CN113299530A - 等离子体处理装置和构件温度判定方法 - Google Patents

等离子体处理装置和构件温度判定方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种等离子体处理装置和构件温度判定方法，高精度地判定处理容器内的构件的温度是否饱和。等离子体处理装置具有处理容器和电极，该等离子体处理装置还具有：预处理部，其构成为执行使等离子体点火来使处理容器内的构件的温度上升的预处理；功率施加部，其构成为在执行预处理后，以不使等离子体点火的方式向电极施加RF功率；测定部，其构成为测定与通过功率施加部施加的RF功率有关的物理量；以及判定部，其构成为基于通过测定部测定出的与RF功率有关的物理量，来判定处理容器内的构件的温度是否饱和。

Description

等离子体处理装置和构件温度判定方法
技术领域
本发明涉及一种等离子体处理装置和构件温度判定方法。
背景技术
以往以来，已知一种使用等离子体来对晶圆等被处理体进行等离子体处理的等离子体处理装置。这样的等离子体处理装置例如具有在能够构成真空空间的处理容器内保持兼用作电极的被处理体的载置台。等离子体处理装置通过向载置台施加规定的高频功率(RF(Radio Frequency：射频)功率)，来对配置于载置台的被处理体进行等离子体处理。另外，等离子体处理装置在对被处理体进行等离子体处理前，进行使等离子体点火来使处理容器内的构件的温度上升的预处理。该预处理也被称为干燥处理。通过在晶圆假片被载置于载置台的状态下使等离子体点火来实现干燥处理。将干燥处理例如重复执行预先决定的次数，直到处理容器内的构件的温度饱和为止。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-167385号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开提供一种能够高精度地判定处理容器内的构件的温度是否饱和的技术。
用于解决问题的方案
本公开的一个方式的等离子体处理装置具有处理容器和电极，所述等离子体处理装置还具有：预处理部，其构成为执行使等离子体点火来使所述处理容器内的构件的温度上升的预处理；功率施加部，其构成为在执行所述预处理后以不使等离子体点火的方式向所述电极施加RF功率；测定部，其构成为测定与通过所述功率施加部施加的所述RF功率有关的物理量；以及判定部，其构成为基于通过所述测定部测定出的与所述RF功率有关的物理量来判定所述处理容器内的构件的温度是否饱和。
发明的效果
根据本公开，起到能够高精度地判定处理容器内的构件的温度是否饱和这样的效果。
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结构的概要截面图。
图2是示出对一个实施方式所涉及的等离子体处理装置进行控制的控制部的概要结构的框图。
图3是示意性地示出处理容器内的构件的图。
图4是通过等效电路示出向载置台施加了RF功率时的等离子体处理装置的电气状态的一例的图。
图5是示出处理容器内的构件的温度与干燥处理的重复次数之间的关系的一例的图。
图6是示出一个实施方式所涉及的等离子体处理方法的流程的一例的流程图。
图7是说明在处理容器内的构件的温度饱和后开始等离子体处理的流程的具体例的图。
附图标记说明
1：处理容器；2：载置台；10：等离子体处理装置；100：控制部；121：干燥处理部；122：等离子体处理部；123：功率施加部；124：测定部；125：获取部；126：判定部；141：判定基准信息；VM：测定器；W：晶圆。
具体实施方式
下面，参照附图来详细说明本申请所公开的等离子体处理装置和构件温度测定方法的实施方式。此外，不通过本实施方式来限定公开的等离子体处理装置和构件温度测定方法。
另外，在等离子体处理装置中，有时使用设置于处理容器内的温度计的测量结果来判定处理容器内的构件的温度是否饱和，在处理容器内的构件的温度饱和的情况下，结束干燥处理的重复。然而，在温度计被设置于处理容器内的情况下，温度计的位置成为温度的特异点，因此温度计的测量结果的精度下降，作为结果，存在以下问题：难以高精度地判定处理容器内的构件的温度是否饱和。另外，对处理容器内的构件的温度的均匀性产生影响。
因此，期待在不将温度计设置于处理容器内的情况下高精度地判定处理容器内的构件的温度的饱和。
[等离子体处理装置的结构]
