JP2024014744A - シーズニング方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リングアセンブリをシーズニングする技術を提供する。【解決手段】チャンバ及び前記チャンバ内に配置された静電チャックを備えたプラズマ処理装置において実行されるシーズニング方法であって、前記静電チャックは基板を支持する中央領域及び前記中央領域を取り囲み、リングアセンブリを支持する環状領域を有し、前記シーズニング方法は、前記静電チャックの前記環状領域に前記リングアセンブリを配置する工程と、前記静電チャックの前記中央領域に前記基板を配置する工程と、前記チャンバ内にプラズマを生成する工程と、前記静電チャックと前記リングアセンブリとの間の熱抵抗を算出する工程と、算出された前記熱抵抗に基づいて、前記プラズマを生成する工程及び前記算出する工程を繰り返すか否かを判断する工程とを含む。【選択図】 図７

Description

本開示の例示的実施形態は、シーズニング方法及びプラズマ処理装置に関する。

処理室内の水分量を検出する技術として、特許文献１に記載された水分量検出方法がある。

特開２０１０－１４７０５２号公報

本開示は、リングアセンブリをシーズニングする技術を提供する。

本開示の一つの例示的実施形態において、チャンバ、前記チャンバ内に配置された静電チャック及び前記静電チャック上の少なくとも一部に配置されたリングアセンブリを備えたプラズマ処理装置において、前記リングアセンブリを処理する処理方法が提供される。前記処理方法は、前記静電チャック上に前記リングアセンブリが配置された状態で、前記チャンバ内にプラズマを生成する工程と、前記静電チャックと前記リングアセンブリとの間の熱抵抗を算出する工程と、算出された前記熱抵抗に基づいて、前記プラズマを生成する工程及び前記算出する工程を繰り返すか否かを判断する工程とを含む。

本開示の一つの例示的実施形態によれば、リングアセンブリをシーズニングする技術を提供することができる。

プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。 容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。 容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。 基板支持部１１を上面の一例を示す図である。 基板支持部１１の断面の一例を示す図である。 制御基板８０の構成の一例を示すブロック図である。 基板処理システムの構成例を説明するための図である。 一つの例示的実施形態に係る検出方法を示すフローチャートである。 エネルギーの流れを模式的に示す図である。 リングアセンブリ１１２の温度及びヒータ２００への供給電力の変化の一例を示す図である。 熱抵抗と工程ＳＴ４から工程ＳＴ６を繰り返す回数との関係の一例を示すグラフである。

以下、本開示の各実施形態について説明する。

一つの例示的実施形態において、チャンバ及びチャンバ内に配置された静電チャックを備えたプラズマ処理装置において実行されるシーズニング方法が提供される。静電チャックは基板を支持する中央領域及び中央領域を取り囲み、リングアセンブリを支持する環状領域を有し、シーズニング方法は、静電チャックの環状領域にリングアセンブリを配置する工程と、静電チャックの中央領域に基板を配置する工程と、チャンバ内にプラズマを生成する工程と、静電チャックとリングアセンブリとの間の熱抵抗を算出する工程と、算出された熱抵抗に基づいて、プラズマを生成する工程及び算出する工程を繰り返すか否かを判断する工程とを含む。

一つの例示的実施形態において、シーズニング方法は、繰り返すか否かを判断する工程における判断結果に基づいて、プラズマを生成する工程及び測定する工程を繰り返す工程を更に含み、判断する工程は、算出する工程を繰り返して算出された複数の熱抵抗に基づいて、プラズマを生成する工程及び算出する工程を更に繰り返すか否かを判断する工程を含む。

一つの例示的実施形態において、シーズニング方法は、静電チャック内に配置された少なくとも１つのヒータの温度が設定温度になるように、少なくとも１つのヒータに供給される供給電力を制御する工程と、チャンバ内にプラズマが生成された状態で、少なくとも１つのヒータに供給される供給電力を測定する工程と、を更に含み、熱抵抗を算出する工程において、熱抵抗は、チャンバ内にプラズマが生成された状態で測定された供給電力に基づいて算出される。

一つの例示的実施形態において、シーズニング方法は、チャンバ内にプラズマが生成されていない状態で、少なくとも１つのヒータに供給される供給電力を測定する工程を更に含み、熱抵抗を算出する工程において、熱抵抗は、チャンバ内にプラズマが生成されていない状態で測定された供給電力に更に基づいて算出される。

一つの例示的実施形態において、熱抵抗を算出する工程において、熱抵抗は、（ａ）プラズマからリングアセンブリに伝わる熱量と（ｂ）リングアセンブリと少なくとも１つのヒータとの間の熱抵抗と、（ｃ）プラズマが生成された状態において少なくとも１つのヒータに供給される供給電力との関係を示す算出式に基づいて算出される。

一つの例示的実施形態において、チャンバ内にプラズマが生成された状態は、プラズマとリングアセンブリとの間に生じた熱流束によってリングアセンブリの温度が経時的に変化する状態である。

一つの例示的実施形態において、シーズニング方法は、搬送装置によって、チャンバの外部からチャンバの内部にリングアセンブリを搬入する工程と、搬送装置によって、静電チャック上の少なくとも一部にリングアセンブリを配置する工程と、を更に含む。

一つの例示的実施形態において、チャンバ、チャンバ内に配置された静電チャック、及び制御部を備えたプラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置において、静電チャックは、基板を支持する中央領域及び中央領域を取り囲み、リングアセンブリを支持する環状領域を有し、静電チャックの中央領域に基板を配置する制御と、基板が中央領域に配置され、かつ、リングアセンブリが環状領域に配置された状態で、チャンバ内にプラズマを生成する制御と、静電チャックとリングアセンブリとの間の熱抵抗を算出する制御と、算出された熱抵抗に基づいて、プラズマを生成する工程及び算出する工程を繰り返すか否かを判断する制御とを実行する。

以下、図面を参照して、本開示の各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または同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づいて上下左右等の位置関係を説明する。図面の寸法比率は実際の比率を示すものではなく、また、実際の比率は図示の比率に限られるものではない。

図１は、プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。一実施形態において、プラズマ処理システムは、プラズマ処理装置１及び制御部２を含む。プラズマ処理システムは、基板処理システムの一例であり、プラズマ処理装置１は、基板処理装置の一例である。プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、基板支持部１１及びプラズマ生成部１２を含む。プラズマ処理チャンバ１０は、プラズマ処理空間を有する。また、プラズマ処理チャンバ１０は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間に供給するための少なくとも１つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも１つのガス排出口とを有する。ガス供給口は、後述するガス供給部２０に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム４０に接続される。基板支持部１１は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。

プラズマ生成部１２は、プラズマ処理空間内に供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマを生成するように構成される。プラズマ処理空間において形成されるプラズマは、容量結合プラズマ（ＣＣＰ；Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ；Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）、ＥＣＲプラズマ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ－Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ－ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｐｌａｓｍａ）、ヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ：Ｈｅｌｉｃｏｎ Ｗａｖｅ Ｐｌａｓｍａ）、又は、表面波プラズマ（ＳＷＰ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｗａｖｅ Ｐｌａｓｍａ）等であってもよい。また、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）プラズマ生成部及びＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）プラズマ生成部を含む、種々のタイプのプラズマ生成部が用いられてもよい。一実施形態において、ＡＣプラズマ生成部で用いられるＡＣ信号（ＡＣ電力）は、１００ｋＨｚ～１０ＧＨｚの範囲内の周波数を有する。従って、ＡＣ信号は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号及びマイクロ波信号を含む。一実施形態において、ＲＦ信号は、 １００ｋＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。

