WO2024005035A1 - プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 Download PDF

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WO2024005035A1
WO2024005035A1 PCT/JP2023/023874 JP2023023874W WO2024005035A1 WO 2024005035 A1 WO2024005035 A1 WO 2024005035A1 JP 2023023874 W JP2023023874 W JP 2023023874W WO 2024005035 A1 WO2024005035 A1 WO 2024005035A1
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WO
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substrate
plasma
plasma processing
distribution
chamber
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/023874
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English (en)
French (fr)
Inventor
直樹 松本
俊久 小津
諭 中村
祐介 清水
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Definitions

  • the exemplary embodiments of the present disclosure relate to a plasma processing method and a plasma processing apparatus.
  • Patent Document 1 As a technique for measuring plasma on the wafer surface, there is an on-wafer monitoring system described in Patent Document 1.
  • the present disclosure provides a technique for reducing variations in ion flux distribution.
  • a plasma processing apparatus having a chamber and a substrate support disposed within the chamber, the plasma processing apparatus generating plasma within the chamber to perform plasma processing on the substrate.
  • first distribution data that is data regarding the distribution of ion flux generated between the plasma generated in the chamber and the first substrate disposed on the substrate support;
  • a plasma processing method is provided, including a plasma processing step of performing plasma processing on the second substrate.
  • a technique for reducing variations in ion flux distribution can be provided.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of a plasma processing system.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration example of a capacitively coupled plasma processing apparatus.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the top surface of the substrate support part 11.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a cross section of a substrate support section 11.
  • FIG. 8 is a block diagram showing an example of the configuration of a control board 80.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a plasma processing method according to one exemplary embodiment. It is a flowchart which shows an example of process ST1. It is a flowchart which shows an example of process ST2.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of reference distribution data. It is a flowchart which shows an example of process ST3.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a plasma processing method according to one exemplary embodiment. It is a flowchart which shows an example of process ST1. It is a flowchart which shows an example of
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of first distribution data. It is a flowchart which shows an example of process ST4.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of ion flux generated between the substrate W and the ring assembly 112 and plasma. It is a figure showing an example of distribution of ion flux ⁇ i.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of ion flux generated between the substrate W and the ring assembly 112 and plasma. It is a figure showing an example of distribution of ion flux ⁇ i. 7 is a flowchart illustrating an example of an in-plane correction process.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining another example of the configuration of a capacitively coupled plasma processing apparatus.
  • a plasma processing method for generating plasma in the chamber and performing plasma processing on the substrate.
  • the plasma processing method includes (a) storing in advance first distribution data that is data regarding the distribution of ion flux generated between the plasma generated in the chamber and the first substrate disposed on the substrate support part; (b-a) arranging the second substrate on the substrate support; (b-b) generating plasma in the chamber based on the first distribution data and placing the second substrate on the second substrate; and a plasma treatment step of performing plasma treatment on the target.
  • the step of (a) storing includes (a-a) placing the first substrate on the substrate support; (a-b) generating a plasma in the chamber; (a-c) supplying power to each of the plurality of heaters disposed within the substrate support; (a-d) plasma processing within the chamber; In the generated state, a step of acquiring electric power supplied to each of the plurality of heaters; the step of calculating distribution data of.
  • (c-c) supplying power to each of the plurality of heaters disposed within the substrate support;
  • (c-d) supplying power to each of the plurality of heaters in a state where plasma is generated in the chamber; and
  • (c-e) a step of calculating reference distribution data that is data indicating the distribution of ion flux generated between the reference substrate and the plasma, the reference distribution data being data indicating the distribution of ion flux generated between the reference substrate and the plasma.
  • the plasma processing step of (bb) includes generating a plasma in the chamber based on a difference between the reference distribution data and the first distribution data.
  • a plasma processing apparatus includes: (1) a variation in the electron density distribution of a plasma generated within a chamber; and (2) a substrate disposed in a substrate support and a plasma generated within a chamber.
  • the plasma processing step (bb) further includes a storage unit that stores a table that associates the amount of change in the distribution of the ion flux that occurs between the reference distribution data and the first distribution data.
  • the method includes the step of controlling the distribution of electron density by referring to a table stored in a storage unit based on the difference between the two.
  • the plasma processing apparatus further includes a plurality of electromagnets disposed opposite the substrate support, and the step of controlling the electron density distribution is performed by controlling the current and voltage supplied to the plurality of electromagnets.
  • the method includes the step of controlling at least one of the above to control the distribution of electron density.
  • the substrate support has a substrate support surface that supports the substrate, the substrate support surface includes a plurality of support regions, and each of the plurality of heaters supports the substrate in each of the plurality of support regions. placed on the support.
  • the reference substrate, the first substrate, and the second substrate each include a mask film having the same opening pattern.
  • a plasma processing apparatus includes: (1) a change in the distribution of bias voltage that occurs between a substrate disposed on the substrate support and a plasma generated within the chamber; further comprising a storage unit storing a table that associates the amount of change in the distribution of ion flux generated between the substrate placed in the chamber and the plasma generated in the chamber; The step includes controlling the bias voltage distribution by referring to a table stored in the storage unit based on the difference between the reference distribution data and the first distribution data.
  • the plasma processing apparatus further includes a ring assembly disposed around the substrate support, and controlling the bias voltage distribution comprises controlling the voltage applied to the ring assembly. Including controlling the distribution of bias voltage.
  • a plasma processing apparatus includes a ring assembly disposed about a substrate support and an actuator configured to adjust a height of the ring assembly relative to a height of the substrate support. Further comprising, controlling the bias voltage distribution includes adjusting the height of the ring assembly to control the bias voltage distribution.
  • the step of generating the table further includes the step of placing the dummy substrate on the substrate support, and the step of placing the dummy substrate on the substrate support.
  • the process of acquiring electric power, (1) the amount of change in the distribution of electron density of the plasma generated in the chamber, and (2) the amount of change that occurs between the substrate placed on the substrate support and the plasma generated in the chamber includes a step of storing the amount of change in the distribution of ion flux in a table in association with the amount of change.
  • a plasma processing apparatus having a chamber, a substrate support disposed within the chamber, and a controller.
  • the control unit is configured to control (a) a first distribution that is data regarding the distribution of ion flux generated between the plasma generated in the chamber and the first substrate disposed on the substrate support unit; (b-a) placing the second substrate on the substrate support; (b-b) generating plasma in the chamber based on the first distribution data and placing the second substrate on the second substrate; Perform plasma treatment on the target.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of a plasma processing system.
  • a plasma processing system includes a plasma processing apparatus 1 and a controller 2.
  • the plasma processing system is an example of a substrate processing system
  • the plasma processing apparatus 1 is an example of a substrate processing apparatus.
  • the plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10, a substrate support section 11, and a plasma generation section 12.
  • the plasma processing chamber 10 has a plasma processing space.
  • the plasma processing chamber 10 also includes at least one gas supply port for supplying at least one processing gas to the plasma processing space, and at least one gas exhaust port for discharging gas from the plasma processing space.
  • the gas supply port is connected to a gas supply section 20, which will be described later, and the gas discharge port is connected to an exhaust system 40, which will be described later.
  • the substrate support section 11 is disposed within the plasma processing space and has a substrate support surface for supporting a substrate.
  • the plasma generation unit 12 is configured to generate plasma from at least one processing gas supplied into the plasma processing space.
  • the plasmas formed in the plasma processing space are capacitively coupled plasma (CCP), inductively coupled plasma (ICP), and ECR plasma (Electron-Cyclotron-resonance plasma).
  • CCP capacitively coupled plasma
  • ICP inductively coupled plasma
  • ECR plasma Electro-Cyclotron-resonance plasma
  • HWP Helicon wave excited plasma
  • SWP surface wave plasma
  • various types of plasma generation sections may be used, including an AC (Alternating Current) plasma generation section and a DC (Direct Current) plasma generation section.
  • the AC signal (AC power) used in the AC plasma generator has a frequency in the range of 100 kHz to 10 GHz. Therefore, the AC signal includes an RF (Radio Frequency) signal and a microwave signal.
  • the RF signal has a frequency within the range of 100kHz to 150MHz.
  • the control unit 2 processes computer-executable instructions that cause the plasma processing apparatus 1 to perform various steps described in this disclosure.
  • the control unit 2 may be configured to control each element of the plasma processing apparatus 1 to perform the various steps described herein. In one embodiment, part or all of the control unit 2 may be included in the plasma processing apparatus 1.
  • the control unit 2 may include a processing unit 2a1, a storage unit 2a2, and a communication interface 2a3.
  • the control unit 2 is realized by, for example, a computer 2a.
  • the processing unit two a1 may be configured to read a program from the storage unit two a2 and perform various control operations by executing the read program. This program may be stored in the storage unit 2a2 in advance, or may be acquired via a medium when necessary.
  • the acquired program is stored in the storage unit 2a2, and is read out from the storage unit 2a2 and executed by the processing unit 2a1.
  • the medium may be various storage media readable by the computer 2a, or may be a communication line connected to the communication interface 2a3.
  • the processing unit 2a1 may be a CPU (Central Processing Unit).
  • the storage unit 2a2 may include a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or a combination thereof. Good.
  • the communication interface 2a3 may communicate with the plasma processing apparatus 1 via a communication line such as a LAN (Local Area Network).
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration example of a capacitively coupled plasma processing apparatus.
  • the capacitively coupled plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10, a gas supply section 20, a power supply 30, and an exhaust system 40. Further, the plasma processing apparatus 1 includes a substrate support section 11 and a gas introduction section. The gas inlet is configured to introduce at least one processing gas into the plasma processing chamber 10 .
  • the gas introduction section includes a shower head 13.
  • Substrate support 11 is arranged within plasma processing chamber 10 .
  • the shower head 13 is arranged above the substrate support section 11 . In one embodiment, showerhead 13 forms at least a portion of the ceiling of plasma processing chamber 10 .
  • the plasma processing chamber 10 has a plasma processing space 10s defined by a shower head 13, a side wall 10a and a bottom wall 10b of the plasma processing chamber 10, and a substrate support 11. Plasma processing chamber 10 is grounded.
  • the shower head 13 and the substrate support section 11 are electrically insulated from the casing of the plasma processing chamber 10.
  • the substrate support section 11 includes a main body section 111 and a ring assembly 112.
  • the main body portion 111 has a central region 111a for supporting the substrate W and an annular region 111b for supporting the ring assembly 112.
  • a wafer is an example of a substrate W.
  • the annular region 111b of the main body 111 surrounds the central region 111a of the main body 111 in plan view.
  • the substrate W is placed on the central region 111a of the main body 111, and the ring assembly 112 is placed on the annular region 111b of the main body 111 so as to surround the substrate W on the central region 111a of the main body 111. Therefore, the central region 111a is also called a substrate support surface for supporting the substrate W, and the annular region 111b is also called a ring support surface for supporting the ring assembly 112.
  • the main body 111 includes a base 1110 and an electrostatic chuck 1111.
  • Base 1110 includes a conductive member.
  • the conductive member of the base 1110 can function as a lower electrode.
  • Electrostatic chuck 1111 is placed on base 1110.
  • Electrostatic chuck 1111 includes a ceramic member 1111a and an electrostatic electrode 1111b disposed within ceramic member 1111a.
  • Ceramic member 1111a has a central region 111a. In one embodiment, ceramic member 1111a also has an annular region 111b. Note that another member surrounding the electrostatic chuck 1111, such as an annular electrostatic chuck or an annular insulating member, may have the annular region 111b.
  • ring assembly 112 may be placed on the annular electrostatic chuck or the annular insulation member, or may be placed on both the electrostatic chuck 1111 and the annular insulation member.
  • at least one RF/DC electrode coupled to an RF power source 31 and/or a DC power source 32, which will be described later, may be disposed within the ceramic member 1111a.
  • at least one RF/DC electrode functions as a bottom electrode.
  • An RF/DC electrode is also referred to as a bias electrode if a bias RF signal and/or a DC signal, as described below, is supplied to at least one RF/DC electrode.
  • the conductive member of the base 1110 and at least one RF/DC electrode may function as a plurality of lower electrodes.
  • the electrostatic electrode 1111b may function as a lower electrode. Therefore, the substrate support 11 includes at least one lower electrode.
  • Ring assembly 112 includes one or more annular members.
  • the one or more annular members include one or more edge rings and at least one cover ring.
  • the edge ring is made of a conductive or insulating material
  • the cover ring is made of an insulating material.
  • the substrate support unit 11 may include a temperature control module configured to adjust at least one of the electrostatic chuck 1111, the ring assembly 112, and the substrate to a target temperature.
  • the temperature control module may include a heater, a heat transfer medium, a flow path 1110a, or a combination thereof.
  • a heat transfer fluid such as brine or gas flows through the flow path 1110a.
  • a channel 1110a is formed within the base 1110 and one or more heaters are disposed within the ceramic member 1111a of the electrostatic chuck 1111.
  • the substrate support section 11 may include a heat transfer gas supply section configured to supply heat transfer gas to the gap between the back surface of the substrate W and the central region 111a. Details of the temperature control module will be described later with reference to FIG.
  • the shower head 13 is configured to introduce at least one processing gas from the gas supply section 20 into the plasma processing space 10s.
  • the shower head 13 has at least one gas supply port 13a, at least one gas diffusion chamber 13b, and a plurality of gas introduction ports 13c.
  • the processing gas supplied to the gas supply port 13a passes through the gas diffusion chamber 13b and is introduced into the plasma processing space 10s from the plurality of gas introduction ports 13c.
  • the showerhead 13 also includes at least one upper electrode.
  • the gas introduction section may include one or more side gas injectors (SGI) attached to one or more openings formed in the side wall 10a.
  • SGI side gas injectors
  • the gas supply section 20 may include at least one gas source 21 and at least one flow rate controller 22.
  • the gas supply 20 is configured to supply at least one process gas from a respective gas source 21 to the showerhead 13 via a respective flow controller 22 .
  • Each flow controller 22 may include, for example, a mass flow controller or a pressure-controlled flow controller.
  • gas supply 20 may include at least one flow modulation device that modulates or pulses the flow rate of at least one process gas.
  • Power supply 30 includes an RF power supply 31 coupled to plasma processing chamber 10 via at least one impedance matching circuit.
  • RF power source 31 is configured to supply at least one RF signal (RF power) to at least one bottom electrode and/or at least one top electrode.
  • RF power supply 31 can function as at least a part of the plasma generation section 12. Further, by supplying a bias RF signal to at least one lower electrode, a bias potential is generated in the substrate W, and ion components in the formed plasma can be drawn into the substrate W.
  • the RF power supply 31 includes a first RF generation section 31a and a second RF generation section 31b.
  • the first RF generation section 31a is coupled to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode via at least one impedance matching circuit, and generates a source RF signal (source RF power) for plasma generation. It is configured as follows.
  • the source RF signal has a frequency within the range of 10 MHz to 150 MHz.
  • the first RF generator 31a may be configured to generate multiple source RF signals having different frequencies. The generated one or more source RF signals are provided to at least one bottom electrode and/or at least one top electrode.
  • the second RF generating section 31b is coupled to at least one lower electrode via at least one impedance matching circuit, and is configured to generate a bias RF signal (bias RF power).
  • the frequency of the bias RF signal may be the same or different than the frequency of the source RF signal.
  • the bias RF signal has a lower frequency than the frequency of the source RF signal.
  • the bias RF signal has a frequency within the range of 100kHz to 60MHz.
  • the second RF generator 31b may be configured to generate multiple bias RF signals having different frequencies.
  • the generated one or more bias RF signals are provided to at least one bottom electrode. Also, in various embodiments, at least one of the source RF signal and the bias RF signal may be pulsed.
  • Power source 30 may also include a DC power source 32 coupled to plasma processing chamber 10 .
  • the DC power supply 32 includes a first DC generation section 32a and a second DC generation section 32b.
  • the first DC generator 32a is connected to at least one lower electrode and configured to generate a first DC signal.
  • the generated first DC signal is applied to at least one bottom electrode.
  • the second DC generator 32b is connected to the at least one upper electrode and configured to generate a second DC signal.
  • the generated second DC signal is applied to the at least one top electrode.
  • the first and second DC signals may be pulsed.
  • a sequence of voltage pulses is applied to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode.
  • the voltage pulse may have a pulse waveform that is rectangular, trapezoidal, triangular, or a combination thereof.
  • a waveform generator for generating a sequence of voltage pulses from a DC signal is connected between the first DC generator 32a and the at least one bottom electrode. Therefore, the first DC generation section 32a and the waveform generation section constitute a voltage pulse generation section.
  • the voltage pulse generation section is connected to at least one upper electrode.
  • the voltage pulse may have positive polarity or negative polarity.
  • the sequence of voltage pulses may include one or more positive voltage pulses and one or more negative voltage pulses within one period.
  • the first and second DC generation units 32a and 32b may be provided in addition to the RF power source 31, or the first DC generation unit 32a may be provided in place of the second RF generation unit 31b. good.
  • the exhaust system 40 may be connected to a gas exhaust port 10e provided at the bottom of the plasma processing chamber 10, for example.
  • Evacuation system 40 may include a pressure regulating valve and a vacuum pump. The pressure within the plasma processing space 10s is adjusted by the pressure regulating valve.
  • the vacuum pump may include a turbomolecular pump, a dry pump, or a combination thereof.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the top surface of the substrate support part 11.
  • the substrate support section 11 includes a central region 111a for supporting the substrate W and an annular region 111b for supporting the ring assembly 112.
  • the central region 111a includes a plurality of zones 111c, as shown by broken lines in FIG.
  • the temperature control module can control the temperature of the substrate W or the substrate support part 11 in units of zones 111c.
  • the number of zones 111c and the area and shape of each zone 111c may be set as appropriate depending on the conditions required for temperature control of the substrate W.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a cross section of the substrate support part 11.
  • FIG. 4 shows a part of the cross section of the substrate support section 11 taken along line AA' in FIG.
  • the substrate support section 11 includes an electrostatic chuck 1111, a base 1110, and a control board 80.
  • the electrostatic chuck 1111 has a plurality of heaters 200 and a plurality of resistors 201 inside thereof.
  • one heater 200 and one resistor 201 are arranged inside the electrostatic chuck 1111 in each zone 111c shown in FIG. In each zone 111c, the resistor 201 is arranged near the heater 200.