图1是示出一个实施方式所涉及的等离子体处理装置10的结构的概要截面图。等离子体处理装置10具有气密地构成且被设为电接地电位的处理容器1。处理容器1被设为圆筒状，例如由铝等构成。处理容器1划分出用于生成等离子体的处理空间。在处理容器1内设置有用于将作为被处理体(work-piece：工件)的半导体晶圆(以下简称为“晶圆”。)W水平地支承的载置台2。载置台2构成为包括基材(基部)2a和静电吸盘(ESC：Electrostaticchuck)6。基材2a由导电性的金属、例如铝等构成，具有作为下部电极的功能。静电吸盘6具有用于对晶圆W进行静电吸附的功能。载置台2被支承台4支承。支承台4例如被由石英等构成的支承构件3支承。另外，在载置台2的上方的外周设置有例如由单晶硅形成的聚焦环5。并且，在处理容器1内以包围载置台2和支承台4的周围的方式设置有例如由石英等构成的圆筒状的内壁构件3a。
第一RF电源10a经由第一匹配器11a而与基材2a连接，另外，第二RF电源10b经由第二匹配器11b而与基材2a连接。第一RF电源10a主要用于产生等离子体，构成为从该第一RF电源10a向载置台2的基材2a供给在150MHz～10MHz的范围内选出的规定频率的高频功率。另外，第二RF电源10b主要用于吸引离子(偏置用)，构成为从该第二RF电源10b向载置台2的基材2a供给相比于第一RF电源10a而言低的40MHz～100KHz的范围内选出的规定频率的高频功率。这样，载置台2构成为能够被施加电压。
此外，第一RF电源10a的频率在使得产生等离子体的同时还具有很大的离子吸引作用，频率越低，则离子吸引作用的比例越大。另外，第二RF电源10b的频率在使得吸引离子的同时还具有很大的等离子体产生作用，频率越高，则等离子体产生作用的比例越高。
另外，在第一匹配器11a设置有测定器VM。测定器VM测定Vpp(Voltage Peak toPeak：峰间电压)，该Vpp是从第一RF电源10a输出且经由第一匹配器11a施加到载置台2的RF功率的RF电压。Vpp是与施加到载置台2的RF功率有关的物理量的一例。测定器VM向控制部100通知表示测定出的Vpp的RF电压数据。
另一方面，在载置台2的上方以与载置台2平行且相向的方式设置有具有作为上部电极的功能的喷淋头16。喷淋头16和载置台2作为一对电极(上部电极和下部电极)发挥功能。
静电吸盘6以在绝缘体6b之间夹设电极6a的方式构成，在电极6a连接有直流电源12。而且，构成为通过从直流电源12向电极6a施加直流电压来利用库伦力吸附晶圆W。
在载置台2的内部形成有制冷剂流路2d，在制冷剂流路2d连接有制冷剂入口配管2b、制冷剂出口配管2c。而且，构成为通过使适当的制冷剂、例如冷却水等在制冷剂流路2d中循环，能够将载置台2控制为规定的温度。另外，以将载置台2等贯通的方式设置有气体供给管30，该气体供给管30用于将氦气等用于传递冷热的气体(背面气体)供给到晶圆W的背面，气体供给管30与未图示的气体供给源连接。通过这些结构，将通过静电吸盘6而被吸附保持于载置台2的上表面的晶圆W控制为规定的温度。
另外，设置于载置台2的上方的外周的聚焦环5也被控制为规定的温度。此外，也可以在载置台2或静电吸盘6的内部设置加热器，通过将加热器加热到规定的温度来将晶圆W和聚焦环5控制为规定的温度。
在载置台2设置有多个例如3个销用贯通孔200(在图1中仅示出1个。)，在这些销用贯通孔200的内部分别配设有升降销61。升降销61与驱动机构62连接，通过驱动机构62来进行上下运动。
上述的喷淋头16设置于处理容器1的顶壁部分。喷淋头16具备主体部16a和形成电极板的上部顶板16b，且经由绝缘性构件95被支承于处理容器1的上部。主体部16a由导电性材料、例如表面被进行了阳极氧化处理的铝构成，且构成为在该主体部16a的下部以装卸自如的方式支承上部顶板16b。
在主体部16a的内部设置有气体扩散室16c。另外，在主体部16a的底部以位于气体扩散室16c的下部的方式形成有大量气体通流孔16d。另外，在上部顶板16b以将该上部顶板16b沿厚度方向贯通的方式设置有气体导入孔16e，该气体导入孔16e以与上述的气体通流孔16d重合的方式设置。通过这样的结构，使被供给到气体扩散室16c的处理气体经由气体通流孔16d和气体导入孔16e喷淋状地分散并供给到处理容器1内。
在主体部16a形成有用于向气体扩散室16c导入处理气体的气体导入口16g。在气体导入口16g连接有气体供给配管15a的一端。在该气体供给配管15a的另一端连接有用于供给处理气体的处理气体供给源(气体供给部)15。在气体供给配管15a上，从上游侧依序设置有质量流量控制器(MFC)15b和开闭阀V2。从处理气体供给源15经由气体供给配管15a向气体扩散室16c供给用于进行等离子体蚀刻的处理气体。从气体扩散室16c经由气体通流孔16d和气体导入孔16e向处理容器1内喷淋状地分散并供给处理气体。
