JP2024014745A - 検出方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマ処理の実行中に特異点を検出する技術を提供する。
【解決手段】本開示に係る検出方法は、プラズマ処理装置において実行される検出方法であって、前記プラズマ処理装置は、プラズマ処理チャンバ、前記プラズマ処理チャンバ内に配置された基板支持部及び前記基板支持部内に配置された複数のヒータを備え、前記検出方法は、前記基板支持部に基板を配置する工程と、前記プラズマ処理チャンバ内においてプラズマを生成して、前記基板に対してプラズマ処理を実行する工程と、前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマが生成された状態において、前記複数のヒータのそれぞれについて温度を測定する工程と、測定された前記複数のヒータの温度に基づいて、前記基板支持部における温度の特異点を検出する工程と、を含む。
【選択図】 図１

Description

本開示の例示的実施形態は、検出方法及びプラズマ処理装置に関する。

異常放電の判定精度を向上させることが可能な技術として、特許文献１に記載された異常検出装置及び異常検出方法がある。

特開２０１３－０３３７２６号公報

本開示は、プラズマ処理の実行中に特異点を検出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、プラズマ処理装置において実行される検出方法が提供される。前記プラズマ処理装置は、プラズマ処理チャンバ、前記プラズマ処理チャンバ内に配置された基板支持部及び前記基板支持部内に配置された複数のヒータを備え、前記検出方法は、前記基板支持部に基板を配置する工程と、前記プラズマ処理チャンバ内においてプラズマを生成して、前記基板に対してプラズマ処理を実行する工程と、前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマが生成された状態において、前記複数のヒータのそれぞれについて温度を測定する工程と、測定された前記複数のヒータの温度に基づいて、前記基板支持部における特異点を検出する工程と、を含む。

本開示の一つの例示的実施形態によれば、プラズマ処理の実行中に特異点を検出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。 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。 基板Ｗ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。 基板支持部１１の基板支持面内におけるヒータ２００の温度分布の一例を示す図である。 プラズマ処理中における、伝熱ガスのリーク量の一例を示すグラフである。 プラズマ処理中における、伝熱ガスのリーク量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、プラズマ処理装置において実行される検出方法が提供される。プラズマ処理装置は、プラズマ処理チャンバ、プラズマ処理チャンバ内に配置された基板支持部及び基板支持部内に配置された複数のヒータを備え、検出方法は、基板支持部に基板を配置する工程と、プラズマ処理チャンバ内においてプラズマを生成して、基板に対してプラズマ処理を実行する工程と、プラズマ処理チャンバ内にプラズマが生成された状態において、複数のヒータのそれぞれについて温度を測定する工程と、測定された複数のヒータの温度に基づいて、基板支持部における特異点を検出する工程と、を含む。

一つの例示的実施形態において、特異点を通知する工程を更に含む。

一つの例示的実施形態において、基板の複数のヒータのそれぞれについて、温度の閾値を予め設定する工程を更に含み、特異点を検出する工程において、複数のヒータのそれぞれについて測定された温度をヒータについて予め設定された閾値と比較して、特異点が検出される。

一つの例示的実施形態において、プラズマ処理に関連するパラメータと特異点とを対応付ける工程を更に含む。

一つの例示的実施形態において、基板は表面及び裏面を有し、基板を配置する工程において、基板は裏面が基板支持部に接触するように基板支持部に配置され、検出方法は、基板が基板支持部に配置された状態において、裏面と基板支持部との間隙に伝熱ガスを供給する工程と、伝熱ガスが供給された状態において、伝熱ガスがプラズマ処理チャンバ内にリークするリーク量を測定する工程と、を更に含み、前記対応付ける工程は、伝熱ガスのリークと特異点とを対応付ける工程を含む。

