CN112509900B - 等离子体处理装置和等离子体处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种等离子体处理装置和等离子体处理方法，在基板的背面进行局部的成膜。该等离子体处理装置具有：处理容器；基板保持机构，其配置于所述处理容器内，并保持基板；电介质窗，其配置于所述基板保持机构的下方；以及相控阵天线，其配置于所述电介质窗的下方，并放射多个电磁波。

Description

等离子体处理装置和等离子体处理方法
技术领域
本发明涉及一种等离子体处理装置和等离子体处理方法。
背景技术
由于在3D NAND等工序中进行成膜所得到的膜较厚，因此存在基板的弯曲增大的倾向。当基板弯曲时，在曝光工序中图案发生偏离而成为问题。如果能够减轻对基板的应力来使基板平坦，则可以解决在曝光工序中图案发生偏离的问题。
作为减轻对基板的应力的方法，例如，专利文献1提出了一种通过不仅在基板的表面进行成膜还在背面进行成膜来减少对形成元件后的基板施加的应力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2015/0340225号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开提供一种能够在基板的背面进行局部的成膜的等离子体处理装置和等离子体处理方法。
用于解决问题的方案
根据本公开的一个方式，提供一种等离子体处理装置，其具有：处理容器；基板保持机构，其配置于所述处理容器内，并保持基板；电介质窗，其配置于所述基板保持机构的下方；以及相控阵天线，其配置于所述电介质窗的下方，并放射多个电磁波。
发明的效果
根据本公开的一个方面，能够在基板的背面进行局部的成膜。
附图说明
图1是示出一个实施方式所涉及的等离子体处理装置的一例的示意截面图。
图2是示出一个实施方式所涉及的相控阵天线的一例的图。
图3是用于说明一个实施方式所涉及的相位控制的图。
图4是示出通过一个实施方式所涉及的相位控制进行的成膜的扫描图案的一例的图。
图5是示出一个实施方式所涉及的等离子体处理装置的光学传感器的位置的一例的图。
图6是示出图5的A-A面的一例的图。
图7是示出一个实施方式所涉及的等离子体处理装置的光学传感器的位置的其它例的图。
图8是示出一个实施方式所涉及的等离子体处理装置的光学传感器的位置的其它例的图。
图9是示出一个实施方式所涉及的等离子体处理方法的一例的流程图。
图10是示出一个实施方式所涉及的电介质窗中的电场分布的一例的图。
图11是示出一个实施方式所涉及的等离子体处理方法的效果的一例的图。
附图标记说明
1：处理容器；2：相控阵天线；3：基板保持机构；5：电介质窗；6：微波输出部；7：相位器；8：控制部；9：底板；10：等离子体处理装置；11：单极天线；12：加热源；121：内部导体；122：外部导体；125：放射部；W：基板。
具体实施方式
下面，参照附图来说明用于实施本公开的方式。在各附图中，有时对相同结构部分标注相同附图标记，并省略重复的说明。
[等离子体处理装置]
使用图1来说明一个实施方式所涉及的等离子体处理装置10。图1的(a)是示出一个实施方式所涉及的等离子体处理装置10的一例的示意截面图。下面，列举微波等离子体处理装置作为等离子体处理装置10的一例来进行说明。图1的(c)是比较例所涉及的微波等离子体处理装置(以下称为等离子体处理装置20。)。
图1的(a)所示的一个实施方式所涉及的等离子体处理装置10具有用于收容晶圆等基板W的处理容器1。等离子体处理装置10通过利用微波形成的等离子体对基板W进行成膜处理或蚀刻处理等规定的等离子体处理。
处理容器1为大致圆筒状的容器，并且接地。处理容器1的底面的开口被底板9封闭，由此能够使处理容器1的内部保持气密性。处理容器1和底板9由铝或不锈钢等金属材料形成。
