CN102736648B - 温度控制方法以及等离子体处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种温度控制方法以及等离子体处理系统，能够高精确度地控制晶圆(W)的温度。温度控制方法的特征在于，具备以下步骤：获取步骤，获取晶圆(W)的背面膜的种类的测量结果；选择步骤，从将向腔室内投入的能量、背面膜的种类以及晶圆(W)的温度相对应地进行了存储的第一数据库(330)，选择与作为上述测量结果的晶圆(W)的背面膜的种类和为了对上述晶圆(W)进行处理而投入的能量对应的晶圆(W)的温度；以及调整步骤，根据所选择的上述晶圆(W)的温度，调整上述晶圆(W)的温度。

Description

温度控制方法以及等离子体处理系统
技术领域
本发明涉及一种温度控制方法以及等离子体处理系统。尤其涉及一种对被处理体进行加工时的温度控制。
背景技术
例如，在对半导体晶圆实施蚀刻、成膜等的情况下，晶圆的温度控制影响晶圆的成膜率、蚀刻率，从而影响形成于晶圆上的膜的性质、孔的形状等。因此，为了提高晶圆的加工精确度、使成品率良好、提高生产能力，提高晶圆的温度控制的精确度是非常重要的。
因此，以往提出了一种使用电阻温度计、测量晶圆背面的温度的荧光式温度计等的晶圆的温度测量方法。在专利文献1中，公开了如下一种方法：利用光源、用于将来自光源的光分为测量光和参照光的分光器、以及使来自分光器的参照光反射并改变反射的上述参照光的光路长度的可移动镜，来向晶圆照射测量光并根据由晶圆反射的测量光与上述参照光之间的干涉状态测量晶圆的温度。
测量出的晶圆的温度根据在设置于基座上的冷却管中流动的制冷剂的温度、设置在基座上的加热器的温度以及在晶圆与基座之间流动的导热气体的压力的不同而发生变化。因此，为了将晶圆的温度变为期望的温度，要根据测量出的晶圆的温度、制冷剂的温度、加热器的温度以及导热气体的压力之间的关系，来决定要将制冷剂的温度、加热器的温度以及导热气体的压力控制成什么样的程度。
专利文献1：日本特开2010-199526号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，测量出的晶圆的温度也根据晶圆的背面膜的不同而改变。因此，不考虑晶圆的背面的状态，而仅控制制冷剂的温度、加热器的温度以及导热气体的压力，未必能够将晶圆的温度变为期望的温度。由此，未必能够获得预定的处理结果。
针对上述课题，本发明的目的在于提供一种能够高精确度地控制被处理体温度的温度控制方法以及等离子体处理系统。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提出一种温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取步骤，获取被处理体的背面膜的种类的测量结果；选择步骤，从将向腔室内投入的能量、背面膜的种类以及被处理体的温度相对应地进行存储的第一数据库中，选择与作为上述测量结果的被处理体的背面膜的种类以及为了对上述被处理体进行处理而投入的能量相对应的被处理体的温度；以及调整步骤，根据所选择的被处理体的温度，调整上述被处理体的温度。
也可以是，在上述调整步骤中根据所选择的被处理体的温度，来控制冷却机构以及加热机构。
也可以是，在上述选择步骤中，从将在被处理体的背面流动的导热气体的压力和被处理体的温度相对应地进行存储的第二数据库中，选择与所选择的被处理体的温度相对应的导热气体的压力，在上述调整步骤中，根据所选择的导热气体的压力，来调整在上述被处理体的背面流动的导热气体。