一つの例示的実施形態において、対応付ける工程は、伝熱ガスのリーク量が予め設定された閾値を超えたときに、伝熱ガスのリークと特異点とを対応付ける工程を含む。

一つの例示的実施形態において、対応付ける工程は、伝熱ガスのリークと特異点とを対応付けて通知する工程を更に含む。

一つの例示的実施形態において、プラズマ処理を実行する工程は、１又は複数の電極に１又は複数のＲＦ信号を供給してプラズマを生成する工程を含み、対応付ける工程において、プラズマ処理に関連するパラメータは、１又は複数の電極における１又は複数のＲＦ信号の反射電力を含む。

一つの例示的実施形態において、プラズマ処理を実行する工程は、１又は複数の電極に１又は複数のＲＦ信号を供給してプラズマを生成する工程を含み、対応付ける工程において、プラズマ処理に関連するパラメータは、１又は複数ＲＦ信号の電圧値を含む。

一つの例示的実施形態において、対応付ける工程において、プラズマ処理に関連するパラメータは、１又は複数のＲＦ信号の最大電圧と最小電圧との差を含む。

一つの例示的実施形態において、基板を配置する工程は、リフトピンによって基板支持部に基板を配置する工程を含み、対応付ける工程は、基板支持部におけるリフトピンの位置と特異点とを対応付けて通知する工程を更に含む。

一つの例示的実施形態において、１又は複数のＲＦ信号は、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号の少なくとも一方を含む。

一つの例示的実施形態において、１又は複数の電極は、上部電極及び下部電極の少なくとも一方を含む。

一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、プラズマ処理チャンバ、プラズマ処理チャンバ内に配置された基板支持部、基板支持部内に配置された複数のヒータ及び制御部を備え、制御部は、基板支持部に基板を配置する制御と、プラズマ処理チャンバ内においてプラズマを生成して、基板に対してプラズマ処理を実行する制御と、プラズマ処理チャンバ内にプラズマが生成された状態において、複数のヒータのそれぞれについて温度を測定する制御と、測定された複数のヒータの温度に基づいて、基板支持部における特異点を検出する制御と、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２Ａ及び図２Ｂ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。

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。

＜検出方法の一例＞
図６は、一つの例示的実施形態に係る検出方法（以下「本検出方法」ともいう。）を示すフローチャートである。図６に示すように、本検出方法は、基板支持部１１に基板Ｗを配置する工程（ＳＴ１）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（ＳＴ２）と、各ヒータ２００の温度を測定する工程（ＳＴ３）と、測定された各ヒータ２００の温度に基づいて基板Ｗにおける特異点を検出する工程（ＳＴ４）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、本検出方法を実行する。

（工程ＳＴ１：基板の配置）
工程ＳＴ１において、基板Ｗが基板支持部１１に配置される。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。また、基板支持部１１に配置される基板Ｗは、半導体素子の一部が形成された基板（以下「プロセス基板」ともいう。）であってもよい。プロセス基板は、プラズマ処理によってエッチングされるエッチング膜及び当該エッチング膜上に配置されたマスク膜を含み得る。当該マスク膜は、所定の開口パターンを有する。

基板Ｗは、表面及び裏面を有する。工程ＳＴ１において、基板Ｗは、その裏面が基板支持部１１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。

また、工程ＳＴ１は、基板Ｗの温度を制御する工程を含み得る。後述する工程ＳＴ２及びＳＴ３において、制御部２は、基板Ｗ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の温度を制御してよい。基板Ｗの温度を略一定に制御することについて説明する。

図７は、プラズマＰＬ、基板Ｗ、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７に示す例は、基板支持部１１の１つのゾーン１１１ｃについて、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７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ｑｈ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から基板Ｗに伝わる熱により、基板Ｗの温度が上昇し得る。図７では、プラズマＰＬから基板Ｗへ伝わる熱量を基板Ｗの面積で割った、単位面積当たりの熱量を、プラズマＰＬから基板Ｗへの熱流束ｑ_pとして示している。

プラズマＰＬから基板Ｗに伝わった熱は、基板Ｗから静電チャック１１１１に伝わる。図７では、基板Ｗ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、基板Ｗ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。