在处理容器1内设置有用于保持基板W的基板保持机构3。作为构成基板保持机构3的材料，可例示电介质(石英、氧化铝等陶瓷等)。也可以在基板保持机构3设置用于对基板W进行静电吸附的静电吸盘、温度控制机构等。在基板保持机构3连接有驱动机构4。基板保持机构3能够通过驱动机构4在处理容器1内沿上下方向移动，由此调节基板W的高度。
在处理容器1连接有未图示的排气管，并且在排气管连接有包括真空泵的排气装置。当使排气装置工作时，处理容器1内被排气，由此使处理容器1内减压到规定的真空度。在处理容器1的侧壁设置有用于进行基板W的搬入和搬出的未图示的搬入搬出口以及将搬入搬出口进行开闭的未图示的闸阀。在底板9设置有向处理容器1内放射微波的七个(在图1中仅显示三个)相控阵天线2。相控阵天线2放射以微波为一例的电磁波。
图2中示出相控阵天线2的一例。相控阵天线2呈同轴线缆状，具有内部导体121、内部导体121外侧的外部导体122以及设置于它们之间的特氟龙(注册商标)等电介质123。相控阵天线2的顶端构成为包括突出了长度D的内部导体121的单极天线11。单极天线11的尺寸(长度D)根据电磁波的频率而变化。例如，在微波的频率为300MHz～3GHz的情况下，长度D为数十mm～数百mm。
通过使单极天线11从处于与底板9的内表面9a高度相同的面且电介质123的端部露出至处理容器1的内部空间，来从放射部125向处理容器1内放射微波。但是，内部导体121也可以是不从电介质123伸出的结构。在这种情况下，在相控阵天线2的顶端形成不存在外部导体122的切口部，使微波通过切口部从内部导体121的顶端的放射口放射到处理容器1内。此外，例如构成相控阵天线2的天线也可以为螺旋线天线等与单极天线不同形式的天线。
通过该结构，从微波输出部6输出微波，按照控制部8的控制通过相位器7对该微波进行相位控制，之后将该微波放射到处理容器1内。此外，相控阵天线2的数量不限于七个，只要是两个以上即可，但更优选为三个以上。
返回图1的(a)，各相控阵天线2以如下方式大致等间隔地配置：相对于微波的波长λ，从各相控阵天线2的中心起至相邻的相控阵天线2的中心为止的距离P小于λ/2。电介质窗5以与相控阵天线2及基板保持机构3分离的方式配置在基板保持机构3的下方。电介质窗5例如由石英、氧化铝(Al2O3)等陶瓷、聚四氟乙烯等氟基树脂、聚酰亚胺树脂形成。电介质窗5为将处理容器1的内部分为电介质窗5的上方的空间U与电介质窗5的下方的空间V的隔板。空间V为大气空间，空间U为真空空间。
在相控阵天线2的上方的空间V存在数十mm～数百mm左右的自由空间，且经由设置于其上部的电介质窗5在空间U中生成等离子体。相对于微波的波长λ，从底板9起至电介质窗5的下表面为止的垂直距离H大于λ/4。相控阵天线2向空间V放射微波。从七个相控阵天线2放射出的七个微波传播到空间V。在空间V中，七个微波聚集并进行合成。合成后的微波透过电介质窗5后在空间U中传播。
在电介质窗5的上方的处理容器1的侧壁沿周向等间隔地配置有多个气体供给口15，并且多个气体供给口15与气体供给部16连接。从气体供给部16供给的气体从多个气体供给口15均等地导入到空间U中。在空间U中，利用合成后的微波的功率从自气体供给部16供给的气体生成局部的等离子体，并利用局部的等离子体在基板W的背面进行成膜。由此，在基板W的背面的生成了等离子体的区域斑点地成膜出膜S。
在处理容器1的顶部配置有加热源12。加热源12例如能够由多个LED(lightemitting diode：发光二极管)构成。加热源12通过多个LED对基板W进行加热。
等离子体处理装置10具有控制部8。控制部8可以是具备处理器、存储器等存储部、输入装置、显示装置、信号的输入输出接口等的计算机。控制部8控制等离子体处理装置10的各部。在控制部8中，操作员使用输入装置进行命令的输入操作等，以对等离子体处理装置10进行管理。另外，在控制部8中，通过显示装置将等离子体处理装置10的运行状况可视化地显示。并且，在存储部中保存有控制程序和制程数据。使处理器执行控制程序，以在等离子体处理装置10中执行各种处理。处理器执行控制程序，按照制程数据来控制等离子体处理装置10的各部。另外，控制部8的处理器控制每个相控阵天线2所具备的相位器7，来控制从放射部125放射的微波的相位。