也可以是，还包括保存步骤，在该保存步骤中，将利用非接触式温度计对具有种类不同的背面膜的被处理体来测量与向上述腔室内投入的能量相应的被处理体的温度而得到的被处理体的温度与上述背面膜的种类以及上述能量相对应地保存到上述第一数据库。
另外，为了解决上述课题，根据本发明的另一方面，提出一种等离子体处理系统，其具备腔室，在该腔室的内部对被处理体实施等离子体处理，该等离子体处理系统的特征在于，具备：获取部，其获取被处理体的背面膜的种类的测量结果；选择部，其从将向腔室内投入的能量、背面膜的种类以及被处理体的温度相对应地进行存储的第一数据库中，选择与作为上述测量结果的被处理体的背面膜的种类以及为了对上述被处理体进行处理而投入的能量相对应的被处理体的温度；以及调整部，其根据所选择的被处理体的温度，来调整上述被处理体的温度。
也可以是，上述等离子体处理系统还具备设置在用于载置被处理体的基座上的冷却机构以及加热机构，上述调整部根据所选择的被处理体的温度，来控制上述冷却机构以及上述加热机构。
也可以是，上述选择部从将在被处理体的背面流动的导热气体的压力和被处理体的温度相对应地进行存储的第二数据库中，选择与所选择的被处理体的温度相对应的导热气体的压力，上述调整部根据所选择的导热气体的压力，来调整在上述被处理体的背面流动的导热气体。
也可以是，上述等离子体处理系统还具备设置在用于载置被处理体的基座上的导热气体供给机构，上述调整部根据所选择的导热气体的压力，来控制上述导热气体供给机构。
也可以是，上述等离子体处理系统还具备：定位机构，其对被处理体进行定位；以及测量部，其以光学方式测量在上述定位机构上载置的被处理体的背面膜的种类。
发明的效果
如以上说明的那样，根据本发明，能够提供一种能够高精确度地控制被处理体温度的温度控制方法以及等离子体处理系统。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的等离子体处理系统的整体结构图。
图2是本发明的实施方式所涉及的等离子体处理装置的纵截面图。
图3是本发明的实施方式所涉及的控制装置的功能结构图。
图4是本发明的实施方式所涉及的背面膜种类与温度变化的关系的图表。
图5是本发明的实施方式所涉及的第一数据库。
图6是本发明的实施方式所涉及的第二数据库。
图7是表示本发明的实施方式所涉及的温度控制的流程图。
图8是表示本发明的实施方式的变形例所涉及的温度控制的流程图。
图9是表示本发明的实施方式所涉及的温度计的例子的图。
图10是用于说明本发明的实施方式所涉及的频率分析以及温度测量方法的图。
附图标记说明
10：等离子体处理系统；15：测量部；20：等离子体处理装置；30：控制器；305：获取部；310：选择部；315：调整部；320：处理执行部；325：存储部；330：第一数据库；335：第二数据库；501：入射狭缝；502、506：反射镜；504：衍射光栅；508：光电二极管阵列；526：测量部；528：存储部。
具体实施方式
下面，参照添附附图详细说明本发明的实施方式。此外，在本说明书以及附图中，通过针对具有实质上相同的功能结构的结构要素附加相同的附图标记，来省略重复说明。
下面，首先说明本发明的一个实施方式所涉及的等离子体处理系统、等离子体处理装置、控制装置的各结构，之后，依次说明本实施方式所涉及的温度控制、本实施方式的变形例所涉及的温度控制。
[等离子体处理系统的整体结构]
首先，参照图1说明本发明的一个实施方式所涉及的等离子体处理系统的整体结构。图1是本发明的一个实施方式所涉及的等离子体处理系统的整体结构图。
等离子体处理系统10具有第一处理舱(process ship)PS1、第二处理舱PS2、输送单元TR、定位机构AL以及加载端口LP1～LP4。