上述的作为上部电极的喷淋头16经由低通滤波器(LPF)71而与可变直流电源72电连接。该可变直流电源72构成为能够通过通断开关73来进行供电的导通/截止。可变直流电源72的电流/电压以及通断开关73的接通/断开由后述的控制部90控制。此外，如后述那样，在从第一RF电源10a、第二RF电源10b向载置台2施加高频来使处理空间内产生等离子体时，根据需要，通过控制部90使通断开关73接通来向作为上部电极的喷淋头16施加规定的直流电压。
以从处理容器1的侧壁延伸至比喷淋头16的高度位置更靠上方的位置方式设置有圆筒状的接地导体1a。该圆筒状的接地导体1a在其上部具有顶壁。
在处理容器1的底部形成有排气口81。排气口81经由排气管82而与第一排气装置83连接。第一排气装置83具有真空泵，构成为能够通过使该真空泵动作来使处理容器1内减压至规定的真空度。另一方面，在处理容器1内的侧壁设置有晶圆W的搬入搬出口84，在该搬入搬出口84设置有用于将该搬入搬出口84进行开闭的闸阀85。
在处理容器1的侧部内侧，沿内壁面设置有沉积物屏蔽件86。沉积物屏蔽件86用于防止蚀刻副产物(沉积物)附着在处理容器1上。在该沉积物屏蔽件86的与晶圆W大致相同的高度位置设置有以能够控制相对于地的电位的方式连接的导电性构件(GND块)89，由此防止异常放电。另外，在沉积物屏蔽件86的下端部设置有沿内壁构件3a延伸的沉积物屏蔽件87。沉积物屏蔽件86、87被设为装卸自如。
上述结构的等离子体处理装置10的动作由控制部100统一地控制。控制部100例如是计算机，控制等离子体处理装置10的各部。
[控制部的结构]
接着，详细说明控制部100。图2是示出对一个实施方式所涉及的等离子体处理装置10进行控制的控制部100的概要结构的框图。控制部100例如是计算机，具有外部接口110、工艺控制器120、用户接口130以及存储部140。
外部接口110构成为能够与等离子体处理装置10的各部进行通信，用于输入输出各种数据。例如，从测定器VM向外部接口110输入RF电压数据，该RF电压数据表示施加到载置台2的RF功率的Vpp。
工艺控制器120具备CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)，控制等离子体处理装置10的各部。
用户接口130包括供工序管理者为了管理等离子体处理装置10而进行命令的输入操作的键盘、可视化地显示等离子体处理装置10的运行状况的显示器等构成。
在存储部140中保存有制程配方，该制程配方中存储有用于在工艺控制器120的控制下实现由等离子体处理装置10执行的各种处理的控制程序(软件)、处理条件数据等。例如，在存储部140中保存有判定基准信息141。判定基准信息141是成为在执行后述的干燥处理时判定处理容器1内的构件的温度是否饱和时的基准的数据，是表示预先在处理容器1内的构件的温度饱和的状态下测定出的Vpp的数据。判定基准信息141的详情后述。此外，控制程序、处理条件数据也可以被存储于可由计算机读取的计算机记录介质(例如，硬盘、DVD等光盘、软盘、半导体存储器等)。另外，控制程序、制程配方、参数也可以被存储于其它装置，并且例如经由专用线路在线读出并利用。
工艺控制器120具有用于保存程序、数据的内部存储器，工艺控制器120读出存储部140中存储的控制程序，并执行读出的控制程序的处理。工艺控制器120通过控制程序的运行来作为各种处理部发挥功能。例如，工艺控制器120具有干燥处理部121、等离子体处理部122、功率施加部123、测定部124、获取部125以及判定部126的功能。此外，在一个实施方式中，举例说明工艺控制器120作为各种处理部发挥功能的情况，但是不限定于此。例如，也可以将干燥处理部121、等离子体处理部122、功率施加部123、测定部124、获取部125以及判定部126的功能分配给多个控制器来实现。
另外，等离子体处理装置10在对晶圆W进行等离子体处理前，进行使等离子体点火来使处理容器1内的构件的温度上升的预处理。该预处理也被称为干燥处理。干燥处理例如通过在晶圆假片(dummy wafer)被载置于载置台2的状态下使等离子体点火来实现。干燥处理例如被重复执行预先决定的次数，直到处理容器1内的构件的温度饱和为止。但是，在干燥处理的重复次数过多的情况下，开始对晶圆W进行等离子体处理的定时延迟，等离子体处理装置10的运行率(生产率)下降。
因此，关于等离子体处理装置10，能够考虑使用在处理容器1内设置的温度计的测量结果来判定处理容器1内的构件的温度是否饱和，在处理容器1内的构件的温度饱和的情况下，结束干燥处理的重复。然而，在处理容器1内设置有温度计的情况下，温度计的位置成为温度的特异点，因此温度计的测量结果的精度下降，作为结果，存在以下问题：难以高精度地判定处理容器1内的构件的温度是否饱和。另外，对处理容器1内的构件的温度的均匀性产生影响。