  • the resistor 201 may be placed between the heater 200 and the base 1110 and closer to the heater 200 than the base 1110.
  • the resistor 201 is configured such that its resistance value changes depending on the temperature.
  • resistor 201 may be a thermistor.
  • the base 1110 has one or more through holes 90 that penetrate from the top surface (the surface facing the electrostatic chuck 1111) to the bottom surface (the surface facing the control board 80) of the base 1110.
  • the plurality of heaters 200 and the plurality of resistors 201 can be electrically connected to the control board 80 via the through hole 90.
  • a connector 91 is fitted to one end of the upper surface of the through hole 90
  • a connector 92 is fitted to one end of the lower surface of the through hole 90.
  • a plurality of heaters 200 and a plurality of resistors 201 are electrically connected to the connector 91 .
  • the plurality of heaters 200 and the plurality of resistors 201 may be connected to the connector 91 via wiring arranged inside the electrostatic chuck 1111, for example.
  • Connector 92 is electrically connected to control board 80 .
  • a plurality of wires 93 are arranged to electrically connect the connector 91 and the connector 92.
  • the plurality of heaters 200 and the plurality of resistors 201 can be electrically connected to the control board 80 via the through hole 90.
  • the connector 92 may function as a support member that fixes the control board 80 to the base 1110.
  • the control board 80 is a board on which elements for controlling the plurality of heaters 200 and/or the plurality of resistors 201 are arranged.
  • the control board 80 may be placed opposite to and parallel to the lower surface of the base 1110.
  • the control board 80 may be surrounded by conductor members.
  • the control board 80 may be supported by the base 1110 by a support member other than the connector 92.
  • the control board 80 can be electrically connected to the power supply section 70 via the wiring 73. That is, the power supply section 70 can be electrically connected to the plurality of heaters 200 via the control board 80.
  • the power supply unit 70 generates power to be supplied to the plurality of heaters 200. Thereby, the power supplied from the power supply unit 70 to the control board 80 can be supplied to the plurality of heaters 200 via the connector 92, the wiring 93, and the connector 91.
  • an RF filter for reducing RF may be placed between the power supply section 70 and the control board 80. The RF filter may be provided outside the plasma processing chamber 10.
  • control board 80 may be communicably connected to the control unit 2 via the wiring 75.
  • the wiring 75 may be an optical fiber.
  • the control board 80 communicates with the control unit 2 through optical communication.
  • the wiring 75 may be a metal wiring.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of the control board 80.
  • a control section 81 On the control board 80, a control section 81, a plurality of supply sections 82, and a plurality of measurement sections 83, which are examples of elements, are arranged.
  • the plurality of supply sections 82 and the plurality of measurement sections 83 are provided corresponding to the plurality of heaters 200 and the plurality of resistors 201, respectively.
  • One supply section 82 and one measurement section 83 may be provided for one heater 200 and one resistor 201.
  • Each measurement section 83 generates a voltage based on the resistance value of each resistor 201 provided corresponding to each measurement section 83 and supplies it to the control section 81 .
  • the measurement unit 83 may be configured to convert a voltage generated according to the resistance value of the resistor 201 into a digital signal and output the digital signal to the control unit 81.
  • the control unit 81 controls the temperature of the substrate W in each zone 111c.
  • the control unit 81 controls power supply to the plurality of heaters 200 based on the set temperature received from the control unit 2 and the voltage indicated by the digital signal received from the measurement unit 83.
  • the control unit 81 calculates the temperature of the resistor 201 (hereinafter also referred to as “measured temperature”) based on the voltage indicated by the digital signal received from the measurement unit 83.
  • the control unit 81 then controls each supply unit 82 based on the set temperature and the measured temperature.
  • Each supply section 82 switches whether or not to supply the power supplied from the power supply section 70 to each heater 200 based on the control of the control section 81 .
  • each supply unit 82 may increase or decrease the power supplied from the power supply unit 70 and supply the increased power to each heater 200 based on the control of the control unit 81 . Thereby, the substrate W, the electrostatic chuck 1111, and/or the base 1110 can be brought to a predetermined temperature.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a plasma processing method (hereinafter also referred to as "this processing method") according to one exemplary embodiment.
  • this processing method includes a step of generating a table (ST1), a step of plasma processing a reference substrate to obtain reference distribution data (ST2), and plasma processing a first process substrate.
  • the process includes a step (ST3) and a step (ST4) of plasma-treating the second process substrate.
  • the processing in each step may be performed with the plasma processing system shown in FIG.
  • the control section 2 controls each section of the plasma processing apparatus 1 to execute the present processing method.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of step ST1.
  • the table generated in step ST1 may be a table that stores the amount of change in one or more parameters related to plasma generation in association with the amount of change in the distribution of ion flux caused by the amount of change.
  • the ion flux is an ion flux generated between the substrate W placed on the substrate support 11 and the plasma generated within the plasma processing chamber 10.
  • the ion flux may also include an ion flux that occurs between the ring assembly 112 and the plasma generated within the plasma processing chamber 10.
  • the parameter may be, for example, a parameter that can change the distribution of electron density generated within the plasma processing chamber 10, such as the magnetic flux density of a magnetic field applied within the plasma processing chamber 10.
  • the plasma processing apparatus 1 may include a plurality of electromagnets configured to apply a magnetic field within the plasma processing chamber 10 (see FIG. 16), in which case the parameter may be, for example, It may be the current and/or voltage supplied to the plasma processing chamber 10 (see FIG. 16), in which case the parameter may be, for example, It may be the current and/or voltage supplied to the
  • the parameter may be, for example, a parameter that can change the distribution of bias voltage generated between the substrate W placed on the substrate support 11 and the plasma generated within the plasma processing chamber 10.
  • electrostatic chuck 1111 may have an electrode configured to apply a voltage to ring assembly 112, in which case the parameter may be the voltage applied to ring assembly 112.
  • the parameter may be a parameter related to the hardware configuration of the plasma processing apparatus 1.
  • the parameter may be the height of ring assembly 112.
  • the height of the ring assembly 112 may be the height of the surface of the ring assembly 112 with respect to the substrate support surface of the substrate support 11 or the height of the substrate W.
  • step ST1 includes a step of arranging a dummy substrate (ST11), a step of setting the temperature of the dummy substrate (ST12), a step of setting parameters for plasma processing (ST13), and a step of setting plasma processing parameters.
  • the process includes a step of generating (ST14), a step of acquiring power supplied to each heater (ST15), a step of confirming acquisition of the power supplied (ST16), and a step of generating a table (ST17).
  • step ST1 may be executed at the timing when a predetermined operation instructing the start of table generation is performed in the plasma processing apparatus 1.
  • a dummy substrate is placed on the substrate support section 11.
  • the dummy substrate can be a substrate on which no film is formed.
  • the dummy substrate can be, for example, a silicon wafer.
  • the temperature of the dummy substrate is set.
  • the control unit 2 controls the control unit 81 disposed on the control board 80 so that the temperature of the dummy board in each zone 111c becomes the set temperature. Further, the control unit 2 acquires the power supplied to each heater 200 while the temperature of the dummy substrate is stabilized at the set temperature, and stores it in the storage unit 2a.
  • the temperature of the dummy substrate may be stabilized at the set temperature when a predetermined period of time has elapsed since the dummy substrate was placed on the substrate support section 11. Furthermore, without placing a dummy substrate on the substrate support section 11 and in a state where the temperature of the electrostatic chuck 1111 is stabilized at the set temperature, the power supplied to each heater 200 is acquired and stored in the storage section 2a. It's okay.
  • parameters for plasma processing the dummy substrate are set in step ST13.
  • the parameters may be the same as those of the plasma processing performed on the reference substrate, the first process substrate, and the second process substrate in steps ST2 to ST4, which will be described later.
  • the plasma processing may include a plasma etching process to form semiconductor elements on the reference substrate, the first process substrate, and the second process substrate.
  • Plasma processing parameters include processing gas type, processing gas flow rate, source RF signal frequency, power and duty ratio, bias signal frequency, power/voltage and duty ratio, pressure within plasma processing chamber 10, and ring assembly 112. , the height of ring assembly 112 , and the distribution of the magnetic field applied within plasma processing chamber 10 . Then, in step ST14, plasma is generated and plasma processing is performed on the dummy substrate.
  • step ST15 the electric power supplied to the plurality of heaters 200 is acquired.
  • the control unit 2 can control the power supplied to each heater 200 so that the temperature of the dummy substrate in each zone 111c becomes the set temperature. Then, the control unit 2 acquires the electric power supplied to each of the plurality of heaters 200 in a state where plasma is generated in the plasma processing chamber 10.
  • the control unit 2 can store the power supplied to the plurality of heaters 200 acquired in step ST15 in the storage unit 2a in association with one or more plasma processing parameters.
  • the parameter may be a parameter that can change the distribution of electron density generated within the plasma processing chamber 10.
  • step ST16 it is determined whether or not the power supplied to the plurality of heaters 200 has been obtained under all conditions under which the parameters have been changed. If it is determined that the information has not been acquired under all conditions (step ST16: No), the process returns to step ST13, and the control unit 2 changes one or more parameters to generate plasma (step ST14).
  • the parameter may be a parameter that changes the distribution of electron density generated within the plasma processing chamber 10.
  • the parameter may be the magnetic flux density of the magnetic field applied within plasma processing chamber 10.
  • the parameter may also be the voltage applied to the ring assembly 112 or the height of the ring assembly 112.
  • step ST15 electric power to be supplied to each of the plurality of heaters 200 is newly acquired (step ST15).
  • the control unit 2 may store the power supplied to the plurality of heaters 200 acquired in step ST15 in association with one or more parameters in the storage unit 2a.
  • step ST16 when it is determined that the power supplied to the plurality of heaters 200 has been obtained under all the conditions under which the parameters have been changed (step ST16: Yes), the control unit 2 stops the plasma processing. Then, in step ST17, the control unit 2 generates a table based on the parameter values and the power supplied to the plurality of heaters 200, which are stored in the storage unit 2a.
  • the table may be a table that associates the amount of change in the parameter in the plasma processing performed in step ST14 with the amount of change in the ion flux distribution caused by the amount of change. Note that the ion flux distribution may be calculated based on the heat flux generated between the dummy substrate placed on the substrate support 11 and the plasma generated within the plasma processing chamber 10.
  • the ion flux ⁇ i (m ⁇ 2 s ⁇ 1 ) generated between the dummy substrate and the plasma generated in the plasma processing chamber 10 may have the following relationship between the heat flux ⁇ heat (W/m 2 ) generated between the dummy substrate and the plasma generated within the plasma processing chamber 10.
  • Vdc (V) is a bias voltage (V) generated between the dummy substrate and plasma.
  • the heat flux ⁇ heat generated between the dummy substrate placed on the substrate support 11 and the plasma generated in the plasma processing chamber 10 may be calculated based on the supplied power acquired in step ST15.
  • P 0 is the power (W) supplied to the heater 200 in the zone 111c in a state where plasma is not generated. That is, P 0 is the electric power supplied to the heater 200 of the zone 111c acquired in step ST12.
  • P htr is the power (W) supplied to the heater 200 of the zone 111c in a state where plasma is generated. That is, P htr is the electric power supplied to the heater 200 of the zone 111c, which is obtained in step ST15.
  • P htr may be, for example, the power (W) when the power (W) supplied to the heater 200 in the zone 111c becomes approximately constant after plasma is generated.
  • A is the area (m 2 ) of the zone 111c.
  • the parameter stored in association with the amount of change in the ion flux is the amount of change in the magnetic flux density of the magnetic field applied to the plasma, or the amount of change in the electromagnet that generates the magnetic field. It may be the amount of change in the supplied current and/or voltage.
  • the ion flux ⁇ i generated between the dummy substrate and the plasma can have a relationship based on the following equation with respect to the electron density in the plasma. ⁇ i ⁇ ne ⁇ (Vdc) 1/2 formula (3)
  • n e is the electron density (m ⁇ 3 ) in the plasma.
  • Vdc is a bias voltage (V) generated between the dummy substrate and plasma.
  • the electron density in the plasma can have a relationship with the magnetic flux density of the magnetic field applied to the plasma based on the following equation. n e ⁇ H Equation (4)
  • H is the magnetic flux density (G).
  • the parameters stored in association with the amount of change in ion flux are the parameters between the substrate W placed on the substrate support 11 and the plasma generated in the plasma processing chamber 10. It may be a parameter that can change the distribution of the bias voltage that occurs between them.
  • the ion flux ⁇ i generated between the dummy substrate and the plasma depends on the bias voltage (V) generated between the dummy substrate and/or the ring assembly 112 and the plasma.
  • V bias voltage
  • the control unit 2 may generate, for example, a table that associates the amount of change in the bias voltage distribution with the amount of change in the ion flux distribution. Further, in step ST17, the control unit 2 may generate, for example, a table that associates the amount of change in the voltage applied to the ring assembly 112 with the amount of change in the distribution of ion flux. Further, in step ST17, the control unit 2 may generate, for example, a table that associates the amount of change in the height of the ring assembly 112 with the amount of change in the distribution of ion flux.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of step ST2.
  • the reference substrate is subjected to plasma treatment to obtain reference distribution data.
  • the reference substrate may be a substrate on which a semiconductor device is formed.
  • the plasma treatment may include a plasma etching treatment for forming a semiconductor element on the reference substrate. That is, the reference substrate may include a predetermined film and a mask film disposed on the predetermined film. The mask film may have a predetermined opening pattern.
  • the reference substrate may be the same substrate as a first process substrate and/or a second process substrate described below. That is, the reference substrate may include a mask film having the same film and the same opening pattern as the first process substrate and/or the second process substrate. Note that in step ST2, instead of using the reference substrate, a dummy substrate may be subjected to plasma treatment to calculate the reference distribution data.
  • step ST2 includes a step of arranging a reference substrate (step ST21), a step of setting the temperature of the reference substrate (step ST22), a step of generating plasma (step ST23), and a step of each heater.
  • the method includes a step of acquiring the supplied power (step ST24) and a step of calculating reference distribution data (step ST25).
  • step ST2 may be performed after installation or maintenance of the plasma processing apparatus 1. That is, step ST2 can be performed when the plasma processing apparatus 1 is in a good state.
  • step ST21 a reference substrate is placed on the substrate support section 11.
  • step ST22 the temperature of the reference substrate is set.
  • the control unit 2 controls the control unit 81 disposed on the control board 80 so that the temperature of the reference board becomes the set temperature in each zone 111c. Further, the control unit 2 acquires the electric power supplied to each heater 200 in a state where the temperature of the reference substrate is stabilized at the set temperature, and stores it in the storage unit 2a.
  • the temperature of the reference substrate may be stabilized at the set temperature when a predetermined period of time has elapsed since the reference substrate was placed on the substrate support portion 11. Furthermore, without placing the reference substrate on the substrate support section 11 and in a state where the temperature of the electrostatic chuck 1111 is stabilized at the set temperature, the power supplied to each heater 200 is acquired and stored in the storage section 2a. It's okay.
  • step ST23 plasma is generated in the plasma processing chamber 10 and the reference substrate is plasma-treated.
  • the parameters for plasma-treating the reference substrate in step ST23 may be the same as the parameters set in step ST13.
  • step ST24 the power supplied to the plurality of heaters 200 is acquired.
  • the control unit 2 controls the power supplied to each heater 200 so that the temperature of the reference substrate in each zone 111c becomes the set temperature. Then, the control unit 2 obtains the electric power supplied to each of the plurality of heaters 200 in a state where plasma is generated in step ST24.
  • the control unit 2 may store the power supplied to the plurality of heaters 200 acquired in step ST24 in association with one or more parameters in the storage unit 2a.
  • reference distribution data is calculated.
  • the reference distribution data may be distribution data of ion flux generated between the plasma generated within the plasma processing chamber 10 and the reference substrate.
  • the ion flux distribution data may be calculated based on equations (1) and (2) explained in step ST17.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of reference distribution data.
  • the reference distribution data may be acquired when the plasma processing apparatus 1 is in a normal state, such as after installation or maintenance of the plasma processing apparatus 1. Therefore, the reference distribution data may be used as reference distribution data for the ion flux generated between the plasma and the substrate.
  • a plurality of reference distribution data may be acquired from a plurality of reference substrates, and one distribution data as shown in FIG. 9 may be calculated based on the plurality of reference distribution data.
  • FIG. 9 shows, as an example, distribution data calculated for a substrate having a diameter of 300 mm.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of step ST3.
  • the first process substrate is subjected to plasma treatment.
  • the first process substrate may be a substrate on which semiconductor devices are formed.
  • the plasma treatment may include a plasma etching treatment for forming a semiconductor element on the first process substrate.
  • the first process substrate may be a substrate having the same structure as the reference substrate. That is, the first process substrate may include a mask film having the same film and the same opening pattern as the reference substrate.
  • the parameters for plasma processing the first process substrate may be the same as the parameters for plasma processing the reference substrate.
  • the first process substrate is an example of a first substrate.
  • a dummy substrate may be subjected to plasma treatment to calculate the first distribution data.
  • step ST3 includes a step of arranging the first process substrate (step ST31), a step of setting the temperature of the first process substrate (step ST32), and a step of generating plasma (step ST32).
  • ST33 a step of acquiring power supplied to each heater (step ST34), a step of calculating first distribution data (step ST35), and a step of calculating a correction value (step ST36).
  • step ST3 may be performed after a predetermined period has elapsed after step ST2 has been performed, in order to correct changes in the plasma processing apparatus 1 over time.
  • step ST31 a first process substrate is placed on the substrate support section 11.
  • step ST32 the temperature of the first process substrate is set.
  • the control unit 2 controls the control unit 81 disposed on the control board 80 so that the temperature of the first process board in each zone 111c becomes the set temperature. Further, the control unit 2 acquires the electric power supplied to each heater 200 in a state where the temperature of the first process substrate is stabilized at the set temperature, and stores it in the storage unit 2a.
  • the temperature of the first process substrate may be stabilized at the set temperature when a predetermined period of time has elapsed since the first process substrate was placed on the substrate support portion 11.
  • the power supplied to each heater 200 is acquired, and the storage section 2a It may be stored in
  • step ST33 plasma is generated in the plasma processing chamber 10 to plasma-process the first process substrate.
  • the parameters for plasma-treating the first process substrate in step ST33 may be the same conditions as the parameters set in step ST13 and step ST23.
  • step ST34 the power supplied to the plurality of heaters 200 is acquired.
  • the control unit 2 controls the power supplied to each heater 200 so that the temperature of the first process substrate in each zone 111c becomes the set temperature. Then, the control unit 2 acquires the electric power supplied to each of the plurality of heaters 200 in a state where plasma is generated in step ST34.
  • the control unit 2 may store the power supplied to the plurality of heaters 200 acquired in step ST34 in association with one or more parameters in the storage unit 2a.