第一处理舱PS1具有处理模块PM1以及加载互锁模块LM1。第二处理舱PS2具有处理模块PM2以及加载互锁模块LM2。加载互锁模块LM1、LM2通过设置在其两端的闸阀V的打开和关闭来调整内部压力的同时，将由各输送臂Arma、Armb夹持的晶圆W在各处理模块PM以及输送单元TR之间进行输送。
在输送单元TR的侧部设置有加载端口LP1～LP4。在加载端口LP1～LP4中载置前开式晶圆传送盒。在本实施方式中，加载端口LP的个数是四个，但是不限于此，多少都可以。
在输送单元TR中设置有输送臂Armc，利用输送臂Armc，来与加载互锁模块LM1、LM2内的输送臂Arma、Armb连动的同时输送收容在加载端口LP1～LP4内的期望的晶圆W。
在输送单元TR的一端设置有对晶圆W进行定位的定位机构AL，在载置了晶圆W的状态下使旋转台Ala旋转的同时由光学传感器Alb检测晶圆周边部的状态，来对晶圆W进行定位。
通过上述结构，载置在各加载端口LP1～LP4中的前开式晶圆传送盒内的晶圆W通过输送单元TR并由定位机构AL进行定位之后，被一个一个地输送到处理舱PS1、PS2，由处理模块PM1、PM2进行等离子体处理，并被收容在前开式晶圆传送盒。
在定位机构AL的附近设置有测量部15，该测量部15以光学方式测量载置在定位机构AL上的晶圆W的背面膜的种类。测量部15如图3所示那样包括具有发光器15a、偏振片15b、检偏振器15c以及受光器15d的分光类型的膜厚计。在将晶圆W载置在定位机构AL上时，测量部15如下那样以光学方式测量背面膜种类。
发光器15a朝向晶圆W的背面输出白色光，偏振片15b在将所输出的白色光变换为直线偏振光之后，照射到载置在台S上的晶圆W的背面。检偏振器15c仅让由晶圆W反射的椭圆偏振光中的具有特定的偏振光角度的偏振光透过。受光器15d例如包括光电二极管、或者CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器)摄像机等，接收透过了检偏振器15c的偏振光。这样，测量部15从受光器15d的受光状态进行例如干涉波形分析，由此以光学方式测量晶圆W的背面膜的种类。如果预先获知能够检测的膜种类，则只要检测光的反射率就能够识别是哪一个膜种类。
测量得到的晶圆W的背面膜种类的信息被发送到图2所示的控制器30。控制器30执行与晶圆W的背面膜种类相应的温度控制。另外，控制器30按背面膜种类选择最佳的制程程序，根据所选择的制程程序，控制等离子体处理。
[等离子体处理装置的结构]
接着，参照图2说明本发明的一个实施方式所涉及的等离子体处理装置的结构。图2表示本发明的一个实施方式所涉及的等离子体处理装置的纵截面。在此，一个实施方式所涉及的等离子体处理装置20假设为蚀刻装置进行说明，但是等离子体处理装置20不限于此，只要是通过等离子体对晶圆W进行精细加工的装置即可，能够应用于成膜装置、灰化装置等所有的等离子体处理装置。
等离子体处理装置20具有在内部对从闸阀V搬入的晶圆W进行等离子体处理的腔室100。腔室100由上部圆筒状腔室100a和下部圆筒状腔室100b形成。腔室100例如由铝等金属形成，被接地。
在腔室的内部相对置地配设有上部电极105和下部电极110，由此，构成了一对平行平板电极。上部电极105具有基材105a、绝缘层105b。基材105a例如由铝、碳、钛、钨等金属形成。
通过喷镀向基材105a的下表面吹喷氧化铝或者氧化钇而形成绝缘层105b。多个气孔105c贯通上部电极105，也作为簇射头而发挥功能。也就是说，从气体供给源115提供的气体在腔室内的气体扩散空间S中扩散之后，从多个气孔105c导入到腔室内。也可以是，上部电极的基材105a由Si、SiC形成，在该情况下不需要具有绝缘层105b。另外，也可以是，在基材105a上附上石英覆层。