因此，在一个实施方式所涉及的等离子体处理装置10中，以不在处理容器1内设置温度计的方式判定处理容器1内的构件的温度的饱和。具体地说，等离子体处理装置10使用被施加到载置台2的RF功率的Vpp来判定处理容器1内的构件的温度是否饱和。
在此，参照图3和图4来说明施加到载置台2的RF功率的Vpp与处理容器1内的构件的温度之间的关系。
图3是示意性地示出处理容器1内的构件的图。在处理容器1内形成有用于生成等离子体的处理空间，例如处理容器1的内壁面、作为下部电极的载置台2、支承台4、聚焦环5、作为上部电极的喷淋头16以及绝缘性构件95面向处理空间。例如在生成等离子体时，从第一RF电源10a向载置台2施加规定频率的RF功率。
图4是通过等效电路示出向载置台2施加了RF功率时的等离子体处理装置10的电气状态的一例的图。如图4所示，在向载置台2施加了RF功率的情况下，等离子体处理装置10分为电源201、匹配装置202以及处理空间203来表示。电源201例如包括图1中的第一RF电源10a。匹配装置202例如包括图1中的第一匹配器11a，作为第一匹配器11a的电路结构包括可变电容C1、C2。另外，匹配装置202例如在第一匹配器11a的电路结构中包括图1中的测定器VM。测定器VM测定Vpp并向控制部100通知表示Vpp的RF电压数据，该Vpp是从第一RF电源10a输出且经由第一匹配器11a被施加到载置台2的RF功率的RF电压。处理空间203例如包括处理容器1的内壁面、作为下部电极的载置台2、支承台4、聚焦环5、作为上部电极的喷淋头16以及绝缘性构件95来作为配置于处理容器1内的构件。在向载置台2施加了RF功率的情况下，处理容器1的内壁面、载置台2以及聚焦环5例如被视为电阻R1、R2、R5。另外，支承台4和绝缘性构件95例如被视为电容器C4、C95。另外，喷淋头16的主体部16a和上部顶板16b例如被视为电阻R16a、R16b。另外，喷淋头16与载置台2之间的空隙被视为电容器CGap。处理容器1内的构件的合成阻抗Z根据处理容器1内的构件的温度T的变化而发生变化。而且，根据欧姆定律，Vpp＝Z·I成立，因此，在RF电流I恒定的情况下，施加到载置台2的RF功率的Vpp根据合成阻抗Z的变化而发生变化。换言之，Vpp根据处理容器1内的构件的温度T的变化而发生变化。因而，可知即使在未在处理容器1内设置温度计的情况下，也能够通过测定Vpp来判定处理容器1内的构件的温度是否饱和。
在生成等离子体的情况下，从第一RF电源10a输出的RF功率被负载(等离子体)侧吸收，因此观测不到反射波或观测值小。另外，反射波的大小由负载阻抗的变化来决定，因此反射波的大小根据等离子体状态的改变而发生变化。与反射波同样地，Vpp的值也根据干扰影响下产生的负载阻抗的变化而发生变动。因此，在等离子体点火时，Vpp的测定值的可靠性低，当使用Vpp来进行温度测定时温度测定有可能变得不准确。
另一方面，在使从作为下部电极的载置台2辐射出的RF在作为上部电极的喷淋头16的上部顶板16b全反射的情况下，以不生成等离子体的方式提供的功率作为反射波返回到载置台2。在等离子体非点火时，能够减轻气体流量、压力之类的处理容器1内的状况的影响来抑制阻抗的变化，另外，RF在负载侧不被吸收而被全反射，因此使反射波的大小获得固定的值。而且，使RF全反射的情况下的Vpp根据伴随处理容器1内的构件的温度T的变化发生的合成阻抗Z的变化而发生变化。因此，等离子体处理装置10在执行一次干燥处理后，测定使RF全反射的情况下的Vpp，并基于测定出的Vpp来判定处理容器1内的构件的温度是否饱和。
返回到图2的说明。干燥处理部121控制等离子体处理装置10的各部来执行干燥处理。例如，干燥处理部121从存储部140读出与要执行的干燥处理相应的制程等，基于读出的制程等来控制等离子体处理装置10的各部。干燥处理例如通过在晶圆假片被载置于载置台2的状态下使等离子体点火来实现。在一个实施方式中，干燥处理部121将干燥处理重复执行多次。伴随干燥处理的重复，处理容器1内的构件的温度逐渐上升。
等离子体处理部122控制等离子体处理装置10的各部，来对搬入到处理容器1内的晶圆W实施等离子体处理。例如，等离子体处理部122从存储部140读出与要执行的等离子体蚀刻相应的制程等，基于读出的制程等来控制等离子体处理装置10的各部。在使干燥处理部121停止重复进行干燥处理后，等离子体处理部122对晶圆W实施等离子体处理。
在执行干燥处理后，功率施加部123以不使等离子体点火的方式向载置台2施加RF功率。即，在执行干燥处理后，功率施加部123从第一RF电源10a向载置台2施加使发生全反射且不生成等离子体的水平的RF功率。例如，每当完成一次干燥处理时，功率施加部123以不使等离子体点火的方式向载置台2施加RF功率。