  • first distribution data is calculated.
  • the first distribution data may be distribution data of ion flux generated between the plasma generated within the plasma processing chamber 10 and the first process substrate.
  • the ion flux distribution data may be calculated based on equations (1) and (2) explained in step ST17.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of the first distribution data.
  • the first distribution data shown in FIG. 11 is obtained, for example, after a predetermined period has elapsed after the plasma processing apparatus 1 was installed or after maintenance. Therefore, since the first distribution data is data acquired using the same plasma processing parameters as the reference distribution data, it can be data that reflects changes over time in consumable parts and the like included in the plasma processing apparatus 1. In the example shown in FIG. 11, the ion flux is higher in the central region and lower region of the figure than in other regions. Therefore, in step ST36, correction is made based on the reference distribution data and the first distribution data so that the ion flux distribution can be corrected in the second process substrate on which plasma processing is performed after the first process substrate. Calculate the value.
  • the correction value may be a difference value between the reference distribution data and the first distribution data. Note that FIG. 11 shows, as an example, distribution data calculated for a substrate having a diameter of 300 mm.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of step ST4.
  • the second process substrate is subjected to plasma treatment.
  • the second process substrate may be plasma-treated using the correction value obtained for the first process substrate in step ST36.
  • the first process substrate may be the first substrate to be processed in a particular lot.
  • the second process substrate may be a substrate that is processed after the first process substrate in the particular lot.
  • the second process substrate may be a substrate on which a semiconductor element is formed. Further, the plasma treatment may include a plasma etching treatment for forming a semiconductor element on the second process substrate.
  • the second process substrate may be a reference substrate and/or a substrate having the same structure as the first process substrate. That is, the second process substrate may include a mask film having the same film and the same opening pattern as the reference substrate and/or the first process substrate.
  • the parameters for plasma-treating the second process substrate may be the same as the parameters for plasma-treating the reference substrate and/or the first process substrate. Note that the second process substrate is an example of a second substrate. Furthermore, in step ST4, instead of the second process substrate, a dummy substrate may be subjected to plasma treatment to calculate the second distribution data.
  • step ST4 includes a step of arranging the second process substrate (step ST41), a step of setting the temperature of the second process substrate (step ST42), and a step of controlling the plasma based on the correction value.
  • a step of generating (step ST43), a step of obtaining power supplied to each heater (step ST44), a step of calculating the second distribution data (step ST45), and a step of calculating a correction value (step ST46). include.
  • step ST41 the second process substrate is placed on the substrate support section 11.
  • step ST42 the temperature of the second process substrate is set.
  • the control unit 2 controls the control unit 81 disposed on the control board 80 so that the temperature of the second process board reaches the set temperature in each zone 111c. Further, the control unit 2 acquires the electric power supplied to each heater 200 in a state where the temperature of the second process substrate is stabilized at the set temperature, and stores it in the storage unit 2a.
  • the temperature of the second process substrate may be stabilized at the set temperature when a predetermined period of time has elapsed since the second process substrate was placed on the substrate support portion 11.
  • the power supplied to each heater 200 is acquired, and the storage section 2a It may be stored in
  • step ST43 plasma is generated in the plasma processing chamber 10 to perform plasma processing on the second process substrate.
  • Some of the parameters for plasma processing the second process substrate in step ST43 may be set based on the correction values calculated based on the reference distribution data in step ST35. That is, in step ST43, plasma may be generated in the plasma processing chamber 10 based on the correction value calculated based on the reference distribution data in step ST35.
  • the control unit 2 controls the correction value stored in the storage unit 2a in step ST1.
  • the control unit 2 sets parameters for correcting the ion flux distribution based on the amount of change in the parameter included in the table that corresponds to the amount of change in the ion flux distribution.
  • the parameter may be the magnetic flux density of the magnetic field applied in the plasma, or the current and/or voltage supplied to the electromagnet that generates the magnetic field.
  • the parameter may also be a voltage applied to the ring assembly.
  • generating plasma in the plasma processing chamber 10 based on the reference distribution data means generating plasma after adjusting the hardware configuration based on the correction value calculated in step ST36 and/or step ST46.
  • adjusting the hardware configuration may be adjusting the height of ring assembly 112.
  • the height of the ring assembly 112 may be the height of the surface of the ring assembly 112 relative to the height of the substrate support surface of the substrate support 11.
  • the adjustment of the hardware configuration may be performed before step ST43. That is, plasma may be generated in step ST43 after the adjustment of the hardware configuration is performed before step ST43. Generating such a plasma may also include generating a plasma within the plasma processing chamber 10 based on reference distribution data.
  • FIGS. 13 and 14 an example of correcting the ion flux distribution by adjusting parameters regarding the ring assembly 112 will be described with reference to FIGS. 13 and 14.
  • FIG. 13A schematically shows the ion flux generated between the substrate W and the ring assembly 112 and the plasma when the plasma processing apparatus 1 is in a good state (for example, when the reference distribution data is acquired in step ST2). It is a diagram.
  • FIG. 13B is a diagram showing an example of the distribution of the ion flux ⁇ i when the plasma processing apparatus 1 is in a good state (for example, when the reference distribution data is acquired in step ST2).
  • FIG. 14A shows the ion flux generated between the substrate W and the ring assembly 112 and the plasma when the plasma processing apparatus 1 is used for a certain period of time (for example, when the first distribution data is acquired in step ST3). It is a diagram schematically shown.
  • FIGS. 13A and 14A are diagram showing an example of the distribution of the ion flux ⁇ i in a state where the plasma processing apparatus 1 is used for a certain period (for example, when the first distribution data is acquired in step ST3).
  • Pb indicates the lower end of the plasma (the upper end of the plasma sheath).
  • d indicates the thickness of the plasma sheath.
  • the thickness d of the plasma sheath can be substantially constant from the substrate W to the ring assembly 112 (that is, in the lateral direction in FIG. 13A).
  • the distribution of the ion flux ⁇ i can also be substantially constant from the substrate W to the ring assembly 112.
  • the angle of incidence of the ion flux ⁇ i on the substrate W and the ring assembly 112 may also be approximately perpendicular to the substrate W and the ring assembly 112.
  • the thickness d of the plasma sheath on the ring assembly 112 becomes smaller than that of the substrate due to the influence of wear of the ring assembly 112, etc., as shown in FIG. 14A.
  • the thickness d of the plasma sheath on W can vary. Further, in accordance with this, the incident angle of the ion flux ⁇ i with respect to the substrate W and/or the ring assembly 112 changes near the boundary between the substrate W and the ring assembly 112, and the shape of the plasma sheath may change.
  • the control unit 2 adjusts the parameters regarding the ring assembly 112.
  • plasma may be generated in step ST43.
  • the plasma processing apparatus 1 may be configured to apply a voltage to the ring assembly 112, and the control unit 2 may adjust the voltage applied to the ring assembly 112 to correct the distribution of the ion flux ⁇ i. good.
  • the plasma processing apparatus 1 may include an actuator that is configured to be able to adjust the height of the ring assembly 112, and the control unit 2 controls the actuator to adjust the height of the ring assembly 112, thereby controlling the ion flow. The distribution of the bundle ⁇ i may be corrected. Note that adjustment of parameters regarding the ring assembly 112 may be performed before step ST43.
  • step ST44 the power supplied to the plurality of heaters 200 is acquired.
  • the control unit 2 controls the power supplied to each heater 200 so that the temperature of the second process substrate in each zone 111c becomes the set temperature. Then, the control unit 2 acquires the electric power supplied to each of the plurality of heaters 200 in a state where plasma is generated.
  • the control unit 2 may store the power supplied to the plurality of heaters 200 acquired in step ST44 in association with one or more parameters in the storage unit 2a.
  • the first distribution data may be distribution data of ion flux generated between the plasma generated within the plasma processing chamber 10 and the second process substrate.
  • the ion flux distribution data may be calculated based on equations (1) and (2) explained in step ST17.
  • a correction value is calculated based on the reference distribution data and the second distribution data.
  • the correction value may be a difference value between the reference distribution data and the second distribution data.
  • the correction value may be used as a correction value for the ion flux distribution in plasma processing performed after the second process substrate in a lot including the first process substrate and the second process substrate.
  • step ST36 and step ST46 the correction value was calculated based on the reference distribution data, but the method of calculating the correction value is not limited to this.
  • data acquired in the plasma processing in steps ST3 and ST4 may be accumulated, and parameters in the plasma processing may be corrected based on the accumulated data to correct the ion flux distribution.
  • the data accumulated may include plasma processing parameters, power supplied to the heater, temperature of the heater, heat flux distribution, ion flux distribution, substrate type and structure, and the like.
  • this processing method includes an in-plane correction step of correcting the in-plane distribution of ion flux. may be included.
  • FIG. 15 is a flowchart showing an example of the in-plane correction process.
  • the in-plane correction step includes a step of calculating the ion flux in each of the zones 111c (ST51), a step of calculating the difference in ion flux between a plurality of adjacent zones 111c (ST52), and a step of calculating the ion flux in each of the zones 111c.
  • the method includes a step of calculating the incident angle of the ion flux (ST53), and a step of correcting the distribution of the ion flux based on the calculated incident angle.
  • step ST51 the ion flux in each zone 111c is calculated.
  • the ion flux may be calculated by the method described in steps ST1 to ST4.
  • step ST52 the difference in ion flux between a plurality of adjacent zones is calculated, and then in step ST53, the incident angle of the ion flux in each zone 111c is calculated.
  • step ST53 the incident angle of the ion flux may be calculated based on the difference in ion flux between the plurality of zones 111c and the distance between the plurality of zones 111c, which were calculated in step ST52.
  • the distance between the plurality of zones 111c may be the distance between the resistors 201 arranged in each of the plurality of zones 111c.
  • step ST54 the distribution of the ion flux between the plurality of zones 111c is corrected based on the calculated distribution of the incident angle of the ion flux.
  • step ST54 the distribution of the ion flux between the plurality of zones 111c is corrected based on the distribution of the incident angle of the ion flux calculated in step ST53, similar to the method described in steps ST1 to ST4. good.
  • step ST54 the ion flux in each zone 111c may be corrected so that the ion flux distribution approaches uniformity within the plane of the substrate W and/or the ring assembly 112.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining another configuration example of the plasma processing apparatus.
  • plasma processing apparatus 1 may include an electromagnet assembly 3 that includes one or more electromagnets 45 .
  • Electromagnet assembly 3 is configured to generate a magnetic field within chamber 10 .
  • the plasma processing apparatus 1 includes an electromagnet assembly 3 that includes a plurality of electromagnets 45 .
  • the plurality of electromagnets 45 includes electromagnets 46-49.
  • a plurality of electromagnets 45 are provided on or above the chamber 10 . That is, the electromagnet assembly 3 is placed on or above the chamber 10.
  • the plurality of electromagnets 45 are provided on the shower head 13.
  • Each of the one or more electromagnets 45 includes a coil.
  • electromagnets 46-49 include coils 61-64.
  • the coils 61 to 64 are wound around the central axis Z.
  • the central axis Z may be an axis passing through the center of the substrate W or the substrate support 11. That is, in the electromagnet assembly 3, the coils 61-61 may be annular coils.
  • the coils 61 to 64 are provided coaxially about the central axis Z at the same height position.
  • the electromagnet assembly 3 further includes a bobbin 50 (or yoke).
  • the coils 61 to 64 are wound around the bobbin 50 (or yoke).
  • the bobbin 50 is made of, for example, a magnetic material.
  • the bobbin 50 has a columnar part 51, a plurality of cylindrical parts 52 to 55, and a base part 56.
  • the base portion 56 has a substantially disk shape, and its central axis coincides with the central axis Z.
  • the columnar portion 51 and the plurality of cylindrical portions 52 to 55 extend downward from the lower surface of the base portion 56.
  • the columnar portion 51 has a substantially cylindrical shape, and its center axis substantially coincides with the center axis Z.
  • the radius of the columnar portion 51 is, for example, 30 mm.
  • the cylindrical portions 52 to 55 extend outside the columnar portion 51 in the radial direction with respect to the central axis Z.
  • the coil 61 is wound along the outer peripheral surface of the columnar part 51 and is housed in a groove between the columnar part 51 and the cylindrical part 52.
  • the coil 62 is wound along the outer peripheral surface of the cylindrical portion 52 and is housed in a groove between the cylindrical portions 52 and 53.
  • the coil 63 is wound along the outer peripheral surface of the cylindrical portion 53 and is housed in a groove between the cylindrical portions 53 and 54.
  • the coil 64 is wound along the outer peripheral surface of the cylindrical part 54 and is housed in a groove between the cylindrical parts 54 and 55.
  • a current source 65 is connected to each coil included in one or more electromagnets 45.
  • the supply and stop of supply of current from the current source 65 to each coil included in one or more electromagnets 45, the direction of the current, and the current value are controlled by the control unit 2.
  • a single current source may be connected to each coil of the plurality of electromagnets 45, or different current sources may be individually connected to each coil of the plurality of electromagnets 45. It's okay.
  • the one or more electromagnets 45 form a magnetic field that is axially symmetrical about the central axis Z within the chamber 10.
  • By controlling the current supplied to each of the one or more electromagnets 45 it is possible to adjust the intensity distribution (or magnetic flux density) of the magnetic field in the radial direction with respect to the central axis Z.
  • the plasma processing apparatus 1 can adjust the radial distribution of the density of plasma generated within the chamber 10.
  • Other configurations, operations, and/or functions of the plasma processing apparatus 1 shown in FIG. 16 may be the same as those of the plasma processing apparatus 1 described in the example shown in FIG. 2.
  • variations in ion flux distribution can be reduced.
  • highly uniform plasma can be generated in plasma processing.
  • variations in the in-plane distribution of etching rates can be reduced.
  • the change over time can be easily corrected.
  • the change in the ion flux distribution may be, for example, a change resulting from wear of parts of the plasma processing apparatus 1 over time.
  • the component may include a ring assembly, such as a focus ring.
  • the ion flux distribution may be corrected on a substrate-by-substrate basis, as an example. Thereby, variations in plasma processing between substrates can be suppressed.
  • Embodiments of the present disclosure further include the following aspects.
  • a plasma processing method in a plasma processing apparatus having a chamber and a substrate support disposed in the chamber, generating plasma in the chamber and performing plasma processing on the substrate, (a) storing in advance first distribution data that is data regarding the distribution of ion flux generated between the plasma generated in the chamber and the first substrate disposed on the substrate support; , (ba) placing a second substrate on the substrate support; (bb) a plasma processing step of generating plasma in the chamber based on the first distribution data and performing plasma processing on the second substrate; Plasma treatment methods, including.
  • the storing step in (a) above includes: (a-a) placing the first substrate on the substrate support; (a-b) generating plasma in the chamber and performing the plasma treatment on the first substrate; (ac) supplying power to each of the plurality of heaters arranged in the substrate support part; (ad) obtaining power supplied to each of the plurality of heaters in a state where plasma is generated in the chamber; (ae) calculating the first distribution data based on the power acquired for each of the plurality of heaters in the first power acquisition step;
  • the plasma treatment step (bb) includes generating the plasma in the chamber based on the difference between the reference distribution data and the first distribution data, according to any one of Supplementary Notes 1 to 3. 1.
  • the plasma processing apparatus includes: (1) the amount of change in the distribution of electron density of the plasma generated in the chamber; and (2) the gap between the substrate placed on the substrate support and the plasma generated in the chamber. further comprising a storage unit that stores a table that associates the amount of change in the distribution of the ion flux that occurs with the In the plasma processing step (bb), the electron density distribution is controlled by referring to a table stored in the storage unit based on the difference between the reference distribution data and the first distribution data.
  • the plasma processing method according to any one of Supplementary Notes 1 to 4, including the step of.
  • the plasma processing apparatus further includes a plurality of electromagnets arranged opposite to the substrate support,
  • the plasma processing method according to appendix 5, wherein the step of controlling the distribution of electron density includes the step of controlling at least one of a current and a voltage supplied to the plurality of electromagnets to control the distribution of the electron density.
  • the substrate support part has a substrate support surface that supports a substrate, the substrate support surface includes a plurality of support areas;
  • the plasma processing method according to appendix 2 wherein each of the plurality of heaters is disposed on the substrate support portion in each of the plurality of support regions.
  • Appendix 8 The plasma processing method according to appendix 3, wherein the reference substrate, the first substrate, and the second substrate each include a mask film having the same opening pattern.
  • the step of generating the table further includes the step of generating the table, arranging a dummy substrate on the substrate support; controlling the power supplied to each of the plurality of heaters so that the temperature of each of the plurality of heaters becomes a predetermined temperature in a state where the dummy substrate is placed on the substrate support part; arranging the dummy substrate on the substrate support; generating plasma in the chamber and performing the plasma treatment on the dummy substrate; changing the electron density distribution of the plasma while the plasma treatment is being performed on the substrate including the mask film, and obtaining power to be supplied to the plurality of heaters; (1) the amount of change in the electron density distribution of the plasma generated in the chamber; and (2) the amount of change in the ion flux generated between the substrate placed on the substrate support and the plasma generated in the chamber. a step of storing the amount of change in the distribution in the table in association with the amount of change in the distribution;
  • the plasma processing method according to Supplementary Note 5 or 6, comprising:
  • the plasma processing apparatus has the following characteristics: (1) the amount of change in the bias voltage distribution that occurs between the substrate placed on the substrate support and the plasma generated in the chamber; further comprising a storage unit that stores a table that associates the amount of change in the distribution of ion flux that occurs between the substrate generated in the chamber and the plasma generated in the chamber; In the plasma processing step (bb), the distribution of the bias voltage is controlled by referring to a table stored in the storage unit based on the difference between the reference distribution data and the first distribution data.
  • the plasma processing method according to any one of Supplementary Notes 1 to 4, including the step of.
  • the plasma processing apparatus further includes a ring assembly disposed around the substrate support, 11.
  • the plasma processing apparatus includes: a ring assembly disposed around the substrate support; an actuator configured to adjust the height of the ring assembly relative to the height of the substrate support; 11.
  • the plasma processing method according to appendix 10, wherein the step of controlling the bias voltage distribution includes controlling the bias voltage distribution by adjusting the height of the ring assembly.
  • a plasma processing apparatus including a chamber, a substrate support section disposed in the chamber, and a control section, the control section comprising: (a) pre-storing reference distribution data that is data regarding the distribution of ion flux generated between the plasma generated in the chamber and the first substrate disposed on the substrate support; (ba) placing a second substrate on the substrate support; (bb) generating plasma in the chamber based on the reference distribution data and performing plasma treatment on the second substrate; Plasma processing equipment that performs processing.