制御部２は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置１に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部２は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置１の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部２の一部又は全てがプラズマ処理装置１に含まれてもよい。制御部２は、処理部２ａ１、記憶部２ａ２及び通信インターフェース２ａ３を含んでもよい。制御部２は、例えばコンピュータ２ａにより実現される。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部２ａ２に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部２ａ２に格納され、処理部２ａ１によって記憶部２ａ２から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ２ａに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェース２ａ３に接続されている通信回線であってもよい。処理部２ａ１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であってもよい。記憶部２ａ２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース２ａ３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回線を介してプラズマ処理装置１との間で通信してもよい。

以下に、プラズマ処理装置１の一例としての容量結合型のプラズマ処理装置の構成例について説明する。図２Ａ及び図２Ｂは、容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。

容量結合型のプラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド１３を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。シャワーヘッド１３は、基板支持部１１の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド１３は、プラズマ処理チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ１０は、シャワーヘッド１３、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａ及び底壁１０ｂ並びに基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。プラズマ処理チャンバ１０は接地される。シャワーヘッド１３及び基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０の筐体とは電気的に絶縁される。

基板支持部１１は、本体部１１１及びリングアセンブリ１１２を含む。本体部１１１は、基板Ｗを支持するための中央領域１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域１１１ｂとを有する。ウェハは基板Ｗの一例である。本体部１１１の環状領域１１１ｂは、平面視で本体部１１１の中央領域１１１ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部１１１の中央領域１１１ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部１１１の中央領域１１１ａ上の基板Ｗを囲むように本体部１１１の環状領域１１１ｂ上に配置される。従って、中央領域１１１ａは、基板Ｗを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域１１１ｂは、リングアセンブリ１１２を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。

一実施形態において、本体部１１１は、基台１１１０及び静電チャック１１１１を含む。基台１１１０は、導電性部材を含む。基台１１１０の導電性部材は下部電極として機能し得る。静電チャック１１１１は、基台１１１０の上に配置される。静電チャック１１１１は、セラミック部材１１１１ａとセラミック部材１１１１ａ内に配置される静電電極１１１１ｂとを含む。セラミック部材１１１１ａは、中央領域１１１ａを有する。一実施形態において、セラミック部材１１１１ａは、環状領域１１１ｂも有する。なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック１１１１を囲む他の部材が環状領域１１１ｂを有してもよい。この場合、リングアセンブリ１１２は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック１１１１と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。また、後述するＲＦ電源３１及び／又はＤＣ電源３２に結合される少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極がセラミック部材１１１１ａ内に配置されてもよい。この場合、少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極が下部電極として機能する。後述するバイアスＲＦ信号及び／又はＤＣ信号が少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極に供給される場合、ＲＦ／ＤＣ電極はバイアス電極とも呼ばれる。なお、基台１１１０の導電性部材と少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極とが複数の下部電極として機能してもよい。また、静電電極１１１１ｂが下部電極として機能してもよい。従って、基板支持部１１は、少なくとも１つの下部電極を含む。

リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。一実施形態において、１又は複数の環状部材は、１又は複数のエッジリングと少なくとも１つのカバーリングとを含む。エッジリングは、導電性材料又は絶縁材料で形成され、カバーリングは、絶縁材料で形成される。

また、基板支持部１１は、静電チャック１１１１、リングアセンブリ１１２及び基板のうち少なくとも１つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路１１１０ａ、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路１１１０ａには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。一実施形態において、流路１１１０ａが基台１１１０内に形成され、１又は複数のヒータが静電チャック１１１１のセラミック部材１１１１ａ内に配置される。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と中央領域１１１ａとの間の間隙に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。温調モジュールの詳細については、図４で後述する。

シャワーヘッド１３は、ガス供給部２０からの少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ内に導入するように構成される。シャワーヘッド１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス拡散室１３ｂ、及び複数のガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス拡散室１３ｂを通過して複数のガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。また、シャワーヘッド１３は、少なくとも１つの上部電極を含む。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド１３に加えて、側壁１０ａに形成された１又は複数の開口部に取り付けられる１又は複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Ｓｉｄｅ Ｇａｓ Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。

ガス供給部２０は、少なくとも１つのガスソース２１及び少なくとも１つの流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース２１からそれぞれに対応の流量制御器２２を介してシャワーヘッド１３に供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する少なくとも１つの流量変調デバイスを含んでもよい。

電源３０は、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ１０に結合されるＲＦ電源３１を含む。ＲＦ電源３１は、少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ生成部１２の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスＲＦ信号を少なくとも１つの下部電極に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Ｗに引き込むことができる。

一実施形態において、ＲＦ電源３１は、第１のＲＦ生成部３１ａ及び第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第１のＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、ソースＲＦ信号は、１０ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第１のＲＦ生成部３１ａは、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のソースＲＦ信号は、少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に供給される。

第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも１つの下部電極に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。バイアスＲＦ信号の周波数は、ソースＲＦ信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号の周波数よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、１００ｋＨｚ～６０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第２のＲＦ生成部３１ｂは、異なる周波数を有する複数のバイアスＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のバイアスＲＦ信号は、少なくとも１つの下部電極に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。

また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでもよい。ＤＣ電源３２は、第１のＤＣ生成部３２ａ及び第２のＤＣ生成部３２ｂを含む。一実施形態において、第１のＤＣ生成部３２ａは、少なくとも１つの下部電極に接続され、第１のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第１のＤＣ信号は、少なくとも１つの下部電極に印加される。一実施形態において、第２のＤＣ生成部３２ｂは、少なくとも１つの上部電極に接続され、第２のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第２のＤＣ信号は、少なくとも１つの上部電極に印加される。

種々の実施形態において、第１及び第２のＤＣ信号がパルス化されてもよい。この場合、電圧パルスのシーケンスが少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、ＤＣ信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部が第１のＤＣ生成部３２ａと少なくとも１つの下部電極との間に接続される。従って、第１のＤＣ生成部３２ａ及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。第２のＤＣ生成部３２ｂ及び波形生成部が電圧パルス生成部を構成する場合、電圧パルス生成部は、少なくとも１つの上部電極に接続される。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、１周期内に１又は複数の正極性電圧パルスと１又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、第１及び第２のＤＣ生成部３２ａ，３２ｂは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第１のＤＣ生成部３２ａが第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。

排気システム４０は、例えばプラズマ処理チャンバ１０の底部に設けられたガス排出口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間１０ｓ内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。

プラズマ処理装置１は、一つ以上の電磁石４５を含む電磁石アセンブリ３を備えている。電磁石アセンブリ３は、チャンバ１０内に磁場を生成するように構成されている。一実施形態において、プラズマ処理装置１は、複数の電磁石４５を含む電磁石アセンブリ３を備えている。図２Ａ及び／又は図２Ｂに示す実施形態では、複数の電磁石４５は、電磁石４６～４９を含んでいる。複数の電磁石４５は、チャンバ１０の上又は上方に設けられている。すなわち、電磁石アセンブリ３は、チャンバ１０の上又は上方に配置される。図２Ａ及び／又は図２Ｂに示す例では、複数の電磁石４５は、シャワーヘッド１３の上に設けられている。

一つ以上の電磁石４５の各々は、コイルを含む。図２Ａ及び／又は図２Ｂに示す例では、電磁石４６～４９は、コイル６１～６４を含んでいる。コイル６１～６４は、中心軸線Ｚの周りで巻かれている。中心軸線Ｚは、基板Ｗ又は基板支持部１１の中心を通る軸線であり得る。すなわち、電磁石アセンブリ３において、コイル６１～６１は、環状コイルであり得る。コイル６１～６４は、同一の高さ位置において、中心軸線Ｚを中心として同軸に設けられている。