另外，在对晶圆W实施等离子体处理后，功率施加部123以不使等离子体点火的方式向载置台2施加RF功率。即，在对晶圆W实施等离子体处理后，功率施加部123从第一RF电源10a向载置台2施加使发生全反射且不生成等离子体的水平的RF功率。
测定部124测定与通过功率施加部123施加的RF功率有关的物理量。具体地说，测定部124使用被输入到外部接口110的RF电压数据所表示的RF功率的Vpp来作为与RF功率有关的物理量并测定Vpp。每当完成一次干燥处理时，测定部124测定Vpp。作为测定Vpp的测定定时，例如能够列举完成一次干燥处理后等离子体消失的定时、从等离子体消失起经过了规定时间的定时等。另外，优选的是与各干燥处理对应的测定定时一致。
另外，在对晶圆W实施等离子体处理后，测定部124测定与通过功率施加部123施加的RF功率有关的物理量。即，在对晶圆W实施等离子体处理后，测定部124测定作为与RF功率有关的物理量的Vpp。
获取部125获取判定基准信息141，该判定基准信息141表示预先在处理容器1内的构件的温度饱和的状态下测定出的Vpp。例如，获取部125从存储部140读出并获取判定基准信息141。获取判定基准信息141的定时可以是任意的定时，但是例如也可以是尚未执行第一次干燥处理的定时等。此外，在一个实施方式中，设是将判定基准信息141预先保存到存储部140中，但是，在判定基准信息141被存储在其它装置的情况下，获取部125也可以经由网络获取判定基准信息141。
在此，参照图5来进一步说明判定基准信息141。图5是示出处理容器1内的构件的温度与干燥处理的重复次数之间的关系的一例的图。图5是在重复执行干燥处理时测定处理容器1内的构件的温度得到的结果。
如图5所示，随着干燥处理的重复，处理容器1内的构件的温度逐渐上升，并达到固定的饱和点。此外，在一次干燥处理与下一次干燥处理之间设置了用于更换晶圆假片的间隔期间，因此，在该间隔期间，处理容器1内的构件的温度暂时下降。
这样，在等离子体处理装置10中，随着干燥处理的重复，处理容器1内的构件的温度上升，最终达到固定的饱和点。另外，Vpp根据处理容器1内的构件的温度的变化而发生变化，因此，在处理容器1内的构件的温度达到固定的饱和点的情况下，Vpp也达到固定的饱和点。
因此，例如通过实验等重复执行干燥处理，并在处理容器1内的构件的温度饱和的状态下测定Vpp。而且，将测定出的Vpp作为判定基准信息141预先保存在存储部140中。例如，在图5中，执行第六次干燥处理后的处理容器1内的构件的温度相对于执行第五次干燥处理后的处理容器1内的构件的温度而言没有发生变化。在这种情况下，认为处理容器1内的构件的温度饱和，因此，将在执行第六次干燥处理后测定出的Vpp作为判定基准信息141预先保存在存储部140中。
返回到图2的说明。判定部126基于通过测定部124测定出的Vpp，来判定处理容器1内的构件的温度是否饱和。即，判定部126将通过测定部124测定出的Vpp与通过获取部125获取到的判定基准信息141所表示的Vpp(下面适当称为“基准Vpp”)进行比较，由此判定处理容器1内的构件的温度是否饱和。在一个实施方式中，判定部126判定通过测定部124测定出的Vpp是否为基准Vpp的允许范围内，由此判定处理容器1内的构件的温度是否饱和。基准Vpp的允许范围是指相对于基准Vpp从低于基准Vpp的允许值(下限值)起至高于基准Vpp的允许值(上限值)为止的范围。
而且，判定部126在判定为处理容器1内的构件的温度未饱和的情况下，使干燥处理部121继续重复进行干燥处理。另一方面，判定部126在判定为处理容器1内的构件的温度饱和的情况下，使干燥处理部121停止重复进行干燥处理。
由此，在等离子体处理装置10中，能够在不将温度计设置于处理容器1内的情况下高精度地判定处理容器1内的构件的温度的饱和，作为结果，能够抑制干燥处理的过度重复。
此外，也可以是，在之后对晶圆W实施等离子体处理时，在判定为处理容器1内的构件的温度饱和并停止重复干燥处理之前追加预先决定的次数的干燥处理，以提高处理容器1内的构件的温度为饱和的状态的再现性。
此外，也可以是，判定部126在判定为处理容器1内的构件的温度低于允许的温度范围的状态、即低于基准Vpp的允许范围的下限值且处理容器1内的构件的温度未饱和的情况下，进一步判定是否将干燥处理重复了规定次数。而且，也可以是，判定部126在判定为处理容器1内的构件的温度未饱和且未将干燥处理重复规定次数的情况下，使干燥处理继续重复。另一方面，也可以是，判定部126在判定为处理容器1内的构件的温度未饱和且将干燥处理重复了规定次数的情况下，通知警报。另外，也可以是，判定部126在处理容器1内的构件的温度高于允许的温度范围的状态、即高于基准Vpp的允许范围的上限值的情况下，通知警报。这些警报只要能够向等离子体处理装置10的管理者通知由于硬件故障等理由而未正常地进行干燥处理的意思即可，可以是任意方式。例如，判定部126输出用于向用户接口130通知干燥处理的异常的消息。