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Abstract

イオン流束の分布のばらつきを低減する技術を提供する。チャンバ及び前記チャンバ内に配置された基板支持部を有するプラズマ処理装置において、前記チャンバ内に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プラズマ処理方法が提供される。プラズマ処理方法は、（ａ）前記チャンバ内に生成されたプラズマと前記基板支持部に配置された第１の基板との間に生じたイオン流束の分布に関するデータである第１の分布データを予め格納する工程と、（ｂ－ａ）第２の基板を前記基板支持部に配置する工程と、（ｂ－ｂ）前記第１の分布データに基づいて前記チャンバ内においてプラズマを生成して、前記第２の基板に対してプラズマ処理を実行するプラズマ処理工程と、を含む。

Description

プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
　本開示の例示的実施形態は、プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置に関する。
　ウエハ表面でプラズマを計測する技術として、特許文献１に記載されたオンウエハ・モニタリング・システムがある。
特開２００３－２８２５４６号公報
　本開示は、イオン流束の分布のばらつきを低減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、チャンバ及び前記チャンバ内に配置された基板支持部を有するプラズマ処理装置において、前記チャンバ内に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プラズマ処理方法であって、（ａ）前記チャンバ内に生成されたプラズマと前記基板支持部に配置された第１の基板との間に生じたイオン流束の分布に関するデータである第１の分布データを予め格納する工程と、（ｂ－ａ）第２の基板を前記基板支持部に配置する工程と、（ｂ－ｂ）前記第１の分布データに基づいて前記チャンバ内においてプラズマを生成して、前記第２の基板に対してプラズマ処理を実行するプラズマ処理工程と、を含むプラズマ処理方法が提供される。
　本開示の一つの例示的実施形態によれば、イオン流束の分布のばらつきを低減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。 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プラズマ処理方法を示すフローチャートである。 工程ＳＴ１の一例を示すフローチャートである。 工程ＳＴ２の一例を示すフローチャートである。 基準分布データの一例を示す図である。 工程ＳＴ３の一例を示すフローチャートである。 第１の分布データの一例を示す図である。 工程ＳＴ４の一例を示すフローチャートである。 基板Ｗ及びリングアセンブリ１１２とプラズマとの間に生じるイオン流束の一例を模式的に示す図である。 イオン流束Γｉの分布の一例を示す図である。 基板Ｗ及びリングアセンブリ１１２とプラズマとの間に生じるイオン流束の一例を模式的に示す図である。 イオン流束Γｉの分布の一例を示す図である。 面内補正工程の一例を示すフローチャートである。 容量結合型のプラズマ処理装置の他の構成例を説明するための図である。
　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基板支持部を有するプラズマ処理装置において、チャンバ内に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プラズマ処理方法が提供される。プラズマ処理方法は、（ａ）チャンバ内に生成されたプラズマと基板支持部に配置された第１の基板との間に生じたイオン流束の分布に関するデータである第１の分布データを予め格納する工程と、（ｂ－ａ）第２の基板を基板支持部に配置する工程と、（ｂ－ｂ）第１の分布データに基づいてチャンバ内においてプラズマを生成して、第２の基板に対してプラズマ処理を実行するプラズマ処理工程と、を含む。
　一つの例示的実施形態において、（ａ）の格納する工程は、（ａ－ａ）第１の基板を基板支持部に配置する工程と、（ａ－ｂ）チャンバ内においてプラズマを生成して、第１の基板に対してプラズマ処理を実行する工程と、（ａ－ｃ）基板支持部内に配置された複数のヒータのそれぞれに電力を供給する工程と、（ａ－ｄ）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供給された電力を取得する工程と、（ａ－ｅ）第１の電力取得工程において複数のヒータのそれぞれについて取得された電力に基づいて、第１の分布データを算出する工程と、を含む。
　一つの例示的実施形態において、（ｃ－ａ）基準基板を基板支持部に配置する工程と、（ｃ－ｂ）チャンバ内においてプラズマを生成して、基準基板に対してプラズマ処理を実行する工程と、（ｃ－ｃ）基板支持部内に配置された複数のヒータのそれぞれに電力を供給する工程と、（ｃ－ｄ）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供給された電力を取得する工程と、（ｃ－ｅ）基準基板とプラズマとの間に生じたイオン流束の分布を示すデータである基準分布データを算出する工程であって、基準分布データは基準電力取得工程において複数のヒータのそれぞれについて取得された電力に基づいて算出される、基準分布データを算出する工程と、を更に含み、（ｂ－ｂ）のプラズマ処理工程において、プラズマは、基準分布データ及び第１の分布データに基づいて生成される。
　一つの例示的実施形態において、（ｂ－ｂ）のプラズマ処理工程は、基準分布データと第１の分布データとの差分に基づいて、チャンバ内においてプラズマを生成することを含む。
　一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、（１）チャンバ内に生成されたプラズマの電子密度の分布の変化量と（２）基板支持部に配置された基板とチャンバ内に生成されたプラズマとの間に生じるイオン流束の分布の変化量とを対応付けたテーブルを記憶する記憶部を更に備え、（ｂ－ｂ）のプラズマ処理工程は、基準分布データと第１の分布データとの差分に基づいて、記憶部に記憶されたテーブルを参照して、電子密度の分布を制御する工程を含む。
　一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、基板支持部に対向して配置された複数の電磁石を更に備え、電子密度の分布を制御する工程は、複数の電磁石に供給される電流及び電圧の少なくとも一方を制御して、電子密度の分布を制御する工程を含む。
　一つの例示的実施形態において、基板支持部は基板を支持する基板支持面を有し、基板支持面は複数の支持領域を含み、複数のヒータのそれぞれは、複数の支持領域のそれぞれにおいて、基板支持部に配置される。
　一つの例示的実施形態において、基準基板、第１の基板及び第２の基板は、それぞれ同一の開口パターンを有するマスク膜を含む。
　一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、（１）基板支持部に配置された基板とチャンバ内に生成されたプラズマとの間に生じるバイアス電圧の分布の変化量と（２）基板支持部に配置された基板とチャンバ内に生成されたプラズマとの間に生じるイオン流束の分布の変化量とを対応付けたテーブルを記憶する記憶部を更に備え、（ｂ－ｂ）のプラズマ処理工程は、基準分布データと第１の分布データとの差分に基づいて、記憶部に記憶されたテーブルを参照して、バイアス電圧の分布を制御する工程を含む。
　一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、基板支持部の周囲に配置されたリングアセンブリを更に備え、バイアス電圧の分布を制御する工程は、リングアセンブリに印加される電圧を制御して、バイアス電圧の分布を制御することを含む。
　一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、基板支持部の周囲に配置されたリングアセンブリと、基板支持部の高さに対する、リングアセンブリの高さを調整するように構成されたアクチュエータとを更に備え、バイアス電圧の分布を制御する工程は、リングアセンブリの高さを調整して、バイアス電圧の分布を制御することを含む。
　一つの例示的実施形態において、テーブルを生成する工程を更に含み、テーブルを生成する工程は、ダミー基板を基板支持部に配置する工程と、ダミー基板を基板支持部に配置した状態において、複数のヒータのそれぞれの温度が所定の温度になるように、複数のヒータのそれぞれに供給する供給電力を制御する工程と、ダミー基板を基板支持部に配置する工程と、チャンバ内においてプラズマを生成して、ダミー基板に対してプラズマ処理を実行する工程と、マスク膜を含む基板に対してプラズマ処理を実行している状態で、プラズマの電子密度の分布を変化させて、複数のヒータに供給される電力を取得する工程と、（１）チャンバ内に生成されたプラズマの電子密度の分布の変化量と（２）基板支持部に配置された基板とチャンバ内に生成されたプラズマとの間に生じるイオン流束の分布の変化量とを対応付けてテーブルに格納する工程と、を含む。
　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基板支持部及び制御部を有する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、制御部は、（ａ）チャンバ内に生成されたプラズマと基板支持部に配置された第１の基板との間に生じたイオン流束の分布に関するデータである第１の分布データを予め格納し、（ｂ－ａ）第２の基板を基板支持部に配置し、（ｂ－ｂ）第１の分布データに基づいてチャンバ内においてプラズマを生成して、第２の基板に対してプラズマ処理する、処理を実行する。
　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２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。
　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２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。
＜プラズマ処理方法の一例＞
　図６は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法（以下「本処理方法」ともいう。）を示すフローチャートである。図６に示すように、本処理方法は、テーブルを生成する工程（ＳＴ１）と、基準基板をプラズマ処理して基準分布データを取得する工程（ＳＴ２）と、第１のプロセス基板をプラズマ処理する工程（ＳＴ３）と、第２のプロセス基板をプラズマ処理する工程（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、本処理方法を実行する。
（工程ＳＴ１：テーブルの生成）
　図７は、工程ＳＴ１の一例を示すフローチャートである。工程ＳＴ１において生成されるテーブルは、プラズマ生成に関する１以上のパラメータの変化量と、当該変化量によって生じるイオン流束の分布の変化量とを対応付けて格納するテーブルであり得る。当該イオン流束は、基板支持部１１に配置された基板Ｗとプラズマ処理チャンバ１０内で生成されたプラズマとの間に生じるイオン流束である。また、当該イオン流束は、リングアセンブリ１１２とプラズマ処理チャンバ１０内で生成されたプラズマとの間に生じるイオン流束とを含み得る。
　当該パラメータは、一例では、プラズマ処理チャンバ１０内に印加される磁場の磁束密度等、プラズマ処理チャンバ１０内で生成される電子密度の分布を変化できるパラメータであってよい。一例として、プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０内に磁場を印加するよう構成された複数の電磁石を有してよく（図１６参照）、この場合、当該パラメータは、例えば、当該複数の電磁石に供給される電流及び／又は電圧であってよい。
　また、当該パラメータは、一例では、基板支持部１１に配置された基板Ｗとプラズマ処理チャンバ１０内で生成されたプラズマとの間に生じるバイアス電圧の分布を変化できるパラメータであってよい。一例として、静電チャック１１１１は、リングアセンブリ１１２に電圧を印加するよう構成された電極を有してよく、この場合、当該パラメータは、リングアセンブリ１１２に印加される電圧であってよい。
　また、当該パラメータは、プラズマ処理装置１のハードウェア構成に関するパラメータであり得る。一例として、当該パラメータは、リングアセンブリ１１２の高さであり得る。リングアセンブリ１１２の高さは、基板支持部１１の基板支持面又は基板Ｗの高さに対する、リングアセンブリ１１２の表面の高さであってよい。
　図７に示すように、工程ＳＴ１は、ダミー基板を配置する工程（ＳＴ１１）と、ダミー基板の温度を設定する工程（ＳＴ１２）と、プラズマ処理のパラメータを設定する工程（ＳＴ１３）と、プラズマを生成する工程（ＳＴ１４）と、各ヒータの供給電力を取得する工程（ＳＴ１５）と、供給電力の取得を確認する工程（ＳＴ１６）と、テーブルを生成する工程（ＳＴ１７）とを含む。一例では、工程ＳＴ１は、プラズマ処理装置１においてテーブルの生成の開始を指示する所定操作が行われたタイミングで実行され得る。
　まず、工程ＳＴ１１において、ダミー基板が基板支持部１１に配置される。一例では、ダミー基板は、膜が形成されていない基板であり得る。ダミー基板は、例えば、シリコンウェハであり得る。次に、工程ＳＴ１２において、ダミー基板の温度が設定される。一例では、制御部２は、各ゾーン１１１ｃにおいてダミー基板の温度が設定温度となるように、制御基板８０に配置された制御部８１を制御する。また、制御部２は、ダミー基板の温度が設定温度で安定した状態において、各ヒータ２００に供給されている電力を取得して、記憶部２ａに格納する。なお、ダミー基板が基板支持部１１に配置されてから所定時間が経過した時を、ダミー基板の温度が設定温度で安定した状態としてもよい。
また、ダミー基板を基板支持部１１に配置せずに、静電チャック１１１１の温度が設定温度で安定した状態において、各ヒータ２００に供給されている電力を取得して、記憶部２ａに格納してもよい。
　ダミー基板の温度が設定温度で安定した後に、工程ＳＴ１３において、ダミー基板をプラズマ処理するパラメータが設定される。当該パラメータは、後述する工程ＳＴ２～ＳＴ４において、基準基板、第１のプロセス基板及び第２のプロセス基板に対して実行されるプラズマ処理のパラメータと同じであってよい。当該プラズマ処理は、基準基板、第１のプロセス基板及び第２のプロセス基板に半導体素子を形成するためのプラズマエッチング処理を含み得る。
　プラズマ処理のパラメータは、処理ガスの種類、処理ガスの流量、ソースＲＦ信号の周波数、電力及びデューティ比、バイアス信号の周波数、電力／電圧及びデューティ比、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力、リングアセンブリ１１２に印加される電圧、リングアセンブリ１１２の高さ、並びに、プラズマ処理チャンバ１０内に印加される磁場の分布を含み得る。そして、工程ＳＴ１４において、プラズマが生成されて、ダミー基板に対してプラズマ処理が実行される。
　次に、工程ＳＴ１５において、複数のヒータ２００に供給される電力が取得される。工程ＳＴ１４及び工程ＳＴ１５において、制御部２は、各ゾーン１１１ｃにおけるダミー基板の温度が設定温度となるように、各ヒータ２００に供給される電力を制御し得る。そして、制御部２は、プラズマ処理チャンバ１０内にプラズマが生成された状態において、複数のヒータ２００のそれぞれに供給される電力を取得する。制御部２は、工程ＳＴ１５において取得した複数のヒータ２００への供給電力を、１又は複数のプラズマ処理のパラメータと対応付けて、記憶部２ａに格納し得る。本実施形態において、当該パラメータは、プラズマ処理チャンバ１０内で生成される電子密度の分布を変化できるパラメータであり得る。
　次に、工程ＳＴ１６において、パラメータを変化させた全ての条件において、複数のヒータ２００への供給電力が取得されたか否かが判断される。全ての条件において取得されていないと判断された場合（工程ＳＴ１６：Ｎｏ）、工程ＳＴ１３に戻り、制御部２は、１以上のパラメータを変化させて、プラズマを生成する（工程ＳＴ１４）。当該パラメータは、プラズマ処理チャンバ１０内で生成される電子密度の分布を変化させるパラメータであってよい。一例では、当該パラメータは、プラズマ処理チャンバ１０内に印加される磁場の磁束密度であり得る。また、当該パラメータは、リングアセンブリ１１２に印加される電圧、又は、リングアセンブリ１１２の高さであり得る。そして、工程ＳＴ１３で新たに設定されたパラメータによってプラズマが生成された状態において、複数のヒータ２００のそれぞれに供給される電力が新たに取得される（工程ＳＴ１５）。制御部２は、工程ＳＴ１５において取得した複数のヒータ２００への供給電力を、１又は複数のパラメータと対応付けて、記憶部２ａに格納し得る。
　そして、パラメータを変化させた全ての条件において複数のヒータ２００に供給される電力が取得されたと判断されると（工程ＳＴ１６：Ｙｅｓ）、制御部２は、プラズマ処理を停止する。そして、工程ＳＴ１７において、制御部２は、記憶部２ａに格納された、パラメータの値及び複数のヒータ２００の供給電力に基づいて、テーブルを生成する。当該テーブルは、工程ＳＴ１４において実行されたプラズマ処理におけるパラメータの変化量と、当該変化量によって生じたイオン流束の分布の変化量とを対応付けるテーブルであり得る。なお、イオン流束の分布は、基板支持部１１に配置されたダミー基板とプラズマ処理チャンバ１０内で生成されたプラズマとの間に生じる熱流束に基づいて算出されてよい。例えば、基板支持部１１に配置されたダミー基板の温度が一定である場合、ダミー基板とプラズマ処理チャンバ１０内で生成されたプラズマとの間に生じるイオン流束Γｉ（ｍ－２ｓ－１）は、ダミー基板とプラズマ処理チャンバ１０内で生成されたプラズマとの間に生じる熱流束Γｈｅａｔ（Ｗ／ｍ２）との間に以下の関係を有し得る。
 