在该结构的等离子体处理装置10中进行等离子体处理时，首先，使基板W以保持于搬送臂上的状态从打开的闸阀通过搬入搬出口后被搬入到处理容器1内。
当将基板W搬送到基板保持机构3的上方时，通过使基板保持机构3从搬送臂上升来将基板W载置于基板保持机构3。在搬入基板W后，关闭闸阀。处理容器1的内部的压力通过排气装置保持为规定的真空度。将气体导入到电介质窗5的上方的空间U，从七个相控阵天线2向空间V放射被控制了相位的微波。由此，电场在电介质窗5的规定位置处增强，从而能够控制在空间U中进行气体的等离子体化时的等离子体的分布。控制部8利用所生成的等离子体，根据基板W的弯曲程度在基板W的背面进行规定的膜S的成膜。规定的膜S可以是SiN、SiO2等。
如图1的(c)所示，在比较例所涉及的等离子体处理装置20中，从七个天线200放射出的微波的相位相同。因此，在比较例所涉及的等离子体处理装置20中，在通过微波的电场在电介质窗5的上方生成等离子体时，电场分布受七个天线200的配置图案影响。其结果，如在图1的(d)中示出的一例那样，按照天线200的配置图案产生等离子体分布的强弱。也就是说，针对基板W的等离子体处理容易受到天线200的配置图案的影响而变得不均匀。
然而，天线200的配置图案为物理配置，难以对预先设定的配置进行变更。因此，在本实施方式中，不依赖相控阵天线2的配置，通过从电介质窗5的下方以控制多个微波的相位的方式放射微波，来控制电介质窗5中的电场分布。由此，提供一种能够控制等离子体分布的等离子体处理装置10。
即，图1的(a)所示的本实施方式所涉及的等离子体处理装置10在控制部8的控制下，使用相位器7来控制从七个相控阵天线2的各相控阵天线2放射出的微波的相位。由此，能够使从七个相控阵天线2的各相控阵天线2放射出的微波发生干涉，来在任意的部位提高电场强度。由此，局部地生成等离子体，由此能够高度控制等离子体分布。
例如，在图1的(a)中，通过对从七个相控阵天线2投入的微波进行相位控制，来使在空间V传播的微波发生干涉，并通过多个微波的合成来在电介质窗5的右侧使微波的电场强度提高。由此，如图1的(b)所示，能够在空间U中且基板W的右侧得到等离子体集中的等离子体分布，并且在基板W的右侧斑点地进行膜S的成膜。
[相位控制]
接着，参照图3来说明微波的相位控制。图3是用于说明设置于一个实施方式所涉及的等离子体处理装置10的控制部8所进行的相位控制的图。图3的(a)示出从相控阵天线2中的一个(在本例中为相控阵天线2a)放射出的微波与电介质窗5中想要使电场集中的焦点位置O之间的关系。当将焦点位置O在底板9的表面上的垂足的位置设为O'，将从焦点位置O到底板9的表面上的位置O'的距离设为Z，将从相控阵天线2a放射出的微波的放射点的位置设为X时，以下的式(1)成立。
【数1】
式(1)的k为包括微波的电磁波的波数，用电磁波的波长λ的倒数、也就是k＝1/λ来表示。δ(x)表示从放射点X放射出的电磁波(在本实施方式中为微波)的相位。
当对式(1)进行变形时，得到用于求出电磁波的相位δ(x)的式(2)。
【数2】
基于式(2)，根据电磁波的波数k、距离Z以及放射点X来计算从放射点X放射出的电磁波的相位δ(x)。式(2)描绘出图3的(b)的曲线。
参照图3的(c)来说明使从两个以上的相控阵天线2放射出的微波的在焦点位置O处的相位相互增强的条件。将七个相控阵天线2设为相控阵天线2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g，在图3的(c)中，为了便于说明，将相控阵天线2以相分离地沿横向排列的方式表示，这与相控阵天线2的实际的位置关系不同。