由此，等离子体处理装置10能够适当地通知干燥处理的异常。
另外，判定部126基于在对晶圆W实施了等离子体处理后通过测定部124测定出的Vpp，来判定处理容器1内的构件的温度是否维持着饱和。即，判定部126将在对晶圆W实施了等离子体处理后通过测定部124测定出的Vpp与基准Vpp进行比较，由此判定处理容器1内的构件的温度是否维持着饱和。在一个实施方式中，判定部126判定在对晶圆W实施了等离子体处理后通过测定部124测定出的Vpp是否为基准Vpp的允许范围内，由此判定处理容器1内的构件的温度是否维持着饱和。
而且，判定部126在判定为处理容器1内的构件的温度未维持饱和的情况下，通知警报。该警报表示由于硬件故障等理由而正在处理容器1内的构件的温度高于允许的温度范围的状态或低于允许的温度范围的状态下进行等离子体处理，该警报只要能够向等离子体处理装置10的管理者通知未对晶圆W正常地进行等离子体处理的意思即可，可以是任意方式。例如，判定部126输出用于向用户接口130通知等离子体处理的异常的消息。
由此，等离子体处理装置10能够适当地通知等离子体处理的异常。
[处理的流程]
接着，说明等离子体处理方法的流程，该等离子体处理方法包括等离子体处理装置10判定处理容器1内的构件的温度是否饱和的构件温度判定处理，根据构件温度判定处理的判定结果开始对晶圆W进行等离子体处理。图6是示出一个实施方式所涉及的等离子体处理方法的流程的一例的流程图。
获取部125获取判定基准信息141(步骤S11)，该判定基准信息141表示预先在处理容器1内的构件的温度饱和的状态下测定出的Vpp。例如，获取部125在尚未执行第一次干燥处理的定时获取判定基准信息141。
干燥处理部121例如通过在晶圆假片被载置于载置台2的状态下使等离子体点火，来执行干燥处理(步骤S12)。在执行干燥处理后，在等离子体消失了的状态下更换晶圆假片。
在执行干燥处理后，功率施加部123以不使等离子体点火的方式向载置台2施加RF功率(步骤S13)。此时，功率施加部123在晶圆假片被载置于载置台2的状态下施加RF功率。通过在晶圆假片被载置于载置台2的状态下施加RF功率，能够在非故意地使等离子体点火的情况下保护载置台2免受等离子体影响。
测定部124测定作为与被施加的RF功率有关的物理量的Vpp(步骤S14)。
判定部126判定测定出的Vpp是否为判定基准信息141所表示的基准Vpp的允许范围内，由此判定处理容器1内的构件的温度是否饱和(步骤S15)。
在判定为测定出的Vpp低于基准Vpp的允许范围的下限值且处理容器1内的构件的温度未饱和的情况下(步骤S15：“是”)，判定部126判定是否将干燥处理重复了规定次数(步骤S16)。在判定为未将干燥处理重复规定次数的情况下(步骤S16：“否”)，判定部126使处理返回到步骤S12，继续重复进行干燥处理。
另一方面，在判定为将干燥处理重复了规定次数的情况下(步骤S16：“是”)，由于未正常地进行干燥处理，因此判定部126通知警报(步骤S17)，结束处理。
另一方面，在判定为测定出的Vpp高于基准Vpp的允许范围的上限值且处理容器1内的构件的温度高于允许的温度范围的情况下(步骤S15：“否”、步骤S18：“是”)，由于未正常地进行干燥处理，因此判定部126通知警报(步骤S17)并结束处理。
另一方面，在判定为测定出的Vpp为基准Vpp的允许范围内且处理容器1内的构件的温度饱和的情况下(步骤S15：“否”、步骤S18：“否”)，判定部126使干燥处理的重复停止(步骤S19)。此外，也可以是，在之后在步骤20中对晶圆W实施等离子体处理时，在停止重复进行干燥处理前追加预先决定的次数的干燥处理，以提高处理容器1内的构件的温度为饱和的状态的再现性。
在停止重复进行干燥处理后，等离子体处理部122对晶圆W实施等离子体处理(步骤S20)。在执行等离子体处理后，在等离子体消失了的状态下更换晶圆W。
在对晶圆W实施等离子体处理后，功率施加部123以不使等离子体点火的方式向载置台2施加RF功率(步骤S21)。此时，功率施加部123在晶圆W被载置于载置台2的状态下施加RF功率。通过在晶圆W被载置于载置台2的状态下施加RF功率，能够在非故意地使等离子体点火的情况下保护载置台2免受等离子体影响。
测定部124测定作为与被施加的RF功率有关的物理量的Vpp(步骤S22)。