基板Ｗ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７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７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７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７に示す例おいて、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、基板Ｗ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、基板Ｗ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８は、基板Ｗ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８の（Ａ）は、基板Ｗの温度の変化を示している。図８の（Ｂ）は、ヒータ２００への供給電力の変化を示している。図８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８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、基板Ｗの温度を算出した結果の一例を示している。

図８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８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、基板Ｗの温度が経時的に上昇する。図８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、基板Ｗ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８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、プラズマから基板Ｗへ伝わる熱が減少又は無くなるため、基板Ｗ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８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、プラズマから基板Ｗへ伝わる熱量や、基板Ｗ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から基板Ｗへの熱流束ｑ_p、及び、基板Ｗ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から基板Ｗへの熱流束ｑ_pが増加すると、熱流束ｑ_pによって基板Ｗ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／ｍ²］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／ｍ²］である。
ｑ_pは、プラズマＰＬから基板Ｗへの単位面積当たりの熱流束［Ｗ／ｍ²］である。
Ｒ_th・Ａは、基板Ｗ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・ｍ²／Ｗ］である。
Ｒ_thc・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・ｍ²／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［ｍ²］である。
ρ_wは、基板Ｗの密度［ｋｇ／ｍ³］である。
Ｃ_wは、基板Ｗの単位面積当たりの熱容量［Ｊ／Ｋ・ｍ²］である。
ｚ_wは、基板Ｗ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／ｍ³］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・ｍ²］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、基板Ｗの密度ρ_w、基板Ｗの単位面積当たりの熱容量Ｃ_w、基板Ｗ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、基板Ｗ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８の（Ａ）に示される期間Ｔ２における基板Ｗ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における基板Ｗ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ａ₁、ａ₂、ａ₃、λ₁、λ₂、τ₁及びτ₂を用いて、基板Ｗの温度ＴＷ［℃］を、以下の式（１２）で表し得る。

ここで、
Ｔ_Wは、基板Ｗ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、実際に基板Ｗ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Ｒ_th・Ａが求まった場合、基板Ｗ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８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、基板Ｗ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、基板Ｗの温度Ｔ_Wを求めることができる。

以上のとおり、基板Ｗと静電チャック１１１１との間の熱抵抗、及び、基板Ｗの温度を求めることができる。

（工程ＳＴ２：プラズマの生成）
工程ＳＴ２において、プラズマが生成されて、基板Ｗに対してプラズマ処理が実行される。具体的には、工程ＳＴ２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によって、基板支持部１１に支持された基板Ｗに対して、プラズマ処理が実行される。当該プラズマ処理は、プラズマエッチングであり得る。

（工程ＳＴ３：温度の測定）
次に、工程ＳＴ３において、各ヒータ２００の温度が測定される。一例では、各ヒータ２００の温度は、各ヒータ２００に対応して配置された抵抗体２０１によって測定され得る。各ヒータ２００の温度は、プラズマ処理の実行中及び／又はプラズマ処理の実行の前後において、連続して測定されてよい。また、制御部２は、各ヒータ２００の測定温度に基づいて、基板支持部１１の基板支持面内における複数のヒータ２００の温度分布を生成してよい。制御部２は、生成した温度分布を、表示装置等に表示して、プラズマ処理装置１のユーザに通知してよい。図９は、基板支持部１１の基板支持面内におけるヒータ２００の温度分布の一例を示す。なお、工程ＳＴ３は、工程ＳＴ１少なくとも一部及び／又は工程ＳＴ２の少なくとも一部と並行して実行されてよい。また、工程ＳＴ３は、プラズマ処理の実行中及び／又はプラズマ処理の実行の前後において、継続的に実行されてよい。すなわち、制御部２は、プラズマ処理の実行中及び／又はプラズマ処理の実行の前後において、複数のヒータ２００の温度を継続的にモニタしてよい。