控制部8从自相控阵天线2a～2g放射的微波的各放射点xa～xg控制从相控阵天线2a～2g放射的各微波的相位δ(xa)～δ(xg)，以使各微波的在焦点位置O处的相位相一致。
由于相控阵天线2a～2g的放射点X不同，因此如式(2)所示，若不控制相位，则从相控阵天线2a～2g放射出的微波的相位δ(x)在焦点位置O处产生偏离。其结果，即使相控阵天线2a～2g中的任意的微波为相位在焦点位置O处相互增强的条件，其它的任意的微波也为相位在焦点位置O处相互减弱的的条件。对此，在本实施方式中，通过分别控制从相控阵天线2a～2g放射出的微波的相位δ(xa)～δ(xg)，能够使相位在焦点位置O处相互增强。例如，从图3的(c)所示的相控阵天线2a、2b、2c放射出的微波的相位的波腹与波腹一致，波节与波节一致，因此为使微波的相位相互增强的条件。但是，即使控制为使从相控阵天线2a、2b、2c放射出的微波的相位相互增强的条件，有时也会是从相控阵天线2d～2g放射出的微波中的至少任一微波的相位为相互减弱的条件。在这种情况下，有时不会成为七个微波的相位在焦点位置O处相互增强的结果。
对此，在本实施方式中，将从相控阵天线2c、2d、2e、2f、2g放射出的微波的相位也控制为使微波相互增强的条件。由此，能够将各微波的相位控制为七个微波的相位在电介质窗5的焦点位置O处相互增强的条件，来进行使微波的电场集中在焦点位置O的控制。
但是，也可以针对从相控阵天线2a～2g中输出的至少两个微波进行使微波的相位焦点位置O处相互增强的控制，而不是针对全部的七个微波进行该控制。例如，在相控阵天线2中，不控制微波的相位的天线可以为一个以上。另外，在上述说明中，电介质窗5中的焦点位置O为一个，但是不限于此，也可以进行在相同的定时使电介质窗5中的两个以上的焦点位置O处的相位相互增强的控制。
此外，如图1所示，相对于微波的波长λ，从一个相控阵天线2的中心到相邻的相控阵天线2的中心的距离P小于λ/2。这是因为，当相邻的相控阵天线2的距离(间隔)大于λ/2时，无法使微波在电介质窗5的焦点位置O处汇集，从而无法进行使微波的相位在焦点位置O处相互增强的控制。
由于以上说明的通过相位控制进行的微波的焦点对准不伴有机械动作，因此能够非常高速地进行控制。在原理上，通过与微波的频率相同程度的高速控制，能够使焦点位置O根据时间移动。由此，能够高速地进行相控阵天线2的相位控制。其结果，能够高速地控制电介质窗5中的微波的电场的分布，从而能够在电介质窗5的上方的空间U局部地生成等离子体。
关于微波的焦点对准，基板保持机构3与电介质窗5的间隔越窄，则表示微波的焦点对准状态的斑点的直径变得越小，生成局部的等离子体。因此，通过驱动机构4使基板保持机构3沿上下方向移动，来调整基板保持机构3与电介质窗5的间隔，由此能够向基板W的背面的期望部位照射局部等离子体来在规定位置进行成膜。由此，能减轻基板W的局部的应力。并且，控制部8从光学传感器13、光学监视器等获取基板W的弯曲分布，基于获取到的测定值来计算成膜位置和膜厚，并根据计算结果来控制相控阵天线2，以在基板W的背面的成膜位置成膜出所需膜厚的膜。
图4是示出通过一个实施方式所涉及的控制部8进行的相位控制的一例的图。控制部8根据时间改变多个微波的相位，来控制产生等离子体的区域。在图4的例子中，控制部8使用相位器7(在图4中仅显示一个)进行控制，使得从七个相控阵天线2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g分别放射出的微波的相位δ(xa)～δ(xg)在焦点位置C处相互增强。由此，示意性地示出了进行控制以使得焦点位置C为中心的斑点部分Ar处微波的电场变强的情况。
控制部8使用相位器7高速地控制微波的相位δ(xa)～δ(xg)，来使焦点位置C在电介质窗5的表面沿径向L1或周向L2等进行扫描。由此，通过使焦点位置C和焦点对准部分Ar高速移动，能够在电介质窗5的上方的空间U局部地生成等离子体。