　　Γｉ×Ｖｄｃ∝Γｈｅａｔ　　　式（１）
 
　ここで、Ｖｄｃ（Ｖ）は、ダミー基板とプラズマとの間に生じるバイアス電圧（Ｖ）である。また、基板支持部１１に配置されたダミー基板とプラズマ処理チャンバ１０内で生成されたプラズマとの間に生じる熱流束Γｈｅａｔは、工程ＳＴ１５において取得された供給電力に基づいて算出されてよい。一例では、各ゾーン１１１ｃにおける熱流束Γｈｅａｔは、以下の数式に基づいて算出されてよい。
 
　　Γｈｅａｔ＝（Ｐ０－Ｐｈｔｒ）／Ａ　　　　式（２）
 
　ここで、Ｐ０は、プラズマが生成されていない状態において当該ゾーン１１１ｃのヒータ２００に供給される電力（Ｗ）である。すなわち、Ｐ０は、工程ＳＴ１２において取得された、当該ゾーン１１１ｃのヒータ２００に供給される電力である。また、Ｐｈｔｒは、プラズマが生成された状態において当該ゾーン１１１ｃのヒータ２００に供給される電力（Ｗ）である。すなわち、Ｐｈｔｒは、工程ＳＴ１５において取得された、当該ゾーン１１１ｃのヒータ２００に供給される電力である。Ｐｈｔｒは、一例として、プラズマが生成された後の当該ゾーン１１１ｃのヒータ２００に供給される電力（Ｗ）が略一定となったときの電力（Ｗ）であってよい。また、Ａは、当該ゾーン１１１ｃの面積（ｍ２）である。
　また、工程ＳＴ１７で生成されるテーブルにおいて、イオン流束の変化量と対応付けて格納されるパラメータは、プラズマ中に印加される磁場の磁束密度の変化量、又は、当該磁場を生成する電磁石に供給される電流及び／若しくは電圧の変化量であってよい。ここで、ダミー基板の温度が一定である場合、ダミー基板とプラズマとの間に生じるイオン流束Γｉは、プラズマ中の電子密度に対して、以下の式に基づく関係を有し得る。
 
　　Γｉ∝ｎｅ×（Ｖｄｃ）１／２　　　　式（３）
 
　ここでｎｅはプラズマ中の電子密度（ｍ－３）である。また、Ｖｄｃは、ダミー基板とプラズマとの間に生じるバイアス電圧（Ｖ）である。また、プラズマ中の電子密度は、プラズマ中に印加される磁場の磁束密度と、以下の式に基づく関係を有し得る。
 