電磁石アセンブリ３は、ボビン５０（又はヨーク）を更に含んでいる。コイル６１～６４は、ボビン５０（又はヨーク）に巻き付けられている。ボビン５０は、例えば磁性材料から形成されている。ボビン５０は、柱状部５１、複数の円筒部５２～５５、及びベース部５６を有している。ベース部５６は、略円盤形状を有しており、その中心軸線は中心軸線Ｚに一致している。柱状部５１及び複数の円筒部５２～５５は、ベース部５６の下面から下方に延びている。柱状部５１は、略円柱形状を有しており、その中心軸線は中心軸線Ｚに略一致している。柱状部５１の半径は、例えば、３０ｍｍである。円筒部５２～５５は、中心軸線Ｚに対して径方向において、柱状部５１の外側で延在している。

コイル６１は、柱状部５１の外周面に沿って巻かれており、柱状部５１と円筒部５２の間の溝の中に収容されている。コイル６２は、円筒部５２の外周面に沿って巻かれており、円筒部５２と円筒部５３の間の溝の中に収容されている。コイル６３は、円筒部５３の外周面に沿って巻かれており、円筒部５３と円筒部５４の間の溝の中に収容されている。コイル６４は、円筒部５４の外周面に沿って巻かれており、円筒部５４と円筒部５５の間の溝の中に収容されている。

一つ以上の電磁石４５に含まれる各コイルには、電流源６５が接続されている。一つ以上の電磁石４５に含まれる各コイルに対する電流源６５からの電流の供給及び供給停止、電流の方向、並びに電流値は、制御部２によって制御される。なお、プラズマ処理装置１が複数の電磁石４５を備える場合には、複数の電磁石４５の各コイルには、単一の電流源が接続されていてもよく、互いに異なる電流源が個別に接続されていてもよい。

一つ以上の電磁石４５は、中心軸線Ｚに対して軸対称の磁場をチャンバ１０内に形成する。一つ以上の電磁石４５のそれぞれに供給される電流を制御することにより、中心軸線Ｚに対して径方向において磁場の強度分布（又は磁束密度）を調整することが可能である。これにより、プラズマ処理装置１は、チャンバ１０内で生成されるプラズマの密度の径方向の分布を調整することができる。

図３は、基板支持部１１を上面の一例を示す図である。図３に示すように、基板支持部１１は、基板Ｗを支持するための中央領域１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域１１１ｂとを含む。中央領域１１１ａは、図３において破線で示すように、複数のゾーン１１１ｃを含む。本実施形態において、温調モジュールは、基板Ｗ又は基板支持部１１の温度を、ゾーン１１１ｃ単位で制御し得る。ゾーン１１１ｃの数、並びに、各ゾーン１１１ｃの面積及び形状は、基板Ｗの温度制御において必要とされる条件に応じて、適宜設定されてよい。

図４は、基板支持部１１の断面の一例を示す図である。図４は、図３のＡＡ´における基板支持部１１の断面の一部を示している。図４に示すように、基板支持部１１は、静電チャック１１１１、基台１１１０及び制御基板８０を有する。静電チャック１１１１は、その内部に、複数のヒータ２００及び複数の抵抗体２０１を有する。本実施形態では、図３に示す各ゾーン１１１ｃにおいて、静電チャック１１１１の内部に、１つのヒータ２００及び抵抗体２０１が配置されている。各ゾーン１１１ｃにおいて、抵抗体２０１は、ヒータ２００の近傍に配置される。一例では、抵抗体２０１は、ヒータ２００と基台１１１０との間であって、基台１１１０よりもヒータ２００に近い位置に配置され得る。抵抗体２０１は、その抵抗値が温度に応じて変化するように構成される。一例では、抵抗体２０１は、サーミスタであってよい。

静電チャック１１１１の環状領域１１１ｂには、リングアセンブリ１１２が配置されている。また、静電チャック１１１１の内部において、複数のヒータ２００及び複数の抵抗体２０１は、中央領域１１１ａから環状領域１１１ｂに亘って配置されている。また、静電チャック１１１１は、１又は複数の静電電極１１１１ｃを有し得る。一例として、静電電極１１１１ｃは、２つの静電電極１１１１ｃを有する。図４に示すように、２つの静電電極１１１１ｃの一方が環状領域１１１ｂにおける内側領域に配置され、他方が外側領域に配置され得る。２つの静電電極１１１１ｃは、双極電極を構成し得る。２つの静電電極１１１１ｃの間で電位差が生じるように２つの静電電極１１１１ｃに直流電圧が印加され得る。２つの静電電極１１１１ｃの間で電位差が生じると、環状領域１１１ｂとリングアセンブリ１１２の間で静電引力が発生する。リングアセンブリ１１２は、発生した静電引力により環状領域１１１ｂに引き付けられ、環状領域１１１ｂに保持される。

基台１１１０は、基台１１１０の上面（静電チャック１１１１に対向する面）から下面（制御基板８０に対向する面）に亘って貫通する、１又は複数の貫通孔９０を有する。複数のヒータ２００及び複数の抵抗体２０１は、貫通孔９０を介して、制御基板８０に電気的に接続され得る。本実施形態において、貫通孔９０の上面側の一端にはコネクタ９１が嵌合されており、貫通孔９０の下面側の一端にはコネクタ９２が嵌合されている。コネクタ９１には、複数のヒータ２００及び複数の抵抗体２０１が電気的に接続されている。複数のヒータ２００及び複数の抵抗体２０１は、例えば、静電チャック１１１１の内部に配置された配線を介して、コネクタ９１に接続されてよい。コネクタ９２は、制御基板８０に電気的に接続される。また、貫通孔９０において、コネクタ９１とコネクタ９２とを電気的に接続する複数の配線９３が配置されている。これにより、複数のヒータ２００及び複数の抵抗体２０１は、貫通孔９０を介して、制御基板８０に電気的に接続され得る。なお、コネクタ９２は、制御基板８０を基台１１１０に対して固定する支持部材として機能してもよい。

制御基板８０は、複数のヒータ２００及び／又は複数の抵抗体２０１を制御する素子が配置された基板である。制御基板８０は、基台１１１０の下面に対向して、当該下面に対して平行に配置され得る。制御基板８０は、導体部材に囲まれて配置されてよい。制御基板８０は、コネクタ９２以外の支持部材によって基台１１１０に支持されてよい。

制御基板８０は、配線７３を介して、電力供給部７０に電気的に接続され得る。すなわち、電力供給部７０は、制御基板８０を介して、複数のヒータ２００に電気的に接続され得る。電力供給部７０は、複数のヒータ２００に供給される電力を生成する。これにより、電力供給部７０から制御基板８０に供給された電力は、コネクタ９２、配線９３及びコネクタ９１を介して、複数のヒータ２００に供給され得る。なお、電力供給部７０と制御基板８０との間に、ＲＦを低減するＲＦフィルタが配置されてもよい。当該ＲＦフィルタは、プラズマ処理チャンバ１０の外部に設けられてよい。

また、制御基板８０は、配線７５を介して、制御部２と通信可能に接続され得る。配線７５は、光ファイバであってよい。この場合、制御基板８０は、制御部２と光通信によって通信する。また、配線７５は、金属配線であってもよい。

図５は、制御基板８０の構成の一例を示すブロック図である。制御基板８０には、制御部８１、素子の一例として、複数の供給部８２及び複数の測定部８３が配置されている。複数の供給部８２及び複数の測定部８３は、複数のヒータ２００及び複数の抵抗体２０１にそれぞれ対応して設けられている。１つのヒータ２００及び１つの抵抗体２０１に対して、１つの供給部８２及び１つの測定部８３が設けられてよい。

