CN117438274A - 检测方法以及等离子体处理装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种在等离子体处理的执行中检测特异点的技术。本公开涉以及的检测方法是在等离子体处理装置中执行的检测方法，所述等离子体处理装置具备等离子体处理腔室、配置于所述等离子体处理腔室内的基板支持部以及配置于所述基板支持部内的多个加热器，所述检测方法包含：在所述基板支持部上配置基板的工序；在所述等离子体处理腔室内生成等离子体并对所述基板执行等离子体处理的工序；在所述等离子体处理腔室内生成了等离子体的状态下，对所述多个加热器分别测量温度的工序；基于测量的所述多个加热器的温度检测所述基板支持部中的温度的特异点的工序。还提供一种等离子体处理装置。

Description

检测方法以及等离子体处理装置
技术领域
本公开的示例性实施方式涉以及检测方法以及等离子体处理装置。
背景技术
作为能够使异常放电的判断精度提高的技术，存在专利文献1中记载的异常检测装置以及异常检测方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-033726号公报
发明内容
本公开提供在等离子体处理的执行中检测特异点的技术。
在本公开的一个示例性实施方式中，提供一种在等离子体处理装置中执行的检测方法。所述等离子体处理装置具备等离子体处理腔室、在所述等离子体处理腔室内配置的基板支持部以及在所述基板支持部内配置的多个加热器，所述检测方法包含：在所述基板支持部上配置基板的工序；在所述等离子体处理腔室内生成等离子体并对所述基板执行等离子体处理的工序；在所述等离子体处理腔室内生成了等离子体的状态下，对所述多个加热器分别测量温度的工序；以及基于测量的所述多个加热器的温度，测量所述基板支持部中的特异点的工序。
发明效果
根据本公开的一个示例性实施方式，能够提供一种在等离子体处理的执行中检测特异点的技术。
附图说明
图1是用于说明等离子体处理系统的构成例的图。
图2A是用于说明电容耦合型的等离子体处理装置的构成例的图。
图2B是用于说明电容耦合型的等离子体处理装置的构成例的图。
图3是表示基板支持部11的上表面的一例的图。
图4是表示基板支持部11的截面的一例的图。
图5是表示控制基板80的构成的一例的框图。
图6是表示一个示例性实施方式涉以及的检测方法的流程图。
图7是示意性地示出能量流动的图。
图8是表示向基板W的温度以及向加热器200供给的功率的变化的一例的图。
图9是表示基板支持部11的基板支持面内的加热器200的温度分布的一例的图。
图10A是表示等离子体处理中的、传热气体的泄露量的一例的图。
图10B是表示等离子体处理中的、传热气体的泄露量的一例的图。
具体实施方式
以下，关于本公开的各实施方式进行说明。
在一个示例性实施方式中，提供一种在等离子体处理装置中执行的检测方法。等离子体处理装置具备等离子体处理腔室、配置于等离子体处理腔室内的基板支持部以及配置于基板支持部内的多个加热器，检测方法包含：在基板支持部上配置基板的工序；在等离子体处理腔室内生成等离子体并对基板执行等离子体处理的工序；在等离子体处理腔室内生成了等离子体的状态下，对多个加热器分别测量温度的工序；以及基于测量的多个加热器的温度，测量基板支持部中的特异点的工序。
在一个示例性实施方式中，还包含通知特异点的工序。
在一个示例性实施方式中，还包含：对基板的多个加热器分别预先设定温度阈值的工序，在检测特异点的工序中，将对多个加热器分别测量的温度与对加热器预先设定的阈值进行比较，检测特异点。
在一个示例性实施方式中，还包含：将与等离子体处理关联的参数与特异点建立关联的工序。
在一个示例性实施方式中，基板具有表面以及背面，在配置基板的工序中，基板以背面与基板支持部接触的方式配置于基板支持部，检测方法还包含：在基板配置于基板支持部的状态下，向背面与基板支持部的间隙供给传热气体的工序；以及在供给了传热气体的状态下，测量传热气体向等离子体处理腔室内泄露的泄露量的工序，所述建立关联的工序包含将传热气体的泄露与特异点建立关联的工序。
在一个示例性实施方式中，建立关联的工序包含在传热气体的泄露量超过预先设定的阈值时，将传热气体的泄露与特异点建立关联的工序。
在一个示例性实施方式中，建立关联的工序还包含将传热气体的泄露与特异点建立关联而通知的工序。
在一个示例性实施方式中，执行等离子体处理的工序包含向一个或者多个电极供给一种或者多种射频信号而生成等离子体的工序，在建立关联的工序中，与等离子体处理关联的参数包含一个或者多个电极中的一种或者多种射频信号的反射功率。
在一个示例性实施方式中，执行等离子体处理的工序包含向一个或者多个电极供给一种或者多种射频信号而生成等离子体的工序，在建立关联的工序中，与等离子体处理关联的参数包含一种或者多种射频信号的电压值。
在一个示例性实施方式中，在建立关联的工序中，与等离子体处理关联的参数包含一种或者多种射频信号的最大电压与最小电压之差。
在一个示例性实施方式中，配置基板的工序包含通过提升销在基板支持部上配置基板的工序，建立关联的工序还包含将基板支持部中的提升销的位置与特异点建立关联而通知的工序。
在一个示例性实施方式中，一种或者多种射频信号包含源射频信号以及偏置射频信号的至少一种。
在一个示例性实施方式中，一个或者多个电极包含上部电极以及下部电极的至少一种。
在一个示例性实施方式中，提供一种等离子体处理装置。等离子体处理装置具备等离子体处理腔室、配置于等离子体处理腔室内的基板支持部、配置于基板支持部内的多个加热器以及控制部，控制部执行如下控制：在基板支持部上配置基板的控制；在等离子体处理腔室内生成等离子体并对基板执行等离子体处理的控制；在等离子体处理腔室内生成等离子体的状态下，对多个加热器分别测量温度的控制；以及基于测量的多个加热器的温度检测基板支持部中的特异点的控制。