（工程ＳＴ４：特異点の検出）
次に、工程ＳＴ４において、基板支持部１１における特異点を検出する。特異点は、１つ以上のヒータ２００の温度又は複数のヒータ２００の温度分布に基づいて検出され得る。特異点は、基板Ｗ、基板支持部１１及び／又はリングアセンブリ１１２における、ある位置であり得る。また、特異点は、プラズマ処理の実行中及び／又はプラズマ処理の実行の前後における、ある時間又は経過時間であり得る。また、特異点は、当該位置と当該時間の双方によって特定されてもよい。なお、特異点は、基板支持部１１における温度の異常箇所であり得る。また、特異点は、温度の異常箇所の一部であってよい。異常箇所は、局所的な異常箇所であり得る。また、特異点は、異常箇所において温度が異常を示した時間であり得る。

特異点は、複数のヒータ２００のうちの１つ以上のヒータ２００における、温度の経時的な変化に基づいて検出されてよい。一例では、１つ以上のヒータ２００において、温度変化があった場合、その温度変化を特異点として検出してよい。例えば、制御部２は、ヒータ２００単位で、温度又は温度上昇率の閾値を予め格納し、あるヒータ２００の温度又は温度上昇率が、当該ヒータ２００に対応する閾値を超えた場合に、特異点が発生したと判断してよい。また、制御部２は、複数のヒータ２００の基準温度分布を予め格納し、当該基準温度分布と測定されたヒータ２００の温度分布とを比較して、特異点を検出してもよい。

特異点は、複数のヒータ２００が配置された位置に基づいて検出されてよい。一例では、特異点は、複数のヒータ２００のうちの１つ以上のヒータ２００について測定された温度と、当該１つ以上のヒータ２００と異なる他のヒータ２００について測定された温度とに基づいて検出されてよい。例えば、制御部２は、当該１つ以上のヒータ２００の温度と当該他のヒータ２００との温度差が予め定められた温度差を超えた場合、当該１つ以上のヒータ２００が配置された位置又はその近傍を、特異点として検出してよい。なお、当該他のヒータ２００は、当該１つ以上のヒータ２００に隣接するヒータ２００であってよく、また、当該１つ以上のヒータ２００から離れた位置にあるヒータ２００であってもよい。また、制御部２は、複数のヒータ２００の基準温度分布を予め格納し、当該基準温度分布と測定されたヒータ２００の温度分布とを比較して、特異点を検出してもよい。一例として、制御部２は、図９においてＡで示す領域を、特異点として検出し得る。

また、工程ＳＴ４において、制御部２は、検出された特異点を、プラズマ処理に関連するパラメータと対応付けてよい。制御部２は、検出された特異点を、プラズマ処理に関連するパラメータと対応付けて、プラズマ処理装置１のユーザに通知し得る。例えば、制御部２は、検出された特異点を、プラズマ処理に関連するパラメータと対応付けて、表示装置等に表示して、プラズマ処理装置１のユーザに通知してよい。一例として、プラズマ処理に関連するパラメータは、基板Ｗの裏面に供給される伝熱ガスのリークであり得る。例えば、工程ＳＴ４においてヒータ２００の温度分布に特異点が検出されたときに、基板Ｗの裏面に供給される伝熱ガスのリークがあると判断された場合、制御部２は、当該特異点を当該リークと対応付けて通知してよい。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、プラズマ処理中における、伝熱ガスのリーク量の一例を示すグラフである。図１０Ａのグラフは、プラズマ処理中における、伝熱ガスのリーク量の基準となる基準プロファイルＰＲ１の一例を示している。基準プロファイルＰＲ１は、プラズマ処理装置１のメンテナンス後等の正常時において、プラズマ処理中に生じる、伝熱ガスのリーク量のプロファイルであり得る。他方で、図１０Ｂのグラフは、プラズマ処理中において、伝熱ガスのリーク量に特異点が含まれるプロファイルＰＲ２の一例を示している。図１０Ａ及び図１０Ｂのグラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は伝熱ガスのリーク量を示す。