各測定部８３は、各測定部８３に対応して設けられた各抵抗体２０１の抵抗値に基づく電圧を生成し、制御部８１に供給する。測定部８３は、抵抗体２０１の抵抗値に応じて生成される電圧を、デジタル信号に変換して制御部８１に出力するよう構成されてよい。

制御部８１は、各ゾーン１１１ｃにおいて、基板Ｗの温度を制御する。制御部８１は、制御部２から受信した設定温度及び測定部８３から受信したデジタル信号が示す電圧に基づいて、複数のヒータ２００への電力供給を制御する。一例として、制御部８１は、測定部８３から受信したデジタル信号が示す電圧に基づいて、抵抗体２０１の温度（以下「測定温度」ともいう。）を算出する。そして、制御部８１は、設定温度及び測定温度に基づいて、各供給部８２を制御する。各供給部８２は、制御部８１の制御に基づいて、電力供給部７０から供給された電力を、各ヒータ２００に供給するか否かを切り替える。また、各供給部８２は、制御部８１の制御に基づいて、電力供給部７０から供給された電力を増加又は減少させて、各ヒータ２００に供給してもよい。これにより、基板Ｗ、静電チャック１１１１及び／又は基台１１１０を、所定の温度にすることができる。

＜基板処理システムの構成例＞
図６は、基板処理システムの構成例を説明するための図である。図６は、一つの例示的な実施形態にかかる基板処理システム（以下「基板処理システムＰＳ」という）を概略的に示す。

基板処理システムＰＳは、基板処理室ＰＭ１～ＰＭ６（以下、総称して「基板処理モジュールＰＭ」ともいう。）と、搬送モジュールＴＭと、ロードロックモジュールＬＬＭ１及びＬＬＭ２（以下、総称して「ロードロックモジュールＬＬＭ」ともいう。）と、ローダーモジュールＬＭ、ロードポートＬＰ１からＬＰ３（以下、総称して「ロードポートＬＰ」ともいう。）とを有する。制御部ＣＴは、基板処理システムＰＳの各構成を制御して、基板Ｗに所与の処理を実行する。

基板処理モジュールＰＭは、その内部において、基板Ｗに対して、エッチング処理、トリミング処理、成膜処理、アニール処理、ドーピング処理、リソグラフィ処理、クリーニング処理、アッシング処理等の処理を実行する。基板処理室ＰＭ１～ＰＭ６の少なくとも一つは、図１、図２Ａ又は図２Ｂに示すプラズマ処理装置１であってよい。また、基板処理室ＰＭ１～ＰＭ６の少なくとも一つは、誘導結合型プラズマやマイクロ波プラズマ等、任意のプラズマ源を用いたプラズマ処理装置であってよい。基板処理室ＰＭ１～ＰＭ６の少なくとも一つは、測定モジュールであってよく、基板Ｗ上に形成された膜の膜厚や、基板Ｗ上に形成されたパターンの寸法等を例えば光学的手法を用いて測定してよい。

搬送モジュールＴＭは、基板Ｗを搬送する搬送装置を有し、基板処理モジュールＰＭ間又は基板処理モジュールＰＭとロードロックモジュールＬＬＭとの間で、基板Ｗを搬送する。基板処理モジュールＰＭ及びロードロックモジュールＬＬＭは、搬送モジュールＴＭに隣接して配置されている。搬送モジュールＴＭと基板処理モジュールＰＭ及びロードロックモジュールＬＬＭは、開閉可能なゲートバルブによって空間的に隔離又は連結される。

一実施形態において、搬送モジュールＴＭに含まれる搬送装置は、搬送モジュールＴＭから、基板処理モジュールＰＭの一例であるプラズマ処理装置１のプラズマ処理空間１０ｓに、基板Ｗを搬送する。当該搬送装置は、基板Ｗを基板支持部１１の中央領域１１１ａに載置する。プラズマ処理装置１は、リフタを有してよく、当該搬送装置は、基板Ｗをリフタに載置してよい。リフタは、基板支持部１１に設けられた複数の貫通孔の内部を上昇及び下降できるように構成される。リフタが上昇すると、リフタの先端は基板支持部１１の中央領域１１１ａから突出し、この位置で基板Ｗが保持される。リフタが下降するとリフタの先端が基板支持部１１に収容され、基板Ｗは基板支持部１１の中央領域１１１ａに載置される。一例として、搬送装置は、シリコンウェハ等の基板を搬送するハンドラであってよい。搬送装置は、基板Ｗの他に、リングアセンブリ１１２を搬送し、静電チャック１１１１上に配置し得る。基板処理システムＰＳは、交換用のリングアセンブリ１１２を格納するモジュールを更に有してよい。

ロードロックモジュールＬＬＭ１及びＬＬＭ２は、搬送モジュールＴＭとローダーモジュールＬＭとの間に設けられている。ロードロックモジュールＬＬＭは、その内部の圧力を、大気圧又は真空に切り替えることができる。「大気圧」は、基板処理システムＰＳに含まれる各モジュールの外部の圧力であり得る。また、「真空」は、大気圧よりも低い圧力であって、例えば０．１Ｐａ～１００Ｐａの中真空であり得る。ロードロックモジュールＬＬＭは、大気圧であるローダーモジュールＬＭから真空である搬送モジュールＴＭへ基板Ｗを搬送し、また、真空である搬送モジュールＴＭから大気圧であるローダーモジュールＬＭへ搬送する。

ローダーモジュールＬＭは、基板Ｗを搬送する搬送装置を有し、ロードロックモジュールＬＬＭとロードボードＬＰとの間で基板Ｗを搬送する。ロードポートＬＰ内の内部には、例えば２５枚の基板Ｗが収納可能なＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）または空のＦＯＵＰが載置できる。ローダーモジュールＬＭは、ロードポートＬＰ内のＦＯＵＰから基板Ｗを取り出して、ロードロックモジュールＬＬＭに搬送する。また、ローダーモジュールＬＭは、ロードロックモジュールＬＬＭから基板Ｗを取り出して、ロードボードＬＰ内のＦＯＵＰに搬送する。

制御部ＣＴは、基板処理システムＰＳの各構成を制御して、基板Ｗに所与の処理を実行する。制御部ＣＴは、プロセスの手順、プロセスの条件、搬送条件等が設定されたレシピを格納しており、当該レシピに従って、基板Ｗに所与の処理を実行するように、基板処理システムＰＳの各構成を制御する。制御部ＣＴは、図１に示す制御部２の一部又は全部の機能を兼ねてよい。

＜シーズニング方法の一例＞
図７は、一つの例示的実施形態に係るシーズニング方法（以下「本処理方法」ともいう。）を示すフローチャートである。例えばリングアセンブリ１１２の交換時に、リングアセンブリ１１２が静電チャック１１１１上に配置されると、リングアセンブリ１１２と静電チャック１１１１との間には、水分が存在する場合がある。この水分が存在すると、リングアセンブリ１１２が静電チャック１１１１に対して良好に吸着しない場合がある。リングアセンブリ１１２と静電チャック１１１１との間に存在する水分を除去するために、チャンバ内に配置されたリングアセンブリ１１２のシーズニングを行う。本処理方法では、リングアセンブリ１１２と静電チャック１１１１との間に存在する水分量と相関関係を有する、リングアセンブリ１１２と静電チャック１１１１との間の熱抵抗に基づいて、シーズニングの終点（水分がほぼ除去されたと考えられる時点）を判断し得る。一例では、本処理方法を実行して熱抵抗が予め定められた値に達したときに、水分がほぼ除去されたと判断してよい。