以下，参照附图，关于本公开的各实施方式进行详细地说明。此外，在各附图中对相同或同样的要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。除非另有说明，否则基于如附图所示的位置关系说明上下左右等的位置关系。附图中的尺寸比例不代表实际比例，并且实际比例不限于图示比例。
图1是用于说明等离子体处理系统的构成例的图。在一实施方式中，等离子体处理系统包含等离子体处理装置1以及控制部2。等离子体处理系统是基板处理系统的一例，等离子体处理装置1为基板处理装置的一例。等离子体处理装置1包含等离子体处理腔室10、基板支持部11以及等离子体生成部12。等离子体处理腔室10具有等离子体处理空间。此外，等离子体处理腔室10具有用于向等离子体处理空间供给至少一种处理气体的至少一个气体供给口和用于从等离子体处理空间排出气体的至少一个气体排出口。气体供给口与后述的气体供给部20连接，气体排出口与后述的排气系统40连接。基板支持部11配置于等离子体处理空间内，具有用于支持基板的基板支持面。
等离子体生成部12构成为由供给至等离子体处理空间内的至少一个处理气体生成等离子体。在等离子体处理空间中形成的等离子体也可以为电容耦合等离子体(CCP：Capacitively Coupled Plasma)、电感耦合等离子体(ICP：Inductively CoupledPlasma)、ECR等离子体(Electron-Cyclotron-Resonance Plasma)、螺旋波激励等离子体(HWP：Helicon Wave Plasma)或表面波等离子体(SWP：Surface Wave Plasma)等。此外，也可以使用包含交流(Alternating Current)等离子体生成部以及直流(Direct Current)等离子体生成部的各种类型的等离子体生成部。在一实施方式中，在交流等离子体生成部中使用的交流信号(交流功率)具有100kHz～10GHz的范围内的频率。因此，交流信号包含射频(Radio Frequency)信号以及微波信号。在一实施方式中，射频信号具有100kHz～150MHz的范围内的频率。
控制部2处理使等离子体处理装置1执行本公开中描述的各种工序的计算机可执行指令。控制部2能够构成为以执行在此描述的各种工序的方式控制等离子体处理装置1的各要素。在一实施方式中，也可以是控制部2的一部分或者全部包含于等离子体处理装置1。控制部2也可以包含处理部2a1、存储部2a2以及通信接口2a3。控制部2例如通过计算机2a实现。处理部2a1能够构成为通过从存储部2a2读出程序，执行读出的程序进行各种控制动作。该程序可以预先存储于存储部2a2，在需要时，也可以经由介质获取。获取的程序存储于存储部2a2，通过处理部2a1从存储部2a2读出而执行。介质既可以是能够在计算机2a中读取的各种存储介质，也可以是与通信接口2a3连接的通信线路。处理部2a1也可以是CPU(CentralProcessing Unit)。存储部2a2也可以包含RAM(Random Access Memory)、ROM(Read OnlyMemory)、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)或者它们的组合。通信接口2a3也可以经由LAN(Local Area Network)等的通信线路在与等离子体处理装置1之间通信。
以下关于作为等离子体处理装置1的一例的电容耦合型的等离子体处理装置的构成例进行说明。图2A以及图2B是用于说明电容耦合型的等离子体处理装置的构成例的图。
电容耦合型的等离子体处理装置1包含等离子体处理腔室10、气体供给部20、电源30以及排气系统40。此外，等离子体处理装置1包含基板支持部11以及气体导入部。气体导入部构成为向等离子体处理腔室10内导入至少一种处理气体。气体导入部包含喷头13。基板支持部11配置在等离子体处理腔室10内。喷头13配置在基板支持部11的上方。在一实施方式中，喷头13构成等离子体处理腔室10的顶部(ceiling)的至少一部分。等离子体处理腔室10具有由喷头13、等离子体处理腔室10的侧壁10a、底壁10b以及基板支持部11规定的等离子体处理空间10s。等离子体处理腔室10接地。喷头13以及基板支持部11与等离子体处理腔室10的框体电绝缘。
基板支持部11包含主体部111以及环组件112。主体部111具有用于支持基板W的中央区域111a和用于支持环组件112的环状区域111b。晶圆是基板W的一例。主体部111的环状区域111b在俯视下包围主体部111的中央区域111a。基板W配置在主体部111的中央区域111a上，环组件112以包围主体部111的中央区域111a上的基板W的方式配置在主体部111的环状区域111b上。因此，中央区域111a也被称为用于支持基板W的基板支持面，环状区域111b也被称为用于支持环组件112的环支持面。
在一实施方式中，主体部111包含基台1110以及静电吸盘1111。基台1110包含导电性部件。基台1110的导电性部件能够作为下部电极发挥作用。静电吸盘1111配置在基台1110上。静电吸盘1111包含陶瓷部件1111a和配置在陶瓷部件1111a内的静电电极1111b。陶瓷部件1111a具有中央区域111a。在一实施方式中，陶瓷部件1111a也具有环状区域111b。此外，也可以是环状静电吸盘或如环状绝缘部件那样的包围静电吸盘1111的其他部件具有环状区域111b。在这种情况下，环组件112既可以配置在环状静电吸盘或者环状绝缘部件上，也可以配置在静电吸盘1111和环状绝缘部件这两方上。此外，与后述的射频电源31和/或直流电源32耦合的至少一个射频/直流电极也可以配置在陶瓷部件1111a内。在这种情况下，至少一个射频/直流电极作为下部电极发挥作用。在后述的偏置射频信号和/或直流信号供给至至少一个射频/直流电极的情况下，射频/直流电极也称为偏置电极。此外，基台1110的导电性部件和至少一个射频/直流电极也可以作为多个下部电极发挥作用。此外，静电电极1111b也可以作为下部电极发挥作用。因此，基板支持部11包含至少一个下部电极。