下部电极110作为载置晶圆W的基座而发挥功能。下部电极110具有基材110a。基材110a由铝等金属形成，通过绝缘层110b被支撑台110c支撑。由此，下部电极110形成为电性浮置的状态。此外，支撑台110c的下方部分被罩115覆盖。在支撑台110c的下部外周设置有隔板120，控制气体的流动。
在基材110a上设置有制冷剂室110a1以及制冷剂导入管110a2。制冷剂室110a1通过制冷剂导入管110a2连接在制冷剂供给源111上。从制冷剂供给源111提供的制冷剂从一方的制冷剂导入管110a2导入，在制冷剂室110a1中循环，从另一方的制冷剂导入管110a2排出，由此来对基材110a进行冷却。
在基材110a中还埋设有加热器112。加热器112连接在加热源113上。从加热源113提供的交流电力被施加到加热器112，由此来对基材110a进行加热。
在基材110a的上表面设置有静电卡盘机构125，其上载置晶圆W。在静电卡盘机构125的外周设置有例如由硅形成的聚焦环130，发挥维持等离子体均匀性的作用。有使金属薄板部件的电极部125b夹在氧化铝等绝缘部件125a中来构成静电卡盘机构125。直流电源135连接在电极部125b上。通过将从直流电源135输出的直流电压施加到电极部125b，晶圆W被静电吸附在下部电极110上。
导热气体供给管116贯通下部电极110，其前端在静电卡盘机构125的上表面形成了开口。导热气体供给管116连接在导热气体供给源117上。从导热气体供给源117提供的例如氦气等导热气体流动于晶圆W与静电卡盘机构125之间，由此，通过控制向基材110a的热传导，来调整晶圆W的温度。
制冷剂室110a1以及制冷剂导入管110a2是设置在载置晶圆W的基座上的冷却机构的一例，加热器112是设置在载置晶圆W的基座上的加热机构的一例。另外，导热气体供给管116是设置在载置晶圆W的基座上的导热气体供给机构的一例。
在后述的本实施方式的变形例所涉及的温度控制中，使用冷却机构、加热机构以及导热气体供给机构，将基材110a控制为期望的温度，来调整晶圆W的温度。
基材110a通过连接在供电棒140上的匹配器145与高频电源150相连接。腔室内的气体被从高频电源150输出的高频的电场能量激励，通过由此生成的放电型的等离子体对晶圆W实施蚀刻处理。
基材110a还通过连接在供电棒140上的匹配器145连接高频电源165。从高频电源165输出的例如3.2MHz的高频作为偏置电压用于向下部电极110引入离子。
在腔室100的底面设置有排气口170，通过对连接在排气口170上的排气装置175进行驱动，来将腔室100的内部保持为期望的真空状态。在上部腔室100a的周围配置有多极环形磁体180a、180b。多极环形磁体180a、180b被配置成，将多个各向异性链段柱状磁体安装在环状的磁性体的壳体中，相邻的多个各向异性链段柱状磁体之间的磁极的朝向彼此相反。由此，在相邻的链段磁体之间形成磁力线，仅在上部电极105与下部电极110之间的处理空间的周边部形成磁场，发挥作用以将等离子体封闭在处理空间中。其中，也可以没有多极环形磁体。
[控制器的硬件结构]
接着，说明本实施方式所涉及的控制器30的结构。在图2中示出了控制器30的硬件结构。另外，在图3中示出了控制器30的功能结构。
如图2所示，控制器30具有ROM 32、RAM 34、HDD 36、CPU 38、总线40、接口(I/F)42。向图3所示的各部分的指令由专用的控制设备或者执行程序的CPU 38执行。用于执行后述的温度控制的程序、各种数据被预先存储在ROM 32、RAM 34、HDD 36中。CPU 38从这些存储器中读出需要的程序、数据并执行，由此实现图3的控制器30的各功能。
[控制器的功能结构]