図７に示すように、本処理方法は、静電チャック１１１１上にリングアセンブリを配置する工程（ＳＴ１）と、基板支持部１１に基板Ｗを配置する工程（ＳＴ２）と、プラズマが生成されていない状態でヒータ電力を測定する工程（ＳＴ３）と、プラズマ処理チャンバ１０内においてプラズマを生成する工程（ＳＴ４）と、プラズマが生成された状態で各ヒータ２００の温度を測定する工程（ＳＴ５）と、熱抵抗を算出する工程（ＳＴ６）と、工程ＳＴ４から工程ＳＴ６を繰り返すか否かを判断する工程（ＳＴ７）とを含む。各工程における処理は、図１に示すプラズマ処理システムで実行されてよい。以下では、一例として、制御部２がプラズマ処理装置１の各部を制御して、本処理方法を実行する。

（工程ＳＴ１：リングアセンブリの配置）
工程ＳＴ１において、リングアセンブリ１１２が静電チャック１１１１上に配置される。リングアセンブリ１１２は、一例として、搬送モジュールＴＭの搬送装置によって、搬送モジュールＴＭからプラズマ処理チャンバ１０内に搬入され得る。また、リングアセンブリ１１２は、プラズマ処理チャンバ１０内に搬入された後、静電チャック１１１１の環状領域１１１ｂに配置され得る。なお、人がプラズマ処理チャンバ１０を開け、静電チャック１１１１の環状領域１１１ｂにリングアセンブリ１１２を配置してもよい。

（工程ＳＴ２：基板の配置）
工程ＳＴ２において、基板Ｗが基板支持部１１に配置される。基板Ｗは、搬送モジュールＴＭの搬送装置によって、搬送モジュールＴＭからプラズマ処理チャンバ１０内に搬入され得る。また、基板Ｗは、プラズマ処理チャンバ１０内に搬入された後、静電チャック１１１１の中央領域１１１ａ（基板支持面）に配置され得る。基板支持部１１に配置される基板Ｗは、例えばシリコン基板等のダミー基板であり得る。

基板Ｗは、表面及び裏面を有する。工程ＳＴ２において、基板Ｗは、その裏面が静電チャック１１１１の基板支持面と接するように、基板支持部１１に配置される。基板Ｗが基板支持部１１に配置された状態において、基板Ｗの裏面と基板支持面との間に間隙が形成され得る。当該間隙は、基板支持部１１の基板支持面に形成された溝であり得る。当該溝は、基板支持面において、所定のパターンを有するように形成されてよい。

（工程ＳＴ３：ヒータ電力の測定）
工程ＳＴ３において、プラズマが生成されていない状態で、複数のヒータ２００に供給される供給電力（以下「ヒータ電力」ともいう。）が測定される。一例として、本処理方法では、工程ＳＴ３から工程ＳＴ５において、基板Ｗ及び／又はリングアセンブリ１１２の温度が、設定温度において略一定となるように、複数のヒータ２００の温度が制御され得る。そして、工程ＳＴ３では、基板Ｗ及び／又はリングアセンブリ１１２の温度が設定温度になった状態において、複数のヒータ２００に供給されるヒータ電力が測定されてよい。また、工程ＳＴ３では、複数のヒータ２００のうち、リングアセンブリ１１２と基台１１１０との間に配置された１又は複数のヒータ２００に供給されるヒータ電力が測定されてよい。

（工程ＳＴ４：プラズマの生成）
工程ＳＴ４において、プラズマが生成される。具体的には、工程ＳＴ４において、処理ガスがプラズマ処理チャンバ１０内に供給される。また、ソースＲＦ信号が上部電極又は下部電極に供給される。これにより、プラズマ処理チャンバ１０内において、当該処理ガスからプラズマが生成される。そして、生成されたプラズマからリングアセンブリ１１２に対して、生成されたプラズマに応じた熱量が供給される。

（工程ＳＴ５：ヒータ電力の測定）
工程ＳＴ５において、プラズマが生成された状態で、複数のヒータ２００に供給されるヒータ電力が測定される。工程ＳＴ５では、プラズマから基板Ｗ及び／又はリングアセンブリ１１２に伝わる熱量によって、基板Ｗ及び／又はリングアセンブリ１１２の温度が変化し得る。すなわち、プラズマから基板Ｗ及び／又はリングアセンブリ１１２に伝わる熱量に応じて、複数のヒータ２００において測定されるヒータ電力が変化し得る。なお、工程ＳＴ３では、複数のヒータ２００のうち、リングアセンブリ１１２と基台１１１０との間に配置された１又は複数のヒータ２００に供給されるヒータ電力が測定されてよい。

（工程ＳＴ６：熱抵抗の算出）
工程ＳＴ６において、リングアセンブリ１１２と静電チャック１１１１とのの熱抵抗が算出される。熱抵抗は、工程ＳＴ３及び工程ＳＴ５で測定されたヒータ電力に基づいて算出され得る。以下、図８及び図９を参照して、熱抵抗の算出方法の一例について説明する。

図８は、プラズマＰＬ、リングアセンブリ１１２、基板支持部１１及び基台１１１０の間のエネルギーの流れを模式的に示す図である。図８に示す例は、基板支持部１１の環状領域１１１ｂにおける、エネルギーの流れを示している。基板支持部１１は、静電チャック１１１１及び基台１１１０を有している。静電チャック１１１１の内部には、ヒータ２００が配置されている。基台１１１０の内部には、伝熱媒体が流れる流路１１１０ａが形成されている。

ヒータ２００の温度は、電力供給部７０から供給される電力に応じて変化し得る。図８では、ヒータ２００へ供給される電力をヒータ電力Ｐ_ｈとして示している。ヒータ２００では、ヒータ電力Ｐ_ｈに応じて、熱流束ｑ_ｈが生じる。熱流束ｑ_ｈは、ヒータ電力Ｐ_ｈを面積Ａで割った単位面積当たりの発熱量である。面積Ａは、基板Ｗの平面視におけるヒータ２００の面積である。

また、プラズマ処理チャンバ１０でプラズマＰＬが生成されている場合、プラズマＰＬからリングアセンブリ１１２に伝わる熱により、リングアセンブリ１１２の温度が上昇し得る。図８では、プラズマＰＬからリングアセンブリ１１２へ伝わる熱量をリングアセンブリ１１２の面積で割った、単位面積当たりの熱量を、プラズマＰＬからリングアセンブリ１１２への熱流束ｑ_ｐとして示している。

プラズマＰＬからリングアセンブリ１１２に伝わった熱は、リングアセンブリ１１２から静電チャック１１１１に伝わる。図８では、リングアセンブリ１１２と静電チャック１１１１との間の単位面積当たりの熱抵抗を、熱抵抗Ｒ_ｔｈ・Ａで示している。ここで、Ａは、ヒータ２００が配置されたゾーン１１１ｃの面積である。また、Ｒ_ｔｈは、ヒータ２００が配置されたゾーン１１１ｃの熱抵抗である。また、リングアセンブリ１１２から静電チャック１１１１に伝わる単位面積当たりの熱量を熱流束ｑとして示している。

リングアセンブリ１１２から静電チャック１１１１の表面に伝わった熱は、静電チャック１１１１の表面からヒータ２００に伝わる。図８では、静電チャック１１１１の表面からヒータ２００へ伝わる、単位面積当たりの熱量を熱流束ｑ_ｃとして示している。