図１０Ａに示すように、基準プロファイルＰＲ１において、伝熱ガスのリーク量は概ねＳ１である。他方で、図１０Ｂに示すように、プロファイルＰＲ２において、伝熱ガスのリーク量は、概ね、Ｓ１よりも多いＳ２である。このように、制御部２は、基準プロファイルＰＲ１のリーク量Ｓ１又はＳ１よりも大きいリーク量を閾値として予め格納し、プラズマ処理中において伝熱ガスのリーク量を測定して、測定したリーク量が当該閾値を超えている場合に、測定されたリーク量が特異であると判断してよい。また、制御部２は、測定されたプロファイルＰＲ２に含まれる、リーク量のピークの数及び／又は位置（時間）に基づいて、測定されたリーク量が特異であると判断してよい。一例では、制御部２は、測定されたプロファイルＰＲ２に含まれるリーク量のピークを、基準プロファイルＰＲ１に含まれるリーク量のピークと比較して、測定されたリーク量が特異であると判断し得る。当該比較は、リーク量のピークの数及び／又は位置の比較であってよい。

また、工程ＳＴ４において制御部２が特異点と対応付ける、プラズマ処理に関連するパラメータは、ソースＲＦ信号に関するパラメータを含み得る。一例として、ソースＲＦ信号に関するパラメータは、ソースＲＦ信号が供給される電極（上部電極又は下部電極）における、ソースＲＦ信号の反射電力を含み得る。また、一例として、ソースＲＦ信号に関するパラメータは、ソースＲＦ信号の電圧値の挙動であり得る。当該電圧値は、例えば、ソースＲＦ信号の最大電圧と最小電圧との差（Ｖｐｐ）であってよい。工程ＳＴ４においてヒータ２００の温度分布に特異点が検出されたときに、制御部２は、当該特異点とソースＲＦ信号に関するパラメータとを対応付けて通知してよい。一例として、当該特異点が基板支持部１１におけるリフトピンの位置であった場合、制御部２は、当該特異点とソースＲＦ信号に関するパラメータとを対応付けて通知してよい。

本開示の例示的実施形態によれば、基板支持部１１に配置されたヒータ２００の温度分布における特異点を検出することができる。これにより、プラズマ処理中に基板支持部１１において異常が生じた場合に、その位置を特定することができる。一例として、異常は、基板支持部１１に設けられた伝熱ガスの導入孔、及び／又は、リフトピンが収納されるピン孔で発生する放電であり得る。また、異常は、伝熱ガスのリークであり得る。

本開示の例示的実施形態によれば、基板支持部１１に配置されたヒータ２００の温度分布における特異点の発生時刻を特定することができる。これにより、プラズマ処理中に特異点が発生した原因の特定を容易にすることができる

本開示の例示的実施形態によれば、基板支持部１１に配置されたヒータ２００の温度の経時変化を検出することができる。これにより、プラズマ処理中に基板支持部１１において発生し得る異常を、事前に特定することができる。

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）
プラズマ処理装置において実行される検出方法であって、
前記プラズマ処理装置は、プラズマ処理チャンバ、前記プラズマ処理チャンバ内に配置された基板支持部及び前記基板支持部内に配置された複数のヒータを備え、
前記検出方法は、
前記基板支持部に基板を配置する工程と、
前記プラズマ処理チャンバ内においてプラズマを生成して、前記基板に対してプラズマ処理を実行する工程と、
前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマが生成された状態において、前記複数のヒータのそれぞれについて温度を測定する工程と、
測定された前記複数のヒータの温度に基づいて、前記基板支持部における温度の特異点を検出する工程と、
を含む、検出方法。

（付記２）
前記特異点を通知する工程を更に備える、付記１に記載の検出方法。

（付記３）
前記基板の前記複数のヒータのそれぞれについて、温度の閾値を予め設定する工程を更に含み、
前記特異点を検出する工程において、前記複数のヒータのそれぞれについて測定された温度を当該ヒータについて予め設定された前記閾値と比較して、前記特異点が検出される、付記１又は２に記載の検出方法。