如图3所示，控制器30具有获取部305、选择部310、调整部315、处理执行部320、存储部325、第一数据库330以及第二数据库335。获取部305从测量部15获取关于晶圆W的背面膜的种类的测量结果。
选择部310从存储在存储部325中的制程程序中选择最适合于作为测量结果的背面膜种类的制程程序。选择部310按照所选择的制程程序，确定投入到腔室100内的RF能量。另外，选择部310从第一数据库330选择与作为上述测量结果的晶圆W的背面膜的种类和向上述腔室100内投入的能量对应的晶圆W的温度。
图4是针对晶圆W的背面膜为硅膜(Si)、氧化硅膜(SiO2)、光致抗蚀剂膜(PR)的情况示出了等离子体处理中的晶圆W的温度变化的图。在本实验中，使用等离子体处理装置20的处理的条件如下。
·腔室100内的压力20mTorr
·从高频电源150提供的高频的能量40MHz、1000W
·从高频电源165提供的高频的能量3.2MHz、4500W
·气体种类以及气体流量C4F6气体/Ar气体/O2气体＝60/200/70sccm
·导热气体以及气体压力He气晶圆W的传感器侧15Torr、边缘侧40Torr
·下部电极的温度20℃
在上述条件下得到如下结果：在下部双频率的平行平板型的等离子体处理装置20中执行了等离子体处理之后，如图4所示那样，晶圆温度在硅膜(Si)、氧化硅膜(SiO2)、光致抗蚀剂膜(PR)之间分别相差5℃，最大相差10℃左右。从该结果可知，存在如下情况：不考虑晶圆的背面膜的种类，而仅控制制冷剂的温度、加热器的温度以及导热气体的压力，在如等离子体处理那样存在热输入的系统中，静电卡盘机构125的表面和晶圆W的背面的热阻抗根据背面膜的种类的不同而不同，因此根据背面膜的种类的不同，导致晶圆的温度与设为目标的值不同，处理的结果不能形成非常好的结果。
因此，在本实施方式所涉及的晶圆W的温度控制中，进行考虑了晶圆的背面膜的种类的温度调整。因此，在本实施方式中，在执行实际的处理之前预先准备图5所示的第一数据库330。
在第一数据库330中将向腔室100内投入的RF能量、背面膜的种类以及晶圆W的温度相对应地进行了存储。作为存储在第一数据库330中的数据的测量方法的一例，列举如下方法：由在基座上安装了如低相干光干涉温度计那样的非接触式温度计的等离子体处理装置20，对表面为硅且背面膜的种类不同的多个晶圆进行等离子体处理。具体来说，在处理过程中，由非接触式温度计测量由高频电源150和高频电源165投入的RF能量以及此时的晶圆的温度。测量结果作为将RF能量、背面膜的种类以及晶圆W的温度进行对应得到的数据群而被存储到第一数据库330中。第一数据库330被保存到例如HDD 36中。稍后记述非接触式温度计的具体例。
另外，在本实施方式中，在执行实际的处理之前预先准备图6所示的第二数据库335。在第二数据库335中将在晶圆W的背面流动的导热气体的压力与晶圆W的温度相对应地进行存储。存储在第二数据库335中的数据的测量方法为，以上述处理条件，改变在处理过程中作为导热气体的He气的压力，由非接触式温度计测量此时的晶圆的温度。测量结果作为将He气以及晶圆W的温度进行对应得到的数据群而被存储到第二数据库335中。第二数据库335被保存到例如HDD 36中。也可以将第一数据库330与第二数据库335合并为而形成一个数据库。
选择部310从第一数据库330选择与作为测量结果的晶圆W的背面膜的种类以及为了对晶圆W进行处理而投入的能量相对应的晶圆W的温度。例如，在图5中，在RF能量为W1、背面膜种类位SiO2的情况下，选择晶圆W的温度67℃。另外，选择部310从第二数据库335选择与所选择的上述晶圆W的温度相对应的He气的压力。例如，在图6中，如果所选择的晶圆W的温度为67℃，则将He气的压力设为P4。