判定部126判定测定出的Vpp是否为判定基准信息141所表示的基准Vpp的允许范围内，由此判定处理容器1内的构件的温度是否维持着饱和(步骤S23)。在判定为测定出的Vpp为基准Vpp的允许范围内且处理容器1内的构件的温度维持着饱和的情况下(步骤S23：“是”)，判定部126判定已完成等离子体处理的晶圆W的张数是否达到规定张数(步骤S24)。在判定为已完成等离子体处理的晶圆W的张数未达到规定张数的情况下(步骤S24：“否”)，判定部126使处理返回到步骤S20，使等离子体处理继续重复。
另一方面，在判定为已完成等离子体处理的晶圆W的张数达到了规定张数的情况下(步骤S24：“是”)，判定部126结束处理。
另一方面，在测定出的Vpp未达到基准Vpp的允许范围内且处理容器1内的构件的温度未维持饱和的情况下(步骤S23：“否”)，由于未正常地进行等离子体处理，因此判定部126进行以下的处理。即，判定部126通知警报(步骤S25)，结束处理。
接着，说明具体的一例。图7是说明在处理容器1内的构件的温度饱和后开始进行等离子体处理的流程的具体例的图。
例如，如图7所示，随着干燥处理的重复，处理容器1内的构件的温度逐渐上升，设为在执行第四次干燥处理后达到固定的饱和点附近的温度。另外，Vpp根据处理容器1内的构件的温度的变化而发生变化，因此设为在执行第四次干燥处理后，Vpp也达到基准Vpp附近的值。在该情况下，由于Vpp为基准Vpp的允许范围内，因此等离子体处理装置10判定为处理容器1内的构件的温度饱和，使干燥处理的重复停止。由此，能够抑制干燥处理的过度重复，能够减少开始进行第一次等离子体处理的定时的延迟。作为结果，能够使等离子体处理装置10的运转率(生产率)提高。
如以上那样，一个实施方式所涉及的等离子体处理装置10是具有处理容器1和载置台2的等离子体处理装置，该等离子体处理装置10还具有干燥处理部121、功率施加部123、测定部124以及判定部126。干燥处理部121执行使等离子体点火来使处理容器1内的构件的温度上升的干燥处理。在执行干燥处理后，功率施加部123以不使等离子体点火的方式向载置台2施加RF功率。测定部124测定与通过功率施加部123施加的RF功率有关的物理量。判定部126基于通过测定部124测定出的与RF功率有关的物理量，来判定处理容器1内的构件的温度是否饱和。由此，等离子体处理装置10能够在不将温度计设置于处理容器1内的情况下高精度地判定处理容器1内的构件的温度是否饱和。
另外，一个实施方式所涉及的等离子体处理装置10具有获取部125，该获取部125获取判定基准信息141，所述判定基准信息141表示预先在处理容器1内的构件的温度饱和的状态下测定出的与RF功率有关的物理量。判定部126将通过测定部124测定出的与RF功率有关的物理量同通过获取部125获取到的判定基准信息131所表示的与RF功率有关的物理量进行比较，由此判定处理容器1内的构件的温度是否饱和。由此，等离子体处理装置能够使用预先在处理容器1内的构件的温度饱和的状态下测定出的与RF功率有关的物理量，来高精度地判定处理容器1内的构件的温度是否饱和。
另外，干燥处理部121将干燥处理重复执行多次。每当完成一次干燥处理时，功率施加部123以不使等离子体点火的方式向载置台2施加RF功率。每当完成一次干燥处理时，测定部124测定与RF功率有关的物理量。判定部126在判定为处理容器1内的构件的温度未饱和的情况下，使干燥处理部121继续重复进行干燥处理。另一方面，判定部126在判定为处理容器1内的构件的温度饱和的情况下，使干燥处理部121停止重复进行干燥处理。由此，等离子体处理装置10能够抑制干燥处理的过度重复，作为结果，能够使等离子体处理装置10的运转率(生产率)提高。
另外，一个实施方式所涉及的等离子体处理装置10具有等离子体处理部122，该等离子体处理部122对搬入到处理容器1内的晶圆W实施等离子体处理。在实施等离子体处理后，功率施加部123再次以不使等离子体点火的方式向载置台2施加RF功率。测定部124在实施等离子体处理后测定与通过功率施加部123施加的RF功率有关的物理量。判定部126基于在实施等离子体处理后通过测定部124测定出的与RF功率有关的物理量，来判定处理容器1内的构件温度是否维持着饱和。由此，等离子体处理装置10在停止重复干燥处理后对晶圆W实施等离子体处理时，能够高精度地判定处理容器1内的构件温度是否维持着饱和。
另外，判定部126在判定为处理容器1内的构件温度未维持饱和的情况下，通知警报。由此，等离子体处理装置10能够适当地通知等离子体处理异常。
此外，应该认为本次公开的实施方式在所有方面均为例示，而非限制性的。上述的实施方式也可以在不脱离所附权利要求书及其主旨的情况下以各种方式进行省略、置换、变更。