（付記４）
前記プラズマ処理に関連するパラメータと前記特異点とを対応付ける工程を更に含む、付記１から３のいずれか１つに記載の検出方法。

（付記５）
前記基板は表面及び裏面を有し、
前記基板を配置する工程において、前記基板は前記裏面が前記基板支持部に接触するように前記基板支持部に配置され、
前記検出方法は、
前記基板が前記基板支持部に配置された状態において、前記裏面と前記基板支持部との間隙に伝熱ガスを供給する工程と、
前記伝熱ガスが供給された状態において、前記伝熱ガスが前記プラズマ処理チャンバ内にリークするリーク量を測定する工程と、
前記伝熱ガスのリークと前記特異点とを対応付ける工程と
を更に含む、付記１から３のいずれか１つに記載の検出方法。

（付記６）
前記伝熱ガスのリーク量と前記特異点とを対応付ける工程は、前記伝熱ガスのリーク量が予め設定された閾値を超えたときに、前記伝熱ガスのリークと前記特異点とを対応付ける工程を含む、付記４に記載の検出方法。

（付記７）
前記伝熱ガスのリークと前記特異点とを対応付ける工程は、前記伝熱ガスのリークと前記特異点とを対応付けて通知する工程を更に含む、付記５に記載の検出方法。

（付記８）
前記プラズマ処理を実行する工程は、１又は複数の電極に１又は複数のソースＲＦ信号を供給して前記プラズマを生成する工程を含み、
前記対応付ける工程において、前記プラズマ処理に関連するパラメータは、前記１又は複数の電極における前記１又は複数のＲＦ信号の反射電力を含む、付記４から７のいずれか１つに記載の検出方法。

（付記９）
前記プラズマ処理を実行する工程は、１又は複数の電極に１又は複数のＲＦ信号を供給して前記プラズマを生成する工程を含み、
前記対応付ける工程において、前記プラズマ処理に関連するパラメータは、前記１又は複数のＲＦ信号の電圧値を含む、付記４から８のいずれか１つに記載の検出方法。

（付記１０）
前記対応付ける工程において、前記プラズマ処理に関連するパラメータは、前記１又は複数のソースＲＦ信号の最大電圧と最小電圧との差を含む、付記９に記載の検出方法。

（付記１１）
前記基板を配置する工程は、リフトピンによって前記基板支持部に前記基板を配置する工程を含み、
前記対応付ける工程は、前記基板支持部における前記リフトピンの位置と前記特異点とを対応付けて通知する工程を更に含む、請求項８から１０のいずれか１項に記載の検出方法。

（付記１２）
前記１又は複数のＲＦ信号は、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号の少なくとも一方を含む、付記８から１０のいずれか１つに記載の検出方法。

（付記１３）
前記１又は複数の電極は、上部電極及び下部電極の少なくとも一方を含む、付記８から１２のいずれか１つに記載の検出方法。

（付記１４）
プラズマ処理チャンバ、前記プラズマ処理チャンバ内に配置された基板支持部、前記基板支持部内に配置された複数のヒータ及び制御部を備え、
前記制御部は、
前記基板支持部に基板を配置する制御と、
前記プラズマ処理チャンバ内においてプラズマを生成して、前記基板に対してプラズマ処理を実行する制御と、
前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマが生成された状態において、前記複数のヒータのそれぞれについて温度を測定する制御と、
測定された前記複数のヒータの温度に基づいて、前記基板支持部における温度の特異点を検出する制御と、
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、１２……プラズマ生成部、２００……ヒータ、２０１……抵抗体、１１１０……基台、１１１０ａ……流路、１１１１……静電チャック

Claims (14)