调整部315根据所选择的晶圆W的温度，调整晶圆W的温度。具体来说，调整部315根据所选择的晶圆W的温度，控制从作为冷却机构的图2的制冷剂供给源111提供的制冷剂的流量以及制冷剂的温度，并控制从作为加热机构的加热源113提供的交流电力。
另外，调整部315根据所选择的He气的压力，调整在晶圆W的背面流动的He气。具体来说，调整部315根据所选择的导热气体的压力，调整从作为导热气体供给机构的导热气体供给源117提供的He气。
在存储部325中存储有多个制程程序。处理执行部320按照由选择部310从多个处理制程程序中选择的处理制程程序，控制由处理处理装置20执行的蚀刻处理。如上所述，在处理过程中，通过调整部调整冷却机构、加热机构以及导热气体供给机构，来使晶圆W的温度变为与背面膜的种类相应的期望的温度。由此，能够高精确度地控制晶圆W的温度。
[等离子体处理装置的动作]
接着，参照图7所示的温度控制处理的流程图的同时说明本实施方式所涉及的等离子体处理装置20的动作。作为执行该温度控制的前提，预先准备第一数据库330以及第二数据库335。
在温度控制处理中，首先，在步骤S705中判断是否从图1所示的加载端口LP1～LP4中的某一个将晶圆W投入到了输送单元TR，在晶圆W投入之前重复步骤S705。在投入了晶圆W的情况下，进入步骤S710，判断晶圆W是否载置在了定位机构AL上，在晶圆W载置在定位机构AL上之前重复步骤S710。
当晶圆W载置在定位机构AL上时，进入步骤S715，测量部15测量晶圆W的背面膜的种类。接着，在步骤S720中，获取部305获取关于测量出的晶圆W的背面膜的种类的测量结果。选择部310从第一数据库330选择与获取到的背面膜的种类以及向等离子体处理装置20投入的高频电力的能量(RF能量)对应的晶圆W的温度。
接着，在步骤S725中，选择部310从第二数据库335中选择与所选择的晶圆W的温度相对应的导热气体的压力。接着，在步骤S730中，根据所选择的晶圆W的温度以及导热气体的压力，调整设置在基座内的制冷剂的温度、加热器的温度以及导热气体的压力，并结束本处理。
据此，将晶圆W的背面膜的种类与RF能量一起进行考虑，来控制基座的制冷剂的温度、加热器的温度以及导热气体的压力。其结果，根据背面膜的有无以及背面膜的种类能够高精确度地控制晶圆W的温度。由此，能够得到预想的处理结果、即对晶圆W实施预想的良好的蚀刻处理。
[变形例]
即使是等离子体处理装置20以外的装置，也能够针对存在热输入的装置利用本实施方式的变形例所涉及的温度控制方法。参照图8所示的温度控制处理的流程图说明本变形例所涉及的温度控制方法。作为执行本变形例所涉及的温度控制的前提，预先准备了第一数据库330，但是第二数据库335并不是必须的。
在温度控制处理中，首先，在步骤S705中，判断是否从图1所示的加载端口LP1～LP4中的某一个将晶圆W投入到了输送单元TR。在投入了晶圆W的情况下，进入步骤S710，判断晶圆W是否载置在了定位机构AL上，当晶圆W载置在了定位机构AL上时，进入步骤S715，测量部测量晶圆W的背面膜的种类。接着，在步骤S720中，获取部305获取关于测量出的晶圆W的背面膜的种类的测量结果，选择部310从第一数据库330选择与获取到的背面膜的种类以及向等离子体处理装置20投入的高频电力的能量对应的晶圆W的温度。接着，在步骤S805中，根据所选择的晶圆W的温度，调整设置在基座内的制冷剂的温度以及加热器的温度，并结束本处理
据此也同样地，能够将晶圆W的背面膜的种类与RF电力一起进行考虑，来控制基座的制冷剂的温度、加热器的温度。其结果，针对等离子体处理装置20以外的存在热输入的装置，能够高精确度地控制与背面膜的有无以及背面膜的种类相应的晶圆W的温度。由此，能够得到预想的处理结果。