　　ｎｅ∝Ｈ　　　　式（４）
 
　ここで、Ｈは、磁束密度（Ｇ）である。これにより、プラズマ中に印加される磁束密度の分布を変化させて、プラズマとダミー基板との間に生じるイオン流束の分布を変化させることができる。このように、工程ＳＴ１７において、制御部２は、一例として、プラズマ中に印加される磁場の磁束密度の分布の変化量と、イオン流束の分布の変化量とを対応付けたテーブルを生成し得る。
　また、工程ＳＴ１７で生成されるテーブルにおいて、イオン流束の変化量と対応付けて格納されるパラメータは、基板支持部１１に配置された基板Ｗとプラズマ処理チャンバ１０内で生成されたプラズマとの間に生じるバイアス電圧の分布を変化できるパラメータであってよい。ここで、ダミー基板の温度が一定である場合、ダミー基板とプラズマとの間に生じるイオン流束Γｉは、ダミー基板及び／又はリングアセンブリ１１２とプラズマとの間に生じるバイアス電圧（Ｖ）に対して、上記の式（３）の関係を有し得る。これにより、バイアス電圧Ｖｄｃの分布を変化させて、プラズマとダミー基板との間に生じるイオン流束の分布を変化させることができる。このように、工程ＳＴ１７において、制御部２は、一例として、バイアス電圧の分布の変化量と、イオン流束の分布の変化量とを対応付けたテーブルを生成してよい。また、工程ＳＴ１７において、制御部２は、一例として、リングアセンブリ１１２に印加される電圧の変化量と、イオン流束の分布の変化量とを対応付けたテーブルを生成してよい。また、工程ＳＴ１７において、制御部２は、一例として、リングアセンブリ１１２の高さの変化量と、イオン流束の分布の変化量とを対応付けたテーブルを生成してよい。
（工程ＳＴ２：基準基板のプラズマ処理）
　図８は、工程ＳＴ２の一例を示すフローチャートである。工程ＳＴ２において、基準基板をプラズマ処理して、基準分布データを取得する。基準基板は、半導体素子が形成される基板であり得る。また、当該プラズマ処理は、基準基板に半導体素子を形成するためのプラズマエッチング処理を含み得る。すなわち、基準基板は、所定の膜及び当該所定の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し得る。基準基板は、後述する第１のプロセス基板及び／又は第２のプロセス基板と同一の基板であり得る。すなわち、基準基板は、第１のプロセス基板及び／又は第２のプロセス基板と同一の膜及び同一の開口パターンを有するマスク膜を含み得る。なお、工程ＳＴ２において、基準基板に替えて、ダミー基板をプラズマ処理して基準分布データを算出してもよい。
　図８に示すように、工程ＳＴ２は、基準基板を配置する工程（工程ＳＴ２１）と、基準基板の温度を設定する工程（工程ＳＴ２２）と、プラズマを生成する工程（工程ＳＴ２３）と、各ヒータの供給電力を取得する工程（工程ＳＴ２４）と、基準分布データを算出する工程（工程ＳＴ２５）とを含む。一例では、工程ＳＴ２は、プラズマ処理装置１の設置後又はメンテナンス後において実行され得る。すなわち、工程ＳＴ２は、プラズマ処理装置１が良好な状態において実行され得る。
　まず、工程ＳＴ２１において、基準基板が基板支持部１１に配置される。次に、工程ＳＴ２２において、基準基板の温度が設定される。一例では、制御部２は、各ゾーン１１１ｃにおいて基準基板の温度が設定温度となるように、制御基板８０に配置された制御部８１を制御する。また、制御部２は、基準基板の温度が設定温度で安定した状態において、各ヒータ２００に供給されている電力を取得して、記憶部２ａに格納する。なお、基準基板が基板支持部１１に配置されてから所定時間が経過した時を、基準基板の温度が設定温度で安定した状態としてもよい。また、基準基板を基板支持部１１に配置せずに、静電チャック１１１１の温度が設定温度で安定した状態において、各ヒータ２００に供給されている電力を取得して、記憶部２ａに格納してもよい。 
　基準基板の温度が設定温度で安定した後に、工程ＳＴ２３において、プラズマ処理チャンバ１０内にプラズマを生成して、基準基板をプラズマ処理する。工程ＳＴ２３において基準基板をプラズマ処理するためのパラメータは、工程ＳＴ１３において設定されたパラメータと同じであり得る。
　次に、工程ＳＴ２４において、複数のヒータ２００への供給電力が取得される。工程ＳＴ２３及び工程ＳＴ２４において、制御部２は、各ゾーン１１１ｃにおける基準基板の温度が設定温度となるように、各ヒータ２００に供給される電力を制御する。そして、制御部２は、工程ＳＴ２４でプラズマが生成された状態において、複数のヒータ２００のそれぞれに供給される電力を取得する。制御部２は、工程ＳＴ２４において取得した複数のヒータ２００への供給電力を、１又は複数のパラメータと対応付けて、記憶部２ａに格納し得る。
　次に、工程ＳＴ２５において、基準分布データを算出する。基準分布データは、プラズマ処理チャンバ１０内に生成されたプラズマと基準基板との間に生じるイオン流束の分布データであり得る。当該イオン流束の分布データは、工程ＳＴ１７において説明した式（１）及び（２）に基づいて算出されてよい。
　図９は、基準分布データの一例を示す図である。基準分布データは、プラズマ処理装置１の設置後又はメンテナンス後等でプラズマ処理装置１が正常な状態において取得され得る。従って、基準分布データは、プラズマと基板との間に生じるイオン流束について、基準となる分布データとして使用されてよい。なお、複数の基準基板から複数の基準分布データを取得し、当該複数の基準分布データに基づいて、図９に示すような１つの分布データを算出してもよい。なお、図９は、一例として、３００ｍｍの直径を有する基板について算出された分布データを示している。
（工程ＳＴ３：第１のプロセス基板のプラズマ処理）
　図１０は、工程ＳＴ３の一例を示すフローチャートである。工程ＳＴ３において、第１のプロセス基板がプラズマ処理される。第１のプロセス基板は、半導体素子が形成される基板であり得る。また、当該プラズマ処理は、第１のプロセス基板に半導体素子を形成するためのプラズマエッチング処理を含み得る。第１のプロセス基板は、基準基板と同一の構造を有する基板であり得る。すなわち、第１のプロセス基板は、基準基板と同一の膜及び同一の開口パターンを有するマスク膜を含み得る。また、第１のプロセス基板をプラズマ処理するパラメータは、基準基板をプラズマ処理するパラメータと同一であってよい。なお、第１のプロセス基板は、第１の基板の一例である。また、工程ＳＴ３において、第１のプロセス基板に替えて、ダミー基板をプラズマ処理して、第１の分布データを算出してもよい。
　図１０に示すように、工程ＳＴ３は、第１のプロセス基板を配置する工程（工程ＳＴ３１）と、第１のプロセス基板の温度を設定する工程（工程ＳＴ３２）と、プラズマを生成する工程（工程ＳＴ３３）と、各ヒータの供給電力を取得する工程（工程ＳＴ３４）と、第１の分布データを算出する工程（工程ＳＴ３５）と、補正値を算出する工程（工程ＳＴ３６）を含む。一例では、工程ＳＴ３は、工程ＳＴ２が実行された後、所定の期間が経過した後に、プラズマ処理装置１の経時変化を補正するために実行され得る。
　まず、工程ＳＴ３１において、第１のプロセス基板が基板支持部１１に配置される。次に、工程ＳＴ３２において、第１のプロセス基板の温度が設定される。一例では、制御部２は、各ゾーン１１１ｃにおいて第１のプロセス基板の温度が設定温度となるように、制御基板８０に配置された制御部８１を制御する。また、制御部２は、第１のプロセス基板の温度が設定温度で安定した状態において、各ヒータ２００に供給されている電力を取得して、記憶部２ａに格納する。なお、第１のプロセス基板が基板支持部１１に配置されてから所定時間が経過した時を、第１のプロセス基板の温度が設定温度で安定した状態としてもよい。また、第１のプロセス基板を基板支持部１１に配置せずに、静電チャック１１１１の温度が設定温度で安定した状態において、各ヒータ２００に供給されている電力を取得して、記憶部２ａに格納してもよい。
　第１のプロセス基板の温度が設定温度で安定した後に、工程ＳＴ３３において、プラズマ処理チャンバ１０内にプラズマを生成して、第１のプロセス基板をプラズマ処理する。工程ＳＴ３３において第１のプロセス基板をプラズマ処理するためのパラメータは、工程ＳＴ１３及び工程ＳＴ２３において設定されたパラメータと同じ条件であり得る。
　次に、工程ＳＴ３４において、複数のヒータ２００への供給電力が取得される。工程ＳＴ３３及び工程ＳＴ３４において、制御部２は、各ゾーン１１１ｃにおける第１のプロセス基板の温度が設定温度となるように、各ヒータ２００に供給される電力を制御する。そして、制御部２は、工程ＳＴ３４でプラズマが生成された状態において、複数のヒータ２００のそれぞれに供給される電力を取得する。制御部２は、工程ＳＴ３４において取得した複数のヒータ２００への供給電力を、１又は複数のパラメータと対応付けて、記憶部２ａに格納し得る。
　次に、工程ＳＴ３５において、第１の分布データを算出する。第１の分布データは、プラズマ処理チャンバ１０内に生成されたプラズマと第１のプロセス基板との間に生じるイオン流束の分布データであり得る。当該イオン流束の分布データは、工程ＳＴ１７において説明した式（１）及び（２）に基づいて算出されてよい。
　図１１は、第１の分布データの一例を示す図である。図１１に示す第１の分布データは、一例として、プラズマ処理装置１の設置後又はメンテナンス後等で所定の期間が経過した後に取得されたものである。従って、第１の分布データは、基準分布データと同じプラズマ処理のパラメータで取得されたデータであるところ、プラズマ処理装置１に含まれる消耗部品等の経時変化が反映されたデータとなり得る。図１１に示す例では、同図の中央領域及び下部領域において、他の領域よりも、イオン流束が高くなっている。そこで、第１のプロセス基板の後にプラズマ処理が実行される第２のプロセス基板において、イオン流束の分布を補正できるように、工程ＳＴ３６において、基準分布データ及び第１の分布データに基づいて補正値を算出する。当該補正値は、基準分布データと第１の分布データとの差分値であり得る。なお、図１１は、一例として、３００ｍｍの直径を有する基板について算出された分布データを示している。
（工程ＳＴ４：第２のプロセス基板のプラズマ処理）
　図１２は、工程ＳＴ４の一例を示すフローチャートである。工程ＳＴ４において、第２のプロセス基板がプラズマ処理される。工程ＳＴ４において、第２のプロセス基板は、工程ＳＴ３６において第１のプロセス基板について取得された補正値を用いて、プラズマ処理され得る。一例では、第１のプロセス基板は、特定のロットにおいて最初に処理される基板あってよい。また、第２のプロセス基板は、当該特定のロットにおいて第１のプロセス基板の後に処理される基板であってよい。
　第２のプロセス基板は、半導体素子が形成される基板であり得る。また、当該プラズマ処理は、第２のプロセス基板に半導体素子を形成するためのプラズマエッチング処理を含み得る。第２のプロセス基板は、基準基板及び／又は第１のプロセス基板と同一の構造を有する基板であり得る。すなわち、第２のプロセス基板は、基準基板及び／又は第１のプロセス基板と同一の膜及び同一の開口パターンを有するマスク膜を含み得る。また、第２のプロセス基板をプラズマ処理するパラメータは、基準基板及び／又は第１のプロセス基板をプラズマ処理するパラメータと同一であってよい。なお、第２のプロセス基板は、第２の基板の一例である。また、工程ＳＴ４において、第２のプロセス基板に替えて、ダミー基板をプラズマ処理して、第２の分布データを算出してもよい。 
　図１２に示すように、工程ＳＴ４は、第２のプロセス基板を配置する工程（工程ＳＴ４１）と、第２のプロセス基板の温度を設定する工程（工程ＳＴ４２）と、補正値に基づいてプラズマを生成する工程（工程ＳＴ４３）と、各ヒータの供給電力を取得する工程（工程ＳＴ４４）と、第２の分布データを算出する工程（工程ＳＴ４５）と、補正値を算出する工程（工程ＳＴ４６）を含む。
　まず、工程ＳＴ４１において、第２のプロセス基板が基板支持部１１に配置される。次に、工程ＳＴ４２において、第２のプロセス基板の温度が設定される。一例では、制御部２は、各ゾーン１１１ｃにおいて第２のプロセス基板の温度が設定温度となるように、制御基板８０に配置された制御部８１を制御する。また、制御部２は、第２のプロセス基板の温度が設定温度で安定した状態において、各ヒータ２００に供給されている電力を取得して、記憶部２ａに格納する。なお、第２のプロセス基板が基板支持部１１に配置されてから所定時間が経過した時を、第２のプロセス基板の温度が設定温度で安定した状態としてもよい。また、第２のプロセス基板を基板支持部１１に配置せずに、静電チャック１１１１の温度が設定温度で安定した状態において、各ヒータ２００に供給されている電力を取得して、記憶部２ａに格納してもよい。
　第２のプロセス基板の温度が設定温度で安定した後に、工程ＳＴ４３において、プラズマ処理チャンバ１０内にプラズマを生成して、第２のプロセス基板をプラズマ処理する。工程ＳＴ４３において第２のプロセス基板をプラズマ処理するためのパラメータの一部は、工程ＳＴ３５において基準分布データに基づいて算出した補正値に基づいて設定され得る。すなわち、工程ＳＴ４３では、工程ＳＴ３５において基準分布データに基づいて算出した補正値に基づいてプラズマ処理チャンバ１０内にプラズマが生成され得る。一例として、当該補正値が、基準分布データと第１の分布データとの差分値（イオン流束の分布の差分値）である場合、制御部２は、工程ＳＴ１において記憶部２ａに格納されたテーブルにおいて、当該補正値に対応する、イオン流束の分布の変化量を参照する。そして制御部２は、当該テーブルに含まれる、当該イオン流束の分布の変化量に対応するパラメータの変化量に基づいて、イオン流束の分布を補正するためのパラメータを設定する。
　一例では、当該パラメータは、プラズマ中に印加される磁場の磁束密度、又は、当該磁場を生成する電磁石に供給される電流及び／若しくは電圧であり得る。また、当該パラメータは、リングアセンブリに印加される電圧であってよい。
　なお、基準分布データに基づいてプラズマ処理チャンバ１０内でプラズマを生成することは、工程ＳＴ３６及び／又は工程ＳＴ４６で算出された補正値に基づいてハードウェア構成を調整した後に、プラズマを生成することを含み得る。一例として、当該ハードウェア構成を調整することは、リングアセンブリ１１２の高さを調整することであり得る。リングアセンブリ１１２の高さは、基板支持部１１の基板支持面の高さに対する、リングアセンブリ１１２の表面の高さであってよい。また、当該ハードウェア構成の調整は、工程ＳＴ４３よりも前に実行されてよい。すなわち、当該ハードウェア構成の調整が工程ＳＴ４３よりも前に実行された後に、工程ＳＴ４３においてプラズマが生成されてもよい。かかるプラズマの生成も、基準分布データに基づいてプラズマ処理チャンバ１０内でプラズマを生成することに含まれ得る。ここで、図１３及び図１４を参照して、リングアセンブリ１１２に関するパラメータを調整して、イオン流束の分布を補正する一例を説明する。
　図１３Ａは、プラズマ処理装置１が良好な状態（例えば、工程ＳＴ２において基準分布データを取得したとき）における、基板Ｗ及びリングアセンブリ１１２とプラズマとの間に生じるイオン流束を模式的に示した図である。また、図１３Ｂは、プラズマ処理装置１が良好な状態（例えば、工程ＳＴ２において基準分布データを取得したとき）における、イオン流束Γｉの分布の一例を示す図である。図１４Ａは、プラズマ処理装置１がある期間使用された状態（例えば、工程ＳＴ３において第１の分布データを取得したとき）における、基板Ｗ及びリングアセンブリ１１２とプラズマとの間に生じるイオン流束を模式的に示した図である。また、図１４Ｂは、プラズマ処理装置１がある期間使用された状態（例えば、工程ＳＴ３において第１の分布データを取得したとき）における、イオン流束Γｉの分布の一例を示す図である。図１３Ａ及び図１４Ａにおいて、Ｐｂはプラズマの下端（プラズマシースの上端）を示す。また、ｄはプラズマシースの厚さを示す。