环组件112包含一个或者多个环状部件。在一实施方式中，一个或者多个环状部件包含一个或者多个边缘环和至少一个覆盖环。边缘环由导电性材料或者绝缘材料形成，覆盖环由绝缘材料形成。
此外，基板支持部11也可以包含构成为将静电吸盘1111、环组件112以及基板之中的至少一个调节至目标温度的调温模块。调温模块也可以包含加热器、传热介质、流路1110a或者它们的组合。在流路1110a中，流过盐水或气体那样的传热流体。在一实施方式中，流路1110a形成于基台1110内，一个或者多个加热器配置在静电吸盘1111的陶瓷部件1111a内。此外，基板支持部11也可以包含构成为向基板W的背面与中央区域111a之间的间隙供给传热气体的传热气体供给部。在图4中后述调温模块的详细情况。
喷头13构成为向等离子体处理空间10s内导入来自气体供给部20的至少一种处理气体。喷头13具有至少一个气体供给口13a、至少一个气体扩散室13b以及多个气体导入口13c。向气体供给口13a供给的处理气体通过气体扩散室13b从多个气体导入口13c导入等离子体处理空间10s内。此外，喷头13包含至少一个上部电极。此外，气体导入部除了喷头13以外，也可以包含安装于在侧壁10a上形成的一个或者多个开口部的一个或者多个侧面气体注入部(SGI：Side Gas Injector)。
气体供给部20也可以包含至少一个气体源21以及至少一个流量控制器22。在一实施方式中，气体供给部20构成处于分别对应的气体源21经由分别对应的流量控制器22向喷头13供给至少一种处理气体。各流量控制器22例如也可以包含质量流量控制器或者压力控制式的流量控制器。而且，气体供给部20也可以包含对至少一种处理气体的流量进行调制或者脉冲化的一个或多个流量调制设备。
电源30包含作为经由至少一个阻抗匹配电路与等离子体处理腔室10耦合的射频电源31。射频电源31构成为向至少一个下部电极和/或至少一个上部电极供给至少一种射频信号(射频功率)。由此，由供给至等离子体处理空间10s的至少一种处理气体形成等离子体。由此，射频电源31能够作为等离子体生成部12的至少一部分发挥作用。此外，通过向至少一个下部电极供给偏置射频信号，能够使基板W产生偏置电位，将形成的等离子体中的离子成分引入基板W。
在一实施方式中，射频电源31包含第一射频生成部31a以及第二射频生成部31b。第一射频生成部31a构成为经由至少一个阻抗匹配电路与至少一个下部电极和/或至少一个上部电极耦合，生成等离子体生成用的源射频信号(源射频功率)。在一实施方式中，源射频信号具有10MHz～150MHz的范围内的频率。在一实施方式中，第一射频生成部31a也可以构成为生成具有不同频率的多个源射频信号。生成的一个或多个源射频信号供给至至少一个下部电极和/或至少一个上部电极。
第二射频生成部31b构成为经由至少一个阻抗匹配电路与至少一个下部电极耦合，生成偏置射频信号(偏置射频功率)。偏置射频信号的频率既可以与源射频信号的频率相同也可以不同。在一实施方式中，偏置射频信号具有比源射频信号的频率低的频率。在一实施方式中，偏置射频信号具有100kHz～60MHz的范围内的频率。在一实施方式中，第二射频生成部31b也可以构成为生成具有不同频率的多种偏置射频信号。生成的一种或者多种偏置射频信号供给至至少一个下部电极。此外，在各种实施方式中，源射频信号以及偏置射频信号之中的至少一种可以被脉冲化。
此外，电源30也可以包含与等离子体处理腔室10耦合的直流电源32。直流电源32包含第一直流生成部32a以及第二直流生成部32b。在一实施方式中，第一直流生成部32a构成为与至少一个下部电极连接，生成第一直流信号。生成的第一直流信号施加于至少一个下部电极。在一实施方式中，第二直流生成部32b构成为与至少一个上部电极连接，生成第二直流信号。生成的第二直流信号施加于至少一个上部电极。
在各种实施方式中，第一以及第二直流信号可以被脉冲化。在这种情况下，电压脉冲的序列施加于至少一个下部电极和/或至少一个上部电极。电压脉冲也可以具有矩形、梯形、三角形或它们的组合的脉冲波形。在一实施方式中，用于从直流信号生成电压脉冲的序列的波形生成部连接于第一直流生成部32a与至少一个下部电极之间。因此，第一直流生成部32a以及波形生成部构成电压脉冲生成部。在第二直流生成部32b以及波形生成部构成电压脉冲生成部的情况下，电压脉冲生成部与至少一个上部电极连接。电压脉冲既可以具有正极性，也可以具有负极性。此外，电压脉冲的序列也可以在一个周期内包含一个或多个正极性电压脉冲和一个或多个负极性电压脉冲。此外，第一以及第二直流生成部32a、32b既可以是除了射频电源31以外设置，也可以是第一直流生成部32a代替第二射频生成部31b设置。
排气系统40能够与例如设置于等离子体处理腔室10的底部的气体排出口10e连接。排气系统40也可以包含压力调节阀以及真空泵。通过压力调节阀调节等离子体处理空间10s内的压力。真空泵也可以包含涡轮分子泵、干燥泵或它们的组合。
等离子体处理装置1具备包含一个以上的电磁铁45的电磁铁组件3。电磁铁组件3构成为在腔室10内生成磁场。在一实施方式中，等离子体处理装置1具备包含多个电磁铁45的电磁铁组件3。在如图2A和/或图2B所示的实施方式中，多个电磁铁45包含电磁铁46～49。多个电磁铁45设置于腔室10之上或上方。即，电磁铁组件3配置在腔室10之上或上方。在如图2A和/或图2B所示的例中，多个电磁铁45设置在喷头13之上。
一个以上的电磁铁45分别包含线圈。在如图2A和/或图2B所示的例子中，电磁铁46～49包含线圈61～64。线圈61～64绕中心轴线Z卷绕。中心轴线Z能够为通过基板W或基板支持部11的中心的轴线。即，在电磁铁组件3中，线圈61～61能够为环状线圈。线圈61～64在相同的高度位置，将中心轴线Z作为中心同轴地设置。
电磁铁组件3还包含线轴50(或者磁轭)。线圈61～64卷绕在线轴50(或者磁轭)上。线轴50例如由磁性材料形成。线轴50具有柱状部51、多个圆筒部52～55以及基底部56。基底部56具有大致圆盘形状，其中心轴线与中心轴线Z一致。柱状部51以及多个圆筒部52～55从基底部56的下表面向下方延伸。柱状部51具有大致圆柱形状，其中心轴线与中心轴线Z大致一致。柱状部51的半径为例如30mm。圆筒部52～55相对于中心轴线Z在径向上，在柱状部51的外侧延伸。