[非接触式温度计]
最后，参照图9说明测量晶圆W的温度的非接触式温度计的一例。图9是表示本实施方式所涉及的非接触式温度计的一例的图。
本实施方式所涉及的非接触式温度计550具有分光器500以及测量器520。分光器500是车尔尼-特纳(Czerny-Turner)型的分光器，利用波长分散元件按各波长对被测量光进行分光，求出存在于任意的波长宽度的光的能量，基于求出的光的能量来测量被测量光的特性。
分光器500具有入射狭缝501、反射镜502、衍射光栅504、反射镜506以及光电二极管阵列508。反射镜502和反射镜506被设置成将入射光反射向期望的方向。光电二极管阵列508被设置在由反射镜506反射的光收敛的位置处。从入射狭缝501入射的光包括由背面膜种类不同的厚度D的晶圆W的表面反射的光和由晶圆W的背面(或者称为“内面”、“里面”)反射的光。入射的光由反射镜502反射并照射到衍射光栅504。所照射的晶圆W的表面侧的反射光和背面侧的反射光被衍射光栅504进行分光。反射光或衍射光中的特定波长的光被反射镜506反射后入射到光电二极管阵列508。光电二极管阵列508检测该光的能量。光电二极管阵列508是接收被分光后的光并检测接收到的光的能量的多个光检测元件(光电二极管)设置成阵列状的检测器的一例。作为检测器的另一例，列举有CCD阵列。
光电二极管阵列508的各元件产生与接收到的光的能量相应的电流(光电流)，将该光电流作为分光器的检测结果输出。另外，对各元件预先分配了特定的波长。分配给各元件的特定的波长的光被衍射光栅504按各波长进行分光后入射到光电二极管阵列508。
测量器520具有测量部526以及存储部528。测量部526根据检测出的光的能量，测量上述入射光的特性。在本实施方式中，测量部526根据检测出的光的能量的频率分析，从测量结果测量晶圆W的温度。测量结果被存储到第一数据库330、存储部528中。
当将反射光谱设为频率分析(FFT：Fast Fourier Transform：快速傅立叶变换)时，如图10的(a)所示，在由厚度D的晶圆W的表面反射的反射光L1和由背面反射的反射光L2在硅中的往返的光路长度2D的整数倍n(n＝0以上的整数)的位置处输出振幅的光谱。
如图10的(b)所示，预先计算了光路长度nd与温度Ts的关系。在此，当晶圆W被加热时，由于热膨胀而晶圆W内的光路长度D变大，折射率也变大。因此，当温度上升时，偏离光路长度的倍数nD。基于该光路长度的倍数nd的偏离量C来检测温度Ts。这样，能够从通过分光数据的频率分析求出的各光谱测量按各背面膜种类测量晶圆W的温度。
在上述一个实施方式及其变形例中，各部分的动作彼此关联，能够在考虑彼此关联的同时作为系列的动作以及系列的处理进行替换。由此，能够将温度控制方法的实施方式设为执行温度控制方法的装置的实施方式。在以上的说明中，关于利用频率域方式的温度测量方法列举例子进行了说明，但是也可以使用利用时域方式(例如日本特开2010-199526号中记载)的温度测量方法。
以上，参照添附附图详细说明了本发明的优选实施方式，但是本发明不限定于上述例子。只要是具有本发明所属的技术领域中的普通知识的人，就能够在权利要求书所记载的技术思想的范畴内想到各种变更例或者修改例，这是显而易见的，应该了解，关于这些变更例或者修改例，当然也属于本发明的技术范围。
例如，本发明所涉及的等离子体处理装置不限于上述实施方式所示的蚀刻装置，也可以是成膜装置、微波等离子体处理装置等所有的等离子体处理装置。只要是在内部存在热输入的装置即可，还可以是等离子体处理装置以外的装置。