另外，控制部8通过改变使用相位器7控制微波的相位δ(xa)～δ(xg)的速度来改变焦点对准部分Ar的移动速度。由此，能够自由地控制每单位时间的平均电场分布。例如，改变控制部8控制微波的相位δ(xa)～δ(xg)的速度，以使焦点对准部分Ar在电介质窗5的外周侧缓慢移动，并且使焦点对准部分Ar在内周侧比外周侧更快地移动。由此，能够使电介质窗5的外周侧的电场强度的积分值比内周侧的电场强度的积分值更强。另外，能够自由地控制等离子体分布，如将电介质窗5的上方的外周侧的等离子体密度控制为比内周的等离子体密度更高等。
[传感器位置]
等离子体处理装置10具有用于测定被保持于基板保持机构3的基板W的弯曲程度的传感器。参照图5～图8，以光学传感器13为一例来说明所述传感器。图5是示出一个实施方式所涉及的等离子体处理装置10的光学传感器13的位置的一例的图。图6是示出图5的A-A面的一例的图。图7是示出一个实施方式所涉及的等离子体处理装置10的光学传感器13的位置的其它例的图。图8是示出一个实施方式所涉及的等离子体处理装置10的光学传感器13的位置的其它例的图。
图5～图8所示的光学传感器13对基板W的弯曲程度进行测定。表示基板W的弯曲程度的信息可以是基板W的表面Us的状态、基板W的背面Ds的状态或者形成于基板W的背面Ds的膜S的膜厚中的任一方的测定值。在图5～图8所示的等离子体处理装置10中，以一边通过光学传感器13对基板W的弯曲程度进行测定一边减轻基板W的应力来使基板W变得平坦的方式在基板W的背面Ds上进行成膜。作为对基板W的弯曲程度进行测定的测定器，既可以将光学传感器13和控制部8进行组合，也可以将使光学传感器13和光学监视器合为一体得到的测定器安装于处理容器1。
在图5的例子中，在处理容器1的顶部安装有多个光学传感器13。关于光学传感器13的数量，在图5的A-A面即图6的(a)～(c)中示出了一例。在图6的(a)的例子中，光学传感器13的数量为合计九个，其中，在顶部的中心设置有一个，以包围该中心的光学传感器13的周围的方式设置有八个。在图6的(b)的例子中，光学传感器13的数量为合计五个，其中，在顶部的中心设置有一个，在该中心的光学传感器13的周围等距离地设置有四个。在图6的(c)的例子中，光学传感器13的数量为合计十三个，其中，在图6的(a)所示的位置设置有九个，在其外周等间隔地设置有四个。
返回图5，控制部8使规定频率的光从多个光学传感器13经由透过光的透过窗14入射到基板W的表面Us。然后，通过未图示的受光器接收多个光的在该基板W的表面Us的反射光，并根据接收到的光的状态直接测定基板W的弯曲状态。据此，能够直接测定基板W的表面Us的弯曲状态，因此测定精度高。另外，光学传感器13的数量越多则测定精度越高，但是成本也变得越高。因此，只要将至少五个光学传感器13配置于图6的(b)所示的位置即能够对基板W的弯曲状态进行测定，并能够抑制成本的增加。另一方面，当考虑到测定精度时，优选将九个光学传感器13配置于图6的(a)所示的位置，更优选将十三个光学传感器13配置于图6的(c)所示的位置。
在图7的例子中，在处理容器1的侧壁安装有光学传感器13。光学传感器13能够改变光轴的朝向。光学传感器13为了对基板W的弯曲状态进行测定，使光从处理容器1的侧壁经由透过窗14相对于基板W的背面Ds倾斜地入射。改变光轴的朝向来使光扫描基板W的背面Ds。通过受光器17经由相反侧的透过窗14接收该光的反射。根据接收到的光的状态来对基板W的弯曲状态进行测定。在这种情况下也是，根据对入射的光的反射来直接测定基板W的弯曲状态，因此测定精度高。
但是，也可以通过使用膜厚仪对基板W的背面Ds的膜S的厚度进行测定来间接地测定基板W的弯曲状态。例如，在图8的例子中，光学传感器13安装于处理容器1的底板9。从多个光学传感器13经由透过窗14自处理容器1的底部入射规定频率的光。光透过电介质窗5，入射到基板W的背面Ds并被反射。通过未图示的受光器接收反射光，并根据接收到的光的状态来对形成于基板W的背面Ds的膜厚进行测定。预先测定出膜厚与基板W的弯曲状态(翘曲)之间的相关性，并作为关系式、表示相关性的信息存储于控制部8。因此，通过对基板W的背面的膜厚进行测定，能够间接地预测基板W的弯曲状态。