　図１３Ａに示すように、プラズマ処理装置１が良好な状態において、プラズマシースの厚さｄは、基板Ｗからリングアセンブリ１１２に亘って（すなわち、図１３Ａの横方向において）略一定となり得る。そして、図１３Ｂに示すように、イオン流束Γｉの分布も、基板Ｗからリングアセンブリ１１２に亘って略一定となり得る。基板Ｗ及びリングアセンブリ１１２に対するイオン流束Γｉの入射角も、基板Ｗ及びリングアセンブリ１１２に対して略垂直となり得る。
　他方で、プラズマ処理装置１が良好な状態からある期間使用されると、リングアセンブリ１１２の摩耗等の影響により、図１４Ａに示すように、リングアセンブリ１１２上におけるプラズマシースの厚さｄが、基板Ｗ上におけるプラズマシースの厚さｄと異なる厚さに変化し得る。また、それに伴い、基板Ｗとリングアセンブリ１１２との境界付近において、基板Ｗ及び／又はリングアセンブリ１１２に対するイオン流束Γｉの入射角が変化し、プラズマシースの形状が変化し得る。このように、基準分布データと第１の分布データとの差分値（イオン流束の分布の差分値）が、基板Ｗの外周に沿って現れる場合、制御部２は、リングアセンブリ１１２に関するパラメータを調整して、工程ＳＴ４３において、プラズマを生成してもよい。一例として、プラズマ処理装置１は、リングアセンブリ１１２に電圧を印加するよう構成されてよく、制御部２は、リングアセンブリ１１２に印加される電圧を調整してイオン流束Γｉの分布を補正してよい。また、プラズマ処理装置１は、リングアセンブリ１１２の高さを調整可能に構成されたアクチュエータを備えてよく、制御部２は、当該アクチュエータを制御してリングアセンブリ１１２の高さを調整し、イオン流束Γｉの分布を補正してもよい。なお、リングアセンブリ１１２に関するパラメータの調整は、工程ＳＴ４３よりも前に実行され得る。
　次に、工程ＳＴ４４において、複数のヒータ２００への供給電力が取得される。工程ＳＴ４３及び工程ＳＴ４４において、制御部２は、各ゾーン１１１ｃにおける第２のプロセス基板の温度が設定温度となるように、各ヒータ２００に供給される電力を制御する。そして、制御部２は、プラズマが生成された状態において、複数のヒータ２００のそれぞれに供給される電力を取得する。制御部２は、工程ＳＴ４４において取得した複数のヒータ２００への供給電力を、１又は複数のパラメータと対応付けて、記憶部２ａに格納し得る。
　次に、工程ＳＴ４５において、第２の分布データを算出する。第１の分布データは、プラズマ処理チャンバ１０内に生成されたプラズマと第２のプロセス基板との間に生じるイオン流束の分布データであり得る。当該イオン流束の分布データは、工程ＳＴ１７において説明した式（１）及び（２）に基づいて算出されてよい。
　次に、工程ＳＴ４６において、基準分布データ及び第２の分布データに基づいて補正値を算出する。当該補正値は、基準分布データと第２の分布データとの差分値であり得る。当該補正値は、第１のプロセス基板及び第２のプロセス基板が含まれるロットにおいて、第２のプロセス基板の後に実行されるプラズマ処理において、イオン流束の分布の補正値として用いられてよい。
　なお、工程ＳＴ３６及び工程ＳＴ４６では、基準分布データに基づいて補正値を算出したが、補正値の算出方法はこれに限られない。一例では、工程ＳＴ３及び工程ＳＴ４におけるプラズマ処理において取得されたデータを蓄積し、当該蓄積されたデータに基づいて、プラズマ処理におけるパラメータを補正して、イオン流束の分布を補正してもよい。蓄積するデータは、プラズマ処理のパラメータ、ヒータへの供給電力、ヒータの温度、熱流束の分布、イオン流束の分布、基板の種類及び構造等を含み得る。
　また、本処理方法は、工程ＳＴ１から工程ＳＴ４において説明した工程に加えて、又は、工程ＳＴ１から工程ＳＴ４において説明した工程に替えて、イオン流束の面内分布を補正する面内補正工程を含み得る。図１５は、面内補正工程の一例を示すフローチャートである。面内補正工程は、ゾーン１１１ｃの各々においてイオン流束を算出する工程（ＳＴ５１）と、隣接する複数のゾーン１１１ｃ間におけるイオン流束の差分を算出する工程（ＳＴ５２）と、ゾーン１１１ｃの各々においてイオン流束の入射角を算出する工程（ＳＴ５３）と、算出された入射角に基づいてイオン流束の分布を補正する工程とを含む。
　まず、工程ＳＴ５１において各ゾーン１１１ｃにおけるイオン流束が算出される。イオン流束は、工程ＳＴ１から工程ＳＴ４において説明した方法により算出されてよい。次に、工程ＳＴ５２において、隣接する複数のゾーン間におけるイオン流束の差分が算出した後、工程ＳＴ５３において、各ゾーン１１１ｃにおけるイオン流束の入射角が算出される。工程ＳＴ５３において、イオン流束の入射角は、工程ＳＴ５２において算出された、複数のゾーン１１１ｃ間のイオン流束の差分及び複数のゾーン１１１ｃ間の距離に基づいて算出され得る。複数のゾーン１１１ｃ間の距離は、複数のゾーン１１１ｃのそれぞれに配置された抵抗体２０１間の距離であってよい。次に、工程ＳＴ５４において、算出されたイオン流束の入射角の分布に基づいて、複数のゾーン１１１ｃ間におけるイオン流束の分布が補正される。工程ＳＴ５４において、複数のゾーン１１１ｃ間におけるイオン流束の分布は、工程ＳＴ１から工程ＳＴ４において説明した方法と同様に、工程ＳＴ５３において算出されたイオン流束の入射角の分布に基づいて補正されてよい。また、工程ＳＴ５４において、基板Ｗ及び／又はリングアセンブリ１１２の面内においてイオン流束の分布が均一に近づくように、各ゾーン１１１ｃのイオン流束が補正されてもよい。
＜プラズマ処理装置１の他の実施形態＞
　図１６は、プラズマ処理装置の他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を備えてよい。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１４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１４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１４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１６に示すプラズマ処理装置１の他の構成、動作及び／又は機能は、図２に示す例で説明したプラズマ処理装置１と同様であってよい。
　本開示の例示的実施形態によれば、イオン流束の分布のばらつきを低減することができる。これにより、プラズマ処理において、均一性の高いプラズマを生成することができる。ひいては、例えば、プラズマエッチングにおいては、エッチングレートの面内分布のばらつきを低減することができる。
　本開示の例示的実施形態によれば、プラズマ処理において生成されたプラズマと基板との間に生じるイオン流束の分布に変化が生じた場合であっても、プラズマ処理のパラメータを補正することにより、当該経時変化を容易に補正することができる。イオン流束の分布の変化は、例えば、経時変化によってプラズマ処理装置１の部品が消耗することに起因する変化であり得る。当該部品は、フォーカスリング等のリングアセンブリを含み得る。
　本開示の例示的実施形態によれば、一例として、基板単位でイオン流束の分布を補正してもよい。これにより、基板間におけるプラズマ処理のばらつきを抑制することができる。
　本開示の実施形態は、以下の態様をさらに含む。
（付記１）
　チャンバ及び前記チャンバ内に配置された基板支持部を有するプラズマ処理装置において、前記チャンバ内に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プラズマ処理方法であって、
　（ａ）前記チャンバ内に生成されたプラズマと前記基板支持部に配置された第１の基板との間に生じたイオン流束の分布に関するデータである第１の分布データを予め格納する工程と、
　（ｂ－ａ）第２の基板を前記基板支持部に配置する工程と、
　（ｂ－ｂ）前記第１の分布データに基づいて前記チャンバ内においてプラズマを生成して、前記第２の基板に対してプラズマ処理を実行するプラズマ処理工程と、
を含む、プラズマ処理方法。
（付記２）
　前記（ａ）の格納する工程は、
　（ａ－ａ）前記第１の基板を前記基板支持部に配置する工程と、
　（ａ－ｂ）前記チャンバ内においてプラズマを生成して、前記第１の基板に対して前記プラズマ処理を実行する工程と、
　（ａ－ｃ）前記基板支持部内に配置された複数のヒータのそれぞれに電力を供給する工程と、
　（ａ－ｄ）前記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供給された電力を取得する工程と、
　（ａ－ｅ）前記第１の電力取得工程において前記複数のヒータのそれぞれについて取得された電力に基づいて、前記第１の分布データを算出する工程と、
を含む、付記１に記載のプラズマ処理方法。
（付記３）
　（ｃ－ａ）基準基板を前記基板支持部に配置する工程と、
　（ｃ－ｂ）前記チャンバ内においてプラズマを生成して、前記基準基板に対してプラズマ処理を実行する工程と、
　（ｃ－ｃ）前記基板支持部内に配置された複数のヒータのそれぞれに電力を供給する工程と、
　（ｃ－ｄ）前記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供給された電力を取得する工程と、
　（ｃ－ｅ）前記基準基板とプラズマとの間に生じたイオン流束の分布を示すデータである基準分布データを算出する工程であって、前記基準分布データは前記基準電力取得工程において前記複数のヒータのそれぞれについて取得された電力に基づいて算出される、基準分布データを算出する工程と、
を更に含み、
　前記（ｂ－ｂ）のプラズマ処理工程において、前記プラズマは、前記基準分布データ及び前記第１の分布データに基づいて生成される、付記１又は２に記載のプラズマ処理方法。
（付記４）
　前記（ｂ－ｂ）のプラズマ処理工程は、前記基準分布データと前記第１の分布データとの差分に基づいて、前記チャンバ内において前記プラズマを生成することを含む、付記１から３のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。
（付記５）
　前記プラズマ処理装置は、（１）前記チャンバ内に生成されたプラズマの電子密度の分布の変化量と（２）前記基板支持部に配置された基板と前記チャンバ内に生成されたプラズマとの間に生じるイオン流束の分布の変化量とを対応付けたテーブルを記憶する記憶部を更に備え、
　前記（ｂ－ｂ）のプラズマ処理工程は、前記基準分布データと前記第１の分布データとの差分に基づいて、前記記憶部に記憶されたテーブルを参照して、前記電子密度の分布を制御する工程を含む、付記１から４のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。
（付記６）
　前記プラズマ処理装置は、前記基板支持部に対向して配置された複数の電磁石を更に備え、
　前記電子密度の分布を制御する工程は、前記複数の電磁石に供給される電流及び電圧の少なくとも一方を制御して、前記電子密度の分布を制御する工程を含む、付記５に記載のプラズマ処理方法。
（付記７）
　前記基板支持部は基板を支持する基板支持面を有し、
　前記基板支持面は複数の支持領域を含み、
　前記複数のヒータのそれぞれは、前記複数の支持領域のそれぞれにおいて、前記基板支持部に配置される、付記２に記載のプラズマ処理方法。
（付記８）
　前記基準基板、前記第１の基板及び前記第２の基板は、それぞれ同一の開口パターンを有するマスク膜を含む、付記３に記載のプラズマ処理方法。
（付記９）
　前記テーブルを生成する工程を更に含み、前記テーブルを生成する工程は、
　ダミー基板を前記基板支持部に配置する工程と、
　前記ダミー基板を前記基板支持部に配置した状態において、前記複数のヒータのそれぞれの温度が所定の温度になるように、前記複数のヒータのそれぞれに供給する供給電力を制御する工程と、
　前記ダミー基板を前記基板支持部に配置する工程と、
　前記チャンバ内においてプラズマを生成して、前記ダミー基板に対して前記プラズマ処理を実行する工程と、
　前記マスク膜を含む基板に対して前記プラズマ処理を実行している状態で、前記プラズマの電子密度の分布を変化させて、前記複数のヒータに供給される電力を取得する工程と、
　（１）前記チャンバ内に生成されたプラズマの電子密度の分布の変化量と（２）前記基板支持部に配置された基板と前記チャンバ内に生成されたプラズマとの間に生じるイオン流束の分布の変化量とを対応付けて前記テーブルに格納する工程と、
を含む、付記５又は６に記載のプラズマ処理方法。
（付記１０）
　前記プラズマ処理装置は、（１）前記基板支持部に配置された基板と前記チャンバ内に生成されたプラズマとの間に生じるバイアス電圧の分布の変化量と（２）前記基板支持部に配置された基板と前記チャンバ内に生成されたプラズマとの間に生じるイオン流束の分布の変化量とを対応付けたテーブルを記憶する記憶部を更に備え、
　前記（ｂ－ｂ）のプラズマ処理工程は、前記基準分布データと前記第１の分布データとの差分に基づいて、前記記憶部に記憶されたテーブルを参照して、前記バイアス電圧の分布を制御する工程を含む、付記１から４のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。
（付記１１）
　前記プラズマ処理装置は、前記基板支持部の周囲に配置されたリングアセンブリを更に備え、
　前記バイアス電圧の分布を制御する工程は、前記リングアセンブリに印加される電圧を制御して、前記バイアス電圧の分布を制御することを含む、付記１０に記載のプラズマ処理方法。
（付記１２）
　前記プラズマ処理装置は、
　前記基板支持部の周囲に配置されたリングアセンブリと、
　前記基板支持部の高さに対する、前記リングアセンブリの高さを調整するように構成されたアクチュエータと
を更に備え、
　前記バイアス電圧の分布を制御する工程は、前記リングアセンブリの高さを調整して、前記バイアス電圧の分布を制御することを含む、付記１０に記載のプラズマ処理方法。
（付記１３）
　チャンバ、前記チャンバ内に配置された基板支持部及び制御部を有するプラズマ処理装置であって、前記制御部は、
　（ａ）前記チャンバ内に生成されたプラズマと前記基板支持部に配置された第１の基板との間に生じたイオン流束の分布に関するデータである基準分布データを予め格納し、
　（ｂ－ａ）第２の基板を前記基板支持部に配置し、
　（ｂ－ｂ）前記基準分布データに基づいて前記チャンバ内においてプラズマを生成して、前記第２の基板に対してプラズマ処理する、
処理を実行する、プラズマ処理装置。
　以上の各実施形態は、説明の目的で記載されており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。以上の各実施形態は、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。例えば、ある実施形態における一部の構成要素を、他の実施形態に追加することができる。また、ある実施形態における一部の構成要素を、他の実施形態の対応する構成要素と置換することができる。
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、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