线圈61沿着柱状部51的外周面卷绕，收纳于柱状部51与圆筒部52之间的槽之中。线圈62沿着圆筒部52的外周面卷绕，收纳于圆筒部52与圆筒部53之间的槽之中。线圈63沿着圆筒部53的外周面卷绕，收纳于圆筒部53与圆筒部54之间的槽之中。线圈64沿圆筒部54的外周面卷绕，收纳于圆筒部54与圆筒部55之间的槽之中。
在一个以上的电磁铁45所包含的各线圈上连接有电流源65。从电流源65相对于一个以上的电磁铁45所包含的各线圈的电流的供给以及供给停止、电流的方向以及电流值通过控制部2控制。此外，在等离子体处理装置1具备多个电磁铁45的情况下，在多个电磁铁45的各线圈上，既可以连接单一电流源，也可以分别连接彼此不同的电流源。
一个以上的电磁铁45在腔室10内形成相对于中心轴线Z轴对称的磁场。通过控制分别供给至一个以上的电磁铁45的电流，能够调整相对于中心轴线Z在径向上的磁场强度分布(或磁通密度)。由此，等离子体处理装置1能够调整在腔室10内生成的等离子体的密度的径向的分布。
图3是表示基板支持部11的上表面的一例的图。如图3所示，基板支持部11包含用于支持基板W的中央区域111a和用于支持环组件112的环状区域111b。中央区域111a如在图3中由虚线所示，包含多个分区111c。在本实施方式中，调温模块能够以分区111c为单位控制基板W或基板支持部11的温度。分区111c的数量、各分区111c的面积以及形状可以与在基板W的温度控制中需要的条件相应地适当设定。
图4是表示基板支持部11的截面的一例的图。图4表示图3的AA'中的基板支持部11的截面的一部分。如图4所示，基板支持部11具有静电吸盘1111、基台1110以及控制基板80。静电吸盘1111在其内部具有多个加热器200以及多个电阻体201。在本实施方式中，在如图3所示的各分区111c中，在静电吸盘1111的内部配置有一个加热器200以及电阻体201。在各分区111c中，电阻体201配置于加热器200的附近。在一例中，电阻体201能够配置于加热器200与基台1110之间，为比基台1110靠近加热器200的位置。电阻体201构成为其阻抗值与温度相应地变化。在一例中，电阻体201可以为热敏电阻。
基台1110具有从基台1110的上表面(与静电吸盘1111相对的面)贯穿下表面(与控制基板80相对的面)的一个或者多个贯通孔90。多个加热器200以及多个电阻体201能够经由贯通孔90与控制基板80电连接。在本实施方式中，在贯通孔90的上表面侧的一端嵌合有连接器91，在贯通孔90的下面侧的一端嵌合有连接器92。在连接器91上，电连接有多个加热器200以及多个电阻体201。多个加热器200以及多个电阻体201例如，可以经由配置于静电吸盘1111的内部的布线与连接器91连接。连接器92与控制基板80电连接。此外，在贯通孔90中，配置有将连接器91与连接器92电连接的多个布线93。由此，多个加热器200以及多个电阻体201能够经由贯通孔90与控制基板80电连接。此外，连接器92也可以作为将控制基板80相对于基台1110固定的支持部件发挥作用。
控制基板80为配置了控制多个加热器200和/或多个电阻体201的元件的基板。控制基板80能够与基台1110的下表面相对，相对于该下表面平行地配置。控制基板80可以被导体部件包围而配置。控制基板80可以通过连接器92以外的支持部件支持在基台1110上。
控制基板80能够经由布线73与功率供给部70电连接。即，功率供给部70能够经由控制基板80与多个加热器200电连接。功率供给部70生成供给至多个加热器200的功率。由此，从功率供给部70供给至控制基板80的功率能够经由连接器92、布线93以及连接器91供给至多个加热器200。此外，在功率供给部70与控制基板80之间也可以配置降低射频的射频滤波器。该射频滤波器可以设置于等离子体处理腔室10的外部。
此外，控制基板80能够经由布线75与控制部2能够通信地连接。布线75可以是光纤。在这种情况下，控制基板80与控制部2通过光通信来通信。此外，布线75也可以为金属布线。
图5是表示控制基板80的构成的一例的框图。在控制基板80上配置有控制部81、作为元件的一例的多个供给部82以及多个测量部83。多个供给部82以及多个测量部83与多个加热器200以及多个电阻体201分别对应设置。可以相对于一个加热器200以及一个电阻体201设置一个供给部82以及一个测量部83。
各测量部83基于与各测量部83对应而设置的各电阻体201的阻抗值生成电压，供给至控制部81。测量部83可以构成为将与电阻体201的阻抗值相应地生成的电压转换为数字信号而向控制部81输出。
控制部81在各分区111c中，控制基板W的温度。控制部81基于从控制部2接收的设定温度以及从测量部83接收的数字信号所示的电压，控制向多个加热器200供给的功率。作为一例，控制部81基于从测量部83接收的数字信号所示的电压，计算电阻体201的温度(以下也称为“测量温度”)。然后，控制部81基于设定温度以及测量温度，控制各供给部82。各供给部82基于控制部81的控制，切换是否将从功率供给部70供给的功率供给至各加热器200。此外，各供给部82也可以基于控制部81的控制，使从功率供给部70供给的功率増加或减少，供给至各加热器200。由此，能够将基板W、静电吸盘1111和/或基台1110设为规定的温度。
＜检测方法的一例＞
图6是表示一个示例性实施方式涉以及的检测方法(以下也称为“本检测方法”)的流程图。如图6所示，本检测方法包含在基板支持部11上配置基板W的工序(ST1)、在等离子体处理腔室10内生成等离子体的工序(ST2)、测量各加热器200的温度的工序(ST3)和基于测量的各加热器200的温度检测基板W中的特异点的工序(ST4)。各工序中的处理可以在如图1所示的等离子体处理系统中执行。在以下，作为一例，控制部2控制等离子体处理装置1的各部分，执行本检测方法。