基台１１１０は、流路１１１０ａを流れる伝熱ガスにより冷却され、静電チャック１１１１を冷却する。図８では、静電チャック１１１１の裏面から基台１１１０へ伝わる、単位面積当たりの熱流束ｑ_ｓｕｓとして示している。これにより、ヒータ２００の外部からヒータ２００に伝わる熱量及びヒータ２００からヒータ２００の外部に伝わる熱量に応じて、ヒータ２００の温度が変化し得る。例えば、図８に示す例では、ｑ_ｈ＋ｑ_ｃ＞ｑ_ｓｕｓである場合、ヒータ２００の温度は上昇し得る。また、ｑ_ｈ＋ｑ_ｃ＜ｑ_ｓｕｓである場合、ヒータ２００の温度は低下し得る。

ヒータ２００の温度が一定となるように制御されている場合、ヒータ２００の外部からヒータ２００に伝わる熱量及びヒータ２００で発生する熱量の総和と、ヒータ２００からヒータ２００の外部に伝わる熱量とが等しい状態となり得る。例えば、ヒータ２００の温度が一定となるように制御されている場合、プラズマＰＬが生成されていない状態では、ヒータ２００で発生する熱量と、ヒータ２００から基台１１１０に伝わる熱量とが等しい状態となり得る。すなわち、図８に示す例において、ｑ_ｈ＝ｑ_ｓｕｓとなり得る。

他方で、ヒータ２００の温度が一定となるように制御されている場合において、例えば、プラズマＰＬが生成された状態では、ヒータ２００の外部からヒータ２００に伝わる熱量及びヒータ２００で発生する熱量の総和と、ヒータ２００からヒータ２００の外部に伝わる熱量とが等しい状態となる。ここで、プラズマＰＬが生成された状態には、過度状態と定常状態とがある。過度状態は、例えば、ｑ_ｐ＞ｑ＞ｑ_ｃとなる状態である。すなわち、リングアセンブリ１１２及び静電チャック１１１１の温度が、熱流束ｑ_ｐによって経時的に上昇する状態である（当該状態を「過渡状態」ともいう。）。他方で、定常状態は、例えば、ｑ_ｐ＝ｑ＝ｑ_ｃとなる状態である。すなわち、リングアセンブリ１１２及び静電チャック１１１１の温度が、熱流束ｑ_ｐによって経時的に上昇しない状態である（当該状態を「定常状態」ともいう。）。

図９は、リングアセンブリ１１２の温度とヒータ２００への供給電力の変化の一例を示す図である。図９の（Ａ）は、リングアセンブリ１１２の温度の変化を示している。図９の（Ｂ）は、ヒータ２００への供給電力の変化を示している。図９に示す例では、ヒータ２００の温度が一定となるように制御されている。また、図９に示す例は、プラズマが生成されていない状態からプラズマが生成された状態に亘って、ヒータ２００への供給電力を測定し、リングアセンブリ１１２の温度を算出した結果の一例を示している。

図９の期間Ｔ１は、プラズマが生成されていない期間である。期間Ｔ１では、ヒータ２００への供給電力が一定となり得る。図９の期間Ｔ２は、プラズマが生成された期間であり、過渡状態である。期間Ｔ２では、ヒータ２００への供給電力が経時的に低下する。また、期間Ｔ２では、リングアセンブリ１１２の温度が経時的に上昇する。図９の期間Ｔ３は、プラズマが生成された期間である。期間Ｔ３では、定常状態となり、リングアセンブリ１１２の温度は一定となっている。期間Ｔ３では、ヒータ２００への供給電力も略一定となっている。図９の期間Ｔ４は、プラズマが生成されていない期間である。期間Ｔ４では、プラズマからリングアセンブリ１１２へ伝わる熱が減少又は無くなるため、リングアセンブリ１１２の温度が低下する一方で、ヒータ２００への供給電力が増加している。

図９の期間Ｔ２に示される過度状態でのヒータ２００への供給電力の低下の傾向は、プラズマからリングアセンブリ１１２へ伝わる熱量や、リングアセンブリ１１２と静電チャック１１１１の表面と間の熱抵抗などによって変化し得る。

ヒータ２００の温度が一定となるように制御されている場合、ヒータ電力Ｐ_ｈは、プラズマＰＬからリングアセンブリ１１２への熱流束ｑ_ｐ、及び、リングアセンブリ１１２と静電チャック１１１１の表面との間の熱抵抗Ｒ_ｔｈ・Ｗによって変化する。例えば、過渡状態において、プラズマＰＬからリングアセンブリ１１２への熱流束ｑ_ｐが増加すると、熱流束ｑ_ｐによってリングアセンブリ１１２の温度が上昇し得るので、ヒータ２００に供給されるヒータ電力Ｐ_ｈは低下し得る。

ヒータ２００の温度が一定となるように制御されている場合、過渡状態において、ヒータ２００への供給電力の変化は、単位面積当たりの式としてモデル化し得る。例えば、熱流束ｑ_ｐが存在する場合、ヒータ２００の単位面積当たりの発熱量ｑ_ｈは、以下の式（１）のように表せる。

ここで、
Ｐ_ｈは、熱流束ｑ_ｐがあるときのヒータ電力［Ｗ］である。
Ｐ_ｈ０は、熱流束ｑ_ｐがなく、かつ、定常状態におけるヒータ電力［Ｗ］である。
ｑ_ｈは、熱流束ｑ_ｐがあるときのヒータ２００の単位面積当たりの発熱量［Ｗ／ｍ^２］である。
ｑ_ｈ０は、熱流束ｑ_ｐがなく、かつ、定常状態におけるヒータ２００の単位面積当たりの発熱量［Ｗ／ｍ^２］である。
ｑ_ｐは、プラズマＰＬからリングアセンブリ１１２への単位面積当たりの熱流束［Ｗ／ｍ^２］である。
Ｒｔｈ・Ａは、リングアセンブリ１１２と静電チャック１１１１の表面との間の単位面積当たりの熱抵抗［Ｋ・ｍ^２／Ｗ］である。
Ｒｔｈｃ・Ａは、静電チャック１１１１の表面とヒータ２００との間の単位面積当たりの熱抵抗［Ｋ・ｍ^２／Ｗ］である。
Ａは、ヒータ２００が設けられているゾーン１１１ｃの面積［ｍ^２］である。
ρ_ｗは、リングアセンブリ１１２の密度［ｋｇ／ｍ^３］である。
Ｃ_ｗは、リングアセンブリ１１２の単位面積当たりの熱容量［Ｊ／Ｋ・ｍ^２］である。
ｚ_ｗは、リングアセンブリ１１２の厚さ［ｍ］である。
ρ_ｃは、静電チャック１１１１を構成するセラミックの密度［ｋｇ／ｍ^３］である。
Ｃ_ｃは、静電チャック１１１１を構成するセラミックの単位面積当たりの熱容量［Ｊ／Ｋ・ｍ^２］である。
ｚ_ｃは、静電チャック１１１１の表面からヒータ２００までの距離［ｍ］である。
κ_ｃは、静電チャック１１１１を構成するセラミックの熱伝導率［Ｗ／Ｋ・ｍ］である。
ｔは、プラズマの生成を開始してからの経過時間［秒］である。

ヒータ２００の面積Ａ、リングアセンブリ１１２の密度ρ_ｗ、リングアセンブリ１１２の単位面積当たりの熱容量Ｃ_ｗ、リングアセンブリ１１２の厚さｚ_ｗ、静電チャック１１１１を構成するセラミックの密度ρ_ｃ、静電チャック１１１１を構成するセラミックの単位面積当たりの熱容量Ｃ_ｃ、静電チャック１１１１の表面からヒータ２００までの距離ｚ_ｃ、及び、静電チャック１１１１を構成するセラミックの熱伝導κ_ｃは、それぞれ、リングアセンブリ１１２及びプラズマ処理装置１の構成から予め定まる。Ｒ_ｔｈｃ・Ａは、熱伝導κ_ｃ及び距離ｚ_ｃから式（４）により予め定まる。

