へ供給されるＲＦ電力の値であ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、プラズマの生成に関するパラメータは、処理容器１０内の圧力、可変直流電源５０の極性および電流・電圧、第２のＲＦ電源９０のＲＦ電力の値等の他のパラメータを含んでもよい。
【００８１】
また、上述した実施形態では、シャワーヘッド３４における冷媒流路（冷媒流路９２及び冷媒流路９２ａ，９２ｂ）が天板３６の温度を調整するための温調機構として機能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、シャワーヘッド３４には、温調機構としてヒーターが設けられてもよい。また、冷媒流路に流れる冷媒の種類を切り替えてもよい。
【００８２】
また、上述した実施形態では、ベース部材３８の内部に冷媒流路（冷媒流路９２及び冷媒流路９２ａ，９２ｂ）が形成され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、天板３６の内部に冷媒流路（冷媒流路９２及び冷媒流路９２ａ，９２ｂ）が形成されてもよい。
【００８３】
また、上述した第２実施形態では、ガス拡散空間４０が、ウエハＷの径方向に沿って２つの分割空間に分割されてい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。ガス拡散空間４０は、ウエハＷの径方向に沿って３つ以上の分割空間に分割されてもよい。
【００８４】
また、上述した第２実施形態では、ガス拡散空間４０が、ウエハＷの径方向に沿って２つの分割空間に分割されてい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。ガス拡散空間４０は、ウエハＷの周方向に沿って複数の分割空間に分割されてもよく、ウエハＷの径方向および周方向の組み合わせで複数の分割空間に分割されてもよい。
【００８５】
また、上述した第２実施形態では、冷媒流路９２ａと冷媒流路９２ｂとを熱的に絶縁するために、冷媒流路９２ａと冷媒流路９２ｂとの間に熱抵抗体が設けられてもよい。
【００８６】
また、上述した実施形態では、プラズマ処理に用いる処理ガスは一定であることを前提に述べてきたが、求められるプロセス特性によって処理ガスの種類を切り替えてもよい。処理ガスの種類によって熱伝導率が異なることから、温度情報１３１は、処理ガスの種類によっても異なる。よって、使用される処理ガスの種類ごとに温度情報１３１を有することが望ましい。
【符号の説明】
【００８７】
１  プラズマ処理装置
１０  処理容器
１６  サセプタ（載置台）
３４  シャワーヘッド
３６  天板
３７  ガス孔
３８  ベース部材
４０  ガス拡散空間
４０ａ  中央空間
４０ｂ  エッジ空間
９２、９２ａ、９２ｂ  冷媒流路
１００  制御部
１１１  取得部
１１２  推定部
１１３  温度制御部
１３０  記憶部
１３１  温度情報
１３２  中央温度情報
１３３  エッジ温度情報
【図１】
2019212852.tif 000003
【図２】
2019212852.tif 000004
【図３】
2019212852.tif 000005
【図４】
2019212852.tif 000006
【図５】
2019212852.tif 000007
【図６】
2019212852.tif 000008
【図７】
2019212852.tif 000009
【図８】
2019212852.tif 000010
【図９】
2019212852.tif 000011
【図１０】
2019212852.tif 000012
【図１１】
2019212852.tif 000013
【図１２】
2019212852.tif 000014