1. プラズマ処理装置において実行される検出方法であって、
   前記プラズマ処理装置は、プラズマ処理チャンバ、前記プラズマ処理チャンバ内に配置された基板支持部及び前記基板支持部内に配置された複数のヒータを備え、
   前記検出方法は、
   前記基板支持部に基板を配置する工程と、
   前記プラズマ処理チャンバ内においてプラズマを生成して、前記基板に対してプラズマ処理を実行する工程と、
   前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマが生成された状態において、前記複数のヒータのそれぞれについて温度を測定する工程と、
   測定された前記複数のヒータの温度に基づいて、前記基板支持部における温度の特異点を検出する工程と、
   を含む、検出方法。
2. 前記特異点を通知する工程を更に含む、請求項１に記載の検出方法。
3. 前記基板の前記複数のヒータのそれぞれについて、温度の閾値を予め設定する工程を更に含み、
   前記特異点を検出する工程において、前記複数のヒータのそれぞれについて測定された温度を当該ヒータについて予め設定された前記閾値と比較して、前記特異点が検出される、請求項１に記載の検出方法。
4. 前記プラズマ処理に関連するパラメータと前記特異点とを対応付ける工程を更に含む、請求項１に記載の検出方法。
5. 前記基板は表面及び裏面を有し、
   前記基板を配置する工程において、前記基板は前記裏面が前記基板支持部に接触するように前記基板支持部に配置され、
   前記検出方法は、
   前記基板が前記基板支持部に配置された状態において、前記裏面と前記基板支持部との間隙に伝熱ガスを供給する工程と、
   前記伝熱ガスが供給された状態において、前記伝熱ガスが前記プラズマ処理チャンバ内にリークするリーク量を測定する工程と、
   を更に含み、
   前記対応付ける工程は、前記伝熱ガスのリークと前記特異点とを対応付ける工程を含む、請求項４に記載の検出方法。
6. 前記対応付ける工程は、前記伝熱ガスのリーク量が予め設定された閾値を超えたときに、前記伝熱ガスのリークと前記特異点とを対応付ける工程を含む、請求項５に記載の検出方法。
7. 前記対応付ける工程は、前記伝熱ガスのリークと前記特異点とを対応付けて通知する工程を更に含む、請求項６に記載の検出方法。
8. 前記プラズマ処理を実行する工程は、１又は複数の電極に１又は複数のＲＦ信号を供給して前記プラズマを生成する工程を含み、
   前記対応付ける工程において、前記プラズマ処理に関連するパラメータは、前記１又は複数の電極における前記１又は複数のＲＦ信号の反射電力を含む、請求項４に記載の検出方法。
9. 前記プラズマ処理を実行する工程は、１又は複数の電極に１又は複数のＲＦ信号を供給して前記プラズマを生成する工程を含み、
   前記対応付ける工程において、前記プラズマ処理に関連するパラメータは、前記１又は複数のＲＦ信号の電圧値を含む、請求項４に記載の検出方法。
10. 前記対応付ける工程において、前記プラズマ処理に関連するパラメータは、前記１又は複数のＲＦ信号の最大電圧と最小電圧との差を含む、請求項９に記載の検出方法。
11. 前記基板を配置する工程は、リフトピンによって前記基板支持部に前記基板を配置する工程を含み、
    前記対応付ける工程は、前記基板支持部における前記リフトピンの位置と前記特異点とを対応付けて通知する工程を更に含む、請求項８から１０のいずれか１項に記載の検出方法。
12. 前記１又は複数のＲＦ信号は、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号の少なくとも一方を含む、請求項８から１０のいずれか１項に記載の検出方法。
13. 前記１又は複数の電極は、上部電極及び下部電極の少なくとも一方を含む、請求項１２に記載の検出方法。
14. プラズマ処理チャンバ、前記プラズマ処理チャンバ内に配置された基板支持部、前記基板支持部内に配置された複数のヒータ及び制御部を備え、
    前記制御部は、
    前記基板支持部に基板を配置する制御と、
    前記プラズマ処理チャンバ内においてプラズマを生成して、前記基板に対してプラズマ処理を実行する制御と、
    前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマが生成された状態において、前記複数のヒータのそれぞれについて温度を測定する制御と、
    測定された前記複数のヒータの温度に基づいて、前記基板支持部における温度の特異点を検出する制御と、
    を実行する、プラズマ処理装置。

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