(工序ST1：基板的配置)
在工序ST1中，基板W配置于基板支持部11。配置于基板支持部11的基板W能够为例如硅基板等的仿真基板。此外，配置于基板支持部11的基板W也可以为形成了半导体元件的一部分的基板(以下，也称为“工艺基板”)。工艺基板能够包含被等离子体处理蚀刻的蚀刻膜以及配置在该蚀刻膜上的掩模膜。该掩模膜具有规定的开口图案。
基板W具有表面以及背面。在工序ST2中，基板W以其背面与静电吸盘1111的基板支持面接触的方式配置于基板支持部11。在基板W配置于基板支持部11的状态下，能够在基板W的背面与基板支持面之间形成间隙。该间隙能够为形成于基板支持部11的基板支持面的槽。该槽可以形成为在基板支持面上具有规定的图案。
此外，工序ST1能够包含控制基板W的温度的工序。在后述的工序ST2以及ST3中，控制部2可以以基板W的温度在设定温度中成为大致固定的方式控制多个加热器200的温度。关于将基板W的温度控制在大致固定进行说明。
图7是示意性地示出等离子体PL、基板W、基板支持部11以及基台1110之间的能量流动的图。图7所示的例子关于基板支持部11的一个分区111c，示出能量的流动。基板支持部11具有静电吸盘1111以及基台1110。在静电吸盘1111的内部配置有加热器200。在基台1110的内部形成有传热介质流过的流路1110A。
加热器200的温度能够与从功率供给部70供给的功率相应地变化。在图7中，作为加热器功率Ph示出向加热器200供给的功率。在加热器200中，与加热器功率Ph相应地产生热通量qh。热通量qh为用加热器功率Ph除以面积A的每单位面积的发热量。面积A为基板W的俯视下的加热器200的面积。
此外，在由等离子体处理腔室10生成等离子体PL的情况下，基板W的温度能够通过从等离子体PL向基板W传递的热量上升。在图7中，作为从等离子体PL向基板W的热通量qp示出从等离子体PL向基板W传递的热量除以基板W的面积的每单位面积的热量。
从等离子体PL向基板W传递的热量从基板W向静电吸盘1111传递。在图7中，用热阻Rth·A表示基板W与静电吸盘1111之间的每单位面积的热阻。在此，A是配置了加热器200的分区111c的面积。此外，Rth是配置了加热器200的分区111c的热阻。此外，作为热通量q示出从基板W向静电吸盘1111传递的每单位面积的热量。
从基板W向静电吸盘1111的表面传递的热量从静电吸盘1111的表面向加热器200传递。在图7中，作为热通量qc示出从静电吸盘1111的表面向加热器200传递的每单位面积的热量。
基台1110被流过流路1110a的传热气体冷却，对静电吸盘1111进行冷却。在图8中，示出作为从静电吸盘1111的背面向基台1110传递的每单位面积的热通量qsus。由此，加热器200的温度能够与从加热器200的外部向加热器200传递的热量以及从加热器200向加热器200的外部传递的热量相应地变化。例如，在如图7所示的例子中，在为qh+qc＞qsus的情况下，加热器200的温度能够上升。此外，在为qh+qc＜qsus的情况下，加热器200的温度能够降低。
在控制为加热器200的温度成为固定的情况下，能够成为从加热器200的外部向加热器200传递的热量以及由加热器200产生的热量的总和与从加热器200向加热器200的外部传递的热量相等的状态。例如，在控制为加热器200的温度成为固定的情况下，在没有生成等离子体PL的状态下，能够成为由加热器200产生的热量与从加热器200向基台1110传递的热量相等的状态。即，在如图7所示的例中，能够设为qh＝qsus。
另一方面，在控制为加热器200的温度成为固定的情况下，例如，在生成等离子体PL的状态下，成为从加热器200的外部向加热器200传递的热量以及由加热器200产生的热量的总和与从加热器200向加热器200的外部传递的热量相等的状态。在此，在生成等离子体PL的状态下，存在过渡状态和稳定状态。过渡状态为例如成为qp＞q＞qc的状态。即，为基板W以及静电吸盘1111的温度根据热通量qp随着时间的推移而上升状态(也将该状态称为“过渡状态”)。另一方面，稳定状态为例如成为qp＝q＝qc的状态。即，为基板W以及静电吸盘1111的温度根据热通量qp没有随着时间变化上升的状态(也将该状态称为“稳定状态”)。
图8是表示基板W的温度和向加热器200供给的功率的变化的一例的图。图8的(A)示出基板W的温度的变化。图8的(B)示出向加热器200供给的功率的变化。在如图8所示的例子中，控制为加热器200的温度成为固定。此外，如图8所示的例子表示从没有生成等离子体的状态经过生成等离子体的状态，测量向加热器200供给的功率，计算基板W的温度的结果的一例。
图8的期间T1是没有生成等离子体的期间。在期间T1中，向加热器200供给的功率能够成为固定。图8的期间T2是生成等离子体的期间，为过渡状态。在期间T2中，向加热器200供给的功率随着时间的推移而降低。此外，在期间T2中，基板W的温度随着时间的推移而上升。图8的期间T3为生成等离子体的期间。在期间T3中，成为稳定状态，基板W的温度成为固定。在期间T3中，向加热器200供给的功率也成为大致固定。图8的期间T4为没有生成等离子体的期间。在期间T4中，由于从等离子体向基板W传递的热量减少或者消失，所以基板W的温度降低，另一方面，向加热器200供给的功率增加。
在图8的期间T2所示的过渡状态下的向加热器200供给的功率的降低的倾向能够根据从等离子体向基板W传递的热量或基板W与静电吸盘1111的表面之间的热阻等变化。
在控制为加热器200的温度成为固定的情况下，加热器功率Ph根据从等离子体PL向基板W的热通量qp以及基板W与静电吸盘1111的表面之间的热阻Rth·W变化。例如，在过渡状态中，当从等离子体PL向基板W的热通量qp増加时，由于通过热通量qp基板W的温度能够上升，所以供给至加热器200的加热器功率Ph能够降低。
在以加热器200的温度成为一定的方式控制的情况下，在过渡状态中，向加热器200的供给功率的变化能够作为每单位面积的公式模型化。例如，在热通量qp存在的情况下，加热器200的每单位面积的发热量qh如以下的数式(1)那样表示。