本发明所涉及的等离子体处理装置不限于上述实施方式所示的平行平板型的等离子体处理装置，也能够用于ICP(Inductively Coupled Plasma：电感耦合等离子体)等离子体处理装置、微波等离子体处理装置等等离子体处理装置的气体系统。

Claims (7)

1.一种温度控制方法，用于在蚀刻腔室的内部对被处理体的表面实施等离子体处理，其特征在于，包括以下步骤：
测量步骤，以光学方式测量上述被处理体的背面膜的种类，其中上述背面膜形成于上述被处理体的背面，上述被处理体的背面为上述被处理体的与静电卡盘机构的表面相对的面，上述静电卡盘机构位于上述蚀刻腔室的内部并用于载置上述被处理体；
获取步骤，获取上述被处理体的背面膜的种类的测量结果；
选择步骤，从将高频电源输出的高频的能量、背面膜的种类以及被处理体的温度相对应地进行存储的第一数据库中，选择与作为上述测量结果的被处理体的背面膜的种类以及为了对上述被处理体的表面进行处理而输出的能量相对应的被处理体的温度；以及
调整步骤，根据所选择的被处理体的温度，来控制冷却机构以及加热机构以调整上述被处理体的温度。
2.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，
在上述选择步骤中，从将在被处理体的背面流动的导热气体的压力和被处理体的温度相对应地进行存储的第二数据库中，选择与所选择的被处理体的温度相对应的导热气体的压力，
在上述调整步骤中，根据所选择的导热气体的压力，来调整在上述被处理体的背面流动的导热气体。
3.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，
还包括保存步骤，在该保存步骤中，将利用非接触式温度计对具有种类不同的背面膜的被处理体来测量与高频电源输出的高频的能量相应的被处理体的温度而得到的被处理体的温度与上述背面膜的种类以及上述能量相对应地保存到上述第一数据库。
4.一种等离子体处理系统，其具备蚀刻腔室，在该蚀刻腔室的内部对被处理体的表面实施等离子体处理，该等离子体处理系统的特征在于，具备：
测量部，其以光学方式测量上述被处理体的背面膜的种类，其中上述背面膜形成于上述被处理体的背面，上述被处理体的背面为上述被处理体的与静电卡盘机构的表面相对的面，上述静电卡盘机构位于上述蚀刻腔室的内部并用于载置上述被处理体；
获取部，其获取上述被处理体的背面膜的种类的测量结果；
选择部，其从将高频电源输出的高频的能量、背面膜的种类以及被处理体的温度相对应地进行存储的第一数据库中，选择与作为上述测量结果的被处理体的背面膜的种类以及为了对上述被处理体的表面进行处理而输出的能量相对应的被处理体的温度；
冷却机构，其设置在用于载置被处理体的基座上；
加热机构，其设置在用于载置被处理体的基座上；以及
调整部，其根据所选择的被处理体的温度，来控制上述冷却机构以及上述加热机构以调整上述被处理体的温度。
5.根据权利要求4所述的等离子体处理系统，其特征在于，
上述选择部从将在被处理体的背面流动的导热气体的压力和被处理体的温度相对应地进行存储的第二数据库中，选择与所选择的被处理体的温度相对应的导热气体的压力，
上述调整部根据所选择的导热气体的压力，来调整在上述被处理体的背面流动的导热气体。
6.根据权利要求5所述的等离子体处理系统，其特征在于，
上述等离子体处理系统还具备设置在用于载置被处理体的基座上的导热气体供给机构，
上述调整部根据所选择的导热气体的压力，来控制上述导热气体供给机构。
7.根据权利要求4所述的等离子体处理系统，其特征在于，上述等离子体处理系统还具备：
定位机构，其对上述被处理体进行定位；
上述测量部用于以光学方式测量在上述定位机构上载置的上述被处理体的背面膜的种类。
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