ヒータ電力Ｐ_ｈ及びヒータ電力Ｐ_ｈ０は、図５に示す構成によって取得できる。また、ヒータ２００の単位面積当たりの発熱量ｑ_ｈ及び発熱量ｑ_ｈ０は、式（２）及び（３）に示すように、ヒータ電力Ｐ_ｈ、ヒータ電力Ｐ_ｈ０及び面積Ａから算出できる。

そして、熱流束ｑ_ｐ及び熱抵抗Ｒ_ｔｈ・Ａは、ヒータ電力Ｐ_ｈ及びヒータ電力Ｐ_ｈ０の測定結果及び式（１）から、例えばフィッティングによって求めることができる。

また、図９の（Ａ）に示される期間Ｔ２におけるリングアセンブリ１１２の温度のグラフも、熱流束ｑ_ｐ及び熱抵抗Ｒ_ｔｈ・Ａをパラメータとしてモデル化できる。本実施形態では、期間Ｔ２におけるリングアセンブリ１１２の単位面積当たりの温度変化をモデル化し得る。一例では、熱流束ｑ_ｐ及び熱抵抗Ｒ_ｔｈ・Ａ、並びに、式（５）－（１１）に示したａ_１、ａ_２、ａ_３、λ_１、λ_２、τ_１及びτ_２を用いて、リングアセンブリ１１２の温度ＴＷ［℃］を、以下の式（１２）で表し得る。

ここで、
Ｔ_Ｗは、リングアセンブリ１１２の温度［℃］である。
Ｔ_ｈは、一定に制御したヒータ２００の温度［℃］である。

ヒータ２００の温度Ｔ_ｈは、実際にリングアセンブリ１１２の温度を一定に制御した際の条件から求めることができる。

計測結果を用いて、（１）式のフィッティングを行うことにより、熱流束ｑ_ｐ、および、熱抵抗Ｒｔｈ・Ａが求まった場合、リングアセンブリ１１２の温度Ｔ_Ｗは、式（１２）から算出できる。

また、経過時間ｔが、式（１０）及び（１１）によって表される時定数τ１及びτ２より十分に長い場合、例えば、図９の期間Ｔ２である過渡状態から期間Ｔ３である定常状態に移行した場合において、リングアセンブリ１１２の温度Ｔ_Ｗが目標温度となるヒータ２００の温度Ｔ_ｈを算出する場合、式（１２）は、以下の式（１３）のように省略できる。

例えば、ヒータの温度Ｔ_ｈ、熱流束ｑ_ｐ、並びに、熱抵抗Ｒ_ｔｈ・Ａ及びＲ_ｔｈｃ・Ａから、式（１３）により、リングアセンブリ１１２の温度Ｔ_Ｗを求めることができる。

以上のとおり、リングアセンブリ１１２と静電チャック１１１１との間の熱抵抗、及び、リングアセンブリ１１２の温度を求めることができる。

（工程ＳＴ７：繰り返しの判断）
工程ＳＴ７において、工程ＳＴ４から工程ＳＴ６の処理を繰り返すか否かが判断される。工程ＳＴ７では、工程ＳＴ６で算出された熱抵抗に基づいて、工程ＳＴ４から工程ＳＴ６を繰り返すか否かが判断される。

図１０は、熱抵抗と工程ＳＴ４から工程ＳＴ６を繰り返す回数との関係の一例を示すグラフである。リングアセンブリ１１２と静電チャック１１１１との間に存在する水分量と、リングアセンブリ１１２と静電チャック１１１１との間の熱抵抗との間には相関がある。すなわち、工程ＳＴ４（プラズマを生成する工程）を繰り返すと、リングアセンブリ１１２と静電チャック１１１１との間に存在する水分の一部又は全部が蒸発し、従って、図１０に一例として示すように、リングアセンブリ１１２と静電チャック１１１１との間の熱抵抗が減少し得る。そこで、工程ＳＴ７において、一例では、工程ＳＴ６で算出された熱抵抗が、予め定められた値よりも高い場合、工程ＳＴ４から工程ＳＴ６を繰り返すと判断してよい。他方で、工程ＳＴ６で算出された熱抵抗が、予め定められた値よりも低い場合、工程ＳＴ４から工程ＳＴ６を繰り返さないと判断して、本処理方法を終了してよい。また、一例では、工程ＳＴ４から工程ＳＴ６を繰り返したことによる熱抵抗の減少量が、予め定められた値よりも低くなった場合、工程ＳＴ４から工程ＳＴ６を繰り返さないと判断してよい。すなわち、工程ＳＴ４から工程ＳＴ６をｎ回実行したときの熱抵抗と、ｎ＋１回実行したときの熱抵抗との差分が、予め定められた値よりも低くなった場合、工程ＳＴ４から工程ＳＴ６を繰り返さないと判断して、本処理方法を終了してよい（ｎは１以上の整数）。

なお、工程ＳＴ７では、工程ＳＴ６で算出された熱抵抗に基づいて、工程ＳＴ２から工程ＳＴ６を繰り返すか否かが判断されてもよい。一例では、制御部２は、工程ＳＴ７において工程ＳＴ２から工程ＳＴ６を繰り返すと判断した場合、静電チャック１１１１に配置された基板Ｗを静電チャック１１１１から取り除いた後に、工程ＳＴ２に戻り、他の基板Ｗを静電チャック１１１１に配置して、工程ＳＴ３から工程ＳＴ６を実行してよい。また、制御部２は、工程ＳＴ７において工程ＳＴ２から工程ＳＴ６を繰り返すと判断した場合、静電チャック１１１１に配置された基板Ｗを静電チャック１１１１から取り除いた後に、工程ＳＴ２に戻り、取り除いた基板Ｗを静電チャック１１１１に再度配置して、工程ＳＴ３から工程ＳＴ６を実行してよい。

本処理方法によれば、リングアセンブリ１１２と静電チャック１１１１との間の熱抵抗に基づいて、リングアセンブリ１１２と静電チャック１１１１との間に存在する水分量を検知することができる。従って、例えばリングアセンブリ１１２の交換時において、リングアセンブリ１１２と静電チャック１１１１との間に存在する水分を除去するために必要なプラズマ処理の実行時間又は実行回数を判断することができる。

以上の各実施形態は、説明の目的で説明されており、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく種々の変形をなし得る。本開示は、例えば、以下の構成を含み得る。

（付記１）
チャンバ、及び前記チャンバ内に配置された静電チャックを備えたプラズマ処理装置において実行されるシーズニング方法であって、前記静電チャックは基板を支持する中央領域及び前記中央領域を取り囲み、リングアセンブリを支持する環状領域を有する静電チャックを備えたプラズマ処理装置におけるし、前記シーズニング方法であっては、
前記静電チャックの前記環状領域に前記リングアセンブリを配置する工程と、
前記静電チャックの前記中央領域に前記基板を配置する工程と、
前記チャンバ内にプラズマを生成する工程と、
前記静電チャックと前記リングアセンブリとの間の熱抵抗を算出する工程と、
算出された前記熱抵抗に基づいて、前記プラズマを生成する工程及び前記算出する工程を繰り返すか否かを判断する 工程と
を含む、処理方法シーズニング方法。