数式1
qh＝Ph/A …(2)
qh0＝Ph0/A …(3)
在此，
Ph为存在热通量qp时的加热器功率[W]。
Pho为没有热通量qp且稳定状态中的加热器功率[W]。
qh为有热通量qp时的加热器200的每单位面积的发热量[W/m2]。
qho为没有热通量qp且稳定状态中的加热器200的每单位面积的发热量[W/m2]。
qp为从等离子体PL向基板W的每单位面积的热通量[W/m2]。
Rth·A为基板W与静电吸盘1111的表面之间的每单位面积的热阻[K·m2/W]。
Rthc·A为静电吸盘1111的表面与加热器200之间的每单位面积的热阻[K·m2/W]。
A为设置有加热器200的分区111c的面积[m2]。
ρw为基板W的密度[kg/m3]。
Cw为基板W的每单位面积的热容量[J/K·m2]。
zw为基板W的厚度[m]。
ρc为构成静电吸盘1111的陶瓷的密度[kg/m3]。
Cc为构成静电吸盘1111的陶瓷的每单位面积的热容量[J/K·m2]。
zc是从静电吸盘1111的表面至加热器200的距离[m]。
κc是构成静电吸盘1111的陶瓷的热传导率[W/K·m]。
t是从开始生成等离子体的经过时间[秒]。
加热器200的面积A、基板W的密度ρw、基板W的每单位面积的热容量Cw、基板W的厚度zw、构成静电吸盘1111的陶瓷的密度ρc、构成静电吸盘1111的陶瓷的每单位面积的热容量Cc、从静电吸盘1111的表面至加热器200的距离zc以及构成静电吸盘1111的陶瓷的热传导κc分别由基板W以及等离子体处理装置1的构成预定。Rthc·A由热传导κc以及距离zc通过数式(4)预定。
加热器功率Ph以及加热器功率Pho能够通过如图5所示的构成获取。此外，加热器200的每单位面积的发热量qh以及发热量Pho能够如数式(2)以及(3)所示，由加热器功率Ph、加热器功率Pho以及面积A计算。
然后，热通量qp以及热阻Rth·A能够由加热器功率Ph以及加热器功率Pho的测量结果以及数式(1)例如通过拟合求出。
此外，如图8的(A)所示的期间T2中的基板W的温度的图也能够将热通量qp以及热阻Rth·A作为参数模型化。在本实施方式中，能够将期间T2中的基板W的每单位面积的温度变化模型化。在一例中，能够使用热通量qp、热阻Rth·A、式(5)-(11)所示的a1、a2、a3、λ1、λ2、τ1以及τ2，以下数式(12)表示基板W的温度TW[℃]。
数式2
在此，
Tw为基板W的温度[℃]。
Th为控制为固定的加热器200的温度[℃]。
加热器200的温度Th能够从实际上将基板W的温度控制为固定时的条件求出。
使用测量结果，通过进行数式(1)的拟合，在求出热通量qp以及热阻Rth·A的情况下，基板W的温度Tw能够由数式(12)计算。
此外，在经过时间t比通过数式(10)以及(11)表示的时间常数τ1以及τ2充分长的情况下，例如，在从作为图9的期间T2的过渡状态移动至作为期间T3的稳定状态的情况下，在计算基板W的温度Tw成为目标温度的加热器200的温度Th的情况下，数式(12)能够省略为以下的数式(13)。
数式3
Tw＝Th+qp·(Rth·A+Rthc·A) …(13)
例如，能够由加热器的温度Th、热通量qp、热阻Rth·A以及Rthc·A通过式(13)求出基板W的温度Tw。
如以上，能够求出基板W与静电吸盘1111之间的热阻以及基板W的温度。
(工序ST2：等离子体的生成)
在工序ST2中，生成等离子体，对基板W执行等离子体处理。具体来说，在工序ST2中，处理气体供给至等离子体处理腔室10内。此外，源射频信号供给至上部电极或下部电极。由此，在等离子体处理腔室10内，由该处理气体生成等离子体。然后，通过生成的等离子体，对支持在基板支持部11上的基板W执行等离子体处理。该等离子体处理能够通过等离子体蚀刻。
(工序ST3：温度的测量)
接着，在工序ST3中，测量各加热器200的温度。在一例中，各加热器200的温度能够通过与各加热器200对应配置的电阻体201测量。各加热器200的温度可以在等离子体处理的执行中和/或等离子体处理的执行的前后连续地测量。此外，控制部2可以基于各加热器200的测量温度，生成基板支持部11的基板支持面内的多个加热器200的温度分布。控制部2可以将生成的温度分布显示在显示装置等上，向等离子体处理装置1的用户通知。图9表示基板支持部11的基板支持面内的加热器200的温度分布的一例。此外，工序ST3可以与工序ST1的至少一部分和/或工序ST2的至少一部分并行执行。此外，工序ST3可以在等离子体处理的执行中和/或等离子体处理的执行的前后继续执行。即，控制部2可以在等离子体处理的执行中和/或等离子体处理的执行的前后，继续监控多个加热器200的温度。
(工序ST4：特异点的检测)
接着，在工序ST4中，检测基板支持部11中的特异点。特异点能够基于一个以上加热器200的温度或多个加热器200的温度分布检测。特异点能够为基板W、基板支持部11和/或环组件112中的某个位置。此外，特异点能够为等离子体处理的执行中和/或等离子体处理的执行的前后中的、某个时间或经过时间。此外，特异点也可以通过该位置与该时间的双方特定。此外，特异点能够为基板支持部11中的温度的异常处。此外，特异点可以是温度的异常处的一部分。异常处能够为局部性的异常处。此外，特异点能够为在异常处温度表示出异常的时间。
特异点可以基于多个加热器200之中的一个以上加热器200中的、温度随时间的变化检测。在一例中，在一个以上加热器200中，在存在温度变化的情况下，可以作为特异点检测其温度变化。例如，控制部2可以以加热器200为单位事先存储温度或温度上升率的阈值，在某个加热器200的温度或温度上升率超过与该加热器200对应的阈值的情况下，判断为产生特异点。此外，控制部2也可以事先存储多个加热器200的基准温度分布，将该基准温度分布与测量的加热器200的温度分布进行比较，检测特异点。