例如，在上述的实施方式中，第一RF电源10a经由第一匹配器11a而与基材2a连接，但是第一RF电源10a也可以经由第一匹配器11a而与作为上部电极的喷淋头16连接。在该情况下也是，能够通过图4那样的等效电路来表示等离子体处理装置10，因此能够测定被施加到喷淋头16的RF功率的Vpp。
另外，在上述的实施方式中，测定器VM测定并输出被施加到载置台2的RF功率的Vpp、即RF电压，但是也可以测定并输出RF电流、RF电压与RF功率之间的相位差。另外，测定器VM也可以输出将测定出的RF电压除以RF电流而求出的阻抗。另外，测定器VM也可以输出作为测定出的RF电压与RF电流的积的、测定部位处的RF功率。另外，测定器VM也可以输出从尚未执行干燥处理的初始状态起的RF电压的变化量。另外，测定器VM也可以输出从尚未执行干燥处理的初始状态起的RF电流的变化量。另外，测定器VM也可以输出从尚未执行干燥处理的初始状态起的RF电压与RF功率之间的相位差的变化量。另外，测定器VM也可以输出从尚未执行干燥处理的初始状态起的阻抗的变化量。从测定器VM输出的这些值是与施加到载置台2的RF功率有关的物理量的一例。

Claims (7)

1.一种等离子体处理装置，具有处理容器和电极，所述等离子体处理装置还具有：
预处理部，其构成为执行使等离子体点火来使所述处理容器内的构件的温度上升的预处理；
功率施加部，其构成为在执行所述预处理后以不使等离子体点火的方式向所述电极施加射频功率；
测定部，其构成为测定与通过所述功率施加部施加的所述射频功率有关的物理量；以及
判定部，其构成为基于通过所述测定部测定出的与所述射频功率有关的物理量来判定所述处理容器内的构件的温度是否饱和。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，
还具有获取部，该获取部构成为获取判定基准信息，该判定基准信息表示预先在所述处理容器内的构件的温度饱和的状态下测定出的与所述射频功率有关的物理量，
所述判定部构成为：将通过所述测定部测定出的与所述射频功率有关的物理量同通过所述获取部获取到的判定基准信息所表示的与所述射频功率有关的物理量进行比较，由此判定所述处理容器内的构件的温度是否饱和。
3.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述预处理部构成为将所述预处理重复执行多次，
所述功率施加部构成为：每当完成一次所述预处理时，以不使等离子体点火的方式向所述电极施加射频功率，
所述测定部构成为：每当完成一次所述预处理时，测定与所述射频功率有关的物理量，
所述判定部构成为：在判定为所述处理容器内的构件的温度未饱和的情况下，使所述预处理部继续重复所述预处理，在判定为所述处理容器内的构件的温度饱和的情况下，使所述预处理部停止重复所述预处理。
4.根据权利要求3所述的等离子体处理装置，其特征在于，
还具有等离子体处理部，该等离子体处理部构成为：在停止重复所述预处理后，对搬入到所述处理容器内的被处理体实施等离子体处理，
所述功率施加部构成为：在实施所述等离子体处理后，再次以不使等离子体点火的方式向所述电极施加射频功率，
所述测定部构成为：在实施所述等离子体处理后，测定与通过所述功率施加部施加的所述射频功率有关的物理量，
所述判定部构成为：基于在实施所述等离子体处理后通过所述测定部测定出的与所述射频功率有关的物理量，来判定所述处理容器内的构件的温度是否维持着饱和。
5.根据权利要求4所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述判定部构成为：在判定为所述处理容器内的构件的温度未维持饱和的情况下，通知警报。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，
与所述射频功率有关的物理量为以下物理量中的至少任一个物理量：射频电压、射频电流、射频功率与射频电流的相位差、阻抗、从尚未执行所述预处理的初始状态起的射频电压的变化量、从尚未执行所述预处理的初始状态起的射频电流的变化量、从尚未执行所述预处理的初始状态起的射频功率与射频电流的相位差的变化量、以及从尚未执行所述预处理的初始状态起的阻抗的变化量。
7.一种构件温度判定方法，用于在具有处理容器和电极的等离子体处理装置中执行以下步骤：
执行使等离子体点火来使所述处理容器内的构件的温度上升的预处理；
在执行所述预处理后，以不使等离子体点火的方式向所述电极施加射频功率；
测定与施加的所述射频功率有关的物理量；以及
基于测定出的与所述射频功率有关的物理量，来判定所述处理容器内的构件的温度是否饱和。
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