（付記２）
前記繰り返すか否かを判断する工程における判断結果に基づいて、前記プラズマを生成する工程及び前記測定する工程を繰り返す工程を更に含み、
前記判断する工程は、前記算出する工程を繰り返して算出された複数の前記熱抵抗に基づいて、前記プラズマを生成する工程及び前記算出する工程を更に繰り返すか否かを判断する工程を含む、付記１に記載のシーズニング方法。

（付記３）
前記静電チャック内に配置された少なくとも１つのヒータの温度が設定温度になるように、前記少なくとも１つのヒータに供給される供給電力を制御する工程と、
前記チャンバ内にプラズマが生成された状態で、前記少なくとも１つのヒータに供給される供給電力を測定する工程と、
を更に含み、
前記熱抵抗を算出する工程において、前記熱抵抗は、前記チャンバ内にプラズマが生成された状態で測定された前記供給電力に基づいて算出される、付記１又は２に記載のシーズニング方法。

（付記４）
前記チャンバ内にプラズマが生成されていない状態で、前記少なくとも１つのヒータに供給される供給電力を測定する工程を更に含み、
前記熱抵抗を算出する工程において、前記熱抵抗は、前記チャンバ内にプラズマが生成されていない状態で測定された前記供給電力に更に基づいて算出される、付記３に記載のシーズニング方法。

（付記５）
前記熱抵抗を算出する工程において、前記熱抵抗は、（ａ）前記プラズマから前記リングアセンブリに伝わる熱量と（ｂ）前記リングアセンブリと前記少なくとも１つのヒータとの間の熱抵抗と、（ｃ）前記プラズマが生成された状態において前記少なくとも１つのヒータに供給される供給電力との関係を示す算出式に基づいて算出される、付記３又は４に記載のシーズニング方法。

（付記６）
前記チャンバ内にプラズマが生成された状態は、前記プラズマと前記リングアセンブリとの間に生じた熱流束によって前記リングアセンブリの温度が経時的に変化する状態である、付記３から５のいずれか１つに記載のシーズニング方法。

（付記７）
搬送装置によって、前記チャンバの外部から前記チャンバの内部に前記リングアセンブリを搬入する工程と、
前記搬送装置によって、前記静電チャック上の少なくとも一部に前記リングアセンブリを配置する工程と、を更に含む、付記１から６のいずれか１つに記載のシーズニング方法。

（付記８）
チャンバ、前記チャンバ内に配置された静電チャック、前記静電チャック上の少なくとも一部に配置されたリングアセンブリ、及び制御部を備えたプラズマ処理装置であって、
前記静電チャックは、基板を支持する中央領域及び前記中央領域を取り囲み、リングアセンブリを支持する環状領域を有し、
前記制御部は、
前記静電チャックの前記中央領域に前記基板を配置する制御と、
前記基板が前記中央領域に配置され、かつ、前記リングアセンブリが前記環状領域に配置された状態で、前記チャンバ内にプラズマを生成する制御と、
前記静電チャックと前記リングアセンブリとの間の熱抵抗を算出する制御と、
算出された前記熱抵抗に基づいて、前記プラズマを生成する工程及び前記算出する工程を繰り返すか否かを判断する制御と
を実行する、プラズマ処理装置。

１……プラズマ処理装置、２……制御部、１０……プラズマ処理チャンバ、１０ａ……側壁、１０ｂ……底壁、１０ｓ……プラズマ処理空間、１１……基板支持部、１２……プラズマ生成部、７０……電力供給部、７３……配線、７５……配線、８１……制御部、８２……供給部、８３……測定部、１１１ｃ……ゾーン、１１２……リングアセンブリ、２００……ヒータ、２０１……抵抗体、１１１０……基台、１１１０ａ……流路、１１１１……静電チャック、１１１１ａ……セラミック部材、１１１１ｂ……静電電極、１１１１ｃ……静電電極

Claims (8)

1. チャンバ及び前記チャンバ内に配置された静電チャックを備えたプラズマ処理装置において実行されるシーズニング方法であって、前記静電チャックは基板を支持する中央領域及び前記中央領域を取り囲み、リングアセンブリを支持する環状領域を有し、前記シーズニング方法は、
   前記静電チャックの前記環状領域に前記リングアセンブリを配置する工程と、
   前記静電チャックの前記中央領域に前記基板を配置する工程と、
   前記チャンバ内にプラズマを生成する工程と、
   前記静電チャックと前記リングアセンブリとの間の熱抵抗を算出する工程と、
   算出された前記熱抵抗に基づいて、前記プラズマを生成する工程及び前記算出する工程を繰り返すか否かを判断する工程と
   を含む、シーズニング方法。
2. 前記繰り返すか否かを判断する工程における判断結果に基づいて、前記プラズマを生成する工程及び前記測定する工程を繰り返す工程を更に含み、
   前記判断する工程は、前記算出する工程を繰り返して算出された複数の前記熱抵抗に基づいて、前記プラズマを生成する工程及び前記算出する工程を更に繰り返すか否かを判断する工程を含む、請求項１に記載のシーズニング方法。
3. 前記静電チャック内に配置された少なくとも１つのヒータの温度が設定温度になるように、前記少なくとも１つのヒータに供給される供給電力を制御する工程と、
   前記チャンバ内にプラズマが生成された状態で、前記少なくとも１つのヒータに供給される供給電力を測定する工程と、
   を更に含み、
   前記熱抵抗を算出する工程において、前記熱抵抗は、前記チャンバ内にプラズマが生成された状態で測定された前記供給電力に基づいて算出される、請求項１に記載のシーズニング方法。
4. 前記チャンバ内にプラズマが生成されていない状態で、前記少なくとも１つのヒータに供給される供給電力を測定する工程を更に含み、
   前記熱抵抗を算出する工程において、前記熱抵抗は、前記チャンバ内にプラズマが生成されていない状態で測定された前記供給電力に更に基づいて算出される、請求項３に記載のシーズニング方法。
5. 前記熱抵抗を算出する工程において、前記熱抵抗は、（ａ）前記プラズマから前記リングアセンブリに伝わる熱量と（ｂ）前記リングアセンブリと前記少なくとも１つのヒータとの間の熱抵抗と、（ｃ）前記プラズマが生成された状態において前記少なくとも１つのヒータに供給される供給電力との関係を示す算出式に基づいて算出される、請求項３に記載のシーズニング方法。
6. 前記チャンバ内にプラズマが生成された状態は、前記プラズマと前記リングアセンブリとの間に生じた熱流束によって前記リングアセンブリの温度が経時的に変化する状態である、請求項３に記載のシーズニング方法。
7. 搬送装置によって、前記チャンバの外部から前記チャンバの内部に前記リングアセンブリを搬入する工程と、
   前記搬送装置によって、前記静電チャック上の少なくとも一部に前記リングアセンブリを配置する工程と、
   を更に含む、請求項１に記載のシーズニング方法。
8. チャンバ、前記チャンバ内に配置された静電チャック、及び制御部を備えたプラズマ処理装置であって、
   前記静電チャックは、基板を支持する中央領域及び前記中央領域を取り囲み、リングアセンブリを支持する環状領域を有し、
   前記制御部は、
   前記静電チャックの前記中央領域に前記基板を配置する制御と、
   前記基板が前記中央領域に配置され、かつ、前記リングアセンブリが前記環状領域に配置された状態で、前記チャンバ内にプラズマを生成する制御と、
   前記静電チャックと前記リングアセンブリとの間の熱抵抗を算出する制御と、
   算出された前記熱抵抗に基づいて、前記プラズマを生成する工程及び前記算出する工程を繰り返すか否かを判断する制御と
   を実行する、プラズマ処理装置。
   

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