Claims (13)

  1. 　チャンバ及び前記チャンバ内に配置された基板支持部を有するプラズマ処理装置において、前記チャンバ内に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プラズマ処理方法であって、
    　（ａ）前記チャンバ内に生成されたプラズマと前記基板支持部に配置された第１の基板との間に生じたイオン流束の分布に関するデータである第１の分布データを予め格納する工程と、
    　（ｂ－ａ）第２の基板を前記基板支持部に配置する工程と、
    　（ｂ－ｂ）前記第１の分布データに基づいて前記チャンバ内においてプラズマを生成して、前記第２の基板に対してプラズマ処理を実行するプラズマ処理工程と、
    を含む、プラズマ処理方法。
  2. 　前記（ａ）の格納する工程は、
    　（ａ－ａ）前記第１の基板を前記基板支持部に配置する工程と、
    　（ａ－ｂ）前記チャンバ内においてプラズマを生成して、前記第１の基板に対して前記プラズマ処理を実行する工程と、
    　（ａ－ｃ）前記基板支持部内に配置された複数のヒータのそれぞれに電力を供給する工程と、
    　（ａ－ｄ）前記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供給された電力を取得する工程と、
    　（ａ－ｅ）前記第１の電力取得工程において前記複数のヒータのそれぞれについて取得された電力に基づいて、前記第１の分布データを算出する工程と、
    を含む、請求項１に記載のプラズマ処理方法。
  3. 　（ｃ－ａ）基準基板を前記基板支持部に配置する工程と、
    　（ｃ－ｂ）前記チャンバ内においてプラズマを生成して、前記基準基板に対してプラズマ処理を実行する工程と、
    　（ｃ－ｃ）前記基板支持部内に配置された複数のヒータのそれぞれに電力を供給する工程と、
    　（ｃ－ｄ）前記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供給された電力を取得する工程と、
    　（ｃ－ｅ）前記基準基板とプラズマとの間に生じたイオン流束の分布を示すデータである基準分布データを算出する工程であって、前記基準分布データは前記基準電力取得工程において前記複数のヒータのそれぞれについて取得された電力に基づいて算出される、基準分布データを算出する工程と、
    を更に含み、
    　前記（ｂ－ｂ）のプラズマ処理工程において、前記プラズマは、前記基準分布データ及び前記第１の分布データに基づいて生成される、請求項１に記載のプラズマ処理方法。
  4. 　前記（ｂ－ｂ）のプラズマ処理工程は、前記基準分布データと前記第１の分布データとの差分に基づいて、前記チャンバ内において前記プラズマを生成することを含む、請求項３に記載のプラズマ処理方法。
  5. 　前記プラズマ処理装置は、（１）前記チャンバ内に生成されたプラズマの電子密度の分布の変化量と（２）前記基板支持部に配置された基板と前記チャンバ内に生成されたプラズマとの間に生じるイオン流束の分布の変化量とを対応付けたテーブルを記憶する記憶部を更に備え、
    　前記（ｂ－ｂ）のプラズマ処理工程は、前記基準分布データと前記第１の分布データとの差分に基づいて、前記記憶部に記憶されたテーブルを参照して、前記電子密度の分布を制御する工程を含む、請求項４に記載のプラズマ処理方法。
  6. 　前記プラズマ処理装置は、前記基板支持部に対向して配置された複数の電磁石を更に備え、
    　前記電子密度の分布を制御する工程は、前記複数の電磁石に供給される電流及び電圧の少なくとも一方を制御して、前記電子密度の分布を制御する工程を含む、請求項５に記載のプラズマ処理方法。
  7. 　前記基板支持部は基板を支持する基板支持面を有し、
    　前記基板支持面は複数の支持領域を含み、
    　前記複数のヒータのそれぞれは、前記複数の支持領域のそれぞれにおいて、前記基板支持部に配置される、請求項２に記載のプラズマ処理方法。
  8. 　前記基準基板、前記第１の基板及び前記第２の基板は、それぞれ同一の開口パターンを有するマスク膜を含む、請求項３に記載のプラズマ処理方法。
  9. 　前記テーブルを生成する工程を更に含み、前記テーブルを生成する工程は、
    　ダミー基板を前記基板支持部に配置する工程と、
    　前記ダミー基板を前記基板支持部に配置した状態において、前記複数のヒータのそれぞれの温度が所定の温度になるように、前記複数のヒータのそれぞれに供給する供給電力を制御する工程と、
    　前記ダミー基板を前記基板支持部に配置する工程と、
    　前記チャンバ内においてプラズマを生成して、前記ダミー基板に対して前記プラズマ処理を実行する工程と、
    　前記マスク膜を含む基板に対して前記プラズマ処理を実行している状態で、前記プラズマの電子密度の分布を変化させて、前記複数のヒータに供給される電力を取得する工程と、
    　（１）前記チャンバ内に生成されたプラズマの電子密度の分布の変化量と（２）前記基板支持部に配置された基板と前記チャンバ内に生成されたプラズマとの間に生じるイオン流束の分布の変化量とを対応付けて前記テーブルに格納する工程と、
    を含む、請求項５に記載のプラズマ処理方法。
  10. 　前記プラズマ処理装置は、（１）前記基板支持部に配置された基板と前記チャンバ内に生成されたプラズマとの間に生じるバイアス電圧の分布の変化量と（２）前記基板支持部に配置された基板と前記チャンバ内に生成されたプラズマとの間に生じるイオン流束の分布の変化量とを対応付けたテーブルを記憶する記憶部を更に備え、
    　前記（ｂ－ｂ）のプラズマ処理工程は、前記基準分布データと前記第１の分布データとの差分に基づいて、前記記憶部に記憶されたテーブルを参照して、前記バイアス電圧の分布を制御する工程を含む、請求項４に記載のプラズマ処理方法。
  11. 　前記プラズマ処理装置は、前記基板支持部の周囲に配置されたリングアセンブリを更に備え、
    　前記バイアス電圧の分布を制御する工程は、前記リングアセンブリに印加される電圧を制御して、前記バイアス電圧の分布を制御することを含む、請求項１０に記載のプラズマ処理方法。
  12. 　前記プラズマ処理装置は、
    　前記基板支持部の周囲に配置されたリングアセンブリと、
    　前記基板支持部の高さに対する、前記リングアセンブリの高さを調整するように構成されたアクチュエータと
    を更に備え、
    　前記バイアス電圧の分布を制御する工程は、前記リングアセンブリの高さを調整して、前記バイアス電圧の分布を制御することを含む、請求項１０に記載のプラズマ処理方法。
  13. 　チャンバ、前記チャンバ内に配置された基板支持部及び制御部を有するプラズマ処理装置であって、前記制御部は、
    　（ａ）前記チャンバ内に生成されたプラズマと前記基板支持部に配置された第１の基板との間に生じたイオン流束の分布に関するデータである第１の分布データを予め格納し、
    　（ｂ－ａ）第２の基板を前記基板支持部に配置し、
    　（ｂ－ｂ）前記第１の分布データに基づいて前記チャンバ内においてプラズマを生成して、前記第２の基板に対してプラズマ処理する、
    処理を実行する、プラズマ処理装置。
     
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