如以上说明的那样，能够基于使用光学传感器13对基板W的表面Us的状态、基板W的背面Ds的状态或者基板W的背面的膜厚中的任一方进行测定所得到的结果来获取表示基板W的弯曲程度的信息。控制部8根据通过光学传感器13测定出的表示基板W的弯曲程度的信息，来控制从相控阵天线2放射的多个微波的相位。
此外，成为通过光学传感器13来测定弯曲状态的对象的基板既可以是基于与产品用的基板W相同的成膜条件在表面进行了成膜的模拟基板，也可以是产品用的各基板W，还可以是多个基板W中的至少任一个基板W。作为多个基板中的至少任一个基板W，可以是基板组的最初的基板W、基板组的最后的基板W等。但是，成为测定对象的基板不限于此。
例如，在通过相同的成膜条件对基板W进行处理的情况下，也可以将针对通过相同的成膜条件在表面Us进行了成膜的模拟基板测定弯曲状态所得到的测定值使用于针对通过相同的成膜条件在表面Us进行了成膜的所有基板W在背面Ds进行成膜的控制。但是，不限于此，例如即使在通过相同的成膜条件对基板W进行处理的情况下，也可以一边针对每个基板W进行测定一边基于各基板W的测定结果来控制背面Ds的成膜。由此，即使在每个基板的弯曲状态不同的情况下，也能够在基板W的背面Ds的适当的区域成膜出适当厚度的膜S，并能够针对每个基板W减轻应力来消除弯曲。
也可以是，在等离子体处理装置10不安装光学传感器13等测定器。在这种情况下，也可以是，在基于预先决定的成膜条件在基板W的表面Us进行了成膜后，将基板W搬送到未图示的定向器，一边通过定向器使基板W旋转，一边使光例如入射到基板W的表面，通过光的反射来对基板W的弯曲程度进行测定。将该测定值从设置于定向器的控制部发送到等离子体处理装置10的控制部8。由此，控制部8根据接收到的表示基板W的弯曲程度的测定值，来控制从相控阵天线2放射的多个微波的相位。
[等离子体处理方法]
接着，参照图9来说明通过等离子体处理装置10执行的等离子体处理方法的一例。图9是示出一个实施方式所涉及的等离子体处理方法的一例的流程图。此外，本处理由控制部8控制。另外，在图9所示的等离子体处理方法SW中，可以是第一张在模拟基板的背面进行成膜，从第二张起在产品用的基板W的背面进行成膜。
当本处理开始时，控制部8将基板W搬入到处理容器1内并保持于基板保持机构3，来将基板W准备好(步骤S1)。接着，控制部8通过光学传感器13对基板W的弯曲状态进行测定(步骤S2)。接着，控制部8从气体供给部16供给气体(步骤S3)。接着，控制部8从微波输出部6输出微波(步骤S4)。
接着，控制部8使用相位器7，基于表示基板W的弯曲状态的测定值来控制从七个相控阵天线2放射出的各微波的相位(步骤S5)。由此，将被控制了相位的各微波从各相控阵天线2向处理容器1内放射。另外，被控制了相位的各微波在空间V发生干涉，来使微波进行焦点对准。由此，在电介质窗5与基板保持机构3之间生成局部的等离子体。控制部8通过局部的等离子体在基板W的背面Ds进行局部的成膜(步骤S6)。
接着，控制部8判定是否结束成膜处理(步骤S7)。当判定为不结束成膜处理时，控制部8通过光学传感器13再次对基板W的弯曲状态进行测定(步骤S8)。然后，控制部8使用相位器7，基于测定结果控制从七个相控阵天线2放射出的各微波的相位(步骤S5)，来对基板W的背面Ds进行局部的成膜(步骤S6)。在步骤S7中，控制部8重复进行步骤S5～S8的处理直到判定为结束成膜处理为止，并且控制部8当判定为结束成膜处理时结束本处理。控制部8也可以基于步骤S8中的测定结果，在判定为基板W的弯曲状态为允许范围内时，不进行步骤S5～S6，在步骤S7中结束成膜处理。此外，在本处理结束时，停止微波的输出，并停止气体的供给。