特异点可以基于配置了多个加热器200的位置检测。在一例中，特异点可以基于关于多个加热器200之中的一个以上加热器200测量的温度和关于与该一个以上加热器200不同的其他加热器200测量的温度检测。例如，控制部2在该一个以上加热器200的温度与该其他的加热器200的温度差超过事先设定的温度差的情况下，作为特异点检测配置了该一个以上加热器200的位置或其附近。此外，该其他加热器200既可以为与该一个以上加热器200邻接的加热器200，或者也可以为位于从该一个以上加热器200离开的位置的加热器200。此外，控制部2也可以预先存储多个加热器200的基准温度分布，将该基准温度分布与测量的加热器200的温度分布进行比较，检测特异点。作为一例，控制部2作为特异点能够检测在图9中由A所示的区域。
此外，在工序ST4中，控制部2可以将检测的特异点与和等离子体处理关联的参数建立关联。控制部2能够将检测的特异点与和等离子体处理关联的参数建立关联，向等离子体处理装置1的用户通知。例如，控制部2可以将检测的特异点与和等离子体处理关联的参数建立关联，显示在显示装置等上，向等离子体处理装置1的用户通知。作为一例，与等离子体处理关联的参数能够为供给至基板W的背面的传热气体的泄露。例如，在工序ST4中在加热器200的温度分布中检测到特异点时，在判断为存在供给至基板W的背面的传热气体的泄露的情况下，控制部2可以将该特异点与该泄露建立关联而通知。
图10A以及图10B是表示等离子体处理中的、传热气体的泄露量的一例的图。图10A的图示出等离子体处理中的、成为传热气体的泄露量的基准的基准曲线PR1的一例。基准曲线PR1能够为在等离子体处理装置1的维护后等的正常时，在等离子体处理中产生的、传热气体的泄露量的曲线。另一方面，图10B的图示出在等离子体处理中，传热气体的泄露量中包含特异点的曲线PR2的一例。在图10A以及图10B的图中，横轴表示时间，纵轴表示传热气体的泄露量。
如图10A所示，在基准曲线PR1中，传热气体的泄露量大致为S1。另一方面，如图10B所示，在曲线PR2中，传热气体的泄露量大致为比S1多的S2。如此，控制部2作为阈值预先存储基准曲线PR1的泄露量S1或比S1大的泄露量，在等离子体处理中测量传热气体的泄露量，在测量的泄露量超过该阈值的情况下，可以判断为测量的泄露量异常。此外，控制部2可以基于测量的曲线PR2所包含的、泄露量的峰值数量和/或位置(时间)判断为测量的泄露量是异常的。在一例中，控制部2能够将测量的曲线PR2所包含的泄露量的峰值与基准曲线PR1所包含的泄露量的峰值比较，判断为测量的泄露量是异常的。该比较可以为泄露量的峰值数量和/或位置的比较。
此外，在工序ST4中，控制部2与特异点建立关联的与等离子体处理关联的参数能够包含与源射频信号关联的参数。作为一例，与源射频信号相关的参数能够包含供给源射频信号的电极(上部电极或下部电极)中的源射频信号的反射功率。此外，作为一例，与源射频信号相关的参数可以为源射频信号的电压值的行迹。该电压值例如可以为源射频信号的最大电压与最小电压之差(Vpp)。在工序ST4中，在加热器200的温度分布中检测了特异点时，控制部2可以将该特异点和与源射频信号相关的参数建立关联而通知。作为一例，在该特异点为基板支持部11中的提升销的位置的情况下，控制部2可以将该特异点和与源射频信号相关的参数建立关联而通知。
根据本公开的示例性实施方式，能够检测配置于基板支持部11的加热器200的温度分布中的特异点。由此，在等离子体处理中，在基板支持部11中产生异常的情况下，能够确定其位置。作为一例，异常能够为在设置于基板支持部11的传热气体的导入孔和/或收纳提升销的销孔中发生的放电。此外，异常能够为传热气体的泄露。
根据本公开的示例性实施方式，能够确定配置于基板支持部11的加热器200的温度分布中的特异点的发生时刻。由此，能够容易确定在等离子体处理中产生特异点的原因。
根据本公开的示例性实施方式，能够检测配置于基板支持部11的加热器200的温度随着时间的变化。由此，能够事先确定能够在等离子体处理中，在基板支持部11中产生的异常。
以说明的目的说明了以上的各实施方式，能够不脱离本公开的范围以及主旨而进行各种变形。本公开例如能够包含以下的构成。
(附记1)
一种检测方法，在等离子体处理装置中执行，所述等离子体处理装置具备等离子体处理腔室、配置于所述等离子体处理腔室内的基板支持部以及配置于所述基板支持部内的多个加热器，所述检测方法包含：
在所述基板支持部上配置基板的工序；
在所述等离子体处理腔室内生成等离子体并对所述基板执行等离子体处理的工序；
在所述等离子体处理腔室内生成了等离子体的状态下，对所述多个加热器分别测量温度的工序；以及
基于测量的所述多个加热器的温度检测所述基板支持部的温度的特异点的工序。
(附记2)
根据附记1中记载的检测方法，还具备：
通知所述特异点的工序。
(附记3)
根据附记1或者2中记载的检测方法，还包含：
对所述基板的所述多个加热器分别预先设定温度的阈值的工序，
在检测所述特异点的工序中，将对所述多个加热器分别测量的温度与对该加热器预先设定的所述阈值进行比较，检测所述特异点。
(附记4)
根据附记1～3中任一项记载的检测方法，还包含：
将与所述等离子体处理关联的参数与所述特异点建立关联的工序。
(附记5)
根据附记1～3中任一项记载的检测方法，
所述基板具有表面以及背面，
在配置所述基板的工序中，所述基板以所述背面与所述基板支持部接触的方式配置于所述基板支持部，
所述检测方法还包含：
在所述基板配置于所述基板支持部的状态下，向所述背面与所述基板支持部的间隙供给传热气体的工序；
在供给所述传热气体的状态下，测量所述传热气体向所述等离子体处理腔室内泄露的泄露量的工序；以及
将所述传热气体的泄露与所述特异点建立关联的工序。
(附记6)
根据附记4中记载的检测方法，其中，
将所述传热气体的泄露量与所述特异点建立关联的工序包含在所述传热气体的泄露量超过预先设定的阈值时，将所述传热气体的泄露与所述特异点建立关联的工序。
(附记7)
根据附记5中记载的检测方法，其中，