根据该等离子体处理方法，对基板的弯曲状态进行测定，并将测定结果反馈到设置于基板W的背面侧的各相控阵天线2来控制各微波的相位。由此，通过在基板W的背面Ds的规定区域进行成膜，能够减轻基板的应力。
也可以是，将通过该处理方法进行了背面成膜的基板W搬送到其它处理容器，再次对基板W的弯曲状态进行测定，如果基板W的弯曲在预先决定出的允许范围外，则再次将基板W搬送到等离子体处理装置10，再次在基板W的背面Ds进行成膜。
[相位控制的仿真结果]
在图10的(b)和(c)中表示在如图10的(a)所示那样控制部8使用相位器7对从十九个相控阵天线2输出的微波的相位进行了控制时的、一个实施方式所涉及的电介质窗5中的电场分布的仿真结果的一例。
作为该仿真条件，设定为从十九个相控阵天线2放射出相同功率的微波。关于图10的(a)～(c)所示微波的电场强度，用深色部分表示电场强度更高的状态。
图10的(b)是控制微波的相位δ(x)使得在电介质窗5的中心附近形成以焦点位置C1为中心的焦点对准部分Ar时的电场强度分布。
此后，如图10的(c)所示，控制微波的相位δ(x)使得相位在电介质窗5的焦点位置C2处相互增强的结果是，在以焦点位置C2为中心的焦点对准部分Ar，微波的电场变强。通过该仿真，确认出通过相位控制能够进行自由的焦点对准控制。
如以上说明的那样，根据本实施方式的等离子体处理装置10，能够不受相控阵天线2的配置所限地改变电介质窗5中的电场分布。由此，通过相位控制能够进行自由的焦点对准控制，并能够自由地控制等离子体的分布。
如图11所示，通过该控制，能够消除基板W的弯曲状态。例如，在以基板W的中央凹陷的方式翘曲成碗状的情况下，例如对基板W的背面Ds的整个面进行成膜。此时，使膜S的外周侧的膜厚Se比中央侧的膜厚Sc更厚。由此，能够减轻基板W的应力来使基板W平坦。
但是，成膜方法不限于此，例如也可以在基板W的背面Ds的中央侧进行成膜，不在外周侧进行成膜。另外，也可以根据基板W的弯曲状态在基板W的背面Ds的外周侧进行成膜，不在中央侧进行成膜。
在背面Ds成膜出的膜是压缩应力膜还是拉伸应力膜不仅根据膜种类而改变，即使在同种膜的情况下也根据成膜条件而改变。因此，通过根据表示基板W的弯曲状态的测定结果将成膜位置、膜种类以及成膜条件中的至少任一方设为适当的，能够消除基板W的弯曲状态来使基板W平坦。
关于本公开的等离子体处理装置10，列举发射微波的等离子体处理装置为一例进行了说明，但是不限于此。本公开的等离子体处理装置10具有的相控阵天线2不限于放射微波，也可以放射频率为100MHz以上的电磁波，如UHF等。更优选的是，相控阵天线2可以放射频率为1GHz～3GHz的范围内的电磁波。频率越高，则能够进行越高速的相位控制。
另外，在上述实施方式中，电介质窗5的上方的空间V为大气空间，但是不限于此。例如，也可以利用与电介质窗5相同材料或不同材料的电介质来填埋电介质窗5的下方的空间V。通过利用电介质填埋空间V，能够使在电介质中传播的微波的波长变短，因此能够使等离子体处理装置10变小。
在上述实施方式中，将空间V设为大气空间，但是也可以使空间V为真空空间。但是，在使空间V为真空空间的情况下，变为在真空空间进行相位控制，有可能在空间V中生成等离子体。根据以上，空间V更优选为大气空间。另外，通过使放射部125与电介质窗5的距离大于微波的波长λ的1/4，能够通过电介质窗5使微波充分地进行焦点对准。
如以上说明的那样，根据本实施方式的等离子体处理装置和等离子体处理方法，在基板W的下方设置相控阵天线2。由此，能够使用测定基板的弯曲状态所得到的结果来对相控阵天线2进行反馈控制，在基板W的背面Ds局部地进行成膜。由此，能够减轻基板W的应力来使基板W平坦。
应该认为，本次公开的一个实施方式所涉及的等离子体处理装置和等离子体处理方法在所有方面均为例示，而非限制性的。上述的实施方式在不脱离所附权利要求书范围及其主旨的情况下能够以各种方式进行变形和改进。上述多个实施方式所记载的事项在不矛盾的范围内能够采取其它结构，另外，在不矛盾的范围内能够进行组合。

Claims (12)

1.一种等离子体处理装置，具有：
处理容器；
基板保持机构，其配置于所述处理容器内，并保持基板；
电介质窗，其配置于所述基板保持机构的下方；
相控阵天线，其配置于所述电介质窗的下方，并放射多个电磁波；
传感器，其对保持于所述基板保持机构的所述基板的弯曲程度进行测定；以及
控制部，其根据通过所述传感器测定出的所述基板的弯曲程度，来控制从所述相控阵天线放射的多个所述电磁波的相位。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，
还具有气体供给部，该气体供给部将气体供给到所述电介质窗与所述基板之间的生成等离子体的空间，
所述控制部通过在所述空间从所述气体生成的等离子体，来控制与所述基板的弯曲程度相应的所述基板的背面成膜。
3.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述控制部根据时间改变多个所述电磁波的相位，来控制所述基板的背面成膜。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述基板保持机构与驱动机构连接，
所述基板保持机构能够通过所述驱动机构在所述处理容器内沿上下方向移动。
5.根据权利要求1～3中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，
相对于所述电磁波的波长λ，从所述相控阵天线到所述电介质窗的垂直距离大于λ/4。
6.根据权利要求1～3中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述相控阵天线分别具有单极天线。
7.根据权利要求1～3中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，
相对于所述电磁波的波长λ，从所述相控阵天线的中心到相邻的所述相控阵天线的中心的距离小于λ/2。
8.根据权利要求1～3中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，
多个所述电磁波的频率为100MHz以上。
9.根据权利要求8所述的等离子体处理装置，其特征在于，
多个所述电磁波的频率为1GHz～3GHz。
10.一种等离子体处理方法，由等离子体处理装置执行，该等离子体处理装置具有处理容器、配置于所述处理容器内并保持基板的基板保持机构、配置于所述基板保持机构的下方的电介质窗以及配置于所述电介质窗的下方并放射多个电磁波的相控阵天线，所述等离子体处理方法包括以下工序：
将基板保持于所述基板保持机构；
控制从所述相控阵天线放射的多个所述电磁波的相位；
将被控制了相位的多个所述电磁波的各个所述电磁波从对应的各个所述相控阵天线向所述处理容器内放射；
将气体供给到所述电介质窗与所述基板之间的生成等离子体的空间；
对保持于所述基板保持机构的所述基板的弯曲程度进行测定；以及
根据测定出的所述基板的弯曲程度，来控制从所述相控阵天线放射的多个所述电磁波的相位，以通过在所述空间生成的等离子体在所述基板的背面进行成膜。
11.根据权利要求10所述的等离子体处理方法，其特征在于，
表示所述基板的弯曲程度的信息是所述基板的背面的状态、所述基板的表面的状态或者所述基板的背面的膜厚中的任一方的测定值。
12.根据权利要求10或11所述的等离子体处理方法，其特征在于，
针对基于预先决定的成膜条件在表面进行了成膜的模拟基板进行对所述基板的弯曲程度的测定、针对基于所述成膜条件在表面进行了成膜的每个基板进行对所述基板的弯曲程度的测定、或者针对基于所述成膜条件在表面进行了成膜的多个所述基板中的至少任一个基板进行对所述基板的弯曲程度的测定。
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