将所述传热气体的泄露与所述特异点建立关联的工序还包含将所述传热气体的泄露与所述特异点建立关联而通知的工序。
(附记8)
根据附记4～7中任一项记载的检测方法，其中，
执行所述等离子体处理的工序包含向一个或者多个电极供给一个或者多个源射频信号而生成所述等离子体的工序，
在所述建立关联的工序中，与所述等离子体处理关联的参数包含所述一个或者多个电极中的所述一种或者多种射频信号的反射功率。
(附记9)
根据附记4～8中任一项记载的检测方法，其中，
执行所述等离子体处理的工序包含向一个或者多个电极供给一种或者多种射频信号而生成所述等离子体的工序，
在所述建立关联的工序中，与所述等离子体处理关联的参数包含所述一种或者多种射频信号的电压值。
(附记10)
根据附记9中记载的检测方法，其中，
在所述建立关联的工序中，与所述等离子体处理关联的参数包含所述一个或多个源射频信号的最大电压与最小电压之差。
(附记11)
根据附记8～10中任一项记载的检测方法，其中，
配置所述基板的工序包含通过提升销在所述基板支持部上配置所述基板的工序，
所述建立关联的工序还包含将所述基板支持部中的所述提升销的位置与所述特异点建立关联而通知的工序。
(附记12)
根据附记8～10中任一项记载的检测方法，其中，
所述一种或者多种射频信号包含源射频信号以及偏置射频信号的至少一种。
(附记13)
根据附记8～12中任一项记载的检测方法，其中，
所述一个或者多个电极包含上部电极以及下部电极的至少一种。
(附记14)
一种等离子体处理装置，具备等离子体处理腔室、配置于所述等离子体处理腔室内的基板支持部、配置于所述基板支持部内的多个加热器以及控制部，
所述控制部执行如下控制：
在所述基板支持部上配置基板的控制；
在所述等离子体处理腔室内生成等离子体并对所述基板执行等离子体处理的控制；
在所述等离子体处理腔室内生成等离子体的状态下，对所述多个加热器分别测量温度的控制；以及
基于测量的所述多个加热器的温度检测所述基板支持部中的温度的特异点的控制。
附图标记的说明
1……等离子体处理装置、2……控制部、10……等离子体处理腔室、12……等离子体生成部、200……加热器、201……电阻体、1110……基台、1110a……流路、1111……静电吸盘。

Claims (14)

1.一种检测方法，在等离子体处理装置中执行，所述等离子体处理装置具备等离子体处理腔室、配置于所述等离子体处理腔室内的基板支持部以及配置于所述基板支持部内的多个加热器，所述检测方法包含：
在所述基板支持部上配置基板的工序；
在所述等离子体处理腔室内生成等离子体并对所述基板执行等离子体处理的工序；
在所述等离子体处理腔室内生成了等离子体的状态下，对所述多个加热器分别测量温度的工序；以及
基于测量的所述多个加热器的温度，测量所述基板支持部中的温度的特异点的工序。
2.根据权利要求1所述的检测方法，还包含：
通知所述特异点的工序。
3.根据权利要求1所述的检测方法，还包含：
对所述基板的所述多个加热器分别预先设定温度的阈值的工序，
在检测所述特异点的工序中，将对所述多个加热器分别测量的温度与对该加热器预先设定的所述阈值进行比较，检测所述特异点。
4.根据权利要求1所述的检测方法，还包含：
将与所述等离子体处理关联的参数与所述特异点建立关联的工序。
5.根据权利要求4所述的检测方法，其中，
所述基板具有表面以及背面，
在配置所述基板的工序中，所述基板以所述背面与所述基板支持部接触的方式配置于所述基板支持部，
所述检测方法还包含：
在所述基板配置于所述基板支持部的状态下，向所述背面与所述基板支持部的间隙供给传热气体的工序；以及
在供给了所述传热气体的状态下，测量所述传热气体向所述等离子体处理腔室内泄露的泄露量的工序，
所述建立关联的工序包含将所述传热气体的泄露与所述特异点建立关联的工序。
6.根据权利要求5所述的检测方法，其中，
所述建立关联的工序包含在所述传热气体的泄露量超过预先设定的阈值时，将所述传热气体的泄露与所述特异点建立关联的工序。
7.根据权利要求6所述的检测方法，其中，
所述建立关联的工序还包含将所述传热气体的泄露与所述特异点建立关联而通知的工序。
8.根据权利要求4所述的检测方法，其中，
执行所述等离子体处理的工序包含向一个或者多个电极供给一种或者多种射频信号而生成所述等离子体的工序，
在所述建立关联的工序中，与所述等离子体处理关联的参数包含所述一个或者多个电极中的所述一种或者多种射频信号的反射功率。
9.根据权利要求4所述的检测方法，其中，
执行所述等离子体处理的工序包含向一个或者多个电极供给一种或者多种射频信号而生成所述等离子体的工序，
在所述建立关联的工序中，与所述等离子体处理关联的参数包含所述一种或者多种射频信号的电压值。
10.根据权利要求9所述的检测方法，其中，
在所述建立关联的工序中，与所述等离子体处理关联的参数包含所述一种或者多种射频信号的最大电压与最小电压之差。
11.根据权利要求8～10中任一项所述的检测方法，其中，
配置所述基板的工序包含通过提升销在所述基板支持部上配置所述基板的工序，
所述建立关联的工序还包含将所述基板支持部中的所述提升销的位置与所述特异点建立关联而通知的工序。
12.根据权利要求8～10中任一项所述的检测方法，其中，
所述一种或者多种射频信号包含源射频信号以及偏置射频信号的至少一种。
13.根据权利要求12所述的检测方法，其中，
所述一个或者多个电极包含上部电极以及下部电极的至少一种。
14.一种等离子体处理装置，具备等离子体处理腔室、配置于所述等离子体处理腔室内的基板支持部、配置于所述基板支持部内的多个加热器以及控制部，
所述控制部执行如下控制：
在所述基板支持部上配置基板的控制；
在所述等离子体处理腔室内生成等离子体并对所述基板执行等离子体处理的控制；
在所述等离子体处理腔室内生成等离子体的状态下，对所述多个加热器分别测量温度的控制；以及
基于测量的所述多个加热器的温度检测所述基板支持部中的温度的特异点的控制。
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